• 대한토목학회논문집
• /
• 제28권6A호
• /
• pp.827-833
• /
• 2008

이 논문은 elastica형 아치의 자유진동에 관한 연구이다. Elastica형 아치의 선형은 항상 일정한 곡선길이를 갖는 후좌굴 기둥의 정확탄성곡선을 이용하였다. 이 Elastica형 아치의 곡률항을 일반아치의 자유진동을 지배하는 미분방정식에 적용하여 고유진동수 및 진동형을 산출하였다. 수치해석 예에서는 회전-회전, 회전-고정 및 고정-고정의 지점조건을 고려하였다. 회전관성이 고유진동수에 미치는 영향을 분석하고, 아치의 높이비 및 세장비와 고유진동수와의 관계를 그림에 나타내었다. Elastica형 아치와 포물선형 아치의 고유진동수를 비교한 결과, elastica형 아치의 고유진동수가 포물선 아치의 고유진동수보다 매우 크게 나타나는 동적 특성을 보였다. 진동형의 전형적인 예를 그림에 나타내었다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제29권2A호
• /
• pp.145-153
• /
• 2009

본 연구에서는 포물선 아치의 횡-비틂 좌굴 강도에 관한 연구를 수행하였다. 포물선 아치는 아치의 중립축을 따라 곡률이 변하므로 일정한 곡률을 갖는 원형 아치의 경우보다 횡-비틂 좌굴 강도식을 유도하는 것이 복잡하며, 이에 대한 연구가 미흡한 실정이다. 본 연구에서는 ?의 효과를 고려하여 변곡률을 갖는 아치의 횡-비틂 좌굴식을 유도하고 포물선 아치의 좌굴강도를 계산하기 위하여 유한차분법을 이용한 수치해법을 제안하였다. 이러한 수치해법은 기존 연구자 및 유한요소해석 결과와 비교하였으며, 그 타당성을 검증하였다. 마지막으로, 변수해석을 수행하여 라이즈비의 영향에 따른 원형과 포물선 아치의 횡-비틂 좌굴 강도를 비교 분석하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제21권4호
• /
• pp.357-364
• /
• 2008

본 논문은 단면적이 일정한 직사각형 중공단면을 갖는 아치의 자유진동에 관한 연구이다. 아치의 자유진동을 지배하는 미분방정식을 극좌표계에서 유도하였으며, 이 미분방정식에는 회전관성효과를 고려하였다. 본 연구에서는 원호아치에 비해 구조적 안정성이 우수한 포물선형 아치를 대상아치의 선형으로 결정하였으며, 고정-고정, 고정-회전, 회전-회전의 단부조건을 고려하였다. 미분방정식을 효율적으로 해석하여 정확한 고유진동수를 산정할 수 있는 수치해석 알고리즘을 개발하고, 문헌과 본 연구의 결과를 비교하여 본 연구에서 유도된 이론식 및 수치해석 과정의 타당성을 검증하였으며, 단면폭비, 두께비 및 형상비 등과 같은 제 변수 변화에 따른 무차원 고유진동수의 변화를 고찰하였다.

• 한국소음진동공학회논문집
• /
• 제18권2호
• /
• pp.215-223
• /
• 2008

The differential equations governing free vibrations of the elastic arches with hollow section are derived in polar coordinates, in which the effect of rotatory inertia is included. Natural frequencies is computed numerically for parabolic arches with both clamped ends and both hinged ends. Comparisons of natural frequencies between this study and reference are made to validate theories and numerical methods developed herein. The lowest four natural frequency parameters are reported, with the rotatory inertia, as functions of three non-dimensional system parameters: the breadth ratio, the thickness ratio and the rise to span length ratio.

• 한국농공학회지
• /
• 제37권2호
• /
• pp.53-63
• /
• 1995

본 논문의 다경간 연속아치의 자유진동에 관한 연구이다. 다경간 연속아치의 고유진 동수 및 진ㄷㅇ형을 산출하기 위하여 내부지점의 지점조건에 다른 경계조건식을 유도하였다. 아치의 선형은 포물선을 택하였으며, 회전-로울러-회전, 고정-회전-고정의 지점 조건을 갖는 2경간 연속아치에 대한 수치해석 결과를 제시하였다. Runge-Kutta maethod을 이용 하였다. 실제 수치해석예에서는 회전관성이 고유진동수에 미치는 영향을 고찰 하였으며, 무차원 고유진동수와 아치높이 지간길이비 및 세장비 사이의 관계를 분석하였다. 또한 실험을 토아여 이론적인 해석결과를 검증하였다.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제17권4호통권77호
• /
• pp.439-447
• /
• 2005

아치 리브가 수직 하중을 받는 경우, 예기치 않게 면내 방향으로 좌굴이 발생될 수 있다. 따라서 설계자는 아치 리브의 면내 안정성을 설계 시 반드시 고려해야 한다. 본 논문에서는 유한 요소 해석을 통하여 수직 등분포 하중을 받는 고정지점 포물선 아치 리브의 탄성, 비탄성 면내 좌굴 강도를 연구하였다. 본 연구에서 사용된 아치 리브의 스냅-스루 현상과 비탄성 거동을 모사하기 위한 유한 요소 해석 모델은 기존 연구자들의 실험 결과를 이용하여 검증되었다. 또한 아치 리브의 면내 극한 강도를 결정하기 위하여 대변형과 재료의 비탄성, 잔류응력을 고려하였으며, 마지막으로 유한 요소 해석의 결과를 EC3 설계기준과 비교, 분석 하였다.

• 한국소음진동공학회논문집
• /
• 제12권12호
• /
• pp.970-978
• /
• 2002

이제까지 아치의 자유진동에 관한 연구들은 모두 극좌표계에서 해석한 연구들이다. 이 논문은 극좌표계에서 아치의 해석을 지양하고, 직교좌표계에서 아치의 자유진동을 해석한 연구이다. 아치의 자유진동을 지배하는 미분방정식을 직교좌표계에서 유도하고. 이를 수치해석하여 고유진동수와와 진동형을 산출하였다. 미분방정식에는 회전관성 효과를 고려하고. 아치의 선형은 포물선으로 채택하였다. 실제 구조물에 대한 적용을 위하여 비대칭 축을 갖는 아치를 수치해석 하였다. 본 연구와 SAP 2000의 결과를 비교하여 본 연구의 타당성을 검증하였다. 수치해석의 결과로 아치의 무차원 변수들이 무차원 고유진동수에 미치는 영향을 분석하고. 전형적인 진동형의 예를 그림에 나타내었다.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제9권4호통권33호
• /
• pp.673-682
• /
• 1997

이 논문에서는 회전관성과 전단변형이 변화곡률 아치의 고유진동수에 미치는 영향을 분석하였다. 임의의 변화곡률을 갖는 등단면 아치의 자유진동을 지배하는 미분방정식을 유도하였으며, 유도된 미분방정식에 회전-회전, 회전-고정 및 고정-고정의 단부조건을 갖는 포물선, 원호 및 타원 아치를 적용하여 수치해석하였다. 해석결과로서 무차원 변수인 아치높이 지간길이비 및 세장비 변화에 따론 최저차 4개의 무차원 고유진동수를 산출하였다.

• 한국공간구조학회논문집
• /
• 제12권1호
• /
• pp.87-98
• /
• 2012

본 연구에서는 쉘의 테두리를 보가 둘러싸고 있는 전통적인 형태와 모서리보를 제거한 형태의 모임지붕형 쌍곡포물선쉘구조의 유한요소해석결과비교를 통해 모서리보의 역할을 확인하고, 또한 지붕의 경사도의 영향을 분석하였다. 유한요소해석에 의하면 쉘면에 작용하는 하중은 쉘 대각선 방향의 아치작용을 통해 모퉁이의 지점에 직접 전달되므로 막이론에 비해 테두리보에는 부재력이 작게 작용하고 모퉁이의 지점 부분의 쉘에는 응력이 증가되는 것으로 나타났다. 모서리보를 제거하면 지점 부근의 쉘에 더욱 응력이 집중되고 경사진 모서리 부분의 처짐이 증가하는데 이와 같은 현상은 지붕의 경사도가 낮아짐에 따라 현저해지는 것으로 나타났다. 따라서, 모임지붕형 쌍곡포물선쉘 구조에서는 지점 부분의 쉘두께를 보다 증가할 필요가 있으며 경사도가 낮은 쌍곡포물선쉘 구조의 모서리보 제거는 주의가 필요한 것으로 나타났다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제12권2호
• /
• pp.43-54
• /
• 1992

낮은 아치는 동하중 재하시 재료는 탄성범위 내에 있더라도 큰 변형이 발생할 수 있으며, 좌굴 가능성이 높기 때문에 선형해석으로는 정확한 거동을 구명하기 어렵다. 본 연구에서는 이에 따라 낮은 아치의 동적 비선형 해석방법 및 좌굴판단기준을 제시하였으며, 제시된 방법을 토대로 낮은 아치의 동적 비선형 해석을 수행하고 임계좌굴하중을 구하였다. 형상의 비선형성은 Lagrangian 운동좌표를 고려하여 해석하였으며 동적운동방정식을 풀기 위하여 유한요소법을 사용하였다. 이 때, 동적 운동방정식의 시간적분으로 Newmark 해법을 채택하였다. 프로그램은 만재 방사형 등분포하중을 받는 낮은 원호 아치를 해석하여 그 결과치를 다른 연구결과와 비교하여 검증하였다. 모형해석을 통해서는 큰 동하중을 받는 원호 아치는 기하학적 비선형 거동을 고려하여 해석되어야 하며, 아치가 낮아질수록 좌굴발생 가능성이 높아짐을 알았다. 여러가지 형상의 아치에 대한 좌굴해석을 실시하여 임계 좌굴하중을 구하였으며 기존의 연구와 비교하여 정확성을 확인하였다. 원호 아치의 거동을 본 연구에서 사용한 무차원 매개변수를 이용하여 해석한 결과로 부터, 동일한 형상매개변수를 가진 아치들은 실제하중을 하중매개변수로 환산하여 같은 하중매개변수를 재하했을 때 시간매개변수에 따라 처짐비를 기준으로 같은 거동을 함을 알았으며, 좌굴현상도 같은 하중매개변수에서 나타남을 확인하였다. 또한, 포물선형상의 아치와 연직하중이나 집중하중이 재하된 경우의 해석에도 개발된 프로그램이 유용하게 사용될 수 있음을 해석예를 통하여 밝혔다.