• 제목/요약/키워드: nonlinear global analysis

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패널법을 이용한 일반 상선의 비선형 조파문제 해석 (Analysis of the Nonlinear Wave-Making Problem of Practical Hull Forms Using Panel Method)

  • 김도현;김우전;반석호
    • 대한조선학회논문집
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    • 제37권4호
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    • pp.1-10
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    • 2000
  • 일반 상선의 비선형 조파문제를 해석하기 위해 상방향 패널법에 기반을 둔 패널법을 개발하였다. 먼저 현재의 비선형 방법의 검증을 위해 많은 실험값이 존재하는 Series 60 선형에 개발된 방법을 적용하였다. 실제적인 응용의 경우로 KRISO 3600TEU 컨테이너선과 KRISO 300K 유조선에 개발된 방법을 적용하였다. 특히 두 상선이 유기하는 파계의 비선형성에 중점을 두고 계산된 파계를 KRISO의 실험값과 비교, 검증하였다. 현재의 비선형 방법은 Dawson의 방법이나 Neumann-Kelvin해와 같은 선형 방법에 비해 월등히 그 결과가 좋음이 확인되었다.

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접힌 자국이 있는 멤브레인의 주름 거동 해석 (Analysis of Wrinkling for Creased Thin Membrane)

  • 우경식
    • 한국항공우주학회지
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    • 제36권9호
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    • pp.851-858
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    • 2008
  • 본 논문에서는 수직방향으로 접은 사각형 멤브레인의 주름 거동을 기하학적 비선형 후좌굴 해석을 사용하여 연구하였다. 멤브레인은 쉘 요소로 모델링 하였고 하중은 멤브레인의 코너에서 대각선 방향으로 가하였다. 해석에는 다양한 각도의 초기 전개각을 가지는 멤브레인을 고려하였고 접힌 자국이 없는 경우에 대해서도 해석을 수행하여 그 결과를 비교하였다. 해석결과 주름은 큰 코너하중이 가해진 지역에서 국부적으로 발생하였는데, 이 국부 주름은 하중 비의 증가에 따라 점차 성장하여 전역 주름으로 발전하였다. 또한 주름의 발생 및 성장 거동은 접힌 자국의 초기 전개각에 좌우되는 경향을 보였다.

An experimental study on a steel multi-slit damper for seismic retrofit of soft-first story structures

  • Mohammad Mahdi Javidan;Jinkoo Kim
    • Steel and Composite Structures
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    • 제50권6호
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    • pp.721-734
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    • 2024
  • In this research, the efficiency of a metallic energy dissipation device for seismic retrofit of an existing structure is evaluated by cyclic loading test. The proposed device, which is called multi-slit damper, is made of weak and strong slit dampers connected in series. Its energy dissipation mechanism consists of two stages: (i) yielding of the weak-slit damper under minor earthquakes; (ii) restraint of further deformations of the weak slit damper and activation of the strong slit damper under major earthquakes using a gap mechanism. A reinforced concrete (RC) frame with characteristics similar to soft-first-story structures is tested under cyclic loading before and after retrofit using the proposed device. The details of the experimental study are described and the test is simulated in an available commercial software to validate the analytical model of the damper. To further verify the applicability of the damper, it is applied to an analysis model of a 4-story structure with soft first story and its seismic performance is evaluated before and after retrofit. The experimental and analysis results show that the multi-slit damper is effective in controlling seismic response of structures.

비선형 SSI 해석을 위해 Spring-Damper 에너지 흡수경계조건을 적용한 BRM의 유한요소 모델링 범위에 따른 응답평가 (Evaluation of the Response of BRM Analysis with Spring-Damper Absorbing Boundary Condition according to Modeling Extent of FE Region for the Nonlinear SSI Analysis)

  • 이은행;김재민;정두리;주광호
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제29권6호
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    • pp.499-512
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    • 2016
  • 경계반력법은 일반적인 복합법에서 필요한 진동수영역과 시간영역의 반복 작업이 필요없는 두 단계의 시간수영역 부구조법이다. 경계반력법은 다음의 두 단계로 나누어진다: (1) 진동수영역에서 선형구간과 비선형구간 경계에서 경계반력계산, (2) 시간영역에서 경계반력을 이용한 파동방사형문제 해석. 이때 시간영역에서는 파동방사형문제를 모사하기 위해 근역지반을 모델링한다. 이 연구에서는 면진원전구조물의 비선형 SSI 해석을 위한 BRM 해석의 근역지반 모델링 범위에 따른 응답을 평가하였다. 이를 위해 등가선형 SSI 문제를 이용하여 매개변수해석을 수행하였다. BRM 응답의 정확성을 평가하기 위해 BRM 응답은 재래의 SSI 해석의 응답과 비교하였다. 수치해석결과 BRM 해석을 위한 근역지반 모델링 범위는 기초의 크기뿐만 아니라 지반조건의 영향을 받았다. 마지막으로, BRM 해석을 면진원전구조물의 비선형 SSI 해석에 적용하므로 BRM의 정확성과 효율성을 입증하였다.

1:5 축소 10층 벽식 RC 공동주택 모델의 진동대실험 응답에 대한 해석적 모사 (Analytical Simulation of Shake-Table Responses of a 1:5 Scale 10-story Wall-type RC Residential Building Model)

  • 이한선;정다훈;황경란
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제24권6호
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    • pp.617-627
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    • 2011
  • 본 논문은 기 수행된 1:5축소 10층 RC 공동주택의 지진모의 실험결과에 비추어 근래 개발된 PERFORM-3D를 이용하여 해석적 모사를 시도하였다. 해석과 실험의 상관관계 분석에 의해 다음과 같은 결론을 얻었다. (1) 재현주기 50년 지진에 대해 실험과 해석이 매우 유사한 탄성거동을 보였다. 반면 우리나라의 설계지진과 최대지진에 대해서는 비선형 거동을 보이긴 하지만 실험의 최대응답과 강성 및 강도 저하를 제대로 모사하지 못하였다. 이의 주된 이유는 슬라브 거동을 탄성으로 가정하였기 때문이라고 판단된다. (2) 탄성영역 거동에 대해 해석모델이 전체 거동을 비교적 잘 모사하는 반면, 벽체 상호간에 걸친 힘의 분포에 있어서 실험과 상당한 차이를 보여주었다. (3) 최대지진에서 벽체의 전단변형은 비교적 잘 모사한 반면 휨변형의 경우 10배정도 과장되었다. 이는 일부 해석모델에서 인방보를 무시한 결과로 추정된다.

Influence of pinching effect of exterior joints on the seismic behavior of RC frames

  • Favvata, Maria J.;Karayannis, Chris G.
    • Earthquakes and Structures
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    • 제6권1호
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    • pp.89-110
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    • 2014
  • Nonlinear dynamic analyses are carried out to investigate the influence of the pinching hysteretic response of the exterior RC beam-column joints on the seismic behavior of multistory RC frame structures. The effect of the pinching on the local and global mechanisms of an 8-storey bare frame and an 8-storey pilotis type frame structure is evaluated. Further, an experimental data bank extracted from literature is used to acquire experimental experience of the range of the real levels that have to be considered for the pinching effect on the hysteretic response of the joints. Thus, three different cases for the hysteretic response of the joints are considered: (a) joints with strength and stiffness degradation characteristics but without pinching effect, (b) joints with strength degradation, stiffness degradation and low pinching effect and (c) joints with strength degradation, stiffness degradation and high pinching effect. For the simulation of the beam-column joints a special-purpose rotational spring element that incorporates the examined hysteretic options developed by the authors and implemented in a well-known nonlinear dynamic analysis program is employed for the analysis of the structural systems. The results of this study indicate that the effect of pinching on the local and global responses of the examined cases is not really significant at early stages of the seismic loading and especially in the cases when strength degradation in the core of exterior joint has occurred. Nevertheless in the cases when strength degradation does not occur in the joints the pinching may increase the demands for ductility and become critical for the columns at the base floor of the frame structures. Finally, as it was expected the ability for energy absorption was reduced due to pinching effect.

Evaluation of the Effect of Riser Support System on Global Spar Motion by Time-domain Nonlinear Hull/Mooring/Riser Coupled Analysis

  • KOO BON-JUN;KIM MOO-HYUN
    • 한국해양공학회지
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    • 제19권5호
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    • pp.16-25
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    • 2005
  • The effect of vertical riser support system on the dynamic behaviour of a classical spar platform is investigated. Spar platform generally uses buoyancy-can riser support system, but as water depth gets deeper the alternative riser support system is required due to safety and cost issues. The alternative riser support system is to hang risers off the spar platform using pneumatic cylinders rather than the buoyancy-can. The existing numerical model for hull/mooring/riser coupled dynamics analysis treats riser as an elastic rod truncated at the keel (truncated riser model), thus, in this model, the effect of riser support system can not be modeled correctly. Due to this reason, the truncated riser model tends to overestimate the spar pitch and heave motion. To evaluate more realistic global spar motion, mechanical coupling among risers, guide frames and support cylinders inside of spar moon-pool should be modeled. In the newly developed model, the risers are extended through the moon-pool by using nonlinear finite element methods with realistic boundary condition at multiple guide frames. In the simulation, the vertical tension from pneumatic cylinders is modeled by using ideal-gas equation and the vertical tension from buoyancy-cans is modeled as constant top tension. The different dynamic characteristics between buoyancy-can riser support system and pneumatic riser support system are extensively studied. The alternative riser support system tends to increase spar heave motion and needs damper system to reduce the spar heave motion.

Global seismic performance of a new precast CFST column to RC beam braced frame: Shake table test and numerical study

  • Xu, S.Y.;Li, Z.L.;Liu, H.J.
    • Steel and Composite Structures
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    • 제21권4호
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    • pp.805-827
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    • 2016
  • A new type of precast CFST column to RC beam braced frame is proposed in this paper. A series of shake table tests were conducted to excite a one-third scale six-story model for investigating the global seismic performance of this type of structure against earthquake actions. Particular emphasis was given to its dynamic property, global seismic responses and failure path. Correspondingly, a numerical model built on the basis of fiber-beam-element model, multi-layer shell model and element-deactivation method was developed to simulate the seismic performance of the prototype structure. Numerical results were compared with the measured values from shake table tests to verify the validity and reliability of the numerical model. The results demonstrated that the proposed novel precast CFST column to RC beam braced frame performs excellently under strong earthquake excitations; the "strong CFST column-weak RC beam" and "strong connection-weak member" anti-seismic design principles can be easily achieved; the maximum deflections of precast CFSTC-RCB braced frame satisfied the deflection limitations proposed in national code; the numerical model can properly simulate the dynamic property and responses of the precast CFSTC-RCB braced frame that are highly concerned in engineering practice.

손상모형을 이용한 철근 콘크리트 교각의 지진여유도 해석 (Seismic Margin Analysis of Reinforced Concrete Pier Using Damage Model Proceedings)

  • 고현무;이지호;정우영;조호현
    • 한국지진공학회:학술대회논문집
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    • 한국지진공학회 2002년도 춘계 학술발표회 논문집
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    • pp.220-227
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    • 2002
  • This study introduces the fragility analysis method for the safety evaluation of reinforced concrete pier subject to earthquake. Damage probability is calculated instead of the failure probability from definition of the damage state in the fragility curve. Not only the damage model determined by the response of structure subject to earthquake, but also the plastic-damage model which can represent the local damage is applied to fragility analysis. The evaluation method of damage state by damage variable in global structure is defined by this procedure. This study introduces the fragility analysis method considering the features of nonlinear time history behavior of reinforced concrete element and the plastic behavior of materials. At last, This study gives one of the approach method for seismic margin evaluation with the result of fragility analysis to design seismic load.

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대양에서의 거대파랑 출현 특성과 발생 기구에 관한 연구 (A Study of the Appearance Characteristics and Generation Mechanism of Giant Waves)

  • 신승호;홍기용
    • 한국항해항만학회지
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    • 제30권3호
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    • pp.181-187
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    • 2006
  • 선형파 이론에 의한 파랑스펙트럼 분포에 의해서는 30m 크기의 파랑은 현실적으로 거의 발생 불가능하다고 인식되어 왔다. 그러나 최근의 위성 영상을 이용한 조사에 의해 3주간의 기간 동안 25m 이상의 거대파가 10개 이상 관측됨에 따라 실해역에서 빈번히 마주칠 수 있는 현상임이 입증되었으며 이에 따라 지금까지 원인 불명으로 치부되어 왔던 많은 해양 재난이 거대파에 의해 발생했던 것으로 추정되고 있다. 거대파의 발생 원인으로는 파군 형성과 관련한 파고분포 특성의 변화, 전파하는 파군의 비선형 공명간섭 등이 제기되고 있으나, 그 출현의 복잡성과 자료의 부족 등으로 아직 명확하게 해명되지 못하고 있다. 본 연구에서는 실해역에서 발생하는 거대파의 실태 및 선형 및 비선형 파랑집중 이론에 근거한 거대파 발생 기구를 고찰하였으며, 비선형 파랑전파를 모사할 수 있는 수치모형을 개발하여 비선형 파랑 집중에 의한 거대 파랑의 형성을 모사하였다.