• 소음진동
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• 제9권5호
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• pp.1012-1018
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• 1999

This paper deals with the coupled flexural-torsional vibrations of Timoshenko beams with monosymmetric cross-section. The governing differtial equations for free vibration of such beams are derived and solved numerically to obtain frequencies and mode shapes. Numerical results are calculated for three specific examples of beams with free-free, clamped-free, hinged-hinged, clamped-hinged and clamped-clamped end constraints. The effect of warping stiffess on the natural frequencies and mode shapes is discussed and it is concluded that substantial error can be incurred if the effect is ignored.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2010년도 정기 학술발표대회
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• pp.83.2-83.2
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• 2010

Stepped I-beams having increased moment of inertia at one end(singly stepped beam) or both ends(doubly stepped beams) can often be seen in construction of bridges due to material economy and easy fabrication of the section. This paper presents the results of the parametric study of lateral torsional buckling of monosymmetric stepped I-beams with constant depth subjected to equal and opposite end moments applied at the end of the beam. Design recommendations were made based on the finite element results of the models having different combinations of monosymmetric ratio, stepped length ratio, flange thickness ratio and flange width ratio,. The proposed approximation is acceptable based on the parameters given having mostly conservative results. The proposed equation can be further used to extend the study to different loading conditions.

• 한국지진공학회논문집
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• 제2권2호
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• pp.57-68
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• 1998

본 연구에서는 일축대칭 단면을 갖는 박벽 원형곡선보의 자유진동해석을 수행할 수 있는 유한요소 이론 및 엄밀해를 제시하기 위하여, 가상일의 원리를 이용한 3차원 연속체？ 운동방정식을 제시한다. 박벽단면의 구속된 비틂(restrained warping)효과를 고려하는 곡선보의 운동방정식을 얻는다. 단순지지되고 일축대칭 단면을 갖는 박벽 곡선보의 면외 고유진동에 대한 엄밀해를 제시하고 박벽 곡선보를 유한요소로 분할하여 요소의 변위장을 요소 변위벡터에 관한 3차의 Hermitian 다항식으로 나타내어 운동방정식에 대입함으로써 탄성강도행렬과 질량행렬을 유도한다. 또한 본 연구에서 얻어진 엄밀해와 박벽 곡선보요소를 이용한 유한요소 해석결과를 직선박벽보요소를 이용한 해석결과와 비교 검토를 함으로써 본 연구의 타당성을 입증한다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제10권2호
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• pp.7-13
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• 2010

단순보 끝단의 단면을 증가시키는 일단과 양단 계단식 단면 변화 I형보는 경제적인 단면활용과 제작의 편의성으로 인하여 교량제작에 널리 사용되고 있다. 본 연구는 균일 모멘트를 받는 일축대칭 I형 스텝보의 횡-비틀림 좌굴 강도에 관한 연구이다. 유한요소해석이 본 연구에 활용되었으며, 해석매개변수로는 단면변화 길이 비율, 플랜지두께 변화 비율과 플랜지폭 변화 비율 및 다양한 일축대칭비율이 고려되었다. 해석결과를 토대로 제안된 설계강도식은 대부분의 경우에 안전측의 값을 나타내고 있으며, 향후 다양한 하중조건을 고려한 설계식 개발에 활용될 수 있을 것이다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 1998년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.465-472
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• 1998

In this study, analytic solution and finite element formulation for the free vibration analysis of thin-walled circular arch, based on linearized virtual work and Vlasov's assumption, including restrained warping effect and second order terms of finite semitangential rotations, is presented. The total potential energy is derived by applying the Hellinger-Reissner principle. In this formulation, all displacement parameters of deformation are defined at the centroid axis. For the finite element formulation, the two node cubic Hermitian polynomials are utilized as shape functions. In special case, potential energy functional of thin-walled curved beam with monosymmetric cross section is derived. From this methodology, analytic solution for the free vibration of monosymmetric circular arch with simply supported is derived. In order to illustrate the accuracy of this study, various parameter studies for free vibration of circular arches are presented and compared with numerical solution analyzed by the FEM using straight beam element.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2004년도 추계학술대회논문집
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• pp.709-712
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• 2004

A study of the coupled flexural-torsional vibrations of thin-walled beams with monosymmetric cross-section is presented. The governing differential equations for free vibration of such beams are solved numerically to obtain natural frequencies and their corresponding mode shapes. The beam model is based on the Bernoulli-Euler beam theory and the effect of warping is taken into consideration. Numerical results are given for two specific examples of beams with free-free, clamped-free, hinged-hinged, clamped-hinged and clamped-clamped end constraints both including and excluding the effect of warping stiffness. The effect of warping stiffness on the natural frequencies and mode shapes is discussed and it is concluded that substantial error can be incurred if the effect is ignored.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제25권2호
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• pp.153-164
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• 2013

본 연구에서는 균일휨모멘트를 받는 일축대칭단면 HSB800 고강도강 플레이트거더의 횡비틂좌굴(LTB) 강도를 비선형해석으로 평가하였다. 압축플랜지 단면이 인장플랜지에 비해 작은 경우와 큰 경우에 대해 각각 세장, 비조밀 및 조밀 복부판을 갖는 단면들을 고려하였으며, 비지지길이는 비탄성 LTB 영역을 대상으로 하였다. Eurocode 3 및 AASHTO, AISC 기준들과의 비교를 위해 단일패널모델과 3-패널모델을 각각 고려하였으며, 모델의 타당성을 평가하기 위해 SM490 강재 거더에 대해 먼저 해석을 수행하고 각 기준과 비교하였다. 이후 동일한 방법으로 HSB800 강재거더에 대해 LTB 강도 평가 해석을 수행하였으며, 압축플랜지 단면이 인장플랜지에 비해 작고 비조밀플랜지-세장/비조밀복부판 단면들은 현재 기준의 휨강도에 도달하지 못하는 결과를 얻었다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제52권4호
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• pp.787-813
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• 2014

Starting with Hamilton's variational principle, the governing field equations for the steady state response of thin-walled beams under harmonic forces are derived. The formulation captures shear deformation effects due to bending and warping, translational and rotary inertia effects and as well as torsional flexural coupling effects due to the cross section mono-symmetry. The equations of motion consist of four coupled differential equations in the unknown displacement field variables. A general closed form solution is then developed for the coupled system of equations. The solution is subsequently used to develop a family of shape functions which exactly satisfy the homogeneous form of the governing field equations. A super-convergent finite element is then formulated based on the exact shape functions. Key features of the element developed include its ability to (a) isolate the steady state response component of the response to make the solution amenable to fatigue design, (b) capture coupling effects arising as a result of section mono-symmetry, (c) eliminate spatial discretization arising in commonly used finite elements, (d) avoiding shear locking phenomena, and (e) eliminate the need for time discretization. The results based on the present solution are found to be in excellent agreement with those based on finite element solutions at a small fraction of the computational and modelling cost involved.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제20권1호
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• pp.175-181
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• 2008

단면 내 임의의 높이에 작용하는 연직방향 하중에 대한 일축대칭 I형보의 유한요소 좌굴해석을 실시하였으며 연직방향 하중은 지간중앙에 작용하는 집중하중과 등분포 하중이 고려되었다. SRC 지침서에 제시된 방법과 유한요소 좌굴해석 결과와의 비교를 통해 본 논문에서는 하중고 효과가 고려된 일축대칭 I형단면의 모멘트 구배 수정 계수를 제안하였다. 제안된 방법은 일축대칭도가 0.1에 서 0.9까지인 일축대칭 I형 보에 적용된다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제26권6호
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• pp.581-594
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• 2014

HSB800과 HSB600 강재를 플랜지와 웨브에 적용하고 균일휨모멘트를 받는 하이브리드거더의 휨강도 평가를 위한 연구를 수행하였다. 비조밀 및 조밀플랜지와 세장, 비조밀 및 조밀 웨브를 갖는 이축 및 일축대칭 단면들을 대상으로 하였으며, 3차원 쉘요소 모델에 초기처짐과 잔류응력의 영향을 고려하여 '단면 휨강도' 및 '횡비틀림좌굴 강도'를 비선형해석으로부터 평가하였다. 수치해석 결과는 AASHTO LRFD 및 Eurocode 3 기준과 비교하였으며, 비조밀 및 조밀 웨브를 갖는 단면에 대해서는 AASHTO LRFD 부록 A6 기준의 적용성을 분석하였다.