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다층건물의 비선형 반응해석을 위한 반응수정계수 (Response scaling factors for nonlinear response analysis of MDOF system)

  • 한상환;이리형
    • 전산구조공학
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    • 제8권3호
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    • pp.103-111
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    • 1995
  • 지진하중과 같은 동적인 하중에 대한 다자유도 구조물의 비선형 해석은 많은 양의 계산을 요구한다. 이런 계산상의 어려움을 감소시키기 위하여 다자유도를 가진 복잡한 구조물의 비선형해석을 간략화된 동위 구조물 (Equivalent Nonlinear System(ENS))을 이용해 구할 수 있는 약산법을 제시한다. 간단한 동위 구조물은 원구조물의 가장 중요한 구조물의 성질을 가지고 있는데 구조물의 처음 두 개의 주기(natural periods)의 동적 특성 및 전체 항복변위(global yield displacement)를 가진다. 구조체 반응으로 이 논문에서는 구조체의 전체변위 및 층간변위가 고려된다. 구조체의 전체 변위 및 층간변위를 얻기 위하여 전체 반응수정계수(global response scaling factor) R/sub G/와 국부반응수정계수(local response scaling factor)R/sub L/을 동위 구조물로부터 얻어진 변위에 적용한다. 이 반응수정계수는 다자유도 구조물의 비선형 해석을 통하여 얻어진 변위들과 동위 구조물을 이용해 얻어진 변위들을 이용해 광범위한 회기분석을 통하여 구조물의 연성과 첫번째 두 모드의 질량참여계수의 함수형태로 얻는다. 반응수정계수를 가진 동위 구조물을 만들기 위하여 철골 모멘트 연성 골조 방식의 구조물(Special Moment Resisting Steel Frames (SMRSF))을 이 논문에서는 고려한다. 함수형태로 표현된 반응수정계수는 동위 구조물의 반응에 적용되어 복잡한 구조물의 비선형 반응을 얻을 수 있다.

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Study of the Molecular Reorientation in Ammonium Sulfate by Neutron Scattering

  • Kim, Huhn-Jun
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제4권4호
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    • pp.306-321
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    • 1972
  • 중성자산란을 이용하여 (NH$_4$)$_2$SO$_4$에 있어서 분자의 재배향(reorientation)을 조사하였다. T=300$^{\circ}$K의 측정에 대해서는 여러산란각도에서 분리된 준탄성산란스펙트럼과 구조인자(form-factor)를 SKOLD 이론에 의한 네개의 재배향모형과 비교하여 NH$_4$이온이 $\tau$$_{c}$=2.0$\times$$10^{-11}$ sec인 3중회전 4축(3-fold four axes) 또는 2중회전 3축재배향을 한다는 결론을 얻었다. $\tau$$_{c}$의 온도의존성을 100$^{\circ}$K-413$^{\circ}$K에 걸쳐 조사했으며, 고온상에 대해서는 복합스책트럼의 폭을 NMR이완시간측정에 얻은 결론과 비교하였다. 이상의 결과는 중성자산란이 고체에 있어서 분자재배향의 상세한 조사에 유력한 한 방법임을 보여 주었으며 따라서 이 방법의 응용에 대한 고찰을 하였다. 그 한 예로서 NH$_4$I(상 1)에 대해서 측정한 탄성구조인자와 자유회전근사에서 얻은 이론치를 비교하여 NH$_4$이온이 8면체형포텐샬 (Potential)에서 $\tau$$_{c}$$\leq$$10^{-12}$ sec인 재배향을 하고 있음을 주장하였다. 분자재배향이 비탄성 스펙트럼에 미치는 영향에 대하여 간단한 이론적 고찰을 하였다.을 하였다.

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기계적 밀링 및 화학적 추출법에 의해 제조한 Fe-N 및 Mn-Al계의 새로운 자성재료 (New Magnetic Phases of Fe-N and Mn-Al Alloys Produced by Mechanochemical Milling)

  • Kyu-Jin Kim;Tae-Hwan Noh;Kenji Suzuki
    • 한국자기학회지
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    • 제4권4호
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    • pp.347-354
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    • 1994
  • 밀링 및 화학적 처리에 의해 제조된 소재의 구조해석 및 자기적 특성은 X선회절, 투과 전자현미경, 쾨스바우어 분광 및 비탄성 중성자산란 등의 측정에 의해 조사되었다. 질화처리에 의해 제조된 ${\gamma}'-Fe_{4}N$분말의 기계적 밀링처리에 의해, 대부분의 fcc ${\gamma}'-Fe_{4}N$상은 밀링 초기단계에 bct ${\alpha}'-Fe(N)$상으로 변태를 하며, 이러한 변태는 응력유기 마르텐사이트 변태로 규정지을 수 있다. 밀링처리에 제조한 bct ${\alpha}'-Fe(N)$ 초미세 분말의 열처리에 의해 673~773 K의 온도범위에서 ${\alpha}'-Fe_{16}N_{2}$상이 부분적으로 생성되며, 이로 인해 포화자화값이 증가한다. Mn-45, 70, 85 at.% Al의 조성으로 혼합한 분말은 기계적 합금화에 의해, Al은 부분적으로 ${\alpha}-Mn$상에 고용된다. 이로 인해 ${\alpha}-Mn$형 Mn-Al합금의 자기적 성질은 상자성에서 강자성으로 특성이 변하며, 특히 밀링처리한 Mn-70 at.% Al 계에 있어서 포화자화값은 11 emu/g을 나타낸다. 한편, 밀링처리한 Mn-85 at.% Al계에서 화학적 추출법을 이용하는 것에 의해 skeleton-type의 순 ${\alpha}-Mn$분말상을 제조한 결과 포화자화값은 36 emu/g으로 급격히 증가하였다.

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칠면조와 육계에서 청색증 발생기전에 관한 고찰 (Degenerative myopathy of the supracoracoideus (DMS) in turkeys and broiler chickens, Review)

  • 송희종;이명우;류경선;장형관
    • 한국동물위생학회지
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    • 제31권1호
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    • pp.161-166
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    • 2008
  • Deep pectoral myopathy (DPM), also known as Oregon muscle disease or green muscle disease, was first described in 1968 by Dickinson et al as "degenerative myopathy" in turkeys. Even though this condition was first recognized in adult meat-type turkey and chicken breeders, it is becoming more and more common in meat-type growing birds. DPM occurs exclusively in birds that have been specially selected for breast muscle development. It is generally recognized that DPM is an ischemic necrosis that develops in the deep pectoral muscle (supracoracoideus or pectoralis minor muscle) mainly because this muscle is surrounded by inelastic fascia and the sternum, which do not allow the muscle mass to swell in response to the physiological changes occurring when muscle are exercised, as in wing flapping. The lesion does not impair the general health of birds and is generally found during cut-up and deboning, moreover, it can be both unilateral or bilateral, affecting just one or both pectoralis minor muscle, respectively. No public health significance is associated to DPM, but it is aesthetically undesirable. The fillet should be removed, whereas the rest of the carcass is still fit for human consumption. However, the required trimming operations determine the downgrading of the products and produce an economic loss for the industry, especially because it affects the more valuable part of the carcass. The incidence of DPM increases with market weight in broilers, with more cases reported in higher-yielding strains and in males. Increased bird activity (flock nervousness, flightiness, struggle, and wing flapping) induced by factors such as feed or water outages, lighting programs and intensity, human activity, and excessive noises in and around chicken houses should be looked at as a trigger for the development of DPM in broiler. However, most of the studies conducted to evaluate the incidence of DPM in poultry are concerned with parental commercial breeding stocks under experimental conditions (Bianchi et al. 2006. Poult Sci 85 : 1843-1846). There is a possible genetic relationship between the selection for large-breasted birds and this condition. Management procedures that discourage excessive wing flapping would reduce the incidence (Jordan and Pattison. 1998. Poultry diseases. 398-399).

선형 모멘트 구배가 작용하는 파형강판 I-거더의횡-비틂 좌굴 강도 (Lateral-Torsional Buckling Strength of I-girder with Corrugated Steel Webs under Linear Moment Gradient)

  • 문지호;임남형;이학은
    • 대한토목학회논문집
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    • 제32권3A호
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    • pp.149-160
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    • 2012
  • 파형강판은 보강재 없이 높은 전단 저항력을 가지며, 보강재를 생략함으로써 상부구조의 용접을 최소화하고 피로 성능을 향상시킨다. 이러한 장점으로 인하여 최근에 파형강판을 I-거더의 복부판으로 사용하려는 연구가 여러 연구자들에 의하여 수행되었다. 횡-비틂 좌굴은 I-거더를 설계함에 있어 주요한 설계인자이지만 불균일 모멘트와 같은 실제 하중이 작용하는 파형강판 I-거더의 횡-비틂 좌굴에 관한 연구는 현재 미흡한 실정이므로 이에 대한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 파형강판 I-거더의 횡-비틂 좌굴 강도에 관한 연구를 수행하였다. 먼저 선형 모멘트 구배가 작용하는 파형강판 I-거더의 탄성 횡-비틂좌굴 거동에 관한 연구를 유한요소해석을 통하여 수행하였다. 본 연구 결과, 파형강판 I-거의 탄성 횡-비틂 좌굴 거동은 파형강판의 파형 주기수에 따라 달라지는 것을 알 수 있었으며, 선형 모멘트 구배가 작용하는 파형강판 I-거더에 대한 모멘트 구배 수정 계수를 제안하였다. 이 후 비탄성 유한요소해석 결과와 일반 I-거더의 설계 방법을 이용하여 파형강판 I-거더의 비탄성 좌굴 강도에 관하여 연구를 수행하였다.

철근콘크리트 고층건물 기둥의 부등축소량 해석 및 보정을 위한 시스템 개발 (System Development for Analysis and Compensation of Column Shortening of Reinforced Concrete Tell Buildings)

  • 김선영;김진근;김원중
    • 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.

아치 트러스 및 공간 트러스 구조의 비탄성 비선형 거동해석 (Inelastic Nonlinear Analysis of Arch Truss and Space Truss Structures)

  • 김광중;정미루;김연태;백기열;이재홍
    • 한국공간구조학회논문집
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    • 제8권5호
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    • pp.47-58
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    • 2008
  • 대공간 구조는 형태저항구조로서, 기둥-보로 구성되는 일반적인 건축골조구조가 설계외력에 대해 휨 및 전단으로 저항되는 것에 반해, 구조물의 내부에 기둥이 없는 공간을 내포하는 대공간 구조는 축력 및 면내 단면력에 의해 저항되는 경우가 대부분이다. 이러한 특성상 공간구조에는 일반적으로 장스팬이 사용되는 경우가 많으며, 그 결과 일반적인 골조와는 달리, 부재에 발생하는 변형도가 작은 경우에도 큰 변형이 발생하는, 즉 대변형 혹은 유한변형을 동반하게 된다. 일반적으로 수치해석에 있어 비선형 해석이란 기하학적 비선형 및 재료적 비선형, 또는 이 두 가지를 동시에 고려한 복합 비선형 해석을 들 수가 있다. 본 논문에서는 유한요소법으로 기하학적 비선형을 고려한 비선형 평형방정식을 적용하고, 부재의 응력-변형률 관계를 이용하여 재료적 비선형성도 함께 고려하였다. 사용된 수치해석 기법은 불안정 경로의 해를 찾아갈 수 있는 호장법을 적용하여 하중-변위 곡선을 추적하였다. 또한, 해석 결과는 범용 유한요소 프로그램인 ABAQUS를 이용하여 비교 검토하였다. 본 연구의 수치 해석결과 제시한 평면 및 공간 트러스의 비탄성 비선형 거동을 정확하고 효율적으로 예측 가능한 것으로 나타났다.

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고속열차 주행 시 동적하중을 받는 철도구조물의 진동 특성 (Dynamic Characteristics of Railway Structures under High-Speed Train Loading)

  • 이인규;김재민
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제33권2호
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    • pp.121-128
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    • 2020
  • 본 논문에서는 고속열차-차륜-레일-지반부의 상호작용에 따른 지반부의 변위장과 가속도장의 분포양상을 연구하고자 하였다. 이를 위해 고속열차 주행을 실제 차륜으로 모형하여 차륜-레일간의 연직접촉과 사행동에 의한 횡접촉을 모사하고, 이동질량해석을 근간으로 하였다. 이 때 지반부는 Modified Drucker-Prager 모델을 이용하여 상면 지반부의 비선형 거동을 부여하고 이에 따른 변위, 가속도의 변화를 탄성지반의 거동과 비탄성지반의 거동을 상호 비교하였다. 이를 통해, 실제 지반거동과 가까운 변위와 가속도 범위를 예측하고자 하였다. 이 때 지반부의 von-Mises응력과 등가소성변형도를 검토하고, 각 파괴면에서의 등가소성변형도, 전체 체적변형도 등을 검토하였다. 이동질량을 이용한 차륜-레일 접촉부의 수직응력, 횡압, 종방향 구속압 등의 시간이력에 따른 응력변화도 검토하였다. 비선형 지반모델의 경우 탄성 지반모델에 비해 열차 주행에 따른 변위 차이는 크지 않는 반면에 가속도의 경우는 큰 감소를 발생시키는 것으로 나타났다.

형상비 2.5의 RC 교각의 내진 곡률연성도 (Seismic Curvature Ductility of RC Bridge Piers with 2.5 Aspect Ratio)

  • 정영수;박창규;이은희
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제8권3호
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    • pp.1-12
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    • 2004
  • 1989년 로마프리타지진 및 1995년 효고현 남부지진등 많은 교각에서 휨-전단 파괴에 의한 피해가 발생하였다. 그럼에도 불구하고 지금까지의 교각의 내진성능에 관한 연구는 대부분 휨파괴에 대한 연구가 지배적이었다. RC 교각의 내진성능은 교각의 소성힌지구간의 성능에 좌우되고 있으며, 소성힌지의 연성은 곡률에 의해 평가하는 것이 바람직하다. 실험연구는 지진하중의 손상을 입은 RC교각의 휨전단거동에 관한 소성힌지구간 내의 곡률변화를 평가하였다. 실험에 사용된 7기의 실험체는 형상비 2.5에 횡방향 구속력, 주철근의 겹침이음 그리고 섬유보강을 변수로 가지고 있다. 이 실험체는 유사동적실험 수행을 통해 손상을 주었으며, 유사동적실험 후에는 일정한 축력,$P=0.1f_{ck}A_g$을 유지하면서 변위제어방식으로 유사정적실험을 실시하여 잔류내진성능을 평가하였다. 실험 결과 기초에서 15cm 구간에 가장 큰 곡률이 발생하였으며 파괴도 이 단면에 집중되었다. 또한, 연성도 분석결과 주철근이 겹침이음 된 RC 교각이 낮은 곡률연성도를 보였으며, 이를 섬유보강한 실험체의 휨강성과 곡률연성도는 현저히 개선되었다. 그리고, 교각의 곡률변화를 분석하여 횡구속력을 고려한 등가소성힌지길이 산정식을 제안하였으며, 이 제안된 식을 적용하여 변위연성도와 곡률연성도 관계를 분석하였다.

Seismic response and energy dissipation in partially restrained and fully restrained steel frames: An analytical study

  • Reyes-Salazar, Alfredo;Haldar, Achintya
    • Steel and Composite Structures
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    • 제1권4호
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    • pp.459-480
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    • 2001
  • The damage suffered by steel structures during the Northridge (1994) and Kobe (1995) earthquakes indicates that the fully restrained (FR) connections in steel frames did not behave as expected. Consequently, researchers began studying other possibilities, including making the connections more flexible, to reduce the risk of damage from seismic loading. Recent experimental and analytical investigations pointed out that the seismic response of steel frames with partially restrained (PR) connections might be superior to that of similar frames with FR connections since the energy dissipation at PR connections could be significant. This beneficial effect has not yet been fully quantified analytically. Thus, the dissipation of energy at PR connections needs to be considered in analytical evaluations, in addition to the dissipation of energy due to viscous damping and at plastic hinges (if they form). An algorithm is developed and verified by the authors to estimate the nonlinear time-domain dynamic response of steel frames with PR connections. The verified algorithm is then used to quantify the major sources of energy dissipation and their effect on the overall structural response in terms of the maximum base shear and the maximum top displacement. The results indicate that the dissipation of energy at PR connections is comparable to that dissipated by viscous damping and at plastic hinges. In general, the maximum total base shear significantly increases with an increase in the connection stiffness. On the other hand, the maximum top lateral displacement $U_{max}$ does not always increase as the connection stiffness decreases. Energy dissipation is considerably influenced by the stiffness of a connection, defined in terms of the T ratio, i.e., the ratio of the moment the connection would have to carry according to beam line theory (Disque 1964) and the fixed end moment of the girder. A connection with a T ratio of at least 0.9 is considered to be fully restrained. The energy dissipation behavior may be quite different for a frame with FR connections with a T ratio of 1.0 compared to when the T ratio is 0.9. Thus, for nonlinear seismic analysis, a T ratio of at least 0.9 should not be considered to be an FR connection. The study quantitatively confirms the general observations made in experimental results for frames with PR connections. Proper consideration of the PR connection stiffness and other dynamic properties are essential to predict dynamic behavior, no matter how difficult the analysis procedure becomes. Any simplified approach may need to be calibrated using this type of detailed analytical study.