• 한국전산구조공학회논문집
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• 제22권5호
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• pp.421-428
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• 2009

본 연구에서는 2방향 중공슬래브의 효율적인 진동해석을 위하여 등가의 플레이트 모델을 개발하였다. 이를 위하여 3차원 입체요소 중공슬래브 모델에 대응하는 플레이트 슬래브 모델의 등가 질량과 강성을 산출하였다. 개발된 등가 플레이트 모델의 정확성과 효율성을 검증하기 위하여 예제해석을 수행하였다. 해석결과 등가 플레이트모델의 고유진동수는 3차원 입체요소모델과 비교하여 매우 정확한 것을 확인하였다. 또한 보행하중이 가해지는 2방향 중공슬래브에 대해 등가플레이트 모델과 3차원 입체요소 모델을 사용하여 시간이력해석을 수행한 후 그 결과를 비교하였다. 해석결과 등가의 플레이트 모델이 해석시간을 상당히 줄이면서도 3차원 입체요소 모델과 거의 일치하는 결과를 나타내는 것을 확인하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제17권3호
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• pp.419-426
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• 2005

본 연구는 수평하중을 받는 플랫 플레이트 슬래브 해석을 위한 수정된 등가골조 모델을 제안한 것이다. ACI 318 (2000)은 중력하중 뿐만 아니라 수평하중을 받는 2 방향 슬래브 해석을 위해 등가골조 모델을 허용하고 있다. ACI 318 (2000)에서 채택하고 있는 등가골조 모델은 중력하중을 고려하여 발전되었기 때문에, 수평하중하의 플랫 플레이트 슬래브의 거동을 정확하게 예측하지 못할지 모른다. 따라서 본 연구는 수평하중 하의 플랫 플레이트 슬래브에 대한 더 정확한 해답을 줄 수 있는 수정된 등가골조 모델을 발전시켰다. 수평하중이 지배적인 경우, 이 모델은 기존 등가골조 모델보다 플랫 플레이트 슬래브 시스템의 구성요소 슬래브, 기둥, 비틀림 부재에 대한 더 정확한 힘의 전달 메커니즘을 반영한다. 이 모델의 타당성은 유한요소해석 결과와 제안한 모델의 해석 결과를 비교하여 검증하였으며, 기존 등가골조 모델의 해석 결과가 비교에 포함되었다. 양방향으로 3스팬을 갖는 2층 건물을 비교 대상으로 삼았으며, 수정된 등가골조 모델의 수평변위 및 슬래브모멘트 결과는 유한요소해석 결과와 가장 근사한 결과를 나타냈다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제20권1호
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• pp.35-41
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• 2008

플랫플레이트 시스템은 주로 전단벽과 가새 골조와 같은 횡력저항 시스템과 함께 중력저항 시스템으로 사용된다. 따라서 지진과 같은 횡하중이 작용할 때, 중력저항 시스템은 중력하중에 대한 전달 능력을 유지하면서 일체로 연결된 횡력저항 시스템의횡변위를 견딜 수 있어야 한다. 또한 플랫플레이트 시스템은 지진에 대한 특별 상세조건에 만족하면 중간 모멘트 골조로써 횡력저항 시스템으로도 사용할 수 있다. 그러나 횡하중이 작용하는 경우 플랫플레이트 시스템은 횡변위와 불균형모멘트로 인한 뚫림 전단의 위험성은 더욱 커지게 된다. 따라서 플랫플레이트 시스템을 중력 저항 또는 횡력 저항 시스템으로 설계하는 모든 경우에 중력하중뿐만 아니라 횡하중하의 설계 내력 (모멘트와 전단력)과 변위 등의 합리적인 예측은 매우 중요하다. ACI 318 (2005)에서는 중력하중에 대한 해석시 직접설계법과 등가골조법을 제시하고 있으며, 횡하중에 대한 해석으로 유한요소법, 유효보폭법, 등가골조법을 허용한다. 이러한 해석법은 각각 장단점을 갖고 있으며, 매우 광범위한 해석 결과를 보인다. 따라서 구조 설계자들은 적절한 해석법의 선택과 해석 결과를 분석하는데 어려움을 갖는다. 본 연구의 목적은 플랫플레이트 해석법에 대한 구조 설계자들이 적절한 해석법을 선택할 수 있도록 하고, 횡하중에 대한 해석 방법으로 수정된 등가골조법의 실용성을 검증하고자 하였다. 이를 위하여 중력하중과 횡하중을 받는 7층의 플랫플레이트 구조물에 대한 내부력과 횡변위를 대상으로 유한요소해석을 수행하고 각 골조해석법의 결과를 비교하였다. 또한 각 골조해석법의 정확성은 기존 플랫플레이트 슬래브 구조물의 실험 결과와 비교하여 검증하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제25권5호
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• pp.447-454
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• 2012

중공슬래브 시스템은 슬래브 두께가 증가해도 자중은 크게 증가하지 않으면서 일반슬래브에 비해서 휨강성이 크게 저하되지 않는 장점이 있다. 그러나 이러한 장스팬 구조의 경우 바닥판 진동의 증가에 의한 사용성 문제가 발생할 수 있고, 특히 중공슬래브의 경우 기존의 구조시스템과 동적특성이 상이하다. 따라서 진동에 대한 중공슬래브의 안전성 및 사용성 검토가 요구되고 있으며, 이를 위한 실용적인 정밀해석이 필요하다. 본 연구에서는 효율적인 고유치 해석을 위하여 일방향 중공슬래브의 동적특성을 비교적 정확하게 나타낼 수 있는 등가의 플레이트 모델을 사용하였다. 결론적으로 등가플레이트 모델이 일방향 중공슬래브의 동적특정을 비교적 정확하게 나타나는 것으로 나타났다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제20권2호
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• pp.213-219
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• 2008

본 연구의 목적은 수평하중 하의 테두리보가 있는 플랫플레이트 시스템의 해석 방법을 제안 하는 것이다. 플랫플레이트 시스템은 보 없이 기둥이 직접 지지하는 구조로 정의되지만 일반적으로 설계에서는 테두리보를 설치하여 사용하고 있다. 수평하중 하의 플랫플레이트를 해석 할 수 있는 방법으로는 ACI 318 (2005)에서 유한요소법, 유효보폭법, 등가골조법을 제시하고 있다. 그 중 유효보폭법은 슬래브를 보요소로 치환함으로써 실용적인 해석이 가능하도록 하는 해석 방법이다. 유효보폭법에서의 보 요소는 슬래브와 같은 두께와 실제 슬래브에 대하여 어떠한 비율로 정의되는 유효보폭으로 정의된다. 그러나 유효보폭법에 관한 연구는 기하학적 변수에 대한 연구나 강성 감소 계수에 관한 연구가 일반적이고 테두리보를 고려해 줄 수 있는 유효보폭모델에 관한 연구는 아직 미미한 실정이다. 본 연구에서는 테두리보가 없는 플랫 플레이트 시스템의 횡 강성보다 테두리보가 있는 플랫플레이트 시스템의 횡 강성이 더 큰 강성을 확보하는 것을 검증하였다. 따라서 테두리보의 영향을 고려할 수 있는 플랫플레이트 시스템의 해석 방법이 제시되어야 할 필요가 있다고 판단된다. 본 연구에서는 수평하중에 대한 테두리보가 있는 플랫플레이트의 유효보폭모델을 제안하였다. 제안된 모델의 검증을 위하여 제안된 유효보폭모델의 결과값을 유한요소해석의 결과값과 비교하였다. 또한 제안된 유효보폭모델의 결과값과 기존에 수행된 실험의 결과와 비교하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제16권3호
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• pp.41-50
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• 2012

강재의 품질향상으로 강교에 있어서 재료자체의 파괴보다는 반복하중에 의한 피로균열 문제가 더욱 중요한 요소가 되었다. 재료의 항복으로 인한 교량의 붕괴 등의 사례는 거의 보고되고 있지 않지만 용접부에 발생하는 피로균열에 대한 사례는 매우 많이 보고되고 있다. 종리브와 횡리브, 데크 플레이트로 구성된 직교이방성 강바닥판의 피로응력은 강바닥판을 구성하는 요소들의 구성 형태 및 물성과 밀접한 관련이 있다. 본 논문에서는 Pelikan-Esslinger method와 signed Von-Mises 등가응력 개념을 활용하여 직교이방성 강바닥판의 피로응력을 산정하는 방법을 제시하고, 직교이방성 강바닥판 구성요소들의 구성형태와 물성을 변화시켜 피로응력에 미치는 영향을 분석하였다. 직교이방성 강바닥판의 피로응력과 구성요소의 상관관계 경향을 분석함으로써 설계 및 유지보수 시에 더 효율적인 대안을 찾는데 도움이 될 수 있을 것이다.

• 대한기계학회논문집
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• 제12권4호
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• pp.642-651
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• 1988

본 연구에서는 정적 혹은 동적인 하중을 받는 탄성체의 변위, 응력 등을 구할 수 있는 유한요소해석을 하였다. 이 경우에 얻어지는 대수적인 운동방정식은 비선형 적이지만 증분응력이 미소한 경우에는 선형화될 수 있다.따라서 유한요소식의 해법 도 선형적인 경우와 비선형적인 경우로 나누어 생각한다.선형문제에 대한 해법으로 는 (1) 정하중:Gauss소거법, (2) 동하중:모우드에 대한 해석 또는 Newmark의 직접적분 법을 사용했고, 비선형적인 문제에 대한 해법으로는 (1) 정하중:Newton-Raphson반복법, (2) 동하중 :Newton-Raphson 반복법에 의거한 Newmark의 직접적분법을 사용하였다. 비선형적인 문제의 풀이시에는 Newton-Raphson방법으로 반복하여 계산하면서 외력과 등가절점하중의 평형이 이루어지도록 하므로 상당히 많은 양의 계산이 필요한데, 이때 서로 종류가 다른 강성매트릭스의 수치적분시 각기 다른 차수의 Gauss-Legendre 적분 을 시도하여, 발생된 오차 및 계산시간의 변동 등을 고찰하므로써 계산량의 감소방안 을 찾아 보았다. 또한 초기응력이 균일한 경우, 선형해와 비선형해를 비교함으로써 증분응력의 영향을 무시하는 선형해석의 적용타당성을 검토하였다.