• Computers and Concrete
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• 제11권6호
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• pp.515-529
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• 2013

The moment-curvature relation for simple bending is a well-studied subject and the classical moment-curvature diagram is commonly found in literature. The influence of axial forces has generally been considered as compression onto symmetrically reinforced cross-sections, thus strain at the reference fiber never has been an issue. However, when dealing with integral structures, which are usually statically indeterminate in different degrees, these concepts are not sufficient. Their horizontal elements are often completely restrained, which, under imposed deformations, leads to moderate compressive or tensile axial forces. The authors propose to analyze conventional beam cross-sections with moment-curvature diagrams considering asymmetrically reinforced cross-sections under combined influence of bending and moderate axial force. In addition a new diagram is introduced that expands the common moment-curvature relation onto the strain variation at the reference fiber. A parametric study presented in this article reveals the significant influence of selected cross-section parameters.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권8호
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• pp.857-863
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• 2012

본 연구에서는 승객의 안전성을 확보하기 위하여 상부 고강도강 SABC1470, 하부 냉간 압연강 SPFH590과 SPFC980으로 경량화를 위하여 레이저 TWB 용접하였다. TWB 이종재료 시험편은 열처리에 의하여 SABC1470 재료에 고강도화 하였다. 수냉까지 대기 시간에 따르는 인장강도와 센터필라와 같은 부정 조건에 의한 고속 굽힘의 변형 거동을 평가하였다. 동일 온도에서 열처리 된 TWB 시험편은 수냉까지 대기 시간에 따라서 인장강도와 굽힘강도가 감소하였다. $850^{\circ}C$에서 열처리한 SABC1470 + SPFH590 TWB 시험편은 추돌에 의해 차체 파손시 파괴거동을 유도하여 승객을 보호할 수 있는 적절한 조건이었다. 사고에 의한 승객의 안전을 고려하면, 센터필라는 상부재로서 SABC1470, 하부재료로 SPFH590을 사용하는 것이 안전하다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제14권4호
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• pp.423-434
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• 2001

본 논문은 도로의 선형이 곡선일때, 곡선상에 설치되는 곡선교를 해석함에 있어 에너지법에 기초하여 휨과 순수비틂 효과를 고려한 탄성방정식을 이용한다. 이 탄성방정식은 부정정 구조인 연속곡선박스거더의 정역학적 부정정력을 최소 일의 원리를 적용하여 구한다. 곡선박스거더에 수직단위하중과 단위토크를 작용시켜 전단력, 휨모멘트, 순수비틂모멘트, 그리고 처짐과 회전각에 대한 영향선을 구하며, 실제 하중이 작용할 때 곡선박스거더의 부재력을 구할 수 있도록 하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제24권4호
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• pp.963-971
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• 2000

Gerotor is a planar mechanism consisting of a rotor and lobes which form a closed space, namely a chamber. As active contact points between a rotor and lobes are subjected to very high contact stresses, wear in one or both of the rotor and lobe cannot be avoided. Therefore, in the design of Gerotor used in hydraulic motors a compromise between high torque output and contact stress is of great importance and a thorough analysis of design parameters should be conducted to achieve this compromise. In this study, a contact point is modelled as a linear spring in consideration of equivalent curvature to analyze the contact stress. As the contact stress calculation in this problem is a statically indeterminate type, a numerical iterative scheme has been adopted to obtain the solution. To fully understand the influence of design parameters on the contact stress, the relationship between pressure force, equivalent curvature, contact force and contact stress are analyzed. It is shown that the equivalent curvature of the contact point is a dominant factor that affects the maximum contact stress.

• Steel and Composite Structures
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• 제45권5호
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• pp.715-728
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• 2022

Closed steel supports of different shapes are used in mining and underground constructions. The supports are prefabricated from rolled, usually robust, steel profiles. The load carrying capacity of a support is considerably influenced by the active loading and passive forces. The passive forces are induced by interactions between the support and the surrounding rock mass. The analysis herein comprises three parts: The first part consists of structural geometry processing. The second part involves finding the numerical solution of a statically indeterminate structure for a specified load. The third part is calculation of the load carrying capacity and the components of internal forces and deformations. For this, the force method and numerical integration are used. The Winkler model is applied when the support interacts with the surrounding environment. The load carrying capacity is limited by the slip resistance of the connected parts and it is limited by reaching the ultimate state of the profile. This paper serves as a comprehensive reference for the determination of the load carrying capacity of closed steel supports and includes stepwise derivations of the governing formulas.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제18권1호
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• pp.79-91
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• 2005

본 논문에서는 프리스트레스를 이용한 가시설 공법(IPS)에 적용되는 띠장의 거동의 해석 및 설계절차에 대한 연구를 수행하였다. 띠장에 초기장력이 도입되는 구조계는 탄성지반위에 놓인 보이론에 의하여 부재력이 산출되고, 토압에 의한 부재력은 장력을 부정정력으로 취하여 부정정 구조해석을 통하여 띠장의 축력 및 휨모멘트를 계산하였다. 지반은 압축력 전담요소, 케이블은 인장력 전담요소를 사용하여 등분포 토압 및 편토압을 받는 띠장의 전산해석을 수행하였다. 기존의 가시설 설계에 적용되는 토압을 적용하여 IPS 띠장설계를 실시하였고, 긴장력과 설계토압에 의한 축력과 휨모멘트를 계산하여 축응력과 휨응력을 도출하고 합성응력검토를 수행하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제10권4호
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• pp.25-33
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• 1990

모멘트 분배법(分配法)은 지난 60년(年) 동안 연속(連續)보와 라멘 등의 부정정구조물(不靜定構造物)의 근사해법(近似解法)으로 널리 사용되어 왔다. 이 방법(方法)은 구조부재(構造部材)의 양단(兩端)모멘트를 반복적(反復的)인 수계산(手計算)으로 산정(算定)하는 것이다. 본(本) 연구(硏究)는 모메트 분배법(分配法)을 이용하여 수렴형공식(收斂型公式)을 전개(展開)한 것이다. 이들 공식(公式)은 재래식(在來式) 모멘트 분배법(分配法)의 단점(短點)이라고 할 수 있는 결과(結果)의 근사성(近似性) 및 과정(過程)의 복잡성(複雜性)을 극복(克服)함으로써 간단(簡單)하고도 정확(正確)한 해(解)를 제공(提供)한다. 여기 제안(提案)된 공식(公式)들은 부정정(不靜定) 뼈대의 새로운 해법(解法)의 하나가 될 것이며, 특히 연속(連續)보의 영향선(影響線)의 작도(作圖)에 효과적(效果的)으로 기여(寄與)함으로써 구조설계(構造設計)의 실무(實務)에 큰 도움이 될 것이다.

• Smart Structures and Systems
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• 제4권5호
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• pp.605-628
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• 2008

In bridge structures, damage may induce an additional deflection which may naturally contain essential information about the damage. However, inverse mapping from the damage-induced deflection to the actual damage location and severity is generally complex, particularly for statically indeterminate systems. In this paper, a new load concept, called the positive-bending-inspection-load (PBIL) is proposed to construct a simple inverse mapping from the damage-induced deflection to the actual damage location. A PBIL for an inspection region is defined as a load or a system of loads which guarantees the bending moment to be positive in the inspection region. From the theoretical investigations, it was proven that the damage-induced chord-wise deflection (DI-CD) has the maximum value with the abrupt change in its slope at the damage location under a PBIL. Hence, a novel damage localization method is proposed based on the DI-CD under a PBIL. The procedure may be summarized as: (1) identification of the modal flexibility matrices from acceleration measurements, (2) design for a PBIL for an inspection region of interest in a structure, (3) calculation of the chord-wise deflections for the PBIL using the modal flexibility matrices, and (4) damage localization by finding the location with the maximum DI-CD with the abrupt change in its slope within the inspection region. Procedures from (2)-(4) can be repeated for several inspection regions to cover the whole structure complementarily. Numerical verification studies were carried out on a simply supported beam and a three-span continuous beam model. Experimental verification study was also carried out on a two-span continuous beam structure with a steel box-girder. It was found that the proposed method can identify the damage existence and damage location for small damage cases with narrow cuts at the bottom flange.

• 대한토목학회논문집
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• 제32권1A호
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• pp.1-10
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• 2012

최근 해안, 도서, 산간지방 등의 개발로 장대교량의 수요가 증가되고 재료 및 설계 시공기술의 지속적 발전으로 인하여 현수교나 사장교 등 장지간을 가지는 교량의 건설이 증가하고 있다. 장대교량은 사장재 또는 주 케이블 및 행어로 주형을 지지하는 고차 부정정구조물로 다양한 형태의 설계가 가능하고 구조물의 외관이 뛰어나기 때문에 현재 많은 교량에 적용되고 있다. 케이블지지교량은 시공 중 그리고 공용상태에서 케이블의 장력을 지속적으로 측정함으로써 교량의 건전성을 파악할 수 있다. 케이블의 장력을 추정하는 기법으로 로드셀 및 유압잭 등을 이용하여 케이블의 응력을 직접 측정하는 방법과 케이블의 형상조건과 계측된 동적 특성을 활용하여 장력을 구하는 진동법이 많이 활용되고 있다. 본 연구에서는 디지털 영상처리를 이용한 행어케이블의 동특성 추정 방법을 제시하였으며 사용의 편의성과 경제성을 고려하여 원거리에 있는 행어케이블을 측정하기 위한 센서로 휴대용 디지털 캠코더를 사용하였다. 디지털 영상처리를 이용하는 방법은 digital image correlation(DIC) 기법을 사용하였으며 변형이 없는 이미지와 변형이 있는 이미지 사이의 기하학적인 왜곡을 보정하는 이미지 변환함수(ITF)를 사용하여 단위픽셀이하를 계산하였다. 또한 영상계측시스템의 흔들림을 추가적인 센서의 설치 없이 한 영상내의 고정된 물체를 이용하여 보정함으로써 행어케이블의 동적응답 및 모드별 고유진동수의 해상도를 향상시켰다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제27권6호
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• pp.615-623
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• 2015

철근콘크리트 전단벽의 전단강도를 예측하기 위한 기존 연구자들의 스트럿-타이 모델(STM)들은 횡하중 및 상부의 축력에 대한 전단벽의 내부 힘의 흐름과 웨브의 전단철근에 의해 전달되는 전단력의 비율을 명확히 제시하고 있지 않다. 이를 개선하기 위해서, 이 연구에서는 콘크리트 파괴역학의 균열 띠 이론을 기반한 단순한 STM을 개발하였다. 응력이완 스트립을 동반하는 콘크리트 스트럿의 등가유효너비는 중립축 깊이와 콘크리트 유효압축강도 계수로 결정되었다. 균열 띠 확장영역의 전단 전달 메커니즘은 강성법에 의한 트러스 작용으로부터 산정되었다. 웨브 콘크리트 스트럿과 전단철근에 의한 전단 전달력은 응력이완 스트립과 균열 띠 이론을 기반한 에너지평형조건으로부터 유도되었다. 제시된 모델은 Siao와 Hwang et al.의 STM에 비해 150여개의 기존 실험결과의 경향을 잘 예측하였다. 또한, 제시된 STM은 각 변수에 따른 무차원된 전단강도의 경향을 잘 반영하고 있다.