• Journal of Korean Society of Steel Construction
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• v.13 no.2
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• pp.153-162
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• 2001

A direct design method of three-dimensional frames using practical advanced analysis is presented. In this method. separate member capacity checks encompassed by the code specifications are not required. because the stability of separate members and the structure as a whole can be rigorously treated in determining the maximum strength of the structures. Advanced analysis accounts for geometric and material nonlinearities. The geometric nonlinearlity is considered by the use of stability function. The material nonlinearity is accounted for using CRC tangent modulus and parabolic function. The load-displacements predicted by the proposed analysis compare well with those given by other approaches. A design example has been presented for a 22-story frame. The analysis results show that the proposed method is suitable for adoption in practice.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 2011.02a
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• pp.163-163
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• 2011

풍력타워 기둥구조물에는 유지관리 등의 이유로 출입구 역할을 하는 개구부가 존재하게 된다. 다각형 타워구조물에 개구부형상이 존재하게 되면 압축좌굴 강도에 영향이 있을 것으로 예상되지만, 이를 정량적으로 평가하거나 예측하기는 용이하지 않고 간접적으로 판단할 만한 관련 기준이나 지침도 부족한 상태이다. 이에 최병호 등(2011)에서 다룬 다각형 단면 기둥구조물의 하단에 개구부를 형상화한 수치해석 모델을 수립하고 축방향 압축하중을 재하하는 탄성좌굴 해석 및 비선형비탄성해석을 수행하였다. 본 논문에서는 기존 다각형 단면 기둥모델 중에서 6각형 단면모델에 관해 중점적으로 다루고 있다. 다각형 단면 기둥 해석모델은 단순한 다각형 단면 타워구조에 대해서 뿐 만 아니라, 각 subpanel에 종방향 보강재를 둔 모델에 대해서도 추가적으로 검토하였다. 개구부의 형상은 높이 2000mm, 폭 800mm이며 상하부에 만곡부를 둔 형태이다. 수치해석은 3차원 유한요소해석프로그램인 ABAQUS를 이용하여 수행하였으며, 보강방안으로는 일정범위까지의 모듈 subpanel의 판두께를 보강하는 방안과 edge stiffener를 적용하는 방안에 대해서 검토하였다. 각각의 보강방식에 따른 효과를 비교해 보기 위해 개구부가 없는 모델, 단순히 개구부만 설정한 모델, 판두께를 보강한 모델, edge stiffener로 보강한 모델에 대해 비교해석을 수행하였다. 보강재 없는 단순 다각형 타워구조 모델에 대한 해석결과로부터 개구부로 인한 강도저하는 미미한 수준인 것으로 나타났다. 반면, 종방향 보강재가 적용된 6각형 단면 타워구조 모델에서는 개구부로 인한 강도저감이 22.9%로 높게 나타났으며 상당한 영향이 있는 것으로 분석되었다. 또한 개구부 주변의 판두께 보강이나 edge stiffener보강 등으로 상당한 강도향상 효과가 확인되었으나, 개구부로 인해 손실된 강도 수준을 완전히 회복하는 수준에 미치지 못하는 것으로 나타났다. 따라서, 향후 다양한 보강방식에 대한 보다 포괄적인 변수연구를 통해 개구부의 영향 없이 온전한 다각형 단면 타워 구조의 극한강도에 도달되기 위한 보강 조건에 대해 검토될 필요가 있을 것으로 사료된다.

• Journal of Welding and Joining
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• v.10 no.4
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• pp.44-57
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• 1992

본 보에서는 용접 구조물의 파괴 방지를 위한 제반 용접 구조 설계에 대하여 전반적으로 기술 하였다. 현대 용접 구조물의 각 선급이나 spec.에서 규정한 식들에 의해 산정된 정적하중으로 구조 설계되는 종래의 방법과는 달리, 유한 요소 구조 해석에 의한 강도 평가, 외부하중의 직접 계산에 의한 보다 정확한 설계 하중의 설정 및 통계적 처리를 통한 합리적인 구조해석(피로강도 포함)등으로 설계되고 있다. 더우기 구조설계시 구조물의 취성파괴를 고려한 파괴강도 및 인성 개념을 도입하였을 뿐 아니라 균열의 존재와 성장을 파괴 역학적으로 해석하여 구조물의 조업 중에서의 파괴관리 및 제어도 실시할 수 있는 총합적인 설계에 의하여 용접 구조물은 제작되고 있다. 비록 구조물의 총합적인 구조 설계로 제작되었을지라도, 구조물의 사용 성능은 용접부의 특성에 의하여 크게 변하게 되므로 용접 설계의 역할을 매우 중요하다. 용접 설계란 용접시공법, 구조부재 및 용접재료의 선정, 용접 이음부의 구조적 형상과 세부 형상 및 그외 용접에 관련된 제 인자들을 상호 유기적으로 조합함으로써 보다 경제적이고 신뢰성 있는 용접부를 얻고자 함에 그 목적이 있다.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2010.04a
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• pp.137-140
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• 2010

본 논문에서는 국내 지진발생 시 비보강 조적조 건축물의 손상상태 예측 및 내진성능 평가를 위해 기존건축물을 대상으로 역량스펙트럼 해석을 수행하였다. 이는 지진피해를 보다 상세하게 예측하고 건축물의 거동을 파악하기 위한 방법으로 국내 설계 지진하중과 부재의 비선형 특성을 적용하여 해석을 수행하였으며 해석 결과는 구조물의 손상상태에 따라 Slight, Moderate, Extensive, Complete 등으로 구분하여 평가하였다. 그 결과 대부분의 건축물에서 약간의 구조적 피해(Slight)와 보통의 구조적 피해(Moderate) 정도로 나타났으며, 일부 건축물에서 심각한 구조적 피해(Extensive)가 발생하는 것으로 예측되었다. 이전 연구에서 비보강 조적조 건축물의 내진성능평가를 위해 구조내진판정지표를 사용하여 내진성능을 판정하였으며 대부분의 비보강 조적조 건축물이 내진성능을 만족하지 못하였다. 본 연구에서는 기존 건축물에 구조내진 판정지표를 적용하고 그 결과를 바탕으로 역량스펙트럼 해석을 함에 따라 보다 상세한 구조물의 피해정도를 예측할 수 있었다.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.14 no.2
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• pp.225-235
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• 2001

본 연구는 물리·역학적 특성을 고려한 점탄성 감쇠기의 수치모델에 의한 강뼈대구조물의 지진응답개선에 관해서 조사하고자 한다. 온도변화에 의한 감쇠기 이력거동에 미치는 영향을 고려하기 위하여, 점탄성 감쇠기의 모델은 온도-주기 등가원리와 더불어 개선된 분수도함수법에 기초하여 정식화하였다. 본 감쇠기 모델의 알고리즘을 일반화된 강뼈대구조물의 비선형 동적 해석 프로그램에 추가하였다. 강뼈대구조물에 대한 해석 예를 통하여, 제시된 모델에 의한 점탄성 감쇠기의 지진응답개선에 관한 효과를 확인할 수 있었다.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.15 no.2
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• pp.315-327
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• 2002

The main objective of this study is to develop an discrete optimization algorithm of plane steel frames with rigid using second-order-elastic-plastic hinge analysis which is considering panel zone. Conventional analyses of steel frame are usually tarried out without considering the effect of panel zone deformation on frame behavior The validity of this model is established by comparison without panel zone on joint models is analyzed numerically to demonstrate the importance of using realistic models in steel frame analysis. The objective function is taken as Weight of steel frames and the constraints we formulated based on AISC-LRFD(1994). The validity of the developed algorithm we demonstrate by comparing the result with those of SAP2000. The result of the study indicates that the optimal design algorithm considering of panel zone behavior more economic design than simple steel frame design methods.

• Bulletin of the Society of Naval Architects of Korea
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• v.26 no.4
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• pp.57-66
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• 1989

In this paper, a theory for the static analysis of large plastic deformations of 3-dimensional frames, aiming at application to the collapse analysis of ship structures, is presented. In the frame analysis formulation, effects of shear deformations are included. A plastic hinge is inserted into the field of a beam end, and post. failure deformation of the plastic hinge is characterized by finite rotations and extensions. In order to model deep web frames of ship's structures into a framed structures, collapse of thin-walled plate girders is investigated. The proposed analysis method is applied to several ship structural models in the references.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.31 no.1A
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• pp.9-18
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• 2011

Generally the connection of structural members is assumed as hinge, rigid and semi-rigid connections. The exact tangent stiffness matrix of a semi-rigid frame element is newly derived using the stability functions considering shear deformations. Also, linearized elastic- and geometric-stiffness matrices of shear deformable semi-rigid frame are newly proposed. For the exact stiffness matrix, an accurate displacement field is introduced by equilibrium equation for beam-column under the bending and the axial forces. Also, stability functions considering sway deformation and force-displacement relations with elastic rotational spring on ends are defined. In order to illustrate the accuracy of this study, various numerical examples are presented and compared with other researcher's results. Lastly, shear deformation and semi-rigid effects on buckling behaviors of structure are parametrically investigated.

• Journal of Korean Society of Steel Construction
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• v.28 no.6
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• pp.395-402
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• 2016

Space frame structures considering the components such as forms, layers, grids, etc. are possible to form a large space without interior columns. Here, steels having the yield strengths of 210 MPa to 450 MPa are generally used. The high strength steel (i.e., yield strength of 690 MPa) having suitable weldability, aseismicity and economics have been recently developed. In this paper, the high strength steel is applied to the space frame structures in order to analytically find out their transient responses considering the material and geometric nonlinearities. For various circular dome types of space frame structures, the modal analysis and nonlinear transient analysis are carried out using nonlinear three dimensional finite element analysis.

• Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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• v.28 no.2
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• pp.251-267
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• 1991

Plastic strength analysis using plastic failure mode as a limit state is adopted instead of a conventional elastic structural analysis to predict the ultimate strength of Web frame idealized by a plane frame. Linear programming arid Compact procedure are developed for determining the collapse load factor. It is found that the final results are good agreement with the results of Elasto-plastic analysis. Besides, the redundant structures like Web frame is known to have multiple failure modes. Web frame may collapse under any of the possible failure modes. Thus, the identification of these possible failure modes is necessary and very important in the reliability analysis of Web frame. In order to deal with multiple failure modes, automatic generation method of all failure modes and basic failure modes is used for selecting the dominant failure modes. The probability of failure pastic collapse of Web frame is calculated using these dominant failure modes. The safety of Web frame is asscssed and compared by performing the deterministic and probabilistic analysis.