• 한국농공학회지
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• 제41권5호
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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.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권1A호
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• pp.53-60
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• 2009

이 논문은 양단회전 후좌굴 변단면 기둥의 기하 비선형 해석에 관한 연구이다. 기둥의 변단면은 변화폭, 변화깊이, 정방형 변단면으로 채택하였다. Bernoulli-Euler 보 이론을 이용하여 후좌굴 기둥의 정확탄성곡선을 지배하는 미분방정식을 유도하였다. 이 미분방정식은 두 개의 미지수를 가지며 이러한 미분방정식을 풀 수 있는 수치해석 방법을 개발하였다. 후좌굴 기둥의 수치해석 결과로 평형경로, 정확탄성곡선 및 합응력을 산정하였다. 실험을 통하여 후좌굴 거동의 이론을 검증하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제13권6호
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• pp.683-691
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• 2001

이 논문은 전단변형을 고려한 일정체적 기둥의 좌굴하중 및 후좌굴 거동에 관한 연구이다. 본 연구에서 해석대상 기둥은 일정체적을 갖고 길이가 항상 일정한 변단면 탄성기둥을 택하였다. 실제의 이론 전개에서는 변단면의 단면깊이가 직선, 포물선, 정현식으로 변화하는 정다각형 단면의 변단면 기둥을 채택하였다. 일정체적 변단면 기둥의 후좌굴 거동을 지배하는 상미분방정식을 유도하고, 유도된 미분방정식을 수치해석할 수 있는 컴퓨터 프로그램을 개발하였다. 주어진 기둥의 수치해석 해를 얻기 위하여 Runge-Kutta법을 사용하여 상미분방정식을 수치적분하고, 기둥의 미지수인 좌측 단부에서의 회전각 및 좌굴하중은 Regula-Falsi법을 이용하여 산출하였다.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제12권5호
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• pp.323-329
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• 2002

강도와 작용하중의 분포 및 설계조건 등에 의해 단면이 길이에 따라 임의로 된 외팔 기둥이 구조물 등에 많이 사용되고 있어서 이들에 대한 좌굴에 관한 해석이 구조물의 설계시에는 매우 중요하다. 본 논문에서는 분포하중, 집중하중을 받는 가변단면 기둥의 좌굴 해석후 해석 문제를 differential transformation이라는 새로운 변환방법을 적용하여 해석하여 기존의 해석결과와 비교, 검토하였고, 또한 임의의 가변단면의 외팔 기둥에 대한 좌굴후 해석의 결과를 제시하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제11권4호
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• pp.17-26
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• 1991

이 논문(論文)은 단순지지(單純支持) 변단면(變斷面) 기둥의 임계하중(臨界荷重) 및 후좌굴(後挫屈) 거동(擧動)에 관한 연구(硏究)이다. 이 논문(論文)에서는 변단면(變斷面)을 갖는 후좌굴(後挫屈) 기둥의 정확탄성곡선(正確彈性曲線)을 지배(支配)하는 미분방정식(微分方程式)을 3차이론(次理論)에 의(依)하여 유도(誘導)하고, 이 미분방정식(微分方程式)을 Runge-Kutta method와 Regula-Falsi method를 이용하여 임계하중(臨界荷重)과 후좌굴(後挫屈) 기둥의 정확탄성곡선(正確彈性曲線)을 산출(算出)하였다. 실제(實際)의 수치해석(數値解析) 예(例)에서는 변화(變化)높이 구형단면(矩形斷面), 변화폭(變化幅) 구형단면(矩形斷面), 정방형단면(正方形斷面)/원형단면(圓形斷面)의 3가지 단면형상(斷面形狀)에 대하여 수치해석(數値解析)하였다. 수치해석(數値解析)의 결과(結果)로, 하중(荷重)-처짐의 평형경로(平衡經路), 후좌굴(後挫屈) 기둥의 정확탄성곡선(正確彈性曲線), 임계하중(臨界荷重)-단면화(斷面化) 사이의 관계(關係)를 그림에 나타내었다. 또한 단면형상계수(斷面形狀係數)가 임계하중(臨界荷重)과 후좌굴(後挫屈) 거동(擧動)에 미치는 영향(影響)을 분석(分析)하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제19권6호
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• pp.725-735
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• 2007

이 연구에서는 두께가 얇은 강판을 가진 철골-콘크리트 합성기둥에서 강판의 국부 좌굴 강도 및 국부 좌굴 후 강도에 대한 해석적인 연구를 수행하였다. 콘크리트 충전에 의하여 합성기둥에서 판의 국부 좌굴 성능이 향상되는 것을 경계 조건을 조정하여 해석에 반영하였고, 탄성 좌굴 해석을 통해 한계 폭-두께비를 제안하였다. 또한 초기 처짐 및 잔류 응력을 해석에 반영하여, 다양한 폭-두께비에 해당하는 평판의 비선형 유한 요소 해석을 통해 초기 국부 좌굴 강도 및 좌굴 후 강도를 산정하였다. 이러한 비선형 해석 결과를 이용하여 판의 유효 폭을 산정하였고, 유효 폭을 이용한 철골-콘크리트 합성기둥의 최대 압축 내력식을 제안하였다. 제안식에 의한 계산된 값과 기존의 실험결과를 비교함으로서 제안식의 타당성을 검증하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제15권3호
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• pp.313-320
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• 2003

본 연구는 등분포 축하중과 자유단의 집중하중으로 구성된 조합하중을 받는 등단면 기둥을 대상으로 휨과 전단변형을 고려한 비선형 미분 방정식을 유도하고, 미분 변환을 적용한 수치해석을 실시하여 좌굴 하중을 구하고 좌굴 후 거동 해석을 수행하였다. 자유단의 여러가지 기울기에 따른 좌굴하중을 구하였으며, 미분 변환으로 얻어진 본 연구의 결과는 기존의 연구 결과와 양호한 대응을 나타냈다. 본 연구를 통하여 미분 변환법이 좌굴 후 거동 해석과 같은 비선형 미분방정식의 해법에 적용될 수 있음을 확인하였고, 향후 좀 더 복잡하고 다양한 문제에도 응용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
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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.

• 콘크리트학회지
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• 제1권2호
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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.

• 대한기계학회논문집A
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• 제37권1호
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• pp.83-88
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• 2013

연쇄붕괴는 충격이나 폭발 등의 비정상 하중에 의하여 구조물의 하중 전달요소가 제거됨으로써 구조물의 일부 또는 전체가 연쇄적으로 붕괴되는 형상을 말한다. 예상외의 하중이 기둥부재에 작용할 경우, 좌굴이 발생하며 내력저하가 급격히 진행되어 붕괴에까지 이르게 된다. 하지만 좌굴 후 에너지를 흡수할 수 있는 잔존내력이 충분하면 붕괴를 막을 수 있다. 따라서, 구조물이 최종 붕괴상태에 도달되는 전 과정에 대한 기둥부재의 하중-변형관계를 명확히 파악할 필요가 있다. 본 논문에서는 비선형유한요소해석을 실시하여 H 형 강재기둥의 단부 구속조건이 고정일 경우 잔존내력의 변화추이를 파악하였다. 또한, 처짐이론을 기반으로 이론식을 도출하여 해석값과의 적합성을 검토하였다.