• 제목/요약/키워드: 비대칭 단면 형상

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비대칭 선형 변단면을 갖는 박벽 공간 보의 안정성 해석 (Stability Analysis of Unsymmetric Tapered Thin-walled Beams)

  • 김성보;구봉근;한상훈;정경섭
    • 전산구조공학
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    • 제11권4호
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    • pp.197-207
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    • 1998
  • 전단변형 효과를 무시하는 경우에 비대칭 선형 변단면을 갖는 박벽 공간 보의 안정성 해석을 위한 일반이론을 유도한다. 비대칭 선형 변단면의 임의점을 통과하는 부재축과 단면의 주축의 방향과 무관하고 부재축과 직각을 이루는 두 개의 좌표축을 도입하여 직각좌표계를 정의한다. 정의된 좌표축을 기준으로 유한한 회전각의 2차항을 고려하는 변위장을 도입하여 연속체에 대한 가상일의 원리로부터 탄성변형에너지, 그리고 초기응력에 의한 포텐셜에너지를 유도한다. 이를 이용하여 비대칭 선형 변단면을 갖는 박벽 공간 보의 안정성해석을 위한 평형방정식을 제시한다. 3차 Hermitian 다항식을 변위파라미터의 형상함수로 사용하여 박벽 공간 보의 탄성강도 및 기하강도행렬을 상정할 뿐만 아니라, 단면의 좌표축에 상관없이 임의의 위치에 작용하는 하중에 대한 하중보정강도행렬(load-correction stiffness matrix)을 제시한다. 본 이론 및 방법의 타당성을 검증하기 위하여 수치해석을 수행하고 문헌의 결과 및 쉘요소를 사용한 해석결과와 비교하여 본 이론의 정당성을 입증한다.

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비대칭 H형강 합성보의 단면형상변화에 따른 온도특성 및 화재거동에 관한 실험적 연구 (An Experimental Study on the Fire Resistance behaviour of Asymmetric Slimfloor Beam According to Cross Section Shape Variation)

  • 김형준;김흥열;이재승;권기혁;여인환
    • 한국화재소방학회논문지
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    • 제26권1호
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    • pp.23-30
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    • 2012
  • 비대칭 H형강이 콘크리트에 매립되어 화재에 노출되는 일반 합성보에 비하여 내화성능이 높은 슬림플로어 공법에 대한 화재거동특성을 분석하고, 이를 기반으로 내화성능을 향상시킬 수 있는 최적 단면형상 조건을 도출하고자 연구를 수행하였다. 단면형상은 휨 성능을 증진시킬 수 있는 웨브 보강과 화재에 직접 노출되는 하부플랜지의 보강 방안에 대하여 화재실험을 진행하였으며, 무 보강조건과 형상변화시에 발생하는 합성플로어의 처짐을 비교 분석하여 효과적인 단면형상 설계조건을 도출하고자 하였다. 실험결과 웨브 보강방안에 비해 하부플랜지 보강시 내화성능 향상효율이 더 높은 것으로 나타났으며, 이는 화재에 직접적으로 노출되는 하부플랜지 부분에 보강을 하는 것이 급격한 온도상승으로 인한 강도저하로 인해 발생하는 변형을 보다 효율적으로 제어하기 때문으로 판단된다.

단면형상 변화에 따른 비대칭 H형강 합성플로어 내화성능변화에 관한 실험적 연구 (An Experimental Study on Fire Resistance Performance of Asymmetric Slimfloor Beam)

  • 김형준;김흥열;박경훈;이재승;조경숙
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 2010년도 춘계 학술대회 제22권1호
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    • pp.7-8
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    • 2010
  • 비대칭 H형강이 콘크리트에 매립되어 화재에 노출되는 일반 합성 보에 비하여 내화성능이 높은 슬림플로어 공법에 대한 화재거동특성을 분석하고, 이를 기반으로 내화성능을 향상시킬 수 있는 최적 단면형상조건을 도출하고자 연구를 수행하였다. 단면형상은 휨 성능을 증진시킬 수 있는 웹 보강과 화재에 직접 노출되는 하부플렌지의 보강 방안에 대하여 화재실험을 진행하였으며, 무 보강조건과 형상변화시에 발생하는 합성플로어의 처짐을 비교 분석하여 최적 단면형상설계 조건을 도출하고자 하였다. 실험결과 웹보강방안에 비해 하부플렌지 보강시 내화성능 향상효율이 더 높은 것으로 나타났으며, 이는 화재에 직접적으로 노출되는 하부플렌지 부분에 보강을 하는 것이 급격한 온도상승으로 인한 강도저하로 인해 발생하는 변형을 보다 효율적으로 제어하기 때문으로 판단된다.

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시위 방향 비대칭 단면의 복합재료 박벽보의 동특성 연구: I. 단일-셀 (Dynamic Characteristics of Composite Thin-Walled Beams with a Chord wise Asymmetric Cross-Section: I. Single-Cell)

  • 김근택
    • 항공우주시스템공학회지
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    • 제12권6호
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    • pp.41-49
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    • 2018
  • 이번 연구에서는 복합재료 박벽보(thin-walled beam)에서 시위 방향으로 단일 셀의 비대칭성 단면을 가지는 모델을 선정하여, 단면의 형상에 대한 이론적인 동특성을 연구하였다. 이를 위해 전단 변형 효과(transverse shear effect)와 와핑 구속 효과(warping restraint effect), 보의 길이 방향으로 일정한 테이퍼비와 기하학적 단면비 등을 고려하고, 비대칭 단면의 와핑 함수 보정을 통해 수학적 모델링을 수행하였다. 그 결과에 따라, 고려한 단면의 질량 계수와 강성 계수 및 고유 진동수 등의 특성을 조사하였다. 특히, 단면의 비대칭성, 와핑 함수를 보정하지 않은 경우, 모델의 테이퍼비와 단면비 등이 고유 진동수에 미치는 영향을 비교 분석하였다.

비대칭 단면을 갖는 박벽 곡선보의 안정성해석 II : 수치적 방법 (Spatial Stability of Non-Symmetric Thin-Walled Curved Beams II : Numerical Approach)

  • 민병철;김문영
    • 전산구조공학
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    • 제11권4호
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    • pp.253-265
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    • 1998
  • 본 논문에서는 연계논문에서 제시한 비대칭 박벽단면을 갖는 곡선보 및 직선보 이론을 토대로, 곡선보 요소 및 직선보 요소를 개발하고 이를 이용한 유한요소 정식화 과정을 제시한다. 유한요소 정식화 과정에서는 요소의 변위장을 도심에 대하여 정의한 후, 요소 변위벡터에 관한 3차의 Hermitian 다항식을 형상함수로 사용하고 가우스 적분을 행함으로써 탄성 강도행렬 및 기하학적 강도행렬을 산정하였다. 얻어진 강도행렬을 이용하여 고유치 문제를 계산함으로써 좌굴하중을 계산하였으며 다양한 해석 예제를 통하여 다른 연구자들의 해석 결과와 비교 검토함으로써 본 연구의 타당성과 우수성을 입증하고자 한다.

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비대칭 단면 형상을 이용한 루프랙 크로스바의 윈드노이즈 저감 (Reduction of Aeolian Noise from Roof Rack Cross Bars Using Asymmetric Section Geometry)

  • 이정한;이강덕;정승균
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2001년도 추계학술대회논문집 II
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    • pp.1406-1412
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    • 2001
  • Roof racks have become a very popular feature of vehicles as the market demand for SUV's and RV's has increased drastically over the years. Aeolian tone from the cross bars however. could be a source of severe discomfort for the passengers. Both experimental and numerical steps are taken to enhance the understanding of the generation mechanism of the wind noise. A successful reduction of the noise is achieved by imposing asymmetry in the section geometry, which reduces the strength of Karmann vortices shed downstream.

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시위 방향 비대칭 단면의 복합재료 박벽보의 동특성 연구: II. 다중-셀 (Dynamic Characteristics of Composite Thin-Walled Beams with a Chord-Wise Asymmetric Cross-Section: II. Multi-Cell)

  • 김근택
    • 항공우주시스템공학회지
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    • 제13권2호
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    • pp.51-59
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    • 2019
  • 이번 연구에서는 앞서 Part I [1]에서 수행한 단일-셀(single-cell) 모델에 이어, 시위 방향으로 비대칭성 단면을 가지는 다중-셀(multi-cell) 복합재료 박벽보(thin-walled beam) 모델을 선정하여, 단면의 형상에 대한 이론적인 동특성을 해석하였다. 이를 위해 와핑 구속 효과와 전단 변형 효과, 보의 테이퍼비와 단면비 등을 고려하였다. Part I에서와 마찬가지로 다중-셀 단면의 질량 및 강성 계수와 고유 진동수 등의 특성을 조사하였다. 특히, 다중-셀과 단일-셀 단면을 비교하고, 다중-셀 단면의 고유 진동수에 미치는 테이퍼비와 단면비의 영향을 비교 분석하였다. 또한, 단면의 비대칭성과 와핑 함수를 보정하지 않은 경우에 대해 그 결과를 비교하였다.

주형단면의 비대칭성을 고려한 3차원 사장교의 지진해석 (Seismic Analysis of a 3-dimensional Cable-Stayed Bridge with an Unsymmetric Girder Cross-section)

  • 김철영;장승필
    • 대한토목학회논문집
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    • 제12권2호
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    • pp.11-20
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    • 1992
  • 지진이나 바람과 같은 횡방향 하중이 가해졌을 때, 일반적으로 수직한 촉에 대해서만 대칭인 단면을 갖는 교량의 주형에는 횡방향 휨에 결합된 비틂이 유발되어 특히 사장교의 케이블등에는 예상치 못했던 추가응력이 유발될 수 있다. 이러한 거동은 일반적인 뼈대요소로는 해석할 수 없으므로, 임의의 단면 형상을 갖는 기하학적 비선형 3차원 뼈대요소를 사용하여야 한다. 본 연구에서 사용한 뼈대요소의 이론적인 배경과 검증은 이전에 발표된 논문에 수록되어 있다. 본 논문에서는 주형단면의 비대칭성을 고려한 지진해석을 수행하여 휨-비틂 결합작용에 의한 거동을 연구한다.

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시위 방향으로 비대칭 폐단면을 가지는 복합재료 얇은 벽 보의 와핑 함수 보정에 관한 연구 (A Study on the Correction of the Warping Functions of Composite Thin-Walled Beams with a Chord wise Asymmetric Closed Cross-Section)

  • 김근택
    • 항공우주시스템공학회지
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    • 제12권4호
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    • pp.9-17
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    • 2018
  • 이번 연구에서는 폐단면의 시위 방향으로 비대칭 형상을 가지는 복합재료 얇은 벽 보의 와핑 구속효과를 고려한 이론적 해석을 위하여 와핑 함수의 보정에 대한 여러 경우의 수에 대해 비교 연구 결과를 수행하고 그 결과를 제시하였다. 이를 위해 와핑 평형 조건을 만족하도록 1) 단면의 극점의 위치를 이동하지 않고 와핑 함수만을 보정한 경우, 2) 단면의 기존 극점을 이용하고 윤곽선의 형상 함수만을 수정하여 와핑 함수를 보정한 경우, 그리고 3) 단면의 극점의 위치를 이동하여 와핑 함수를 보정한 경우 등에 대해 각 단면의 특성을 서로 비교하였다. 그 결과 이번 연구에서 고려한 세 가지의 방법 가운데 케이스 2)의 경우가 나머지 다른 두 케이스보다 좀 더 연산이 빠르고 간편하게 와핑 함수를 유도할 수 있음을 밝혔다.

내재해성이 우수한 비닐하우스 부재의 단면형상 및 구조시스템에 관한 연구 (A Study on the Shape of Section in Member and Stress Tolerant Structural System in the Frame of Green Houses)

  • 심종석;한덕전
    • 한국디지털건축인테리어학회논문집
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    • 제12권4호
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    • pp.67-75
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    • 2012
  • The damage of greenhouse has been increasing due to frequent collapse of frame in greenhouse caused by the heavy snow and strong wind. But, greenhouses are constructed by steel tube members of pipe style and pin connection of them, so these greenhouses are very weak. Therefore, this study was carried out to find the type of member section and structural frame system in stress tolerant greenhouses. The modeling types for analysis were designed in accordance with structural frame configuration and member section in greenhouse. These types of models, which are existing type, diagrid type, symmetric and asymmetric section type of frame member in greenhouse were classified. Displacement analysis varying the vertical and horizontal loads for a series of models was carried out. As a result of this paper, it was verified that the structural frame configuration of diagrid type and asymmetric type of member section is better than existing type in the frame of greenhouses against snow loads and wind loads.