• 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.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.29 no.1A
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• pp.53-60
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• 2009

This paper deals with the geometrical nonlinear analyses of post-buckled columns with variable cross-section. The objective columns having variable cross-section of the width, depth and square tapers are supported by both hinged ends. By using the Bernoulli-Euler beam theory, differential equations governing the elastica of post-buckled column and their boundary conditions are derived. The solution methods of these differential equations which have two unknown parameters are developed. As the numerical results, equilibrium paths, elasticas and stress resultants of the post-buckled columns are presented. Laboratory scaled experiments were conducted for validating the theories developed in this study.

• Journal of Korean Society of Steel Construction
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• v.13 no.6
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• pp.683-691
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• 2001

Numerical methods are developed for solving the elastica and buckling load of tapered columns with shear deformation, subjected to a compressive end load. The linear, parabolic and sinusoidal tapers with the regular polygon cross-sections are considered, whose material volume and span length are always held constant. The differential equations governing the elastica of buckled column are derived. The Runge-Kutta method is used to integrate the differential equations, and the Regula-Falsi method is used to determine the rotation at left end and the buckling load, respectively. The numerical methods developed herein for computing the elastica and the buckling loads of the columns are found to be efficient and reliable.

• Transactions of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering
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• v.12 no.5
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• pp.323-329
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• 2002

This paper presents the application of the technique of differential transformation to the post-buckling problem of non-uniform cantilever column subjected to a combined load. Numerical calculations are carried out and compared with previously published results to validate the results of the present method. The results obtained by this method agree very well with those reported in the previous works. The results obtained by the present method are presented for both various non-uniform columns and loads.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.11 no.4
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• pp.17-26
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• 1991

Numerical methods are developed to obtain the critical loads and to analyze the post-buckling behaviour of the linearly varying tapered columns. The non-dimensional differential equations governing the elastica of post buckled column are derived by third order and solved numerically using the Runge-Kutta method and Regula-Falsi method. Three kinds of cross-sectional shape with simply supported end constraint are applied in unmerical examples. As the numerical results, the equlibrium paths. the typical elastica of post buckled columns and the critical load vs. section ratio curves are presented in figures. Also, the effects of cross-sectional shape factor on critical loads and postbuckling behaviour are presented in tables.

• Journal of Korean Society of Steel Construction
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• v.19 no.6
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• pp.725-735
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• 2007

The local buckling strength and post-local buckling strength of thin steel plates in the steel-concrete composite column were evaluated by nonlinear finite element analyses. The proposed width-to-thickness limit ratio was based on elastic buckling analyses, in which the increased local buckling capacity of the plate due to the in-filled concrete was considered by the boundary conditions of the thin plate. Considering the initial imperfections and residual stresses, we determined the initial local buckling strength and post-local buckling strength of the thin plates with various width-to-thickness ratios. The formula to evaluate the compressive capacity of the steel-concrete composite column based on the effective width of the plate was proposed. For verification, values determined by the formula were compared with the experimental results.

• Journal of Korean Society of Steel Construction
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• v.15 no.3
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• pp.313-320
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• 2003

The governing equation of the post-buckling of shear-deformable uniform columns under a combined load consisting of a uniformly distributed axial load and a concentrated load at a free end was derived and the post-buckling analysis was investigated by using differential transformation. The loads were obtained for various end-slopes. The results obtained by the present method agree well with published results. In this paper, the differential transformation method was illustrated through its application to the non-linear differential equation of the post-buckling. It is expected that applications of the method to more challenging problems will are expected follow in future to ensue.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 2011.02a
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• pp.40-40
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• 2011

현재 일반적으로 활용되고 있는 원통형 쉘구조로 이루어진 타워구조의 대형화가 추진되면서 제작, 운반 편의성, 단면효율성, 경제성 제고를 위해 다각형단면 기둥구조물의 활용이 대두되고 있다. 하지만 다각형 단면 기둥구조의 극한강도에 대한 자료가 충분치 않고 관련 기준이나 지침이 명확히 제시되고 있지 않은 실정이다. 본 연구에서는 원통형 쉘구조물을 다각형구조물로 대체하여 제작될 경우 축방향 압축에 대한 내하력 향상 효과를 수치해석적으로 검토해 보고자 한다. 해석모델은 지름 2m, 두께 20mm인 원형강관 프로토타입 풍력타워 구조를 참고로 하여 이에 내접하도록 결정한 6~12각형 단면 형상으로써 높이 10,000mm인 3차원 기둥모델을 구현하였고 유한요소프로그램인 ABAQUS를 이용하여 해석하였다. 각 subpanel의 중앙에 종방향 보강재를 설치하였을 때 국부좌굴에 대한 내하력 변화를 비교하기 위해 종방향보강재로 보강한 모델을 구성하여 비교 해석을 수행하였다. 종방향 보강재의 제원은 미국 SSRC 제안식을 기준으로 삼았다. 탄성좌굴해석을 통해 탄성좌굴모드 형상을, 비선형비탄성해석을 통해 최종파괴모드 및 극한강도를 얻었다. 보강 전 후의 탄성좌굴 해석 결과로부터 최소모드의 고유치 값을 비교하였다. 각 subpanel 단면 중심부에 한 개의 보강재를 설치한 경우 탄성좌굴강도가 4배 가량 증가하였다. 이로부터, 보강재(n=1) 설치에 따라 유효 폭두께비가 1/2로 감소하는 효과를 확인 할 수 있다. 비선형해석결과로부터 subpanel의 단면중심에 보강재를 설치한 경우 보강재가 위치한 곳에 고정점이 형성되어 이를 중심으로 국부 좌굴모드에 변화가 생기는 것이 확인되었다. 이러한 변화는 다각형 단면 기둥구조의 내하력 성능, 즉 국부좌굴강도에 영향을 준다. 충분한 강성을 갖는 종방향 보강재가 설치된 경우, 극한상태에서도 유효폭두께비가 줄어드는 것과 같은 강도 향상 효과를 확인할 수 있다. 이러한 사실은 각 해석결과 극한강도를 DIN code, Migita와 Fukumoto의 제안식, SSRC 설계제안식 등과의 비교를 통해 확인할 수 있었다.

• Magazine of the Korea Concrete Institute
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• v.1 no.2
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• pp.121-132
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• 1989

유한요소법을 바탕으로 한 프리스트레스트 콘크리트 평면 보-기둥 구조의 후좌굴 거동에 대한 수직해석법을 제시하였다. 콘크리트의 균열, 변형연화 및 PS강재의 항복과 같은 재료 비선형성을 고려하였다. 좌굴 거동 연구에 필수적 요소인 기하학적 비선형성을 Updated Lagraugian Formulation에 의하여고려하였다. 현재의 재료성질 및 변형상태에 부합하는 단분형 평형방정식을 수립하고 이것을 불평형 가중보정에 의한 Newton-Raphson 반복법으로 푼다. 좌굴후 발생하는 하중변형 곡선의 하련부는 비선형 평형 방정식의 해법중 일반적으로 많이 사용되는 가중 단분법이 아니라 변위단분법을 사용함으로써 올바르게 추적한다. 요소내의 재료성질변화는 층적분법에 의하여 고려한다. 본 논문에서는 콘크리트 균열에 의한 중립축이동의 영향을 정확히 고려하기 위하여 추가적으로 축방향변위에 대한 내부자유도를 설정하였다. 본 논문에서 제안하는 방법의 정당성과 응용성을 나타내 보일 수 있는 수직해석 예제를 제시하였다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.37 no.1
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• pp.83-88
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• 2013

Progressive collapse is a chain reaction of failures propagating throughout a portion of a structure that is disproportionate to the original local failure. When column members are subjected to unexpected load (compression load), they will buckle if the applied load is greater than the critical load that induces buckling. The post-buckling strength of the columns will decrease rapidly, but if there is enough residual strength, the members will absorb the potential energy generated by the impact load to prevent progressive collapse. Thus, it is necessary to identify the relationship of the load-deformation of a column member in the progressive collapse of a structure up to final collapse. In this study, we carried out nonlinear FEM analysis and based on deflection theory, we investigated the load-deformation relationship of H-section steel columns when both ends were fixed.