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목차
제1장 서론 10
1.1. 연구배경 10
1.2. 연구현황 10
1.3. 연구내용 12
1.4. 연구기관별 세부과제 16
1.5. 연구원 체계 17
제2장 전통목구조의 구조공학적 특성 18
2.1. 전통목구조 가구 18
2.1.1. 가구구조별 부재계수의 비교 18
2.2. 구조시스템의 특성 분석 20
2.2.1. 기본구조 20
2.2.2. 회전강성 21
2.2.3. 시스템 강성과 고유주기 26
2.3. 연구의 방향 27
2.3.1. 전통목구조물의 강성평가 27
2.3.2. 부재 크기와 하중 변화에 대한 대응 29
2.3.3. 구조성능의 평가 29
제3장 구조해석 31
3.1. 유한요소해석을 통한 보방향 공포의 휨강성 31
3.1.1. 개요 31
3.1.2. 유한요소 해석 모형 31
3.1.3. 해석 이론(절점 모형) 37
3.1.4. 절점요소(Joint element) 43
3.1.5. 유한요소해석 및 결과 분석 48
3.2. 유한요소해석을 통한 장부접합부의 거동분석 61
3.2.1. 개요 61
3.2.2. 유한요소 해석 모형 61
3.2.3. 해석 이론 62
3.2.4. 유한요소해석 및 결과 분석 62
3.3. 비선형해석 방법 66
3.3.1. 해석전략 66
3.3.2. 모형화 67
3.3.3. 수렴 69
제4장 부분골조 실험 70
4.1. 실험개요 70
4.1.1. 배경 70
4.1.2. 실험모델의 설정 근거 71
4.2. 실험체 설계 73
4.2.1. 실험모델의 설정 73
4.2.2. 실험체의 종류 73
4.2.3. 각 실험체 모델 76
4.2.4. 실험측정계획 80
4.3. 실험 및 분석 83
4.3.1. 실험방법 83
4.3.2. 실험 반복이력곡선 83
4.3.3. 시험체 조건과 최대내력 분석 87
4.4. 접합부의 회전강성 88
4.4.1. 장부이음의 회전강성 88
4.4.2. 반턱이음의 회전강성 90
4.5. 소결 92
제5장 프레임 실험 94
5.1. 실험개요 94
5.2. 실험체 설계 94
5.2.1. 실험모델의 설정 94
5.2.2. 실험체의 형태 94
5.3. 실험내용 및 방법 95
5.3.1. 하중 가력 방법 95
5.3.2. 실험측정계획 97
5.4. 실험 및 해석 결과 99
5.4.1 수평이력 거동 99
제6장 구조 안정성 102
6.1. 변위기초 성능평가법 102
6.1.1. 동일변위법 104
6.1.2. 할선강성법 105
6.1.3. 직접변위기초설계법(DirectDisplacementBasedDesignMethod) 106
6.2. 구조시스템 성능 평가 109
6.2.1. 강성평가 109
6.2.2. 성능평가 109
부록 A. 부분골조 도면 110
부록 B. 연구진행 회의록 140
그림 1.1. 봉정사 대웅전 3차원 모델(스케일 1/2) 12
그림 1.2. 도리방향 접합부 실험체 14
그림 1.3. 도리방향 접합부 부분실험체 Autocad 도면 14
그림 1.4. 귓기둥 접합부 실험체 15
그림 1.5. 프레임 실험체 16
그림 2 1. 목구조의 기본형식 20
그림 2.2. 조립시험체 사진 22
그림 2.3. 구조시스템 강성 22
그림 2.4. 스트레인 게이지 부착 위치 24
그림 2.5. 암장부 앞 공극 24
그림 2.6. 촉의 수 변화 25
그림 2.7. 시스템 강성 구성 개념 26
그림 2.8. 변위 이력의 가력점 28
그림 2.9. 짝힘 측정을 위한 로드셀 부착 28
그림 3 1. 공포 부분골조 32
그림 3.2. 주두와 평방간의 촉 32
그림 3.3. 주두와 공포의 조립 33
그림 3.4. 3제공과 대량 사이의 촉 33
그림 3.5. 대량과 공포의 연결 완료 직전 34
그림 3.6. 유한요소망 34
그림 3.7. LUSAS 해석모형 36
그림 3.8. 절점요소로 연결된 두 절점 38
그림 3.9. 탄소성 변형률경화 모형 39
그림 3.10. 초기 갭을 갖는 접촉스프링 40
그림 3.11. 갭서포트에 의해 지지되는 캔틸레버 41
그림 3.12. 마찰-갭 모형(Friction-Gap Model)의 응력-변형율 관계 42
그림 3.13. 회전강성이 없는 평면요소의 두 절점을 연결하는 스프링 44
그림 3.14. 평판휨요소에 대한 스프링(한 개의 이동스프링과 두 개의 회전스프링) 44
그림 3.15. 3절점 요소의 요소좌표계 45
그림 3.16. 4절점 요소의 요소좌표계 45
그림 3.17. 탄성지반 위에 놓인 보 46
그림 3.18. 유한요소 분할 47
그림 3.19. 절점강성의 합산 47
그림 3.20. 압축력과 전단력 관계 48
그림 3.21. y-방향부재력(가정 1, μ＝0.3, 그룹1) 50
그림 3.22. y-방향부재력(가정 1, μ＝0.3, 그룹2) 50
그림 3.23. y-방향부재력(μ＝0.3, 그룹3) 51
그림 3.24. y-방향부재력(μ＝0.3, 그룹4) 51
그림 3.25. y-방향부재력(가정 1, μ＝0.3, 그룹5) 51
그림 3.26. y-방향부재력(가정 1, μ＝0.3, 그룹6) 51
그림 3.27. y-방향부재력(가정 1, μ＝0.3, 그룹7) 51
그림 3.28. y-방향부재력(가정 1, μ＝0.3, 그룹8) 51
그림 3.29. x-방향 변위(가정 1, μ＝0.3) 52
그림 3.30. y-방향 변위(가정1, μ＝0.3) 52
그림 3.31. 절점요소의 부재력(가정 1, μ＝0.3) 52
그림 3.32. y-방향부재력(가정 2, μ＝0.3, 그룹1) 56
그림 3.33. y-방향부재력(가정 2, μ＝0.3, 그룹2) 56
그림 3.34. y-방향부재력(가정 2, μ＝0.3, 그룹3) 57
그림 3.35. y-방향부재력(가정 2, μ＝0.3, 그룹4) 57
그림 3.36. y-방향부재력(가정 2, μ＝0.3, 그룹5) 57
그림 3.37. y-방향부재력(가정 2, μ＝0.3, 그룹6) 57
그림 3.38. y-방향부재력(가정 2, μ＝0.3, 그룹7) 57
그림 3.39. y-방향부재력(가정 2, μ＝0.3, 그룹8) 57
그림 3.40. x-방향 변위(가정 2, μ＝0.3) 58
그림 3.41. y-방향 변위(가정 2, μ＝0.3) 58
그림 3.42. 절점요소의 부재력(가정 2, μ＝0.3) 58
그림 3.43. 실험체 개념도 61
그림 3.44. 삼차원 해석모형 62
그림 3.45. Z-방향 변위(k＝1.0×1030N/mm(이미지참조)) 63
그림 3.46. 주응력 1(k＝1.0×1030N/mm(이미지참조)) 63
그림 3.47. 주응력 2(k＝1.0×1030N/mm(이미지참조)) 64
그림 3.48. 주응력 3(k＝1.0×1030N/mm(이미지참조)) 64
그림 3.49. 절점요소의 부재력(k＝1.0×1030N/mm(이미지참조)) 64
그림 4 1. 봉정사 대웅전의 정면도 70
그림 4.2. 도리방향 구조해석 모델의 개념도 71
그림 4.3. 설정된 실험모델 73
그림 4.4. 실험체 계측 위치 80
그림 4.5. 실험체의 형상 82
그림 4.6. 부분접합부의 액츄에이터의 변위 하중 이력곡선(계속) 86
그림 4.7. Type I(W2-1 시험체의 예) 89
그림 4.8. Type II(W2-3 시험체의 예) 89
그림 4.9. Type III(W8 시험체의 예) 90
그림 5.1. 프레임 실험체 95
그림 5.2. 실험체 설치 모습 96
그림 5.3. 계측기의 위치와 번호 97
그림 5.4. 수평 하중-변위 이력 99
그림 5.5. 평방과 기둥의 접촉장면 100
그림 5.6. 보의 소성힌지에 의한 붕괴 미케니즘 101
그림 6.1. 응력기초설계법과 변위기초설계법의 비교 104
그림 6.2. 동일변위법의 근거 105
그림 6.3. 할선강성법 105
그림 6.4. ARS와 DRS의 비교 106
그림 6.5. 직접변위기초설계법(Direct Displacement-based Design)의 순서도 108
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