• 콘크리트학회논문집
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• 제25권1호
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• pp.19-28
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• 2013

소성힌지 구역의 축방향변형률의 예측은 지진하중을 받는 철근콘크리트 기둥의 합리적인 연성 평가를 위하여 필요한 항목이다. 축방향변형률은 콘크리트의 유효압축강도를 저하시키고 층간 변위를 크게 할 수 있다. 기존 연구는 주로 소성힌지가 발생하는 보의 축방향변형률 예측에 국한되었지만 횡력을 받는 구조물에서는 저층부 기둥도 소성힌지가 발생한다. 이 논문에서는 기둥 부재에 작용하는 축력의 크기에 따라 변화하는 축방향변형률을 예측할 수 있는 모델과 평가식이 제안되었다. 단면 해석법을 이용하여 하중이력에 따른 축방향변형률의 변화와 철근의 변형률 변화를 고찰한 후, 해석과 실험 결과를 근거로 축방향변형률 예측 모델을 제안하였다. 제안된 모델은 부재 축방향변형률을 3가지 경로(재하, 재하 후 반대하중이 하중이 가해지는 구간, 동일한 부재 회전각에서 반복하중을 받을 구간)로 구분하였다. 이 연구에서 제안된 기둥 부재의 축방향변형률의 계산식은 축력비가 다른 철근콘크리트 기둥의 실제 축방향변형률을 추적하였고, 축력비의 영향을 반영하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제6권3호
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• pp.21-30
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• 1986

강(鋼) 격자항(格子桁)의 탄소성(彈塑性) 해석(解析)을 수행(遂行)할 수 있는 수치해석(數値解析) 방법을 제시하였다. 격자항(格子桁)의 각(各) 구성부재(構成部材)가 이상적(理想的) 탄소성(彈塑性) 성질(性質)을 갖는다고 가정하였는데 이 문제를 각(各) 구성부재(構成部材)의 양단(兩端)에 휨스프링과 비틂스프링을 부착(附着)한 모델을 고안(考案)해 냄으로써 해결(解決)하였다. 이 개념에 의거하여 격자항(格子桁)이 탄성상태(彈性狀態)에서 소성붕괴(塑性崩壞)에 이르기 까지의 거동(擧動)을 해석(解析)할 수 있는 프로그램 EPAG(Elasto-Plastic Analysis of Grillages)를 개발(開發)하였다. 이 해석방법(解析方法)의 특성(特性)은 하중(荷重)을 한꺼번에 가(加)할 수 있고, 격자항(格子桁)을 이루는 부재(部材)들의 배치가 규칙적(規則的)이 아니라도 적용이 가능하다. 또한 제하(除荷)(unloading)를 고려할 수 있으며 소성활절(塑性滑節)이 1개씩 형성될 때마다 가해진 하중(荷重), 부재단력(部材端力) 및 변위(變位) 등(等)을 구할 수 있다는 장점(長點)을 지니고 있다. 또한 기존의 논문이나 단행본(單行本)에 있는 예제(例題)들을 본(本) 프로그램으로 해석(解析)한 후 그 결과가 본(本) 프로그램으로 해석한 결과와 잘 일치한다는 것으로써 본(本) 이론(理論)의 정당성(正當性)과 정확성(精確性)을 확인하였다.

• 전산구조공학
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• 제4권3호
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• pp.89-97
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• 1991

본 논문은 지진발생시 빌딩프레임상의 각 부재의 흡수에너지율이 일정하도록 유도하는 다시말하면 각각의 부재의 손상지수값이 고루게 분포토록 하는 새로운 설계법인 손상제어 전산설계법의 유용성을 입증코져 하는 것이다. 이를 위하여 우선 사용된 기본적인 이력모델 및 손상모델의 정확성을 평가하기 위하여 one-bay one-stody 프레임의 실험적인 하중-변위곡선을 해석적으로 재생하여 비교분석하였다. 그리고 본 설계법을 각종 프레임에 적용한 결과 1) 구조물의 특징 및 사용된 지진형상에 관계 없이 손상제어 설계된 프레임은 일반적으로 종래의 방법으로 설계된 프레임보다 같은 지진하중하에서 더 작은 손상값으로 저항하였으며, 2) 손상제어 설계된 프레임의 하층부 부재들은 더 큰 항복강도를 나타내는 현상을 보였으며 상층부 부재들은 반대 현상을 보였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제9권1호
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• pp.101-111
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• 2005

본 연구에서는 철근콘크리트의 압축부재에 배근되는 횡방향 철근의 구속효과와 축방향 철근비에 따른 탄성계수의 변화를 검토하였으며, 이를 바탕으로 철근비를 고려한 구조해석의 필요성을 제시하고자 하였다. 기존의 실험자료를 이용하여 철근콘크리트 압축부재에 대한 수정탄성계수 계산식을 제안하였다. 제안된 탄성계수를 적용한 구조물에 대한 해석을 실시하여 구조물의 거동에 어느 정도 영향을 미치는 파악하였는데, 철근비를 고려한 단면과 철근비를 고려하지 않은 단면에서 기둥과 보의 휨모멘트 크기에 상당한 차이가 발생함을 확인하였다. 풍하중 같은 횡방향 하중이 지배적인 경우에도 기둥의 철근비를 고려한 경우와 그렇지 않은 경우는 수평변위와 모멘트와 축력 등의 부재력에 큰 차이를 보였다. 따라서 철근콘크리트 구조물의 구조해석 시 현재 실무에서 일부 사용되는 방법에는 부재력의 과소평가 또는 과대평가의 가능성이 있으며, 이러한 문제점을 최소화하는 대안으로 본 연구에서 제시한 철근비를 고려한 수정탄성계수의 적용이 합리적인 것으로 판단된다.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제9권3호
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• pp.75-82
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• 2009

본 연구에서는 선형이론을 바탕으로 한 이산계열 대공간구조물의 크기최적화에 따른 후좌굴 거동의 변화에 대하여 조사하고 그 결과를 기술하였다. 먼저 공간구조물의 최적의 부재크기 패턴을 조사하기 위하여 수학적 프로그래밍 기법을 도입하였다. 이때 최소화 해야하는 공간구조물의 전체 부재의 중량을 목적함수로 이용하고 절점에서 발생하는 변위 값과 각 부재에서 발생하는 응력 값을 허용치 이하로 제한하는 제약조건으로 사용하였다. 크기최적화를 통하여 도출된 최적 부재패턴을 가지는 공간구조물의 후좌굴 거동을 통합 비선형해석기법으로 해석하고 그 결과를 분석하였다. 수치해석을 통하여 크기최적화에 따른 공간구조물의 후좌굴 거동의 변화는 매우 큰 것으로 나타났으며 이러한 후좌굴 거동의 변화에 대한 예측과 분석결과가 공간 구조물의 설계에 고려되어야 할 것으로 판단된다. 또한 본 연구에서 제시한 수치해석 결과는 이산계열 대공간구조물의 설계에 기본 데이터로 제시하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권1A호
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• pp.99-106
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• 2006

일축대칭의 단면특성을 갖는 T형 부재는 단면의 특성상 축방향 압축력으로 인하여 전체좌굴이 발생할 경우 휨-비틀림 좌굴이 지배모드가 된다. 인발성형 T형 부재의 휨-비틀림 좌굴거동을 실험적 연구를 통하여 알아보았다. E-glass/vinylester와 E-glass/polyester로 만들어진 2종류의 인발성형 부재가 사용되었으며, 보강층의 배치, 보강층의 두께, 구성물질의 부피비, 역학적 성질 등을 실험적으로 규명하였다. 좌굴실험에서 휨 및 비틀림에 대한 단순지지 조건을 만족시키기 위해서 knife edge를 사용하였으며, 3개의 potentiometer를 사용하여 실험체의 횡변위와 비틀림각을 측정하였다. 모든 실험체에 휨-비틀림 좌굴이 발행하였으며, 대부분의 실험체가 후좌굴 강도를 가지고 있음을 알 수 있었다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제10권4호통권37호
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• pp.657-666
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• 1998

본 연구는 변위제약조건을 고려한 강구조물의 최적화를 위하여 효율적인 쌍대알고리즘을 제시한다. 쌍대법은 최적화 문제를 하나의 간단한 대수학적인 형태를 가지는 근사화된 양함수형태의 부문제로 대치할 수 있고, 이때 각 부문제는 볼록면을 가지며 분리 가능한 형태이기 때문에 쌍대알고리즘을 적용함으로써 효과적으로 풀려질 수 있다는 개념에 근거한다. 특히, 본 연구는 양함수형태의 변위제약조건식을 설정하기 위해 가상일의 원리를 적용하고자하며 아울러 쌍대알고리즘내에 단면특성관계를 나타내는 선형회귀식을 추가하여 설계변수의 수를 감소시켜 주고자 한다. 또한 부재선정을 위해 상용화된 표준 철골 단면을 검토함으로써 이산형 최적화문제도 고려한다. 이러한 연구 결과는 기존의 해석기법인 최적정기준법과 비교검토된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제9권1호
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• pp.171-180
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• 2005

본 연구에서는 기름이나 가스의 송유관을 지지하기 위하여 일반적으로 사용되는 3층의 Knee brace가 설치된 모멘트저항골조(KBMRF)의 내진성능을 평가하였다. KBMRF의 하중-변위 관계를 관찰하기 위하여 비선형 정적 pushover 해석을 수행하였다. 최대층간변위가 층높이의 1.5%에 도달하였을 때 보와 기둥과 같은 주요 구조부재는 탄성상태를 유지하는 것으로 나타났다. UBC-97의 설계스펙트럼에 부합되도록 조정한 8개의 지진기록을 이용하여 비선형 동적시간이력해석을 수행한 결과에 따르면, 최대층간변위는 구조물 높이의 1.5% 변위한계보다 작았고 기둥은 탄성적으로 거동하였다. 따라서 본 연구에서 고려한 KBMRF 구조물의 내진성능은 내진설계기준에서 규정한 모든 요구사항을 만족하는 것으로 나타났다.

• 전산구조공학
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• 제10권4호
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• pp.205-216
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• 1997

구속된 ?(restrained warping)효과를 고려하는 박벽 공간뼈대구조의 횡후좌굴거동을 조사하기 위하여 기하학적 비선형 유한요소이론 및 해석법을 제시한다. 가상일의 원리를 이용하여 대변형효과를 고려한 3차원 연속체의 평형방정식으로부터, 구속된 ?효과를 고려하고 유한한 회전각의 2차항의 효과를 포함하는 변위장을 도입하여 초기응력을 받는 박벽 공간뼈대요소의 증분평형방정식을 유도한다. 박벽 공간뼈대구조를 유한요소로 나누고 변위장을 요소변위에 관한 Hermitian 다항식으로 나타내어 이를 평형방정식에 대입함으로써 접선강도행렬을 유도한다. 또한 updated Lagrangian formulation에 근거하여, 증분변위로부터 강체회전변위와 순수변형성분을 분리시켜서 강체회전은 요소의 방향변화를 결정하고, 순수변형은 부재력증분을 산정하는 불평형하중 산정법을 제시한다. 박벽 공간뼈대구조의 횡-비틂좌굴 및 후좌굴 거동에 대한 예제들을 통하여 본 연구에 대한 해석결과와 문헌의 결과를 비교 검토함으로써 본 연구에서 제시된 이론 및 해석방법의 정당성을 입증한다.

• 전산구조공학
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• 제10권1호
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• pp.201-211
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• 1997

공간뼈대의 구조에 대하여 기하학적 비선형성이 고려될 수 있는 유한요소이론 및 해석법을 제시한다. 이를 위하여 가상일의 원리를 이용하여 대변형효과를 고려한 3차원 연소체의 평형방정식으로부터, 구속된(restrained warping)효과를 무시하고 유한한 회전각의 2차항의 효과를 포함하는 변위장을 도입하여 초기응력을 받는 공간뼈대요소의 증분평형방정식을 유도한다. 공간뼈대구조를 유한요소로 나누어 요소의 변위장을 요소변위 벡터에 관한 Hermitian다항식으로 나타내고 이를 평형방정식에 대입함으로써 탄성 및 가하학적인 강도행렬을 유도한다. 또한 updated Lagrangian co-rotational formulation에 근거하여, 증분변위로부터 강체회전변위와 순수변형성분을 분리시켜서 강체회전은 요소의 방향변화를 결정하고, 순수변형은 부재력증분을 산정하는 불평형하중 산정법을 제시한다. 공간뼈대구조의 횡-비틂좌굴 및 후좌굴 거동에 대한 예제들을 통하여 본 연구에 대한 해석결과와 문헌의 결과를 비교 검토함으로써 본 연구에서 제시된 이론 및 해석방법의 정당성을 입증한다.