• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
• /
• 한국소음진동공학회 2007년도 춘계학술대회논문집
• /
• pp.1181-1184
• /
• 2007

이 논문에서는 단부가 힌지와 회전스프링으로 지지된 원호 아치의 면내 자유진동에 대한 지배 미분방정식을 수치해석하여 대상 구조에 대한 최저차 4개의 고유진동수 및 진동형을 산출하였다. 축변형, 회전관성 및 전단변형 효과를 고려한 지배방정식을 채택하였으며, 해석결과로서 아치 중심각, 세장비 및 단부의 회전스프링상수 변화에 따른 고유진동수 및 진동형의 변화를 고찰하였다.

• 한국소음진동공학회논문집
• /
• 제20권2호
• /
• pp.144-152
• /
• 2010

This paper deals with free vibrations of the tapered circular arches with constant volume, whose cross sectional shape is the solid regular polygon. Volumes of the objective arches are always held constant regardless shape functions of the cross-sectional depth. The shape functions are chosen as the linear, parabolic and sinusoidal ones. Ordinary differential equations governing free vibrations of such arches are derived and solved numerically for determining the natural frequencies. In the numerical examples, hinged-hinged, hinged-clamped and clamped-clamped end constraints are considered. As the numerical results, the relationships between non-dimensional frequency parameters and various arch parameters such as rise ratio, section ratio, side number, volume ratio and taper type are reported in tables and figures.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제34권4호
• /
• pp.1043-1052
• /
• 2014

이 연구는 마제형 원호 아치의 면내 저유진동에 관한 연구이다. 마제형 아치의 면내 자유진동을 지배하는 연립 상미분방정식을 곡률중심 및 접선 방향의 변위에 대하여 유도하였다. 특히 지배미분방정식은 반원보다 큰 중심각을 갖는 마제형 아치에 적용하기 위하여 각좌표보다는 곡선거리 좌표에 관한 미분방정식으로 유도하였다. 미분방정식을 수치해석하여 고유진동수와 진동형을 산출하였다. 변수연구를 통하여 회전관성, 세장비, 곡선길이비가 무차원 고유진동수에 미치는 영향을 분석하였다.

• 전산구조공학
• /
• 제7권1호
• /
• pp.69-81
• /
• 1994

본 논문은 형상의 비선형성을 고려한 큰 동하중을 받는 낮은 원호아치의 동적해석에 관한 연구이다. 따라서 낮은 원호아치를 대상으로 동적 비선형 해석을 수행하고 임계좌굴하중을 구할 수 있는 컴퓨터 프로그램을 개발하는데 주안점을 둔다. 형상의 비선형성은 Lagrangian 운동좌표를 고려하여 해석하였으며 비선형 동적 운동방정식을 풀기 위하여 유한요소법을 사용하였다. 개발된 프로그램을 사용하여 만재 방사형 등분포하중을 받는 원호아치를 해석하고, 그 결과를 다른 연구결과와 비교하여 검증하였다. 또한 여러가지의 형상의 아치에 대한 좌굴 해석을 실시하여 임계좌굴하중을 구하였으며 기존의 연구와 비교하여 정확성을 확인하였다. 모형해석을 통해서 큰 동하중을 받는 원호아치는 기하학적 비선형 거동을 고려하여 해석되어야 하며 아치가 낮아질수록 좌굴발생 가능성이 높아짐을 알 수 있다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제10권2호
• /
• pp.39-48
• /
• 1990

큰 동하중을 받는 낮은 아치는 큰 변형이 발생하므로 선형해석으로는 실제적으로 정확한 해석이 어렵다. 따라서 본 연구에서는 낮은 원호아치의 동적 비선형 해석방법을 제시하였으며, 제시된 방법을 토대로 낮은 아치의 동적 비선형 해석을 수행하고 임계좌굴하중을 구할 수 있는 프로그램을 개발 하였다. 형상의 비선형성은 Lagrangian 운동좌표를 고려하여 해석하였으며 동적운동방정식을 풀기 위하여 유한요소법을 사용하였다. 이때 동적운동방정식의 시간적분으로 Newmark 해법을 채택하였다. 프로그램은 만재 방사형등분포하중을 받는 낮은 원호아치를 해석하여 그 결과치를 다른 연구결과와 비교하여 검증하였다. 모형해석을 통해서는 큰동하중을 받는 원호아치는 기하학적 비선형 거동을 고려하여 해석되어야 하며, 아치가 낮아질수록 좌굴발생가능성이 높아짐을 알았다. 또한 여러가지 형상의 아치에 대한 좌굴 해석을 실시하여 임계좌굴하중을 구하였으며 기왕의 연구와 비교하여 정확성을 확인하였다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제12권2호
• /
• pp.43-54
• /
• 1992

낮은 아치는 동하중 재하시 재료는 탄성범위 내에 있더라도 큰 변형이 발생할 수 있으며, 좌굴 가능성이 높기 때문에 선형해석으로는 정확한 거동을 구명하기 어렵다. 본 연구에서는 이에 따라 낮은 아치의 동적 비선형 해석방법 및 좌굴판단기준을 제시하였으며, 제시된 방법을 토대로 낮은 아치의 동적 비선형 해석을 수행하고 임계좌굴하중을 구하였다. 형상의 비선형성은 Lagrangian 운동좌표를 고려하여 해석하였으며 동적운동방정식을 풀기 위하여 유한요소법을 사용하였다. 이 때, 동적 운동방정식의 시간적분으로 Newmark 해법을 채택하였다. 프로그램은 만재 방사형 등분포하중을 받는 낮은 원호 아치를 해석하여 그 결과치를 다른 연구결과와 비교하여 검증하였다. 모형해석을 통해서는 큰 동하중을 받는 원호 아치는 기하학적 비선형 거동을 고려하여 해석되어야 하며, 아치가 낮아질수록 좌굴발생 가능성이 높아짐을 알았다. 여러가지 형상의 아치에 대한 좌굴해석을 실시하여 임계 좌굴하중을 구하였으며 기존의 연구와 비교하여 정확성을 확인하였다. 원호 아치의 거동을 본 연구에서 사용한 무차원 매개변수를 이용하여 해석한 결과로 부터, 동일한 형상매개변수를 가진 아치들은 실제하중을 하중매개변수로 환산하여 같은 하중매개변수를 재하했을 때 시간매개변수에 따라 처짐비를 기준으로 같은 거동을 함을 알았으며, 좌굴현상도 같은 하중매개변수에서 나타남을 확인하였다. 또한, 포물선형상의 아치와 연직하중이나 집중하중이 재하된 경우의 해석에도 개발된 프로그램이 유용하게 사용될 수 있음을 해석예를 통하여 밝혔다.

• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제21권4호
• /
• pp.357-364
• /
• 2008

본 논문은 단면적이 일정한 직사각형 중공단면을 갖는 아치의 자유진동에 관한 연구이다. 아치의 자유진동을 지배하는 미분방정식을 극좌표계에서 유도하였으며, 이 미분방정식에는 회전관성효과를 고려하였다. 본 연구에서는 원호아치에 비해 구조적 안정성이 우수한 포물선형 아치를 대상아치의 선형으로 결정하였으며, 고정-고정, 고정-회전, 회전-회전의 단부조건을 고려하였다. 미분방정식을 효율적으로 해석하여 정확한 고유진동수를 산정할 수 있는 수치해석 알고리즘을 개발하고, 문헌과 본 연구의 결과를 비교하여 본 연구에서 유도된 이론식 및 수치해석 과정의 타당성을 검증하였으며, 단면폭비, 두께비 및 형상비 등과 같은 제 변수 변화에 따른 무차원 고유진동수의 변화를 고찰하였다.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제9권4호통권33호
• /
• pp.673-682
• /
• 1997

이 논문에서는 회전관성과 전단변형이 변화곡률 아치의 고유진동수에 미치는 영향을 분석하였다. 임의의 변화곡률을 갖는 등단면 아치의 자유진동을 지배하는 미분방정식을 유도하였으며, 유도된 미분방정식에 회전-회전, 회전-고정 및 고정-고정의 단부조건을 갖는 포물선, 원호 및 타원 아치를 적용하여 수치해석하였다. 해석결과로서 무차원 변수인 아치높이 지간길이비 및 세장비 변화에 따론 최저차 4개의 무차원 고유진동수를 산출하였다.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제16권1호통권68호
• /
• pp.81-89
• /
• 2004

구조물과 같은 아치의 진동해석은 많은 산업분야에서 다양하게 적용되기 때문에 공학적 문제에 중요한 주제이다. 특히 변화하는 단면형상을 가지는 아치는 질량이나 강도를 최적화 하거나 특별한 구조물이나 요구조건들을 만족하기 위해서 폭넓게 사용되어 진다. 최근에는 일반화 미분구적법(GDQM)이나 미분변환법(DTM)은 각각 Shu와 Zou에 의해서 제안이 되었다. 연구에서는 변화하는 단면형상을 가지는 아치의 진동해석이 일반화 미분구적법과 미분변환법을 적용하였다. 변화하는 단면형상을 가지는 아치에 대하여 지배방정식이 유도되어졌으며, 미분변환과 일반화 미분구적법의 개념이 간단히 소개되었다. 변화하는 단면형상을 가지는 아치의 무차원화된 고유진동수가 다양한 경계조건에 대해서 구해졌으며, 이러한 방법들에 의해서 얻어지는 결과들은 선행연구와 비교 되어졌다. 일반화 미분구적법과 미분변환법은 변화하는 단면형상을 가지는 아치의 진동문제를 해석함에 있어서 빠른 수렴, 정확도, 효율성, 유효성을 보인다.

• 건축역사연구
• /
• 제7권4호
• /
• pp.191-198
• /
• 1998

로마의 판테온은 고대 로마 시대의 건축 유구 중에서 그 원형을 가장 잘 유지하고 있는 건축물중의 하나이다. 않은 부분이 헐리거나 다시 지어졌음에도 불구하고 대형 로툰다와 벽체, 그리고 포티코는 아직도 원래의 장중한 모습을 그대로 지니고 있다. 직경 43.3M의 로툰다 내부는 그와 같은 높이인 돔 상부에 뚫려있는 직경 8.1M의 '눈'(Oculo)을 통해 들어오는 햇빛만으로 밝혀진다. 판테온은 정 남-북으로 방위를 잡았고 포티코는 로툰다의 정 북 방향으로 놓였다. 어떤 건축물이 정 방위하는 것은 그 자체로 매우 특이한 일이다. 이집트의 피라미드, 메소포타미아의 지구라트 등이 그러한 예에 해당한다. 이는 개략적인 정 방위와는 근본적으로 다른 배치 개념인 것이다. 필자는 그 중에서도 특히 정 남-북 방위를 잡은 경우는 일사각과 뗄 수 없는 관계가 있다고 믿는다. 이집트의 피라미드가 정 사각추 라는 단순한 기하학적 형태를 지닌 것처럼 판테온도 구형 및 원통형이라는 단순한 기하학적 형태를 지녔다. 돔 상부의 '눈'을 통해 들어오는 원형의 햇빛은 마치 규칙적으로 돌아가는 탐조등처럼 하루하루 로툰다 내부를 비추며 돌아간다. 햇빛은 당연히 규칙적으로 돌아가는 것이다. 그렇다면 햇빛과 판테온의 형태 사이에 어떤 관계가 있을 수 있으리라고 추정할 수 있다. 필자는 이러한 관계를 찾기 위해 scanning한 판테온 도면 위에, autocad로 로마의 위도에 맞춘 해의 궤적도를 그리는 작업을 했다. 기대했던 만큼의 결과는 아니었지만 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다. (1) 포티코 앞쪽 지붕 정점은 동지일 정오 돔의 그림자와 만난다. (2) 포티코 앞쪽 기둥열의 평면상 중심선은 돔의 입체적 중심에서 그린 동지일 정오 해의 고도각과 일치한다. (3) 춘, 추분 정오, '눈'을 통해 들어오는 햇빛은 로툰다 출입구 아치를 지나 포티코 바닥에 특이한 형태의 빛을 만든다. 이는 춘, 추분 정오에만 만들어지는, 아치의 원호와 '눈'의 원호가 만나서 만드는 특이한 형태의 빛이다. 여기서 판테온이 춘, 추분을 정시(定時)하기 위한 일종의 해시계였다는 가설이 성립될 수 있다.