• Steel and Composite Structures
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• 제22권3호
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• pp.677-690
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• 2016

In this paper, the effect of damping ratio on nonlinear dynamic analysis response and dynamic increase factor (DIF) in nonlinear static analysis of structures against column removal are investigated and a modified empirical DIF is presented. To this end, series of low and mid-rise moment frame structures with different span lengths and number of storeys are designed and the effect of damping ratio in DIF is investigated, performing several nonlinear static and dynamic analyses. For each damping ratio, a nonlinear dynamic analysis and a step by step nonlinear static analysis are carried out and the modified empirical DIF formulas are derived. The results of the analysis reveal that DIF is decreased with increasing damping ratio. Finally, an empirical formula is recommended that relates to damping ratio. Therefore, the new modified DIF can be used with nonlinear static analysis instead of nonlinear dynamic analysis to assess the progressive collapse potential of moment frame buildings with different damping ratios.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제19권5호
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• pp.717-732
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• 2017

최근 급증하는 도로 교통량을 원활히 처리할 수 있는 대안으로 복층터널과 같은 지하구조물의 건설이 증가하고 있다. 복층터널은 내부에 상부와 하부를 분리하는 중간슬래브가 존재한다. 중간슬래브는 차량이 주행할 때 발생하는 차량의 동적하중으로 인하여 동적거동을 하게 되며, 그 동적거동을 정확히 파악하여 설계 및 해석에 이용하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 복층터널 중간슬래브의 구조형식, 설계속도, 주행차량 및 노면조도 등을 고려한 해석모델을 작성하고 노면에 차량이 일정속도로 주행하는 경우에 대해 3차원 동적해석을 수행하여 복층터널 중간슬래브의 동적거동을 분석하였다. 그 결과, 중간슬래브의 동적영향을 대표하는 동적확대계수는 탄성받침 지지조건 및 보통의 노면조도 조건에서 가장 크게 증폭되는 경향을 보였고, 양호한 노면조도와 강결연결 조건에 의해 동적영향을 작게 할 수 있음을 확인하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제82권1호
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• pp.69-79
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• 2022

This paper discusses the field testing of two single-span double-tee girder (DTG) bridges in South Dakota to determine live load distribution factors (LLDFs) and the dynamic load allowance (IM). One bridge had seven girders and another had eight girders. The longitudinal girder-to-girder joints of both bridges were deteriorated in a way that water could penetrate and the joint steel members were corroded. A truck traveled across each of the two bridges at five transverse paths. The paths were tested twice with a crawl speed load test and twice with a dynamic load. The LLDFs and IM were determined using strain data measured during the field tests. These results were compared with those determined according to the AASHTO Standard and the AASHTO LRFD specifications. Nearly all the measured LLDFs were below the AASHTO LRFD design LLDFs, with the exception of two instances: 1) An exterior DTG on the seven-girder bridge and 2) An interior DTG on the eight-girder bridge. The LLDFs specified in the AASHTO Standard were conservative compared with the measured LLDFs. It was also found that both AASHTO LRFD and AASHTO Standard specifications were conservative when estimating IM, compared to the field test results for both bridges.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제47권5호
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• pp.643-660
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• 2013

In the present work, the capacity ratings of steel truss bridges have been carried out incorporating dynamic effect of moving vehicles and its accumulating effect as fatigue. Further, corrosion in the steel members has been taken into account to examine the rating factor. Dynamic effect has been considered in the rating procedure making use of impact factors obtained from simulation studies as well as from codal guidelines. A steel truss bridge has been considered to illustrate the approach. Two levels of capacity ratings- the upper load level capacity rating (called operating rating) and the lower load level capacity rating (called inventory rating) were found out using Load and Resistance Factor Design (LRFD) method and a proposal has been made which incorporates fatigue in the rating formula. Random nature of corrosion on the steel member has been taken into account in the rating by considering reduced member strength. Partial safety factor for each truss member has been obtained from the fatigue reliability index considering random variables on the fatigue parameters, traffic growth rate and accumulated number of stress cycle using appropriate probability density function. The bridge has been modeled using Finite Element software. Regressions of rating factor versus vehicle gross weight have been obtained. Results show that rating factor decreases when the impact factor other than those in the codal provisions are considered. The consideration of fatigue and member corrosion gives a lower value of rating factor compared to those when both the effects are ignored. In addition to this, the study reveals that rating factor decreases when the vehicle gross weight is increased.

• Wind and Structures
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• 제13권1호
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• pp.1-20
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• 2010

The recommended factored design wind load effects for overhead lattice transmission line towers by codes and standards are evaluated based on the applicable wind load factor, gust response factor and design wind speed. The current factors and design wind speed were developed considering linear elastic responses and selected notional target safety levels. However, information on the nonlinear inelastic responses of such towers under extreme dynamic wind loading, and on the structural capacity curves of the towers in relation to the design capacities, is lacking. The knowledge and assessment of the capacity curve, and its relation to the design strength, is important to evaluate the integrity and reliability of these towers. Such an assessment was performed in the present study, using a nonlinear static pushover (NSP) analysis and incremental dynamic analysis (IDA), both of which are commonly used in earthquake engineering. For the IDA, temporal and spatially varying wind speeds are simulated based on power spectral density and coherence functions. Numerical results show that the structural capacity curves of the tower determined from the NSP analysis depend on the load pattern, and that the curves determined from the nonlinear static pushover analysis are similar to those obtained from IDA.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제14권6호
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• pp.721-728
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• 2002

현대 구조물의 고강도화, 경량화에 따라 구조물의 질량과 감쇠가 줄어들고 있어, 구조물의 진동사용성 문제가 중요하게 부각되고 있다. 특히 율동진동은 공연장, 경기장, 댄스홀, 에어로빅 등과 같이 다수이 군중의 리듬에 맞춰 가진행위가 이루어지는 것으로서, 국내에서도 율동진동에 의한 구조물의 진동문제가 다수 보고되고 있으나 설계기준 미비로 설계단계에서의 대응이 이루어지지 못하고 있다. 그러므로 본 연구에서는 다수의 점핑행위가 예상되는 공연장의 진동설계를 위하여 실제 공연장을 대상으로 진동실험 및 계측을 통하여 동하중계수를 구해냈다. 진동 실험은 실험모드해석과 더불어, 가진진동수별, 율동참여자의 숫자에 따라 실시하였으며, 진동계측은 상시계측시스템을 설치하여 실제 공연시 가속도 응답을 계측하고 동하중계수를 구해내었다. 기존의 NBCC 규준에서는 공연시 2차 조화항까지 고려토록 되어 있으나 연구결과 3차 조화항까지 고려해야 되며, 동하중계수 역시 과소평가 되어 있는 것으로 나타났다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제83권5호
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• pp.609-615
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• 2022

A numerical approach for dynamic stability analysis of sandwich plates has been provided using Chebyshev-Ritz-Bolotin approach. The sandwich plate with porous core has been formulated according to a higher-order plate. All of material properties are assumed to be dependent of porosity factor which determines the amount or volume of pores. The sandwich plate has also been assumed to be under periodic in-plane loading of compressive type. It will be shown that stability boundaries of the sandwich plate are dependent on static and dynamical load factors, porosity factor, porosity variation and core thickness.

• 한국지반공학회논문집
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• 제24권2호
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• pp.45-57
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• 2008

현재 기존선의 고속화를 위하여 개발된 개량 분기기에 대한 성능 평가 연구가 활발히 진행되고 있으며, 동적윤중 현장계측을 통하여 기존 및 개량 분기기 충격계수가 산정되었다. 본 연구에서는 산정된 충격계수를 이용해 기존 및 개량 분기기 궤도 성능과 노반의 거동을 평가하였다. 궤도 성능 평가를 위해 동적윤중 및 레일압력을 검토하였고 노반거동 평가를 위해 수치해석을 이용하여 노반응력 및 침하를 검토하였으며, 기후변화 및 열차의 반복하중으로 인해 연약해진 노반의 안정성 검토를 수행하였다. 그 결과, 분기기 개선에 따른 동적윤중 및 레일압력 그리고 노반의 침하 및 응력의 현저한 저감 효과를 확인할 수 있었다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제15권1호
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• pp.47-55
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• 2021

항공기의 비정상적인 착륙 상황에서도 조종사의 생존을 보장하고 탈출에 방해되지 않도록 구조물이 설계되어야 한다. 추락 시, 화재의 원인을 찾는 연구를 시작으로 과거 수많은 고정익 항공기 추락시험이 수행되었다. 동역학적 분석을 통한 구조물의 거동특성을 이해하고, 가속도 상태에서 인체의 허용한계를 조사하여 적절한 추락하중배수가 설정되었다. 또한 화물기 사고 데이터를 확률론적 방법으로 분석하여 승객의 안전과 운용비용이 합리적으로 반영된 화물고정용 추락하중배수도 제시되었다. 과거 사례를 바탕으로 현재 적용되고 있는 추락하중배수의 물리적, 의학적, 경제적 의미를 살펴 보았다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제12권3호
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• pp.127-134
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• 2008

교량의 거동은 교량의 지간 및 노면조도, 주행차량의 중량, 주행속도등 여러 요인들에 의해 달라지므로 교량의 동적거동을 정확히 예측하여 반영하기는 매우 어렵다. 우리나라 표준 시방 기준은 이러한 동적효과를 충격계수로 정의하고, 활하중에 충격계수를 곱하여 설계하중을 증가시키는 방법으로 동적효과를 고려하고 있다. 그러나 각 나라별로 충격계수를 적용하는 방법이 다르고, 아직까지도 명확하게 규명하지 못하고 있다. 그러므로 본 연구에서는 현재 사용 중인 PSC-I 거더교에 대하여 주행차량에 의한 동적 특성을 규명하기 위하여 동적재하, 정적재하, 의사정적재하시험을 이용하였다. 현장 재하시험에서 얻어진 결과를 통해 재하 속도에 따른 변위와 Strain관계를 찾을 수 있었으며, 이를 바탕으로 현재 논란이 있는 국내의 충격계수에 관한 경험식에 대하여 보다 합리적이고 실제적인 거동이 포함되도록 일조하는데 본 연구의 목적이 있다.