• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 2011.02a
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• pp.155-155
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• 2011

일반적으로 I형 보에 횡하중이 작용하는 경우, 횡 변위와 함께 회전을 동반하는 횡-비틀림 좌굴(Lateral-Torsional Buckling)이 발생하게 된다. 이러한 I형 보의 탄성 및 비탄성 횡-비틀림 좌굴에 대한 해석적 이론적 연구는 이미 많은 연구자들에 의해 수행되었다(Timoshenko 등, 1961; Galambos, 1963; Lindner, 1974; Trahair, 1993). I형 보의 비지지 길이 내 하중이 작용할 때 모멘트 구배계수(Cb)는 하중이 부재 단면에 작용하는 위치에 따라 달라지게 되는데 이를 하중고 효과(Load Height Effects)라고 한다. 탄성 영역 내 비지지길이가 존재하는 I형 보의 하중고 효과를 고려한 모멘트 구배계수 제안식은 Nethercot & Rockey(1971)에 의해 연구된 바 있다. 또한 Helwig 등(1997)은 Nethercot & Rockey(1971)의 제안식을 간략화 하여 탄성 영역 내 비지지길이가 존재하는 I형 보의 하중고 효과를 고려한 모멘트 구배계수식을 제안하였다. 그러나 현재까지 진행 된 하중고 효과에 대한 연구는 탄성 영역 내 비지지 길이가 존재하는 I형 보에 대한 제안식이며 현재까지 비탄성 영역 내 비지지 길이를 갖는 I형 보의 하중고 효과에 대한 연구는 진행된 바 없다. 본 연구는 비탄성 영역 내 비지지 길이가 존재하는 I형 보의 하중고 효과를 고려한 비탄성 횡-비틀림 좌굴강도에 대한 연구를 수행하였다. 하중조건으로는 집중하중 과 등분포 하중을 적용시켰으며, 비선형 횡-비틀림 좌굴 해석을 위해 잔류응력 및 초기변형을 고려하였다. Pi와 Trahair(1995)이 고려한 단순직선분포를 잔류응력으로 가정하였으며, 국내 I형강 표준 치수 허용치(현대제철, 2006)에 근거하여 부재 길이의 0.1%를 초기 최대 횡 변위로 적용하여 초기제작오차로 고려하였다. 유한요소해석결과를 바탕으로 Nethercot & Rockey(1971)와 Helwig 등(1997)의 연구내용을 바탕으로 범용구조해석 프로그램(ABAQUS, 2007)을 이용하여 비탄성 영역 내 존재하는 I형보의 횡-비틀림 좌굴강도를 산정하였다. 유한요소해석결과를 바탕으로 Nethercot & Rockey(1971)및 Helwig 등(1997)의 모멘트구배계수 제안식과 비교 분석 하였고 회기분석프로그램 MINITAB(2006)을 이용하여 비탄성 영역 내 비지지길이가 존재하는 I형보의 하중고 효과를 고려한 모멘트구배계수식을 개발 제안하였다. 본 연구에서 개발된 제안식은 경제적이고 합리적인 휨부재 강도평가에 적극 활용될 수 있으며, 비탄성 영역내 I형보의 횡-비틀림 좌굴강도 및 휨강도 연구에 널리 활용될 것이다.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
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• 2011.05a
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• pp.464-467
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• 2011

본 논문에서는 기존에 수행된 비탄성 영역 내 비지지 길이가 존재하고 균일단면을 가지는 I형 보의 좌굴 강도에 대한 해석적 이론적 연구를 토대로 변단면 I형보의 하중고 효과를 고려한 비탄성 횡-비틀림 좌굴강도에 대한 연구를 수행하였다. 유한요소해석에는 4절점 쉘요소인 S4R요소가 사용되었고, 플랜지 길이방향 비, 너비방향 비, 두께의 비로 스텝보를 나타내었으며, 집중하중을 작용시켰다. 개발된 좌굴강도 제안식은(오정재 등, 2011)과 해석결과를 하중고 효과 평가 시 큰 단면변화를 보이는 경우를 제외하고는 ${\pm}10%$의 오차범위를 나타내었다. 본 연구 결과는 다양한 형식의 I형보가 사용되는 빌딩 및 교량의 경제적이고 합리적인 설계의 근간을 제공해 줄 것이며, 향후 비탄성 횡-비틀림 좌굴강도에 대한 연구에도 많은 도움이 될 것이다.

• 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.

• Journal of Korean Society of Steel Construction
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• v.17 no.2 s.75
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• pp.161-171
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• 2005

When the in-plane flexural rigidity is small in relation to the applied load, the arch ribs may buckle to the in-plane direction. Designers should therefore determine the in-plane buckling strength. To determine the buckling strength of arch ribs, designers have to consider the material nonlinear response. But in the case of arch ribs having large slenderness ratio, arch ribs may buckle in the elastic range, and when the arch ribs have low slenderness ratio, elastic buckling strength is useful in the preliminary design. In this paper, elastic buckling strength of arch ribs, which are frequently used in practical design, is studied using nonlinear finite element method. In general, the relation between flexural rigidity and elastic buckling strength is linear. As seen from the results, however, when the arch ribs have low slenderness ratio, the relation between flexural rigidity and elastic buckling strength is nonlinear.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.15 no.3
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• pp.523-534
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• 2002

Free vibration and buckling analysis of multi-delaminated composite beam-columns subjected to axial compressive load is performed in the present study In order to investigate the effects of multi-delaminations on the natural frequency and the elastic buckling load of multi-delaminated beam-columns, the general kinematic continuity conditions are derived from the assumption of constant slope and curvature at the multi-dclamination tip. The characteristic equation of multi-delaminated beam-column is obtained by dividing the global multi-delauunated beam-columns into segments and by imposing recurrence relation from the continuity conditions on each sub-beam-column. The natural frequency and the elastic buck)ing load of multi-delaminated beam-columns according to the incremental load of axial compression, which is limited to the maximum elastic buckling load of sound laminated beam-column, are obtained. It is found that the sizes, locations and numbers of multi-delaminations have significant effect on natural frequency and elastic buckling load, especially the latter ones.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
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• 2012.05b
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• pp.738-740
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• 2012

최근 변단면 거더의 경제성을 고려하여 장경간 거더 교량과 강골조 구조물에 변단면보의 사용이 증가하고 있으며, 고강도 강의 등장으로 인해 변단면보의 정확한 좌굴 강도의 평가가 매우 중요시 되고 있다. 본 논문에서는 기존에 연구된 탄성 횡-비틀림 좌굴 강도에 관한 연구를 바탕으로하여 별로 비탄성 구간에 비지지 길이가 존재하는 일축대칭 I형 변단면보의 횡-비틀림 좌굴 강도 해석을 실시하였다. 해석에는 유한요소해석프로그램인 ABAQUS(2007)가 사용되었으며, MINITAB(2006)을 이용하여 간편한 설계식을 제안하고 있다. 일단 계단식 단면을 가지는 보에 대하여 고려하였으며, 플랜지 길이 방향 비, 너비방향 비, 두께의 비로 계단식 I형 보를 나타내었다. 집중 하중을 적용시켰으며 비선형 해석을 위해 잔류응력 및 초기변형과 재료비선형을 고려하였다. 본 연구 결과에서 제안된 식은 향후 다양한 하중이 작용하는 비탄성 횡-비틀림 좌굴 강도에 대한 연구에 많은 도움이 될 것이다.

• Composites Research
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• v.16 no.5
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• pp.28-38
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• 2003

In this study, the analytical investigation of orthotropic rectangular plate is presented. The loaded edges are assumed to be simply supported and the unloaded edges could have elastically restrained boundary conditions including the extreme boundary condition such as simple, fixed, and free. Using the closed-form solutions, the buckling analyses of orthotropic plate with arbitrary boundary conditions are performed. Based on the data obtained by conducting numerical analysis, the simplified form of equation for finding the buckling coefficient of plate with elastically restrained boundary conditions at the unloaded edges is suggested as a function of aspect ratio, elastic restraint. and material properties of the plate. The results of buckling analyses by closed-form solution and simplified form of solution are compared for various orthotropic material properties. It is confirmed that the difference of results is less than 1.5%.

• Journal of KSNVE
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• v.10 no.6
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• pp.1067-1074
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• 2000

Numerical methods for calculating both the natural frequencies and buckling loads of columns with the multiple elastic springs are developed. In order to derive the governing equations of such columns, each elastic spring is modeled as a discrete elastic foundation with the finite longitudinal length. By using this model, the differential equations governing both the free vibrations and buckled shapes, respectively, of such columns are derided. These differential equations are solved numerically. The Runge- Kutta method is used to integrate the differential equations, and the determinant search method combined with Regula-Falsi method is used to determine the eingenvalues. namely natural frequencies and buckling loads. In the numerical examples, the clamped-clamped. clamped-hinged, hinged-clamped and hinged-hinged end constraints are considered. Extensive numerical results including the frequency parameters, mode shapes of free vibrations and buckling load parameters are presented in the non-dimensional forms.

• Journal of the Korean Society of Marine Environment & Safety
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• v.20 no.4
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• pp.451-460
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• 2014

In this paper, we examined the problem of the structural stability according to the patch load of a rectangular plate that reflects the material properties of A6082-T6 is used primarily for marine plant structure. it applied to the four patch loading shapes, the effect of aspect ratio, a boundary condition and calculated the critical elastic buckling load. Calculating the critical elastic buckling load, During the eigenvalue buckling analysis it is applied to the shell181 as 4 node shell element. when the plate subjected to patch loading compare to the plate under a uniform axial compression load, it is possible observed to occur the different elastic buckling behaviour and it could be confirmed that it is affected significantly on a variable position and type of loadings, such as the effect of the aspect ratio. Also, Critical elastic buckling load according to th patch loading type in simply supported rectangular plate a/b=1.0, ${\gamma}b$=200mm are calculated 67%(Loading type I), 119 %(Loading type II), 76 %(Loading type III), 160 %(Loading type IV), respectively. Loading type I and III could be determined with the strong elastic buckling behavior much more than Loading type II and IV.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.26 no.3A
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• pp.485-496
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• 2006

Practical stability design method of main members of cable-stayed bridges is proposed and discussed through a design example. For this purpose, initial tensions of stay cables and axial forces of main members are firstly determined using initial shaping analysis of bridges under dead loads. And then the effective buckling length using system elastic/inelastic buckling analysis and bending moments considering $P-{\delta}-{\Delta}$ effect by second-order elastic analysis are calculated for main girder and pylon members subjected to both axial forces and moments, respectively. Particularly, three load combinations of dead and live loads, in which maximum load effects due to live loads are obtained, are taken into account and effects of live loads on effective buckling lengths are investigated.