• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.17 no.2
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• pp.95-104
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• 2004

The horizontally curved bridges have been used to connect bridges and roads. Until 1960s, they had been constructed with straight girders, called 'kinked girder bridges', which requires much cost and time-consuming construction of substructure. In case of using curved girders, practiced later, they would have many advantages such as reduction in the total construction cost and time, and ability to make aesthetic bridges. In designing plate girder bridges, it is necessary to determine the spacings between vertical stiffeners and the allowable shear stresses based on shear buckling capacity because it plays a key role in preventing the premature local shear buckling. Compared with the straight web, the critical shear buckling stresses of curved web panels vary with both aspect ratio and curvature coefficient. For designing curved web panels, a simplified formula and shear buckling coefficients were proposed by parametric models with F.E.M in this study.

• Computational Structural Engineering
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• v.11 no.4
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• pp.239-251
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• 1998

본 연구에서는 비대칭 박벽단면을 갖는 곡선보의 안정성해석을 수행할 수 있는 이론 및 엄밀해를 제시하기 위하여, 3차원 연속체로부터 유도된 평형방정식으로부터 선형화된 가상일의 원리를 적용하였다. 박벽단면의 구속된 ？(warping)과 곡률효과를 고려하고 유한한 회전각의 2차항을 포함하는 곡선보의 변위장을 도입하여 단면에 대해 적분함으로써 도심축에 대한 박벽 곡선보의 총포텐셜에너지를 유도하였다. 또한, 단순지지되고 일축대칭 단면을 갖는 박벽원형 곡선보의 면내 및 면외좌굴에 대한 엄밀해를 유도하기 위하여, 면내에 대해서는 균일압축을 받는 원형아치의 역대칭 좌굴모드에 대한 좌굴하중을 유도하고 면외좌굴에 대해서는 균일압축 및 순수휨을 받는 아치의 처짐함수를 가정하여 곡선보의 횡좌굴하중에 대한 일반해를 제시하였다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 2011.02a
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• pp.185-185
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• 2011

기존 장대레일 궤도의 안정성 평가는 궤도 매개변수에 대하여 고정된 안전측의 값을 사용하는 결정론적인 해석에 의존해서 평가되어져 왔다. 그러나 실제현장의 궤도조건은 많은 영향인자들에 의해 그 특성이 불확실하게 변하고 있다. 따라서 온도하중에 의한 궤도 좌굴에 영향을 미치는 궤도 구성인자들의 불확실성 및 임의성을 보다 합리적으로 고려하기 위해서 확률론적 기법을 적용하는 것이 필수적이다. 본 연구에서는 기존 본 연구진에 의해 개발된 장대레일 궤도의 좌굴확률 평가시스템을 이용하여 좌굴 취약도 곡선을 나타내었으며, 궤도 좌굴에 영향을 미치는 주요변수 중 하나인 도상횡저항력에 대한 영향을 분석하였다. 좌굴확률 평가시스템에서는 장대레일 궤도의 좌굴확률을 산정하기 위하여 구조물의 안정과 파괴를 판단할 수 있는 기준을 한계상태방정식으로 표현하고, 이 한계상태방정식으로부터 확률론적 기법 중 하나인 AFOSM(Advanced First Order Second Moment) 방법을 이용하여 파괴확률의 간접적인 지표인 신뢰도지수(${\beta}$)를 통해 좌굴확률을 계산한다. 한계상태방정식에서 구조물의 강도(보유성능)에 해당하는 부분은 궤도의 허용좌굴온도이고, 하중(요구성능)에 해당하는 부분은 레일온도하중으로써 현재 레일온도와 중립온도의 차로 반영된다. 허용좌굴온도 산정에 고려되는 주요변수는 곡선반경(Radius), 도상횡저항력(Lateral Ballast Resista nce), 연직도상강성(Vertical Ballast Stiffness), 궤도 틀림량(Misalignment), 틀림길이(Half Wave Length), 열차운행속도(Velocity)이다. 각 확률변수들이 갖는 확률분포는 모두 정규분포로 가정하였다. 궤도의 기하학적 특성은 곡선반경 5,000m에 대해 고려하였으며, 열차는 KTX의 제원을 사용하여 정지된 상태에서 고려하였다. 틀림량과 틀림길이는 이에 대한 통계적 특성자료가 부족하여 확률변수로 고려하지 않고 결정론적 값으로 취급하였다. 레일온도의 통계적 특성치는 본 연구진에 의해 구축된 기후요소 및 레일온도 DB를 근거로 결정하였으며, 중립온도는 선로관리지침에 따라 $25{\pm}3^{\circ}C$를 기준으로 결정하였다. 또한 도상횡저항력은 실측 데이터를 참고로 하여 평균값에서 10%의 변동량을 갖는 것으로 보고 통계적 특성치를 결정하였다. 도상횡저항력이 좌굴확률에 미치는 영향을 매우 큰 것을 알 수 있었으며, 레일온도 $60^{\circ}C$일 때 도상횡저항력이 증가하면서 감소되는 좌굴확률이 도상저항력이 커질수록 그 감소량이 작아지는 것을 알 수 있었다.

• Magazine of the Korean Society of Agricultural Engineers
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• v.41 no.5
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• pp.112-122
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• 1999

이 논문은 일정체적을 갖는 양단고정 변단면 기둥의 좌굴하중 및 후좌굴 거동에 관한 연구이다. 기둥의 변단면으로는 직선형, 포물선형, 정현의 선형을 갖는세 가지 변단면을 채택하였다. Bernoulli-Euler 보 이론을 이용하여 압축하중이 작용하여 좌굴된 기둥이 정확탄성곡선을 지배하는 미분방정식을 유도하였다. 유도된 미분방정식을 Runge-Kutta 법과 REgula-Falsi법을 이용하여 수치해석하였다. 수치해석의 결과로 좌굴하중, 좌굴기둥의 평형경로 및 정확탄성곡선을 산출하였다. 또한 좌굴하중-단면비 곡선으로부터 최강기둥의 좌굴하중과 단면비를 산출하였다.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.28 no.3A
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• pp.367-373
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• 2008

In the design of horizontally curved plate girder web panels, it is required to evaluate accurately the elastic buckling strength under pure shear. Currently, elastic shear buckling coefficients of curved web panels stiffened by transverse intermediate stiffeners are determined by assuming conservatively that straight web panels without curvature are simply supported at the juncture between the flange and web. However, depending upon the geometry and the properties of the curved plate girder, the elastically restrained support may behave rather closer to a fixed support. The buckling strength of curved girder web is much greater (maximum 38%) than that of a straight girder calculated under the assumption that all four edges are simply supported in Lee and Yoo (1999). In the present study, a series of numerical analyses based on a 3D finite element modeling is carried out to investigate the effects of geometric parameters on both the boundary condition at the juncture and the horizontal curvature of web panel, and the resulting data are quantified in a simple design equation.

• Journal of Korean Society of Steel Construction
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• v.23 no.4
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• pp.455-464
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• 2011

In this study, the buckling analysis of the vertically curved stiffened web plate was conducted through finite-element analysis, using an eight- and nine-node flat shell element with a substitute shear strain field. To investigate the buckling behavior of the vertically curved web plate with a longitudinal or vertical stiffener under in-plane moment loading, parametric studies were conducted for the variation of the width (b) and ratio of the bending stiffness of the stiffener to that of the plate (${\gamma}=EI/bD$). The static behavior of the vertically curved web plate without a stiffener was also investigated, and then the buckling abilities of the longitudinal and vertical stiffeners were compared under moment loading.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.18 no.2
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• pp.169-179
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• 2005

An improved method for evaluating effective buckling lengths of beam-column members in plane frames is newly proposed based on system inelastic buckling analysis. To this end, the tangent stiffness matrix of be am-column elements is first calculated using stability functions and then the inelastic buckling analysis method is presented. The scheme for determining effective length of individual members is also addressed. Design examples and numerical results ?uc presented to show the validity of the proposed method.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2009.04a
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• pp.492-495
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• 2009

본 논문에서는 유한대판법(Finite Strip Method, FSM)을 이용하여 복합재료로 구성된 박판구조물의 좌굴해석을 수행하였다. 유한대판법에서의 변위장은 정현곡선으로 구성된 X방향 성분과 여현곡선의 Y방향 성분으로 구성되어 있는 면내성분, 면외성분으로 횡방향으로 3차 다항식과 보 진동함수를 사용하여 구성되었다. 각 적층판의 강성을 두께방향으로 적분하여 전체 강성을 구하고 최소 포텐셜 에너지 이론을 사용하여 구한 평형방정식에 대입하여 전체 강성행렬을 구하였다. 자유도의 감소로 인한 해석시간의 단축, 입력자료 작성 및 출력이 쉬운 점들이 유한대판법을 이용한 좌굴해석의 장점이다.

• Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers
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• v.2 no.4
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• pp.18-26
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• 1994

The buckling characteristics of I - shaped columns which are composed of thin web and equal upper/lower flange plates are generally classified into the local and global modes. In this paper, its local buckling problem has been formulated on the basis of the assumed buckling modes using the finite element method for beams and plates. The effects of local bucklings are studied for various size rations and end conditions of I-shaped columns. The calculated results are comparatively well consistent with values obtained from the existing studies. The global buckling characteristics calculated by the present method are in good agreement with the classical rigid web solution

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.29 no.1A
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• pp.53-60
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• 2009

This paper deals with the geometrical nonlinear analyses of post-buckled columns with variable cross-section. The objective columns having variable cross-section of the width, depth and square tapers are supported by both hinged ends. By using the Bernoulli-Euler beam theory, differential equations governing the elastica of post-buckled column and their boundary conditions are derived. The solution methods of these differential equations which have two unknown parameters are developed. As the numerical results, equilibrium paths, elasticas and stress resultants of the post-buckled columns are presented. Laboratory scaled experiments were conducted for validating the theories developed in this study.