• 한국강구조학회 논문집
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• 제9권4호통권33호
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• pp.479-487
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• 1997

강구조 건축물의 접합에서 강접합, 단순접합 이외에 반강접합의 이용이 고려될 수 있다. 반강접합의 장점으로서는 시공의 용이성과 부재의 효율적인 모멘트 분배가 가능하다는 점이다. 본 연구는 기존의 T-stub를 더 많은 회전능력이 생기도록 한 개량 T-stub를 접합요소로 선정하여 중층정도의 건축물에의 적용 가능성을 확인하기 위한 연구의 기초적 단계이다. 연구방법으로서는 개량 T-stub의 역학적 거동을 조사하기 위한 개량 T-stub요소의 인장 및 압축 실험과 개량 T-stub를 이용한 기둥-보 접합부의 단순재하실험이 실시되었다. 실험결과로부터 개량 T-stub의 정성적인 거동을 파악하였고, 개량 T-stub를 이용하면 반강접합으로서의 가능성도 확인하였다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제3권3호
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• pp.126-136
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• 1991

본 논문에서는 파랑하중을 받는 Guyed Tower의 비선형 동적거동에 대하여 연구하였다. Guyed Tower를 효율적으로 해석하기 위하여 Tower는 등가의 기둥으로 모형화 하였으며, 계유장치는 수평방향의 비선형 경계요소로 이상화하였다. 또한 파일 기초부는 회전방향의 선형경계요소로 대치하였다. Tower에 작용하는 파랑하중은 Morison 방정식에 의한 산정하였다. 계유장치와 유체의 점성에 기인된 항력 등의 비선형성을 적절히 고려하기 위하여 시간영역에서 해석을 수행하였으며, 비선형 운동방정식을 효율적으로 풀기 위해 Newmark 적분기법에 기초한 모우드 중첩법을 사용하였다. Guyed Tower의 중요한 설계변수인 계유선의 Clump weight 중량 조건과 파일 기초부 조건의 변화에 대한 수치해석을 수행하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제28권1호
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• pp.92-98
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• 1991

일반적으로 철조 교량과 같은 구조물은 탄성지반위에 놓여있는 다지지보로 모형화 시킬 수 있다. 이러한 구조물 들에 항상 움직이는 하중이 작용하게 된다. 움직이는 하중은 특히 고속일때 구조물에 심한 운동을 일으키며 또한 구조물의 동적응력에 큰 영향을 미치게 된다. 본 연구에서는 탄성지반위에 놓여있는 다지지보의 동적응답을 Galerkin방법과 수치시간적분방법을 사용하여 구하였다. 시도함수로서는 제1보(고유진동수)에서 구한 직교 다항식 함수를 사용하였다. 일반적으로 가정된 해의 첫번째 항만을 사용하여도 정확한 해를 구할 수 있으나, 병진 스프링 상수값이 크거나 회전 스프링이 제일차 모우드의 기울기가 영인 지점에 위치할 경우에는 반드시 고차 모우드를 포함하여 해석해야 정확한 해를 구할 수 있다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제11권3호
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• pp.185-191
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• 2007

본 연구에서는 주거용 무량판구조의 내진성능을 개선하기 위한 면진적용 가능성을 평가하였으며, 시간이력 해석을 위한 지진기록 사용에 대한 문제점을 제시하였다. 면진층 강성 및 주기 평가 및 포락해석법을 적용하여 면진전 비틀림 모드가 강한 구조물을 면진시스템 적용으로 내진성능을 개선하였다. 지진기록 사용 및 크기 조절효과의 적정성을 평가하기 위하여 DBE, MCE, ASCE 7-05의 1.4DBE 의해 크기를 조정한 시간이력 해석결과를 비교한 결과, 구조물의 지반조건과 유사한 조건에서 관측된 지진기록 및 지진기록의 응답이 설계규준 응답스펙트럼의 평균${\pm}$표준편차 범위 안에 있는 기록을 사용하는 것이 적절한 것으로 판단된다.

• 전산구조공학
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• 제10권4호
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• pp.205-216
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• 1997

구속된 ?(restrained warping)효과를 고려하는 박벽 공간뼈대구조의 횡후좌굴거동을 조사하기 위하여 기하학적 비선형 유한요소이론 및 해석법을 제시한다. 가상일의 원리를 이용하여 대변형효과를 고려한 3차원 연속체의 평형방정식으로부터, 구속된 ?효과를 고려하고 유한한 회전각의 2차항의 효과를 포함하는 변위장을 도입하여 초기응력을 받는 박벽 공간뼈대요소의 증분평형방정식을 유도한다. 박벽 공간뼈대구조를 유한요소로 나누고 변위장을 요소변위에 관한 Hermitian 다항식으로 나타내어 이를 평형방정식에 대입함으로써 접선강도행렬을 유도한다. 또한 updated Lagrangian formulation에 근거하여, 증분변위로부터 강체회전변위와 순수변형성분을 분리시켜서 강체회전은 요소의 방향변화를 결정하고, 순수변형은 부재력증분을 산정하는 불평형하중 산정법을 제시한다. 박벽 공간뼈대구조의 횡-비틂좌굴 및 후좌굴 거동에 대한 예제들을 통하여 본 연구에 대한 해석결과와 문헌의 결과를 비교 검토함으로써 본 연구에서 제시된 이론 및 해석방법의 정당성을 입증한다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제22권2호
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• pp.169-184
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• 2006

A close form solution of the maximum deflection for cracked columns with rectangular cross-sections was developed and thus the elastic buckling behavior and ultimate bearing capacity were studied analytically. First, taking into account the effect of the crack in the potential energy of elastic systems, a trigonometric series solution for the elastic deflection equation of an arbitrary crack position was derived by use of the Rayleigh-Ritz energy method and an analytical expression of the maximum deflection was obtained. By comparison with the rotational spring model (Okamura et al. 1969) and the equivalent stiffness method (Sinha et al. 2002), the advantages of the present solution are that there are few assumed conditions and the effect of axial compression on crack closure was considered. Second, based on the above solutions, the equilibrium paths of the elastic buckling were analytically described for cracked columns subjected to both axial and eccentric compressive load. Finally, as examples, the influence of crack depth, load eccentricity and column slenderness on the elastic buckling behavior was investigated in the case of a rectangular column with a single-edge crack. The relationship of the load capacity of the column with respect to crack depth and eccentricity or slenderness was also illustrated. The analytical and numerical results from the examples show that there are three kinds of collapse mechanisms for the various states of cracking, eccentricity and slenderness. These are the bifurcation for axial compression, the limit point instability for the condition of the deeper crack and lighter eccentricity and the fracture for higher eccentricity. As a result, the conception of critical transition eccentricity $(e/h)_c$, from limit-point buckling to fracture failure, was proposed and the critical values of $(e/h)_c$ were numerically determined for various eccentricities, crack depths and slenderness.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제23권2호
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• pp.169-177
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• 2011

본 논문은 반복하중을 받는 고강도강 원형강관의 T형 접합부의 면내 휨모멘트 내력에 대해 체계적으로 수행된 유한요소 해석으로부터 얻은 결과를 제시하고 있다. 용접된 원형강관의 T형 접합부의 회전강성 및 이에 따른 파괴모드를 분석하기 위하여 T형 접합부의 3차원 비선형 유한요소모델을 이용하였다. 주관과 지관의 세장비, 주관과 지관의 지름비와 같은 기하학적 파라미터 및 항복비 등에 따른 T형 접합부의 다양한 구조적 거동을 제시하였으며, 또한 주관의 압축응력의 크기에 따른 T형 접합부의 극한 면내 휨모멘트 내력의 변화를 분석하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권2호
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• pp.193-203
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• 2014

터빈의 운전온도와 세라믹 입자크기를 고려한 경사기능재료(FGM)로 만들어진 회전하는 가스터빈 블레이드의 열전달해석 및 응력해석을 수행하였다. 경사기능성 블레이드는 벽 두께에 따라서 연속적인 재료물성 변화를 나타낸다. 이러한 경사기능재료의 특성과 온도에 따른 열전 재료물성 변화를 고려하여 블레이드의 시스템 강성을 얻기 위해 블레이드의 열전달해석을 먼저 수행하였다. 이 열전달해석으로 얻은 시스템 강성으로부터 복합 변형 변수를 사용한 회전하는 가스터빈 블레이드의 운동방정식을 유도하였다. 유도된 운동방정식은 상용 유한요소 모델과 해석결과 비교를 통해 그 정확성을 입증하였으며 회전주파수와 구배 지수에 따른 최대 응력의 변화를 조사하였다. 또한, 열전달해석을 통해 가장 낮은 블레이드 온도를 나타내는 구배 지수를 조사하였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제44권1호
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• pp.33-47
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• 2022

This paper presents a finite element model for predicting the monotonic behaviour of bolted endplate joints connecting steel-concrete composite walls and steel beams. The demountable Hollo-bolts are utilised to facilitate the quick installation and dismantling for replacement and reuse. In the developed model, material and geometric nonlinearities were included. The accuracy of the developed model was assessed by comparing the numerical results with previous experimental tests on hollow/composite column-to-steel beam joints that incorporated endplates and Hollo-bolts. In particular, the Hollo-bolts were modelled with the expanded sleeves involved, and different material properties of the Hollo-bolt shank and sleeves were considered based on the information provided by the manufacture. The developed models, therefore, can be applied in the present study to simulate the wall-to-beam joints with similar structural components and characteristics. Based on the validated model, the authors herein compared the behaviour of wall-to-beam joints of two commonly utilised composite walling systems (Case 1: flat steel plates with headed studs; Case 2: lipped channel section with partition plates). Considering the ease of manufacturing, onsite erection and the pertinent costs, composite walling system with flat steel plates and conventional headed studs (Case 1) was the focus of present study. Specifically, additional headed studs were pre-welded inside the front wall plates to enhance the joint performance. On this basis, a series of parametric studies were conducted to assess the influences of five design parameters on the behaviour of bolted endplate wall-to-beam joints. The initial stiffness, plastic moment capacity, as well as the rotational capacity of the composite wall-to-beam joints based on the numerical analysis were further compared with the current design provision.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제81권4호
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• pp.411-428
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• 2022

This paper presents the Campbell diagram analysis of the rotordynamic system using the full order model (FOM) and the reduced order model (ROM) techniques to determine the critical speeds, identify the stability and reduce the computational time. Due to the spin-speed-dependent matrices (e.g., centrifugal stiffening matrix), several model order reduction (MOR) techniques may be considered, such as the modal superposition (MS) method and the Krylov subspace-based MOR techniques (e.g., Ritz vector (RV), quasi-static Ritz vector (QSRV), multifrequency quasi-static Ritz vector (MQSRV), multifrequency/ multi-spin-speed quasi-static Ritz vector (MMQSRV) and the combined Ritz vector & modal superposition (RV+MS) methods). The proposed MMQSRV method in this study is extended from the MQSRV method by incorporating the rotational-speed-dependent stiffness matrices into the Krylov subspace during the MOR process. Thus, the objective of this note is to respond to the question of whether to use the MS method or the Krylov subspace-based MOR technique in establishing the Campbell diagram of the shaft-disc-blade assembly systems in three-dimensional (3D) finite element analysis (FEA). The Campbell diagrams produced by the FOM and various MOR methods are presented and discussed thoroughly by computing the norm of relative errors (ER). It is found that the RV and the MS methods are dominant at low and high rotating speeds, respectively. More precisely, as the spinning velocity becomes large, the calculated ER produced by the RV method is significantly increased; in contrast, the ER produced by the MS method is smaller and more consistent. From a computational point of view, the MORs have substantially reduced the time computing considerably compared to the FOM. Additionally, the verification of the 3D FE rotordynamic model is also provided and found to be in close agreement with the existing solutions.