• 한국지진공학회논문집
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• 제5권5호
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• pp.1-11
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• 2001

파랑하중 및 지진하중을 받는 스틸자켓 해양구조물의 기하학적 비선형성을 고려한 정적 및 동적해석을 위한 주처리 및 전/후처리 프로그램을 개발하고 이를 이용한 해석결과를 제시한다. 본 논문에서는 스틸자켓을 기하학적 비선형성을 고려한 공간뼈대구조로 모델링하여, 유체 동하중은 선형파이론과 Stokes 5차이론에 의하여 구해진 파의 속도와 가속도를 이용하여 Morison 방정식에 근거한 파력을 계산한다. JONSWAP 스펙트럼을 이용하여 특정 유효파공의 크기에 따라 불규칙파를 생성하며, 지진하중은 인공지진 가속도 프로그램(SIMQKE)을 이용하여 목표응답스펙트럼에 맞는 다양한 형태의 인공지진 가속도를 이용하여 동적해석법을 제시한다. 선형 동적 해석을 위하여 직접 적분법과 모드 중첩법을 사용하며, 비선형 동적해석시에는 직접 적분법을 적용한다. 또한, 스틸자켓의 극한거동을 추적하기 위하여 뼈대구조의 소성힌지 해석법을 적용한다. 연계논문 에서는 전/후처리 프로그램의 내용을 설명하고 해양환경하중을 받는 스틸자켓의 정적 및 동적해석 결과를 제시한다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제13권3호
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• pp.337-349
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• 2000

유전자 알고리즘(GA)은 어떠한 유형의 문제에도 적용가능하며 달리 방법이 없는 경우 최후의 수단으로 흔히 사용되는 방법이다. 강구조물 설계란 기본적으로 구조물을 이루는 부재로서 어떤 재료를 선택될 것인지를 결정하는 문제이다. 따라서 천문학적인 숫자의 설계가 존재하며 이들 중 최적의 설계를 탐색하는 것은 대체로 불가능한 일이다. 본 논문에서는 GA와 이와 관련된 여러 가지 기법들을 소개하고 강구조물 최적설계에 이들의 활용을 모색하였다. 작은 설계공간을 가지는 문제에서는 GA로 전역최적설계를 찾을 수 있었다. GA는 또한 연속변수 최적설계 문제에서도 최적설계를 찾았으며 구조물 최적설계에 적용될 수 있음을 보였다. 그러나 규모가 큰 현실문제에서는 GA가 최적 또는 최적에 근접한 설계를 항상 찾을 수 있을 것이라고 기대하기는 어려울 것으로 생각된다. GA에 G bit improvement를 추가하여 수행한 경우에 더 좋은 최적설계 결과를 보여주었으며 앞으로 이 부분의 연구가 활발해 질 것이다.

• Steel and Composite Structures
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• 제45권3호
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• pp.437-454
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• 2022

Elliptic-braced simple resisting frame as a new lateral bracing system installed in the middle bay of frame in building facades has been recently introduced. This system not only creates a problem for opening space from the architectural viewpoint but also improves the structural behavior. Despite the researches on the seismic performance of lateral bracing systems, there are few studies performed on the effect of the stiffness parameters on the elastic story drift and calculation of period in simple braced steel frames. To overcome this shortcoming, in this paper, for the first time, an analytical solution is presented for calculating elastic lateral stiffness in a simple steel frame equipped with elliptic brace subjected to lateral load. In addition, for the first time, in this study, a precise formulation has been developed to evaluate the elastic stiffness variation in a steel frame equipped with a two-dimensional single-story single-span elliptic brace using strain energy and Castigliano's theorem. Thus, all the effective factors, including axial and shear loads as well as bending moments of elliptic brace could be considered. At the end of the analysis, the lateral stiffness can be calculated by an improved and innovative relation through the energy method based on the geometrical properties of the employed sections and specification of the used material. Also, an equivalent element of an elliptic brace was presented for the ease of modeling and use in linear designs. Application of the proposed relation have been verified through a variety of examples in OpenSees software. Based on the results, the error percentage between the elastic stiffness derived from the developed equations and the numerical analyses of finite element models was very low and negligible.

• Steel and Composite Structures
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• 제46권3호
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• pp.293-318
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• 2023

This study aims to examine the elastic stiffness properties of Elliptic-Braced Moment Resisting Frame (EBMRF) subjected to lateral loads. Installing the elliptic brace in the middle span of the frames in the facade of a building, as a new lateral bracing system not only it can improve the structural behavior, but it provides sufficient space to consider opening it needed. In this regard, for the first time, an accurate theoretical formulation has been developed in order that the elastic stiffness is investigated in a two-dimensional single-story single-span EBMRF. The concept of strain energy and Castigliano's theorem were employed to perform the analysis. All influential factors were considered, including axial and shearing loads in addition to the bending moment in the elliptic brace. At the end of the analysis, the elastic lateral stiffness could be calculated using an improved relation through strain energy method based on geometric properties of the employed sections as well as specifications of the utilized materials. For the ease of finite element (FE) modeling and its use in linear design, an equivalent element was developed for the elliptic brace. The proposed relation was verified by different examples using OpenSees software. It was found that there is a negligible difference between elastic stiffness values derived by the developed equations and those of numerical analysis using FE method.

• 국제초고층학회논문집
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• 제12권3호
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• pp.215-224
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• 2023

This paper presents the structural design and response control system of the JR MEGURO MARC building, a 70 meters high office building with steel structure located in Tokyo (Figure 1). In order to achieve high earthquake resistance and useable office space, this building integrates a centralized response control system with deformation amplification mechanisms and tuned viscous mass dampers on the lower floor. Moreover, buckling-restrained braces (BRB) are installed on the upper floors to increase the effectiveness of centralized response control system and to reduce damage of the main frames in the event of a major earthquake. It features an efficient centralized response control system by amplifying the deformation of the dampers without creating a soft story.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제17권3_4호
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• pp.357-378
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• 2004

Nonlinear dynamic analysis of a reinforced concrete (RC) frame under earthquake loading is performed in this paper on the basis of a hysteretic moment-curvature relation. Unlike previous analytical moment-curvature relations which take into account the flexural deformation only with the perfect-bond assumption, by introducing an equivalent flexural stiffness, the proposed relation considers the rigid-body-motion due to anchorage slip at the fixed end, which accounts for more than 50% of the total deformation. The advantage of the proposed relation, compared with both the layered section approach and the multi-component model, may be the ease of its application to a complex structure composed of many elements and on the reduction in calculation time and memory space. Describing the structural response more exactly becomes possible through the use of curved unloading and reloading branches inferred from the stress-strain relation of steel and consideration of the pinching effect caused by axial force. Finally, the applicability of the proposed model to the nonlinear dynamic analysis of RC structures is established through correlation studies between analytical and experimental results.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제33권2호통권130호
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• pp.8-16
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• 2005

In an effort to encourage the development of value added engineered applications for small diameter round timber, research is being conducted to develop and verify design guidelines for connections with specific application to round timbers. The objective of this research is to provide potential users with a number of viable connection options applicable in the fabrication of engineered, round wood structural components and systems. Target uses include trusses, built up flange beams and space frames. This paper presents information on a mortised steel plate connection fabricated using powder driven nails in 6 cm diameter Japanese Larch. The design load for PDN connections are around 1.3 kN per nail with strip and 0.8 kN per nail without stripe. The design model for PDN connectors could be chosen by the number of nails. If the number of nails are more than the critical number between nail bearing and wood failure, the wood failure model could be the way to design the structure safely. The wood failure model needs to be studied more but the model could be the tensile and cleavage mixed failure model.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제24권6호
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• pp.629-636
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• 2011

최근 들어 여러 테러에 의한 폭발사건에서 유발된 위험상황에서 보듯이 폭발에 의한 인명피해나 시설물의 손상은 우리가 고려하는 재해수준을 넘는 비참한 결과를 항상 수반한다. 하지만 폭발에 대한 구조물의 설계는 그 연구나 대책이 상당히 미비한 실정이다. 이에 미국건물설계기준(UBC94)을 바탕으로 내진설계(Welded Moment Resistant Frame)된 10층 건물의 폭발에 대한 해석적 모델을 제공하고자 한다. 현재 폭발하중의 정량적인 결과는 미국 육군(U.S.Department of Army)에서 개발된 경험적 방법에 기반을 둔 프로그램을 통해 폭간거리에 따른 하중의 크기와 분포를 알 수 있다. 본 연구에 사용된 폭원의 성격은 반구형 표면 폭발(Hemispherical Surface Burst)의 경우를 사용하였으며, 또한 선형 및 비선형 시간 이력해석을 통해 건물의 변위, 상대변위, 요구/수행비 및 비선형 거동에 대한 해석적 결과를 제공하였다. 또한 현재 사용되고 있는 내진기준(FEMA356)에 적용하여 소성힌지의 거동을 통해 폭발에 대한 건물의 성능수준을 예상하였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제37권2호
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• pp.175-191
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• 2020

In this article, for the first time, the seismic behavior of elliptic-braced moment resisting frame (ELBRF) is assessed through a laboratory program and numerical analyses of FEM specifically focused on the development of global- and local-type failure mechanisms. The ELBRF as a new lateral braced system, when installed in the middle bay of the frames in the facade of a building, not only causes no problem to the opening space of the facade, but also improves the structural behavior. Quantitative and qualitative investigations were pursued to find out how elliptic braces would affect the failure mechanism of ELBRF structures exposed to seismic action as a nonlinear process. To this aim, an experimental test of a ½ scale single-story single-bay ELBRF specimen under cyclic quasi-static loading was run and the results were compared with those for X-bracing, knee-bracing, K-bracing, and diamond-bracing systems in a story base model. Nonlinear FEM analyses were carried out to evaluate failure mechanism, yield order of components, distribution of plasticity, degradation of structural nonlinear stiffness, distribution of internal forces, and energy dissipation capacity. The test results indicated that the yield of elliptic braces would delay the failure mode of adjacent elliptic columns and thus, help tolerate a significant nonlinear deformation to the point of ultimate failure. Symmetrical behavior, high energy absorption, appropriate stiffness, and high ductility in comparison with the conventional systems are some of the advantages of the proposed system.

• 한국건설관리학회논문집
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• 제5권5호
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• pp.183-192
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• 2004

현재 국내에도 건물의 특성에 알맞은 가변적이며 대공간 확보가 가능하고 사용부재의 두께가 수mm에서 100mm에 이르는 극후판 두께의 건축 철골구조의 건축물 및 Box형 강재교량으로 구축되는 사례가 증가하면서 철골부재의 제작 및 가공기술이 예전보다 더욱 향상되고 구조물로서의 품질관리에 대한 신뢰성의 요구도 증가되고 있는 실정이다, 그러나 국내의 철골조 건축부재의 구조설계는 설계사대로 각기 이루어지고 해당 부재는 공장별로 제작진행되어 그 기술수준에는 보이지 않는 상당한 격차가 있다고 보여지며 업체별로 경제성 등을 고려하여 기본적이며 일반적 철골제작기법을 간결하게 적용하는 것에 머물러 고도한 선진적인 기술의 채용은 대부분 주저할 수 밖에 없는 상황이다 또한, 중소규모의 빌딩 건축물들의 철골조 설계적용을 고려해볼 때 수많은 접합부의 표준화를 비롯하여 구조체 전체의 표준화 및 내$\cdot$외장재까지 포함된 시스템건축의 건축물설계와 부재의 제작 및 설치기술 개발경향도 엿보이고 있는 가운데 특히, 철골부재의 공장제작과 현장설치의 보다 경제적이고 짧은 공기내에 완전한 품질을 확보할 수 있는 부재간의 접합부 설계에 대한 연구검토는 철골분야에 종사하는 업계는 물론 현장 관계자에게도 의미있는 일일 것이다. 본 논문에서는 철골조 건축물의 특성을 알아보고 철골구조물 공장제작 및 현장설치공기를 최대한 단축할 수 있는 철골기둥과 기둥, 기둥과 큰보부재 접합부 변경사례 및 Box Column의 용접자동화, 로봇화에 의한 철골기둥 부재제작사례와 금후 철골구조물 제작상의 문제점과 대응방안에 대하여 서술하고자 한다.