• Journal of Aerospace System Engineering
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• v.16 no.4
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• pp.68-76
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• 2022

The purpose of this paper was to design the cable networks for mesh reflector antennas, considering the flexibility of structures. An effective form-find methodology is proposed. The whole parts of the cable networks are described by the absolute nodal coordinate formulation. Additionally, nonlinear deformation of the cable can be obtained. The form-finding analysis of the reflector with standard configuration is performed, to validate the proposed methodology. The truss ring structure is numerically modeled using the frame elements. To consider the flexibility of the truss ring as well as the cable net structure, an iteration analysis between the truss ring and the cable net under tensional forces is also performed in the form-finding process. The finial configuration of the reflector with tensioned cable networks is demonstrated.

• Computational Structural Engineering
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• v.3 no.3
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• pp.133-140
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• 1990

Analysis of cable structures is complex because their force - displacement relationships are highly nonlinear and also because large deformations introduce geometric nonlinearity. Therefore, we must take account their geometric nonlinearity in the analysis and find the equilibrated shape of cable structures. In this paper, to slove these problems, numerical procedures involving geometrical nonlinearity are introduced. They are applicable to general cable net, flexible transmission lines and suspended cable roof. These procedures are divided into two parts; one is to obtain the equilibrated shapes and stresses of the cable structures with uniform load by flexibility iteration method, the other is to analyse the equilibrated structures subjected to nodal external forces by nonlinear finite element method.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2009.04a
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• pp.14-17
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• 2009

본 연구에서는 장대교량에서 케이블의 장력을 간편하게, 그리고 자동적으로 추정할 수 있는 저비용 무선장력계측시스템을 개발하였다. 개발된 시스템은 크게 비용이 저렴하고 설치 및 관리가 용이한 무선 기반 하드웨어와 케이블에서 계측된 가속도 데이터로부터 장력을 자동으로 추정하여 주는 내장 (Embedded) 자동화 소프트웨어로 구성된다. 저비용 무선 기반 하드웨어는 연산능력을 가진 무선계측유닛과, 계측 신호개선을 위한 신호처리보드, 그리고 상용 MEMS 가속도계로 구성되었으며, 내장 자동화 소프트웨어는 계측된 신호의 주파수 분석을 위한 FFT 모듈, 케이블의 푸리에 스펙트럼으로부터 고유진동수를 자동으로 추출하기 위한 자동 피크 추출(Peak-picking) 알고리즘 모듈, 그리고 추출된 고유진동수를 활용하여 케이블의 장력을 추정하는 진동법 모듈로 구성되었다. 개발된 시스템의 검증을 위하여, 사장교의 케이블 축소모델을 제작하고 케이블 모델에 다양한 장력과 새그를 주어 진동실험을 수행하였다. 실험 결과, 개발된 시스템은 케이블 모델의 주파수응답스펙트럼으로부터 고유진동수를 정확하게 추정하였으며, 장력과 새그의 크기에 상관없이 매우 정확한 장력을 추정하였다.

• Journal of Korean Association for Spatial Structures
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• v.4 no.3 s.13
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• pp.65-75
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• 2004

A shell structure, having a curvature with a curved surface, is an extremely efficient mechanical creation regard to the external load. A basic structural resistance mechanism is the structural system, which is resisted the out-of-plane direction load by in-plane forces using the structure's curvature. Therefore, it has a merit to make thin and lightweight large spacial structures using minimum materials. Among the large spare structural system, the rapid development of the membrane structures, cable structures and the hybrid structures are watched recently. But, this kind of structural system shows the unstable phenomenon by snap-through or bifurcation according to the shape of structure, and the understanding of the collapse mechanism by this phenomenon is very important to the design process. In this study, I investigated the unstable characteristics of the Geiger-type, Zetlin-type and flower-type hybrid cable dome structures, which is the lightweight hybrid structures using compression and tension elements continuously, according to the difference of structural system.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 2011.02a
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• pp.70-70
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• 2011

사장교의 적용지간이 증가하여 초장대화하면서 구조안전성을 확보하기 위한 다양한 노력이 시도되고 있다. 본 연구에서는 현재까지 시도된 적이 없는 주경간 1,200m 사장교의 내풍안정성을 검토하기위하여 3차원공탄성 모형을 제작하고 풍동실험을 수행하였다.(그림1 참조) 실험대상 구조물은 내풍안정성 증대를 위해 유선형 박스거더를 채용하고 케이블이 거더와 함께 비틀림에 저항하도록 2면 케이블을 적용하였다. 구조적인 측면에서는 보강형 자중감소를 위해 전경간을 강박스로 계획하였으며 측경간에 부반력제어를 위한 Counter Weight을 적용하였다. 실험대상 구조물은 완성계, 가설계95%, 가설계50%, 가설계45%로 모형을 해체하면서 진행하였고 가설단계 별로 내풍케이블의 수량과 형상을 달리하여 내풍안정성 개선효과를 확인하고자 하였다. 3차원 풍동실험 결과 완성계에서 교량의 안전성에 심각한 문제를 발생시킬 수 있는 와류진동, 플러터, 버페팅과 같은 유해한 진동현상이 발견되지 않았으며, 시공중 내풍안정성 확보를 위하여 대상교량에 내풍케이블을 설치하고 내풍케이블의 수량 및 배치형상에 따른 진동제어 효과를 검토하였다. 본 실험은 현재 풍동실험 요소기술을 이용하여 1,200m급 사장교 풍동실험을 수행하였고 이에 따라 교량이 초장대화 되면서 스케일다운에 따른 보강형질량, 케이블 간격 등 실험모형 제작상 문제점을 확인 할 수 있었으며 이러한 경험을 토대로 향후 1,000m 이상급 초장대 사장교 내풍설계를 위한 기초자료로 활용이 가능할 것으로 사료된다.

• Proceeding of KASS Symposium
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• 2006.05a
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• pp.66-72
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• 2006

Recently nonlinear materials are used in construction of building and bridge then various structure formats are achieved positively. one of them, cable members, are the interesting study object which increase rigidity of a total structure by inducing tension. The way of construction using cable members is increasing, so the technology of design and construction are developing. Protection Fretting Fatigue is very important to maintain efficiency of cable member permanently. However, recognition of this is somewhat humble and this paper considers anti-corrosive performance of cable.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.20 no.5
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• pp.557-563
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• 2007

Rain-wind induced cable vibration can cause serious problems in cable-stayed bridge. External dampers attached to the cables have become widely accepted as an effective means for stay-cable vibration suppression. For very long stay-cables, however, such damper systems are rendered ineffective, as the dampers need be attached near the end of cables for aesthetic reasons. A recent study by the authors proposed that a movable anchorage system is replaced direct fixed support of the cable with a support through a bearing and damper. This paper extends the previous work by adding active control system to mitigate the cable vibration. The response of a cable with the proposed active control system is obtained and then compared to those of the cable with and without an external passive damper. The results show that the active control system can provide superior protection than the passive control system for a cable vibration.

• Computational Structural Engineering
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• v.11 no.1
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• pp.179-190
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• 1998

A geometrically nonlinear finite element formulation of spatial cable networks is presented using two cable elements. Firstly, derivation procedures of tangent stiffness and mass matrices for the space truss element and the elastic catenary cable element are summarized. The load incremental method based on Newton-Raphson iteration method and the dynamic relaxation method are presented in order to determine the initial static state of cable nets subjected to self-weights and support motions. Furthermore, static non-linear analysis of cable structures under additional live loads are performed based on the initial configuration. Challenging example problems are presented and discussed in order to demonstrate the feasibility of the present finite element method and investigate static nonlinear behaviors of cable nets.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2011.04a
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• pp.48-51
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• 2011

사장교에서 케이블은 하중을 지지하는 주요 부재로, 케이블 장력은 사장교의 건전성과 안전도 평가에 있어서 매우 중요한 변수이다. 케이블 장력을 추정하기 위한 대표적인 방법으로는 로드셀을 이용한 직접법과 진동 계측 자료를 이용한 간접법 등이 있으며, 최근에는 자기장-응력 관계를 이용한 EM(Elasto-Magnetic) 센서 측정법이 개발되어 케이블 장력 추정에 적용되었다. 본 논문에서는 세 가지 장력 추정 기법을 실제 시공중인 사장교에 적용하여, 그 성능을 상호 비교하였다. 본 연구는 한국의 KAIST와 미국 Northeastern 대학교의 공동연구로 수행되었다. 대상 교량은 부산 화명동과 김해 초정리를 연결하기 위해 현재 건설중인 화명대교이다. 화명대교의 교량 형식은 2주탑 콘크리트 사장교 (주탑 경간장 270m, 총 사장교 구간장 500m)이며, 사장재로는 MS (Multi-Strand) 형 케이블이 사용되었다. 실험 당시 화명대교는 중앙경간의 폐합 후 선형관리를 위한 장력조정작업을 수행하였으며, 케이블 재긴장시의 정확한 장력관리를 위하여 로드셀을 이용한 Lift-off test방법으로 케이블의 장력을 측정하였다. 이와 동시에 두 개의 케이블을 대상으로 진동 가속도 센서와 EM 센서를 설치하고 장력 계측을 수행하였으며, 재긴장 단계별 장력 변화치를 지속적으로 계측하였다. 계측된 결과를 바탕으로 케이블 장력 추정 기법의 정확성 및 실교량에서의 활용성을 비교하였다.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.15 no.4
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• pp.715-725
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• 2002

In this study, a method to determine the deformed shape of planar cable under vertical loads was presented. To obtain the deformed shape of cable by general cable theorem, a sag at arbitrary point is usually given. However, in general cases without a given sag, the proposed method determines the deformed shape of cable based on the equations of cable theorem and geometric compatibility by iterative way. The method was also extended to slove extensible cable. It was acknowledged from numerical analysis and model tests in laboratory that the proposed method is valid lot analysis of extensible cable as well as unextensible cable.