• 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.

• Computational Structural Engineering
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• v.10 no.2
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• pp.5-12
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• 1997

최근 지진에서 발생한 건물의 손상을 살펴보면, 지진하중을 받는 건물의 3차원 거동에 의해서만 설명할 수 있는 경우가 많이 있다. 특히, 비대칭의 평면을 가지는 건물에서 발생하는 비틀림 거동은 2차원 모델로는 파악하기가 어렵기 때문에 구조물과 개별 부재의 3차원 거동을 보다 정확히 이해함으로써 구조물의 내진능력을 더 정확히 평가할 수 있다. 이를 위해서는 3차원 모델에 의한 비탄성 동적해석이 필요하게 된다. 현재, 전산기의 발달과 더불어 많은 자유도를 요구하는 3차원 구조물의 비탄성해석이 가능해지고, 구조부재의 비탄성거동에 관한 많은 실험으로 다양한 구조부재의 모델이 개발되어 지진에 대한 건물의 설계시 개인용 컴퓨터를 사용하여 이러한 3차원 비탄성 동적해석의 반영이 가능하게 되었다. 실제로 지진이 많이 발생하는 국가에서는 비탄성해석에 대해 많은 연구들이 진행되고 있으며, 일부 국가에서는 건물의 내진설계시 강진에 대한 비탄성해석을 요구하고 있다. 이 글에서는 삼성건설 기술연구소에서 도곡동 102고층 건물의 해석에 사용하였던 3차원 비탄성 동적해석 프로그램인 CANNY-E에 대하여 그 구성과 특징을 소개하고자 한다.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 2011.11a
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• pp.119-121
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• 2011

플로팅 구조물의 거동은 함체의 크기에 따라 많은 영향을 받는 것으로 알려져 있다. 그에 따라 함체의 거동을 표현하기 위한 해석모델은 해석의 단순성, 파랑하중과의 상호작용의 연계정도를 고려하여 그 형태 또한 달라지게 된다. 해석모델에는 함체에 발생하는 진동을 효과적으로 저감시키기 위한 진동저감시스템을 포함하는 경우도 있다. 함체의 해석모델에 진동저감시스템의 해석모델이 연계되면 이들 해석모형이 상호결함된 통합모형은 더욱 복잡한 경향을 가지게 된다. 본 연구에서는 함체의 해석모형을 강체거동을 하는 단순한 모형으로 가정하고 해석모형이 가지는 동적특성을 ICA기법을 통하여 효과적으로 추정하는 기법을 다룬다. 이를 위하여 실험과 ICA 기법을 이용하여 동적추정이 가능한지를 평가해보고 이를 플로팅 구조물에 적용하기 위한 기법을 다룬다.

• Computational Structural Engineering
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• v.4 no.4
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• pp.14-23
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• 1991

T/G 가동중 발생한 Gear Box 파손원인을 조사하기 위하여 실시한 현장측정결과를 이용한 결과, 다음과 같은 사실을 알 수 있었다. 1) 현장 측정치와 구조해석 결과를 토대로 판단해 볼 때 본 연구대상 구조물의 구조상 문제는 없는 것으로 판단된다. 특히 측정된 진동변위를 여러기준과 비교해 볼 때 기계 가동시 구조물에 발생하는 진동은 사람이 감지할 정도에 속한다. 2) 본 연구대상 구조물과 기계의 진동수 차가 커 공진역을 벗어나므로 기계와 구조물이 공진을 일으킬 가능성은 없으며, 감쇠비에 따른 구조물의 동적응답에는 큰 변화가 없는 것으로 판단된다. 3) 구조물설계회사에서 사용한 구조해석 모델은 근사적 모델로서 구조해석 결과 안전한 값이 얻어졌다. 따라서 이 모델을 사용하여 기초설계를 실시할 경우 안전성 문제는 없는 것으로 판단되나, 다소 경제성이 문제가 되었을 것으로 사료된다. 4) 기계제작회사에서 제시한 해석자료의 불충분으로 기계제작회사의 구조해석 모형에 대해서는 충분한 검토를 실시할 수 없었으나 기계제작회사의 해석결과를 측정치와 비교해 볼 때 측정치를 훨씬 초과함을 알 수 있었다. 이는 해석모형 작성시 구조물과 하중의 실제 상황을 제대로 반영하지 못했기 때문으로 판단되며 따라서 해석결과는 타당성이 없어 보인다. 이상의 사실을 토대로 판단해 볼 때 Gear Box 파손의 주된 원인은 구조물의 결함이라기 보다는 기계 자체의 결함인 것으로 판단되나 기계에 대한 조사는 본 연구대상이 아니므로 이에 대한 검토는 실시하지 않았다.

• Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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• 1998.05b
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• pp.903-908
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• 1998

KALIMER 원자로 건물에 대하여 3차원 쉘요소 모델과 단순 빔모델을 작성하고 고유진동수 해석을 수행하였다. 두 모델의 1차 수평방향 고유진동수는 대체로 일치하였다. 단순 빔모델에 대해 원자로건물의 회전 관성모멘트를 해석에 반영한 경우 3차원 모델에는 없는 회전모드가 발생되었다. 지진응답해석은 1940 EL Centro와 인공지진에 대하여 수행하였으며, 두 결과는 면진구조물의 경우 비면진구조물과 비교하여 응답가속도가 크게 줄고, 상대변위가 증가하는 경향을 보였다.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2010.04a
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• pp.742-745
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• 2010

본 논문은 초고층구조물의 해석방법으로 탄성변형과 아울러 시간의존성을 가진 크리프와 건조수축에 의한 비탄성변형을 고려한 비선형 시공단계 해석법을 제시한다. 기존의 초고층구조물 해석에서 주로 행하는 기둥 축소량 해석은 실무자의 경험과 프로그램을 통한 간략화에 맞추어져 있다. 이는 실제 시공 시 발생하는 구조해석 요소들을 충분히 반영하지 못하여 계산 값과 실제 값 사이에 오차가 발생된다. 비선형 시공단계 해석은 실제 시공 때 발생되는 해석변수들을 고려한 단계별 해석의 수행이 가능하며, 시간의 의존성을 가진 creep과 shrinkage의 효과를 함께 고려하여 일괄해석의 문제점을 구조해석 단계에서 실제상황에 가까운 해석을 가능하게 할 수 있다. 이를 위해 시공단계해석이 가능한 범용 프로그램을 이용한 50층 규모의 3차원 골조 프레임 모델 예제 해석을 통하여 기존 해석법들과의 비교, 분석으로 시간의 의존성을 고려한 시공단계해석의 필요성을 제시한다. 본 논문에는 범용프로그램인 SAP2000(ver.14)와 CEB-FIP모델 코드를 사용 하였다.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.12 no.1
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• pp.83-94
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• 1999

본 연구에서는 시스템의 해석적 모델과 측정된 응답을 이용하여 입력하중을 추정하는 역해석 기법을 유한요소모델과 같은 해석적 모델을 알고 있는 경우와 주파수응답함수와 같은 실험적 모델을 알고 있는 경우에 대하여 제시하였으며 이때 발생되는 수학적 악조건의 특성을 규명하였다. 역해석시 발생되는 수학적 악조건은 시스템의 동강성행렬과 측정위치에 의해 결정되는 특성행렬의 조건수에 따라 결정되며 역해석기법을 공학문제에 적용하기 위하여는 특성행렬의 조건수가 낮아지도록 주자유도 및 측정점을 선택하여야 하고 특히 공진영역 및 반공진영역에서는 필연적으로 악조건이 발생됨을 알 수 있었다. 수학적 악조건의 특성을 명확히 규명하기 위하여 간단한 수치해석을 통하여 그 결과를 제시하였다.

• Computational Structural Engineering
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• v.4 no.1
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• pp.17-19
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• 1991

본 글에서는 ANS(American Nuclear Society)에서 규정하고 있는 Safety Class 구조물 중 격납건물의 내진해석모델에 대해 주로 언급하며, 기타 건물(Non-Nuclear Safety "NNS")은 일반건물과 차이점이 없음으로 언급하지 않는다. U.S. NRC(Nuclear Regulatory Commision)는 참고문헌[1]에 의해 원자력 발전소내 여러건물중 SSE(Safe Shutdown Earthquake)하중에도 견디도록 규정하여 정확한 동력학적 계산이 요구되어지나, 그 이외의 건물들은 대개 등가정적 방법에 의해 해석되어진다. 이 해석방법은 여러 빌딩규정들에서 제안된 것으로 지진에 의한 동적하중을 밑면적 단력 또는 각층에 작용하는 층전단력이라는 등가의 정적하중으로 바꿔 계산되며 이 때 사용되는 해석모델은 건물의 기본진동만을 표시할 수 있는 간단한 것이다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.16 no.3
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• pp.506-513
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• 1992

본 연구에서는 복합재 구조물에 대하여 유한요소해석법에 현상학적 모델인 전 단지연해석을 도입하여 강성저하와 모재파손을 예측하고 변형률을 매개변수로 한 Wei- bull 함수를 섬유파손해석에 도입하여 초기파손후의 거동을 묘사하고자 한다. 그리 고 면내전단하중이 작용하는 경우에 대해 전단지연해석을 수행할 수 있도록 모델링을 확장했다. 모재균열의 존재로 인한 단층의 강성변화는 실험으로 측정이 불가능하므 로 유한요소해석을 수행하여 비교하였다. 이 모델로부터 전단강성의 저하를 평가하 는 방법을 사용하였으며, 모재파손의 밀도 예측도 평균변형률 개념으로 전단효과를 고 려할 수 있도록 수정하였다. 그리고 초기파손후의 거동을 점진적으로 해석하기 위해 비선형 유한요소프그램을 작성하고, 상기의 모델을 도입하여 초기파손후의 거동을 보 다 정확히 묘사할 수 있는 방법을 제시하고 예로서 평시편에 대해 해석하고 실험치 및 타방법의 결과와 비교하였다.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.32 no.1
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• pp.7-16
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• 2019

In this paper, for a seismic analysis of an offshore subsea manifold, Response Spectrum Analysis(RSA) and Time History Analysis(THA) were conducted under a various analysis conditions. Response spectrum and seismic design procedure have followed ISO19901-2 code. In case of THA, The response spectrum were converted into artificial earthquake history and both of Explicit and Implicit solvers were used to examine the characteristics of seismic analysis. For the verification, Various seismic analysis methods were applied on a single degree of freedom beam model and a simplified model of the actual manifold. The difference between the results of RSA and THA on the simplified manyfold model evaluated for the analysis of the actual manifold. Because THA is impossible in case of real complex structure such as a manifold, Safety of the actual manifold structure was accessed by using the RSA and the difference between the results of RSA and THA from the simplified model.