• 제목/요약/키워드: Design Component Element

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초음파-광음향 융합 영상을 위한 투명 초음파 변환기 (Optically transparent ultrasound transducers for combined ultrasound and photoacoustic imaging: A review)

  • 박성훈;장진호
    • 한국음향학회지
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    • 제42권5호
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    • pp.441-451
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    • 2023
  • 초음파 변환기는 광음향 및 초음파 영상 조합과 영상 평가에 있어 필수 구성 요소이다. 그러나 기존의 초음파 변환기는 불투명하여 광음향 영상을 획득하기 위해서는 광이 초음파 변환기를 우회 해야한다. 동축 정렬이 없다면 광 도달 영역이 제한되고 이를 해결하기 위해 복잡한 구성으로 시스템의 부피가 커지는 문제가 있다. 이러한 문제점을 극복하기 위해 광학적으로 투명한 초음파 변환기를 개발하기 위해 다양한 접근 방법이 연구되었다. 기존의 불투명한 초음파 변환기와 다르게 광학적으로 투명한 초음파 변환기는 특정 압전소자와 용도에 맞는 다양한 제작 방법이 존재한다. 본 연구에서 압전소자 기반의 투명 초음파 변환기에 사용되는 재료로 Lithium Niobate(LNO), Lead Magnesium Niobate-Lead Titanate(PMN-PT), Polyvinylidene Difluoride(PVDF)를 사용한 결과를 비교하였다. LNO는 투명 초음파 변환기에서 많이 사용되는 압전소자이고, PMN-PT는 LNO보다 높은 송수신율로 최근 활발히 연구되고 있다. 기존 투명 변환기는 광음향 해상도보다 초음파 해상도가 낮지만, 최근 PVDF를 사용하여 높은 초음파 해상도의 투명 집속초음파 변환기를 제작하고 있다. 이러한 투명 초음파 변환기 제작 결과에 대한 비교 분석을 수행하였다.

보길도 세연정(洗然庭)의 공간구조 형식에 내재한 전통색채 분석 (Analysis of the Korea Traditional Colors within the Spatial Arrangement and Form of the Traditional Garden of Seyeonjeong)

  • 한희정;조세환
    • 한국전통조경학회지
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    • 제32권4호
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    • pp.14-23
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    • 2014
  • 본 연구는 세연정의 공간구조 및 형식과 공감각적, 상징적 인지적 요소에 내재하는 전통색채를 분석함으로써 첫째, 세연정 작정에 내재한 전통 색채를 찾아내고 동시에 그 의미를 해석함으로써 세연정 작정의 또 다른 해석 방법을 제시하고 둘째, 기존에 제시된 별서정원의 전통색채 분석 방법론의 신뢰성과 타당성을 검증함을 부목적으로 하였다. 연구방법으로는 전통색채 및 세연정의 작정 배경과 이론, 전통색채 분석 방법 등에 대해서는 문헌연구를 통해 수행하였으며, 전통색채 분석 방법을 세연정 별서에 실증적으로 적용하여 연구 결과를 도출하는 방법을 사용하였다. 특히, 전통색채 분석 방법으로는 세연정에서 나타나는 공간적 요소를 크게 시각적, 공감각적, 상징적 인식적 공간 요소로 구분하여 시각적 공간으로 공간 및 경물의 위치와 방위, 공감각적 공간으로 계절과 시간 및 오관, 상징적 인식적 공간으로 칠정과 사단 등으로 구분하고 각각의 공간요소에 대한 오정색 체계 분석하여 그 의미를 해석하도록 하였다. 연구 결과를 정리 하면 다음과 같다. 첫째, 세연정에서 나타난 공간구조 및 형식은 세연정(洗然亭)을 중심으로 하여 세연정의 사각형 누각의 평면 형태에 따라 동남, 서북의 두 개의 방위 축으로 구분될 수 있었다. 둘째, 세연정에 나타나는 전통색채는 '백색', '청색', '흑색', '적색', '황색 '순으로 나타났다. 셋째, 전통색채 분석에서 청렴과 순결을 상징하는 '백색'이 가장 많이 출현하는 것은 작정자인 윤선도가 맑고 깨끗하게 정치적 미련 없이 세속에 묻혀 살아가는 것을 즐기고자 작정하였다는 해석의 여지를 남겼다. 또한 자연의 생명력을 상징하는 청색의 출현이 우세를 보이는 가운데 지혜를 상징하는 '흑색', 신성하고 숭고한 생명력을 상징하는 '적색'이 유사한 비율로 출현하고 높고 고귀한 지위를 상징하는 '황색'이 제일 낮은 빈도로 출현하는 것은 윤선도가 세연정을 통해 벼슬 등 지위보다는 자연을 즐기며, 그를 통해 지혜를 쌓고, 춤과 시 짓기 등 놀이를 통해 윤선도 스스로 신성하고 고귀한 존재로 여생의 삶을 영위하고자 하는 의도로 작정되었다는 것과 일치되거나 적어도 연관되어 해석될 여지를 보였다. 넷째, 이상의 연구 결과는 본 연구에 선행된 소쇄원의 전통색채 분석과 의미 해석과 비교 고찰해 보았을 때 소쇄원에 처음으로 적용된 전통색채 분석 방법론에 대한 신뢰성과 타당성을 검증할 수 있었다.

역사문화도시 공주의 고도담장정비 사례 연구 (Case Study of Ancient City Wall Renewal in Gongju, a Historic Cultural City)

  • 온형근
    • 헤리티지:역사와 과학
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    • 제53권2호
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    • pp.254-269
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    • 2020
  • 본 연구는 '고도 이미지 찾기 사업' 중 가로경관개선 사업의 하나인 담장에 대한 이론과 담장 디자인 선행 연구를 통하여 고도에서의 담장에 어울리는 담장 정비 방향을 제언하고자 한다. 연구방법은 선행 연구를 유목화하고, 담장 디자인 이론을 고찰한 후, 고도 지정 지구의 의의와 '고도 이미지 찾기 사업'의 현황을 분석하였다. 이를 바탕으로 사례 대상지를 선정하여 고도담장정비 사례 현황과 문제점을 파악하고 개선 방안을 여러 특성을 비교하여 분석하였다. 담장의 선행 연구는 담장의 성격 분석, 담장 디자인 원리 응용, 담장 구조·색채와 형태 및 응용, 현대적 재해석, 궁궐 담장, 주택·사찰·마을의 담장 등 6개 항목으로 유목화되었다. 담장은 '고도 이미지 찾기 사업' 중 가로경관개선 사업에 해당하며 시지각적 인지도가 내부 건축물보다 선경험으로 제공되는 특성이 있다. 고도담장정비 사례 대상지는 고도별 특별보존지구와 보존육성지구의 구성 분포 비율을 기준으로 무령왕릉과 인접한 공주시 송산리길 주변 마을을 선정하였다. 공주시 송산리길 주변 마을의 '고도 이미지 찾기 사업'은 한옥 신축으로 시작되었다. 그러나 담장 정비는 한옥 신축과 동시에 시행된 게 아니었다. 가로변 건축물 외관 정비 사업으로 추후에 지원과 정비가 이루어진 것이다. 한옥과 담장이 동시에 설계되어 심의 후 신축되었다면 한옥의 규모 및 디자인과 조화를 이루는 담장이 되었을 것이지만 서로 기간을 두고 신청, 설계, 시공되었기에 한옥의 처마와 담장이 대지 경계선에 거의 맞닿아 있는 결과를 초래하였다. 공간적으로 가깝고 높은 한옥 본채와 담장의 배치는 답답하게 닫혀 있는 구조물로 인식된다. 송산리길의 담장 디자인은 고도의 특성을 나타낼 수 있는 형태와 색상과 재료로 차분하고 은은하며 안온한 분위기를 자아내야 하는데, 날카롭고 옹색하여 난처한 지경에 놓여 있다. 이러한 문제점을 개선하려면 담장 설계 디자인을 먼저 고려한 후, 한옥 본채 설계 디자인을 후순위로 진행하는 방안의 도입도 합리적 대안이 될 수 있다. 사례 대상지인 공주시 송산리길 담장 지원 사업의 문제 요인은 전통 담장이 가져야 할 미적 요건에 상당히 부족하다. 첫째, 담장의 자연 재료 선정 및 활용에서 미적 의식이 실종되었다는 것이다. 둘째, 디자인 완성도와 조화의 부재이다. 조사 대상지인 공주시 송산리길 고도담장정비의 문제 요인을 분석한 개선 방향은 다음과 같다. 첫째, 한옥 설계와 담장·대문 시공 설계 도면을 함께 심의해야 한다. 둘째, 한옥 담장 디자인의 자연석 돌담 일변도를 재검토 진단하여야 한다. 셋째, 계획·설계 과정에 주민과 전문가의 의견을 조정하는 상시 체계를 가동해야 한다. 넷째, 한옥의 개별성을 집단화하여 지역의 정체성을 대표하는 문화 자산으로 가치를 높여야 한다.

체계신뢰성 평가와 비교한 응답면기법에 의한 강재아치교의 위험성평가 (Risk Assessment for a Steel Arch Bridge System Based upon Response Surface Method Compared with System Reliability)

  • 조태준
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제20권3호
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    • pp.273-279
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    • 2007
  • 복잡한 구조물의 유한요소해석 응답값으로부터 계산된 요소신뢰성 지수와 파괴확률은 음함수의 미분 및 극히 작은 파괴확률의 계산상 1계2차 모멘트법 (FOSM)과 몬테카를로 시뮬레이션(Monte-Carlo Simulation)의 적용이 어려우므로, 선택된 확률변수만의 함수인 한계상태방정식을 음함수로 구성하는 응답면기법을 적용하여, 기본설계단계의 아치교량의 설계값으로 구성된 확률변수를 고려하여 교량시스템의 완성단계에 대한 위험성을 해석하였다. 체계신뢰성 해석에서는 모든 붕괴모드의 발생경로와 단면에 대한 해석에 많은 시간이 소요되어 유한요소 구조해석 결과와 기존의 아치교 사고사례 등을 통해서 밝혀진 중요한 위험경로 및 위험단면의 파괴를 일으키는 사건에 대하여만 고려하였다. 교량시스템의 체계신뢰성을 평가하여 상관관계의 변동에 따른 시스템붕괴에 대한 발생확률의 상하한계를 결정하였다. 시스템의 요소간 저항연결구조는 요소파괴의 순서와 전체강성의 감소정도에 따라서 결정하였다. 체계신뢰성에서 검토되지 않는 다른 요소간의 상관관계를 검토하기 위해서 가정된 붕괴순서와 다른 거동을 보일 경우에 대해서는 통계적으로 독립된 요소들의 파괴와 그 모든 붕괴모드 조합경우에 대해서 검토하였다. 붕괴모드조합의 검토 결과 거더와의 파괴조합과 아치리브와의 파괴조합에서 체계신뢰성보다 위험한 상한계 시스템 파괴확률과 안전한 하한계 파괴확률이 발견되었다.

원심모형실험을 통한 점토지반에서의 말뚝지지 전면기초 상호작용 (Analysis of Piled Raft Interactions on Clay with Centrifuge Test)

  • 박동규;최규진;이준환
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제28권9호
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    • pp.57-67
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    • 2012
  • 말뚝지지 전면기초 설계에 있어 전면기초의 지지력은 반영되지 않은 무리말뚝기초의 지지력으로써 많은 부분 설계가 이루어지고 있다. 이는 다른 지지력 메커니즘을 갖는 무리말뚝기초와 전면기초가 동시에 작용되는 말뚝지지 전면 기초의 지지력특성으로 각각의 무리말뚝기초와 전면기초의 지지력 특성은 변화하게 되며, 변위장 중첩 및 지중응력증가 등으로 대변되는 무리말뚝 - 지반 - 전면기초 상호작용 및 이에 따른 지지력특성 변화는 말뚝지지 전면기초의 설계에 있어 중요한 요소로써 작용한다. 본 연구에서는 말뚝지지 전면기초에서 발생하는 지지력요소들의 상호작용을 규명하기 위해 원심모형시험을 이용한 전면기초, 단독 말뚝기초, 무리말뚝(16본; $4{\times}4$), 말뚝지지 전면기초(16본; $4{\times}4$) 하중-재하 시험을 수행하였으며, 단단한 점성토지반과 연약한 점성토 지반에서의 무리말뚝-지반, 무리말뚝-지반-전면 기초의 상호작용을 하중단계에 따른 지지력 특성변화를 기준으로 분석하였다. 실험결과 말뚝지지 전면기초의 상호작용에 의해 무리말뚝기초 및 전면기초의 지지력 변화에 대한 영향은 작은 것으로 나타났다.

가로공간의 활성화 인자에 관한 연구 - 한국과 일본의 가로구성인자분석을 중심으로 - (A study on the activating factors of street spaces - Focused on the analysis of the component factors of streets in Korea and Japan -)

  • 이재원
    • 디자인학연구
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    • 제19권2호
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    • pp.99-108
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    • 2006
  • 본 연구는 이미 발표된 '가로공간의 번화함을 만드는 요소에 관한 연구'와 '가로경관의 이미지 평가에 관한 연구'에서 도출된 결과를 토대로 지속되는 연구로서 가로공간을 구성하는 구조적인자 이외에 어떤 인자가 가로공간의 이미지를 활기차게 조성하는 인자로 영향력 이 있는지를 알아보기 위한 연구이다. 우선, 선행연구 2편에서 연구대상으로 사용되어진 가로 중에서 가로공간의 구조비율($D/H=0.5{\sim}2$)에 의해 흥미로운 이미지를 갖는 가로가 된다는 이론에 합당한 구조를 가진 가로를 중점적인 연구 대상으로 하였다. 그 다음으로 가로구조비율에 의해 쾌적함이나 번화함의 이미지가 있다고 인지되어진 가로를 연구대상으로 하였다. 가로가 쾌적함이나 번화함이 있다고 느끼는 것은 그 가로가 활성화되었다는 의미로 한정하고 가로활성화인자를 가로구성요소에서 추출하고자 하였다. 그리고 가로가 활성화되어서 쾌적한 이미지 또는 번화한 이미지를 느낄 수 있는 가로를 본 연구에서는 '활기찬 가로'라고 명명하였다. 또, 조사지 역도 선행연구와 동등하게 국가별 지역특성별로 구분하여 20개의 가로를 선정하였고 그 중에서 $D/H=0.5{\sim}2$를 벗어난 가로가 활기찬 가로로 느껴질 경우에는 어떤 인자에 의한 영향인지도 알아보고자 하였다. 그 결과, D/H=0.5-2인 업무지역가로인 경우 가로공간 활성화인자로는 수경시설, 보도, 연도건물인자 순으로 많은 영향을 준다는 것을 알 수 있었으며, 상업지역의 가로의 활성화인자로는 보도, 연도건물, 수경시설 및 조명시설인자순인 것을 알 수 있었다. 특히 $D/H=0.5{\sim}2$를 벗어난 가로구조를 가진 한국의 상업지역가로 5개와 일본의 업무지역가로 1개는 흥미로운 이미지를 갖는 구조를 벗어나면서도 활기찬 가로의 이미지를 갖게 되는 것은 가로공간의 구조적요소 이외에 가로공간 활성화인자에 의해 많은 영향을 받고 있다는 것을 알 수 있었다. 즉, 이런 구조를 가진 한국의 상업지역의 가로인 경우 연도건물, 보도, 수경시설 등의 인자 순으로, 일본의 업무지역의 가로인 경우 수경시설, 연도건물, 보도인자 순으로 가로활성화에 영향을 주고 있다는 것을 알 수 있었다.

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글로벌 브랜드 타임랩스 광고에 나타난 영상 연구 (Media Research in Global Brand Timelapse Advertisement)

  • 유정선;정진헌
    • 디지털융복합연구
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    • 제15권8호
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    • pp.333-340
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    • 2017
  • 타임랩스는 일정하게 정해진 간격으로 움직임을 촬영한 후 정상 속도로 영사하는 영상 기법이다. 글로벌 브랜드의 타임랩스 광고 영상을 살펴보고, 새로운 영상기법인 타임랩스의 구성요소와 표현방식을 분석하는 모델을 제시하고자 하였다. 선행연구로 문헌연구와 인터넷 자료조사, 유투브 영상자료 등을 조사하였다. 연속촬영이 영상기법으로 발전하면서 국내외 다큐멘터리, 국내외 드라마, 영화, 광고 등에 적용된 제작 현황을 살펴보았다. 2015-2016년 최근 광고에 타임랩스 기법이 사용된 아이폰광고(2016년), 랄프로렌 폴로광고(2015년), 캐논EOS(2013년) 영상의 기법을 분석한다. 타임랩스 구성요소는 정적요소로 정적모티브는 주로 인위적인 구조물이었고, 장소는 야외이며, 컬러는 장소의 특성을 잘 보여주는 시간에 촬영되었으며, 레이아웃은 모두 중앙에 배치 하였다. 동적요소로 동적 모티브는 움직이는 대상이며, 동선은 대상에 따른 스토리로 구성되었고, 시간은 짧게는 11-15초, 길게는 1분 30초 정도이며, 편집은 주로 브랜드 로고가 강조된 제품 중심이었다. 결론적으로 광고에 주목하게 하고 눈길을 사로잡는 것이 영상의 역할이다. 구매자의 마음을 움직이게 하는 데는 마음속에 내재된 감정을 유도하여 비언어적 기호인 영상으로 자극하는 타임랩스와 같은 연출과 편집이 필요하다. 향후 연구는 영상의 시간적 편집에 관한 다양한 시도가 나타날 것으로 보인다.

유한요소해석을 통한 해중터널의 유체동역학 해석 (Hydrodynamic Analysis of Submerged Floating Tunnel Structures by Finite Element Analysis)

  • 김승준;박우선;원덕희
    • 대한토목학회논문집
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    • 제36권6호
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    • pp.955-967
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    • 2016
  • 대륙 및 섬을 연결하는 교통 시설로써 지금까지 해상에 놓이는 교량과 해저 지반에 건설되는 해저 터널 그리고 내륙에서 건설하여 해저지반 위에 안착시킨 침매 터널이 사용되어 왔다. 해중 터널 구조물은 계류선을 이용하여 터널 본체를 특정 깊이 내로 잠수시킨 시설로써 아직 실제 건설 사례는 없지만, 해저 터널에 비해 건설 기간이 짧고 비용이 적게 든다는 장점이 있다. 해중 터널 본체 및 계류선의 합리적인 설계를 위해서는 무엇보다도 해중 터널 구조물의 합리적인 구조 해석이 선행되어야 한다. 일반적인 육상 교통 시설물과 달리 해중 터널은 변동성이 큰 환경 하중에 큰 영향을 받을 뿐 만 아니라 물 안에 잠수식으로 떠있다는 구조적인 특징이 있어서 그 해석이 까다로울 수 있다. 본 연구는 해중 터널 시스템의 합리적인 전체계 동적 구조 해석 기법의 제안을 목표로 한다. 이를 위하여 일반적인 구조물 해석에 널리 쓰이는 ABAQUS를 이용하여 KIOST (2013)에서 연구한 터널 모델을 각 환경 조건에 대한 동적 거동을 분석하였고, 이를 실험 결과와 비교하여 해석 기법의 타당성을 분석하였다. 또한 이 연구에서는 계류선의 배치형식, 터널의 흘수가 해중 터널 동적 거동에 미치는 영향을 분석하였고, 불규칙 파랑에 대한 특성 역시 분석하였다.

고속열차용 트리포드 축의 비틀림 해석 및 파단에 대한 실험적 연구 (Experimental Investigation on Torsional Analysis and Fracture of Tripod Shaft for High-speed Train)

  • 이주홍;김도식;남태연;이태영;조해용
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제40권11호
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    • pp.979-986
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    • 2016
  • 등속조인트의 일종인 트리포드 축은 동력전달용으로 고속열차의 KTX와 KTX-산천에 모두 적용되고 있으며, 동력대차에서 모터 감속장치(MRU)와 차축 감속장치(ARU)를 연결해 고속회전동력을 전달하는 핵심 요소이다. 축 방향의 미끄럼 운동이 가능한 트리포드 축은 열차 구동을 위한 토크를 전달하며, 동력전달 시스템에 과토크 발생 시 축의 퓨즈부가 절단되어 동력을 차단한다. 본 연구에서는 리니어 액추에이터를 이용한 대용량 비틀림 시험장치의 개발과 이를 이용한 트리포드 축의 정적 비틀림 강도와 피로수명을 확인하고자 하였다. 또한 구조해석을 통해 축의 취약부를 파악하고 비틀림 피로해석 결과와 실제 피로시험의 결과를 비교분석하여 비틀림 성능 개선을 위한 설계안을 제시하고자 하였다. 한편 트리포드 축의 피로에 따른 열화를 파악하기 위해 히스테리시스 곡선을 이용하였으며, 히스테리시스 곡선의 기울기 변화를 통해 피로고장 시점을 확인하였다.

풍력터빈 지지구조물 L형 플랜지 볼트 접합부의 거동 특성에 관한 연구 (Study on Behavior Characteristics of L-Type Flange Bolt Connection for Supporting Structures of Wind Turbines)

  • 정대진;홍관영;최익창
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제34권5호
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    • pp.279-286
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    • 2021
  • 본 논문에서는 풍력터빈과 하부구조물을 연결하는 L형 플랜지 볼트 접합부의 거동 특성에 대한 연구를 수행하였다. L형 플랜지 볼트 접합부는 링(Ring) 형태의 L형 단면 플랜지가 볼트에 의해 상하 체결되는 방식으로서 국내 풍력터빈에서 주로 적용되고 있는 연결방식이다. 특히 풍력타워 구조물은 이들 연결부의 손상이 전체 구조시스템의 붕괴로 이어질 수 있으므로 중요한 구조 요소 중 하나이다. 따라서 L형 플랜지 볼트 접합부에 대한 정확한 거동 특성의 이해가 필요하다. 본 연구에서는 FE 해석을 통하여 L형 플랜지에 작용하는 외력과 볼트장력의 관계, 그리고 L형 플랜지의 응력분포 변화를 외력 작용 단계별로 분석하였다. 여기서 FE 해석모델은 실제 링 형태의 L형 플랜지를 단일볼트의 L형 플랜지로 이상화하였다. 또한 볼트장력과 작용외력의 관계를 이론적으로 제안한 Petersen, Schmidt와 Neuper 그리고 VDI 2230의 볼트-외력 곡선모델에서 언급되는 접합부의 거동 불연속점과 FE 해석결과를 비교함으로써 FE 해석조건의 적절성을 검증하고, 각 볼트-외력 곡선모델의 특징과 L형 플랜지 볼트 접합부 거동 특성을 분석하였다. 그리고 L형 플랜지 단면 제원을 일부 변화시켜 볼트-외력 곡선의 변화를 분석하였다.