• 한국강구조학회 논문집
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• 제16권2호통권69호
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• pp.257-265
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• 2004

line-type 유한요소법을 이용하여 불균등 단부 모멘트를 받는 보의 비탄성 좌굴 거동에 대하여 연구하였다. 잔류응력은 단순형과 다항식형 모델을 채택하였으며 잔류응력으로 인해 발생하는 단면의 불균등 항복을 고려하였다. 본 연구에서 얻어진 비탄성 횡-비틀림 좌굴에 대한 결과는 강구조편람의 허용응력법에 의한 설계 경우와 비교하였다. 결과적으로, 강구조편람에 의한 설계는 중지간 보에서 중간 브레이싱이 있는 경우나 없는 경우 모두 과설계가 됨을 알 수 있었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제24권2호
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• pp.403-410
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• 2000

The effects of various factors were studied on the process of a steel cord by twisting wires. To remove residual twisting moment after the steel cord process, the twisting angles of residual elasti c twisting and overtwisting were measured and compared with finite element results. The agreement between experimental data and finite element calculations was good for the angles of residual elastic twisting and over-twisting. The stress distributions in a steel cord under complex loading conditions were also obtained by using the finite element analysis.

• Steel and Composite Structures
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• 제46권5호
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• pp.709-718
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• 2023

The absence of an important portion of the web plate in steel beams with multiple circular perforations, cellular beams, causes the web plate to undergo distortions prior to and during lateral torsional buckling (LTB). The conventional LTB equations in the codes and literature underestimate the buckling moments of cellular beams due to web distortions. The present study is an attempt to develop analytical methods for estimating the elastic buckling moments of cellular beams. The proposed methods rely on the reductions in the torsional and warping rigidities of the beams due to web distortions and the reductions in the weak-axis bending and torsional rigidities due to the presence of web openings. To test the accuracy of the analytical estimates from proposed solutions, a total of 114 finite element analyses were conducted for six different standard IPEO sections and varying unbraced lengths within the elastic limits. These analyses clearly indicated that the LTB solutions in the AISC 360-16 and AS4100:2020 codes overestimate the buckling loads of cellular beams within elastic limits, particularly at shorter span lengths. The LDB solutions in the literature and the Eurocode 3 LTB solution, on the other hand, provided conservative buckling moment estimates along the entire range of elastic buckling.

• 한국방재학회 논문집
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• 제8권6호
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• pp.53-60
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• 2008

일반적으로 연속경간을 가지는 강합성 I-형강 교량에 있어서 내부 지점 부근에서 상대적으로 큰 부모멘트가 발생하므로, 이에 경제적인 단면 활용을 위하여 변단면을 적용하여 휨강도를 증가시킨다. 본 연구에서는 기존 횡-비틀림 좌굴식에 관한 연구를 토대로 하여 비탄성 구간에 있는 계단식 I형보의 횡-비틀림 좌굴강도를 유한요소해석프로그램 ABAQUS(2007)를 이용하여 산정하고, 간편한 설계식을 제안하고 있다. 양단 및 일단 계단식 단면변화를 가지는 보에 대해서 고려하였으며, 플랜지 길이방향 비, 너비방향 비, 두께의 비로 계단식 I형보를 나타내었다. 해석에 사용된 단면매개변수는 각각 27가지 및 36가지 조합이며, 비탄성 횡-비틀림 거동을 고려하기위하여 잔류응력 및 초기결함을 고려한 비선형해석을 실시하였는데, Pi와 Trahair(1995)가 고려한 잔류응력의 형상과 국내 I형강 표준 치수 허용치에 근거하여 부재 길이의 0.1%를 초기제작오차로 고려하였다. 해석모델의 양쪽 끝단에는 모멘트하중을 재하하였다. 개발 제한된 식은 선형 모멘트 하중이 작용할 때 적용가능한 식으로 경제적이고 합리적인 설계에 적극 활용될 수 있을 것이며, 다양한 하중을 받는 계단식 단면 변화보의 비탄성 좌굴강도 연구에 활용될 수 있을 것이다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제30권1호
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• pp.1-12
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• 2018

수평곡선 구조용 부재는 중력하중 하에서도 휨모멘트와 비틀림 모멘트를 동시에 저항하여야 한다. 이때, 비틀림 모멘트에 의하여 부재 내부의 응력상태는 불균일해지고, 때에 따라 요소의 이른 항복을 야기하여 결과적으로 부재의 극한강도가 저하될 수 있다. 해석에 따르면 곡률 중심각이 45도인 부재는 직선부재에 비해 동일한 조건 하에서 극한 강도가 50% 이상 감소될 수 있다. 그럼에도 불구하고, 현재까지 곡선 거더의 강도 산정 방안에 관한 연구는 미진한 실정이다. 본 연구에서는 휨, 순수비틀림, ? 등의 영향을 독립적으로 고려할 수 있는 구조 모델이 선정되었으며 이에 따라 극한강도에 영향을 미치는 인자가 도출 되었다. 곡선 부재의 거동은 횡-비틀림-수직 거동으로 재정의 되었으며, 휨-비틀림 상호작용 곡선을 이용하여 최종적으로 곡률, 비지지길이, 단면 형상등 거동에 영향을 미치는 인자들을 포함하는 극한강도 산정식을 제안하였다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제9권4호
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• pp.1-9
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• 2009

본 논문은 등분포하중과 양끝단에 모멘트가 작용하는 계단식 변단면보(스텝보)의 비선형 횡-비틀림 좌굴에 대해 연구이다. 3차원 유한요소해석 프로그램인 ABAQUS(2007)와 회귀분석 프로그램 MINITAB(2006)이 단순보 경계조건을 가지고 있는 일단 또는 양단 변단면보의 설계 좌굴강도 산정식 개발에 적용되었다. 해석모델의 비지지길이 내 중앙부분의 플랜지는 폭 30.48cm, 두께 2.54cm로 고정되었으며, 양단 또는 일단 플랜지의 크기는 해석매개변수로 고려되었다. 양단 스텝보는 플랜지 해석매개변수를 고려하여 27개, 일단 스텝보는 36개의 해석모델이 하나의 하중조건에 적용되었다. 본 연구는 잔류응력과 초기변형을 고려하여 비탄성 구간 내 3가지 비지지길이와 5가지 하중조건이 고려된 총 945개의 해석모델을 고려하였다. 잔류응력의 분포는 Pi와 Trahair(1995)가 적용한 분포도를 사용하였으며, 초기변형은 현대제철의 제작기준인 형강길이의 0.1%조건을 적용하였다. 본 논문에 제안된 식과 유한요소해석결과를 비교분석한 결과 양단 스텝보에서는 최대 13%, 일단 스텝보에서는 최대 10%의 차이를 보이고 있다. 본 연구를 통해 개발된 식은 경제적이고 합리적인 설계에 적극활용 가능하며, 변단면 부재의 비탄성 좌굴강도 연구에 크게 기여할 것이다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2003년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.45-52
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• 2003

A finite element procedure to estimate ultimate strength of space frames considering spread of plasticity is presented. The improved displacement field is introduced based on inclusion of second order terms of finite rotations. All the nonlinear terms due to bending and torsional moment as well as axial force are precisely considered. The concept of plastic hinge is introduced and the incremental load/displacement method is applied for the elasto-plastic analysis. The initial yield surface is defined based on the residual stress and the full plastification surface is considered under the combined action of axial force, bending and torsional moments. The elasto-plastic stiffness matrices are derived using the flow rule and the normality condition of the limit function. Finite element solutions for ultimate strength of space frames are compared with available solutions and experimental results.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제25권3호
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• pp.617-622
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• 2001

The purpose of this study is to design and the analyze the stress of composited shaft which is wound by filament winding method. The composites shaft has high strength and reduction in weight compared to metal shaft. The classical laminate plate theory(CLT) was used fro analysis the stress, and for structure design. In order to replace metal shaft by composites shaft, the diameter of shaft was determined to $\phi$ 40. The ration of diameter was determined to 0.4 for torsional moment with CLT. In this result of analyzing the stress, composites shaft was safe $30^{\circ}~60^{\circ}$C of winding angle, and was fractured on $90^{\circ}$.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제75권3호
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• pp.401-414
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• 2020

Unlike the existing truss models for shear and torsion analysis, in this study, the torsional capacities of reinforced concrete (RC) members were estimated by introducing multi-potential capacity criteria that considered the aggregate interlock, concrete crushing, and spalling of concrete cover. The smeared truss model based on the fixed-angle theory was utilized to obtain the torsional behavior of reinforced concrete member, and the multi-potential capacity criteria were then applied to draw the capacity of the member. In addition, to avoid any iterative calculation in the existing torsional behavior model, a simple strength model was suggested that considers key variables, such as the effective thickness of torsional member, principal stress angle, and strain effect that reduces the resistance of concrete due to large longitudinal tensile strain. The proposed multi-potential capacity concept and the simple strength model were verified by comparing with test results collected from the literature. The study found that the multi-potential capacity could estimate in a rational manner not only the torsional strength but also the failure mode of RC members subjected to torsional moment, by reflecting the reinforcing index in both transverse and longitudinal directions, as well as the sectional and material properties of RC members.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2002년도 가을 학술발표회 논문집
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• pp.3-10
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• 2002

Recently, arches are used structurally because of their high in-plane stiffness and strength, which result from their ability to transmit most of the applied loading by axial forces actions, so that the bending actions are reduced. On the other hand, the resistances of arches to (out-of-plane,) flexural-torsional behavior depend on the rigidities EI/sub y/, for lateral bending, GJ for Uniform torsion, and EI/sub w/ for warping torsion which are related to axial stress for flexural-torsional behavior. The resistance of an arch to out-of-plane behavior may be reduced by its in-plane curvature, and so it may require significant lateral bracing. Thus. it is supposed that In-plane preloading which cause an axial stress, have an effect on out-of-plane free vibration behavior of arches. Because axial stresses caused increase or decrease out-of-plane stiffness. But study about this substance is insufficient. In this thesis, We will study an effect of preloading on lateral free vibration of arches, using finite element method based on Kang and Yoo's curved beam theory (about curved beam element have 7 degree of freedom including warping) with FORTRAN programming.