• 한국강구조학회 논문집
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• 제11권2호통권39호
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• pp.167-179
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• 1999

판형복부판의 좌굴강도를 높이기 위하여 수평보강재나 수직보강재를 대는 방법이 많이 적용되고 있다. 경제적인 판형의 설계를 위하여 복부판의 두께를 얇게 하는 대신, 복부판의 전단강도를 높이기 위하여 수직보강재를 사용하게된다. 수직보강재가 있는 복부판의 극한전단강도의 산정에 관한 연구는 1960년 초반부터 활발하게 진행되어 왔고, 이 결과가 미국의 AASHTO 시방서(1973)와 영국의 British Standard(1983)에 처음 반영되어 현재에 이르고 있다. 수평보강재의 주 역할은 휨응력에 의한 복부판의 좌굴강도를 높이고 횡변위를 억제하는 것이지만, 부수적으로 전단강도를 증가시키는 효과가 있는 것으로 알려지고 있다. 하지만, 이에 대한 연구의 부족으로 인하여 수평보강재가 복부판의 극한전단강도에 미치는 영향이 실제 설계시 반영되지 않고 있다. 본 연구에서는 실험을 통하여 수평보강재가 판형의 극한전단거동에 미치는 영향을 조사하고 이를 기존의 이론들과 비교 검토하였다.

• 한국공간구조학회:학술대회논문집
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• 한국공간구조학회 2008년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.95-100
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• 2008

대칭 및 비대칭 적층판의 거동을 연구하기 위하여 가변형률과 고차전단변형이론을 바탕으로 4절점 판 유한요소(HSA4)를 개발하였다. 개발된 판 요소는 적층 판의 두께 방향으로 나타나는 전단변형의 포물선 분포를 고려하기 위하여 Reddy의 고차전단변형이론을 도입하였다. 특히 전단변형을 고려한 판 요소에서 발생하는 전단과대현상을 해결하기 위하여 가변형률을 채용하였다, 본 연구를 통하여 개발한 판요소는 고차전단변형이론을 도입하여 각 절점당 7개의 자유도를 가지므로 요소전체에 28개의 자유도로 판의 변형을 표현하게 된다. 개발된 유한요소의 성능을 검증하고 우수성을 보여주기 위해 다양한 두께를 가지는 대칭 및 비대칭 적층 판에 대한 수치해석을 수행하였으며 그 결과를 다른 고차전단변형이론에 의해 도출된 참고해들과 비교하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제16권2호
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• pp.229-240
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• 2004

불균형 휨모멘트를 재하받는 플랫플레이트-기둥 접합부의 편심전단강도와 모멘트강도를 규명하기 위해 그동안 많은 실험연구가 수행되어 왔다. 기존 실험들은 서로 다른 실험방식을 사용하고 있는데, 접합부의 전단강도는 실험방식에 따라 차이가 있는 것으로 나타났다. 따라서 기존 실험에 근거하여 개발된 현행 설계기준들은 플랫플레이트의 강도를 정확히 설명하고 있지 못한 실정이다. 선행 연구에서는 연속 플랫플레이트에 대한 비선형 유한요소해석에 근거하여, 슬래브-기둥 접합부에 패한 새로운 설계방법을 개발하였다. 그러나 제안된 설계방법에서는 휨모멘트 강도산정에 필요한 접합부 편심강도를 경험식에 의존하여 산정하고 있다. 본 연구에서는, 접합부 파괴 메카니즘을 분석하기 위해서, Rankine 재료파괴기준을 이용하는 이론적인 접근법을 채택하였다. 분석결과에 근거하여 개선된 편심전단강도모델이 개발되었고, 기존 실험과의 비교를 통해 검증되었다. 개발된 강도식을 이용하여, 선행연구에서 개발된 설계방법을 재검증하였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제42권4호
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• pp.539-552
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• 2022

Concentrically braced frames (CBFs) possess high stiffness and strength against lateral loads; however, they suffer from low energy absorption capacity against seismic loads due to the susceptibility of CBF diagonal elements to bucking under compression loading. To address this problem, in this study, an innovative damper was proposed and investigated experimentally and numerically. The proposed damper comprises main plates and includes a flange plate angled at θ and a trapezius-shaped web plate surrounded by the plate at the top and bottom sections. To investigate the damper behaviour, dampers with θ = 0°, 30°, 45°, 60°, and 90° were evaluated with different flange plate thicknesses of 10, 15, 20, 25 and 30 mm. Dampers with θ = 0° and 90° create rectangular-shaped and I-shaped shear links, respectively. The results indicate that the damper with θ = 30° exhibits better performance in terms of ultimate strength, stiffness, overstrength, and distribution stress over the damper as compared to dampers with other angles. The hysteresis curves of the dampers confirm that the proposed damper acts as a ductile fuse. Furthermore, the web and flange plates contribute to the shear resistance, with the flange carrying approximately 80% and 10% of the shear force for dampers with θ = 30° and 90°, respectively. Moreover, dampers that have a larger flange-plate shear strength than the shear strength of the web exhibit behaviours in linear and nonlinear zones. In addition, the over-strength obtained for the damper was greater than 1.5 (proposed by AISC for shear links). Relevant relationships are determined to predict and design the damper and the elements outside it.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제28권5호
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• pp.603-633
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• 2008

A four-node plate finite element for the analysis of laminated composites which is developed using strain gradient notation is presented. The element is based on a first-order shear deformation theory and on the equivalent lamina assumption. Strains and stresses can be calculated at different points through the thickness of the plate. They are averaged values due to the equivalent lamina assumption. A shear correction factor is used as the transverse shear strain is taken to be constant over the plate thickness while its actual variation is parabolic. Strain gradient notation, which is physically interpretable, allows for the detailed a-priori analysis of the finite element model. The polynomial expansions are inspected and spurious terms responsible for modeling errors are identified in the shear strains polynomial expansions. The element is corrected by simply removing the spurious terms from the shear strains expansions. The element is implemented into a FORTRAN finite element code in two versions; namely, with and without spurious terms. Results are compared to show the effects of the spurious terms on the solutions. It is also shown that a refined mesh composed of corrected elements provides solutions which approximate very well the analytical solutions, validating the procedure.

• International Journal of Industrial Entomology and Biomaterials
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• 제22권1호
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• pp.5-10
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• 2011

The effect of sample handling condition on the rheological measurement of regenerated silk fibroin formic acid solution using parallel plate geometry was investigated. In case of loading method, the loading by pouring sample solution resulted in the best reproducibility of rheological measurement. Loading with spoon showed a high variance of viscosity value at low shear rate region ($0.01{\sim}1sec^{-1}$) while loading with syringe exhibited a low reproducibility of viscosity at high shear region ($1{\sim}100sec^{-1}$) with a disappearance of shear thinning phenomenon. It was revealed that the sample loading with small extra amount lead to the most reproducible result. The sample loading with the exact amount for the measuring plate resulted in a lack of reproducibility of high shear viscosity, while the loading with large extra volume produced a limited consistency of low shear viscosity. It was turned out that 3 min. of waiting time before measurement was the optimum condition for reliable result. When the waiting time was less than 1 min., the low shear viscosity was obtained with a lack of consistency. On the other hand, the sample solution started drying when the waiting time increased up to 5 min.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제17권4호
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• pp.839-847
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• 2021

연구목적: 본 연구에서는 휨을 받는 탄소 나노튜브 보강 기능경사복합재 판의 구조적 거동을 해석하였다. 이를 위해, 등기하해석과 고차전단변형이론을 결합한 수치해석 방법을 이용하였다. 연구방법: 전단보정계수를 사용하지 않고 기하학적 비선형성을 고려할 수 있는 고차전단변형이론을 통하여 휨이 작용하는 탄소 나노튜브 보강 기능경사복합재 판의 비선형 거동방정식을 유도하였으며, 수정된 Newton-Raphson 반복 기법을 사용하여 등기하해석방법에 기반한 시스템 방정식의 해를 구하였다. 연구결과: 탄소 나노튜브의 배치 양상, 폭-두께 비 및 경계조건은 휨을 받는 탄소 나노튜브 보강 기능경사복합재 판의 구조적 거동에 많은 영향을 끼침을 확인하였다. 결론: 제안된 고차전단변형이론에 근거한 등기하해석 방법은 휨을 받는 탄소 나노튜브 보강 기능경사복합재 판의 구조적 거동을 정확하고 효과적으로 해석하는 것을 알 수 있었다.

• 대한조선학회논문집
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• 제53권4호
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• pp.307-314
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• 2016

Energy flow analysis(EFA) is a representative method that can predict the statistical energetics of structures at high frequencies. Generally, as the frequency increases, the shear distortion and rotatory inertia effects in the out-of-plane motion of beams or plates become important. Therefore, to predict the out-of-plane energetics of coupled structures in the high frequency range, the energy flow analyses of Timoshenko beam and Mindlin plate are required. Unlike the energy flow model of Kirchhoff plate, the energy flow model of Mindlin plate is composed of three kinds of energy governing equations(out-of-plane shear wave, bending dominant flexural wave, and shear dominant flexural wave). This paper performed the energy flow finite element analysis(EFFEA) of coplanar coupled Mindlin plates. For EFFEA of coplanar coupled Mindlin plates, the energy flow finite element formulation of out-of-plane energetics in the Mindlin plate was performed. The general EFFEA program was implemented by MATLAB® language. For the verification of EFFEA of Mindlin plate, the various numerical applications were done successfully.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제55권2호
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• pp.435-459
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• 2015

Parametric resonance of shear deformable composite skew plates subjected to non-uniform (parabolic) and linearly varying periodic edge loading is studied for different boundary conditions. The skew plate structural model is based on higher order shear deformation theory (HSDT), which accurately predicts the numerical results for thick skew plate. The total energy functional is derived for the skew plates from total potential energy and kinetic energy of the plate. The strain energy which is the part of total potential energy contains membrane energy, bending energy, additional bending energy due to additional change in curvature and shear energy due to shear deformation, respectively. The total energy functional is solved using Rayleigh-Ritz method in conjunction with boundary characteristics orthonormal polynomials (BCOPs) functions. The orthonormal polynomials are generated for unit square domain using Gram-Schmidt orthogonalization process. Bolotin method is followed to obtain the boundaries of parametric resonance region with higher order approximation. These boundaries are traced by the periodic solution of Mathieu-Hill equations with period T and 2T. Effect of various parameters like skew angle, span-to-thickness ratio, aspect ratio, boundary conditions, static load factor on parametric resonance of skew plate have been investigated. The investigation also includes influence of different types of linearly varying loading and parabolically varying bi-axial loading.

• 전산구조공학
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• 제10권2호
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• pp.179-188
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• 1997

본 논문에서는 평판 구조물의 효율적인 해석을 위한 4절점 평판휨 요소를 개발하였다. 이 요소는 전단변형을 고려하기 위해 Mindlin평판이론에 의하여 유도하였다. 평판휨 문제에서 4절점요소와 같은 저차의 등매개변수 Mindlin평판요소는 전단강성을 실제보다 강하게 평가하기 때문에 얇은 평판에서는 요소의 기능을 발휘하지 못한다. 이러한 문제점을 극복하기 위해 4절점 요소에 5개의 비적합변위모드를 추가함으로써 개선된 결과를 얻을 수 있었으며, 개발된 요소는 유사영에너지모드를 발생시키지 않는다. 아주 얇은 평판에서도 요소의 형상과 무관하게 전단구속현상을 극복하였으며, 예제 해석으로부터 변위의 신속한 수렴성과 단면력의 분포가 양호한 결과를 얻을 수 있었다. 또한 요소형상비가 매우 큰 경우에도 좋은 결과를 얻을 수 있었다.