• Composites Research
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• 제14권3호
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• pp.1-9
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• 2001

피로 손상을 입은 복합재료 적층보의 모재 균열로 인한 유효 휨 강성 저하 모델를 제시하고 이 모형에 대한 고유 진동수 변화를 예측하는 새로운 비파괴 예측 모델을 개발하였다. 인장 하중하에서 피로 손상을 입은 직교 복합재료 적층보의 고유진동수는 유효 휨 강성 저하를 $0^{\circ}$층과 $90^{\circ}$층의 탄성 계수와 함수 관계로 둠으로서 복합재료 적층보의 피로수명을 예측하였다. 피로 하중하에서 복합재료 적층보의 $90^{\circ}$층 탄성 계수 저하와 다른 층($0^{\circ}$층)에 본래 갖고 있는 탄성 계수를 적층판 이론에 적용하여 유효 휨 강성을 유도하였다. 직교 복합재료 적층보에 대해 피로 실험시 초기의 파단 양상은 대개 $90^{\circ}$층에서의 모재 균열이 지배적으로 나타나는데, 이를 이용하여 고유진동수 감소 모델은 직교 복합재료 적층보에서의 고유진동수 대 피로 사이클 곡선을 나타낼 수 있었다. 이와 같은 고유진동수 감소 모델의 타당성을 입증하기 위하여 $[{90}_2/0_2]_s$ 탄소섬유/에폭시 복합재료 적층보에 대한 진동 실험을 수행하였다. 본 모델의 예측 결과와 실험 결과가 잘 일치하는 바 본 논문에서 제시한 강성 저하 모델의 타당성을 입증하였다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제9권2호
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• pp.21-31
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• 2010

본 논문에서는 2단 앵커로 지지된 토류벽 굴착에 대한 유한요소해석으로 지표면침하, 토류벽의 횡방향변위, 모멘트분포 예측에 대한 연구를 수행하였다. 지반굴착에 대한 수치해석에 있어서 적절한 구성방정식을 고려하는 것은 매우 중요하다. 본 연구에서는 미소변형율 강성을 고려한 지반 굴착해석이 지표면 침하에 대하여 더 합리적인 예측을 보여 주었다. 또한 미소변형율 강성변수에 대한 굴착해석에 미치는 영향에 대해서도 매개변수 분석을 수행하였다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1998년도 춘계학술발표회논문집(2)
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• pp.169-174
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• 1998

두께는 일정하나 너비가 균일하게 변하는 판스프링들로 구성된 너비감소 판형 홀다운 스프링 집합체에 대한 탄성강성도 특성해석을 수행하였다. 국산 경수로 핵연료의 홀다운스프링 집합체와 동일한 설계공간내에 있도록 고안한 여러 종류의 너비감소 판형 홀다운 스프링 집합체 시편에 대한 탄성강성도를 해석적으로 평가하였고 특성시험을 수행하였다 또한 실제 시험 결과들을 잘 예측할 수 있도록 Euler 보 이론과 변형률 에너지법에 근거한 탄성강성도 평가방법을 보정하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제20권2호
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• pp.15-26
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• 2004

반복삼축시험에 의한 반복하중 후 강도 및 강성의 예측법을 이용하여, 세립토에 대해서 직접단순 전단시험에서도 그 방법의 사용 가능성을 확인하여 보았다. 사용한 흙은 실트질 점토, 소성 실트와 비소성 실트이다. 반복삼축시험을 통해서 얻은 강도 및 강성 예측법을 직접단순 전단시험에 맞게 수정하여 시험 결과와 비교하였다. 특히, 세립토의 소성지수와 초기전단응력(ISSS)의 영향이 강조되었다. 연구결과는 (i) 세립토의 액상화강도비는 소성지수의 감소와 초기전단응력의 증가에 따라 감소한다. (ii)등가강성과 전단변형률의 관계에 미치는 소성지수와 초기전단응력의 영향은 그리 크지 않다. (iii) 정규화한 과잉간극수압의 증가에 따른 강도비의 저하는 세립토의 소성지수가 증가할수록 느리다. (iv) 활성도가 큰 소성실트의 강성은 과잉간극 수압의 증가에 따라 급속히 감소한다. (v) 반복삼축시험 결과를 이용한 반복하중후 강도 및 강성의 예측법을 이용하여 직접단순 전단시험 결과에 수정한 방법은 시험결과와 잘 어울리는 것으로 나타났다.

• 전산구조공학
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• 제3권3호
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• pp.20-24
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• 1990

현재까지의 철근콘크리트(R/C)부재의 이력거동을 예측하기 위한 이론적 연구는 대부분이 휨 변위량이 전체 변위량을 지배한다는 가정하에 휨 해석을 행하고 있다. 그러나 지진과 같은 탄성한계를 벗어난 강한 동적반복하중을 받는 경우 철근 콘크리트 부재의 변위량은 휨 변위량 뿐만 아니라 전단 변위량 및 부재연결부에서의 회전 변위량에 의해 지배됨이 많은 연구를 통해 밝혀졌다. 전단이력거동은 강성과 강도저하가 심하게 나타나고 낮은 에너지 발산능력을 갖는 특징에 의해 휨 이력거동과는 구별되며 반복하중이 계속되면 강성이 저하되는 경향때문에 전단변형이 R/C부재의 거동을 지배하게 된다. 이러한 부재거동의 특징에 견주어 볼 때 현재 사용되고 있는 해석모델을 이용하여 동적응답을 예측하고, 해석하여 설계된 기존의 R/C부재는 강한 동적하중을 받을 경우 해석적으로는 전혀 예측치 못하게 되는 결과를 초래하게 된다.

• 한국지진공학회:학술대회논문집
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• 한국지진공학회 2003년도 춘계 학술발표회논문집
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• pp.208-215
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• 2003

지진하중에 대한 구조물의 동적 거동과 성능을 예측 평가하기 위하여 실험적 방법들이 흔히 사용되고 있으나, 실험장비의 제약과 구조물의 규모 등으로 대부분 축소모형실험에 의존하고 있다. 그러나 일반적인 상사법칙(similitude law)은 탄성범위에서 유도된 것으로 지진거동과 같은 비탄성 거동을 예측하는 경우에는 한계가 있다. 또한 탄성범위 내에서도 크기효과(size offset)가 발생하므로 축소모형의 실험결과를 원형 구조물에 직접 적용하는 것은 많은주의가 필요하다. 본 연구에서는 원형 구조물(prototype)과 축소모형(scaled model)을 모두 실험 대상으로 하여 실제 축소모형만을 실험하여 원형 구조물의 거동을 예측하는 경우의 문제점을 확인하고 그 해결방법을 모색하고자 한다. 실제로 축소모형실험에서는 원형 구조물의 경계조건을 정확히 재현하기 어려우며, 실험모형의 제작과정과 실험과정에서의 모든오차가강성의 변화로 반영되어 나타난다. 따라서 본 연구에서는 기하학적 상사율과 변화된 강성비(stiffness ratio)를 함께 고려하여 고유진동수의 오차를 보정하고 비탄성 거동중에도 직접적인 실험결과의 비교가 가능한 상사법칙을 제안하였다. 더불어 제안된 상사법칙을 적용한 유사동적실험 (pseudodynamic test)을 수행하여 실험오차보정(experimental error compensation)효과를 검증하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제33권1호
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• pp.101-113
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• 2013

반복적인 하중을 받는 볼트 연결부의 비선형적인 거동을 예측할 수 있는 역학적 고등해석 모델을 개발하는 데 주된 초점을 두어 본 연구를 수행하였다. 또한 대표적인 접합부 형태인 T-stub 접합부의 연결 컴포넌트에 대한 실제의 하중 재하 실험값을 활용한 해석으로 얻어진 거동에 대한 예측의 정확성 및 모형화의 타당성을 입증하였다. 연결부를 이루고 있는 구성요소들의 거동은 볼트의 인장변형, T-stub 플랜지의 휨변형, T-stub 몸체의 신장, 전단볼트의 지압 및 미끄러짐을 포함하며 접합부내에서 개별적인 힘-변위 메커니즘으로부터 정의된 다중 선형의 강성모델에 의하여 재현된다. 이러한 구성요소들은 그들의 거동특성을 지닌 비선형 스프링으로 모형화되어 역학적 해석 모델에 설치되어 연결부 전체의 거동을 수치해석적인 방법으로 예측하도록 한다. 해석 모델에 의한 예측값은 강성, 강도 및 변형 측면에서 실험값과 비교하여 정확성을 평가하였으며 이를 근거로 본 연구에서 제안된 역학적 해석 모델이 볼트 연결부의 거동과 성능을 만족하며 예측 가능하다는 결론을 내렸다.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제5권3호
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• pp.91-100
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• 2005

본 연구는 구조물의 정량적 강성설계 기법 개발, 즉 부재 단위의 강성 재설계를 통한 전역 자유도 변위의 정량적 조절 기법개발을 궁극적 목적으로 한다. 이를 위하여 본 연구에서는 전역 자유도에 대한 부재의 변위기여도계수와 내력기여도계수를 유도하고, 이를 이용하여 특정 변위를 정량적으로 예측, 제어할 수 있도록 부재 강성과 특정 변위간의 상관식을 유도 제시하였다. 간단한 예제 구조물의 해석과 제안식 적용을 통한 변위 예측값 사이의 비교를 통하여 제안식을 검증하였다. 정정구조물의 경우 본 상관식은 정해로서, 이를 이용하여 폭정 변위를 원하는 목표치로 정확하게 제어할 수 있으며, 부정정구조물의 경우에도 부재 내력 재분배에 의한 오차가 발생하기는 함에도 불구하고 각 부재 강성과 특정 변위간의 상관성과 경향을 제시함으로써 매우 유용하게 활용될 수 있다. 본 연구에서 제안하는 정량적 변위 제어 기법은 강성설계가 전체 설계 결과를 지배하게 되는 대 공간구조물 또는 초고층건물의 설계 시 유용할 것으로 기대된다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제24권3호
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• pp.279-287
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• 2012

상 하부 스플릿 T 접합부는 T-stub의 두께, 고력볼트 게이지 거리 등의 주요 변수 조합에 따라서 보통모멘트골조 혹은 특수모멘트골조에 적합한 접합부로 사용된다. 상 하부 스플릿 T 접합부가 안전한 구조거동을 발휘하기 위해서는 건축구조기준에서 규정한 층간변위각 및 접합부모멘트에 대한 요구사항을 만족하여야 한다. 이러한 요구사항 조건의 충족여부를 파악하기 위해서는 접합부의 회전강성 및 한계소성모멘트에 대한 예측이 필수적이다. 따라서 이 연구는 일차적으로 정적하중을 받는 상 하부 스플릿 T 접합부의 회전강성 예측을 위한 해석모델 제안을 위하여 진행하고자 한다. 이를 위하여 3차원 비선형 유한요소해석을 수행하였다. 제안한 해석모델의 적용 적합성은 기존의 해석모델 및 실험결과와 비교 검토하여 입증하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제22권1호
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• pp.107-114
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• 2018

본 연구는 인공신경망을 이용해 철골모멘트골조의 접합부 손상을 예측하는 기법을 제안한다. 인공신경망의 입력층에는 기둥 부재의 휨모멘트, 고유진동수, 모드형상 정보가 사용되며, 출력층에는 구조물 접합부의 회전강성 손상지표가 사용한다. 손상지표는 각 접합부의 손상정도를 의미한다. 5층 철골모멘트골조 예제의 수치해석을 통해 훈련 및 검증용 데이터를 생성한다. 총 829가지의 손상 시나리오가 고려된다. 시뮬레이션은 OpenSees를 이용해 반복 실행하여 데이터를 얻도록 하였으며, 훈련용 데이터를 생성할 때 회전 강성의 손상은 1.0, 0.75, 0.5 등 세 가지 중 하나의 값을 가지도록 하였다. 예제 검증을 통해 제시하는 기법은 손상 위치 및 수준을 정확하게 예측하는 것으로 나타났다. 제시하는 기법은 손상지표, 1차, 2차 고유진동수 및 모드형상 등에 대해 매우 유사한 결과를 제시하는 것으로 확인되었다.