• 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.

• 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.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
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• 2010.11a
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• pp.461-465
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• 2010

본 연구는 유한요소해석프로그램(ABAQUS)을 사용하여 이동식 긴장대의 좌굴해석 기법을 연구한 것이다. 50m에 달하는 프리텐션 방식의 PSC 거더를 제작하기 위해서는 약 10MN에 이르는 매우 큰 긴장력이 가해져 이동식 긴장대가 콘크리트 양생전까지 이 긴장력을 저항하여야 한다. 따라서 이동식 긴장대는 좌굴에 대한 안정성을 확보하여야 한다. 이에 본 논문에서는 앞서 개발한 이동식 긴장대의 해석모델을 이용하여 좌굴해석 기법에 대해 연구하여 이동식 긴장대가 좌굴에 대한 안정성 확보 여부를 파악하고자 하였다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 2009.02b
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• pp.105.1-105.1
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• 2009

• Journal of Korean Society of Steel Construction
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• v.18 no.2
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• pp.225-237
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• 2006

Based on the study conducted by Kim et al. (205a, b), an improved stability design method for evaluating the effective buckling lengths of beam-column members is proposed herein, using system elastic/inelastic buckling analysis and second-order elastic analysis. For this purpose, the stress-strain relationship of a column is inversely formulated from the reference load-carrying capacity proposed in design codes, so as to derive the tangent modulus of a column as a function of the slenderness ratio. The tangent stiffness matrix of a beam-column element is formulated using the so-called "stability functions," and elastic/inelastic buckling analysis Effective buckling lengths are then evaluated by extending the basic concept of a single simply-supported column to the individual members as one component of a whole frame structure. Through numerical examples of several structural systems and loading conditions, the possibilities of enhancement in stability design for frame structures are addressed by comparing their numerical results obtained when the present design method is used with those obtained when conventional stability design methods are used.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.28 no.1A
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• pp.79-87
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• 2008

This paper investigates the in-plane stability of fixed shallow arches. The shape of the arches is parabolic and the uniformly distributed load is used in the study. The nonlinear governing equilibrium equation of the general arch is adopted to derive the incremental form of the load-displacement relationship and the buckling load of the fixed shallow arches. From the results, it is found that buckling modes (symmetric or asymmetric) of the arches are closely related to the dimensionless rise H, which is the function of slenderness ratio and the rise to span ratio of such arches. Moreover, the threshold of different buckling modes and buckling load for fixed shallow arches are proposed. A series of finite element analysis are conducted and then compared with proposed ones. From the comparative study, the proposed formula provides the good prediction of the buckling load of fixed shallow arches.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.7 no.1
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• pp.73-82
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• 1983

초기결함을 가진 직교이방성원통셸이 축방향스텝하중을 받은 때의 동적좌굴을 연구하였다. 원통 쉘의 운동방정식은 비선형 Donnell 방정식을 사용하였으며 변위식에는 6개항을 채용하였다. 좌굴 조건은 원통셸의 수직변위와 길이변화의 급격한 변화로써 정의하였다. 좌굴모우드형상은 초기결 함과 쉘재료의 이방성에 따라 달라짐은 발견하였고 좌굴강도는 초기결함의 증가에 따라 크게 감 소된다.

• Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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• v.9 no.6 s.46
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• pp.1-12
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• 2005

For a shear-deformable beam-column element subjected io non-conservative forces, equations of motion and a finite element formulation are presented applying extended Hamilton's principle. The influence of non-conservative force's direction parameter, internal and external damping forces, and shear deformation and rotary inertia effects on divergence and flutter loads of Beck's columns are intensively investigated based on element stiffness, damping and mass matrixes derived for the non-conservative system.

• Journal of Korean Society of Steel Construction
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• v.21 no.6
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• pp.563-574
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• 2009

This paper briefly describes the fundamental strategies--path-tracing, pin-pointing, and path-switching--in the computational elastic bifurcation theory of geometrically non-linear single-load-parameter conservative elastic spatial structures. The stability points in the non-linear elasticity may be classified into limit points and bifurcation points. For the limit points, the path tracing scheme that successively computes the regular equilibrium points on the equilibrium path, and the pinpointing scheme that precisely locates the singular equilibrium points were sufficient for the computational stability analysis. For the bifurcation points, however, a specific procedure for path-switching was also necessary to detect the branching paths to be traced in the post-buckling region. After the introduction, a general theory of elastic stability based on the energy concept was given. Then path tracing, an indirect method of detecting multiple bifurcation points, and path switching strategies were described. Next, some numerical examples of bifurcation analysis were carried out for a trussed stardome, and a pin-supported plane circular arch was described. Finally, concluding remarks were given.

• 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.