• Structural Engineering and Mechanics
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• 제67권6호
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• pp.565-578
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• 2018

This research article reported the nonlinear finite solutions of the nonlinear flexural strength and stress behaviour of nano sandwich graded structural shell panel under the combined thermomechanical loading. The nanotube sandwich structural model is derived mathematically using the higher-order displacement polynomial including the full geometrical nonlinear strain-displacement equations via Green-Lagrange relations. The face sheets of the sandwich panel are assumed to be carbon nanotube-reinforced polymer composite with temperature dependent material properties. Additionally, the numerical model included different types of nanotube distribution patterns for the sandwich face sheets for the sake of variable strength. The required equilibrium equation of the graded carbon nanotube sandwich structural panel is derived by minimizing the total potential energy expression. The energy expression is further solved to obtain the deflection values (linear and nonlinear) via the direct iterative method in conjunction with finite element steps. A computer code is prepared (MATLAB environment) based on the current higher-order nonlinear model for the numerical analysis purpose. The stability of the numerical solution and the validity are verified by comparing the published deflection and stress values. Finally, the nonlinear model is utilized to explore the deflection and the stresses of the nanotube-reinforced (volume fraction and distribution patterns of carbon nanotube) sandwich structure (different core to face thickness ratios) for the variable type of structural parameter (thickness ratio, aspect ratio, geometrical configurations, constraints at the edges and curvature ratio) and unlike temperature loading.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제22권4호
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• pp.365-375
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• 2010

콘크리트 충전형 합성부재는 압축하중 상태에서 강재에 의한 콘크리트의 구속효과와 콘크리트에 의한 강재의 국부좌굴에 대한 보강효과를 기대할 수 있는 압축부재이다. 기존의 연구결과를 실험결과와 비교한 후, 구속효과가 하중-변위 관계에 미치는 영향을 평가하여 기존의 응력-변형률 관계를 수정하였다. 수정된 응력-변형률 관계를 적용한 비선형 수치해석 프로그램을 작성하여 단면특성과 재료특성에 따른 각각의 설계 변수들이 하중-변위 관계와 모멘트-곡률 관계에 미치는 영향을 평가하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제11권4호
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• pp.55-62
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• 1999

When stress is beyond elastic limit or cracks occur in a reinforced concrete member subjected to axial force and biaxial bending, curvature about each principal axis of uncracked section is influenced by axial force and bending moments about both major and minor principal axes. It is mainly due to the translation and rotation of principal axes of the cross section after cracking. Recently, by considering these effects, a numerical method predicting the behavior of concrete columns subjected to axial force and biaxial bending was proposed. In this study, in order to verify the proposed numerical method and investigate the effects of cracking on the behavior of reinforced concrete columns, a series of tests were carried out for 16 tied reinforced concrete columns with 100×100 mm square and 200×100 mm rectangular sections under various loading conditions. The angle between the direction of eccentricity and the major principal axis of uncracked section were 0, 30, 40° for the square section and 0, 30, 45, 60, 90° for the rectangular section, respectively. A comparison between numerical predictions and test results shows good agreements in ultimate loads, axial force-lateral deflection relations, and lateral deflection trajectories. It is also found, in this limited investigation, that the ACI's moment magnifier method is conservative in both uniaxial and biaxial loading conditions.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제23권1호
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• pp.95-110
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• 2010

본 논문에서는 합성보의 부착슬립 효과를 고려할 수 있는 유한요소 수치모델을 제안하고자 한다. 전단연결재가 설치된 슬래브와 거더 경계에서 선형 전단력-슬립 관계를 가정하여, 부착슬립 거동을 해석할 수 있는 수치모델이 구현되었다. 본 수치모델을 통하여 축 방향의 자유도를 부가하지 않고 2절점의 보 요소를 적용하여 합성보 경계에서의 슬립 거동을 고려하는 것이 가능하다. 선형 부분전단 연결이론을 토대로 한 슬립 거동의 지배방정식은 슬래브와 거더 경계에서 힘의 평형상태와 단면 내에서 상수로 가정된 곡률을 바탕으로 결정된다. 또한, 지배방정식 구성에 있어서 요소 양 절점에서의 휨 모멘트 값을 필요로 하기 때문에 유한요소 해석으로 도출되는 상수 모멘트를 요소 내에서 선형으로 분포시켰다. 제안된 수치모델을 적용한 해석결과를 기존 연구의 수치해석 결과 및 실험결과와 비교하였으며, 하중-처짐 곡선의 비교를 통하여 본 모델의 성능을 검증하였다.