• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제10권1호
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• pp.173-182
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• 2006

곡선거더교의 설계에서 I형 병렬, 1박스, 2박스의 거더 형태의 교량은 휨과 비틀림을 동시에 발생함으로 그 응력은 매우 복잡하다. 일반적으로 비틀림은 순수 비틀림과 휨 비틀림으로 구성되어 있으므로 곡선거더교의 발생되는 응력들을 결정하는 절차는 매우 어렵다. 전달행렬법은 이론적인 배경과 적용이 매우 쉬운 장점 때문에 구조해석 분야에서 많이 사용되고 있으며, 유한차분법과 비교하여 신뢰성을 검증하여 좋은 결과를 얻었다. 따라서, 본 연구에서는 I형 병렬 곡선교, 1박스거더 곡선교, 2박스 거더 곡선교에 대한 비틀림 정수비와 비틀림 의한 비틀림 응력비 사이 관계를 비교 검토하여 휨 비틀림에 의한 응력해석을 생략할 수 있는 비틀림 정수비의 한계 값을 분석하였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제52권3호
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• pp.343-356
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• 2024

This paper presents an analytical solution for correctly predicting the Lateral-Torsional Buckling critical moment of simply supported castellated beams, the solution covers uniformly distributed loads combined with compressive loads. For this purpose, the castellated beam section with hexagonal-type perforation is treated as an arrangement of double "T" sections, composed of an upper T section and a lower T section. The castellated beam with regular openings is considered as a periodic repeating structure of unit cells. According to the kinematic model, the energy principle is applied in the context of geometric nonlinearity and the linear elastic behavior of materials. The differential equilibrium equations are established using Galerkin's method and the tangential stiffness matrix is calculated to determine the critical lateral torsional buckling loads. A Finite Element simulation using ABAQUS software is performed to verify the accuracy of the suggested analytical solution, each castellated beam is modelled with appropriate sizes meshes by thin shell elements S8R, the chosen element has 8 nodes and six degrees of freedom per node, including five integration points through the thickness, the Lanczos eigen-solver of ABAQUS was used to conduct elastic buckling analysis. It has been demonstrated that the proposed analytical solution results are in good agreement with those of the finite element method. A parametric study involving geometric and mechanical parameters is carried out, the intensity of the compressive load is also included. In comparison with the linear solution, it has been found that the linear stability underestimates the lateral buckling resistance. It has been confirmed that when high axial loads are applied, an impressive reduction in critical loads has been observed. It can be concluded that the obtained analytical solution is efficient and simple, and offers a rapid and direct method for estimating the lateral torsional buckling critical moment of simply supported castellated beams.

• Advances in concrete construction
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• 제17권5호
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• pp.273-284
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• 2024

The steel-concrete composite system has been playing a vital role in the construction sector for the past two decades. By using steel and concrete together, we achieve strong load resistance with minimal deflection and bending stress. The study focuses on the numerical and analytical behaviour of concrete encased steel castellated beams and compared them with previous experiments. The study used five composite beams, including one control reinforced concrete beam (CC), one fully concrete encased steel beam (FCES), and three fully concrete encased castellated beams. The major variable is the opening configuration of the castellated beam, such as openings along the longitudinal axis, above the longitudinal axis, and below the longitudinal axis. The 150 mm × 250 mm cross section and 2000 mm in length of beams were used. Using the finite element software ANSYS, we conduct nonlinear finite element analysis for the entire beam and compare it with test data. The numerical load carrying capacity of concrete encased steel castellated beam with a hexagonal opening above the longitudinal axis (FCESCB H2) is 160 kN is closer to the experimental observation. Von Mises strain of FCESB is 0.004232, which is lower than CB and composite castellated beam. The ductility factor and energy absorption capacity of FCESB are 5.090 and 1688.47 kNm. It was observed that the configuration of the opening will influence the strength of the composite beam. Plastic moment methods were employed to estimate the ultimate load carrying capacity of the beam. In the analytical study the beams were assumed as perfectly plastic. The ultimate analytical load carrying capacity of FCESCB H2 is 21.87% higher than FCESB. It found that performing FCESCB H2 is superior to the entire specimen.

• Steel and Composite Structures
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• 제52권4호
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• pp.405-418
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• 2024

To study the influence of different reduced beam section (RBS) on the mechanical performance of modular boltedwelded hybrid connection joints (MHCJs), this article uses ABAQUS to establish and verify the finite element model (FEM) of the test specimens on the basis of quasi-static test research. Based on, 14 joint models featuring different RBS are devised to evaluate their influence on seismic behavior, such as joint failure mode, bending moment (M)-rotation angle (θ) curve, ductility, and energy consumption. The results indicate that when the flange and web are individually weakened, they alleviate to some extent the concentrated stress of the core module (CM) and column end steel skeleton in the joint core area, but both increase the stress on the flange connecting plate (FCP). At the same time, the impact of both on seismic performance such as bearing capacity, stiffness, and energy consumption is relatively small. When simultaneously weakening the flange and web of the steel beam, forming plastic hinges at the weakened position of the beam end, significantly alleviated the stress concentration of the CM and the damage at the FCP, improving the overall deformation and energy consumption capacity of joints. But as the weakening size of the web increases, the overall bearing capacity of the joint shows a decreasing trend.

• 대한토목학회논문집
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• 제4권1호
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• pp.11-26
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• 1984

본(本) 연구(硏究)는 다제약(多制約) 다설계변수(多設計變數)를 갖는 철근(鐵筋)콘크리트 플래트 슬라브형(型) 구조체(構造體)의 구조해석(構造解析)과 설계과정(設計過程)을 한계상태설계이론(限界狀態設計理論)에 의하여 동시(同時)에 수행(遂行)할 수 있는 종합적(綜合的)인 최적화(最適化)를 시도(試圖)한 것이다. 수학적(數學的) 모델의 변수(變數)로는 플래트 슬라브와 기둥의 단면(斷面)치수 철근단면적(鐵筋斷面積) 등의 설계변수(設計變數)와 휨모우먼트 재분배율(再分配率)의 해석변수(解析變數)로 구성(構成)되어 있다. 최적화(最適化) 문제(問題)의 형성(形成)에서는 목적함수(目的凾數)로 공비함수(工費凾數)를 취(取)하고, 한계상태설계법(限界狀態設計法)을 도입(導入)하고 있는 영국(英國)의 CP 110시방규정(示方規定)에 따라 극한한계상태(極限限界狀態)와 사용한계상태(使用限界狀態)의 제약조건식(制約條件式)을 유도(誘導)하였다. 설계변수(設計變數)와 해석변수(解析變數)의 항(項)으로 유도(誘導)된 목적함수(目的凾數)와 제약조건식(制約條件式)은 일반적(一般的)으로 고차(高次)의 비선형계획문제(非線型計劃問題)가 된다. 본(本) 연구(硏究)에서는 형성(形成)된 비선형최적화(非線型最適化) 문제(問題)를 수차선형계획기법(遂次線型計劃技法)을 도입(導入)하여, 해석(解析)과 설계(設計)를 동시(同時)에 수행(遂行)하면서 전체구조(全體構造)를 종합적(綜合的)으로 최적화(最適化)할 수 있는 최적(最適)알고리즘을 개발(開發)하였다. 개발(開發)된 알고리즘의 타당성(妥當性)과 철근(鐵筋)콘크리트 플래트 슬라브형(型) 구조체(構造體)의 최적화(最適化) 가능성(可能性) 등을 확인(確認)하기 위하여 알고리즘을 수종(數種)의 구조체(構造體)에 직접적용(直接適用)하였다. 본(本) 연구(硏究)에서 개발(開發)된 알고리즘은 철근(鐵筋)콘크리트 플래트 슬라브형(型) 구조체(構造體)에 적용(適用) 가능(可能)하고, 변수(變數)들의 초기가정직(初期假定直)에 관계(關係)없이 수회(數回)(4~6회(回))의 반복시행(反復試行)으로 최적해(最適解)에 수감(收歛)하고, 이렇게 얻어진 결과(結果)는 재래(在來)의 설계(設計)에 비해 경제적(經濟的)인 설계(設計)라는 것을 알았다. 또한 시방서(示方書)에서는 설계자(設計者)가 임의(任意)로 결정(決定)하도록 되어 있는 휨모우먼트 재분배율(再分配率)이 최적단면(最適斷面)의 구성(構成)과 구조(構造)의 경제성(經濟性)에 미치는 영향(影響)이 크므로 설계변수(設計變數)로 택하는 것이 타당(妥當)함을 알았다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제29권2호
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• pp.111-122
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• 2017

본 연구에서는 1900mm급의 춤이 깊은 콘크리트 채움 U형 메가 합성보의 합성보통모멘트골조에 대한 적용성을 검토하였다. 대형 합성보의 실물대 내진성능실험에 대한 현실적 제약으로 인하여 작은 규모의 실험체에 대해 수행된 기존 실험결과의 분석과 수치해석연구의 보완을 통해 연구를 수행하였다. 이러한 형태의 합성보는 부모멘트 작용시의 웨브국부좌굴이 가장 중요하므로 선행 실물대 실험결과로부터 웨브의 판폭두께비와 층간변형능력 사이의 관계를 분석하였다. 그 결과, 25mm 두께의 U형 강재단면을 지닌 1900mm급의 대형 합성보라 하더라도 층간변위각 2% 이후 웨브국부좌굴을 경험하고 3% 이후 최대변형에 도달하는 것으로 확인되었다. 이는 합성보통모멘트골조의 요구조건을 상회하는 것으로 AISC 기준에 따른 웨브 판폭두께비 제한이 본 연구의 U형 단면에는 보수적임을 시사하기도 한다. 유한요소해석을 통해서는 합성보의 휨성능 및 웨브국부좌굴에 대한 수평스티프너의 영향을 분석하였다. 대형 합성보는 스티프너 보강과 관련없이 부모멘트 방향으로 공칭소성모멘트 이상의 휨성능을 발휘하였으며, 스티프너를 보강할 경우에는 웨브국부좌굴이 상당히 지연되는 긍정적인 효과가 있었다. 이상의 실험결과 분석 및 해석연구에 의하면 1900mm급의 춤이 깊은 콘크리트 채움 U형 메가 합성보는 합성보통모멘트골조에 보수적으로 적용가능한 것으로 판단된다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제19권3호
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• pp.271-282
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• 2006

지반위에 놓인 콘크리트 슬래브가 온도하중을 받을 때 지반의 전단저항과 슬래브 하부와 지반과의 마찰 등에 의해 생기는 슬래브 하부의 수평저항을 고려하여 지반위에 놓인 콘크리트 슬래브의 거동을 분석하였다. 지반위의 콘크리트 슬래브와 강성도로포장의 해석에 널리 사용되는 탄성지반위의 얇은 판을 이용하여 슬래브 하부의 수평저항을 고려하기 위한 해석 공식을 유도하였다. 이를 이용하여 판요소와 쉘요소를 이용한 유한요소법에 의한 모델을 개발하여 수치해석 결과를 도출하였다. 해석 공식과 수치해석 모델을 이용한 해석 결과를 비교 분석하였고 매우 비슷한 결과가 도출 되는 것을 알 수 있었다. 슬래브의 상부와 하부에 온도 차이가 있을 때와 슬래브의 온도가 전체적으로 감소할 때, 콘크리트 슬래브의 응력 분포에 슬래브 하부의 수평저항이 미치는 민감성을 여러 가지의 다른 슬래브의 두께, 탄성계수, 그리고 지반의 수직탄성계수 등을 고려하여 분석하였다. 해석 결과에서 온도하중을 받을 때 슬래브 하부의 수평저항은 슬래브의 응력에 매우 큰 영향을 미칠 수 있다는 것을 발견하였다.

• 대한치과보철학회지
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• 제41권5호
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• pp.674-688
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• 2003

Statement of Problem : With increasing demand of the implant-supported prosthesis, it is advantageous to use the different platform width of the fixture according to bone quantity and quality of the patients. Purpose : The purpose of this study was to assess the loading distributing characteristics of two implant designs according to each platform width of fixture, under vertical and inclined loading using finite element analysis. Material and method : The two kinds of finite element models were designed according to each platform width of future (4.1mm restorative component x 11.5mm length, 5.0mm wide-diameter restorative component x 11.5mm length). The crown for mandibular first molar was made using UCLA abutment. Each three-dimensional finite element model was created with the physical properties of the implant and surrounding bone. This study simulated loads of 200N at the central fossa in a vertical direction, 200N at the outside point of the central fossa with resin filling into screw hole in a vertical direction and 200N at the buccal cusp in a 300 transverse direction individually Von Mises stresses were recorded and compared in the supporting bone, fixture, and abutment screw. Results : The stresses were concentrated mainly at the cortex in both vertical and oblique load ing but the stresses in the cancellous bone were low in both vertical and oblique loading. Bending moments resulting from non-axial loading of dental implants caused stress concentrations on cortical bone. The magnitude of the stress was greater with the oblique loading. Increasing the platform width of the implant fixture decreased the stress in the supporting bone, future and abutment screw. Increased the platform width of fixture decreased the stress in the crown and platform. Conclusion : Conclusively, this investigation provides evidence that the platform width of the implant fixture directly affects periimplant stress. By increasing the platform width of the implant fixture, it showed tendency to decreased the supporting bone, future and screw. But, further clinical studies are necessary to determine the ideal protocol for the successful placement of wide platform implants.

• 대한토목학회논문집
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• 제35권4호
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• pp.863-874
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• 2015

본 연구에서는 보강날개로 보강된 수중잠제 지지말뚝의 보강효과를 분석하기 위하여 하중전이거동을 분석하였다. 먼저 3차원 유한요소해석을 통해 말뚝의 변위 및 하중전이곡선(지반반력) 결과로부터 보강효과를 확인하고, 하중전이곡선에서 극한저항력 비율로 보강말뚝의 수평 및 인발하중에 대한 보강계수를 산정함으로써 보강효과를 정량화 하였다. 산정된 보강계수를 쌍곡선 하중전이함수의 극한저항력 $p_u$와 $t_{max}$에 곱해서 보정상수(fitting parameter)로 적용하여 보강효과를 고려한 하중전이함수를 제안하였다. 제안된 하중전이함수가 수치해석 결과를 잘 반영하고 있는지 확인하기 위해 3차원 유한요소해석을 비교하여 보강말뚝의 하중전이거동을 분석하였다. 제안된 하중전이함수를 하중전이법 해석에 적용하여, 실제 수중잠제를 해석한 결과 보강말뚝의 전단력, 휨 모멘트, 변위가 무보강말뚝보다 작게 발생하고, 지반반력은 더 크게 발생하여 비교적 경제적인 설계가 가능할 것으로 판단된다.

• 한국광물학회지
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• 제21권3호
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• pp.283-287
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• 2008

$SiO_2$를 함유한 테트라에시실란(Tetracthoxysilanc: TEOS)과 알루미늄-섹-버트옥사이드(alumimum-sec-butoxide: ASB)를 출발물질로 이용하여 $100^{\circ}C$ 이하에서 결정성이 양호한 이모골라이트를 합성하였다. 합성실험은 환류장치가 부착된 둥근 플라스크에서 연속교반하면서 수열법으로 수행하였다. 이때, 화학조성은 $Al_{2}O_{3}/SiO_2$ = 1의 조건이었다. TEOS와 ABS의 농도 0.5 M의 조건에서 합성된 이모골라이트의 분말 X-선 회절 분석결과. d = 22.4. 9.5 등에서 회절선들을 관찰할 수 있었고, DTA/TG 분석견과에서는 $68^{\circ}C$에서 탈수반응에 의한, 그리고 $249^{\circ}C$에서 탁수산화 반응에 의한 흡열반응이 관찰되었으며 중량손실은 약 41%이었다. 또한, 합성된 이모골라이트는 Si-O-Al 신축진동(953과 $993cm^{-1}$)과 O-Si-O 굽힘 진동$(562cm^{-1})$에 의해서 미약하고 비대핑형의 피크 분리가 관찰되었고, TEM 분석결과, 이모골라이트 결정은 섬유상이었으며 거리줄 모양의 네트워크 구조를 보였다.