• 제목/요약/키워드: 구조설계

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LMI Based $H_{\infty}$ Active Vibration Control of a Structure with Output Feedback : Experiment Results (LMI에 기초한 구조물의 $H_{\infty}$ 능동진동제어 : 실험적 고찰)

  • Byun, J.H.;Kim, Y.B.;Jeong, H.J.
    • Journal of Power System Engineering
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    • v.3 no.3
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    • pp.83-90
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    • 1999
  • 제어이론분야에서의 발전은 그러한 이론을 다방면으로 응요할 수 있는 분야를 더더욱 폭넓게 제공해 주고 있다. 자동화와 관련된 분야뿐만 아니라, 건축 및 토목분야에서도 고도의 제어어이론을 응용한 예를 쉽게 접할 수 있게 되었으며, 지진동에 의한 구조물의 진동을 억제하려는 방책이 그 ??ㅣ다. 이에 관한 많은 연구에서도 알 수 있듯이, 일반적으로 구조물의 수학적 모델에만 의존하여, 즉 구조물의 설계파라미터는 이미 설계되어져 있다는 가정하에 제어계를 설계하고 있다. 그러나 이러한 설계법에 있어서는 설계자로 하여금 구조물의 설계파라미터를 조정할 수 있는 자유도는 전혀 주어지지 않게 되며 단지 제어계의 파라미터를 조정하는 자유도만 허용된다. 이러한 문제점을 극복하기 위해 구조계 및 제어기의 설계파라미터를 동시에 조절할 수 있는 자유도가 허용되는 '구조계/제어계의 동시 최적화' 기법이 있다. 따라서 본 논문에서는 교량의 주탑 및 해양구조물 등의 진동제어 문제에 이러한 설계기법을 이용하여 주어진 설계사양을 만족하도록 구조계 및 제어계의 파라미터를 최적화 한다. 특히 본 논문에서는 제어계 설계 문제에 있어서의 일반적인 경우를 고려하여 상태의 일부가 관측된다고 가정하고 출력피드백의 경우에 대해 고찰하고 있다. 이때의 설계사양은 선형행렬부등식(LMI)으로 주어지며, 실험을 통하여 본 논문에서 소개하는 설계기법의 유효성을 검증한다.

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Studies on the Structural Design of Biological Production Facility(2) Simple Methods for Design Load Estimation and Safety Test (생물생산시설의 구조설계에 관한 연구 (2) 설계하중 산정 및 안전성 검토를 위한 간이법의 개발)

  • 김문기;손정익;남상운
    • Journal of Bio-Environment Control
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    • v.1 no.2
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    • pp.148-153
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    • 1992
  • 본 연구는 생물생산시설의 구조설계 과정에서 초기단계의 고정하중을 합리적으로 추정하기 위한 식을 유도하여 구조설계 기준 설정에 기초자료를 제공하고, 생물생산분야 종사자가 간편하게 구조적 안전성을 진단할 수 있는 방법을 개발할 목적으로 수행하였으며 연구 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 국내의 온실설계자료를 수집하여 실제 하중을 산출, 분석해 본 결과 기존의 일본 시설원예기준 적용치와는 차이가 있었으며, 잠정적으로 국내 시설에의 적용을 위한 추정식을 유도하였다. 2. 지역별 설계하중을 적용하여 구조해석을 실시하고, 발생되는 응력의 크기에 따라서 풍하중 및 설하중 지배지역으로 안전설계 지역구분을 실시하였다.

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Numerical Analysis of Flow near River-Crossing Structure (하천횡단구조물 주변 흐름 수치해석)

  • Kim, Hyung-Jun;Bae, Deok-Won;Ryu, Yong-Uk;Yoon, Kwang-Seok
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2011.05a
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    • pp.175-175
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    • 2011
  • 하천을 횡단하는 구조물은 흐름을 지체시켜 상 하류에 급격한 수위차를 발생시키며, 이에 동반되는 국부유속의 증가는 제방 및 하상을 세굴시킨다. 제방 및 하상 세굴은 하천횡단구조물의 구조적 안정성에 영향을 주어 불안정한 상태에 이르게 할 수 있다. 이와 같은 현상을 방지하기 위하여 하상유지시설 및 제방 보호공 등의 대책을 하천설계기준에 제시하고 있다. 하천설계기준에는 하천횡단구조물 보호시설의 종류, 설치길이 등이 명시되어 있으나, 보호공 제원 선정에 대한 구체적인 설계공식을 제시하지 않아 보완이 필요한 상황이다. 보호공 제원 선정 설계기준은 설계유속을 1차원 단면평균 유속으로 활용하는 국외의 설계공식을 활용할 수 있다. 그러나, 하천횡단구조물 주변의 흐름은 매우 복잡하므로 국외 설계공식을 그대로 적용하기에 앞서서 이에 대한 검토가 필요하다. 본 연구에서는 하천횡단구조물 주변의 흐름을 2차원 수치모형으로 재현하고 그 결과를 1차원 수치모의 결과 및 수리실험 관측결과와 비교하였다. 실험수로에 각기 다른 제원의 보호공을 설치하고 관측한 임계상태의 수리상황을 1, 2차원 수치모형으로 재현하였다. 각각의 모형에서 도출된 수리상황 결과를 비교 분석하여 보호공 제원 결정 공식을 검토하였다. 또한, 실제 하천구간에 임의의 보와 수제를 설치하고, 계획홍수량에서의 흐름특성을 비교하였다. 1, 2차원 모형에 의하여 도출된 관계를 분석함으로써, 하천횡단구조물 설계시 적용할 수 있는 보호공 제원 결정 설계공식을 제안하였다.

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Study on Design, Manufacturing and Test Evaluation using Composite Materials of Vertical Axis Wind Turbine Blade (수직축 풍력 블레이드의 복합재 적용 설계, 제작 및 시험 평가 연구)

  • Park, Hyunbum
    • Journal of Aerospace System Engineering
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    • v.12 no.3
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    • pp.58-63
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    • 2018
  • This work dealt with the design and manufacturing of composite blades of a vertical axis wind turbine system. In this work, aerodynamic and structural designs of sandwich composite blades for a vertical axis wind turbine system were performed. First, the aerodynamic and structural design requirements of the composite blades were investigated. After the structural design was complete, a structural analysis of the wind turbine blades was performed using the finite element analysis method. It was performed with the stress and displacement analysis at the applied load condition. A design modification for the structurally weak part was proposed as a result of the structural analysis. Through another structural analysis, it was confirmed that the final designed blade structure is safe.

Study on Structural Design of Glass/epoxy Composite Blade and Tower of Vertical Axis Wind Turbine System (수직축 풍력 발전 시스템의 유리/에폭시 복합재 블레이드 및 타워 구조 설계 연구)

  • Park, Hyunbum
    • Composites Research
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    • v.31 no.3
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    • pp.104-110
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    • 2018
  • This study is to propose the structural design and analysis procedure about composite blade and tower of vertical axis wind turbine technology. In this study, structural design of tower for vertical axis wind turbine was performed after vertical blade design and manufacturing. The structural design requirement and specification of blade and tower was investigated. After tower of structural design, the structural analysis of the tower was conducted by the finite element method. It was performed that the stress, deformation and natural frequency analysis at the applied loading. The design modification of tower configuration was proposed by structural analysis. It was confirmed that the final designed tower structure is safety through the structural analysis.

Interoperable Model Generation for Steel Structures with Structural BIM(S-BIM) according to the Improvement of Data Exchange System (S-BIM 기반 철골구조물에서의 정보호환체계 개선에 따른 상호운용 모델 구축)

  • Han, Sang-Woo;Cho, Young-Sang
    • Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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    • 2011.04a
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    • pp.656-659
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    • 2011
  • 최근 우리나라뿐만 아니라 전 세계적으로 고층건물의 규모가 점점 커짐에 따라 고층 건물은 초기단계에서부터 막대한 자원과 비용이 발생하고 도중에 설계변경이 어렵거나 불가능한 경우가 많아졌다. 때문에 초기구조설계과정과 실시설계, 시공과정에서의 차이를 최대한 줄이는 것이 사업의 경제성을 좌우할 만큼 중요한 비중을 차지한다. 이러한 정보를 제대로 관리할 초고층 BIM 정보환경이 구축된다면 발주자 설계자 시공자가 얻게 될 이익은 결코 적지 않을 것이다. S-BIM 프로세스 상에서 철골조를 형성하기 위해서는 세 단계의 프로세스를 거치는데 구조 해석 및 설계 단계, 구조 해석 및 설계 결과 데이터베이스 구축, 철골구조설계 및 형상화 모듈에 의한 부재 생성이다. 본 연구에서는 구조해석 및 설계(Analysis and Design, A&D) 데이터베이스를 C#코딩을 통해 형상, 길이 및 위치 정보를 결정하는 데 필요한 정보를 모듈 상에 불러오고, 이를 이용한 부재의 치수, 길이, 좌표 값을 산정하였다. 모듈 결과 생성된 정보를 BIM 플랫폼 상에 모델링함으로써 사용자 입력 값을 최소로 하여 기존 BIM 플랫폼의 모델링 방법 대비, 생산성이 향상된 철골구조설계의 자동화를 구현해 보고자 하였다.

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A Study on the Automation in Reinforcing-bar Configurations for Frame Members based on the Case-study of Reinforced Concrete Structure (사례분석 기반 철근콘크리트 구조물의 프레임부재 자동배근 생성에 관한 연구)

  • Lee, Je-Hyuk;Jang, Ja-Wang;Cho, Young-Sang
    • Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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    • 2011.04a
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    • pp.383-386
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    • 2011
  • 본 논문에서는 철근콘크리트 구조물의 프레임부재 철근을 대상으로 배근 설계 및 철근 형상화 알고리즘을 구축하여 자동배근을 생성하는데 목적이 있다. 철근 콘크리트의 BIM 통합 설계 시스템은 철근 배근정보의 생성과 호환이 원활하지 않아 표준 정보 호환 체계가 구축되지 않은 실정이다. 기존 2차원 기반 프로세스에서는 철근 배근 설계에 있어 표준화된 기준에 따른 배근이 아닌 관행이나 일률적인 배근 지침에 따라 배근 상세를 정하고 있고, 2차원 배근 설계 결과만 제시하고 있어 상호 호환 가능한 철근 배근 정보데이터가 생성되지 않는다. 철근 콘크리트 구조에서의 철근 배근 정보를 생성하고 BIM 통합 구조 설계시스템에서의 정보 호환성을 확보하기 위해, 프레임부재 철근을 대상으로 구조 해석 데이터베이스와 통합 설계 플랫폼 간의 호환 시스템을 생성하고, 콘크리트학회 콘크리트 구조설계기준에 따른 배근 설계 및 철근 형상화 알고리즘을 구축하여 자동배근시스템(Integrated Reinforcement for Frame Members, 이하 IRFM)을 개발하는데 목적이 있다.

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Introduction and Necessity of concept of Demand for Performance-Based Design (성능기반설계에서의 요구성능의 개념 정의 및 필요성)

  • Lee, Byung-Goog;Park, Tae-Hyo;Lee, Sang-Youl
    • Proceedings of the Korea Concrete Institute Conference
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    • 2008.04a
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    • pp.125-128
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    • 2008
  • Studies for structure design has conducted in many research institutions. A basic concept of Performance-Based Design for structures was presented in seismic fields. Hereafter, Demand were defined to communicate owner's demand to designer by several research institution. Performance-Based Design is guaranteed by an accurate analysis from hazard affected to structures and from social, economical and environmental effects. It is essential to define Performance Level and Performance Objective to grasp accurate demand for structures. In this study, Performance Level and Performance Objective in ATC-40, FEMA-273 and Eurocode were defined to introduce Performance-Based Design.

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Conceptual Structural Design Method in Integrated Design System for Tall Buildings (초고층건물의 통합설계시스템에서 개념구조설계법 개발)

  • Song, Hwa-Cheol;Cho, Yong-Soo
    • Journal of Korean Association for Spatial Structures
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    • v.5 no.3 s.17
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    • pp.75-82
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    • 2005
  • The conceptual structural design consists of selecting structural material and form of the building, producing a preliminary dimensional layout. The information such as height of the building use, typical live load, wind velocity, design acceleration, maximum lateral deflection, span, story height is a important factor in conceptual design phase. In this case, the knowledge solutions for past similar problems cam be used in the process of defining and finding a solution to the design problems. In this paper, the conceptual structural design method using case-based reasoning which is intended to assist engineers in the conceptual phase of the structural design of tall buildings is introduced. Inductive retrieval method and nearest-neighbor retrieval method are used for selecting structural system and similar design case, respectively.

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