• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제25권5호
• /
• pp.24-31
• /
• 2021

기존 H형강을 활용한 방음터널의 경우 높은 중량으로 하부구조에 많은 부담을 주기 때문에 경량화된 구조와 안정성을 모두 갖춘 신형식 거더 개발이 필요하다. 본 논문에서는 H 형강 플랜지를 상/하현재로 대체하고, 복부판에 공동단면을 적용하여 새로운 방음 터널 거더 설계를 제안한다. 최적의 형상을 개발하기 위해 비지지 비율과 공극 단면 형상에 따른 구조물의 거동을 분석하였다. 비지지구간 비율이 감소할수록, 비지지구간 개수가 증가할수록 거더에 작용하는 축력이 증가하고 모멘트는 감소하였다. 또한, 복부판 공동 단면의 타원 장축의 길이가 길수록 응력집중계수가 감소하는 결과를 확인하였다. 방음터널 거더의 비지지구간 비율이 0.4, 비지지구간 개수가 16이고 복부판의 형상이 E180 단면일 때의 조합이 가장 유리하지만, 방음판에 대한 시공성을 고려하여 실제 방음터널의 최적 설계로 최대 비지지구간 개수를 13, 비지지구간 비율을 0.7로 채택하였다. 최적 매개변수를 적용한 아치형 거더 분석 결과, 복부판 공동단면의 장축의 길이가 길수록 구조적 효율과 경제성이 증가하지만, 단면부의 공동 단면의 장축 길이가 일정 구간 이상으로 커지면 최대처짐에 불리함을 확인하였다. 3개의 아치형 거더를 연결한 신형식 방음터널의 좌굴 안전성을 평가하여 좌굴에 있어 설계 하중에 비해 약 3.7배 이상 구조적 안전성을 확보하고 있는 것을 확인하였다. 경량화와 안전성을 동시에 만족하는 최적 설계를 제시하였다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
• /
• 한국항해항만학회 2005년도 춘계학술대회 논문집
• /
• pp.61-67
• /
• 2005

선체를 구성하는 판부재는 일반적으로 면내하중과 횡하중의 조합하중이 작용하게 된다. 면내하중으로서는 주로 전체적인 선체거더의 휨과 비틀림에 의한 압축하중 및 전단하중이 있다. 횡하중은 수압과 화물압력에 의해서 작용하게 된다. 이러한 하중의 요소들은 항상 동시에 작용하는 것이 아니지만 한 개 이상의 하중이 존재하고 상호작용하게 된다. 그러므로, 좀더 합리적이고 안정적인 선박구조의 설계를 위해서는 이러한 조합하중이 선체판에 작용할 경우에 발생하게 되는 좌굴 및 최종강도거동의 상호관계를 좀더 자세히 분석할 필요가 있다. 실제로 선체판은 슬래밍과 팬팅과 같은 충격하중을 제외하고는 상대적으로 적은 수압이 작용하게 된다. 본 연구논문에서는 조합하중을 받는 선체판부재의 거동에 있어서 최종한계상태설계법에 기반을 둔 탄소성대변형 유한요소해석을 수행하였다. 본 연구에서는 압축하중과 횡하중이 판부재에 작용하였을 경우 횡하중의 크기에 따른 영향을 탄소성대변형 유한요소해석(ANSYS)을 수행하여 분석하였다.

• 생물환경조절학회지
• /
• 제17권3호
• /
• pp.181-187
• /
• 2008

유한요소해석 코드인 ANSYS를 이용, 폭 5.6m간이 느타리재배사를 3차원 강뼈대 구조물로 모델링하여 베드기둥 형태 및 파이프 규격에 따른 구조적 안전성을 분석하였으며 허용응력 설계법에 기초해 구조안전 여부를 판단하였다. 전산구조 해석 결과, 베드기둥에 따른 구조적 안전성은 안전적설심의 경우, 직립형 베드기둥 구조가 다른 베드기둥 형태보다 훨씬 높게 나타났으나 안전풍속 측면에서는 형태별 차이가 없는 것으로 나타났다. 서까래 규격과 베드기둥 설치 간격에 따른 구조적 안전성은 본 연구에서 고려한 파이프 규격 범위에 있어서 안전풍속 측면의 경우, 베드기둥 설치간격보다 시설 외부적 요소인 서까래 간격에 더 영향을 받는 것으로 나타났으나 안전적설심 측면에서는 안전 풍속과는 반대로 서까래 간격보다는 시설 내부적 구조물인 베드기둥 간격이 더 중요한 것으로 나타났다. 베드기둥의 좌굴에 대한 안전성은 해석의 모든 경우에서 안전한 것으로 나타났다.

• 대한기계학회논문집
• /
• 제14권3호
• /
• pp.503-512
• /
• 1990

본 연구에서는 하중작용점(혹은 변위제어점)이 일점이고 스탭 백 현상이 없는 문제에 유용한 페널티 방법(penalty method)을 제안하고, 스냅 백 현상이 수반되는 경 우에는 페널티 방법과 Riks 방법을 선택적으로 취할 수 있도록 한다. 그리고 하중 작용점이 일점 혹은 그 이상의 점일 경우에 대해서는 Riks 방법을 기준으로 하되 일정 조건하에서는 새로운 증분하중 파라미터를 선택할 수 있게 하여, 순수한 Riks 방법으 로만 계산할 때에 일어날 수 있는 발산을 없앨 수 있게 한다. 끝으로 변위제어점이 일점 혹은 그 이상의 점인 경우에 대해 'Riks형 방법(Riks' type method)'을 제안하고, 이때에도 Riks형 방법을 기준으로 게산하되 일정한 조건하에서는 새로운 증분변위 파 라미터를 선택적으로 취할 수 있게 한다.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제20권4호
• /
• pp.561-570
• /
• 2008

본 연구는 강판-콘크리트로 이루어진 구조의 압축실험을 통해 압축강도 및 비탄성 파괴거동을 파악하기 위한 것이 주목적이다. 강판두께(t)에 대한 스터드 간격(B)비를 세가지(25, 33, 50)로 분류하였고, 이 세가지 B/t를 중심으로 하여 압축강도 실험을 실시하였다. 실험을 통해서 강판-콘크리트 구조의 압축강도는 콘크리트와 강재의 누가방식으로 예측하는 것이 타당하다고 판단되었다. 강판의 좌굴은 스터드와 스터드 사이의 취약한 부분에서 비탄성국부좌굴이 발생함을 알 수 있었다. 그리고 압축하중 지배하의 비보강 SC 구조물에 대한 압축강도의 경험적 계산치가 제시되었다. 또한 좌굴 양상이 유한요소 분석의 결과와 비교되었다.

• Steel and Composite Structures
• /
• 제50권1호
• /
• pp.1-13
• /
• 2024

The objective of this research is to study experimentally and numerically the behavior of steel beam columns with openings. Although the presence of openings in the beam columns is inevitable, finding ways to maintain strength is crucial. The studied parameters are opening shape, the ratio between opening height to specimen height, the percentage of opening location from support to beam column length, and web slenderness. Experimental tests are conducted including twelve specimens to study the effect of these parameters and record failure load, load deflection curve, and stress strain curve. Two failure modes are observed: local and flexural buckling. Interaction curves plotted from finite element model analysis are also used to expand the parametric study. Changing the location of the opening can decrease failure load by up to 7% and 60% in both normal and moment ratios respectively. Increasing the opening dimension can lead to a drop in the axial ratio by up to 29% and in the moment ratio by up to 74%. The weakest beam column behavior is noticed in specimens with rectangular openings which results from uneven and concentrated stresses around the opening. The main results of this research illustrate that the best location for opening is at 40% - 50% from beam column support. Also, it is advisable to use circular openings instead of rectangular openings in specimens having slender webs because moment ratios are raised by 85% accompanied by a rise in normal ratios by 9%.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
• /
• 한국전산구조공학회 2005년도 춘계 학술발표회 논문집
• /
• pp.583-591
• /
• 2005

The ship plating is generally subjected to combined in-plane load and lateral pressure loads. In-plane loads include axial load and edge shear, which are mainly induced by overall hull girder bending and torsion of the vessel. Lateral pressure is due to water pressure and cargo. These load components are not always applied simultaneously, but more than one can normally exist and interact. Hence, for more rational and safe design of ship structures, it is of crucial importance to bitter understand the interaction relationship of the buckling and ultimate strength for ship plating under combined loads. Actual ship plates are subjected to relatively small water pressure except for the impact load due to slamming and panting etc. The present paper describes an accurate and fast procedure for analyzing the elastic-plastic large deflection behavior up to the ultimate limit state of ship plates under combined loads. In this paper, the ultimate strength characteristics of plates under axial compressive loads and lateral pressure loads are investigated through ANSYS elastic-plastic large deflection finite element analysis with varying lateral pressure load level.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
• /
• 제17권1호
• /
• pp.29-36
• /
• 2016

Tensairity girder is a light weight inflatable fabric structural concept which can be used in road emergency transportation. It uses low pressure air to stabilize compression elements against buckling. With the purpose of obtaining the comprehensive target of minimum deflection and weight under ultimate load, the cross-section and the inner pressure of tensairity girder was optimized in this paper. The Variable Complexity Modeling (VCM) method was used in this paper combining the Kriging approximate method with the Finite Element Analysis (FEA) method, which was implemented by ABAQUS. In the Kriging method, the sample points of the surrogate model were outlined by Design of Experiment (DOE) technique based on Optimal Latin Hypercube. The optimization framework was constructed in iSIGHT with a global optimization method, Multi-Island Genetic Algorithm (MIGA), followed by a local optimization method, Sequential Quadratic Program (SQP). The result of the optimization gives a prominent conceptual design of the tensairity girder, which approves the solution architecture of VCM is feasible and efficient. Furthermore, a useful trend of sensitivity between optimization variables and responses was performed to guide future design. It was proved that the inner pressure is the key parameter to balance the maximum Von Mises stress and deflection on tensairity girder, and the parameters of cross section impact the mass of tensairity girder obviously.

• 항공우주시스템공학회지
• /
• 제10권4호
• /
• pp.50-58
• /
• 2016

선행 연구 개발을 통하여 장기 체공 태양광 무인기 복합재 날개의 경량화는 매우 중요한 요소임을 확인하였다. 날개 외피의 좌굴 방지와 비틀림 방지 역할을 하는 구조물인 리브는 날개의 구성 요소 중에 필수적이다. 본 연구는 최적의 복합재 리브를 설계, 제작하기 위하여 복합소재의 이방성 특성을 고려한 다양한 적층 패턴 적용 및 형상에 대하여 리브를 제작하였고. MSC. Patran/Nastran을 이용한 유한요소 해석을 통하여 최대 하중 및 변위 형상을 확인하였으며, 구조 시험을 통하여 측정된 시험 결과를 바탕으로 최적의 리브를 제시하였다.

• Earthquakes and Structures
• /
• 제17권6호
• /
• pp.623-633
• /
• 2019

A large number of available concrete buildings designed only considering gravity load that require seismic rehabilitation because of failure to meet plasticity criteria. Using steel bracings are a common type of seismic rehabilitation. The eccentric bracings with vertical link reduce non-elastic deformation imposed on concrete members as well as elimination of probable buckling problems of bracings. In this study, three concrete frames of 10, 15, and 20 stories designed only for gravity load have been considered for seismic improvement using performance-based plastic design. Afterwards, nonlinear time series analysis was employed to evaluate seismic behavior of the models in two modes including before and after rehabilitation. The results revealed that shear link can yield desirable performance with the least time, cost and number of bracings of concrete frames. Also, it was found that the seismic rehabilitation can reduce maximum relative displacement in the middle stories about 40 to 80 percent. Generally, findings of this study demonstrated that the eccentric bracing with vertical link can be employed as a suitable proxy to achieve better seismic performance for existing high rise concrete frames.