소성힌지
정의는 크게 요소타입 정의와 요소에 따른 성분정의로 구분됩니다.
1. 요소타입 정의 : 일반적으로 요소타입의
정의는 아래와 같은 순서로 진행할 수 있습니다.
a. 요소타입 정의하기 b. 재질 정의하기 c. 비선형 요소타입 정의하기 d. 요소성분 정의하기
Add/Modify
Pushover Hinge Properties 대화상자
Name,
Description
: 생성하고자 하는 힌지의 이름(필수입력)과 설명문(선택입력)을 입력합니다.
Element
Type : 부재의 거동 특성을 정의합니다. 선택한 Element Type에
따라 입력가능한 단면내력 성분, 이력곡선의 종류 등이 달라집니다.
Beam/Column : 보 및 기둥부재.
6개 자유도성분에 대한 힌지 속성을 정의할 수 있습니다.
Wall : 벽부재 Plate타입일
경우 6개 자유도성분에 대한 힌지 속성을 정의할 수 있습니다.
Truss : 가새부재. 부재의 축방향
성분에 대한 힌지 특성을 정의합니다.
General Link : 범용연결요소.
6개 자유도성분에 대한 힌지 속성을 정의할 수 있습니다.
Point Spring Support
: 스프링강성지점. 6개 자유도성분에 대한 힌지 속성을 정의할 수 있습니다.
Material
Type : 힌지가 적용될 요소의 재료를 선택합니다. 선택된 재료에 따라서 각 요소의
항복강도를 정의하는 방법이 다릅니다.
RC / SRC (encased) :
철근콘크리트 또는 철골철근콘크리트(철골매립형)
Steel / SRC (filled)
: 철골 또는 철골철근콘크리트(충전형)
Masonry : 조적조
Wall
Type : 벽요소의 면외강성 타입을 선택합니다. 전처리에 입력된 타입과
동일해야 합니다.
Membrane
: 면내방향 강성만 고려
Plate : 면내 및 면외방향 강성
고려
Definition :
휨요소의 하중-변형관계를 정의합니다.
Moment-Rotation (M-θ)
: 모멘트-회전각관계로 정의
Moment-Curvature (M-φ Lumped)
: 모멘트-곡률관계(양단 소성화)로 정의
Consider
Hinge Length : Hinge의 길이를 사용자가 수동으로 계산하고 그 비율을
입력할 수 있다.
: Hinge의 할당위치를 Hinge Length 의 어떤 위치에 지정할 것인지 선택한다.
<
End 위치에 할당했을 경우>
<
Center 위치에 할당했을 경우>
Moment-Curvature (M-φ Distributed)
: 모멘트-곡률관계(요소길이방향 수치적분)로 정의
Pier Type : 조적조 수직요소
정의(모멘트-회전각관계로 정의)
Spandrel
Type : 조적조 수평요소 정의(모멘트-회전각관계로 정의)
Hinge
Type : 비선형해석에 사용될 힌지특성을 정합니다.
Skeleton Model : 골격모델
사용
Fiber Model : Fiber모델
사용
Axial-Moment
Interaction Type : 해석 스텝별 요소의 축력-모멘트 변동을 고려할지
여부를 선택합니다.
None : 축력의 영향을 고려하지
않는 경우
P-M Interaction : 축력-1축
모멘트 변동을 고려하는 경우
P-M-M in Status Determination
: 축력-2축 모멘트 변동을 고려하는 경우
Axial-Shear
Interaction Type of RC : 해석 스텝별 요소의 축력-전단력
변동을 고려할지 여부를 선택합니다.
(Gen 870. Pushover Global Control
> Reference Code/Manual에서 KISTEC을 선택한 경우에만 활성화
되며, 한국시설공단요령집에 의한 전단강도 계산시 각 스텝별 변동축력을 고려한 전단강도가 계산됩니다.)
None : 축력의 영향을 고려하지
않는 경우
P-Q Interaction : 축력-전단력
변동을 고려하여 강도계산 하는 경우
Fiber
Section : Fiber 속성을 정의합니다.
Auto Generation, User
: 자동설정, 사용자지정
Fiber Name : Pushover
> Properties > Pushover Fiber Division of
Section(Beam-Column) 또는 Pushover Fiber Division of Section(MCPM
Wall)에서 설정된 Fiber를 지정합니다.
 : 부재별로
Fiber Wall의 면외방향 비선형성을 설정합니다.
Use Option of Inelastic Properties
Control Data : Pushover Global Control 대화창의 Fiber
Model Option에서 설정값을 따릅니다.
User Defined : Pushover
Global Control 대화창의 Fiber Model Option에서 설정값을 따르지 않고 사용자가
직접 지정합니다.
Consider
Out-of-Plane Nonlinear Plate Type : 부재별로 면외방향 비선형을
고려하고자 하는 경우에 체크합니다.
Component
Properties : 성분별 소성힌지 속성을 정의합니다.
Fx, Fy, Fz, Mx, My, Mz
: 비선형 속성을 부여하기 위한 자유도
Hinge Location : 비선형
속성을 정의하기 위한 요소 단면의 위치를 지정
Number of Section :
분산형 힌지로 속성을 정의하는 경우 요소의 분할 개수를 입력
Skeleton Curve : 요소의
골격곡선을 정의
Note
Pushover에서 지원되는 Skeleton
Curve는 다음과 같다.
1. Bilinear Type(Slip Bilinear Type)
: 이선형 골격곡선
2. Trilinear Type(Slip Trilinear Type) : 삼선형 골격곡선
3. FEMA Type : FEMA에서 제안하고 있는 곡선
Slip 이력은 요소타입이 Truss 또는 General Link인
경우에만 활성화 된다.
2. 요소에 따른 성분 정의 : 요소성분
정의(d)는 아래와 같이 정의할 수 있습니다.
a. Interaction Type이 None인 경우
Properties
▒ [Bilinear / Trilinear Type]
 
Input Method
 Auto-Calculation
: 항복강도 자동계산
Note.
자동계산시 아래의 설정이 필요하다.
1. 설계기준
2. DB에 의한 재료, 단면의 설정
3. RC의 경우 올바른 배근정보가 필요
User
Input : 모든 데이터입력 및 설정을 사용자가 정의
Input Type
Strength
- Stiffness Reduction Ratio : 항복강도와 강성저감율로 Skeleton
Curve를 정의
Strength
- Yield Deformation : 항복강도와 사용자 입력 항복변형으로 Skeleton
Curve를 정의
Note.
1. Input Method >
User Input을 선택한 경우에만 선택이 가능하다.
2. Yield Deformation는 요소의 종류, 성분에 따라 물리적인 의미가 다르다.
Properties
Type
Symmetric
: 배근이 대칭인 경우
Asymmetric
: 배근이 비대칭인 경우
Note
이 옵션은 Moment-Rotation관계요소이고
User Input인 경우에만 활성화 된다. 또한, Input Method > Auto Calculation이고,
I단, J단이 비대칭인 경우 자동반영된다.
Yield Strength : Input Method를 Auto-Calculation으로
설정한 경우 항복강도는 자동계산되므로 입력할 필요가 없으며, Input
Method를 User Input으로 설정한 경우 사용자가 항복강도를 직접입력합니다.
P1
: 1차 항복강도 P2
: 2차 항복강도 (단, P1≤P2)
Stiffness Reduction
Ratio
Use
Value of Global Control Data : Pushover Global
Control에서 설정한 값을 사용
User
Defined : 사용자 입력
Use
αy by AIJ Code : AIJ기준식에 의해 계산된 αy를 사용
Note
α1：1차 항복후의 강성저감율(α1
≤ 1.0)
α2：2차 항복후의 강성저감율(α2 ≤ α1 ≤ 1.0)
Note
αy의 이용시 알아두기
1. RC Trilinear,
M-θ요소, AIJ Code의 경우에만 설정가능
2. 축력변동을 고려하지 않는 경우는 초기하중의 축력을 고려하여 αy계산(고정축력)
3. 축력변동을 고려하는 경우(PMM)는 변동축력을 고려하여 αy 계산 ⇒ 증분계산에서 변동하는 축력
고려（변동축력)
4. Input Method > Auto-Calculation를 선택한 경우 자동계산됨.
5. Input Method > User Input을 선택한 경우 사용자 입력
6. αy 의 계산에 사용되는 전단스팬비의 사용자 설정가능(Default는 “Auto”)
Initial Stiffness
6EI/L,
3EI/L, 2EI/L : M-θ요소로 설정된 경우에만 설정
User
: 사용자 입력
Elastic
Stiffness：탄성강성을 초기강성으로 사용
Initial Gap
: 요소타입을 Truss
또는 Masonry로 설정하고 Skeleton Curve를 Slip으로 정의한 경우 부재의 슬립량(인장,
압축)을 입력합니다.
▒
[FEMA Type]
Input
Method
Auto-Calculation
: 항복강도 자동계산
Note
자동계산시 아래의 설정이 필요하다.
1. 설계기준
2. DB에 의한 재료, 단면의 설정
3. RC의 경우 올바른 배근정보가 필요
User
Input : 모든 데이터입력 및 설정을 사용자가 정의
Shape of FEMA Curve
General Type : 항복후 강성저감율 적용한 골격곡선
타입
Perfect Plastic
Type : 1차 항복후 강성무시하고
연성되는 골격곡선 타입
Strength
Loss
: C점 항복 이후 골격곡선 타입
Unloading
Stiffness Type
[Normal
Bilinear Type(보통
이선형) 이력모델]
[Origin-oriented
Type(원점지향형)
이력 모델]
[Stiffness Degrading
이력 모델]
[Stiffness Degrading
Slip 이력 모델]
[Nonlinear Elastic
이력 모델]
Total
Strength Loss at Point E, -E
E점 도달 후 강성을 0으로 계산할 것인지, 제강성으로
계속 할 것인지를 정하는 기능이며, NO로 설정할 경우, 해석결과의 수렴성을 높일 수 있습니다.
Properties
Type
Symmetric
: 배근이 대칭인 경우
Asymmetric
: 배근이 비대칭인 경우
Note
이 옵션은 Moment-Rotation관계요소이고
User Input인 경우에만 활성화 된다. 또한, Input Method > Auto Calculation이고,
I단, J단이 비대칭인 경우 자동반영된다.
Properties
of I-End(Properties of J-End)
: 양단이 비대칭인 경우 각 단부에 대한 속성을 입력하거나 계산된 값을 확인합니다.
User Defined : FEMA 이력을 사용자가 정의하는
경우에 사용합니다.
Yield Strength
(MY) : Input Method
> User Input 인 경우, ±방향에 대한 항복강도(휨모멘트)를 사용자가 입력합니다.
Yield Rotation
(DY) : Input Method
> User Input 인 경우, ±방향에 대한 항복변위(단부회전각)를 사용자가 입력합니다.
Acceptance Criteria : 구조물의 성능상태에 대한 소성률(전체변형/항복변형)의
지표를 선택합니다. 기본값은 FEMA-273에 제시된 값이 적용됩니다.
성능지표(IO, LS, CP)는 아래 그림 참조(대화창과
함께 팝업으로 보입니다)
Initial Stiffness
6EI/L,
3EI/L, 2EI/L : M-θ요소로 설정된 경우에만 설정
User
: 사용자 입력
Elastic
Stiffness：탄성강성을 초기강성으로 사용
▒
[FEMA Infill Strut Type]
Strength
Loss
: C점 항복 이후 곡격곡선 타입
Infill Strut Type
Partial-Height : 허리벽의 골격곡선 타입으로 정의
Full-Height : 채움벽의 골격곡선 타입으로 정의
Total
Strength Loss at Point E, -E
E점 도달 후 강성을 0으로 계산할 것인지, 제강성으로
계속 할 것인지를 정하는 기능이며, NO로 설정할 경우, 해석결과의 수렴성을 높일 수 있습니다.
Properties
User Defined : FEMA 이력을 사용자가 정의하는
경우에 사용합니다.
Q/QY : Infill Strut의 발생 축력/항복축강도
Δ/Hm : Infill Strut의 발생 횡변위/순높이
Note
Hm은
대화창
하단의 Initial Stiffness >User Input으로 입력할 수 있습니다.
Initial
Stiffness > Elastic Stiffness로 설정된 경우에는 Seismic Evaluation
> Define Masonry Infill Strut에서 정의한 hm을 사용합니다.
Acceptance Criteria : Infill Strut은 압축재이므로 허용
범위값으로는 압축부의 LS에 대해서만 정의합니다.
Initial Stiffness
:
Kmi
: 채움벽과 골조가 분리되기 이전 상태에서 채움벽의 탄성횡강성(허리벽강성)
kms
: 채움벽과 골조가 분리된 이후 등가스트럿의 할선강성(채움벽강성)
Hm
：조적벽 순높이
θm : 등가스트럿의 경사각
Unloading
Stiffness Parameter
Exponent
in Unloading Stiffness Calculation : Unloading
Stiffness Type이 Stiffness Degrading 또는 Stiffness Degrading
Slip일 때 사용됩니다.
뼈대곡선의
이력모델 중에서 Clough형과 Takeda형 모델에서 사용하는 외측 루프의 제하강성을 결정하는
옵션입니다. 항복 이후에 변형이 진행됨에 따라서 발생하는 강성저하의 효과를 반영하기 위한 것입니다.
제하강성은
제하(unloading)가 시작되는 영역에서의 항복변위와 최대변위 그리고 여기서 입력되는 외측 루프의
제하강성 결정용 지수에 의하여 탄성강성을 저감시킴으로써 결정됩니다.
Pinching-Rule
Factor(0≤λ ≤1.0) : Unloading Stiffness Type이 Stiffness
Degrading Slip일 때 사용됩니다.
제하과정에서
하중부호가 바뀐 뒤 재재하되는 도중에 뼈대곡선상의 목표점에 도달하지 못한채로 제하가 발생하여 형성되는
내측 루프의 제하강성을 결정하는데 사용되는 "내측 루프의 제하강성 저감률"입니다.
내측 루프의 제하강성은 외측 루프의 제하강성과 내측 루프 제하강성 저감률을 곱함으로써 계산합니다.
b. Interaction Type이 P-M-M in
Status Determination인 경우
Input Method
User
: 사용자가 모든 데이터 입력
Auto
: 항복강도 자동계산
Value Type of
I-End & J End
Symmetric
: 배근이 대칭인 경우
Asymmetric
: 배근이 비대칭인 경우
Note
이 옵션은 Moment-Rotation관계요소이고
User Input인 경우에만 활성화 된다. 또한, Input Method > Auto Calculation이고,
I단, J단이 비대칭인 경우 자동반영된다.
Type (Y-Axis,
Z-Axis)
Symmetric
: Y, Z축이 대칭인 경우
Asymmetric
: Y, Z축이 비대칭인 경우
Component Properties
Y,
Z축에 대한 강성저감율, 초기강성 등을 설정합니다.
Properties
of I-End (Properties of J-End)
양단이 비대칭인 경우 각 단부에 대한 속성을 입력하거나
계산된 값을 확인합니다.
Yield
Strength
Y, Z축에 대한 항복강도를 정의합니다.
Note
프로그램 자동계산인 경우에는 입력이
불필요하며 사용자 정의시 Index에 사용자가 값을 입력해야 한다.
Interpolation
Method : My-Mz
Ｍｙ-Ｍｚ상관관계를 설정합니다.
Ellipse
(Alpha = 2.0) : 타원으로 정의
Linear
(Alpha = 1.0)：직선으로 정의
User
Alpha : 사용자 차수 입력
Strong
Axis Ⅰ Weak Axis : H형강인 경우 강축-약축 고려한 상관함수 반영. 강축:
2.0, 약축: 1.0 반영
Shape
of the 1st and 2nd P-M Interaction Curves
Y축 및 Z축에 대한 항복곡면을 그래프로 확인하거나 테이블로
확인합니다.
Show
Value :
이 버튼을 클릭하면 실제 해석에 사용되는 값이 출력됩니다.
Note
Skeleton Curve에 따른 항복강도와 항복곡면의 정의
1. RC Trilinear
항복
강도 |
항복
곡면 |
항복곡면
그래프 |
균열면 :
PC0(t)
- 인장측의 항복축력
MC0 - 무축력상태의
균열모멘트
항복(종국)곡면
:
Pmax(c)
- 압축측의 항복축력
MY0 - 무축력상태의
종국모멘트(사용자 입력불가)
MY,max
- 최대 종국모멘트 |
균열곡면 :
PC0(ｔ)와 MC0을 사용하여 프로그램에서 자동설정되므로, 곡면설정은 불필요하다.
항복(종국)곡면 :
인장(－), 압축（＋）로 설정
*
Membrane Type 벽요소는 면외방향이 탄성이므로 Moment-Y 측만 설정한다. |
|
2. RC Bilinear,
FEMA
항복
강도 |
항복
곡면 |
항복곡면
그래프 |
항복(종국)곡면 :
Pmax(c)
- 압축측의 항복축력
MY0 - 무축력상태의
종국모멘트(사용자 입력불가)
MY,max
- 최대 종국모멘트 |
항복(종국)곡면 :
인장(－), 압축（＋）로 설정
*
Membrane Type 벽요소는 면외방향이 탄성이므로 Moment-Y 측만 설정한다. |
|
3. Steel Trilinear
항복
강도 |
항복
곡면 |
항복곡면
그래프 |
1차 항복곡면의 정의 :
PC(t) -
1차 항복곡면의 인장측 항복축력
MCｙ,z -
1차 항복곡면의 최대항복모멘트
2차 (종국)곡면의 정의 :
Pmax(c)
- 2차 항복곡면의 압축측 항복축력
MYｙ,z, max
- 2차 항복곡면의 최대모멘트 |
1, 2차 항복(종국)곡면
:
인장(－), 압축（＋）로 설정 |
|
4. Steel Bilinear,
FEMA
항복
강도 |
항복
곡면 |
항복곡면
그래프 |
2차 (종국)곡면의 정의 :
Pmax(c)
- 2차 항복곡면의 압축측 항복축력
MYｙ,z, max
- 2차 항복곡면의 최대모멘트 |
항복(종국)곡면 :
인장(－), 압축（＋）로 설정 |
|
|
: 소성힌지의 특성 정의
: 지정된 힌지특성을 수정/확인
: 지정된 힌지특성 삭제
: 리스트에서 선택된 힌지특성과 동일하게 복제하여 다른이름으로 자동생성
