• Computational Structural Engineering
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• v.11 no.4
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• pp.295-307
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• 1998

철근콘크리트 보에 대해서 인장강화효과의 소성힌지길이를 고려한 재료비선형 해석을 수행하였다. 비선형 해석에서 자유도가 많은 대형구조물에 적용시키기에는 많은 제약이 따르는 복잡한 층상해석기법을 사용하는 대신 단면해석을 통해 미리 구성된 모멘트-곡률 관계를 이용하였으며, 유한요소해석에서 사용요소의 크기에 따른 수치해석상의 오차를 줄이기 위해 인장강화효과와 소성힌지길이 개념을 도입하였다. 마지막으로 제안된 해석 알고리즘의 타당성을 검증하기 위하여 해석결과와 실험결과간의 상호 관계를 비교, 분석하였다.

• Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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• v.14 no.5
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• pp.1-12
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• 2010

This study presents a finite element analysis method that can accurately evaluate the nonlinear behaviour of structures affected by shallow soft subsoils and the soil-structure interaction. A two-dimensional finite element model that consists of a structure and shallow soft subsoil was used. The finite element model was used for a nonlinear time domain analysis of the OpenSees program. A parametric study was performed to investigate the effects of soil shear velocities, earthquake input motions, soft soil depth, and soil-structure interaction. The result of the proposed nonlinear finite element analysis method was compared with the result of an existing frequency domain analysis method, which is frequently used for addressing nonlinear soil behavior. The result showed that the frequency domain analysis, which uses equivalent secant soil stiffness and does not address the soil-structure interaction, significantly overestimated the response of the structures with short dynamic periods. The effect of the soil-structure interaction on the response spectrum did not significantly vary with the foundation dimensions and structure mass.

• Journal of Korean Society of Steel Construction
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• v.18 no.6
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• pp.707-716
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• 2006

The optimization of the direct design system of semi-rigid steel frames using advanced analysis and genetic algorithm was presented. Advanced analysis can predict the combined nonlinear effects of connection, geometry, and material on the behavior and strength of semi-rigid frames. Geometric nonlinearity was determined using stability functions. On the other hand, material nonlinearity was determined using the Column Research Council (CRC) tangent modulus and parabolic function. The Kishi-Chen power model was used to describe the nonlinear behavior of semi-rigid connections. The genetic algorithm was used as the optimization technique. The objective function was assumed as the weight of the steel frame, with the constraint functions accounting for load-carrying capacities, deflections, inter-story drifts and ductility requirement. Member sizes determined by the proposed method were compared with those derived using the conventional method.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.29 no.4
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• pp.317-325
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• 2016

In this study, nonlinear earthquake responses of a soil-structure interaction(SSI) system which is subjected to a three-directional ground motion are examined. The structure and the near-field region of soil, where the geometry is irregular, the material properties are heterogeneous, and nonlinear dynamic responses are expected, are modeled by nonlinear finite elements. On the other hand, the infinite far-field region of soil, which has a regular geometry and homogeneous material properties and dynamic responses is assumed linearly elastic, is represented by three-dimensional perfectly matched discrete layers which can radiate elastic waves into infinity efficiently. Nonlinear earthquake responses of the system subjected to a three-directional ground motion are calculated with the numerical model. It is observed that the dynamic responses of a SSI system to a three-directional motion have a predominant direction according to the characteristics of the ground motion. The responses must be evaluated using precise analysis methods which can consider nonlinear behaviors of the system accurately. The the method employed in this study can be applied easily to boundary nonlinear problems as well as material nonlinear problems.

• Journal of Korean Society of Steel Construction
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• v.11 no.4 s.41
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• pp.425-433
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• 1999

Structural analysis and design of steel frames is usually conducted under the assumption that beam-to-column connections are either fixed or pinned. In reality, each connection possesses a certain rotational stiffness. In this study, structural analysis program is developed, which takes into account the nonlinear behavior of framed structures including flexibility of semi-rigid connections and member geometric nonlinearity. Effective semi-rigid connections for a 6-story unbraced steel frame are suggested and the effect of flexible connections on the behavior of the structure are studied.

• Computational Structural Engineering
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• v.11 no.4
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• pp.155-168
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• 1998

보강된 판 및 쉘구조의 안정성 및 후좌굴을 포함하는 기하학적 비선형 해석을 수행하기 위하여, total Lagrangian formulation에 근거한 연속체의 증분평형방정식으로부터 변형된 쉘요소인 유한요소이론을 제시하였다. 쉘구조의 곡률이 불연속적으로 변하거나 쉘부재들이 유한한 각도로 만나는 보강된 판 및 쉘구조의 비선형 해석이 가능하도록 주부재와 보강재 간의 연결점에 대한 일반적인 변환관계를 제시하였으며 좌굴해석 및 기하학적 비선형해석의 경우에 해의 정확성 및 수렴성을 개선시키기 위하여 접선강도행렬 산정시 회전각의 2차항을 포함시켰다. 또한, shear locking 현상을 극복하기 위하여 감차적분을 적용하였고 쉘구조의 좌굴해석에서는 power method를 적용하여 해석의 효율을 높였으며, 후좌굴해석에서는 변위 및 하중증분법을 적절히 결합시켜 보강된 쉘구조의 후좌굴 거동추적이 용이하였다. 또한, 입력자료를 손쉽게 준비하고 좌굴모드 및 후좌굴거동을 효율적으로 분석하기 위하여 전, 후 처리 프로그램을 개발하였고 다양한 해석예제를 통하여 다른 문헌의 해석결과를 비교함으로써 본 연구에서 개발된 유한요소 해석프로그램의 타당성 및 정확성을 입증하였다.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.7 no.4
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• pp.13-20
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• 1987

Methods of nonlinear structural design sensitivity analysis are developed in parallel with the nonlinear finite element structural analysis methods and numerically evaluated. Direct decomposition and iterative solution methods for the secant stiffness approach and direct use of tangent stiffness in the design sensitivity analysis phase are derived and presented as the methods of nonlinear structural analysis and design sensitivity analysis are closely related. From the considerations of theoretical and numerical behavior, the tangent stiffness approach is shown to be efficient as the intermediate results of structural analysis can be effectively used in the design sensitivity analysis stage.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2011.04a
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• pp.454-457
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• 2011

본 논문에서는 국내에서 아직 기준이 마련되지 않은 제진설계에 대한 접근을 소개하였다. ASCE 7-05 기준에 근거하여 국내 5층 규모의 철근콘크리트 신축 건물에 제진 설계를 수행하였다. 우리나라의 현행 기준을 만족하면서 효과적인 제진 시스템 설계를 위한 방법을 소개한다. ASCE 7-05 기준에서는 제진 구조물 해석 시 부재력이 공칭강도의 1.5배를 초과하지 않은 경우 경계비선형 해석을 허용하고 있다. 이 때의 제진 설계 프로세스는 기존의 중력하중 및 등가정적하중의 75%에 의한 단면을 가정하여 부재설계를 실시하고, 선형 시간이력 해석을 통해 제진장치 및 가새를 설계한다. 이후 우리나라 실정에 맞도록 보정된 인공 지진파를 입력하여 경계비선형 해석을 실시하고, 밑면 전단력 및 층간변위 등의 만족여부를 검토한다. 이 때 목표성능을 완전탄성설계 또는 유사탄성설계로 정하여 목표성능을 만족하는지도 검토하여야 한다. 본 논문에 적용한 신축 건물은 유사탄성 설계를 위해 경계비선형 해석을 실시하였고, 가장 효과적인 제진 설계를 위해 댐퍼의 종류, 설치방법, 개수, 변위 증폭비 등을 변수로 한 case study를 진행하였다. 해석 결과 목표성능을 만족하는 범위 내에서 가장 효과적인 제진 설계는 점성댐퍼, 이층 토글형태, 증폭비 2.0, 총 8개의 댐퍼를 설치하는 것으로 나타났다.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 1996.04a
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• pp.370-375
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• 1996

부분구조합성법의 하나인 구분모드합성법을 이용하여, 비선형 진동해석을 행하는 새로운 방법을 제안하였다. 제안하는 방법은 비선형 운동방정식에 섭동법을 이용하여 미소변동량에 관하여 정리한 각 차수의 운동방정식에 구분모드합성법을 적용하였다. 여기서 1차의 운동방정식의 외력항은 0차의 변위로 표현하는 것에 의해 각차의 운동방정식을 풀었다. 또한, 제안한 방법을 이용하여 문형구조모델의 비선형 강제진동 시각역응답을 구하고, 그 계산결과에 관해서 검토했다. 그 결과, 본 해석방법을 특히 감쇠가 없는 경우에 있어서 비선형이 실현되고 있는 것이 확인되었다.

• Computational Structural Engineering
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• v.8 no.3
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• pp.79-89
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• 1995

Two-element plate concept is incorporated into the buckling problem in order to simplify the nonlinear distribution of stress through the thickness of plate. Finite element formulations and programs based upon the Reissner functional and the modified Reissner functional using two-element plate concept are developed for buckling analysis of plates under axial compression. The two programs have been applied to obtain the linear elastic buckling behavior of axially compressed flat plates. Excellent agreement of linear elastic-solution results with exact or approximate solutions of other authors for the same boundary conditions proves the validity of the finite element method using two-element plate theory.