• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2001년도 가을 학술발표회 논문집
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• pp.435-442
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• 2001

Derivation procedures of exact dynamic element stiffness matrix of shear deformable nonsymmetric thin-walled straight beams are rigorously presented for the spatial free vibration analysis. An exact dynamic element stiffness matrix is established from governing equations for a uniform beam element with nonsymmetric thin-walled cross section. First this numerical technique is accomplished via a generalized linear eigenvalue problem by introducing 14 displacement parameters and a system of linear algebraic equations with complex matrices. Thus, the displacement functions of dispalcement parameters are exactly derived and finally exact stiffness matrices are determined using member force-displacement relationships. The natural frequencies are evaluated and compared with analytic solutions or results of the analysis using ABAQUS' shell elements for the thin-walled straight beam structure in order to demonstrate the validity of this study.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제44권4호
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• pp.539-569
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• 2012

The behaviour of beam-to-column connections plays an important role in the analysis and design of steel structures. A computer-based method is presented for nonlinear steel frames with semi-rigid connections accounting for shear deformations. The analytical procedure employs transcendental stability functions to model the effect of axial force on the stiffness of members. The member stiffness matrix, and the fixed end forces for various loads were found. The nonlinear analysis method is applied for three planar steel structures. The method is readily implemented on a computer using matrix structural analysis techniques and is applicable for the efficient nonlinear analysis of frameworks.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2010년도 정기 학술대회
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• pp.297-300
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• 2010

본 논문에서는 일반적인 해석, 시공단계를 고려한 해석, 시공단계와 장기거동을 고려한 해석의 3가지 해석방법을 사용하여 수평부재의 설계에 적합한 해석방법을 제안하였다. 80층의 2D 구조모델에 3가지 해석방법을 적용하여 각 해석방법에 따라 부등축소량, 수직부재에 작용하는 축력, 수평부재의 단부에 작용하는 내력의 해석결과를 얻어 비교하였다. 또한 부재의 내부에서 철근과 콘크리트의 하중분담율의 시간에 따른 변화양상을 알아보았다. 해석결과 시공단계에 의한 영향은 수평부재에 작용하는 축력과 부등축소량 예측, 부재 내력 해석에 있어서 반드시 고려되어야 함을 알 수 있었다. 장기거동의 효과는 기둥축소에는 크게 영향을 미치지만 수직부재의 축력, 수평부재의 내력에는 변형만큼의 영향은 보이지 않는다. 시공시의 보정량을 결정하기 위해서는 장기거동이 반드시 고려되어야 하지만 부재의 단면설계의 목적으로는 제외되어도 무방할 것으로 판단된다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제7권3호
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• pp.319-330
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• 1999

The design of composite space trusses is a demanding task that involves taking several decisions on the truss depth, number of panels, member configuration, number of chord layers and concrete slab thickness and grade. The focus in this paper is on the design of top concrete slabs of composite space trusses, and in particular their thickness. Several effects must be considered in the process of designing the slab before an optimum thickness can be chosen. These effects include the inplane forces arising from shear interaction with the steel sub-truss and the flexural. and sheer effects of direct lateral slab loading. They also include a constructional consideration that the thickness must allow for sufficient cover and adequate space for placing the reinforcement. The work presented in this paper shows that the structural requirements on the concrete slab thickness are in many cases insignificant compared with the constructional requirements.

• Advances in Computational Design
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• 제1권1호
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• pp.105-117
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• 2016

The objective of this work is to study the restraining effect in fire resistance of framed structures and to evaluate the global response of reinforced concrete frames when exposed to fire based on advanced finite element method. To study the response a single portal frame is analyzed. The effect of floor slab on this frame is studied by modeling a beam-column-slab assembly. The evolution of temperature distribution, internal stresses and deformations of the frame subjected to ISO 834 standard fire curve for both the frames are studied. The thermal and structural responses are evaluated and a comparison of results of individual members and entire structure is done. From the study it can be seen that restraining forces has significant influence on both stresses and deflection and overall response of the structure when compared to individual structural member. Among the various structural elements, columns are the critical members in fire and failure of column causes the failure of entire structure. The fire rating of various structural elements of the frame is determined by various failure criteria and is compared with IS456 2000 tabulated fire rating.

• 한국안전학회지
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• 제34권2호
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• pp.34-39
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• 2019

Vinyl house consists of main rafter, lateral member, clamps and polyethylene film. Many vinyl houses are used in the countryside to grow vegetables. These vinyl houses have occasionally been collapsed due to heavy snowfall in winter. Many farmers get a lot of economical damages, if vinyl houses are collapsed. So it is most important to built a safe vinyl house that can withstand heavy snowfall. In this study, a structural analysis was performed on three types of vinyl houses(07-single-01, 10-single-04, 12-single-01). In addition, the structural analysis of the three types of vinyl houses provided axial forces, flexural moment, and combined stress. For these three types of vinyl houses, structural safety was reviewed by obtaining the combined stress ratio by the strength design method. This structural review showed that the specifications for the vinyl house proposed in the design are not safe. Especially, the result of increasing the design snow load by 15 percent and 30 percent showed that the vinyl house structure constructed as a standard for vinyl house was a more dangerous structure. Therefore, it is necessary to revise regulations such as increasing the thickness of rafters or widening the gap in order to make vinyl houses structurally safe for heavy snowfall in the future, and to devise diverse methods to make vinyl houses that are structurally safe.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권12호
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• pp.50-56
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• 2017

고층건물에서 횡력 저항의 주된 역할을 하는 외주골조는 기둥과 보를 직교시켜 구성하는 것이 일반적이었으나 최근 다양한 그리드형태의 부재배치가 이루어지고 있다. 선행연구에서는 아이소트러스 그리드를 고층건물의 외주골조로 적용한 구조적 적합성이 검토되었다. 본 연구에서는 $IsoTruss^{(R)}$ 그리드(ITG) 구조의 예비단계 설계시 외주골조 부재의 소요단면적 산정방법을 제안하였다. 모듈의 변형과 하중과의 평형조건, 허용 횡변위, 그리고 건물의 휨변형 대 전단변형의 비를 변수로 하여 소요단면적을 유도하였다. ITG 구조에서 외주골조의 부재는 횡하중에 직각인 평면(PPR), 평행한 평면(PPL), 경사진 평면(POQ)에 배치되는데 POQ에 배치된 부재는 PPR 또는 PPL에 투영시켜 부재의 강성을 반영하였다. 소요단면적은 모듈에 작용하는 전단력과 모멘트에 의해 영향을 받는데 부재사이즈 조닝을 달리하여 3가지 모델을 비교하였다. 본 연구의 효용성을 검증하기 위해 64층 건물을 설계하여 해석하였다. 최대 횡변위, 철골량, 기둥의 축력강도비를 비교분석하여 부재사이즈 조닝의 효과를 알아보았다. 제안식을 이용한 횡변위가 제한치의 약 97.3%로 나와 제안식을 설계 초기단계에서 부재사이즈의 선정에 유용하게 적용할 수 있다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제14권5호
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• pp.547-559
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• 2012

국내의 콘크리트 구조설계는 허용응력 설계법(ASD) 및 극한강도 설계법(USD)을 사용하고 있다. 허용응력설계 및 극한강도설계법은 경제적인 설계에 제한이 따르기 때문에 최근에 지하구조물의 설계에 극한한계상태 설계법의 채택을 다각적으로 검토하고 있는 상황이다. 이를 뒷받침하고자 본 연구에서는 일본 한계상태 설계법(LSD)에 의거한 국내 고강도 콘크리트 라이닝에 대한 발생 단면력을 산정하였으며, 이를 국내의 극한강도 설계법과 비교함으로서 경제적 설계결과 도출 가능성 및 국내 적용성을 분석하고자 하였다. 해석결과, 철근량 산정과 밀접한 관계가 있는 최대 모멘트 발생양상은 두 설계법 모두 유사하나, 발생 부재력은 일본 한계상태 설계법이 극한강도 설계법에 비하여 모멘트는 26.0%, 전단력은 26.7%감소하는 것을 확인할 수 있었으며, 이를 통하여 안정성이 확보된 조건에서 경제적인 세그먼트 설계가 가능함을 확인하였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제17권3호
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• pp.253-269
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• 2014

Among the various alternatives to make a steel tubular member connection, making a slotted and gusset plate welded connection is one of the most frequently preferred alternatives. This type of connection is essentially an end connection that is made by slotting the tube longitudinally, inserting the gusset plate and then placing longitudinal fillet welds at the tube-to-plate interface. In this paper an experimental study on the behaviour of such connections in stainless steel is presented. 24 specimens were tested under concentrically applied axial tensile forces for varying tube-to-gusset plate weld lengths. Both circular and box section members were considered in the test program. Load-deformation curves were obtained and comparisons were made in terms of strength and ductility. The results obtained from the study were then critically examined and compared with currently available design guidance for slotted gusset plate welded tubular end connections. It is noted that no specific rules exist in international specifications on structural stainless steel which cover the design of such connections. Therefore, the results of this study are compared with the existing design rules for carbon steel.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.361-364
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• 2008

이 연구에서는 저형고의 콘크리트거더에 효율적으로 프리스트레스를 도입할 수 있는 Bi Prestressed Concrete Girder (이하 Bicon거더)에 대한 정착구의 구조성능을 검증하였다. Bicon거더는 거더 상연에 강봉(압축재)와 하연에 강연선(인장재)를 동시에 긴장하는데 프리스트래싱재의 단부는 콘크리트에 직접 정착하지 않고 부재 단부에서 서로 연결되기 때문에 프리스트레스 도입시 축력은 프리스트레싱재 간에 서로 상쇄되고 콘크리트 부재에는 순수 휨만이 도입되게 된다. 따라서 정착구의 역할은 강봉과 강연선을 동시에 정착하며 강연선으로부터 강봉에 도입되는 축력에 저항하여야 한다. 정착구의 단면제원은 PTI 기준에서 제시하고 있는 휨응력과 최대수직변위를 고려하여 설계하였으며 구조성능평가를 위해 6EA의 시험체를 제작하였다. 시험결과 강봉이 탄성거동을 나타낼 경우 정착구는 응력, 변위 모두 허용기준 이내의 값을 보였다.