• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 1995.10a
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• pp.208-216
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• 1995

대형선박, 항공기, 초고층 건축물 등은 얇은 박판 형태의 보로 이상화하여 구조 및 진동해석을 수행할 수 있다. 이러한 형태로 이상화한 구조물은 비틀림 강도면에서 매우 취약함을 보이고, 굽힘-비틀림 진동은 단면형상에 따라 연성도가 심화된다. 상하 굽힘 진동은 탄성거동 영역에서 도심과 전단중심이 일치하는 대칭 진동(Symmetric vibration) 현상을 보인다. 그러나, 수평 굽힘 진동은 도심과 전단중심의 차이가 커질수록 즉, 연성도가 높아질수록 비틀림 진동과 복합되어 복잡한 비대칭 진동(Antisymmetric vibration) 현상을 나타낸다. 본 논문에서는 연성효과에 의한 수평 굽힘 진동과 비틀림 진동 현상에 대한 연구를 수행하였고, 진동계산을 위해서 전달행렬법(Transfer Matrix Method)을 사용하였다. 수치계산은 첫번째로, 도심과 전단중심의 차이가 매우 작아 연성도를 무시할 수 있을 정도의 구조물에 대해서 일반적인 수평 굽힘 진동 현상과 비틀림 진동 현상을 연구하였다. 두번째로, 연성도가 매우 심할 경우에 굽힘-비틀림 연성 진동 현상을 Timoshenko 보의 이론과 Vlasov 보의이로네 따라 각각 계산을 수행하였다. 마지막으로, 첫번째와 두번째 구조를 결합한 경우에 대해서 굽힘-비틀림 연성 진동 현상을 연구하였다. 이 경우에 두 구조물의 결합부에서 비틀림 강성과 Warping 강성의 심한 변화로 인한 불연속 경계면이 발생하게 되고 이때의 진동해석을 위해서 보 이론에 기초를 두고 상당히 높은 정확도를 제공하는 Haslum[2] 등과 Pedersen[3]이 제시한 이론을 이용하였다.

• Journal of the Korea Concrete Institute
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• v.14 no.6
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• pp.1010-1021
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• 2002

The current ACI design code does not take into account the contribution of concrete for the torsional moment of reinforced concrete(RC) beams subjected to pure torsion. This code is not capable of evaluating the inter-effects between concrete and torsional reinforcement on the torsional resistance of the RC beams. Some test results indicated that the current ACI code was not successful in predicting the observed torsional moment of the RC beams with reasonable accuracy. The research reported in this paper provides an evaluation equation to predict the torsional moment of the RC beams subjected to pure torsion. The proposed equation is derived from the equilibrium as well as compatibility equations of the truss model for the cracked RC beams. Comparisons between the observed and calculated torsional moments of the 66 tested beams, showed reasonable agreement.

• Composites Research
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• v.20 no.6
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• pp.15-20
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• 2007

In this work, the structural response of thin-walled, composite beams with built-in twist angles is analyzed using a mixed beam approach. The analytical model includes the effects of elastic couplings, shell wall thickness, and torsion warping. Reissner's semi-complimentary energy functional is used to describe the beam theory and also to deal with the mixed-nature in the beam kinematics. The bending and torsion related warpings introduced by the non-zero pretwist angles are derived in closed-form through the proposed beam formulation. The theory is validated with available literature and detailed finite element analysis results for rectangular solid section beams with elastic couplings. Very good correlation has been obtained for the cases considered.

• Journal of the Korea Concrete Institute
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• v.20 no.4
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• pp.503-511
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• 2008

This paper presents the results of an analytical and experimental study on the performance of reinforced concrete beams subjected to pure torsion. The main parameters of the experimental tests were amount of torsional reinforcement and the ratio of the transverse torsional reinforcement to the longitudinal torsional reinforcement. The test results indicated that the maximum amount of torsional reinforcement required in ACI 318-05 code underestimated almost twice as much as the observed maximum amount of torsional reinforcement. Comparisons between the tested and calculated torsional behaviors of the 102 beams showed that the torsional failure modes of ACI 318-05 code disagreed with the observed failure modes. In addition, the torsion provisions in ACI 318-05 code overestimate the torsional strength of the RC beams in which relatively large amount of torsional reinforcement were reinforced, while underestimate for the beams with small amount of torsional reinforcement. This discrepancy between the theoretical ultimate torsional strength as given by the ACI 318-05 code and the experimental one can be due to neglecting the tension stiffening effect and the contribution of the torsional strength by concrete.

• 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 the Korea Concrete Institute
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• v.14 no.1
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• pp.24-32
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• 2002

The modified compression field theory is already applied in shear problem at some code(AASHTO-1998) partly. Nominal shear strength of concrete beam is sum of the concrete shcar strength and the steel shear strength in the current design code. But Torsional moment strength of concrete is neglected in the calculation of the nominal torsional moment strength of concrete beam In the current revised code. Tensile stress of concrete strut between cracks is still in effect due to tension stiffening effect. But The tensile stresses of concrete after cracking are neglected in bending and torsion In design. The torsional behavior is similar to the shear behavior in mechanics. Therefore the torsional moment strength of concrete should be concluded in the nominal torsional moment strength of reinforced concrete beam. This paper shows that the torsional moment strength of concrete is caused by the average principal tensile stress of concrete. To verify the validity of the proposed model, the nominal torsional moment strengths according to two ACI codes (89, 99) and proposed model are compared to experimental torsional moment strengths of 55 test specimens found in literature. The nominal torsional moment strengths by the proposed model show the best results.

• Journal of the Korean Recycled Construction Resources Institute
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• v.7 no.2
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• pp.145-150
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• 2019

This paper proposes a model for the calculation of the ultimate torsional strength in normal-strength and high-strength concrete beams which include the concrete contribution strength and use a reasonable thickness of shear flow. The adequacy of the proposed model is evaluated by comparing the calculated torsional strength with the experimentally observed results from 104 test specimens reported in the literature. The results are also compared with the calculations of the KCI and the ACI building code equations, and those of other model which include the concrete contribution strength. The comparisons show that the ultimate torsional strengths calculated by the proposed equation and Rahal's equation are closer to the experimentally observed results than those calculated by the code equations.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
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• 2012.05b
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• pp.738-740
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• 2012

최근 변단면 거더의 경제성을 고려하여 장경간 거더 교량과 강골조 구조물에 변단면보의 사용이 증가하고 있으며, 고강도 강의 등장으로 인해 변단면보의 정확한 좌굴 강도의 평가가 매우 중요시 되고 있다. 본 논문에서는 기존에 연구된 탄성 횡-비틀림 좌굴 강도에 관한 연구를 바탕으로하여 별로 비탄성 구간에 비지지 길이가 존재하는 일축대칭 I형 변단면보의 횡-비틀림 좌굴 강도 해석을 실시하였다. 해석에는 유한요소해석프로그램인 ABAQUS(2007)가 사용되었으며, MINITAB(2006)을 이용하여 간편한 설계식을 제안하고 있다. 일단 계단식 단면을 가지는 보에 대하여 고려하였으며, 플랜지 길이 방향 비, 너비방향 비, 두께의 비로 계단식 I형 보를 나타내었다. 집중 하중을 적용시켰으며 비선형 해석을 위해 잔류응력 및 초기변형과 재료비선형을 고려하였다. 본 연구 결과에서 제안된 식은 향후 다양한 하중이 작용하는 비탄성 횡-비틀림 좌굴 강도에 대한 연구에 많은 도움이 될 것이다.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
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• 2011.05a
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• pp.464-467
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• 2011

본 논문에서는 기존에 수행된 비탄성 영역 내 비지지 길이가 존재하고 균일단면을 가지는 I형 보의 좌굴 강도에 대한 해석적 이론적 연구를 토대로 변단면 I형보의 하중고 효과를 고려한 비탄성 횡-비틀림 좌굴강도에 대한 연구를 수행하였다. 유한요소해석에는 4절점 쉘요소인 S4R요소가 사용되었고, 플랜지 길이방향 비, 너비방향 비, 두께의 비로 스텝보를 나타내었으며, 집중하중을 작용시켰다. 개발된 좌굴강도 제안식은(오정재 등, 2011)과 해석결과를 하중고 효과 평가 시 큰 단면변화를 보이는 경우를 제외하고는 ${\pm}10%$의 오차범위를 나타내었다. 본 연구 결과는 다양한 형식의 I형보가 사용되는 빌딩 및 교량의 경제적이고 합리적인 설계의 근간을 제공해 줄 것이며, 향후 비탄성 횡-비틀림 좌굴강도에 대한 연구에도 많은 도움이 될 것이다.

• Journal of the Korea Concrete Institute
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• v.16 no.6 s.84
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• pp.733-740
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• 2004

This study presents the behaviors of the typical architectural precast prestressed concrete beams, inverted tee and rectangular beams, subjected to combined flexural and torsional loads. For this purpose, two inverted-tee beams were designed with a parking live load, $5 kN/m^2$, and a market load $12 kN/m^2$ according to the currently used typical shape in the domestic building site. Also, two rectangular beams were also designed as the same bottom dimension and area, and reinforced for similar strength as in the cases of inverted tee beams. Total of four beams were tested, under combined bending and torsion, analysed and compared. Test results showed that the cracking and ultimate flexural strength of the beams decreased under torsional loading. However, two different shaped-beams had roughly the same load resisting capacity in service and ultimate states.