• Title/Summary/Keyword: 비정형구조

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A Comparison of Seismic Capacity for The Frames with Vertical Irregularities (수직 비정형 골조의 내진성능 비교)

  • Kwag, Jin-I;Cho, So-Hoon;Kang, Dae-Eon;Kim, Jong-Ho
    • Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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    • 2010.04a
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    • pp.259-262
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    • 2010
  • 최근 건물형상의 다양화로 인하여 수직부재의 불규칙성이 빈번하게 발생하면서 전통적인 보-기둥 형식의 골조에서 변형된 보와 기둥의 특징을 공유하고 있는 경사기둥의 사용빈도가 높아지고 있다. 현재 국내에서 사용하고 있는 내진설계방법은 강도에 근거를 둔 설계법으로서 구조물이 탄성상태에서 저항해야 하는 부재력에 근거하고 있다. 그러나 기준에서 규정하고 있는 또는 그 이상의 지진하중이 구조물에 가해지는 경우에 구조물은 비선형 거동을 하게 되는데 구조물이 비선형 거동을 할 때에는 탄성상태와는 다른 힘의 흐름을 나타내게 된다. 본 논문에서는 12층 철골 모멘트 골조 구조물에 대하여 횡력에 저항하는 정형화된 골조와 경사기둥을 이용한 골조의 내진성능 및 비선형 거동을 조사하였다. 그 결과 강기둥-약보로 설계된 정형화된 구조물에서는 보의 소성힌지가 계속적으로 발달하면서 구조물이 저항하는데 반하여 경사기둥을 가진 구조물은 비탄성 상태에서 경사기둥에 인접한 기둥부재로 하중이 집중되면서 정형골조에 비하여 붕괴 메카니즘이 훨씬 작은 변위에서 발생하는 것을 볼 수 있었다.

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Structural Performance Evaluation of Connection with Inclined Column for Steel Structure Subjected to Vertical Loads (수직하중에 따른 강구조물 경사기둥 접합부의 구조성능평가)

  • Kim, Eun-Suk;Cho, Jeong-Hyeok;Kim, Tae-Jin;Kim, Jong-Ho
    • Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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    • 2010.04a
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    • pp.255-258
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    • 2010
  • 최근 초고층 구조물은 다양한 형태에 따른 건축 계획 및 설계에 대한 요구되어지며 이를 충족시키기 위해 다양한 구조시스템이 개발되어지고 있다. 특히 경사기둥은 구조물의 높이가 증가할수록 구조물의 면적이 점차적으로 감소하는 Tapered 형태의 비정형 초고층 구조물의 중요한 설계 및 구조요소이다. 본 논문에서는 경사기둥의 축하중에 의해 발생하는 수평력으로 인한 접합부의 영향 및 보 플랜지의 취성파괴에 대한 저항성능을 평가하기 위하여 강구조물 경사기둥 접합부에 대한 유한요소해석을 수행하였다.

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Analysis Method of Module Type Crash Cushion (모듈형태의 충격흡수장치 해석방법)

  • Ko, Man-Gi;Kim, Kee-Dong;Sung, Jung-Gon;Yun, Duk-Geun
    • International Journal of Highway Engineering
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    • v.10 no.1
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    • pp.97-104
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    • 2008
  • Many atypical structures on the roadside are exposed to traffics unshielded posing great danger. One way to shield an atypical structure to secure the occupant safety is to stack energy absorbing material modules in front of the structure. This paper presents the analysis method of module type crash cushion made of EPS blocks using simple energy balance of the car and crash cushion and numerical examples for 0.9ton-500km/h, 0.9ton-60km/h and 0.9ton-70km/h impact are presented. This method gives simple estimation of maximum acceleration, time of crash, whether or not the vehicle stops completely before whole cushion is being crushed. However, since the acceleration and velocity data from the analysis is so crudely spaced that calculation of safety indices such is RA and OIV is not possible. Problem is overcome by using data interpolation. The spline and linear interpolation is introduce and safety analysis is made and the results are compared.

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Generalization of an Evaluation Formula for Bearing Pressures on the Rubble Mound of Gravity-Based Harbor Structures (중력식 항만구조물의 사석마운드 지반반력 평가식의 일반화)

  • Woo-Sun Park
    • Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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    • v.35 no.6
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    • pp.128-137
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    • 2023
  • In this study, the bearing pressure on the rubble mound of a gravity-based harbor structure with an arbitrarily shaped bottom was targeted. Assuming that the bottom of the structure is a rigid body, the rubble mound was modeled as a linear spring uniformly distributed on the bottom that resists compression only, and the bearing pressure evaluation formula was derived. It was confirmed that there were no errors in the derivation process by showing that when the bottom was square, the derived equation was converted to the equation used in the design. In addition, the validity of the derived equation was proven by examining the behavior and convergence value of the bearing pressure when an arbitrarily shaped bottom converges into a square one. In order to examine the adequacy of the method used in the current design, the end bearing pressure for the pre-designed breakwater cross-section was calculated and compared with the values in the design document. As a result, it was shown that the method used for design was not appropriate as it gave unsafe results. In particular, the difference was larger when the eccentricity of the vertical load was large, such as in the case of extreme design conditions.

Improved Distribution of Seismic Forces for Evaluation of Nonlinear Seismic Response of Building Structures (건축구조물의 비선형 지진응답 평가를 위한 개선된 지진하중 분배방법)

  • 이동근;최원호;안지희
    • Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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    • v.5 no.2
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    • pp.33-47
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    • 2001
  • 성능에 기초한 내진설계에서는 구조물이 보유하고 있는 능력을 효과적으로 파악하기 위해서 비선형 정적 해석이 적용되고 있다. 그러나 비선형 정적해석은 고차모드에 대한 효과를 고려하지 못함으로써 고층구조물이나 비정형 구조물과 같은 경우에는 정확한 비선형 지진응답의 산정과 내진성능을 평가하는데 문제점을 가지고 있다. 본 연구에서는 건축구조물의 선형 및 비선형 지진응답 평가를 위하여 응답 스펙트럼해석을 통하여 얻어지는 층전단력으로부터 층하중을 산정하는 유사동적해석법이 적용되었다. 제안된 방법을 비선형 정적 해석에 적용하여 구조물의 비선형 자동응답을 비선형 시간이력해석의 결과와 비교하였다. 기존의 층분포하중에 의한 비선형 지진응답과 비교하였으며, 제안된 방법에 의한 지진 응답이 구조물의 비선형 거동특성을 가장 정확하게 표현하였다. 그러므로 본 연구에서 제안된 방법을 사용하여 비선형 정적 해석을 수행한다면 비교적 명확한 건축물의 비선형 거동특성과 내진성능을 평가할 수 있을 것으로 판단된다.

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State-of-the-art Node of Freeform Structure (프리폼 구조의 노드 기술 현황 분석)

  • Lee, Kyoung Ju;Oh, Jin Tak;Kim, Sang Dae;Ju, Young Kyu
    • 한국방재학회:학술대회논문집
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    • 2011.02a
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    • pp.153-153
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    • 2011
  • 현대 건축은 기능적이고 합리적이었지만 획일적이었던 박스형 건축에서 탈피해 형태와 공간에 있어서 다양한 변화를 시도하고 있다. 특별한 건축물의 실현을 위해 각 나라의 기술력은 급속한 발전을 이루었고, 보다 더 독특한 건축물에 대한 관심은 비정형 건축물에 대한 관심의 증대로 이어지고 있다. 이러한 비정형 건축물에 적합한 구조로써 프리폼(Free-Form) 구조가 있다. 프리폼 구조로 입체골조(Double Layered Structure)를 많이 사용하였으나, 최근 유리로 되어 투명하고 기하학적 모양의 건축물을 추구함에 따라 평면골조(Single Layered Structure)가 증가하고 있는 추세이다. 평면골조는 축력 지배형과 모멘트 지배형으로 분류할 수 있고 프리폼 구조의 구성 요소 중 가장 취약하고 중요한 부분은 노드이다. 본 연구에서는 프리폼 구조 중 가장 큰 관심이 고조되고 있는 평면골조 모멘트 지배형의 노드에 대한 국내외 기술 분석을 통해 향후 연구 방향성을 제시하고자 한다. 입체골조는 하나의 노드에 여러개의 부재가 3차원으로 결합되어야 하기 때문에 다른 골조 시스템에 비해 노드부가 복잡하지만, 건축물의 외관을 유리로 하여 투명하게 하고 비틀리고 구부러진 구조물에 대한 건축적 요구가 많아짐에 따라 평면골조의 인기가 높아지고 있다. 이러한 시대의 흐름에 발맞추어 건물의 구조적, 기하학적 요구를 충족시키기 위해 다양한 노드 시스템이 개발 중이며, 가해지는 하중의 특성에 따라 축력 지배형과 모멘트 지배형으로 구분하여 노드의 양상을 분류할 수 있다. 축력 지배형의 대표적인 시스템은 다이아그리드(Diagrid)이다. 축력 지배형 프리폼 구조의 노드는 전체 구조물의 하중을 축력으로 받아 모두 전달해야 하기 때문에 크기가 크고 가새가 2~4개층에 걸쳐서 설치되기 때문에 중량이다. 모멘트 지배형 노드를 갖는 프리폼 구조의 형태는 대부분 지붕 구조로써 지붕 자체의 하중만을 견디도록 설계된다. 따라서 노드부와 노드에 붙는 부재들이 가볍기 때문에 사람이 들 수 있고 노드의 크기가 작아 시공성이 좋으며 대량 생산이 가능하다는 장점이 있다. 노드의 형태는 힘의 흐름과 쓰임에 따라 다양하다. 평면골조 모멘트 지배형의 노드는 접합방식에 따라 Splice node connection과 End-Face node connection 두 가지로 분류할 수 있다. Splice node connection은 각 부재의 종축으로 노드와 구조부재 사이에 이음재를 두어 연결하고, 연결 형태에 따라 전단력을 전달할 수 있는 1~2개의 접촉면이 생긴다. 전단응력을 받는 볼트로 이음재를 이어 조립하거나 용접으로 접합할 수 있다. 대표 노드로, SBP-1, SBP-2와 POLO-1 등이 있다. End-Face node connection은 각 연결된 부재의 단부와 노드 사이의 연결면은 종축방향의 수직이고, 인장응력을 받는 볼트를 사용하거나 용접에 의해 접합할 수 있다. 대표 노드로 SBP-4, WABI-1, MERO-1(Cylinder), MERO-2(Block), MERO-4(Double Dish) 등이 있다. 본 기술 현황 분석을 통해 현재 개발된 노드를 분류하고 가장 관심이 높은 Single Layer 모멘트 지배형 노드를 비교, 분석하였다. 최근 건물의 경향을 반영한 프리폼 구조를 실현하기 위해서 필수적인 노드의 개발은 국외에서 활발히 연구되고 있지만 그 기술이 개방되어 있지 않다. 국내에서는 동대문 디자인 플라자에 새로운 노드를 적용하고 고려대학교에서 모멘트 지배형 노드를 개발하는 등 발전 가능성을 보이고 있지만 국외 사례들에 비하면 아직 초기 단계라 할 수 있다. 따라서 현장 용접을 지양하고 공장 제작하여 현장에서 조립하며, 프로젝트 별로 상이한 노드를 사용하는 것이 아닌 다양한 요구를 효과적으로 수용하는 구조 효율성을 향상시킨 노드 상세의 개발이 이루어져야 할 것이다.

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The Nonlinear Behavior Characteristics of the 3D Mixed Building Structures with Variations in the Lower Stories (입체 복합구조물의 하부골조 층수 변화에 따른 비선형 거동특성)

  • 강병두;전대한;김재웅
    • Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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    • v.6 no.1
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    • pp.55-62
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    • 2002
  • The upper wall-lower frame structures(mixed building structures) are usually composed of shear wall structure in the upper part of structure which is used as residential space and frame structure in the lower part of structure which is used as commercial space centering around the transfer system in the lower part of structure. These structures are characteristics of stiffness irregularity, mass irregularity, and vertical geometric irregularity. The purpose of this study is to investigate the nonlinear response characteristics and the seismic capacity of mixed building structures when the number of stories in the lower frame is varied. The conclusions of this study are following. 1) As the result of push-over analysis of structure such as roof drift(i.e. roof displacement/structural height) and base shear coefficient, when the stories of lower frame system are increased, base shear coefficient is decreased, but roof drift is increased. 2) According to an increase in stories of the lower fame, story drift and ductility ratio of upper wall system are decreased and behavior of upper wall system is closed to elastic. 3) When the stories of lower frame system are increased, the excessive story drift is concentrated on the lower frame system.

Design and Implementation of Parametric Modeler for Retractable Roof Three-Dimensional Truss (개폐식 지붕 입체트러스를 위한 파라메트릭 모델러의 설계와 구현)

  • Jeong, Jin-Young;Joung, Bo-Ra;Kim, Chee-Kyeong;Lee, Si Eun;Kim, Si-Uk
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.31 no.1
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    • pp.1-8
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    • 2018
  • The purpose of this study is to implement modeling by applying the parametric technique to the atypical trusses of rigid retractable large space structures. The retractable large space structure requires a lot of time and skill in modeling nonlinear shapes or generating, interpreting, and reviewing many models by alternative. To solve these problems, we introduce firstly parametric modeling tool, secondly, we analyze the connection of atypical three-dimensional trusses of a rigid retractable large-space structure, and finally model it as parametric components of the developed trusses. Therefore, it is a future study to make effective modeling of the openable roof by developing the components that can realize the modeling of the truss classified by the opening and closing method, respectively.

A Development of NURBS-Based Pre and Post Processor for Structural Analysis of Free-Shaped Beam (자유형상 보요소 해석을 위한 NURBS기반의 전·후처리 모듈 개발)

  • Jung, Sung-Jin;Park, Se-Hee
    • Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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    • v.16 no.10
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    • pp.6673-6678
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    • 2015
  • Recently, the free form buildings are constructed frequently. Exterior and interior components of these buildings have the free cross-section and a curved shape. So, There are many usages of classical finite element having tapered section and free-style shape. Some general commercial applications like ETABS, SAP2000, MIDAS are usually used for the safety evaluation of the free form structures. However, there are some limits in the accuracy of structural analysis and the length of analysis time because a very complicated finite element mesh have to be used. Therefore, In this study, a pre and post program module was developed to take advantage of general 3-D curved beam element which has a free-style curved shape and mathematical backgrounds. Pre-post processing module has been developed in this study was developed to control the curvature of the curved members by the NURBS control points. As a result, fast geometric modeling than was possible commercial applications. In addition, realistic depiction of the shape and behavior patterns were possible because of the free-form building allows visual check of the free form.

A study on unstructured text mining algorithm through R programming based on data dictionary (Data Dictionary 기반의 R Programming을 통한 비정형 Text Mining Algorithm 연구)

  • Lee, Jong Hwa;Lee, Hyun-Kyu
    • Journal of Korea Society of Industrial Information Systems
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    • v.20 no.2
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    • pp.113-124
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    • 2015
  • Unlike structured data which are gathered and saved in a predefined structure, unstructured text data which are mostly written in natural language have larger applications recently due to the emergence of web 2.0. Text mining is one of the most important big data analysis techniques that extracts meaningful information in the text because it has not only increased in the amount of text data but also human being's emotion is expressed directly. In this study, we used R program, an open source software for statistical analysis, and studied algorithm implementation to conduct analyses (such as Frequency Analysis, Cluster Analysis, Word Cloud, Social Network Analysis). Especially, to focus on our research scope, we used keyword extract method based on a Data Dictionary. By applying in real cases, we could find that R is very useful as a statistical analysis software working on variety of OS and with other languages interface.