• 전산구조공학
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• 제20권1호
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• pp.59-64
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• 2007

• 대한토목학회논문집
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• 제39권1호
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• pp.123-134
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• 2019

본 연구에서는 비조밀 플랜지 단면이 적용된 일축대칭 스텝보의 비탄성 횡-비틀림 좌굴에 대한 새로운 설계식을 제안하였다. 범용유한요소해석 프로그램인 ABAQUS와 회귀분석프로그램인 MINITAB을 사용하여 설계식을 도출하였다. 실험 및 해석에 적용된 매개변수는 플랜지 보강의 길이변수(${\alpha}$), 폭변수(${\beta}$), 두께변수(${\gamma}$)와 비지지길이 비($L_b/h$)가 고려되었으며, 경계조건은 스텝보의 양단을 횡지지하고 힌지/롤러 경계조건 즉 단순보 경계조건을 적용하였다. 제안식 및 해석결과와 비교하기 위한 실험의 경우, 실험체 지간 중앙에서 같은 거리에 있는 2점 하중을 상부플랜지에 가력하여 거동특성을 분석하였다. 본 논문에서 제안된 설계식은 실험결과와 유한요소해석결과의 비교분석을 통하여 합리적인 설계식임을 확인할 수 있었으며, 비조밀플랜지단면이 적용된 일축대칭 스텝보의 횡비틀림좌굴을 계산하는 데 신뢰성 있는 안전한 값을 나타내고 있다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권1A호
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• pp.99-106
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• 2006

일축대칭의 단면특성을 갖는 T형 부재는 단면의 특성상 축방향 압축력으로 인하여 전체좌굴이 발생할 경우 휨-비틀림 좌굴이 지배모드가 된다. 인발성형 T형 부재의 휨-비틀림 좌굴거동을 실험적 연구를 통하여 알아보았다. E-glass/vinylester와 E-glass/polyester로 만들어진 2종류의 인발성형 부재가 사용되었으며, 보강층의 배치, 보강층의 두께, 구성물질의 부피비, 역학적 성질 등을 실험적으로 규명하였다. 좌굴실험에서 휨 및 비틀림에 대한 단순지지 조건을 만족시키기 위해서 knife edge를 사용하였으며, 3개의 potentiometer를 사용하여 실험체의 횡변위와 비틀림각을 측정하였다. 모든 실험체에 휨-비틀림 좌굴이 발행하였으며, 대부분의 실험체가 후좌굴 강도를 가지고 있음을 알 수 있었다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2009년도 정기 학술발표대회
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• pp.69.1-69.1
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• 2009

• 한국산학기술학회논문지
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• 제10권8호
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• pp.2038-2043
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• 2009

본 연구는 유한요소해석을 이용하여 순수 휨이 작용하는 T형 단면보의 탄성 횡-비틀림 좌굴강도에 대해 기술하고 있다. 유한요소해석을 통해 얻어진 결과는 AISC-LRFD(2007)설계기준과 비교되었으며, 검토결과 AISC-LRFD 제안식을 이용하여 얻어지는 값들이 유한요소해석 결과보다 큰 값을 나타내고 있어 안전측 설계를 유도하고 있지 못하고 있다. 이에 본 연구에서는 수정된 설계 계산식을 제안하고 예제를 통해 활용성을 검토하였다. 새로운 설계 계산식은 T형보의 횡-비틀림 좌굴강도 산정에 쉽게 적용될 수 있으며, 다양한 하중이 작용하는 경우 T형보의 연구에 적극 활용 될 수 있을 것이다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제10권2호
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• pp.7-13
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• 2010

단순보 끝단의 단면을 증가시키는 일단과 양단 계단식 단면 변화 I형보는 경제적인 단면활용과 제작의 편의성으로 인하여 교량제작에 널리 사용되고 있다. 본 연구는 균일 모멘트를 받는 일축대칭 I형 스텝보의 횡-비틀림 좌굴 강도에 관한 연구이다. 유한요소해석이 본 연구에 활용되었으며, 해석매개변수로는 단면변화 길이 비율, 플랜지두께 변화 비율과 플랜지폭 변화 비율 및 다양한 일축대칭비율이 고려되었다. 해석결과를 토대로 제안된 설계강도식은 대부분의 경우에 안전측의 값을 나타내고 있으며, 향후 다양한 하중조건을 고려한 설계식 개발에 활용될 수 있을 것이다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제7권1호
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• pp.63-69
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• 2006

본 연구에서는 비지지 길이 한쪽 단에 계단식 단면 변화를 가지는 보에 대해 횡-비틀림 좌굴 강도를 합리적으로 산정하기 위한 새로운 모멘트구배 수정계수를 개발, 제안하였다. 새로운 모멘트구배 수정계수식을 개발하기 위하여 유한요소해석 프로그램이 활용되었으며, 제안식은 기존에 발표된 식들과 비교·분석되었다. 구조물에 발생가능한 대부분의 하중조건이 본 연구에 고려되었으며, 본 논문을 통해 제안된 새로운 모멘트구배 수정계수식은 건물과 교량의 설계 및 유지관리 기술자들이 간편하고 경제적인 설계를 유도하는 데 크게 기여할 것이다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제16권1호통권68호
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• pp.155-167
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• 2004

각각 집중하중과 등분포하중을 받는 단순보의 비탄성 횡-비틀림 좌굴에 대하여 연구하였다. 잔류응력을 단순형과 다항식형으로 하여 line-type 유한요소법으로 해석하였다. 잔류응력의 형태는 플랜지에서는 4차 곡선으로 웨브에서는 2차 곡선으로 가정하였다. 우리나라에서 생산되는 4종류의 I형강에 대하여 비탄성 횡-비틀림 좌굴에 대하여 해석한 후 결과를 강구조편람의 내용과 비교하였다. 해석결과로부터 강구조 편람에 의한 설계는 주보에 보조보가 있는 경우나 없는 경우 모두 전반적으로 과설계임을 알 수 있었다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제25권2호
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• pp.115-130
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• 2013

본 연구에서는 공칭인장강도 800MPa를 지니는 고강도 강재로 조립된 H형강보의 횡지지거리에 따른 횡비틀림 좌굴강도를 현행 강구조설계기준(KBC 2009, AISC-LRFD 2010)을 바탕으로 평가하였다. 현행 기준은 고강도 강재와 응력도-변형도 특성이 확연히 다른 항복강도 350MPa 이하의 일반강을 전제로 정립된 것으로서, 고강도 강재에 대한 현행 기준의 적합성 여부가 우선 검토되어야 한다. 본 연구의 실험체는 모두 컴팩트 단면으로서 춤-폭비(H/B) 1.7을 갖는 실험군 A(상대적 뒤틀림 강성을 통한 모멘트전달이 작은 경우)와 2.7을 갖는 실험군 B(상대적으로 모멘트전달에 뒤틀림 강성 크게 기여하는 경우)로 구성하였다. 항복 이후의 응력도-변형도 특성의 영향을 받는 비탄성 횡좌굴 거동이 유발되도록 횡지지거리를 제어하면서 횡지지 구간 내에 균등모멘트가 작용하도록 가력하였다. 두 실험군 모두 현행 기준에 요구하는 강도를 충분히 상회하였고, 특히 뒤틀림 거동을 통한 모멘트전달이 크지 않은 실험군 A의 일부실험체는 소성설계에서 요구하는 수준의 회전능력까지 발휘하였다. 이들 실험결과는 현행 기준을 고강도 강재에 보수적으로 확대하여 적용할 수 있음을 보여준다. 실험결과를 좀더 심층적으로 분석하기 위해 일반강 및 고강도강의 응력도-변형도 특성을 고려한 H형강보의 횡지지거리에 따른 비탄성 횡좌굴강도 산정식을 유효접선계수를 반영하여 해석적으로 유도하였다. 이를 통해 소재의 항복강도와 탄성계수만을 고려하여 산정되는 현행 기준의 소성횡지지거리($L_p$) 제한식은, 항복참(yield plateau)없이 즉시 변형경화하는 고강도 강재에 적용하는 경우 보수적인 결과로 귀결됨을 입증하였다. 비탄성 횡좌굴 제어를 위한 횡지지거리는 소재의 항복강도 뿐만 아니라 항복 이후의 변형경화특성까지 반영하여 정의되는 타당하므로 이에 대한 개선의 필요성이 있다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제9권4호
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• pp.1-9
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• 2009

본 논문은 등분포하중과 양끝단에 모멘트가 작용하는 계단식 변단면보(스텝보)의 비선형 횡-비틀림 좌굴에 대해 연구이다. 3차원 유한요소해석 프로그램인 ABAQUS(2007)와 회귀분석 프로그램 MINITAB(2006)이 단순보 경계조건을 가지고 있는 일단 또는 양단 변단면보의 설계 좌굴강도 산정식 개발에 적용되었다. 해석모델의 비지지길이 내 중앙부분의 플랜지는 폭 30.48cm, 두께 2.54cm로 고정되었으며, 양단 또는 일단 플랜지의 크기는 해석매개변수로 고려되었다. 양단 스텝보는 플랜지 해석매개변수를 고려하여 27개, 일단 스텝보는 36개의 해석모델이 하나의 하중조건에 적용되었다. 본 연구는 잔류응력과 초기변형을 고려하여 비탄성 구간 내 3가지 비지지길이와 5가지 하중조건이 고려된 총 945개의 해석모델을 고려하였다. 잔류응력의 분포는 Pi와 Trahair(1995)가 적용한 분포도를 사용하였으며, 초기변형은 현대제철의 제작기준인 형강길이의 0.1%조건을 적용하였다. 본 논문에 제안된 식과 유한요소해석결과를 비교분석한 결과 양단 스텝보에서는 최대 13%, 일단 스텝보에서는 최대 10%의 차이를 보이고 있다. 본 연구를 통해 개발된 식은 경제적이고 합리적인 설계에 적극활용 가능하며, 변단면 부재의 비탄성 좌굴강도 연구에 크게 기여할 것이다.