• 한국강구조학회 논문집
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• 제23권6호
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• pp.647-657
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• 2011

본 논문에는 국부좌굴이 발생하는 휨부재의 유한요소해석 및 실험에 근거한 단면의 휨강도에 대하여 기술하였다. 박판으로 구성된 휨부재는 단면조건 및 횡방향 경계조건에 따라서 국부좌굴, 횡-비틀림좌굴 및 두 좌굴의 혼합좌굴이 발생하게 된다. 플랜지나 복부의 폭-두 께비가 큰 경우 횡-비틀림좌굴 발생 이전에 국부좌굴이 발생하며, 국부좌굴은 휨부재의 횡-비틀림좌굴강도에 영향을 미치게 된다. 이런 현상은 박판 형강의 휨강도 산정 시 고려하여야 한다. 다양한 폭-두께비를 갖는 플랜지와 복부판으로 구성된 휨부재의 해석에 국부좌굴 및 횡좌굴 모드의 초기처짐 및 잔류응력을 포함하였다. 해석결과 및 실험에 근거하여 국부좌굴과 횡-비틀림좌굴을 고려하는 설계강도식을 제안하였다. 제안된 직접강도법은 실험에 근거한 강도식과 유효단면 대신 총단면의 단면계수를 사용한다. 제안된 강도식에 의한 휨강도를 AISC, EC3 및 도로교설계기준과 비교하여 보았다. 제안된 직접강도법은 국부좌굴과 횡-비틀림좌굴의 혼합 유무와 상관없이 휨부재의 휨강도를 적절하게 예측할 수 있는 것으로 판단되었다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2010년도 정기 학술대회
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• pp.613-616
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• 2010

본 논문에서는 라인파이프 강관의 압축-휨 좌굴 성능 평가 기법을 개발하기 위해 비선형 유한요소해석을 사용하였다. 고강도 강재의 연성거동을 모사하기 위해 범용 유한요소해석 프로그램인 ABAQUS의 사용자 재료모델을 사용하여 GTN(Gurson-Tvergaad-Needleman) 모델을 작성하였다. 실험결과와의 비교를 통해 재료모델상수를 결정하였으며 압축-휨 좌굴 실험의 모사에 사용하였다. 압축-휨 좌굴 성능 평가는 비선형 유한요소해석의 결과로부터 얻어진 한계압축변형률과 최대휨모멘트를 기준으로 수행될 수 있다. 개발된 성능 평가 기법은 고강도 강재를 이용한 라인파이프의 설계 시 대변형 거동 분석에 유용하게 사용될 수 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 논문집
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• 제10권2호
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• pp.1-5
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• 2010

유리온실에 효과적으로 적용할 수 있는 보는 최대한 가벼운 중량을 유지하면서, 요구되는 휨모멘트 강도와 좌굴 강도를 만족시켜야 한다. 이 연구에서는 유리온실의 보 및 기둥 부재로 최근에 제안된 트러스웹을 가진 보의 실무적인 적용성을 확립하기 위해서 휨거동과 좌굴거동을 해석적으로 분석하였다. 이 결과를 바탕으로 횡좌굴 및 국부좌굴을 고려한 부재설계 프로세스를 제시하였다. 또한 유한요소 해석결과를 바탕으로 횡좌굴 혹은 국부좌굴을 지연시킴으로서 단면성능을 향상시킬 수 있는 개선안을 제시하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제16권1호통권68호
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• pp.61-72
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• 2004

우리나라에서는 생산되는 I형강을 대상으로 비탄성 휨-뒤틀림 좌굴에 대하여 연구하였으며 잔류응력은 다항식형과 단순형으로 고려하였다. 또한 웨브의 면의 뒤틀림이 구속된 보의 비탄성 휨-비틀림 좌굴에 대해서도 알아보았다. 해석결과를 강구조편람의 허용 휨응력과 비교하였다. 균일한 휨을 받는 보의 경우는 비탄성 휨-비틀림 좌굴이 중요한 큰 영향을 미치지 않았으나, 중간 브레이싱이 없는 단지간 및 중지간보의 경우 강구조편람에 의한 설계는 과설계가 됨을 알 수 있었다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제24권2호
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• pp.217-231
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• 2012

HSB 고강도 강재를 적용한 균일모멘트를 받는 세장 복부판을 갖는 강거더에 대하여 비탄성 횡비틂좌굴 거동을 상용 ABAQUS 프로그램을 이용하여 비선형 유한요소해석으로 분석하였다. 해석대상 강거더는 압축플랜지의 국부좌굴이 휨강도를 지배하지 않도록 플랜지는 조밀 또는 비조밀 요소에 해당하는 세장비를 갖도록 설계하였으며, 횡방향 비지지길이는 탄성 횡비틂좌굴 강도 이상의 휨강도를 갖도록 선정하였다. HSB600 및 HSB800 강재로 제작된 균질단면 강거더와 HSB800과 SM570-TMC 강재를 동시에 적용한 하이브리드 단면를 고려하였고, 일반강재와의 상대적인 비교를 위하여 SM490-TMC 균질단면 강거더에 대한 해석도 수행하였다. 비선형 유한요소해석 시에는 플랜지와 복부판을 쉘요소로, 강재는 탄소성-변형경화 재료로 모델링하였다. 초기변형과 단면의 잔류응력을 고려하였으며 이들이 비탄성 횡비틂좌굴 영역에서 휨거동에 미치는 영향을 분석하였다. 총 64개의 해석대상 강거더에 대하여 FE 해석과 설계식에 의한 휨저항강도를 비교한 결과, HSB 강재를 적용한 균질단면 및 하이브리드 단면 거더의 비탄성 횡비틂좌굴에 의한 휨강도는 현 AASHTO LRFD 압축플랜지 휨강도 탄성 설계규정을 적용하여 산정할 수 있는 것으로 분석되었다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제16권1호통권68호
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• pp.51-60
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• 2004

본 논문에서는 냉간성형 ㄷ 형강보에 대해 국부좌굴을 고려한 휨해석을 하였다. 유한요소법을 이용하여 주어진 하중 상태에서의 응력을 구한후 국부좌굴 효과를 고려하기 위해규준에서 주어진 유효폭 개념을 이용하여 유효 단면적을 결정하였으며, 결정된 유효 단면적으로부터 응력을 계산 하였다. x축에 대한 휨응력 뿐 아니라 y축에 대한 휨응력과 뒤틀림 응력값을 고려하였으며, 이를 하중이 전단중심에 작용하는 경우와 도심에 작용하는 두가지의 경우에 대하여 연구를 수행하였다. 연구 결과는 하중-처짐 곡선으로 나타내었다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제9권2호
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• pp.11-15
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• 2009

본 논문에서는 균일 모멘트 하중을 받는 박판 아치의 탄성 좌굴에 관한 연구를 수행하였다. 초기 곡률을 고려한 비선형 변형률-변위 관계식을 전체 포텐셜 에너지 방정식의 이차 변분에 대입하여 초기 곡률 효과를 포함하는 에너지 방정식을 유도하였다. 휨 모멘트에 의한 단면 내 법선 변형률이 선형으로 분포한다는 초기 곡률 효과에 대한 가정사항을 유도과정에 일관되게 적용하였다. 균일 모멘트 하중을 받는 아치의 휨-비틀림 좌굴하중에 관한 제차해를 제시하고 타 연구자의 결과와 비교하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제19권5호
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• pp.463-472
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• 2007

본 연구에서는 균일한 휨모멘트가 작용하는 파형강판 복부판 I-거더의 횡-비틂 좌굴강도에 관하여 이론적 접근 및 유한요소해석을 이용하여 연구를 수행하였다. 횡-비틂 좌굴 강도는 박판 구조를 갖는 I-단면의 휨부재를 설계 하는데 중요한 인자이다. 하지만 파형강판 복부판 I-거더의 뒴비틀림 상수와 같은 비틀림 거동에 대한 이해가 현재까지는 부족한 실정이며, 이에 대한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 휨 및 순수 비틀림 상수를 기존 연구자들의 결과를 이용하여 요약하였으며, 그 후 파형강판 복부판 I-거더 단면의 전단 중심의 위치와 뒴비틀림 상수를 유도하였다. 이러한 단면 상수들을 이용하여 파형강판 복부판 I-거더의 횡-비틂 좌굴 강도를 결정하였으며, 유한요소해석을 수행하여 제안된 파형강판 복부판 I-거더의 횡-비틂 좌굴 강도를 검증하였다. 마지막으로 파형강판의 기하학적 제원이 횡-비틂 좌굴강도에 미치는 영향에 관하여 연구를 수행하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제18권5호
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• pp.615-624
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• 2006

본 논문에서는 부재의 lay-up에 상관없이 사용할 수 있으며 복합재료 부재의 거동에 중요한 영향을 미치는 포아송 효과를 고려할 수 있는 확장된 복합재료 보이론을 제시하고, 확장된 보이론을 바탕으로 축방향 압축력을 받는 복합재료 박판부재의 좌굴식을 유도하였다. 유도된 좌굴식을 검증하기 위해서 기존에 발표된 인발성형 vinylester/E-glass 및 polyester/E-glass T형 부재의 휨-비틀림 좌굴실험결과와 vinylester/E-glass H형 부재의 휨 좌굴실험결과를 수치예제로 사용하였다. 이론적 좌굴하중과 실험적 좌굴하중 및 유한요소해석 결과와의 비교를 통하여 본 연구에서 제안된 좌굴식이 인발성형부재의 좌굴하중을 7% 정도 안전측으로 예측하는 것을 알 수 있었다.