• 한국산업융합학회 논문집
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• 제13권3호
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• pp.161-168
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• 2010

Recently, bridges have been momenttous as not only regarding function but also concerning aesthetics. However, when beauty is considered in the bridge, it is also essential that stability and economics be considered. Besides, when considering stability, an arch bridge is one of the most stable structures. The most important element is a rise ratio when regarding beauty and economics of arch bridges. The effect of dead load and DB24 load have been considered to decide proper rise ratio. Therefore, in this study, examined the value of moment, displacement and member forces, in the variation of the rise ratio of arch bridges. The most optimum shape of Nielsen arch bridges has determined by analyzing member forces, moments and displacement with parameters of rise ratio and angle of vertical members. By comparison between values, the hanger types have been also considered to derive the optimum shape of Nielsen arch bridge.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제22권1호
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• pp.25-32
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• 2022

The seismic behaviors of the arch structure vary according to the rise-span ratio of the arch structure. In this study, the rise-span ratio (H/L) of the example arch structure was set to 1/4, 1/6, and 1/8. And the installation angle of the seismic isolator was set to 15°, 30°, 45°, 60° and 90°. The installation angles of the seismic isolator were set by analyzing the horizontal and vertical reaction forces according to the rise-span ratio of the arch structure. Due to the geometrical and dynamic characteristics of the arch structure, the lower the rise-span ratio, the greater the horizontal reaction force of the static load, but the smaller the horizontal reaction force of the dynamic load. And if the seismic isolator is installed in the direction of the resultant force of the reaction forces caused by the seismic load, the horizontal seismic response becomes small. Also, as the installation angle of the seismic isolator increases, the hysteresis behavior of the seismic isolator shows a plastic behavior, and residual deformation appears even after the seismic load is removed. In the design of seismic isolators for seismic response control of large space structures such as arch structures, horizontal and vertical reaction forces should be considered.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제64권2호
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• pp.225-232
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• 2017

Leaning-type arch bridge is a new spatial structural system composed of two vertical arches and two leaning arches. So far there has been no contrast analysis of leaning type arch bridge with different systems. This paper focus on a parametric study of leaning type arch bridge with different systems to find the influential rules on structural forces and stability and to provide some reference for practical designs. The parametric analysis is conducted with different rise-to-span ratios and bending rigidities of arch ribs by comparing internal forces. The internal forces decline obviously with the increase of the rise-to-span ratio. The bending moments at the centers of the main arches and the leaning arches are sensitive to the bending rigidities of arch ribs. Parametric studies are also carried out with different structural systems and leaning angles of the leaning arch by comparing the static stability. The lateral stiffness of leaning-type arch bridge is less than the in-plan stiffness. Compared with the leaning-type arch bridge without thrust, the leaning-type arch bridge with thrust has a lower stability safety coefficient. The stability safety coefficient rises gradually with the increase of inclining angle of the leaning arch. This study shows that the rise-to-span ratio, bending rigidities of arch ribs, structural system and leaning angles of the leaning arch are all critical design parameters. Therefore, these parameters in unreasonable range should be avoided.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2004년도 가을 학술발표회 논문집
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• pp.76-83
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• 2004

The most important element is a rise ratio when regarding beauty and economics of arch bridges. Only the effect of dead load has been considered to decide the rise ratio. In this study, when going over the rise ratio of arch bridges, examined the problems, that the determination of the rise ratio by the dead load has, by adding the factor of a determination of optimum rise ratio, which is not only the effect of the dead load that has been currently considered but also the problem with respect to wind resistant dynamic stability that is now taken seriously. Synthetically, when deciding rise ratio that is investigated in basic step of design, it is not necessary to consider the evaluation wind resistant dynamic stability.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제8권4호
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• pp.175-183
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• 2004

아치교량의 미관과 경제성을 고려할 때 가장 중요한 요소가 라이즈 비 이며, 이러한 라이즈 비를 결정하는데 있어 현재는 자중에 의한 영향만을 고려하고 있다. 본 연구에서는 아치교량의 라이즈 비 검토시 현재 고려하고 있는 자중에 의한 영향뿐만 아니라 최근 중요시 되고 있는 지진하중에 대한 동적안정성 문제를 라이즈 비 결정인자로 추가하여 자중에 의한 라이즈 비 결정이 가지고 있는 문제점에 대하여 검토하였다. 그 결과 라이즈 비 선정시 지진하중에 대한 동적안정성은 필히 고려되어야 할 것으로 판단되었다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제21권4호
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• pp.361-373
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• 2009

유전자 알고리즘을 이용한 닐센아치교의 최적설계기법을 이 논문에서 제시하였다. 설계 매개변수로는 닐센아치교의 아치-라이즈비와 강중비에 대해서 최적화기법을 적용하여 각각의 거동을 분석하고, 적정성을 평가하여 최적의 매개변수 값을 결정하였다. 매개변수의 결정은 구조물의 안전성과 사용성 그리고 경제성에 중요한 설계인자로서 정형화가 요구된다. 이를 위해 최적화 기법으로 전역 최적해 탐색능력이 우수한 유전자 알고리즘을 사용하였으며, 설계 목적함수로는 구조물의 총 중량을 사용하였고, 제약조건으로는 변위, 응력, 시공성 제약조건을 두었다. 구조해석은 미소변위이론에 의한 탄성해석을 수행하여 유전자 알고리즘과 조합하여 병렬연산으로 수행시간을 단축시켰다. 이 연구에서 개발된 최적설계기법을 사용하여 최적의 아치-라이즈비와 강중비, 최적설계영역을 제시 하였으며 실무에 적용할 수 있도록 하였다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제5권1호
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• pp.55-62
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• 2005

포물선 아치 리브는 원형 아치 리브와 더불어 실무에 폭넓게 적용되고 있는 아치 형상이다. 원형 아치 리브의 비탄성 면내 거동에 관한 연구는 1990년대 Trahair(1996)를 중심으로 연구가 진행되었으며, Yong-Lin Pi와 Bradford(2004)에 의하여 최근까지 연구가 활발히 진행 되고 있다. 포물선 아치 리브의 비탄성 면내 거동에 관한 연구는 일본의 연구자(Sinke, Kuranishi)을 중심으로 1970년대 후반부터 1980년대 초반에 이르기까지 많은 연구가 진행되었다. 이러한 포물선 아치 리브에 관한 일본에서의 연구는 대부분 라이즈비가 $0.1{\sim}0.2$에 국한 되어있다. 본 연구에서는 비탄성 유한요소해석을 이용하여 라이즈비가 0.1에서 0.4에 이르는 박스형태의 단면을 갖는 포물선 아치 리브의 면내 거동에 관하여 연구를 수행하였다. 연구 결과 라이즈비가 증가할수록 아치 단면에 휨모멘트가 증가하였으며, 압축력이 수직 등분포 하중을 받는 포물선 아치 리브의 면내 좌굴 안정성에 미치는 영향은 감소하였다. 마지막으로 본 연구에서는 아치 리브를 따라 작용하는 수직등분포 하중을 받는 포물선 아치의 좌굴 곡선을 제안하였다.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제12권3호
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• pp.71-78
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• 2012

공간구조물은 높이-경간비 또는 개각과 같은 아치의 형상비에 따라 상이한 동적거동특성을 나타내며, 이러한 공간구조물은 지진의 영향을 직접적으로 받는 하부구조의 강성 및 그 접합부에 따라 상이한 지진응답특성을 나타낸다. 따라서 본 연구에서는 수직진동모드와 수평진동모드의 영향이 다른 단층아치구조에 하부기둥의 강성과 접합부에 따른 지진응답특성을 분석하고자 한다. 하부기둥의 영향으로 단층아치구조는 수직방향 응답이 더 많은 영향을 받으며, 기둥의 접합부 회전강성에 있어서는 활절을 제외하고는 큰 영향이 없는 것으로 나타난다.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제18권1호
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• pp.55-65
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• 2018

In order to reduce the seismic response of the spatial structure, a seismic isolation system with sufficient flexibility is used. The natural period of structure with seismic isolation system got be long to avoid prominent period. In this study, The seismic response of the truss-arch structure, which is modeled in three types according to the rise-span ratio is analyzed on El-centro, Northridge and Artificial Earthquake and compared with the seismic response of the truss-arch structure with lead rubber bearing(LRB). When seismic load is applied to the truss arch with isolation system, the horizontal acceleration response of the truss arch is reduced and vertical seismic response is also reduced. The application of the seismic isolation system is effective in controlling the seismic response.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2001년도 추계학술대회논문집 II
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• pp.995-999
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• 2001

This paper deals with the free vibrations of arches with general boundary condition. Based on the dynamic equilibrium equations of a arch element acting the stress resultants and the inertia forces, the governing differential equation is derived for the in-plane free vibration of such arches. Differential equations are solved numerically to calculate natural frequencies. In numerical examples, the parabolic arch is considered. The effects of the arch rise to span length ratio, the slenderness ratio, the vertical spring coefficient and the rotational spring coefficient on the natural frequencies are analyzed.