• Composites Research
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• 제26권2호
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• pp.79-84
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• 2013

본 연구에서는 적층판 시편의 피로손상 균열진전 시험결과와 적층보강판 구조의 응력강도 해석결과를 기초로 충격손상을 모사한 원공과 노치손상을 내재한 보강재 본딩접합 적층보강판 구조의 피로손상 균열진전 수명예측에 대하여 고찰하였다. 그리고 적층보강판 구조시편에 대한 손상허용 시험결과와 손상진전 수명예측 해석결과를 비교분석한 결과 손상균열 길이 변화에 따라 최종파단에 대한 잔여강도를 예측하고 손상허용성 평가를 할 수 있었다.

• Steel and Composite Structures
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• 제13권4호
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• pp.367-382
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• 2012

This paper is dedicated to the buckling behaviors of strengthened perforated plates under edge shear loading, which is a typical load pattern of steel plates in civil engineering, especially in plate and box girders. The square plates considered each has a centric circular hole and is simply supported on four edges in the out-of-plane direction. Three types of strengthening stiffeners named ringed stiffener (RS), flat stiffener (FSA and FSB) and strip stiffener (SSA, SSB and SSC) are mainly discussed. The finite element method (FEM) has been employed to analyse the elastic and elasto-plastic buckling behavior of unstrengthened and strengthened perforated plates. Results show that most of the strengthened perforated plates behave higher buckling strengths than the unstrengthened ones, while the enhancements in elastic buckling stress and elasto-plastic ultimate strength are closely related to stiffener types as well as plate geometric parameters including plate slenderness ratio and hole diameter to plate width ratio. The critical slenderness ratios of shear loaded strengthened perforated plates, which determine the practical buckling pattern (i.e., elastic or elasto-plastic buckling) of the plates, are also studied. Based on the contrastive analyses of strengthening efficiency considering the influence of stiffener consumption, the most efficient cutout-strengthening methods for shear loaded perforated square plates with different slenderness ratios and circular hole diameter to plate width ratios are preliminarily identified.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
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• pp.163-163
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• 2011

풍력타워 기둥구조물에는 유지관리 등의 이유로 출입구 역할을 하는 개구부가 존재하게 된다. 다각형 타워구조물에 개구부형상이 존재하게 되면 압축좌굴 강도에 영향이 있을 것으로 예상되지만, 이를 정량적으로 평가하거나 예측하기는 용이하지 않고 간접적으로 판단할 만한 관련 기준이나 지침도 부족한 상태이다. 이에 최병호 등(2011)에서 다룬 다각형 단면 기둥구조물의 하단에 개구부를 형상화한 수치해석 모델을 수립하고 축방향 압축하중을 재하하는 탄성좌굴 해석 및 비선형비탄성해석을 수행하였다. 본 논문에서는 기존 다각형 단면 기둥모델 중에서 6각형 단면모델에 관해 중점적으로 다루고 있다. 다각형 단면 기둥 해석모델은 단순한 다각형 단면 타워구조에 대해서 뿐 만 아니라, 각 subpanel에 종방향 보강재를 둔 모델에 대해서도 추가적으로 검토하였다. 개구부의 형상은 높이 2000mm, 폭 800mm이며 상하부에 만곡부를 둔 형태이다. 수치해석은 3차원 유한요소해석프로그램인 ABAQUS를 이용하여 수행하였으며, 보강방안으로는 일정범위까지의 모듈 subpanel의 판두께를 보강하는 방안과 edge stiffener를 적용하는 방안에 대해서 검토하였다. 각각의 보강방식에 따른 효과를 비교해 보기 위해 개구부가 없는 모델, 단순히 개구부만 설정한 모델, 판두께를 보강한 모델, edge stiffener로 보강한 모델에 대해 비교해석을 수행하였다. 보강재 없는 단순 다각형 타워구조 모델에 대한 해석결과로부터 개구부로 인한 강도저하는 미미한 수준인 것으로 나타났다. 반면, 종방향 보강재가 적용된 6각형 단면 타워구조 모델에서는 개구부로 인한 강도저감이 22.9%로 높게 나타났으며 상당한 영향이 있는 것으로 분석되었다. 또한 개구부 주변의 판두께 보강이나 edge stiffener보강 등으로 상당한 강도향상 효과가 확인되었으나, 개구부로 인해 손실된 강도 수준을 완전히 회복하는 수준에 미치지 못하는 것으로 나타났다. 따라서, 향후 다양한 보강방식에 대한 보다 포괄적인 변수연구를 통해 개구부의 영향 없이 온전한 다각형 단면 타워 구조의 극한강도에 도달되기 위한 보강 조건에 대해 검토될 필요가 있을 것으로 사료된다.

• Advances in Computational Design
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• 제3권1호
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• pp.71-86
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• 2018

Thin-walled cross-sections can be optimized to enhance their resistance and progress their behaviour, leading to more competent and inexpensive structural system. The aim of this study is to afford a methodology that would facilitate progress of optimized cold formed steel (CFS) column section with maximum ultimate strength for practical applications. The proposed sections are designed to comply with the geometrical standards of pre-qualified column standards for CFS structures as well as with the number of industrialized and practical constraints. The stiffening evaluation process of CFS lipped channel columns, a five different cross section are considered. The experimental strength and behaviour of the proposed sections are verified by using the finite element analysis (FEA). A series comprehensive parametric study is carried out covering a wide range of section slenderness and overall slenderness ratio of the CFS column with and without intermediate web stiffeners. The ultimate strength of the sections is determined based on the Direct Strength Specification and other design equation available from the literature for CFS structures. A modified design method is proposed for the DSM specification. The results indicate that the CFS column with complex edge and intermediate web stiffeners provides an ultimate strength which is up to 78% higher than standard optimized shapes with the same amount of cross sectional area.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 1998년도 춘계학술대회논문집; 용평리조트 타워콘도, 21-22 May 1998
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• pp.359-364
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• 1998

The effects of boundary conditions on natural frequencies for the ring stiffened composite cylindrical shells are investigated by theoretical method. The Love's thin shell theory and the discrete stiffener theory with beam functions in the Ritz procedure are used to derive the frequency equation. Five different boundary conditions such as clamped-clamped, simply supported-simply supported, free-free, clamped-free, clamped-simply supported are considered in this study. Also, the experimental investigation is presented to validate the theoretical results.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권10호
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• pp.7-17
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• 2019

대형 해상 구조물 시공이 증가됨에 따라 석션 가물막이 또한 대형화되고 있고, 이로 인해 가물막이 상판의 휨 변형을 효과적으로 억제하기 위한 상판 보강 설계가 가물막이 설계의 핵심적인 요소가 된다. 본 연구는 석션 가물막이 상판의 보강으로 인한 구조 거동 변화를 유한요소모델을 이용해 분석하고, 효과적인 상판 보강 배치 방안 도출을 위한 통찰을 제공하고자 한다. 기존 석션 앵커를 조사하여 각형 석션 가물막이 상판의 여러 보강 유형을 결정하였으며, 각 보강 상판을 분석하였다. 보강 상판의 응력과 변형을 비교하여 구조성능을 평가하였고, 추가로 상판 가장자리의 반력 분포를 분석함으로써 보강재 배치가 상판-케이슨 벽체 연결부에 미치는 영향을 함께 조사하였다. 유한요소해석 결과로부터, 방사방향 보강재가 상판의 처짐 및 응력 감소에 크게 기여한 반면, 상판-벽체 연결부의 수평 전단력을 집중 및 증가시켜 연결부 설계에 불리하게 작용함을 확인할 수 있었다. 또한, 내/외측 환형 보강재는 자체 보강 효과가 미미하나, 부분적으로 배치된 방사 보강재와 함께 연결해 배치되면 응력 및 처짐 개선에 기여함을 알 수 있었다.

• 대한조선학회논문집
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• 제31권4호
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• pp.130-138
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• 1994

선저외판은 수압과 동시에 면내 압축력을 받는다. 특히 살물선이 Alternate은 하중상태에서 흘수가 큰 경우, 외판구조는 배길이 및 폭방향의 극심한 압축력과 횡수압을 받기 때문에 설계자가 기존의 선급규정 및 설계기준을 이용하여 선저외판의 치수를 결정하고자 할 때 상당한 어려움을 겪는다. 본 연구에서는 선저 부위의 격자(Grillage)구조물에서 판주의를 둘러싼 보강재의 비틀림 강성을 추가로 고려하여 선저외판의 경계부가 탄성구속이며 면내 및 면외의 복합하중이 작용하는 선저외판의 좌굴강도 평가를 통해 보다 실제적인 선저외판의 치수 결정에 대한 선박 구조설계 측면에서의 타당성을 실적선 자료를 근거로 하여 검토해 보고자 한다. 따라서 경계조건에 따른 판의 탄성좌굴강도의 영향을 특성치 문제로 취급하여 유도된 판의 탄성구속 좌굴계수를 기존의 평가식에 추가로 고려하는 좌굴평가 방법에 근거하여 실적선의 선저외판 치수를 계산하였다. 또한 극심한 면내 및 면외하중과 주변 보강재 효과를 고려하여 상기 계산에 따라 산출된 외판치수에 대한 평가와 다양한 선급 규정에 따른 결과 그리고 1차연구의 방법에 따른 결과를 서로 비교 분석하여 보았으며 이들 각종 평가 결과들을 토대로 실적선 선저외판의 좌굴평가에 대한 실용성을 타진해 보았다.

• 대한조선학회지
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• 제22권1호
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• pp.9-20
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• 1985

Generally the stiffened plate in the ship structure is subjected to not only axial load but shear load. With respect to those combined loads buckling analysis in necessary. In this paper, buckling strength is analyzed by using Finite Element Method when the stiffened plate with hole is under loading conditions mentioned above. To obtain the higher buckling strength, we need some reinforcement. The methods of reinforcement are attaching doubler around hole and stiffeners in the arbitrary directions For the sake of convenience those arbitrary directions were selected paralleled($0^{\circ}C$), vertical($90^{\circ}C$)and oblique($45^{\circ}C$) to the edge. Two kinds of method mentioned above are investigated, it is clarified that which of the two is more effective reinforcement. From the viewpoint of buckling strength, following conclusions were obtained. When external load direction is unknown, doubler reinforcement is more effective than those of parallel and vertical stiffener. And oblique stiffener reinforcement is more effective than that of doubler when external load direction is know.

• Steel and Composite Structures
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• 제51권3호
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• pp.225-241
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• 2024

For several reasons, cold-formed steel (CFS) beams are often manufactured with holes. Nevertheless, because of holes, the reduction in the web area causes a decrease in the bending strength. Edge stiffeners are presently added around the holes to improve the bending strength of flexural members. Therefore, this research studies CFSZ-beams with stiffened holes and investigates how edge stiffener affects bending strength and failure modes. Nonlinear analysis was carried out using ABAQUS software and the developed finite element (FE) model was verified against tests from previous studies. Using the verified FE model, a parametric study of 104 FE models was conducted to investigate the influence of key parameters on bending strength of Z- sections. The results indicated that the effect of holes is less noticeable in very thin Z-sections. Moreover, adding edge stiffeners around the holes improves the flexural capacity of Z-beams and sometimes restores the original bending capacity. Because the computational techniques used to solve the CFS buckling mode with stiffened holes are still unclear, a numerical method using constrained and unconstrained finite strip method (CUFSM) software was proposed to predict the elastic distortional buckling moment for a wide variety of CFSZ-sections with stiffened holes. A numerical method with two procedures was applied and validated. Upon comparison, the numerical method accurately predicted the distortional buckling moment of CFS Z-sections with stiffened holes.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제18권1호
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• pp.81-91
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• 2006

파형 강판은 파형 형상으로 가공한 강판으로 교량, 건축물, 암거 등의 구조물에 많이 사용된다. 파형강판을 이용한 거더의 구조물 적용시 국부적인 면내 압축하중에 의해 크리플링현상이 발생할 수 있는데 높은 면외방향의 강성을 갖는 파형강판의 특성 때문에 보강재를 사용하지 않는 경우가 많이 있고 파형형상에 따라 지압하중의 경계조건이 달라진다. 몇 연구자들이 제형파형강판의 지압강도에 대한 연구를 하였으나 파형형상이 지압강도에 미치는 영향이 크게 고려되지 않았다. 따라서 본 연구에서는 이에 따른 영향을 유한 요소해석법을 통하여 여러 가지 파형형상에 대한 변수해석을 하고 지압강도를 복부판 내하력과 플랜지 내하력으로 나누어 파형 형상과 지압강도와의 상관관계를 파악하였다.