• 콘크리트학회논문집
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• 제16권4호
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• pp.451-458
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• 2004

본 연구는 재래 철근과 Fiber Reinforced Polymer 보강재를 사용한 Hybrid Reinforcement System의 기본 개념과 적용성에 대해 기술하고 있다. 콘크리트 교량상관은 보로서 지지되고 상하 두층의 보강재로 인장보강되어 있다. HRS를 이용한 콘크리트 교량상판에서는 보 지지점 부근의 부모멘트에 대한 상부 인장력은 FRP 봉으로 저항하고 보 지지점 중앙부근의 하부인장력은 재래의 철근으로 저항한다. HRS를 이용한 콘크리트 교량상판은 FRP 봉은 비 부식성이고, 부식되기 쉬운 철근은 교량상판 위로부터 가급적 멀리하여 부식물질의 침투를 막을 수 있는 장점이 있다. HRS를 이용한 콘크리트 교량상판은 또한 극한상태에서 충분한 연성을 가지고 있다. 그 이유는 1) FRP봉은 철근보다 탄성계수가 낮고 파단시의 최대 변형률이 크며, 2) 충분한 FRP 보강량을 사용하면 극한변형률을 낮출 수 있으며, 3) 부모멘트 구간의 일부를 비부착시켜 극한 변형률을 낮출 수 있다. 실험 연구 결과 보통의 FRP보강비의 범위에서는 FRP 및 HRS 콘크리트 슬래브는 FRP봉의 파단이 아니라 콘크리트의 압축에 의해 파피됨을 보여주고 있다. 그러므로 HRS를 이용한 연속 콘크리트 교량상관에서는 정모멘트부의 하부철근이 먼저 항복하여 소성힌지를 형성하고 나중에 부보멘트나 정모멘트부의 콘크리트가 압축파괴되어 FRP 콘크리트 슬래브에 비하여 상당한 소성에너지를 소모한다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제14권3호
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• pp.291-298
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• 2002

최근 사용재료의 품질과 설계기법의 향상으로 철근콘크리트 고층구조물에 대한 시공이 활발히 이루어지고 있다. 그러나 대부분의 경우에 시간의존적 비탄성변형을 무시하고 있다. 특히 시공단계에서 발생하는 초기변형은 장기적으로 구조물에 심각한 영향을 미칠 수 있다. 또한, 고층구조물에서 발생하는 부등축소는 탄성변형, 크리프, 건조수축 등이 조합되어 일어나기 때문에 고층구조물의 부등축소를 예측하고 실제 현장에서 보정하기 위해서는 장기거동에 대한 해석이 필수적이다. 본 연구에서는 동바리의 설치/제거를 포함한 실제적인 시공과정을 반영할 수 있는 2차원 골조해석 시스템을 개발하였다. 해석 시스템은 데이터베이스 설계기법과 그래픽 사용자 인터페이스(graphic user interface) 환경에서 개발되었으며, Input module, DB Strore module, Database module, Analytical module, Analysis result generation module로 크게 구성되어 있다. 해석 시스템은 시공단계별로 해석을 반복해석을 수행함으로써 발생하는 수많은 데이터와 정보를 데이터베이스 설계를 통해 효율적인 시스템 관리를 한다. Graphic user interface(GUI) 환경의 지원에 의해 사용자가 데이터의 입력, 수정, 검색 작업을 쉽게 할 수 있으며 해석결과를 그래픽 다이어그램(graphic diagram), 테이블(table), 차트(chart) 등으로 확인할 수 있다. 개발된 시스템은 거푸집과 동바리의 설치 및 제거를 포함하는 일반적인 시공단계를 고려할 수 있으며 기둥의 부등축소량을 예측할 수 있으며, 각각의 시공단계별로 발생하는 기둥의 부등축소량을 실제 실무에서 보정할 수 있도록 지원한다.

• Steel and Composite Structures
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• 제18권1호
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• pp.1-28
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• 2015

In this paper, the dynamic response of functionally gradient steel (FGS) composite cylindrical panels in steady-state thermal environments subjected to impulsive loads is investigated for the first time. FGSs composed of graded ferritic and austenitic regions together with bainite and martensite intermediate layers are analyzed. Thermo-mechanical material properties of FGS composites are predicted according to the microhardness profile of FGS composites and approximated with appropriate functions. Based on the three-dimensional theory of thermo-elasticity, the governing equations of motionare derived in spatial and time domains. These equations are solved using the hybrid Fourier series expansion-Galerkin finite element method-Newmark approach for simply supported boundary conditions. The present solution is then applied to the thermo-elastic dynamic analysis of cylindrical panels with three different arrangements of material compositions of FGSs including ${\alpha}{\beta}{\gamma}M{\gamma}$, ${\alpha}{\beta}{\gamma}{\beta}{\alpha}$ and ${\gamma}{\beta}{\alpha}{\beta}{\gamma}$ composites. Benchmark results on the displacement and stress time-histories of FGS cylindrical panels in thermal environments under various pulse loads are presented and discussed in detail. Due to the absence of similar results in the specialized literature, this paper is likely to fill a gap in the state of the art of this problem, and provide pertinent results that are instrumental in the design of FGS structures under time-dependent mechanical loadings.

• 한국항공우주학회지
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• 제38권6호
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• pp.547-556
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• 2010

항공기의 안전성 확보 및 투하되는 탄의 정확도 증대를 위한 새로운 개념의 활공비행체 개발이 많은 기업에서 진행 중에 있다. 항공기의 장착 공간 및 활공거리 증대를 고려하여 세장비가 큰 전개되는 날개를 채택하는 것이 일반적이다. 큰 세장비의 날개 구조물은 상대적으로 낮은 강성에 의하여 과도한 탄성변형 뿐 아니라 플러터 발생의 가능성이 높아지게 된다. 본 연구는 큰 세장비 날개에 대하여 유체-공력 연계기법을 이용, 구조변형에 의한 공력특성의 변화 및 플러터 발생가능성에 대하여 검토하였다. 공기력 계산을 위하여 FLUENT 코드가 구조 동특성 해석을 위하여 ABAQUS 상용코드가 사용되었으며, 국부지지 방사기저함수로 구성된 Code-bridge를 이용한 입력 자료의 보간 및 사상을 수행하였다. 해석 결과 고려된 활공 조건에서 구조 변형에 의한 공력 특성의 변화가 발생하는 것이 관측되었으며, 이에 의한 진동도 계속적으로 발생되는 것으로 표현되었다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제14권6호
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• pp.803-811
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• 2002

일반적으로 강콘크리트 합성형교는 불완전합성에 대한 해석의 복잡함 때문에 강재와 콘크리트 계면에서의 상대변위가 발생하지 않는 완전합성형으로 설계된다. 그러나, 이러한 설계는 기존 강합성형 의 거동을 평가하는 경우 실제 구조물의 내하력과 내구성을 정확하게 도출하지 못하게 된다. 이러한 경우에는 불완전합성이론을 이용하여 구조물의 거동을 정확히 반영해야 한다. 본 연구에서는 집중하중을 받는 단순합성형교에 대하여 처짐 거동을 고려한 불완전합성곡률의 변화양상을 확인하기 위하여 유한요소해석 모델을 이용하여 전단연결재의 배치간격과 배치열수 그리고 콘크리트 탄성계수를 매개변수로 선택하여 해석을 수행하였다. 본 연구의 결과로서 합성형의 처짐이 증가할수록 불완전합성 정도가 증가함을 알 수 있었으며, 콘크리트 슬래브에서 균열이 발생으로 인한 강성 및 강도의 감소가 합성정도에 큰 영향을 미치는 것을 알 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권7호
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• pp.9-16
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• 2017

콘크리트 충전 강관 기둥을 개선한 팔각 콘크리트 충전 강관 기둥 (OCFT 기둥)이 개발되었다. 본 연구에서는 시공성 및 경제성 측면에서 장점을 갖는 OCFT 기둥을 역타(Top-Down) 공법에 적용하기 위하여 원심모형실험 장비를 활용하여 압축성능을 검증하였다. 12 g의 원심가속도가 작용하는 상태에서 말뚝으로 시공된 OCFT 기둥의 시공하중에 대한 지지가능 여부와 토사가 굴토되었을 경우 말뚝의 좌굴안전성 등을 관찰하기 위하여 압축강도에 대한 실험을 수행하였다. 천공 후, OCFT 기둥과 H 형강이 말뚝기초로 시공되고 뒷채움으로, 지반에 완전히 묻힌 실험체의 경우와 반만 묻힌 경우에 대하여, 약 13,000 kN의 공칭강도의 45% 시공하중을 재하한 결과 모든 실험체가 탄성상태에서 거동하였다. 하중재하실험 종료 후, 풍화암과 말뚝하부를 관찰한 결과 풍화암이 손상되지 않았으며, 이로부터 3.5 MPa 조성된 풍화암은 $600{\times}600mm$ OCFT 기둥의 공칭강도의 45%도 안정적으로 지지할 수 있는 것으로 판단된다.

• Earthquakes and Structures
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• 제8권5호
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• pp.1255-1276
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• 2015

The importance of considering soil-structure interaction effect in the analysis and design of RC frame buildings is increasingly recognized but still not penetrated to the grass root level owing to various complexities involved. It is well established fact that the soil-structure interaction effect considerably influence the design of multi-storey buildings subjected to lateral seismic loads. The shear walls are often provided in such buildings to increase the lateral stability to resist seismic lateral loads. In the present work, the linear soil-structure analysis of a G+5 storey RC shear wall building frame resting on isolated column footings and supported by deformable soil is presented. The finite element modelling and analysis is carried out using ANSYS software under normal loads as well as under seismic loads. Various load combinations are considered as per IS-1893 (Part-1):2002. The interaction analysis is carried out with and without shear wall to investigate the effect of inclusion of shear wall on the total and differential settlements in the footings due to deformations in the soil mass. The frame and soil mass both are considered to behave in linear elastic manner. It is observed that the soil-structure interaction effect causes significant total and differential settlements in the footings. Maximum total settlement in footings occurs under vertical loads and inner footings settle more than outer footings creating a saucer shaped settlement profile of the footings. Each combination of seismic loads causes maximum differential settlement in one or more footings. Presence of shear wall decreases pulling/pushing effect of seismic forces on footings resulting in more stability to the structures.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제13권4호
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• pp.320-328
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• 2007

This paper presents a stiffness modeling of a low-DOF parallel robot, which takes into account of elastic deformations of joints and links, A low-DOF parallel robot is defined as a spatial parallel robot which has less than six degrees of freedom. Differently from serial chains in a full 6-DOF parallel robot, some of those in a low-DOF parallel robot may be subject to constraint forces as well as actuation forces. The reaction forces due to actuations and constraints in each serial chain can be determined by making use of the theory of reciprocal screws. It is shown that the stiffness of an F-DOF parallel robot can be modeled such that the moving platform is supported by 6 springs related to the reciprocal screws of actuations (F) and constraints (6-F). A general $6{\times}6$ stiffness matrix is derived, which is the sum of the stiffness matrices of actuations and constraints, The compliance of each spring can be precisely determined by modeling the compliance of joints and links in a serial chain as follows; a link is modeled as an Euler beam and the compliance matrix of rotational or prismatic joint is modeled as a $6{\times}6$ diagonal matrix, where one diagonal element about the rotation axis or along the sliding direction is infinite. By summing joint and link compliance matrices with respect to a reference frame and applying unit reciprocal screw to the resulting compliance matrix of a serial chain, the compliance of a spring is determined by the resulting infinitesimal displacement. In order to illustrate this methodology, the stiffness of a Tricept parallel robot has been analyzed. Finally, a numerical example of the optimal design to maximize stiffness in a specified box-shape workspace is presented.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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• pp.217-220
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• 2008

FRP-콘크리트 합성 바닥판을 개선하여 사장교에 경제적으로 적용 가능한 바닥판을 개발하고, 이의 설계 및 경제성 등을 제시한다. 기존의 FRP-콘크리트 합성 바닥판은 탄성계수가 낮은 GFRP 패널의 채용으로 인하여 낮은 단면 강성을 갖게 되는데, 이는 바닥판의 처짐 등과 같은 사용성 문제를 야기할 수 있다. 그래서 기존 FRP-콘크리트 합성 바닥판의 양단을 콘크리트로 감싸서 순지간이 줄어드는 효과를 얻을 수 있는 프리캐스트 FRP-콘크리트 바닥판을 고안하였다. 이 바닥판은 기존 바닥판에 비해 바닥판 지간은 늘어나면서 자중은 크게 늘지 않는 장점을 가진다. 이러한 개선된 바닥판에 대해 거더와 합성하는 경우, 거더 위에서 단순지지하는 경우로 나누어 단면 최적화를 수행하였다. 최적화된 바닥판을 중앙지간 540m인 사장교에 적용한 결과, 상부구조 및 케이블 물량의 감소 효과를 얻을 수 있어 경제적으로 적용될 수 있음을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제26권12호
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• pp.2636-2646
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• 2002

This research presents an analytical model to investigate vibration due to ball bearing waviness in a rotating system supported by two or more ball bearings, taking account of the centrifugal force and gyroscopic moment of the ball. The waviness of rolling elements is modeled by the sinusoidal function, and it is incorporated into the position vectors of the race curvature center. The Hertzian con tact theory is applied to calculate the elastic deflection and nonlinear contact force while the rotor has translational and angular motions. Both the centrifugal force and gyroscopic moment of the ball and the waviness of the rolling elements are included in the kinematic constraints and force equilibrium equations of a ball to derive the nonlinear governing equations of the rotor, which are solved by using the Runge-Kutta-Fehlberg algorithm to determine the new position of the rotor. The proposed model is validated by the comparison of the results of the prior researchers. This research shows that the centrifugal force and gyroscopic moment of the ball plays the important role in determining the bearing frequencies, i.e. the principal frequencies, their harmonics and the sideband frequencies resulting from the waviness of the rolling elements of ball bearing. It also shows that the bearing vibration frequencies are generated by the waviness interaction not only between the rolling elements of one ball bearing but also between those of two or more ball bearings constrained by the rotor.