• 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.

• Steel and Composite Structures
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• 제28권5호
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• pp.641-653
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• 2018

This paper presents experiment and bearing capacity analyses of steel dual-lintel column (SDC) joints in Chinese traditional style buildings. Two SDC interior joints and two SDC exterior joints, which consisted of dual box-section lintels, circular column and square column, were designed and tested under low cyclic loading. The force transferring mechanisms at the panel zone of SDC joints were proposed. And also, the load-strain curves at the panel zone, failure modes, hysteretic loops and skeleton curves of the joints were analyzed. It is shown that the typical failure modes of the joints are shear buckling at bottom panel zone, bending failure at middle panel zone, welds fracturing at the panel zone, and tension failure of base metal in the heat-affected zone of the joints. The ultimate bearing capacity of SDC joints appears to decrease with the increment of axial compression ratio. However, the bearing capacities of exterior joints are lower than those of interior joints at the same axial compression ratio. In order to predict the formulas of the bending capacity at the middle panel zone and the shear capacity at the bottom panel zone, the calculation model and the stress state of the element at the panel zone of SDC joints were studied. As the calculated values showed good agreements with the test results, the proposed formulas can be reliably applied to the analysis and design of SDC joints in Chinese traditional style buildings.

• 한국방재학회 논문집
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• 제5권2호
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• pp.57-63
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• 2005

일반적인 구조물의 경우 사용하중 상태에서 지반이 경험하는 변형율 범위는 1% 미만이고 대부분의 지반이 0.01% 이하의 저변형율 거동을 나타내는 것으로 알려졌다. 본 연구는 불포화 화강풍화토의 저변형율에서의 동적 거동에 미치는 영향을 고찰하기 위하여 수원지역의 시료를 사용하여 간극비 및 구속응력을 달리하고 그에 따른 포화도별로 공진주시험을 시행하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 감쇠비의 최소값은 최대전단탄성 계수의 경우와 마찬가지로 구속압에 관계없이 간극비에 따라 대략 $17{\sim}18%$에서 발생하였으며, 이 또한 최적포화도에서 표면장력의 영향으로 감쇠비가 가장 작게 나타나는 것으로 판단된다.

• 해양환경안전학회:학술대회논문집
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• 해양환경안전학회 2004년도 춘계학술발표회
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• pp.121-125
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• 2004

본 연구에서는 비선형 유한요소법을 적용하여 면내압축방향의 하중이 작용하는 경우, 유공판에 대하여 유공의 크기를 변화시켜가며, 최종강도 시리즌 해석을 수행하고 설계식을 도출하였다. 연속판 조건을 고려하여 모델링 범위를 결정하였으며, 주변 경계조건의 영향을 충분히 고려하기 위하여 주변 보강재를 포함하여 실제의 선박구조를 선정하였다. 또한, 보강재의 크기 및 형상의 영향을 조사하기 위하여 보강재 치수 및 종류를 변수로 한 시리즈 해석을 수행하고, 개발된 설계식의 적용성을 검토하였다.

• 한국콘텐츠학회:학술대회논문집
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• 한국콘텐츠학회 2006년도 춘계 종합학술대회 논문집
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• pp.541-544
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• 2006

고장력볼트에 의한 부재연결 방법 중 가장 대표적인 마찰이음은 사용성 측면에서의 한계상태는 미끄러짐이 발생한 상태라고 할 수 있다. 따라서, 한계상태를 고려한 설계를 위해서는 미끄러짐 내력을 정확히 파악할 필요가 있다. 현재 공용중인 강교에서 발생하는 볼트 연결부의 결함 중 볼트 도입축력 부족의 발생빈도가 가장 크지만 도입축력부족에 따른 결함의 연구는 미비한 상태이다. 따라서 본 연구에서는 고장력 볼트 연결부의 미끄러짐 거동을 파악할 수 있는 모델 제시하기 위하여 범용 유한요소 구조해석 프로그램인 LUSAS를 이용하여 수치해석을 실시하였고, 오직 축력만이 작용하는 표준 시험체와 교량보다 비교적 구조계가 간단한 단순경간 강상형교를 모사한 full-size의 H-Beam시험편을 설계하여 설계볼트 도입축력 100%인 시험편의 도입축력을 기준으로 75%, 50%, 25%의 축력을 도입하여 정적 시험을 실시하여 마찰 문제로 인한 고장력 볼트 연결부의 내력을 수치해석한 결과와 비교 분석하고자 한다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2004년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.83-88
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• 2004

최근 강구조물과 해양구조물에 있어서 박판 부재인 고장력강이 널리 사용되면서 좌굴이 발생할 가능성이 커지고 있다. 특히 선박구조는 상자형 박판 구조물로서 용접이나 절단등의 열 가공에 의하여 필연적으로 판부재에 초기처짐이 발생하게 된다. 이러한 초기처짐은 박판부재가 좌굴을 동반한 복잡한 비선형 거동을 나타낼 때 악영향을 미치는 요소이다. 결과적으로 선체구조물이나 해양구조물에 안정성과 정확성을 부여하기 위해서는 발생 가능한 초기처짐을 이상화 하여 2차좌굴을 고려한 초기구조설계에 반영하여야 한다. 본 연구에서는 종방향 압축하중이 작용하고 네변 단순지지조건인 판에 실제 계측된 여러 가지 초기처짐형상을 적용한 유한요소 시리즈 해석을 하였다. 해석방법으로서는 범용유한요소프로그램인 ANSYS의 탄소성대변형 유한요소법을 적용하였고 해석제어는 Newton-Raphson method와 An-length method를 병용하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제12권1호통권44호
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• pp.75-82
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• 2000

현재 접합부에 대한 연구가 활발하게 이루어지고 있다. 구조물의 설계에서는 접합부를 강접합 또는 핀접합으로 가정하여 설계를 하고 있으나, 실제 접합부의 거동은 완전한 강접합도 핀접합도 아닌 반강접의 특성을 보이고 있다. 본 연구에서는 이러한 반강접의 분야 중 더블앵글에 의한 접합부의 거동을 파악하고자 한다. 중 저층 건물에서 가새의 지지능력을 상실하거나, 갑작스럽게 발생할지 모르는 축방향 인장력에 대한 더블앵글의 거동을 상용유한요소해석 프로그램인 ABAQUS를 이용하여 3D 비선형 해석을 수행하였다. 3D 해석결과를 이용하여 더블앵글 접합부를 단순화한 앵글모델로 유도한 후 앵글의 코너에서의 회전강성을 찾아내어 더블앵글 접합부에 대한 설계 기초자료로 제시하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제22권3호
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• pp.267-275
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• 2009

이 논문에서는 복합재료 적층판 해석을 위해 등가단층요소와 부분-선형 층별 적층요소를 서로 연계시킨 결합요소를 제안하였다. 등가단층요소는 퇴화 쉘요소에 의해 정식화되었으며, 반면에 부분-선형 층별요소의 경우 면내변위는 부분적 선형변화로, 두께방향으로의 면외변위는 일정하다고 가정하였다. 제안된 유한요소모델은 p-수렴방식에 기초를 두고 있다. 변위장 보간을 위해 적분형 르장드르 다항식이, 수치적분을 수행하기 위해서는 가우스-로바토 적분을 각각 채택하였다. 이 연구에서는 주로 p-수렴 결합요소의 검증을 위해 다양한 형태의 유한요소 다중모델에 대해 안정된 수치해석값을 보여주는 지에 초점을 두었다. 채택한 예제는 정해를 쉽게 알고 있는 단순한 문제로 인장력을 받는 평판 또는 연직하중을 받는 캔틸레버보에 적용하여 제안된 요소의 성능을 평가하였다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2004년도 춘계학술발표회
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• pp.380-387
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• 2004

Recently the geosynthetics reinforced retaining wall has been widely used instead of the steel reinforced retaining wall. The geosynthetics reinforced retaining wall is a very dangerous structure if the geosynthetics lose their strength about tension or if it lose their pullout resistence, but it was known that the geosynthetics reinforced wall had a great resistence and was a very safe structure against a earthquake or a dynamic load. It can be said that most important factors in the stability of the geosynthetics reinforced wall are the horizontal length of reinforcement and the vertical distance between two reinforcements. That is to say, as the length of reinforcement is longer, the structure is more stable and as the vertical distance between two reinforcements is shorter, it is more stable. In this study, in order to get the critical condition with a safety rate of 1, various kinds of model tests about geosynthetics reinforced wall has been performed. Photos by B-shutter method has been taken during tests and from photos, which show us the failure state, the critical condition about failure has been conformed. Accordingly the equation, which says the limit of stability in geosynthetics reinforced wall., has been proposed.

• 한국해양공학회지
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• 제23권5호
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• pp.45-53
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• 2009

In this study, Finite Element Analysis (FEA) was used to decide three kinds of material property of vibration proof rubber with the unique characteristic of non-linear and large deformation. As well, three types of hardness (Hs 50, 55, 60) were compared with the result of fatigue tests, fatigue life was able to be predicted. The request for fatigue life becomes strict more and more as increasing stress under conditions like a compaction, high load and high temperature for parts because it is main characteristics of rubber mount for automotive. Regarding to the fatigue life under dynamic deformation condition, it can be predicted as checking forced deformation extends and its frequency and its strain-life curve. As for material property tests of uniaxial tension test, uniaxial compression test, pure shear test, Ogden model was used for FEA by observing relations between stress and strain's rate as curve fitting. As a result of FEA, fatigue life for rubber mount was predicted and accorded well with the experimental data of fatigue test with hourglass specimens. In addition, its property of the predictable fatigue life method suggested in this study was accorded well with the experimental data by comparing the predicted fatigue life of FEA with the result of fatigue test for rubber component of engine rubber mount.