• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제9권1호
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• pp.259-269
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• 2005

본 연구에서는 철근콘크리트 연속보의 이산최적설계를 수행하기 위해서 유전알고리즘을 적용하였다. 콘크리트, 거푸집, 주철근 및 스터럽의 경비를 포함한 경비 최소화를 목적함수로 하였고, 제약조건으로는 휨강도와 전단강도, 처짐, 균열, 철근간격, 피복두께, 철근비 상 하한치 및 단면형상에 대한 기하학적 제약조건과 더불어 주철근의 정착을 고려하였다. 보의 폭과 유효깊이, 철근량을 설계변수로 취하였으며, 설계변수 값은 실무에서 사용되는 단면치수와 철근량을 데이터베이스화한 이산집합으로부터 선택되도록 하였다. GA의 신뢰성을 검증하기 위해서 이산변수로 철근콘크리트보에 대한 최적설계를 수행한 기존 문헌과 그 결과값을 비교 검토하였으며, GA의 적용성 및 효율성을 보이기 위하여 국내 구조설계기준을 만족하는 3경간 및 5경간 철근콘크리트보에 대해 이산최적설계를 수행하였다.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제7권2호
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• pp.227-243
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• 2015

In this paper, the effects of nonlinear soft clay on dynamic embedment of offshore pipeline were investigated. Seabed embedment by pipe-soil interactions has impacts on the structural boundary conditions for various subsea structures such as pipeline, riser, pile, and many other systems. A number of studies have been performed to estimate real soil behavior, but their estimation of seabed embedment has not been fully identified and there are still many uncertainties. In this regards, comparison of embedment between field survey and existing empirical models has been performed to identify uncertainties and investigate the effect of nonlinear soil parameter on dynamic embedment. From the comparison, it is found that the dynamic embedment with installation effects based on nonlinear soil model have an influence on seabed embedment. Therefore, the pipe embedment under dynamic condition by nonlinear parameters of soil models was investigated by Dynamic Embedment Factor (DEF) concept, which is defined as the ratio of the dynamic and static embedment of pipeline, in order to overcome the gap between field embedment and currently used empirical and numerical formula. Although DEF through various researches is suggested, its range is too wide and it does not consider dynamic laying effect. It is difficult to find critical parameters that are affecting to the embedment result. Therefore, the study on dynamic embedment factor by soft clay parameters of nonlinear soil model was conducted and the sensitivity analyses about parameters of nonlinear soil model were performed as well. The tendency on dynamic embedment factor was found by conducting numerical analyses using OrcaFlex software. It is found that DEF was influenced by shear strength gradient than other factors. The obtained results will be useful to understand the pipe embedment on soft clay seabed for applying offshore pipeline designs such as on-bottom stability and free span analyses.

• Advances in nano research
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• 제14권4호
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• pp.375-389
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• 2023

In this study, free vibration analysis of functionally graded (FG) porous truncated conical shell panels reinforced by graphene platelets (GPLs) has been investigated for the first time. Additionally, the effect of three different types of porosity distribution and five different types of GPLs patterns on dynamic response of the shell are also studied. Halpin-Tsai micromechanical model and Voigt's rule are used to determine Young modulus, shear modulus and Poisson's ratio with mass densities of the shell, respectively. The main novelties of present study are: applying 3D elasticity theory and the finite element method in conjunction with Rayleigh-Ritz method to give more accurate results unlike other simplified shell theories, and also presenting a general 3D solution in cylindrical coordinate system that can be used for analyses of different structures such as circular, annular and annular sector plates, cylindrical shells and panels, and conical shells and panels. A convergence study is performed to justify the correctness of the obtained solution and numerical results. The impact of porosity and GPLs patterns, the volume of voids, the weight fraction of graphene nanofillers, semi vertex and span angles of the cone, and various boundary conditions on natural frequencies of the functionally graded panel have been comprehensively studied and discussed. The results show that the most important parameter on dynamic response of FG porous truncated conical panel is the weight fraction of nanofiller and adding 1% weight fraction of nanofiller could increase 57% approximately the amounts of natural frequencies of the shell. Moreover, the porosity distribution has great effect on the value of natural frequency of structure rather than the porosity coefficient.

• Geomechanics and Engineering
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• 제31권1호
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• pp.99-112
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• 2022

The present study examines the natural frequencies (NFs) of perfect/imperfect functionally graded sandwich beams (P/IP-FGSBs), which are composed of a porous core constructed of functionally graded materials (FGMs) and a homogenous isotropic metal and ceramic face sheets resting on elastic foundations. To accomplish this, the material properties of the FGSBs are assumed to vary continuously along the thickness direction as a function of the volume fraction of constituents expressed by the modified rule of the mixture, which includes porosity volume fraction represented using four distinct types of porosity distribution models. Additionally, to characterize the reaction of the two-parameter elastic foundation to the Perfect/Imperfect (P/IP) FGSBs, the medium is assumed to be linear, homogeneous, and isotropic, and it is described using the Winkler-Pasternak model. Furthermore, the kinematic relationship of the P/IP-FGSBs resting on the Winkler-Pasternak elastic foundations (WPEFs) is described using trigonometric shear deformation theory (TrSDT), and the equations of motion are constructed using Hamilton's principle. A closed-form solution is developed for the free vibration analysis of P/IP-FGSBs resting on the WPEFs under four distinct boundary conditions (BCs). To validate the new formulation, extensive comparisons with existing data are made. A detailed investigation is carried out for the effects of the foundation coefficients, mode numbers (MNs), porosity volume fraction, power-law index, span to depth ratio, porosity distribution patterns (PDPs), skin core skin thickness ratios (SCSTR), and BCs on the values of the NFs of the P/IP-FGSBs.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제19권2호
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• pp.139-150
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• 2006

ILM(incremental launching method) 교량공법은 품질확보에 효과적인 프리스트레스트 콘크리트 교량공법으로 인정받고 있다. 이 공법에 의해 시공되는 교량의 상부단면은 시공 중에 지간의 중앙부와 지점부에 일시적이나마 모두 위치하게 된다. 따라서 단면들은 자중에 의해 발생되는 최대 정 모멘트와 최대 부 모멘트, 그리고 최대 전단력을 모두 경험하게 되는 구조적 특성을 가지고 있다. 한편, 압출하는 동안 발생하는 높은 일시적 응력을 최소화하기 위해 일반적으로 압출추진코가 이용되고 있다. 그리고 상부단면에 발생하는 이 일시적인 응력의 크기는 압출추진코의 특성에 따라 달라진다. 본 연구에서는 압출 중 상부단면에 발생하는 단면력의 크기를 쉽고, 빠르게 검토할 수 있는 해석식을 유도하였다. 개발된 해석식에서 고려할 수 있는 매개변수로는 압출추진코와 상부단면과의 지간 길이비와 중량비 그리고 강성비를 택하였다 특히, 개발된 해석식에서는 변단면인 압출추진코의 단면형상과 다이아플램을 고려할 수 있다. 또한, 설계변수들에 대한 민감도 해석을 통하여 압출추진코와 상부단면의 상호작용에 미치는 매개변수들의 영향을 분석하였다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제3권2호
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• pp.109-114
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• 2015

최근 CCPs를 대량 활용하는 HVFA 콘크리트에 관한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 초기에는 주로 재료적인 분야에 대해서만 수행되어지고 있는 실정이었으나 최근 들어 HVFA 시멘트 콘크리트의 구조재료로의 적용을 위한 탄성계수, 응력-변형률 관계 및 구조 부재 거동 등에 대한 연구가 수행되고 있다. 이러한 일련의 연구 결과를 바탕으로 실물 구조 부재로의 적용성 평가를 위하여 지간길이 7.5m의 50% 다량 첨가된 플라이애시 시멘트 철근콘크리트 보 2개를 제작한 후, 휨 및 전단에 대한 구조거동 실험을 수행하여 HVFA 콘크리트의 실 구조물로의 적용성을 확인하고자 하였다. 실험결과에 의하면, HVFA 콘크리트의 응력-변형률 관계는 기존 연구 결과와 실험결과와의 다소 차이가 있지만 설계에 적용하기에는 큰 무리가 없는 것으로 나타났으며, 처짐, 변형률 등의 양상이 플라이애시를 첨가하지 않는 일반 콘크리트와 유사하게 나타나, 50% 플라이애시 시멘트 콘크리트 부재 부재의 휨 거동은 크게 차이나지 않는 것으로 나타났다. 또한 실험에서 구해진 콘크리트의 전단강도는 설계 식에서 구해진 콘크리트의 전단강도와 유사하게 나타나, 기존 설계식을 준용하여도 큰 무리가 없을 것으로 예상된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제14권6호
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• pp.934-941
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• 2002

철근콘크리트 보 단면의 극한강도를 예측할 때에는 부재의 크기를 고려하지 않는 것이 일반적이다. 그러나 부재 단면의 휨압 축강도는 부재의 크기가 증가함에 따라 항상 감소하게 된다. 본 연구에서는 철근콘크리트 보에 대한 실험적 고찰을 통해 휨압축강도의 크기효과를 살펴보고 이에 대한 적절한 모델식을 제시하고자 한다. 보의 유효깊이(d$\approx$15, 30, 60cm)를 주요 매개변수로 하였으며 전단스팬/유효깊이(a/d)는 3.0으로 하였고 시편의 폭은 20 cm로 일정하게 하여 휨하중을 가하며 실험을 수행하였다. 실험에서 구한 하중, 변형률, 및 보의 처짐 등을 이용하여 휨압축응력-변형률 관계를 3차의 비선형 다항식을 이용한 회귀분석을 수행하여 구하였다. 분석 결과 보의 유효깊이가 증가함에 따라 휨압축강도, 최대 휨압축응력에서의 변형률, 그리고 극한변형률이 감소하며 취성적인 파괴거동을 나타내었다. 그리고 설계기준에서 제시하고 있는 $\beta$l값과 보의 극한 변형률 값에 대해서도 크기효과가 있으므로 이에 대한 검토가 필요하다고 판단된다. 마지막으로 수정된 크기효과법칙을 사용하여 철근콘크리트 보의 휨압축강도에 대한 크기 효과모델식을 제시하였다.