• Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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• v.15 no.3
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• pp.11-26
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• 2011

The inelastic displacement ratio is defined as the ratio of the peak inelastic displacement to the peak linear elastic displacement. The inelastic displacement ratio allows simple evaluation of the peak inelastic displacement directly from the peak elastic displacement without computation of the inelastic response. Existing research of the inelastic displacement ratio is limited to piece-wise linear systems such as bilinear or stiffness degrading systems. In this paper, the inelastic displacement ratio is investigated for smooth hysteretic behavior systems subjected to near- and far-fault earthquakes. A simple formula of the inelastic displacement ratio is proposed by using a two step procedure of regression analysis.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2011.04a
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• pp.253-256
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• 2011

본 논문에서는 표면효과와 비선형 탄성효과를 고려한 FCC 나노박막의 순차적 멀티스케일 해석 모델을 제시한다. 표면에서의 구성방정식은 표면응력과 표면탄성계수를 이용하여 선형으로 표시되며, 표면효과를 나타내기 위한 표면물성들은 EAM 포텐셜을 이용한 원자적 계산 방법으로 계산된다. 두께가 얇은 나노박막은 표면응력으로 인하여 면내 방향으로 수축 또는 인장의 변형이 발생하게 된다. 나노박막의 평형상태에서의 변형율은 두께가 얇은 박막의 경우 재료가 선형 탄성 영역을 벗어나는 값을 가지는 경우가 많으므로 나노박막의 해석시 벌크 영역의 비선형 탄성 효과를 고려해야 한다. 이러한 비선형 탄성 효과를 고려하기 위해 본 연구에서는 FCC 구조를 가지는 금속의 비선형 탄성 모델을 제시하고, EAM 포텐셜로 계산된 응력과 탄성 계수를 이용하여 매칭 기법을 통하여 비선형 탄성 모델의 계수들을 결정한다. 또한 Cauchy-Born Rule 모델과 분자동역학 전산모사를 통하여 본 연구에서 제안된 비선형 탄성 모델에 대한 검증을 수행한다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 2011.02a
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• pp.155-155
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• 2011

일반적으로 I형 보에 횡하중이 작용하는 경우, 횡 변위와 함께 회전을 동반하는 횡-비틀림 좌굴(Lateral-Torsional Buckling)이 발생하게 된다. 이러한 I형 보의 탄성 및 비탄성 횡-비틀림 좌굴에 대한 해석적 이론적 연구는 이미 많은 연구자들에 의해 수행되었다(Timoshenko 등, 1961; Galambos, 1963; Lindner, 1974; Trahair, 1993). I형 보의 비지지 길이 내 하중이 작용할 때 모멘트 구배계수(Cb)는 하중이 부재 단면에 작용하는 위치에 따라 달라지게 되는데 이를 하중고 효과(Load Height Effects)라고 한다. 탄성 영역 내 비지지길이가 존재하는 I형 보의 하중고 효과를 고려한 모멘트 구배계수 제안식은 Nethercot & Rockey(1971)에 의해 연구된 바 있다. 또한 Helwig 등(1997)은 Nethercot & Rockey(1971)의 제안식을 간략화 하여 탄성 영역 내 비지지길이가 존재하는 I형 보의 하중고 효과를 고려한 모멘트 구배계수식을 제안하였다. 그러나 현재까지 진행 된 하중고 효과에 대한 연구는 탄성 영역 내 비지지 길이가 존재하는 I형 보에 대한 제안식이며 현재까지 비탄성 영역 내 비지지 길이를 갖는 I형 보의 하중고 효과에 대한 연구는 진행된 바 없다. 본 연구는 비탄성 영역 내 비지지 길이가 존재하는 I형 보의 하중고 효과를 고려한 비탄성 횡-비틀림 좌굴강도에 대한 연구를 수행하였다. 하중조건으로는 집중하중 과 등분포 하중을 적용시켰으며, 비선형 횡-비틀림 좌굴 해석을 위해 잔류응력 및 초기변형을 고려하였다. Pi와 Trahair(1995)이 고려한 단순직선분포를 잔류응력으로 가정하였으며, 국내 I형강 표준 치수 허용치(현대제철, 2006)에 근거하여 부재 길이의 0.1%를 초기 최대 횡 변위로 적용하여 초기제작오차로 고려하였다. 유한요소해석결과를 바탕으로 Nethercot & Rockey(1971)와 Helwig 등(1997)의 연구내용을 바탕으로 범용구조해석 프로그램(ABAQUS, 2007)을 이용하여 비탄성 영역 내 존재하는 I형보의 횡-비틀림 좌굴강도를 산정하였다. 유한요소해석결과를 바탕으로 Nethercot & Rockey(1971)및 Helwig 등(1997)의 모멘트구배계수 제안식과 비교 분석 하였고 회기분석프로그램 MINITAB(2006)을 이용하여 비탄성 영역 내 비지지길이가 존재하는 I형보의 하중고 효과를 고려한 모멘트구배계수식을 개발 제안하였다. 본 연구에서 개발된 제안식은 경제적이고 합리적인 휨부재 강도평가에 적극 활용될 수 있으며, 비탄성 영역내 I형보의 횡-비틀림 좌굴강도 및 휨강도 연구에 널리 활용될 것이다.

• Journal of Korean Society of Steel Construction
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• v.12 no.1 s.44
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• pp.29-43
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• 2000

In this study, the computationally efficient inelastic buckling analysis program is developed to be used as the research tool in finding buckling strength of inelastic members. The program can determine buckling loads and buckled shapes of elastic and inelastic members which failed by flexural, lateral-torsional and/or local buckling. It can analyze singly and doubly symmetric I-shape members. In the program, the web of the member is modeled using the plate element and the flanges are modeled by beam elements. Multilinear isotropic hardening rule and the incremental theory of plasticity are used to simulate the inelastic stress-strain relationship from material tests. The program is verified using theoretical solutions and experimental results. The results from the program show good agreement with those from experiments and theory.

• Journal of the Korea Concrete Institute
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• v.20 no.3
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• pp.345-356
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• 2008

In the previous study, direct inelastic strut-and-tie model (DISTM) was developed to perform inelastic design of reinforced concrete members by using linear analysis for their secant stiffness. In the present study, for convenience in design practice, the DISTM was further simplified so that inelastic design of reinforced concrete members can be performed by a run of linear analysis, without using iterative calculations. In the simplified direct inelastic strut-and-tie model (S-DISTM), a reinforced concrete member is idealized with compression strut of concrete and tension tie of reinforcing bars. For the strut and tie elements, elastic stiffness or secant stiffness is used according to the design strategy intended by engineer. To define the failure criteria of the strut and tie elements, concrete crushing and reinforcing bar fracture were considered. The proposed method was applied to inelastic design of various reinforced concrete members including deep beam, coupling beam, and shear wall. The design results were compared with the properties and the deformation capacities of the test specimens.

• Computational Structural Engineering
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• v.10 no.2
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• pp.5-12
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• 1997

최근 지진에서 발생한 건물의 손상을 살펴보면, 지진하중을 받는 건물의 3차원 거동에 의해서만 설명할 수 있는 경우가 많이 있다. 특히, 비대칭의 평면을 가지는 건물에서 발생하는 비틀림 거동은 2차원 모델로는 파악하기가 어렵기 때문에 구조물과 개별 부재의 3차원 거동을 보다 정확히 이해함으로써 구조물의 내진능력을 더 정확히 평가할 수 있다. 이를 위해서는 3차원 모델에 의한 비탄성 동적해석이 필요하게 된다. 현재, 전산기의 발달과 더불어 많은 자유도를 요구하는 3차원 구조물의 비탄성해석이 가능해지고, 구조부재의 비탄성거동에 관한 많은 실험으로 다양한 구조부재의 모델이 개발되어 지진에 대한 건물의 설계시 개인용 컴퓨터를 사용하여 이러한 3차원 비탄성 동적해석의 반영이 가능하게 되었다. 실제로 지진이 많이 발생하는 국가에서는 비탄성해석에 대해 많은 연구들이 진행되고 있으며, 일부 국가에서는 건물의 내진설계시 강진에 대한 비탄성해석을 요구하고 있다. 이 글에서는 삼성건설 기술연구소에서 도곡동 102고층 건물의 해석에 사용하였던 3차원 비탄성 동적해석 프로그램인 CANNY-E에 대하여 그 구성과 특징을 소개하고자 한다.

• Journal of Korean Society of Steel Construction
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• v.26 no.3
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• pp.143-154
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• 2014

An improved method for evaluating effective buckling length of semi-rigid frame with inelastic behavior is newly proposed. Also, generalized exact tangential stiffness matrix with rotationally semi-rigid connections is adopted in previous studies. Therefore, the system buckling load of structure with inelastic behaviors can be exactly obtained by only one element per one straight member for inelastic problems. And the linearized elastic stiffness matrix and the geometric stiffness matrix of semi-rigid frame are utilized by taking into account 4th terms of taylor series from the exact tangent stiffness matrix. On the other hands, two inelastic analysis programs(M1, M2) are newly formulated. Where, M1 based on exact tangent stiffness matrix is programmed by iterative determinant search method and M2 is using linear algorithm with elastic and geometric matrices. Finally, in order to verify this present theory, various numerical examples are introduced and the effective buckling length of semi-rigid frames with inelastic materials are investigated.

• Journal of Korean Society of Steel Construction
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• v.10 no.1 s.34
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• pp.115-123
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• 1998

In design of tall buildings, the flows of stress and ultimate strength of structures cannot be obtained by the elastic analysis alone. The current inelastic analysis are very impractical for practical engineer due to the amount of work involved in engineering calculation. In this paper the PC-based inelastic analysis by the residual strength ratio concepts is introduced. The efficiency of inelastic analysis is evaluated by comparing the results of inelastic analysis with those of elastic analysis for the existing tall buidling located in Seoul. Some modification in terms of lateral resisting structural system is proposed to improve the system ductility.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.30 no.2C
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• pp.85-93
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• 2010

The shear stiffness has become an important design parameter to understand the soil behavior. In particular, the elastic moduli and void ratio has been considered as important parameters for the design of the geotechnical structures. The objective of this paper is the development of the penetration type Field Velocity and Resistivity Probe (FVRP) which is able to assess the elastic moduli and void ratio based on the elastic wave velocities and electrical resistivity. The elastic waves including the compressional and shear wave are measured by piezo disk elements and bender elements. And the electrical resistivity is measured by the resistivity probe, which is manufactured and installed at the tip of the FVRP. The penetration tests are carried out in calibration chamber and field. In the laboratory calibration chamber test, after the sand-clay slurry mixtures are prepared and consolidated. The FVRP is progressively penetrated and the data are measured at each 1 cm. The field experiment is also carried out in the southern part of Korea Peninsular. Data gathering is performed in the depth of 6~20 m at each 10 cm. The elastic moduli and void ratio are estimated based on the analytical and empirical solutions by using the elastic wave velocities and electrical resistivity measured in the chamber and field. The void ratios based on the elastic wave velocities and the electrical resistivity are similar to the volume based void ratio. This study suggests that the FVRP, which evaluates the elastic wave velocities and the electrical resistivity, may be a useful instrument for assessing the elastic moduli and void ratio in soft soils.

• Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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• v.8 no.1
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• pp.39-58
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• 2004

It is very important that predict the inelastic seismic behavior exactly for seismic performance evaluation of a building in the performance based seismic design. Evaluation method of seismic performance based on the pushover analysis reflected in PBSE was developed by some researchers. For the evaluation of inelastic global and local seismic responses by pushover analysis exactly. lateral load distribution should be adjusted and reflected the dynamic characteristics of structural system and various seismic ground motions. And performance point should be determined based on the evaluation of reasonable deformation capacity of a building more exactly. An effective method based on the improved the adaptive lateral load distribution and the equivalent responses of a multistory building is proposed in this study to efficiently estimate the accurate inelastic seismic responses. The proposed method can be used to evaluate the seismic performance for the global inelastic behavior of a building and to accurately estimate its local inelastic seismic responses. In order to demonstrate the accuracy and validity of this method, inelastic seismic responses estimated by the proposed method are compared with those obtained from other analytical methods.