• 기계저널
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• 제33권7호
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• pp.614-627
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• 1993

좌굴하기 쉬운 구조물을 설계할 때는 반드시 좌굴특성에 대한 어떤 직관을 가져야 한다. 이글의 목적은 셸 구조물이 비선형붕괴(nonlinear collapse), 분기좌굴(bifurcation buckling) 또는 이들 모드의 조합에 의해서 어떻게 좌굴될 것인가에 대한 감각을 전하는데 있다. 이 불안정에 대한 직관적 이해는 보강되고 여러 요소들로 조립되며 분지셸(branched shell)을 갖거나 복잡한 벽구 조를 갖는 실제 셸 구조물 등의 많은 예에 의해서 얻어질 수 있다. 이 글에서는 수식의 개발이 아니라 불안정의 예측에 주안점을 두고 있으며, 큰 처짐과 소성의 조합에 의해 발생되는 비선 형좌굴과 결함민감도가 특히 강조된다. 또한 최적화된 구조물의 국부 및 전체 불안정, 좌굴모드의 상호작용, 그리고 결함민감도(imperfection sensitivity) 등이 예시된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제18권6호
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• pp.11-20
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• 2014

본 연구는 정현형 주름과 마름모형 주름 형상의 전단좌굴 특성을 비교, 분석하는 것이 목적이다. 이를 위해서 동일한 길이의 마름모꼴 주름과 정현파주름을 해석대상모델로 채택하였으며, 선형좌굴해석을 통한 전단좌굴특성과 이론식에 의한 특성을 분석하였다. 일반적으로 주름강판의 전단좌굴 형태는 국부좌굴, 전체좌굴 및 두 좌굴에 의한 연성좌굴로 분류된다. 그러나 마름모꼴주름과는 달리 정현파주름형상은 평평한 면이 없기 때문에 전단좌굴의 양상에 대한 경향이 달라진다. 특히 국부좌굴과 전체좌굴의 경계에서 나타나는 전단응력변화와 양상은 주름형태에 의해 차이가 난다. 분석 결과에서 볼 때, 제형 (마름모꼴)의 경우는 이론식내의 전체좌굴과 국부좌굴의 경계에서 연성좌굴모드가 발생했다. 그러나 정현파형의 경우 전체좌굴이 발생하는 구간에서 연성좌굴모드가 발생하는 양상을 보였다. 또한 국부좌굴 구간에는 제형형상이 그리고 전체좌굴 구간에서는 정현파형상이 전단좌굴에 저항하는데 유리하게 작용하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제10권3호통권36호
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• pp.451-461
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• 1998

1차전단변형 판이론에 의한 비등방성 복합적층판의 임계좌굴하중 및 좌굴모드는 기존의 해석적인 방법으로는 다양한 조건에 대하여 해를 제공할 수 없다는 단점을 가지고 있다. 따라서 근사해법인 수치해석을 이용하게 되는데, 이러한 수치해석기법으로 기존 상용프로그램에서는 유한요소법이 널리 사용되었다. 그러나 least upper bound 특성을 가지고 있는 유한요소법을 이용한 적층판의 좌굴해는 구조적인 안정성을 보장하지 못하는 경우도 있다. 따라서 본 논문에서는 유한차분법에 의한 좌굴해석을 수행하여 유한요소법과 상호 비교함으로서 각 경우에 관한 두 가지 수치해석기법의 장단점을 규명하고 효과적으로 적용할 수 있는 기법을 제시하는 것을 목적으로 하였다. 수치해석 결과, 유한차분법에 의한 좌굴하중 및 좌굴모드는 신소재를 사용하는 적층 구조물의 실용화에 앞서 다양한 기준을 제시할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제4권1호
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• pp.77-86
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• 2004

시공시 콘크리트의 하중은 받는 데크플레이트의 지지능력은 압축부분 플랜지에서 좌굴에 의해서 결정되어 진다. 얇은 철판 데크플레이트의 압축플랜지에서 중간스티프너의 크기와 위치는 플랜지의 좌굴모드에 강한 영향을 발휘한다. 높은 강도 철판으로 구성된 시험체 단면은 다양한 좌굴모드를 유도하기 위하여 작은 것에서 큰 스티프너에 걸쳐 압축플랜지에 만들어 졌다. ABAQUS 프로그램 해석은 좌굴모드를 지배하는 중간스티프너의 효과를 결정하기 위하여 수행되었다. 각 실험체 시리즈는 단순보로 순수휨이 적용되었다. 실험결과 소성파괴 메카니즘을 통하여 극한파괴에 앞서 다양한 좌굴형상이 나타났다. 실험으로 결정되어진 좌굴응력은 ABAQUS해석으로 얻어진 해석결과와 각국의 규준값들과 비교하기 위하여 사용되었다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제12권2호통권45호
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• pp.221-230
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• 2000

자유단이 있는 비등방성 판의 안정성을 검토할 때, 기존의 해석적인 방법으로는 다양한 하중 조건 및 경계조건에 대해 좌굴하중 및 좌굴모드를 구할 수 없다. 이러한 단점을 해결하기 위해 수치해석 기법인 유한차분법을 사용하였다. 유한차분법을 적용할 때, 자유경계의 가상점 처리가 가장 난해하게 되므로 1변이 자유이고 3변이 고정인 경우와 마주보는 2변이 자유이고 다른 2변이 고정인 경우를 해석 모델로 삼아 좌굴해석을 수행하였다. 본 논문에서는 자유경계를 갖는 비등방성 판의 해석 기법으로 유한차분법을 제시하였으며, 다양한 수치해석을 통하여 자유경계의 좌굴하중 및 모드 특성을 규명하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제29권2호
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• pp.103-114
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• 1992

본 논문에서는 기하학적 초기결함을 갖는 원통형 쉘이 축방향 압축하중을 받는 경우의 탄성좌굴 신뢰성 해석을 수행하였다. 이를 위하여 Donnell형의 비선형 편미분 방정식으로부터 Galerkin근사법을 사용하여 좌굴모드간의 연성효과를 고려한 불완전한 원통형 쉘의 좌굴하중을 구할 수 있는 다중모드 해석기법을 정식화하였다. 이때 기하학적 초기결함은 축대칭 및 비 축대칭 좌굴모드 형태의 이중급수로 가정하고, 각 급수의 계수는 결합정규분포특성을 갖는 확률변수로 취급하였다. 신뢰성 해석방법으로는 Monte Carlo기법을 사용하였고 초기결함의 통계적 특성의 변화에 따른 좌굴신뢰도의 변화 특성을 살펴보고 실제 경우에 적용하여 그 결과를 검토하였다.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제10권4호
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• pp.133-140
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• 2010

본 논문은 서남권 돔 야구장의 불안정 거동을 파악하고자 한다. 해석 대상 구조물의 설계하중과 이들의 조합 하중에 의한 하중모드에 대하여 구조물의 비선형 Snapping 현상을 조사하며, 초기 불완전성은 접선강성행렬의 고유치해석을 통해 좌굴 모드를 얻고 이를 비선형해석에 이용한다. 단 부재좌굴 또는 국부좌굴 등은 본 연구과제의 연구범위에 고려치 않으며, 전체좌굴 현상에 한정한다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
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• pp.40-40
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• 2011

현재 일반적으로 활용되고 있는 원통형 쉘구조로 이루어진 타워구조의 대형화가 추진되면서 제작, 운반 편의성, 단면효율성, 경제성 제고를 위해 다각형단면 기둥구조물의 활용이 대두되고 있다. 하지만 다각형 단면 기둥구조의 극한강도에 대한 자료가 충분치 않고 관련 기준이나 지침이 명확히 제시되고 있지 않은 실정이다. 본 연구에서는 원통형 쉘구조물을 다각형구조물로 대체하여 제작될 경우 축방향 압축에 대한 내하력 향상 효과를 수치해석적으로 검토해 보고자 한다. 해석모델은 지름 2m, 두께 20mm인 원형강관 프로토타입 풍력타워 구조를 참고로 하여 이에 내접하도록 결정한 6~12각형 단면 형상으로써 높이 10,000mm인 3차원 기둥모델을 구현하였고 유한요소프로그램인 ABAQUS를 이용하여 해석하였다. 각 subpanel의 중앙에 종방향 보강재를 설치하였을 때 국부좌굴에 대한 내하력 변화를 비교하기 위해 종방향보강재로 보강한 모델을 구성하여 비교 해석을 수행하였다. 종방향 보강재의 제원은 미국 SSRC 제안식을 기준으로 삼았다. 탄성좌굴해석을 통해 탄성좌굴모드 형상을, 비선형비탄성해석을 통해 최종파괴모드 및 극한강도를 얻었다. 보강 전 후의 탄성좌굴 해석 결과로부터 최소모드의 고유치 값을 비교하였다. 각 subpanel 단면 중심부에 한 개의 보강재를 설치한 경우 탄성좌굴강도가 4배 가량 증가하였다. 이로부터, 보강재(n=1) 설치에 따라 유효 폭두께비가 1/2로 감소하는 효과를 확인 할 수 있다. 비선형해석결과로부터 subpanel의 단면중심에 보강재를 설치한 경우 보강재가 위치한 곳에 고정점이 형성되어 이를 중심으로 국부 좌굴모드에 변화가 생기는 것이 확인되었다. 이러한 변화는 다각형 단면 기둥구조의 내하력 성능, 즉 국부좌굴강도에 영향을 준다. 충분한 강성을 갖는 종방향 보강재가 설치된 경우, 극한상태에서도 유효폭두께비가 줄어드는 것과 같은 강도 향상 효과를 확인할 수 있다. 이러한 사실은 각 해석결과 극한강도를 DIN code, Migita와 Fukumoto의 제안식, SSRC 설계제안식 등과의 비교를 통해 확인할 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권4A호
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• pp.465-474
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• 2008

일반적으로, 보-기둥 부재로 구성된 강뼈대구조물의 설계는 개별부재의 유효좌굴길이를 고려하여 설계기준에서 제시한 안정성 평가식을 적용하고 있다. 그러나 이 방법은 구조물에서 상대적으로 작은 압축력이 적용되는 부재에서는 유효좌굴길이가 커지는 문제가 발생하게 된다. 이러한 문제를 극복하고자 본 연구에서는 대상 구조물의 초기결함(initial imperfection)을 고려한 2차 탄성해석법을 제시한다. 이 방법은 탄성좌굴 고유치해석으로 산정된 좌굴모드 및 좌굴고유치, 개별부재의 축력을 이용하여, 가장 작은 무차원 세장비를 가진 부재를 선정하고, 그 부재에 대하여 기하적, 재료적인 효과가 고려된 설계기준의 기준강도곡선으로부터 좌굴모드에 대한 증폭량을 산정한다. 이렇게 결정된 증폭량을 대상 구조물의 좌굴모드에 증폭시켜 2차 탄성해석을 수행하고, 개별부재의 안정성을 평가한다. 본 방법의 타당성을 확인하기 위하여, 8층 및 4층으로 이루어진 평면 강뼈대구조물에 적용시키고, 설계기준에서 제시하는 안정성 평가법과 비교한다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2011년도 추계학술논문집 2부
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• pp.465-468
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• 2011

압축을 받는 판 구조의 경제적인 단면 보강을 위해 종방향 보강재인 U형 단면 리브를 적용하는 것이 효과적이나, 현재 국내에서는 명확한 설계지침이나 연구자료가 제시되지 못하고 있다. 따라서 U리브의 적정 크기 및 최적 간격에 대해 검토 후 이에 관한 지침이 제시될 필요성이 있다. 이에, 본 연구에서는 U리브의 단면 크기 및 강성에 따른 탄성좌굴강도 및 좌굴모드의 변화를 알아보고자 한다. 유한요소해석 프로그램인 ABAQUS를 이용하여 고유치 해석을 실시하였고, 이론값과 해석적 결과의 탄성좌굴강도를 비교하였다. 이러한 분석 결과를 토대로 향후 U리브의 최소소요강성 및 단면 선정방안을 제시하는데 기여할 수 있을 것으로 기대된다.