• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2003년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.335-347
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• 2003

본 논문에서는 설계 하중에 지배되는 구조물에 있어서, 입력 파라미터들의 불확실성을 표준편차와 패턴의 변동, 두 차원에서 접근, 처리할 수 있는 방안을 제시하기 위해서 구조물에 입력으로 작용하는 하중 패턴의 결정과 구조물의 형상의 진화를 동시에 고려할 수 있는 Co-Evolutionary Structural Design framework라 명명한 새로운 구조 설계 방식을 개발하였다. 공학자의 직관과 경험 의존적인 하중을 대상으로 최적화된 구조물은, 성능에 완벽한 안전을 보장해 줄 수 없으며, 이에 관한 문제를 해결하기 위해서 주어진 상황 속에서 다양한 하중이 작용하더라도 안전할 수 있는 구조물의 설계 방식에 관해서 설명한다. 본 프레임워크는 연성을 가지는 두 Disciplinary Modules, 즉 구조 형상설계와 하중설계로 이루어지며 하중에 관한 DB로 연결되어 순차적인 MDO 설계과정을 거치게 된다. 두 Discipline은 설계과정을 거치면서 상호 견제의 틀 속에서 진화하며 기존 방식과 달리 극한 하중 패턴을 스스로 찾아서 설계 반영하는 특징을 가진다. 본 접근 방식의 유용성을 평가하기 위해서 10-bar truss 구조물과 Jacket-Type 구조물로 테스트해 보았다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2009년도 정기 학술대회
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• pp.509-512
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• 2009

본 논문에서는 KBC(Korean Building Code)와 IBC(International Building Code)의 풍하중 기준의 비교 분석을 통하여, BIM 프로세스 기반의 구조해석 및 설계 프로그램에서 풍하중 산정 시 국내 건축구조설계기준(KBC)을 적용하기 위한 방안을 제시하는 것을 목적으로 한다. 현재 BIM 기반 구조해석 및 설계 프로그램 중에는 한국구조설계기준(KBC)에 부합하는 풍하중 산정이 가능한 프로그램이 존재하지 않는다. 구조설계 기준에서 특히 풍하중 산정 방법은 기준 및 지역에 따른 산정 방법에 차이가 있기 때문에, 구조설계의 안전성을 높이고 한국 실정에 맞는 건축물의 설계를 위해서 KBC 기준의 적용이 필요하다. 본 연구에서는 IBC와 KBC 내의 풍하중 산정 방법의 차이점을 비교 분석하고, 실제 사례연구를 통하여 풍하중 산정의 차이를 확인한다. KBC 기준 풍하중 산정 결과를 구조해석 및 설계 프로그램에 적용하기 위한 방법으로써 외부 프로그램을 활용하며 외부 프로그램에서 산정한 풍하중을 다시 구조해석 및 설계 프로그램 상에 입력하여 구조해석을 수행함으로써 KBC 기준 풍하중의 적용을 통한 한국형 BIM 구조해석 및 설계의 방안을 제시한다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2009년도 정기 학술대회
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• pp.412-415
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• 2009

본 논문에서는 등기하 해석법을 이용하여 설계 의존형 하중조건을 갖는 구조물에 대한 형상 최적설계 를 수행하였다. 유한요소 기반 형상 최적설계는 설계영역 매개화에 어려움이 있으나 등기하 해석법은 NURBS 기저 함수와 조정점을 이용함으로써 기하학적 표현이 용이하다는 장점을 가지고 있다. 기하학적으로 정확한 모델은 응답 및 설계민감도 해석에 사용되며, 설계구배 기반의 최적화에 있어서 중요한 역할을 한다. 하중조건이 설계영역의 변화에 따라 변하는 최적설계 문제에서 경계에서 설계민감도가 부정확한 경우, 설계공간에서 최적설계가 균일한 수렴성을 갖기 어렵다. 즉 유한요소법을 이용한 형상 최적설계에서 설계 의존형 하중조건을 갖는 문제를 푸는 경우, 최적설계를 진행할 때 변하는 경계의 부정확성 때문에 정확한 설계민감도를 얻기가 어려운 점이 있다. 본 논문에서는, 엄밀한 기하형상을 표현하는 등기하 설계민감도를 활용한 형상 최적설계 기법이 설계 의존형 하중조건을 갖는 문제에서 좋은 결과를 제시함을 확인하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 추계학술대회 초록집
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• pp.33.1-33.1
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• 2011

풍력발전기가 점차 대형화되어가는 추세에 따라 블레이드 역시 점차 길어지고 무거워지는 경향을 보이고 있다. 이는 블레이드뿐만 아니라 풍력발전기 시스템 전체의 하중 및 비용의 증가를 불러오게 되므로, 시스템의 성능 및 하중에 가장 큰 영향을 끼치는 블레이드의 공력특성에 대한 연구가 전 세계적으로 지속되고 있다. 그 중에서도 특히 작동 중 오염에 의한 블레이드 표면 거칠기 변화는 블레이드의 공력특성을 변화시켜, 발전기 전체의 성능뿐만 아니라 전체 하중에도 영향을 끼치는 주요 인자이다. 따라서 풍력발전기 블레이드 설계 시에 예측된 설계하중과 실제 운용 환경에 의해 변화된 운용하중 간의 차이를 예측할 수 있다면, 블레이드 설계 시에 표면 거칠기 변화에 따른 영향을 고려함으로써 실제 운용 환경에 맞는 최적의 블레이드 및 풍력발전기 시스템 설계를 수행할 수 있다. 본 연구에서는 블레이드의 표면 거칠기 변화에 따라 풍력발전기 하중이 어떻게 영향을 받는지에 대하여 분석하였다. 이를 위하여 표면 거칠기 민감도를 고려하지 않고 설계된 기준 블레이드와, 운용 중 표면 거칠기가 변화된 블레이드의 2개 모델에 대한 하중해석을 수행하고 그 결과를 비교하였다. 보다 실제적인 해석을 위해 Multi-MW 급 풍력발전기 시스템 모델을 대상으로 최적 설계된 블레이드를 기준 모델로 삼았다. 하중계산방법은 IEC 및 GL 2010 가이드라인을 참고하였으며, 일부 주요 극한하중 상황에 대하여 해석을 수행하여 설계하중상황(design load case, DLC) 별로 하중의 증감 및 경향을 비교하였다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2010년도 정기 학술대회
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• pp.512-515
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• 2010

본 논문에서는 등기하 해석법을 이용하여 설계의존형 하중조건을 갖는 구조물에 대한 형상 최적설계를 수행하였다. 유한요소법 기반 형상 최적설계는 CAD 모델과 해석 모델의 차이로 인해, 설계영역 매개변수화에 어려움이 있다. 등기하 해석법은 CAD 모델과 동일한 NURBS 기저 함수와 조정점을 해석에 이용함으로써 설계의 기하학적 변화를 해석모델에 직접적으로 표현할 수 있는 장점을 가진다. 하중조건이 설계 영역이 변화함에 따라 변하는 최적설계 문제의 경우, 정확한 설계 영역 표현은 법선 벡터, 즉 변화하는 하중의 방향과 곡률과 같은 고차항의 정보를 정확하게 표현할 수 있고, 따라서 목적함수를 최소 또는 최대화시키는 최적의 해로 이끌어 낸다. 유한요소법 또는 밀도법을 이용한 형상 최적설계에서 설계의존형 하중조건을 갖는 구조물의 문제를 푸는 경우, 최적설계가 진행됨에 있어 변화하는 경계의 부정확성 때문에 정확한 설계민감도를 얻기가 어려운 점이 있다. 본 논문에서는, 수치 예제를 통해 등기하 해석 기반의 형상 최적설계 방법론이 설계의존형 하중조건을 갖는 구조물 문제에서 수월성을 가짐을 확인하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제22권1호
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• pp.45-52
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• 2009

본 논문에서는 파랑하중과 지진하중 하에서의 방파제 설계와 관련한 해석에 대한 하나의 설계지침을 제시하였다. 이를 위해서 파랑하중 중 쇄파대내에서 일어날 수 있는 충격파랑하중을 정량적으로 하나의 모델에 대해 제안된 식에 의해 산출 해 보았다. 널리 사용되는 모리슨 방정식에 의한 파력과 쇄파력으로 야기되는 충격하중을 산술적으로 합하는 방식으로 계산해보았다. 결과적으로 충격하중이 크지 않아, 일반적으로 쇄파파력산정에 있어서 오차범위가 큰 불규칙파의 쇄파대내의 파력공식인 고다식을 사용하는 것은 큰 문제가 없다는 가정을 할 수 있었다. 이에 파랑하중의 경우 항만구조물에 사용되는 고다식을 이용하여 방파제 구조물의 거동을 해석해 보았다. 지진하중의 경우 단주기, 장주기, 인공지진파에 의한 수치해석을 수행하여 방파제의 거동을 해석하였다. 방파제의 설계에 있어서 중요한 것은 설치해역에 적합한 방파제를 선택하는 문제이며 다음으로는 파랑하중과 지진하중의 중요도를 판단하는 것이라 판단된다. 모델을 선정하여 계산해본 결과 파랑하중에 의한 구조물의 거동과 지진하중에 의한 거동이 같은 정도의 구조적인 변화를 나타내는 것으로 판단되어 방파제 설계 시 두 하중을 같은 비중으로 다루어야 할 것으로 판단되어 진다. 방파제 설계의 주요 항목으로 파랑하중과 지진하중이 동시에 중요하다는 점을 제시하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제16권2호통권69호
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• pp.267-274
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• 2004

본 실험의 목적은 H형강보에 작용하는 매달림 하중 중 연직하중인 인장하중을 그 대상으로 구조설계시 적용되는 설계하중에 대하여 인장하중이 스터드 커넥터를 통하여 슬래브에 전달되는 하중전달 경로와 그 성능을 파악하는데 있다. 이를 위하여 스터드 커넥터의 기초실험을 실시하고 2개의 실대형 시험체를 제작하여 인장하중에 대한 전달성능을 파악하였다. 실험의 변수로는 H형강보의 크기가 적용되었다. 인장하중 가력실험결과 현행 강구조계산기준을 따라 설계하면 스터드 커넥터에 의한 H형강보의 인장하중의 전달성능은 설계하중을 만족하고 있음을 확인하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제14권2호
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• pp.151-157
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• 2001

iTOP(integrated-design Tool Of Plant)은 철골공장을 대상으로 한 모델링, 구조해석, 후처리, 부재설계, 구조계산서, 구조도면 및 물량산출에 이르는 일련의 과정을 유기적으로 통합한 시스템이다. 크레인 주행도를 주요 인터페이스 도구로 이용하고 \"크레인 하중조건\"이라는 개념을 새로이 도입함으로써, 각 크레인의 주행 범위 및 하중 옵션을 경우별로 설정할 수 있도록 하였다. 이에 따라 크레인거더의 설계 및 해석하중의 계산이 효과적으로 이루어지고, 제반 데이터에 따른 크레인 하중조합의 산정은 완전히 자동화되었다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2012년도 춘계학술대회
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• pp.419-421
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• 2012

높이 2.5m의 콘크리트 플로팅 함체에 3층 규모의 상부골조가 있는 예제에 대해 동적 유체 해석과 정적 구조 해석을 수행하고 그 결과에 따라 종방향설계, 함체의 상부 및 하부 슬래브, 외벽 및 격벽에 대한 설계를 수행하였다. 환경 하중은 새만금 방파제 내부 정수역을 기준으로 파도주기 3.7초, 유의파고 1.0m와 풍속 40m/s를 적용하였으며, 하중조합은 ASCE/SEI 7-10을 기준으로 설계 하였다. 예제 구조물에 대한 설계 결과 고정하중에 의한 영향이 활하중 및 파랑하중에 비해 크게 나타났으며, 이로 인해 중앙부의 철근비가 높아지므로 고정하중을 감소시키는 방안을 검토하여야 함을 확인하였다. 또한 보의 지속하중에 의한 장기처짐과 추가적인 활하중에 의한 순간 처짐의 값이 허용 처짐값보다 크므로 보에서의 프리스트레싱을 고려해야 할 것으로 판단된다.

• 전산구조공학
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• 제3권1호
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• pp.51-57
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• 1990

현행 원자력 발전 구조물의 설계하중 조합규준은 확률적 개념에 의한것이 아닌 재래적인 설계 개념을 그대로 사용하고 있는 실정이다. 본 연구에서는 원자력 발전 구조물의 설계하중 조합 규준을 FEM에 기초한 랜덤 진동 해석을 통하여 제안하였다. 종래의 일반적 신뢰성 해석 방법과는 달리 유한요소 해석 결과를 랜덤 진동 이론에 결합하여 해석함으로서 지진하중과 같은 각종 동적 하중에 대한 보다 정확한 신뢰성 해석이 가능하게 되었다. 본 연구에서는 설계하중 조합 규준을 통하여 국내 원자력 발전 구조물에 적합한 설계하중 계수를 제안하였다.