• Structural Engineering and Mechanics
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• 제5권4호
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• pp.415-431
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• 1997

Stability equations that evaluate the elastic critical axial load of stepped columns under extreme and intermediate concentrated axial loads in any type of construction with sidesway totally inhibited, partially inhibited and uninhibited are derived in a classical manner. These equations can be utilized in the stability analysis of framed structures (totally braced, partially braced, and unbraced) with stepped columns with rigid, semirigid, and simple connetions. The proposed column classification and the corresponding stability equations overcome the limitations of current methods which are based on a classification of braced and unbraced columns. The proposed stability equations include the effects of: 1) semirigid connections; 2) step variation in the column cross section at the point of application of the intermediate axial load; and 3) lateral and rotational restraints at the intermediate connection and at the column ends. The proposed method consists in determining the eigenvalue of a $2{\times}2$ matrix for a braced column at the two ends and of a $3{\times}3$ matrix for a partially braced or unbraced column. The stability analysis can be carried out directly with the help of a pocket calculator. The proposed method is general and can be extended to multi-stepped columns. Various examples are include to demonstrate the effectiveness of the proposed method and to verify that the calculated results are exact. Definite minimum bracing criteria for single stepped columns is also presented.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2006년도 추계학술대회논문집
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• pp.801-804
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• 2006

The purpose of this paper is to investigate the stability of stepped cantilever columns with a tip mass of rotatory inertia and a translational spring at one end. The column model is based on the Bernoulli-Euler theory which neglects the effects of rotatory inertia and shear deformation. The governing differential equation for the free vibration of columns with stepwise variable cross-section and subjected to a subtangential follower force is solved numerically using the corresponding boundary conditions. And the bisection method is used to calculate the critical divergence/flutter load. The frequency and critical divergence/flutter load for the stepped column with a single step are presented as functions of various non-dimensional system parameters: the segmental length parameter, the section ratio, the subtangential parameter, the mass, the moment of inertia of the mass, and the spring parameter.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제63권3호
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• pp.385-400
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• 2017

This paper presents an experimental study on the behavior of axially-loaded steel RHS (rectangular hollow section) compression members that are partially reinforced along their lengths with welded steel plates. 28 slender column tests were carried out to investigate the effects of the slenderness ratio of the unreinforced member and the ratio of the reinforced length of the member to its entire length. In addition to the slender column tests, 14 stub-column tests were conducted to determine the basic mechanical properties of the test specimens under uniform compression. Test results show that both the compressive strength and stiffness of an RHS member can be increased significantly compared to its unreinforced counterpart even when only the central quarter of the member is reinforced. Based on the limited test data, it can be concluded that partial reinforcement is, in general, more effective in members with larger slenderness ratios. A simple design expression is also proposed to predict the compressive strength of RHS columns partially reinforced along their length with welded steel plates by modifying the provisions of AISC 360-10 to account for the partial reinforcement.

• 한국농공학회지
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• 제38권6호
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• pp.42-50
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• 1996

이 논문은 step기둥의 자유진동 및 좌굴하중에 관한 연구이다. 축하중을 받는 변단면 기둥의 자유진동을 지배하는 편미분방정식을 이용하여 축하중을 받는 step기둥의 자유진동을 지배하는 상미분방정식을 유도하였다. 또한 이 자유진동을 지배하는 미분방정식을 이용하여 step기둥의 좌굴하중을 지배하는 상미분방정식을 유도하였다. 유도된 미분방정식들을 Heun방법과 Regula-Falsi방법을 이용하여 고유진동수 및 좌굴하중을 산출할 수 있는 수치해석방법을 개발하였다. 실제 수치해석 예에서는 2개의 step구간을 갖는 회전-회전, 회전-고정, 고정-고정 기둥에 대한 무차원 고유진동수화 무차원변수들과의 관계 및 무차원 좌굴하중과 무차원 변수들과의 관계를 그림에 나타내었다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제66권2호
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• pp.173-183
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• 2018

This paper proposes a developed optimization model for steel frames with semi-rigid beam-to-column connections and fixed bases using teaching-learning-based optimization (TLBO) and genetic algorithm (GA) techniques. This method uses rotational deformations of frame members ends as an optimization variable to simultaneously obtain the optimum cross-sections and the most suitable beam-to-column connection type. The total cost of members plus connections cost of the frame are minimized. Frye and Morris (1975) polynomial model is used for modeling nonlinearity of semi-rigid connections, and the $P-{\Delta}$ effect and geometric nonlinearity are considered through a stepped analysis process. The stress and displacement constraints of AISC-LRFD (2016) specifications, along with size fitting constraints, are considered in the design procedure. The developed model is applied to three benchmark steel frames, and the results are compared with previous literature results. The comparisons show that developed model using both LTBO and GA achieves better results than previous approaches in the literature.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제54권1호
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• pp.280-301
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• 2021

첨차초각은 부재의 장식을 위한 그림에서부터 비롯된 것으로 여겨진다. 고구려 고분벽화에서 사용된 여러 가지 문양의 그림은 봉정사 극락전에서 보이는 덩굴문양 단청으로 이어진 것으로 보이며 봉정사 극락전의 첨차에서는 단청뿐만 아니라 하단에 연화두식을 새기면서 비로소 첨차초각이 시작되었다. 또한 봉정사 대웅전에서는 초기적인 덩굴초각을 가진 첨차가 만들어졌는데 이것은 부재 표면에 직접 초각을 새기는 것이었다. 이후 덩굴초각은 오랫동안 전통 목조건축에서 중요한 첨차의 장식 기법이 되었다. 정자각은 임란 이후부터 조선 말까지 지속해서 조영된 건축물로서 대부분 덩굴초각을 새긴 첨차를 사용하였기 때문에 여러 세대를 거치면서 변화된 모습을 볼 수 있다. 첨차초각은 처음에는 초각줄기가 주두를 기점으로 올라가는 모양(상향형)으로 시작되다가 종래에는 재주두를 기점으로 그 줄기가 아래로 내려가는 모양(하향형)으로 변하였다. 필자는 이러한 변화에 관심을 가지고 변화과정과 그 원인을 살펴보았는데, 상향형이 하향형으로 변화는 과정 중에는 방향성과 연관이 없는 새로운 초각의 연결 방식이 사용되었음을 알게 되었고 이 기간은 경종의릉과 인조장릉의 정자각이 지어지던 시기로 화반초각에서도 연꽃이 사라지기 직전의 과도기와 일치하는 것이었다. 또한 첨차초각의 방향성이 변한 원인으로는 이익공의 내부에 두 단에 걸쳐 새겨지는 덩굴초각이 주두를 기점으로 상하 양방향으로의 분리가 일어났는데 이는 초익공 내부에 하향형 초각을 새기는 계기가 되었고 변화된 초익공의 덩굴초각은 나아가 첨차초각의 방향에까지 영향을 주었을 것이라고 추론하게 되었다. 이 글은 2018년 투고한 「능원 정자각의 화반초각에 대하여」의 후속된 글로서 정자각에 있는 여러 부재 중 하나인 첨차라는 부재를 중심으로 한 것이기에 나머지 초각들을 완전히 이해하지 못하였다는 한계를 안고 있다는 점을 밝혀 두고자 한다.