• 한국가구학회지
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• 제20권4호
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• pp.358-373
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• 2009

Probability based design(PBD)method has some advantages against current design methods. First, it can provide the quantitative values for the structural safety or capacity through the reliability index, $^{\beta}$. That presented the certainty on the corresponding structure for the designer or user, also that permitted the broad consideration in the safety of structures. In addition, it can give the quantitative lifetime of the related structure in the calculation process of target reliability index. Also, incidental economical efficiency can be expected because decrease of required structural material can be obtained by using the practical material data. Unlikely current deterministic structural design methods, main advantage is the reflection of real condition in the structural design process by application of the data with not small clear specimen but structural size material. Advanced countries, namely America, Canada, Europe, Australia and New Zealand already converted from allowable stress design(ASD) method to PBD method and used as a standard wooden structures code in the late 1980s and 1990s. Other domestic constructions standards such as the steel or concrete constructions accepted and used the PBD methods already. Accordingly, wooden structural design method also should be converted from deterministic ASD to probabilistic LRFD(Load and resistance factor design) in order to keep pace with worldwide demands for PBD. Hence, to suggest the reason of introduction the PBD in domestic wooden structural design and analysis, a brief example was used to show the different reliability index by using the different design methods. Definition, merits and demerits of deterministic ASD and probabilistic LRFD were followed. Also the three examples were presented to show the similarity and differences between ASD and LRFD. Finally, connection problems that might cause a disputation in wooden structural design and analysis were broadly examined.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제59권5호
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• pp.933-950
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• 2016

Decks, interior beams, edge beams and girders are the parts of a steel floor system. If the deck is optimized without considering beam optimization, finding best result is simple. However, a deck with higher cost may increase the composite action of the beams and decrease the beam cost reducing the total cost. Also different number of floor divisions can improve the total floor cost. Increasing beam capacity by using castellated beams is other efficient method to save the costs. In this study, floor optimization is performed and these three issues are discussed. Floor division number and deck sections are some of the variables. Also for each beam, profile section of the beam, beam cutting depth, cutting angle, spacing between holes and number of filled holes at the ends of castellated beams are other variables. Constraints include the application of stress, stability, deflection and vibration limitations according to the load and resistance factor (LRFD) design. Objective function is the total cost of the floor consisting of the steel profile cost, cutting and welding cost, concrete cost, steel deck cost, shear stud cost and construction costs. Optimization is performed by enhanced colliding body optimization (ECBO), Results show that using castellated beams, selecting a deck with higher price and considering different number of floor divisions can decrease the total cost of the floor.

• 대한기계학회논문집
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• 제18권11호
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• pp.2954-2966
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• 1994

The characteristics and good corrosion resistance at room and elevated temperatures led to increasing application of Ti-alloys such as aircraft, jet engine, turbine wheels. In forging of Ti-alloy at high temperature, die chilling and die speed should be carefully controlled because the flow stress of Ti-alloy is sensitive to temperature, strain and strain-rate. In this study, the forging of turbine disk was numerically simulated by the finite element method for hot-die forging process and isothermal forging process, respectively. The effects of the temperature changes, the die speed and the friction factor were examined. Also, local variation of process parameters, such as temperature, strain and strain-rate were traced during the simulation. It was shown that the isothermal forging with low friction condition produced defect-free disk under low forging load. Consequently, the simulational information will help industrial workers develope the forging of Ti-alloys including 'preform design' and 'processing condition design'. It is also expected that the simulation method can be used in CAE of near net-shape forging.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제7권1호
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• pp.63-69
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• 2006

본 연구에서는 비지지 길이 한쪽 단에 계단식 단면 변화를 가지는 보에 대해 횡-비틀림 좌굴 강도를 합리적으로 산정하기 위한 새로운 모멘트구배 수정계수를 개발, 제안하였다. 새로운 모멘트구배 수정계수식을 개발하기 위하여 유한요소해석 프로그램이 활용되었으며, 제안식은 기존에 발표된 식들과 비교·분석되었다. 구조물에 발생가능한 대부분의 하중조건이 본 연구에 고려되었으며, 본 논문을 통해 제안된 새로운 모멘트구배 수정계수식은 건물과 교량의 설계 및 유지관리 기술자들이 간편하고 경제적인 설계를 유도하는 데 크게 기여할 것이다.

• Steel and Composite Structures
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• 제46권4호
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• pp.497-512
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• 2023

Using light weight concrete as infill material in conventional cold-formed steel (CFS) shear wall systems can considerably increase their load bearing capacity, ductility, integrity and fire resistance. The compressive strength of the filler concrete is a key factor affecting the structural behaviour of the composite wall systems, and therefore, achieving maximum compressive strength in lightweight concrete while maintaining its lightweight properties is of significant importance. In this study a new type of optimum polystyrene lightweight concrete (OPLC) with high compressive strength is developed for infill material in composite CFS shear wall systems. To study the seismic behaviour of the OPLC-filled CFS shear wall systems, two full scale wall specimens are tested under cyclic loading condition. The effects of OPLC on load-bearing capacity, failure mode, ductility, energy dissipation capacity, and stiffness degradation of the walls are investigated. It is shown that the use of OPLC as infill in CFS shear walls can considerably improve their seismic performance by: (i) preventing the premature buckling of the stud members, and (ii) changing the dominant failure mode from brittle to ductile thanks to the bond-slip behaviour between OPLC and CFS studs. It is also shown that the design equations proposed by EC8 and ACI 318-14 standards overestimate the shear force capacity of OPLC-filled CFS shear wall systems by up to 80%. This shows it is necessary to propose methods with higher efficiency to predict the capacity of these systems for practical applications.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제19권6호
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• pp.633-642
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• 2007

하중저항계수설계법(LRFD)은 종래 설계법의 결점을 개선한 설계법임에도 불구하고 구조계와 개별부재간에 강도와 안정에 대한 상호작용을 정확하게 고려하지 못하고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해서는 전체 구조물의 비선형비탄성해석을 수행하여야 한다. 현재 여러 선진국의 설계기준에서는 구조물의 거동과 강도를 합리적으로 예측하기 위하여 비선형비탄성해석을 사용할 수 있도록 하고 있다. 본 연구에서는 구조시스템의 내하력을 정확히 파악할 수 있는 실용적인 비선형비탄성해석법을 이용한 LRFD 설계법을 제안하였다. 실무에 사용하기 위한 설계 형식, 모델링 시 고려사항 및 설계 시 고려사항에 대하여 기술하였다. 또한 제안된 방법을 사용하여 다양한 예제설계를 수행하였고 AISC-LRFD의 선형탄성해석을 이용한 설계결과와 소요 물량을 비교함으로서 그 경제성과 타당성을 검토하였다. 그 결과 제안된 LRFD설계법은 기존의 LRFD에 비해 구조물의 종류에 따라 최대 24%의 강재 절감효과를 얻을 수 있는 경제적인 설계방법임을 입증하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제16권1호
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• pp.5-16
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• 2015

장대교량의 공사비에서 대형 해상기초가 차지하는 비중은 약 40% 수준이다(KICTEP, 2007). 본 연구에서는 가상의 초장대 사장교에서 대수심 대형 복합기초에 대하여 3가지 설계법(허용응력 설계, LRFD 설계, 유로코드 설계)으로 설계검토를 실시하였고, 3차원 유한요소 해석을 통하여 대구경 현장타설말뚝의 거동에 관한 연구를 수행하였다. 그 결과, 허용응력 설계에서 추정한 방법이 연암 소켓길이가 가장 길었다. LRFD와 유로코드 설계법 2에 의해 계산된 연암소켓 길이는 유사하였다. 대구경 현장타설말뚝의 연암소켓길이가 길어짐에 따라 대구경 현장타설말뚝 두부에 작용하는 축력은 작아졌으며 현장타설말뚝의 침하량도 작아졌다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제56권4호
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• pp.667-694
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• 2015

The suspended dome system is a new structural form that has become popular in the construction of long-span roof structures. Suspended dome is a kind of new pre-stressed space grid structure that has complex mechanical characteristics. In this paper, an optimum topology design algorithm is performed using the enhanced colliding bodies optimization (ECBO) method. The length of the strut, the cable initial strain, the cross-sectional area of the cables and the cross-sectional size of steel elements are adopted as design variables and the minimum volume of each dome is taken as the objective function. The topology optimization on lamella dome is performed by considering the type of the joint connections to determine the optimum number of rings, the optimum number of joints in each ring, the optimum height of crown and tubular sections of these domes. A simple procedure is provided to determine the configuration of the dome. This procedure includes calculating the joint coordinates and steel elements and cables constructions. The design constraints are implemented according to the provision of LRFD-AISC (Load and Resistance Factor Design-American Institute of Steel Constitution). This paper explores the efficiency of lamella dome with pin-joint and rigid-joint connections and compares them to investigate the performance of these domes under wind (according to the ASCE 7-05), dead and snow loading conditions. Then, a suspended dome with pin-joint single-layer reticulated shell and a suspended dome with rigid-joint single-layer reticulated shell are discussed. Optimization is performed via ECBO algorithm to demonstrate the effectiveness and robustness of the ECBO in creating optimal design for suspended domes.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권5호
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• pp.263-274
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• 2018

본 연구에서는 순수형 보강토교대의 상부구조로 적용되는 슬래브교에 대한 적용성을 검토하고 보강토 교대의 외적/내적 안정성에 대해 검토하였다. 상부구조인 슬래브교의 연장은 10.0 m ~ 20.0 m, 두께는 0.7 m ~ 0.9 m를 대상으로 하여 구조해석을 수행하여 보강토교대의 교량받침에 작용되는 사하중과 활하중에 의한 반력을 산정하였다. 슬래브교는 연장 20.0m까지 순수형 보강토교대의 허용 접지압 200 kPa을 만족하였다. 순수형 보강토교대의 외적 안정성은 보강토체의 기하형상에 지배되기 때문에 상부구조의 하중에 의한 안전율 변화는 작은 것으로 나타났다. 지지력에 대한 안전율은 기초지반의 강성은 상수이지만 활동력인 상부구조의 하중은 증가되므로 감소되었다. 그리고 상부구조로 인해 보강토옹벽 상단에 작용하는 접지압이 200 kPa을 초과할 경우, 순수형 보강토교대에서는 전면벽체에 작용하는 수평토압이 과도하게 증가되어, 최상단 보강재에서 내적안정성인 인발과 파단에서 허용안전율을 만족하지 못하였다. 순수형 보강토교대의 효율적 설계 및 성능 확보를 위해서는 보강토체 상단에 배치된 보강재의 인발저항력과 장기허용인장력을 증가시키는 것이 필요한 것으로 분석된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제31권10호
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• pp.61-76
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• 2015

최근 지반공학 분야에서는 깊은기초와 얕은기초에 관한 한계상태설계법에 관한 연구가 선행되고 있으며, 옹벽구조물에 관한 연구는 미미한 실정이다. 본 연구는 철도 옹벽의 한계상태설계법을 도입하기 위한 기초 연구로써 옹벽 표준도의 파괴모드별 신뢰도지수가 목표신뢰도지수를 만족하는지를 평가하였으며, 옹벽 표준도에 대한 하중저항계수 설계를 수행함으로써 한계상태설계법의 적용성을 분석하였다. 철도 옹벽 표준도의 일부는 활동 및 지지력파괴에 대한 신뢰도지수가 목표신뢰도지수에 미달하며, 하중저항계수설계법에 의한 한계상태를 만족하지 못하여 한계상태설계 도입 시 철도 옹벽 표준도의 수정이 필요한 것으로 평가되었다.