A Method for Separating D-Regions in Concrete Structures Modeled with Plane Solid Elements

스트럿-타이 모델은 콘크리트 구조물의 응력교란영역(D-영역)을 설계하기 위한 단순화된 접근법으로, 복잡한 응력 상태를 스트럿, 타이, 절점으로 표현하여 합리적인 설계를 가능하게 한다. 그러나 이 모델의 결과는 종종 설계자의 경험과 판단에 의존하여, 독립적인 D-영역의 구성과 설계 과정에서 다양성을 초래한다. 기하학적으로 복잡한 구조물 내 D-영역의 하중 및 경계 조건을 정의하는 것은 여전히 중요한 도전 과제이다. 이 연구는 평면 고체 유한요소를 사용하여 모델링된 전체 콘크리트 구조물에서 D-영역을 분리하고, 분리된 D-영역의 유한요소모델에 하중 및 경계 조건을 결정하는 방법을 제안하였다. 이를 지원하기 위해 유한요소해석과 그래픽 기능을 포함한 OpenGL 기반의 전처리 및 후처리 프로그램을 개발하였다. 이 접근법의 타당성을 검증하기 위해 보 시험체에서 D-영역을 분리하고, 이들의 유한요소해석 결과를 원래의 분리되지 않은 구조물의 대응 영역과 비교하였다. 연구결과, 제안된 방법이 D-영역을 효과적으로 분리하고, 평면 고체 유한요소모델에 대한 하중 및 경계 조건을 합리적으로 결정할 수 있음을 확인하였으며, 이는 비독립적인 D-영역의 스트럿-타이 모델 설계에 대한 실제적 적용 가능성을 입증한다.