• 한국철도학회논문집
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• 제16권3호
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• pp.175-182
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• 2013

전동 소음은 철도의 주요한 소음 중 하나이며, 차륜과 레일의 음향 조도에 의해 차륜 및 레일이 진동하면서 발생한다. 이러한 전동 소음의 저감 대책을 수립하기 위해서는 관련 인자들의 영향을 파악할 수 있는 예측모델이 필요하다. 본 논문에서는 차륜과 레일의 진동 특성을 이용해 전동 소음을 예측하기 위한 모델링에 관해 다루었다. 슬라브 도상 궤도에 대하여 1단 이산 탄성 지지 구조를 가진 보로 모델링 하였으며, 차륜 진동은 유한요소법을 이용한 수치해석을 적용하였다. 수직 및 수평방향 차륜-레일 집촉력들의 연성은 선형 Hertzian 접촉이론으로 모델링 하였고, 차륜과 레일의 진동 응답을 계산한 후 방사되는 소음을 예측하였다. 예측 모델의 신뢰성을 검증하기 위하여 시험차량에 대해 전동 소음을 측정하였다. 예측치가 측정치와 잘 일치하였으며, 특히 전동 소음이 주요하게 기여하는 200~4000Hz 주파수 대역에서 유사한 경향으로 나타남을 확인하였다.

• 대한조선학회지
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• 제22권1호
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• pp.45-53
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• 1985

For the analysis of vertical vibrations of a ship's hull, the Timoshenko beam analogy is accepted up to seven or eight-node modes provided that the system parameters are properly calculated. As to the shear coefficient, it has been a common practice to apply the strain energy method or the projected area method. The theoretical objection to the former is that it ignores lateral contraction due to Poisson's ratio, and the latter is of extreme simplifications. Recently, Cowper's and Stephen's shear coefficient formulas have drawn ship vibration analysts' attentions because these formulas, derivation of which are based on an integrations of the equations of three-dimensional elasticity, take Poisson's ratio into account. Providing computer programs for calculation of the shear coefficient of ship sections modeled as thin-walked multicell sections by each of the forementioned methods, the authors calculated natural vibration characteristics of a bulk carrier and of a container ship by the transfer matrix method using shear coefficients obtained by each of the methods, and discussed the results in comparision. The major conclusions resulted from this investigation are as follows: (1) The shear coefficients taking account of the effects of Poisson's ratio, Cowper's $K_c$ and Stephen's $K_s$, result in higher values of about 10% in maximum as compared with the shear coefficient $K_o$ based on the conventional strain energy methods; (a) $K_c/K_o{\cong}1.05\;and\;K_s/K_o{\cong}1.10$ for ships having single skin side-shell such as a bulk carrier. (b) $K_c/K_o{\cong}1.02\;and\;K_s/K_o{\cong}1.05$ for ships having longitudinally through bulkheads and/or double side-shells in the portion of the cargo hod such as a container carrier. (2) The distributions of the effective shear area along the ship's hull based on each of $K_o,\;K_c\;and\;K_s$ are similar each another except the both end portions. (3) Natural frequencies and mode shapes of the hull based on each of $K_c\;and\;K_s$ are of small differences as compared each other. (4) In cases of using $K_c\;or\;K_s$ in ship vibration analysis, it is also desirable to have the bending rigidity be corrected according to the effective breadth concept. And then, natural frequencies and mode shapes calculated with the bending rigidity corrected in the above and with each of $K_o,\;K_c\;and\;K_s$ result in small differences as compared each another. (5) Referring to those mentioned in the above (3) and (4) and to the full-scale experimental results reported by Asmussen et al.[17], and considering laboursome to prepare the computer input data, the following suggestions can safely be made; (a) Use of $K_o$ in ship vibration analysis is appropriate in practical senses. (b) Use of $K_c$ is appropriate even for detailed vibration analysis of a ship's hull. (6) The effective shear area based on the projected area method is acceptable for the two-node mode.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제66권6호
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• pp.713-727
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• 2018

Thin-walled mental tubes under lateral crushing are desirable and reliable energy absorbers against impact or blast loads. However, the early formations of plastic hinges in the thin cylindrical wall limit the energy absorption performance. This study investigates the energy absorption performance of a simple, light and efficient energy absorber called the ring stiffened tube. Due to the increase of section modulus of tube wall and the restraining effect of the T-stiffener flange, key energy absorption parameters (peak crushing force, energy absorption and specific energy absorption) have been significantly improved against the empty tube. Its potential application in the offshore blast wall design has also been investigated. It is proposed to replace the blast wall endplates at the supports with the energy absorption devices that are made up of the ring stiffened tubes and springs. An analytical model based on beam vibration theory and virtual work theory, in which the boundary conditions at each support are simplified as a translational spring and a rotational spring, has been developed to evaluate the blast mitigation effect of the proposed design scheme. Finite element method has been applied to validate the analytical model. Comparisons of key design criterions such as panel deflection and energy absorption against the traditional design demonstrate the effectiveness of the proposed design in blast alleviation.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제11권1호
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• pp.47-56
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• 2011

일반적으로 전단벽은 횡력저항 요소로서 널리 이용되고 있다. 대부분의 전단벽 구조물은 통로의 목적으로 개구부를 필요로 하게 되고 전단벽들 사이가 슬래브나 연결보로 연결된 병렬전단벽의 형태를 띠게 된다. 본 연구에서는 병렬전단벽 구조물의 연결보 중앙부에 LRB(Lead Rubber Bearing)를 도입하였고 이 시스템의 풍응답 저감성능을 검토하였다. 제안된 방법의 효과를 살펴보기 위하여 20층 및 30층 예제구조물을 구성하였고 인공풍하중을 작성하여 경계비선형 시간이력해석을 수행하였다. 제안된 방법이 풍하중을 받는 고층 병렬전단벽 구조물의 사용성 향상에 도움을 줄 수 있는지 평가하기 위하여 일본 진동성능평가기준을 적용하여 보았다. 해석결과 본 논문에서 제안하는 LRB를 사용하여 병렬전단벽을 연결하는 방식이 풍응답 제어성능 개선에 효과가 있는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제16권3호
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• pp.23-33
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• 2012

구조물의 특성치를 결정하기 위하여 18층 규모의 사무용 건물 3동에 대하여 자연진동 조건하에서 동적계측실험을 수행하였다. 대상건물은 기본적으로 보-기둥 골조시스템에 횡하중을 보다 효율적으로 지지하기 위하여 추가적으로 코아가 배치된 혼합 구조형식을 나타낸다. 매층 마다 측정한 일련의 진동기록으로부터 고유진동수, 모드형태 및 감쇠율 등과 같은 모달계수를 추출하기 위하여 최신 주파수- 및 시간영역-기반 응답의존 시스템판별법인 FDD, pLSCF 및 SSI를 적용하였다. 3방법에 의하여 추출한 결과는 대체로 일치하였으나, 초기 FE 해석결과와 비교하여 저차 3개 고유진동수는 대략 1.2~1.7배나 되는 단단한 거동을 나타냈다. 진동응답으로부터 추출된 값, 기준에서 제시하는 약산식 및 FE해석에 의하여 산정된 고유주기를 비교하여 보면, FE결과가 가장 유연한 거동을 예측하였으며, 높이를 변수로 하는 약산식이 추출된 값에 가장 근접한 결과를 나타냈다. 이러한 차이는 현재의 실험 추출치에는 콘크리트 균열 등과 같은 강성저감 요인을 포함하고 있지 않으며, 또한 FE 해석치는 비구조체 및 사용된 재료의 실제성능 등과 관련된 강성증가 요소를 포함하고 있지 않기 때문이다.

• Steel and Composite Structures
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• 제27권6호
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• pp.691-702
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• 2018

This paper presents experimental and analytical results of fiber reinforced polymer (FRP) confined steel tubular columns under transverse impact loads. Influences of applied impact energy, thickness of FRP jacket and impact position were discussed in detail, and then the impact responses of FRP confined steel tubes were compared with bare steel tubes. The test results revealed that the FRP jacket contributes to prevent outward buckling deformation of steel at the clamped end and inward buckling of steel at the impact position. For the given applied impact energy, specimens wrapped with one layer and three layers of FRP have the lower peak impact loads than those of the bare steel tubes, whereas specimens wrapped with five layers of FRP exhibit the higher peak impact loads. All the FRP confined steel tubular specimens displayed a longer duration time than the bare steel tubes under the same magnitude of impact energy, and the specimen wrapped with one layer of FRP had the longest duration time. In addition, increasing the applied impact energy leads to the increase of peak impact load and duration time, whereas increasing the distance of impact position from the clamped end results in the decrease of peak impact load and the increase of duration time. The dynamic analysis software Abaqus Explicit was used to simulate the mechanical behavior of FRP confined steel tubular columns, and the numerical results agreed well with the test data. Analytical solution for lateral displacement of an equivalent cantilever beam model subjected to impact load was derived out. Comparison of analytical and experimental results shows that the maximum displacement can be precisely predicted by the present theoretical model.

• Steel and Composite Structures
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• 제5권4호
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• pp.271-287
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• 2005

The seismic behavior of two steel moment-resisting frames, which satisfy all the current seismic design requirements, are evaluated and compared in the presence of pre-Northridge connections denoted as BWWF and an improved post-Northridge connections denoted as BWWF-AD. Pre-Northridge connections are modeled first as fully restrained (FR) type. Then they are considered to be partially restrained (PR) to model their behavior more realistically. The improved post-Northridge connections are modeled as PR type, as proposed by the authors. A sophisticated nonlinear time-domain finite element program developed by the authors is used for the response evaluation of the frames in terms of the overall rotation of the connections and the maximum drift. The frames are excited by ten recorded earthquake time histories. These time histories are then scaled up to produce some relevant response characteristics. The behaviors of the frames are studied comprehensively with the help of 120 analyses. Following important observations are made. The frames produced essentially similar rotation and drift for the connections modeled as FR type and PR type represented by BWWF-AD indicating that the presence of slots in the web of beams in BWWF-AD is not detrimental to the overall response behavior. When the lateral displacements of the frames are significantly large, the responses are improved if BWWF-AD type connections are used in the frames. This study analytically confirms many desirable features of BWWF-AD connections. PR frames have longer periods of vibration in comparison to FR frames and may attract lower inertia forces. However, calculated periods of the frames of this study using FEMA 350 empirical equation is longer than those calculated using dynamic characteristics of the frames. This may result in even lower design forces and may adversely influence the design.

• 한국건설관리학회:학술대회논문집
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• 한국건설관리학회 2008년도 정기학술발표대회 논문집
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• pp.93-98
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• 2008

해운대 두산 위브 더 제니스는 부산시 해운대구 수영만에 인접한 매립지에 세워지는 건축물로서 현재 지하 터파기 및 일부 기초공사 진행 중인 건축물이다. 타워동의 주 용도는 주거용 건축물로 높이 300m, 층수 80층으로 이루어져 주거용 콘크리트 건축물로서는 동양 최대의 높이를 자랑하고 있다. 타워는 총 3개의 고충타워와 1개의 저층타워로 이루어져 있으며 지하 저층부 길이가 가로폭 230m, 세로폭 200m로 전체가 한 개의 덩어리로 이루어진 구조물이다. 횡력저항 시스템은 중앙의 $700{\sim}800mm$ 두께의 코어벽체가 4방향의 외곽으로 확장되어 있으며 슬래브 외곽주변을 철근콘크리트 기둥을 설치하여 건축적인 요구사항에 부합되면서 횡방향 하중에 아주 효율적으로 저항할 수 있도록 계획되었으며, 풍 진동에 대해서도 아주 만족스러운 결과를 가져다주었다. 슬래브 바닥 시스템은 두께 250mm인 플랫 플레이트를 적용하여 충고의 최소화 및 외주부의 테두리보나 드롭패널을 설치하지 않아 시공성 및 공기단축에 부합되도록 계획되었다. 시공 시 및 준공 후에도 지속적인 상시 모니터링 시스템을 구축하여 계측된 자료를 기준으로 구조물의 안전성과 사용성을 객관적으로 판단하고 검증할 수 있도록 하였다.