• Computational Structural Engineering
• /
• v.7 no.4
• /
• pp.57-67
• /
• 1994

It is usual that underground structures are constructed within a multi-layered medium. In this paper, an efficient numerical modelling of multi-layered structural systems is studied using coupled analysis of finite elements and boundary elements. The finite elements are applied to the area in which the material nonlinearity dominates, and the boundary elements are applied to the far field where the nonlinearity is relatively weak. In the boundary element modelling of the multi-layered medium, fundamental solutions are not readily available. Thus, methods which can utilize existing Kelvin solutions are sought for the interior multi-layered domain problem. The interior domain problem which has piecewise homogeneous layers is analyzed using boundary elements with Kelvin solution, by discretizing each homogeneous subdomain and enforcing compatibility and equilibrium conditions between interfaces. Developed methodology is verified by comparing its results with those from the finite element analysis and it is concluded that coupled analysis using boundary elements and finite elements can be reasonable and efficient.

• Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
• /
• v.7 no.6
• /
• pp.1-7
• /
• 2003

This paper presents a novel hybrid time-frequency-domain method for nonlinear soil-structure interaction(SSI) analysis. It employs, in a practical manner, a computer code for equivalent linear SSI analysis and a general-purpose nonlinear finite element program. The proposed method first (calculates dynamic responses on a truncated finite element boundary utilizing an equivalent linear SSI program in the frequency domain. Then, a general purpose nonlinear finite element program is employed to analyze the nonlinear SSI problem in the time domain, in which boundary conditions at the truncated boundary are imposed with the responses calculated in the previous frequency domain SSI analysis, In order to validate the proposed method, seismic response analyses are carried out for a 2-D underground subway station in a multi-layered half-space, For the analyses, a equivalent linear SSI code KIESSI-2D is coupled to ANSYS program. The numerical results indicate that the proposed methodology can be a viable solution for nonlinear SSI problems.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
• /
• v.31 no.2A
• /
• pp.59-69
• /
• 2011

Nonlinear static procedures (NSPs) basing on the concept of performance based seismic design have become one of the promising procedures for seismic evaluation of buildings. Although it needs much less computational cost compared to nonlinear time history analysis (NTHA), its usages are limited to simple structures by its inherent restriction to structures wherein the fundamental mode dominates the response. Several new nonlinear static procedures (Modal Pushover Analysis; MPA and Improved Modal Pushover Analysis; IMPA) which can consider higher modes effect were introduced. Nonetheless, its applicability for complex structures such as cable-stayed bridge has not studied yet. This paper focuses on applicability of nonlinear static procedures for the seismic analysis of cable-stayed bridges. Moreover, reliability indexes which can predict analysis procedure's accuracy are introduced.

• Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
• /
• v.12 no.1
• /
• pp.79-87
• /
• 2008

Seismic performance evaluation of structure requires an estimation of the structural performance in terms of displacement demand imposed by earthquakes on the structure. Incremental Dynamic Analysis(IDA) is a analysis method that has recently emerged to estimate structural performance under earthquakes. This method can obtained the entire range of structural performance from the linear elastic stage to yielding and finally collapse by subjecting the structure to increasing levels of ground acceleration. Most structures are expected to deform beyond the limit of linearly elastic behavior when subjected to strong ground motion. The nonlinear response history analysis(NRHA) among various nonlinear analysis methods is the most accurate to compute seismic performance of structures, but it is time-consuming and necessitate more efforts. The nonlinear approximate methods, which is more practical and reliable tools for predicting seismic behavior of structures, are extensively studied. The uncoupled modal response history analysis(UMRHA) is a method which can find the nonlinear reponse of the structures for ESDF from the pushover curve using NRHA or response spectrum. The direct spectrum analysis(DSA) is approximate nonlinear method to evaluate nonlinear response of structures, without iterative computations, given by the structural linear vibration period and yield strength from the pushover analysis. In this study, the practicality and the reliability of seismic performance of approximate nonlinear methods for incremental dynamic analysis of mixed building structures are to be compared.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
• /
• 1996.10a
• /
• pp.19-28
• /
• 1996

본 논문에서는 유연 연결부를 갖고 있는 이차원 구조물의 비탄성 좌굴해석을 연구하였다. 본 해석을 통하여 구조물의 기하학적, 및 재료적 비선형 뿐만 아니라 유연 연결부의 비선형 효과가 구조물의 거동과 강도에 미치는 영향을 예측할 수 있다. 본 해석 결과는 실험 결과와 비교하였으며 예제해석도 수행하였다.

• Magazine of the Korea Concrete Institute
• /
• v.10 no.5
• /
• pp.101-107
• /
• 1998

본 논문은 비선형 스트럿-타이 모델에 의한 프리스트레스트 콘크리트 정착부의 거동해석 및 설계에 관한 연구이다. 프리스트레스트 콘크리트 구조물의 정착부는 긴장재의 인장력 도입으로 인해 비교적 작은 단면에 큰 집중하중으로 발생하는 매우 중요한 구조부위이며, 기존의설계가 비교적 다른 구조부위의설계에 비하여 경험적으로 이루어지고 있을 뿐 만 아니라 해석에도 많은 시간과 계산량이 소요되는 단점이 있다. 비선형 스트럿-타이 모델을 대상 정착부의 비선형 재료거동을 따르도록 비선형 해석을 실시하여 설계를 수행하고 구조물의 극한하중을 추정하는 방법이다. 본 논문에서는 긴장력이 정착부의 중앙에 도입되는 경우, 편심으로 도입되는 경우, 다중 정착구가 존재하는 경우에 대하여 선형과 비선형 스트럿-타이 모델을 구성하여 정착부의 역학적 거동을 고찰하였고 실험결과와 비교하였다. 비교로부터 비선형 모델을 사용한 경우 선형 모델을 사용한 경우보다 안정성을 유지하면서 경제적인 설계가 가능하고 추정극학강도도 실험결과에 더욱 근접함을 알았다.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
• /
• 2010.04a
• /
• pp.742-745
• /
• 2010

본 논문은 초고층구조물의 해석방법으로 탄성변형과 아울러 시간의존성을 가진 크리프와 건조수축에 의한 비탄성변형을 고려한 비선형 시공단계 해석법을 제시한다. 기존의 초고층구조물 해석에서 주로 행하는 기둥 축소량 해석은 실무자의 경험과 프로그램을 통한 간략화에 맞추어져 있다. 이는 실제 시공 시 발생하는 구조해석 요소들을 충분히 반영하지 못하여 계산 값과 실제 값 사이에 오차가 발생된다. 비선형 시공단계 해석은 실제 시공 때 발생되는 해석변수들을 고려한 단계별 해석의 수행이 가능하며, 시간의 의존성을 가진 creep과 shrinkage의 효과를 함께 고려하여 일괄해석의 문제점을 구조해석 단계에서 실제상황에 가까운 해석을 가능하게 할 수 있다. 이를 위해 시공단계해석이 가능한 범용 프로그램을 이용한 50층 규모의 3차원 골조 프레임 모델 예제 해석을 통하여 기존 해석법들과의 비교, 분석으로 시간의 의존성을 고려한 시공단계해석의 필요성을 제시한다. 본 논문에는 범용프로그램인 SAP2000(ver.14)와 CEB-FIP모델 코드를 사용 하였다.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
• /
• 2011.04a
• /
• pp.639-642
• /
• 2011

이 연구에서는 완전 조립식 교량 하부구조의 비선형해석을 위한 전산플랫폼을 개발하였다. 완전 조립식 교량 하부구조의 비선형거동을 정확하게 파악하고 합리적이면서 경제적인 설계기준의 개발을 위한 자료를 제공하는데 그 목적이 있다. 재료적 비선형성에 대해서는 균열콘크리트에 대한 인장, 압축, 전단모델과 콘크리트 속에 있는 철근모델을 조합하여 고려하였다. 사용된 부착 또는 비부착 텐던요소는 유한요소법에 근거하며 프리스트레스트 콘크리트 부재의 콘크리트와 텐던의 상호작용을 구현할 수 있다. 그리고 접합면요소는 세그먼트 접합부의 비탄성거동을 예측할 수 있다. 제안된 해석기법은 수치예제에 대하여 비선형거동을 비교적 정확하게 예측하였다.

• Journal of Korean Society of Steel Construction
• /
• v.13 no.2
• /
• pp.153-162
• /
• 2001

A direct design method of three-dimensional frames using practical advanced analysis is presented. In this method. separate member capacity checks encompassed by the code specifications are not required. because the stability of separate members and the structure as a whole can be rigorously treated in determining the maximum strength of the structures. Advanced analysis accounts for geometric and material nonlinearities. The geometric nonlinearlity is considered by the use of stability function. The material nonlinearity is accounted for using CRC tangent modulus and parabolic function. The load-displacements predicted by the proposed analysis compare well with those given by other approaches. A design example has been presented for a 22-story frame. The analysis results show that the proposed method is suitable for adoption in practice.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
• /
• 2009.04a
• /
• pp.517-520
• /
• 2009

본 연구에서는 비선형 FEM 해석을 이용하여 PSC(Prestressed concrete)와 강으로 구성된 혼합구조 보의 휨 실험을 검증하였다. 혼합구조 보의 거동에 가장 큰 영향을 미치는 연결부는 Perfobond rib로 구성된 경우와 스터드로 구성된 경우를 고려하였다. 이종 재료가 접하는 경계면의 상호 작용에 대해 완전합성과 부분합성인 경우를 고려하여 혼합구조 보의 비선형 해석을 수행한 후 해석 결과와 실험 결과를 비교하였다. 하중-처짐관계, 파괴 형상 등의 해석 결과를 실험 결과와 비교한 결과, 부분합성을 고려한 모형이 실험 결과와 유사한 거동을 보였으며 또한 Perfobond rib를 갖는 실험체가 스터드를 갖는 실험체보다 해석 결과와 비교 시 안전측의 결과를 나타냈다.