• 한국강구조학회 논문집
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• 제21권2호
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• pp.155-164
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• 2009

본 논문에서는 용접철골모멘트골조의 비선형 동적 연쇄붕괴 해석을 위해 인장-휨 거동을 반영한 효율적인 병렬 소성힌지를 제안하였다. 본 목적을 위해 재료적/기하학적 비선형 유한요소해석을 이용한 변수연구를 통해 기둥이 손실된 2경간 보의 항복후 휨거동과 모멘트-축인장력 상호작용을 살펴보았다. 유한요소해석결과를 토대로 보의 모멘트-축인장력 상호작용 관계를 일련의 선형으로 근사화한 소성힌지모델을 제안하고, 이를 OpenSees 프로그램에 적용하여 용접철골모멘트골조의 비선형 동적 연쇄붕괴해석을 수행하였다. 비선형 동적 유한요소해석을 통하여 본 연구에서 제안한 힌지모델의 효율성과 정확도를 검증하였다. 또한 본 연구 결과는 연쇄붕괴 해석 및 설계에 적절한 현수작용효과의 포함여부가 중요함을 보여준다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제21권3호
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• pp.267-275
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• 2009

본 논문에서는 기둥이 손실된 철골모멘트골조의 2경간 보의 동적거동 특성을 고찰하고 철골모멘트골조의 연쇄붕괴 예비평가를 위한 비선형 동적 근사해석법을 제안하였다. 기둥이 손실된 2경간 부분골조 모델의 동적거동의 분석을 통하여, 2경간 보의 중력하중과 보스팬-대-보춤 비가 최대 동적 변형요구의 지배적인 요소임을 확인하였다. 이를 토대로 2경간 보의 중력하중 변수와 최대 현회전각과의 관계를 기술하는 붕괴스펙트럼 개념을 새로이 제안하고 이의 활용법을 예시하였다. 3차원 비선형 동적 유한요소해석결과와 비교하여, 본 연구에서 제안한 방안이 용접 철골모멘트골조의 비선형 연쇄붕괴거동을 신속히 평가하는데 정확하면서도 매우 효율적임을 입증하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제29권5호
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• pp.369-376
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• 2017

본 논문은 ASCE 7-10를 적용한 비틀림 비정형 철골 모멘트 골조의 설계 및 평가를 수행한 동반연구(I 내진설계)의 후속 연구이다. 본 연구에서는 철골 모멘트 골조의 비틀림 비정형 발생 여부와 ASCE 7-10 설계 요구조건의 적용 여부에 따라 내진성능평가를 수행하였다. 그 결과, ASCE 7-10의 비정형 내진설계 요구조건을 적용한 철골 모멘트 골조의 경우 붕괴확률이 매우 낮고 상당히 보수적인 설계 결과를 나타냈으며, 본 연구에서는 비틀림 비정형 구조물의 합리적인 설계를 위해 개선된 설계 방법을 제시하였다. 제안된 방법으로 설계된 비틀림 비정형 철골 모멘트 골조의 붕괴확률은 기존의 방법으로 설계된 구조물의 붕괴확률을 보다 크지만 ASCE 7-10의 붕괴확률 요구 조건을 만족하였다.

• 대한조선학회지
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• 제32권1호
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• pp.50-54
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• 1995

선박의 구조설계단계에서 최종붕괴강도를 설계기준으로 삼는 경우는 거의 없으나 최근에 각국 선급에서 최종붕괴강도를 의무적인 설계기준으로 삼기 위해 자체적인 해석법과 설계식을 제시 하고 규정화하는 작업을 진행시키고 있다. [12, 17, 31, 32]. 1994년 ISSC [1]에서도 토론된바와 같이 특히 새로운 구조방식을 가진 선박의 합리적인 구조설계를 위하여는 해상플렛폼의 구조설 계시와 마찬가지로 삼아야 할 것이다. 본고에서는 선각거더의 최종붕괴강도에 대한 해석법과 간이계산식에 관한 연구동향을 문헌조사를 통하여 분석하였다. 그 결과 순수굽힘모멘트가 작용 하는 문제의 경우 최종붕괴강도 해석법은 어느정도 확립되었다고 판단되지만 최종붕괴강도의 간이계산식은 아직도 정도 등의 면에서 개선의 여지가 남아 있다고 생각된다. 앞으로 순수 굽 힘모멘트뿐만아니라 조합하중을 받는 경우와 피로균열을 비롯한 초기구조손상을 가진 노후화된 선박에 대한 최종붕괴강도를 보다 정밀하게 해석하기 위한 해석법의 개발과 간이계산식의 도 출이 필요하다고 사료된다. 또한, 충돌, 좌초, 폭발 등에 기인된 선각거더의 붕괴강도 평가를 위한 해석법의 개발도 앞으로 남은 과제중의 하나이다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제20권4호
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• pp.435-442
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• 2007

1968년 영국의 Ronan Point 아파트에서 발생한 연쇄붕괴 이후 이에 대한 연구가 간헐적으로 진행되어 왔으며, 최근 미국의 World Trade Center 붕괴 후 연쇄붕괴에 대한 연구가 다시 활발히 진행되고 있다. 미국에서는 기존의 연구결과를 바탕으로 2003년 GSA 및 2005년 DoD에서 연쇄붕괴에 대한 설계 및 해석 지침을 제시하였다. 본 연구에서는 이러한 지침서에서 제시하고 있는 선형정적해석법과, 선형동적해석법을 사용하여 국내 설계기준에 의해 설계된 철골 모멘트저항골조에 대한 붕괴저항 성능을 조사하였다. 해석결과에 따르면 GSA 기준을 적용할 경우 횡력을 고려하지 않은 수직저항시스템은 연쇄 붕괴에 취약한 것으로 나타났으나, 지진력을 고려하여 설계된 수평저항시스템은 연쇄붕괴에 대해 안전한 결과를 얻었다. 하지만 DoD 기준에 따르면 두 시스템 모두 연쇄붕괴에 취약한 것으로 나타났다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제29권3호
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• pp.253-260
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• 2016

본 연구에서는 철골모멘트골조의 보-힌지 붕괴모드를 유도하는 최적 내진설계기법을 제안한다. 이는 유전자알고리즘을 사용하며, 기둥의 소성힌지 발생을 억제하는 제약조건을 설정하여 보-힌지 붕괴모드를 유도한다. 제안하는 기법은 구조물량를 최소화하고 에너지소산능력을 최대화하는 목적함수를 사용한다. 제안하는 기법은 9층 철골모멘트골조 예제 적용을 통해 검증한다. 예제 적용을 통해 철골모멘트골조의 보-힌지 붕괴모드를 유도하기 위해 요구되는 기둥-보 강도비를 평가한다. 패널존에 대한 3가지 모델링 기법을 각각 적용하여 모델링 조건에 따른 휨강도비 영향이 추가적으로 검토된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제18권2호
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• pp.9-20
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• 2014

철골 중간모멘트골조는 강한 지반운동에 대하여 적합한 저항능력을 확보하기 위한 지진력저항시스템으로서 일반적으로 사용되고 있다. 하지만 국내의 대다수 중 저층 철골건축물은 내진설계가 도입되기 이전에 건설되었거나 현재의 내진설계기준의 요구조건을 준수하지 않은 것들로, 이러한 건물들이 가지는 내진성능에는 의문점이 존재한다. 이와 같은 문제점의 인식에 기반하여 본 연구에서는 국내 철골 중간 모멘트골조의 내진성능에 대한 정량적 제시를 목표로 우선 층수 종류, 지진에 대한 보유내력, 부재 연성도, 제진장치의 유무를 변수로 하여 표본 건물을 설계하였다. 표본 건물의 내진 성능과 붕괴 매커니즘은 비선형 정적해석과 증분동적해석으로부터 획득한 붕괴여유비와 붕괴확률을 이용하여 분석하였다. 해석결과를 통하여 현행 국내기준에 따라 내진설계된 신축건물은 설계지진에 대해 충분한 내진성능을 가졌으며, 이에 반해 구조부재의 연성저감이 발생하거나 낮은 설계 밑면전단력에 대한 저항력을 가진 기존건물의 경우에는 높은 붕괴확률을 가지며 목표로 한 내진성능을 만족시키지 못하는 것으로 나타났다. 이와 같은 내진성능을 충족시키지 못하는 내진설계 도입 이전의 건물에 대해서 에너지 소산장치를 통해 보강하게 되면 장치의 에너지 소산능력뿐만 아니라 소성힌지의 재분배를 통해 붕괴확률 및 내진성능이 신축건물 수준으로 향상되었다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제27권4호
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• pp.215-222
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• 2014

본 연구의 목적은 다양한 높이에 따른 철골 중간모멘트골조의 내진성능을 평가하는 것이다. 구조물의 내진성능은 ATC-63에서 제안한 방법론에 따라 평가되었다. 3층, 6층, 9층, 12층 중간모멘트골조의 설계는 KBC 2009에 따라 수행하였다. 접합부의 모델링은 철골 중간모멘트골조에서 요구되는 회전성능인 0.02rad을 만족하도록 모델링하였다. 연구를 수행한 결과, 구조물의 붕괴확률은 높이가 증가함에 따라 증가하였다. 특히 9층과 12층 구조물은 ATC-63에서 제시한 요구조건을 만족하지 못하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제14권6호
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• pp.238-245
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• 2010

연쇄붕괴는 구조부재의 국부적인 파괴가 주변부재로 이어지고 이 파괴가 또 다른 주변부재의 파괴로 이어지는 붕괴를 의미한다. 현재 국내에서는 연쇄붕괴 방지를 위한 설계지침이 마련되어 있지 않은 형편이다. 특히 구조설계 시 연쇄붕괴 저항성능의 평가를 할 필요가 있을 때 연쇄붕괴 방법 및 절차에 대한 기준이 없어 엔지니어들이 많은 어려움을 느끼고 있다. 따라서, 본 연구에서는 연쇄붕괴 저항성능평가에 가장 많이 사용되는 GSA 가이드라인을 이용하여 정적 및 동적해석에 의해 평가하는 방법 및 절차를 소개하고, 철근콘크리트 모멘트저항골조에 대해 연쇄붕괴 성능평가를 수행하여 각 해석방법에 의한 결과를 비교, 분석하였다. 연구의 결과 국내 설계기준에 의해 내진 설계된 해석모델의 철근콘크리트 모멘트저항골조 시스템은 DCR 값이 2를 초과하여 연쇄붕괴에 충분한 대체하중 경로를 제공하지 못하며, 연쇄붕괴를 고려하기 위해서는 추가적인 보강이 고려되어야 할 것으로 판단된다. 또한, 선형동적해석과 선형정적해석의 수직 처짐 및 DCR 값을 비교한 결과, 정적해석에 의한 평가결과보다 보수적인 결과를 나타내어 실용적인 방법으로서 현재 제안되고 있는 하중조합의 2배를 고려하는 동적계수를 고려한 선형정적해석의 사용이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제19권4호
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• pp.383-393
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• 2007

본 논문에서는 비선형 유한요소해석을 기초로 기둥이 손실된 철골모멘트골조의 2경간 보 모멘트-축인장력 상호작용의 모형화 방안을 제안하였다. 본 목적을 위해 기둥이 손실된 2경간 부분골조 모델을 구성한 후 보스팬길이 대 보춤 비 및 보 사이즈를 변수로 하여 재료적/기하학적 비선형이 고려된 유한요소해석을 수행하였다. 비선형 해석을 통하여 보스팬길이 대 보춤 비가 보의 현수작용 발현에 가장 지배적인 요소임을 확인하였다. 해석결과를 토대로 초기 탄성거동에서부터 현수작용에 이르기까지의 보의 현회전각-수직저항력 관계를 일련의 선형 모델로서 근사화하는 방안을 제안하였다. 아울러, 본 연구에서 제안한 방안을 에너지평형법과 결합하여 철골모멘트골조의 비선형 정적 연쇄붕괴해석 및 설계에 편리하게 활용될 수 있음을 예시하였다.