• Journal of Korean Society of Steel Construction
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• v.13 no.6
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• pp.683-691
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• 2001

Numerical methods are developed for solving the elastica and buckling load of tapered columns with shear deformation, subjected to a compressive end load. The linear, parabolic and sinusoidal tapers with the regular polygon cross-sections are considered, whose material volume and span length are always held constant. The differential equations governing the elastica of buckled column are derived. The Runge-Kutta method is used to integrate the differential equations, and the Regula-Falsi method is used to determine the rotation at left end and the buckling load, respectively. The numerical methods developed herein for computing the elastica and the buckling loads of the columns are found to be efficient and reliable.

• Computational Structural Engineering
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• v.11 no.4
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• pp.209-218
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• 1998

고장력강이 구조강재로서 널리 사용되고 있다. 구조물의 극심한 하중을 받게되면 최종강도에 도달할 때까지 좌굴을 동반하게 된다. 그러므로, 고장력강판의 좌굴에 대한 정확한 평가가 중요한 설계기준이 되고 있다. 그러나, 고장력강을 효율적으로 사용하기 위해서는 좌굴허용설계를 도입할 수 있도록 판구조물의 판두께가 얇아져야 한다. 따라서, 박판구조물의 합리적인 설계를 하기 위해서는 좌굴후거동해석이 매우 중요하다. 그러므로, 본 논문에서는 호장증분법을 이용하여 압출하중을 받는 박판구조물의 초기좌굴후거동과 2차좌굴강도에 대하여 규명하였다. 특히, 호장증분법을 좌굴정에서의 하중경로를 추정하기 위하여 적용하였다.

• Journal of Korean Society of Steel Construction
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• v.18 no.1
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• pp.71-80
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• 2006

The behaviors of steel-plate shear panels were investigated through an experimental and analytical study, using mild steel (S40). Steel-plate shear panels buckle at small loads, and their strength is based on the shear panel's postbuckling strength due to tension field action. In design practice, however, the capacity of steel-plate shear panels is limited to the elastic buckling strength of shear panels. Th e National Standard on Limit States Design of Steel Structures, CAN/CSA-S16.1-94 (1994) contains a guideline for the analysis of thi n, unstiffened, steel-plate shear walls using the strip model. In this paper, the structural capacity of shear panels was evaluated using the results of the experiment and of the strip model analysis.

• Journal of the Korea Institute of Military Science and Technology
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• v.2 no.2
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• pp.148-156
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• 1999

The thermal postbuckling and vibration characteristics of cylindrical composite panel subject to thermal loads are analyzed using finite elements. The von-Karman nonlinear displacement-strain relation based on the layerwise theory is applied to consider large deflections due to thermal loads. Cylindrical arc-length method is used to take into account the snapping phenomena. Thermal snapping and vibration characteristics are investigated for various structural parameters such as thickness ratio, shallowness angle and boundary conditions. The present results show that thermal snapping changes the mode shapes as well as static deformations.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.11 no.4
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• pp.17-26
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• 1991

Numerical methods are developed to obtain the critical loads and to analyze the post-buckling behaviour of the linearly varying tapered columns. The non-dimensional differential equations governing the elastica of post buckled column are derived by third order and solved numerically using the Runge-Kutta method and Regula-Falsi method. Three kinds of cross-sectional shape with simply supported end constraint are applied in unmerical examples. As the numerical results, the equlibrium paths. the typical elastica of post buckled columns and the critical load vs. section ratio curves are presented in figures. Also, the effects of cross-sectional shape factor on critical loads and postbuckling behaviour are presented in tables.

• Magazine of the Korea Concrete Institute
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• v.1 no.2
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• pp.121-132
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• 1989

유한요소법을 바탕으로 한 프리스트레스트 콘크리트 평면 보-기둥 구조의 후좌굴 거동에 대한 수직해석법을 제시하였다. 콘크리트의 균열, 변형연화 및 PS강재의 항복과 같은 재료 비선형성을 고려하였다. 좌굴 거동 연구에 필수적 요소인 기하학적 비선형성을 Updated Lagraugian Formulation에 의하여고려하였다. 현재의 재료성질 및 변형상태에 부합하는 단분형 평형방정식을 수립하고 이것을 불평형 가중보정에 의한 Newton-Raphson 반복법으로 푼다. 좌굴후 발생하는 하중변형 곡선의 하련부는 비선형 평형 방정식의 해법중 일반적으로 많이 사용되는 가중 단분법이 아니라 변위단분법을 사용함으로써 올바르게 추적한다. 요소내의 재료성질변화는 층적분법에 의하여 고려한다. 본 논문에서는 콘크리트 균열에 의한 중립축이동의 영향을 정확히 고려하기 위하여 추가적으로 축방향변위에 대한 내부자유도를 설정하였다. 본 논문에서 제안하는 방법의 정당성과 응용성을 나타내 보일 수 있는 수직해석 예제를 제시하였다.

• Proceedings of KOSOMES biannual meeting
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• 2005.05a
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• pp.179-183
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• 2005

The High-tensile steel has been recognized as a promising concept for structural design of light weight transportation systems such as aircraft high speed trains and fast ships. Using the high-tensile steel has been widely used in ship structures, and this enables to reduce the plate thickness. Using the high-tensile steel effectively for a ship hull, the plate thickness becomes thin so that plate buckling may take place. Therefore, precise assessment of the behavior of plate above primary buckling load is important. In this study, examined closely secondary buckling behavior after initial buckling of thin plate structure which operated compressive load according to the various kinds of yield stress with simply supported boundary condition. Analysis method is F.E.M by commercial program(ANSYS V7.1) and complicated nonlinear behaviour can analyze using art-length method about secondary buckling.

• Journal of Korean Association for Spatial Structures
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• v.9 no.3
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• pp.75-82
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• 2009

This paper investigates the variation of post-buckling behaviours of spatial structures after sizing optimization with linear assumptions. The mathematical programming technique is used to produce the optimum member size of spatial structures against external load. Total weight of structure is considered as the objective function to be minimized and the displacement occurred at loading point and member stresses of structures are used as the constraint functions. The finite difference method is used to calculate the design sensitivity of objective function with respect to design variables. The post-buckling analysis carried out by using the geometrically nonlinear finite element analysis code ISADO-GN. It is found to be that there is a huge difference between the post buckling behaviours of the initial and optimized structures. Therefore, the stability of optimized spatial structures with linear assumption should be throughly checked by appropriate nonlinear analysis techniques. Finally, the present numerical results are provided as benchmark test suite for future study of large spatial structures.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 2011.02a
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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.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.10 no.3
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• pp.67-75
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• 1990

A geometrically nonlinear analysis procedure including the damping effects is presented for the investigation of the dynamic post-divergence and post-flutter behavior of a non-conservative system. The dynamic nonlinear analysis of plane frame structure subjected to conservative and non-conservative forces is carried out by solving the equations of motion using Newmark method. Numerical results are presented to demonstrate the effects of the internal and external damping forces in the conservative and non-conservative systems.