• Interaction and multiscale mechanics
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• 제3권1호
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• pp.23-37
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• 2010

Concrete is a heterogeneous material consisting of coarse aggregate, mortar matrix and interfacial zones at the meso level. Though studies have been done to interpret the fracture process in concrete using meso level models, not much work has been done for simulating the macroscopic behaviour of reinforced concrete structures using the meso level models. This paper presents a procedure for the mesoscopic analysis of reinforced concrete beams using a modified micro truss model. The micro truss model is derived based on the framework method and uses the lattice meshes for representing the coarse aggregate (CA), mortar matrix, interfacial zones and reinforcement bars. A simple procedure for generating a random aggregate structure is developed using the constitutive model at meso level. The study reveals the potential of the mesoscopic numerical simulation using a modified micro truss model to predict the nonlinear response of reinforced concrete structures. The modified micro truss model correctly predicts the load-deflection behaviour, crack pattern and ultimate load of reinforced concrete beams failing under different failure modes.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제11권1호
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• pp.77-85
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• 2011

본 논문은 마이크로 유전 알고리즘을 이용하여 그리드 구조물의 최적화를 수행하고 초기인장력이 최적화에 미치는 영향을 분석하였다. 최적화시 여러 제약조건을 설정하여 구조물의 물량이 최소화 되도록 부재의 단면을 찾는 최적 설계를 수행하였다. 알고리즘의 검증을 위해 10-bar 트러스트 예제로 설정하여 이전 연구 결과와의 비교를 하였다. 이를 바탕으로 초기인장력이 적용된 트러스트 구조물의 최적화가 가능한 다음과 같은 기법을 사용하여 그리드 형태인 72-bar 트러스의 최적화를 수행하였으며, 이전 연구결과와 비교하여 이를 입증하였다. 최적화시 초기인장력 크기를 달리하여 트러스 구조물의 최적화를 수행하였으며, 물량이 최소화되는 최적화된 초기 인장력 값도 찾았다.

• 한국융합학회논문지
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• 제7권4호
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• pp.181-190
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• 2016

The objective of this study is to find the effective stiffness and compressive strengths of a unit-cell pinwheel truss and double pinwheel truss model designed following a double helical geometry similar to that of the DNA (deoxyribonucleic acid) structure in biology. The ideal solution for their derived relative density is correlated with a ratio of the truss thickness and length. To validate the relative stiffness or relative strength, ABAQUS software is used for the computational model analysis on five models having a different size of truss diameter from 1mm to 5mm. Applied material properties are stainless steel type 304. The boundary conditions applied were fixed bottom and 5 mm downward displacement. It was assumed that the width, length, and height are all equal. Consequently, it is found that the truss model has a lower effective stiffness and a lower effective yielding strength.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제13권6호
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• pp.661-672
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• 2001

본 연구는 Arc-length method를 이용한 복합재료 공간 구조물의 대변형 거동의 관찰에 관한 것이다. 비선형 평형경로의 각각의 하중단계에서 자동적으로 Arc-length 크기를 변화시켜 하중-변위 관계곡선을 추적할 수 있도록 하였다. 복합재료 공간 트러스의 점탄성 해석은 quasi-elastic 방법을 사용해 탄성해를 구하였다. Micro Mechanical Materials Modeling 방법을 사용하여 탄성계수를 결정하였고 하중조합에 따른 비선형 하중-변위 곡선을 추적하였다. 본 연구의 효과를 검증하기 위하여 그물형 공간 트러스를 다른 방법의 결과들과 비교하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제20권6호
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• pp.705-712
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• 2008

본 연구에서는 그라운드 구조법을 이용하여 콘크리트 구조형태의 최적화에 대한 수치 실험을 하였다. 마이크로 격자 모델은 단위 셀의 집합체로 구성되었다. 해석 과정은 각 부재의 응답계를 강성에 피드백 시켜서 유한요소해석을 반복하였다. 이 해석의 반복을 통하여, 트러스 모델은 수리적 최적화 수법이 아니라 국소적인 응력 상태를 이용하여 위상적인 구조 형태와 구조적 형상을 표현하였다. 격자 트러스 모델을 여러 예제에 적용하여 형상 배치 문제를 해석하는데 성공하였다.

• 한국산업융합학회 논문집
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• 제19권3호
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• pp.133-143
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• 2016

The objective in here is to find the density, stiffness, and strength of truss-wall rectangular (TWR) model which is combined with lattice truss (MLT) inside space. The TWR unit-cell model is defined as a unit cell originated from a solid-wall rectangular (SWR) model and it has an empty space inside. Thus, the empty space inside of the TWR is filled with lattice truss model defined as TWR-MLT. The ideal solutions derived of TWR-MLT are based on TWR with MLT model and it has developed by Gibson-Ashby's theory. To validate the ideal solutions of the TWR-MLT, ABAQUS software is applied to predict the density, strength, and stiffness, and then each of them are compared with the Gibson-Ashby's ideal solution as a log-log scale. Applied material property is stainless steel 304 because of cost effectiveness and easy to get around. For the analysis, SWR and TWR-MLT models are 1mm, 2mm, and 3mm truss diameter separately within a fixed 20mm opening width. In conclusion, the relative Young's modulus and relative yield strength of the TWR-MLT unit model is reasonably matched to the ideal expectations of the Gibson-Ashby's theory. In nearby future, TWR-MLT model can be verified by advanced technologies such as 3D printing skills.t.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제62권5호
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• pp.643-649
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• 2017

Masonry walls are amongst the oldest building systems. A large portion of the research on these structures focuses on the load-bearing walls. Numerical methods have been generally used in modelling load-bearing walls during recent years. In this context, macro and micro modelling techniques emerge as widely accepted techniques. Micro modelling is used to investigate the local behaviour of load-bearing walls in detail whereas macro modelling is used to investigate the general behaviour of masonry buildings. The main objective of this study is to investigate the elastic behaviour of the load- bearing walls in masonry buildings by using micro modelling technique. In order to do this the brick and mortar units of the masonry walls are modelled by the combination of plane truss elements and plane frame elements with no shear deformations. The model used in this study has fewer unknowns then the models encountered in the references. In this study the vertical frame elements have equivalent elasticity modulus and moment of inertia which are calculated by the developed software. Under in-plane static loads the elastic displacements of the masonry walls, which are encountered in literature, are calculated by the developed software, where brick units are modelled by plane frame elements, horizontal joints are modelled by vertical frame elements and vertical joints are modelled by horizontal plane truss elements. The calculated results are compatible with those given in the references.

• Computers and Concrete
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• 제26권4호
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• pp.351-365
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• 2020

This work presents numerical and experimental analyses of the behavior of reinforced-concrete deep beams with unconventional geometries. The main goal here is to experimentally and numerically study these geometries to find possible new behaviors due to the material nonlinearity of reinforced concrete with complex geometries. Usually, unconventional geometries result from innovative designs; in general, studies of reinforced concrete structures are performed only on conventional members such as beams, columns, and labs. To achieve the goal, four reinforced-concrete deep beams with geometries not addressed in the literature were tested. The models were numerically analyzed with the Adaptive Micro Truss Model (AMTM), which is the proposed method, to address new geometries. This work also studied the main parameters of the constitutive model of concrete based on a statistical analysis of the finite element (FE) results. To estimate the ultimate loads, FE simulations were performed using the Monte Carlo method. Based on the obtained ultimate loads, a probabilistic distribution was created, and the final ultimate loads were computed.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제22권2호
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• pp.197-208
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• 2010

언더텐션이란 상부에서의 하중을 하부 케이블의 인장력을 이용하여 그 하중을 양 단부로 전달하는 시스템을 말하며 처짐과 부재 크기를 제어하기 위해 장스팬 구조물에 주로 적용된다. 하지만 수많은 단면 중에서 여러 조건을 만족하며 최소의 물량, 즉 최대의 경제성에 부합하는 최적의 단면을 찾는 것은 매우 어려운 일이다. 이에 본 연구에서는 마이크로 유전알고리즘을 이용하여 언더텐션 형태의 트러스 구조물에 단면 최적화 연구를 수행하였으며 처짐과 허용응력 그리고 좌굴이 제약조건으로 고려되었다. 최적화 검증 예제로 자주 사용되는 10-bar 트러스 예제의 이전 연구 결과와의 비교를 통하여 개발된 프로그램을 검증하였다. 이를 바탕으로 프리텐션 크기를 변수로 설정하여 언더텐션 구조물의 최적 설계를 수행하였다. 본 연구에서 제시된 최적설계 그래프를 통하여 설계자가 일정 조건을 만족하는 최적의 단면을 쉽게 선택할 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제23권4호
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• pp.465-474
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• 2011

본 연구는 마이크로 유전 알고리즘을 이용하여 트러스 구조물의 단면적 및 형상을 최적화 하였다. 구조물의 최소 물량을 얻기 위하여 허용 응력 및 좌굴 응력과 같은 여러 제약조건이 고려되었으며, 이를 통해 트러스 구조물의 최적 설계 시 최적화된 부재의 단면적과 구조물의 좌표를 얻었다. 트러스 구조물의 최적 설계에 적용가능 한 제안된 기법을 이용하여 다양한 예제들을 선정하여 최적화를 수행하였으며, 기존 연구 결과와 비교를 통해 본 마이크로 유전 알고리즘의 효과를 입증하였다.