• Computational Structural Engineering
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• v.8 no.1
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• pp.95-106
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• 1995

Noise and vibration induced by subway operation are one of the major factor that annoy residents living near the subway tracks. In general, lateral vibration is the major concern when we are considering vibration of a building. However, the vertical vibration is the major concern in considering the vibration induced by the subway operation. Analysis model for the vertical vibration of the structure should consider the effect of beam vibration. Thus, the same model used for the lateral vibration analysis can not be used for an analysis of vertical vibration of the structure. Appropriate analysis model which can consider the inertia force of the beam is necessary when analyzing a structure for the vertical vibration. Modeling technique for the vertical vibration analysis of structures has been studied on this paper. It is recommended to use one or more elements for columns and to use two or more elements for beams when analyzing structures for vertical vibration induced by subway operation.

• Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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• v.24 no.5
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• pp.111-118
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• 2020

The U-shaped composite beam used in this study consist of a reinforced concrete structure, a beam steel structure supporting the slab, a reinforced concrete structure, and a U-shaped steel plate. The U-shaped composite beam was developed for the purpose of using it as a parking lot because it is highly constructible and has low floor height and long span. For the improvement of constructivity, the U-shaped composite beam ends are planned with standardized H-shaped steel and connected directly to the columns, and the middle of the U-shaped composite beam consists of U-shaped steel plates folded in U-shaped form using thin steel plates (t=6) instead of H-shaped steel. In the middle of the composite beam, where U-shaped steel plates are located, the depth of U-shaped beam may be planned to be small so as to satisfy the height limit of the parking lot. It is important to grasp the structural performance according to the change of depth because low beam depth is advantageous for the reduction of the floor height, but it is a inhibitor to the structural behaviors of U-shaped composite beam. In addition, since U-shaped composite beams are a mixture of steel frame structures, reinforced concrete structures and U-shaped steel plates, securing unity has a great influence on securing structural performance. Therefore, in this study, a structural experiment was conducted to understand the structural performance according to the depth change for U-shaped composite beam. A total of three specimens were planned, including two specimens that changed the depth using a criteria specimen planned for a general parking lot. The results of the experiment showed that the specimens who planned the depth greatly had better structural performance such as yield strength, maximum strength, and energy than the standard specimen.

• Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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• v.14 no.5
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• pp.79-86
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• 2010

This study was performed to evaluate the flexural behavior of Hybrid fiber sheet (HFC) and Hybrid fiber bar (HFB) strengthened reinforced concrete (RC) beams. According to test results, Hybrid fiber reinforcement strengthened RC beams showed approximately 60 to 200% higher reinforcing effects than that of un-reinforced specimens. In addition, the reinforced beams showed the ideal failure pattern, which is failed presenting the ductile behavior after yielding of the reinforcing bar. More specifically, in the case of HFB reinforced RC beams, the difference with puttying method was not apparent since HFB beams reinforced using the injection of epoxy and bonding of putty showed the similar failure patterns.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2018.05a
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• pp.63-63
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• 2018

최근 이상기후로 인한 국지성 호우의 발생빈도 및 강우강도의 증가는 하천횡단구조물의 안정성에 문제가 되고 있다. 하천 횡단구조물(보, 물받이공 등)의 파괴는 국부 세굴(bed scour), 파이핑(piping), 구조물 본체의 불안정성 등의 원인으로 발생되고 있으며, 이 중에서 구조물 본체의 불안정성은 도수(hydraulic jump)로 인한 압력변이도 주요 원인이 될 수 있다 (Bower and Toso, 1988; Kazemi, F. et al., 2016). 그러나, 현재 직접적인 파괴 원인인 세굴 등에 대한 연구에 비해 압력변이로 인한 구조물의 파괴원인을 분석하는 연구는 미비한 실정이다. 본 연구에서는 다양한 흐름조건을 발생시켜, 하천횡단구조물 주변의 도수특성 및 도수로 인한 압력변이에 대하여 수리실험 및 수치모의를 통하여 검토하고자 한다. 수리실험에 사용하는 수로는 길이 10 m, 폭 0.3 m, 높이 0.4 m이며 상류로부터 2.5 m 떨어진 곳에 보(weir)를 설치하였다. 실험조건은 다양한 흐름조건에 따른 도수 발생을 검토하고자 상하류 수위를 조절을 통해 Froude 수의 범위를 1 < Fr < 10로 설정하였다. 압력변이는 전압형 압력계(Model : UNIK 5000, 압력 측정 변위 : -2 ~ 5 kPa)를 사용하였으며, 보(weir) 하류단에서 2.5 cm 간격으로 천공하여 측정하였다. 또한 3차원 모형인 FLOW-3D 모형을 이용하여 실험수로를 재현하였으며, 도수 발생 위치, 도수 길이, 도수 발생 시 압력변이에 대하여 실험결과와 수치모의 결과를 비교하여 수치모형을 검증하였다. 최종적으로 Froude 수에 따른 도수특성(도수 발생위치, 도수 길이 등) 및 최대 압력변이를 무차원화 하여 나타내었다. 본 연구는 도수 발생 시 압력변이로 인한 구조물 파괴분석에 대한 기초가 되는 기본적인 연구이나, 향후에는 물받이공 길이, 두께 등 하천횡단 구조물 설계인자 도출에 선행연구로 발전할 수 있다고 판단된다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.37 no.7
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• pp.833-839
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• 2013

In this study, an experiment was performed to monitor the two-dimensional shape of a cantilever composite structure using fiber Bragg grating (FBG) sensors. To monitor the shape of a composite structure, a deflection equation developed by NASA was applied and a composite beam attached to three FBG sensors was used. In the experiment, the shape of the composite beam was successfully estimated and an error was evaluated by comparing a real deflection. The error increased with real deflection; therefore, it was compensated by using the linear relationship between the error and the real deflection. After compensating the error, the measured deflection shows good agreement with the real deflection. Finally, the experiment shows that the FBG sensor and the deflection equation are suitable for monitoring the deflection curve of the beam structure with compensation of the error.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2011.04a
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• pp.299-302
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• 2011

본 논문에서는 보 구조물의 응력 변화에 따른 구조역학적 임피던스의 특성을 분석하였다. 이를 위해 다음과 같은 연구가 수행되었다. 먼저 외팔보 형식의 알루미늄 보에 PZT센서와 strain gage를 부착하고, 하중을 단계적으로 증가시키면서 임피던스를 계측하였다. 다음으로 strain gage에서 계측된 변형률과 PZT로 부터 계측된 임피던스 사이의 관계를 분석하였다. 마지막으로 수치해석을 통해 변형률과 임피던스의 관계를 분석하여, 실험결과와 비교하였다.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 1995.04a
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• pp.67-72
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• 1995

본 연구에서는 섬유강화 복합재료로 구성된 항공기 날개를 외팔보 형태 구조물로 모델링하고 동특성 해석을 위해 횡전단변형 이론과 고전 적층판 이론을 적용, Rayleigh-Ritz 방법에 의한 진동해석을 수행한뒤 진동 발생시 효과적으로 제어할 수 있는 방법을 제시하고 시뮬레이션을 통하여 동특성 향상을 정량적으로 제시하였다. 진동을 제어하기 위한 방법으로서 수동적, 능동적 방법을 모두 사용하고 있는데, (보다 자세한 사항은 참고문헌[12] 참조) 본 연구에서는 TMD(Tuned Mass Damper)를 사용하지 않고 복합소재 구조물의 성질을 이용한 탄성배열설계(Structural Tailoring)로 수동적 의미의 면진효과를 거둘 수 있게 하였다. 능동 제어의 경우 되먹임(feedback) 제어기를 이용, 이산(discret) 작동기(actuator)를 통하여 외팔보의 휨 및 비틀림 모우드를 함께 제어하여 효과적인 제어기를 설계하였다.

• Computational Structural Engineering
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• v.11 no.1
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• pp.237-249
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• 1998

In this study the support deflection effects in beam-girder slabs which are broadly being adopted in building structures are studied for both distributed loads and concentrated vehicle loads. Taking the finite element analysis of slabs supported with one or two cross beams, the member forces of slabs including the support stiffness have been calculated. Based on the obtained numerical results and regression analysis of those, correction factors of member forces for slabs supported with girders and cross beams have been proposed. Finally, the validity of the proposed correction factors are demonstrated through a typical design example.

• Computational Structural Engineering
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• v.7 no.3
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• pp.123-131
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• 1994

This paper is concerned with a new concept of vibration control in which thermal stresses are utilized. Thermal actuators are used to generate thermal stresses in a vibrating beam. The thermal actuators are found to work successfully as the control means. Especially the proposed control method in this paper can be effectively applied to the large space structures with low natural frequencies rather than to the structures with high natural frequencies. In the process of control design, various control methods including optimal-robust control method are investigated. Through numerical simulations, it is found that the robust-optimal control method can be efficiently with the vibration control of a cantilever beam using thermal stresses.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 1994.10a
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• pp.116-120
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• 1994

최근 항공우주 및 생산자동화 분야의 급격한 발달에 따라 정밀도와 효율성을 향상시키기 위해 저중량, 고강도 구조물이 요구된다. 그러나 경량화 추세로 인해 수반되는 구조물의 유연성 증가로 외력에 대한 구조응답의 진폭이 커지고 구조물의 피로 수명이 단축되어 매우 위험한 상황에 이를 수 있다. 이런 바람직하지 않은 진동현상을 제어하기 위해 여러 제어이론을 응용한 진동억제시스템의 연구가 활발하며, 신소재인 압전재료의 개발로 새로운 방향이 제시되고 있다. 압전재료는 유연한 구조물에 부착되어 압전재료의 수축, 팽창 운동에 의해 발생된 에너지를 부착된 구조물에서의 제어력으로 사용되어, 진동 혹은 자세 및 형상 제어에 활용되고 있다. 압전재료에 대한 연구로는 Crawley, de Luis3가 보의 표면 혹은 내부에 압전세라믹을 부착하여 액튜에이터로 사용하는 경우 집중모멘트를 가하는 역할을 함을 밝혔고, Hanagud, obal은 압전재료를 센서와 액튜에이터로 사용해 복합재료 보에 대한 최적 진동제어 알고리즘을 개발, 그 성능에 대한 효과를 조사하였고 임의의 위치에 부착된 센서 및 액튜에이터를 고려한 복합재료 보의 운동방정식을 유한요소법을 이용 유도하였으며 변위율 피드백(rate feedback)과 모달피드백(modal feedback) 제어기를 적용하여 진동제어 효과를 고찰하였다. 그리고 Tomas, James, Hubbard는 압전필름을 액튜에이터로 사용해 복합재료 보에 Liapunov 제어기와 변위율 피드백 제어기를 사용하여 능동감쇠기를 설계하였고, Lee, Chaing, Sullivan은 압전필름을 센서와 액튜에이터로 사용해 평판에 변위율 피드백 제어기를 적용한 능동감쇠기를 설계하고 실험적으로 수행하였다. Base가 백색잡음가진을 지속적으로 받을 때 보끝의 움직임이 최소가 되도록 제어하고자 연구를 수행 중인 바 그 결과로소 본 논문에서는 적용시켰고 F-P-K 방정식을 이용해 확률영역으로 변환하여 LQR 제어기와 pole allocation 제어기를 시스템에 적용시켜 우수한 특성을 갖음을 제어 시뮬레이션의 결과를 통해 입증하였다.