• Earthquakes and Structures
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• 제2권4호
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• pp.397-412
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• 2011

In this paper, the seismic response of elevated broad and slender liquid storage tanks isolated by elastomeric or sliding bearings was investigated. The accuracy of predictions of SAP2000 vs. 3D-BASIS-ME programs was examined. A comparative study of the performance of base isolated tanks when isolation bearings are placed at the top or at the bottom of the supporting tower structure was conducted. It was found that base isolation is quite effective in reducing the earthquake response of elevated liquid storage tanks in which high reductions of base shear and shaft displacement were achieved. Modeling the isolated tanks in SAP2000 was very successful in producing results that are nearly identical to those of program 3D-BASIS-ME. Placing the isolators at the top of the shaft in elevated tanks proved to be much better than placing them at the bottom.

• Wind and Structures
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• 제17권4호
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• pp.451-464
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• 2013

This study develops an extended inverse input estimation algorithm with intelligent adaptive fuzzy weighting to effectively estimate the unknown input wind load of nonlinear structural systems. This algorithm combines the extended Kalman filter and recursive least squares estimator with intelligent adaptive fuzzy weighting. This study investigated the unknown input wind load applied on a tower structural system. Nonlinear characteristics will exist in various structural systems. The nonlinear characteristics are particularly more obvious when applying larger input wind load. Numerical simulation cases involving different input wind load types are studied in this paper. The simulation results verify the nonlinear characteristics of the structural system. This algorithm is effective in estimating unknown input wind loads.

• Steel and Composite Structures
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• 제43권3호
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• pp.363-373
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• 2022

As a key reinforcement connection between a tower and a substructure in offshore wind turbine system, the transition piece is inevitably subjected to cyclic dynamic environmental loads such as wind, current and wave. Therefore, well designed transition piece with high strength and good fatigue resistance is of great significance to the structural safety and reliability of offshore wind power systems. In this study, the structural behavior of the transition piece was studied by an extensive sets of finite element analyses. Three widely used types of transition piece were considered. The characteristics of stress development, fatigue life and weight depending on the type of the transition piece were investigated in the ultimate limit state (ULS) and the fatigue limit state (FLS) of a 5-MW offshore wind turbine to be placed in Korea. An optimal form of the transition piece was proposed based on this parametric study.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제13권1호
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• pp.105-113
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• 2000

임의의 층에서 평면적에 큰 차이를 보이는 3차원 비정형 setback 구조물의 지진 거동 특성과 지진 거동 특성에 미치는 바닥 슬래브의 면내 변형 효과를 연구하였다. 비정형 setback 구조물의 전반적인 지진 거동 특성을 분석하기 위하여 베이스 부분의 평면적과 타워 부분의 평면적의 비(R/sub s/)와 단(setback) 발생 위치(L/sub s/)등을 매개 변수로 사용하였다. 48개의 비정형 setback 구조물들에 대한 해석 결과로부터 정형 구조물과 달리 setback 구조물의 경우에 단(setback) 발생 위치 근방에서 매우 급격한 층 전단력의 변화가 일어남을 알 수 있었다. 바닥슬래브의 면내 변형이 구조물의 지진 거동에 미치는 영향은 횡방향 저항 요소의 배치에 따라 크게 좌우되며 횡방향 저항 요소들간의 강성의 차이가 심하게 나타나는 전단벽-프레임 시스템의 경우에 더욱 두드러지게 나타남을 알 수 있다. 바닥슬래브의 면내 변형은 구조물이 받게 되는 밑면 전단력을 감소시키며 특히 L/sub s/=0.1인 프레임-전단벽 시스템에서 두드러진다. 또한 바닥슬래브의 면내 변형은 전단벽이 설치된 프레임에 대해서는 층 전단력의 감소 효과를 가져오고 전단벽이 설치되지 않은 프레임에 대해서는 층 전단력의 증가 현상을 가져온다. 또한 횡방향 강성의 차이로 발생한 베이스 부분과 타워 부분에서의 바닥슬래브의 면내 변형으로 인하여 모든 층의 층 변위가 크게 증가됨을 알 수 있다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제17권3호
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• pp.20-27
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• 2013

본 논문에서는 고유진동수를 구하기 Simple Iteration Method을 제시하였다. 이 방법은 임의의 단면과 지점을 갖고 임의의 하중을 받는 보나 탑의 진동모드와 관련된 고유진동수를 간편하면서도 정확하게 계산할 수 있는 획기적인 방법이다. 이 방법에는 공진상태에서 관성력에 기인한 부재의 처짐 모드를 구하게 된다. 진동해석을 위하여 처짐의 영향을 고려한 다양한 방법이 검토되었다. 이러한 목적으로 본 논문에서는 유한차분법을 사용하였다. 고유진동수에 대한 $D_{22}$ 휨강성의 영향을 철저하게 검토하였다. 본 논문에서는 구조 요소의 하중 분포 또는 상이한 단면에 따른 고유진동수에 대한 영향을 연구하였으며 그 결과를 제시하였다. 이 방법은 첨단복합재료를 포함한 2차원 문제에도 적용할 수 있다.

• Steel and Composite Structures
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• 제15권1호
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• pp.103-130
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• 2013

Fire performance and fire safety of high-rise buildings have become major concerns after the disasters of World Trade Center in the U.S. in 2001 and Windsor tower in Spain in 2005. Performance based design (PBD) approaches have been considered as a better method for fire resistance design of structures because it is capable of incorporating test results of most recent fire resistance technologies. However, there is a difficulty to evaluate fireproof performance of large structures, which have multiple structural members such as columns, slabs, and walls. The difficulty is mainly due to the limitation in the testing equipment, such as size of furnace that can be used to carry out fire tests with existing criteria like ISO 834, BS 476, and KS F 2257. In the present research, a large scale calorie meter (10 MW) was used to conduct three full scale fire tests on medical modular blocks. Average fire load of 13.99 $kg/m^2$ was used in the first test. In the second test, the weighting coefficient of 3.5 (the fire load of 50 $kg/m^2$) was used to simulate the worst fire scenario. The flashover of the medical modular block occurred at 62 minutes in the first test and 12 minutes in the second test. The heat resistance capacity of the external wall, the temperatures and deformations of the structural members satisfied the requirements of fire resistance performance of 90 minutes burning period. The total heat loads and the heat values for each test are calculated by theoretical equations. The duration of burning was predicted. The predicted results were compared with the test results, and they agree quite well.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제27권2호
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• pp.131-142
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• 2015

트러스구조는 대형구조물의 설계 및 시공에 편리하며, 부재의 경량화에 따른 비용의 절검 효과를 얻을 수 있는 구조물로 최근 다양한 형태의 구조물건설에 많이 사용되고 있다. 본 연구에서는 응력, 좌굴 그리고 구조물의 고유진동수 제약조건을 고려한 트러스 구조물의 단면과 형상에 대해 최적설계를 하였다. 최적설계에서 최적화기법으로 HA-SA방법을 제시하였으며, HA-SA방법은 HA 초기메모리에서 최상의 설계를 SA의 초기 설계로 하여 최적화 하는 방법이다. 예제에 사용된 트러스 구조물은 고유진동수 제약조건으로 10-bar, 72-bar, 52-bar 트러스와 응력 및 좌굴응력 제약조건으로 18-bar, 47-bar 트러스를 사용하였다. 그리고 52-bar, 18-bar, 47-bar의 경우는 트러스의 형상을 최적설계 하였다. 예제로부터 다양한 설계 제약조건하에서 여러 연구결과와 HA, SA, GA, HA-SA방법에 의한 결과를 서로 비교하여 HA-SA방법의 적용성을 입증하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제30권4호
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• pp.319-327
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• 2017

본 연구에서는 콘크리트 석션식 지지구조물을 사용한 해상풍력발전시스템의 지진응답 해석을 수행하여 그 거동 특성을 파악한다. 전체 시스템을 RNA, 타워, 지지구조물로 구성된 구조계와 이에 접하고 있는 유체 및 지반의 부분구조로 분리하여 운동방정식을 유도한다. 구조계에 작용하는 유체의 동수압과 지반의 상호작용력을 산정하고, 이를 구조계의 운동방정식과 결합하여 전체 시스템의 지배방정식을 도출한 후, 이 방정식의 해를 구하여 해상풍력발전시스템의 지진응답을 계산한다. 해석 결과로부터 지반-구조물 상호작용은 콘크리트 석션식 지지구조물에 의해 지지된 해상풍력발전시스템의 지진응답을 크게 증가시킬 수 있음을 확인할 수 있다. 특히, 지반의 유연성으로 인해 시스템의 고차 고유모드 응답이 증가할 수 있으므로, 해상풍력발전시스템의 동적거동 산정 시에는 반드시 지반-구조물 상호작용의 효과를 고려하여야 할 것이다.

• Wind and Structures
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• 제24권6호
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• pp.579-611
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• 2017

Bora is a strong, usually dry temporally and spatially transient wind that is common at the eastern Adriatic Coast and many other dynamically similar regions around the world. One of the Bora main characteristics is its gustiness, when wind velocities can reach up to five times the mean velocity. Bora often creates significant problems to traffic, structures and human life in general. In this study, Bora velocity and near-ground turbulence are studied using the results of three-level high-frequency Bora field measurements carried out on a meteorological tower near the city of Split, Croatia. These measurements are analyzed for a period from April 2010 until June 2011. This rather long period allows for making quite robust and reliable conclusions. The focus is on mean Bora velocity, turbulence intensity, Reynolds shear stress and turbulence length scale profiles, as well as on Bora velocity power spectra and thermal stratification. The results are compared with commonly used empirical laws and recommendations provided in the ESDU 85020 wind engineering standard to question its applicability to Bora. The obtained results report some interesting findings. In particular, the empirical power- and logarithmic laws proved to fit mean Bora velocity profiles well. With decreasing Bora velocity there is an increase in the power-law exponent and aerodynamic surface roughness length, and simultaneously a decrease in friction velocity. This indicates an urban-like velocity profile for smaller wind velocities and a rural-like velocity profile for larger wind velocities. Bora proved to be near-neutral thermally stratified. Turbulence intensity and lateral component of turbulence length scales agree well with ESDU 85020 for this particular terrain type. Longitudinal and vertical turbulence length scales, Reynolds shear stress and velocity power spectra differ considerably from ESDU 85020. This may have significant implications on calculations of Bora wind loads on structures.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제10권2호
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• pp.105-115
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• 2010

최근 초고층 건축물은 비정형적 외관을 갖는 랜드 마크적인 역할과 택지의 효율적인 사용을 위한 수직 도시 기능을 수행한다. 건축물의 외관은 비정형적인 요소로서 3T형태(Twisted, Tilted, Tapered)의 설계안들이 대부분 제안되고 있으며, 세장한 형태의 형상비를 만족하기 위한 새로운 구조시스템의 연구 개발이 활발히 진행 중이다. 다이아그리드 시스템의 하중 전달 메커니즘은 대각 가새(Diagrid)의 삼각형 형상에 기인하여 중력하중 뿐만 아니라 횡하중을 전달하기 때문에 대부분의 기둥이 제거되게 된다. 또한 대각 가새의 축방향 거동(인장/압축)에 의해 전단력을 전달하여 전단 변형이 최소화되기 때문에 기둥이 전단력을 전달하던 기존 방식에 비해 비정형적인 외관에 쉽게 대응할 수 있는 구조시스템이다. 본 연구에서는 싸이클론 타워의 건축 계획안을 바탕으로 접합부 디테일 선정 과정과 접합부의 구조안전성을 유한요소해석을 통해 검증하였다. 이를 통해 응력집중 완화 방안을 제시하여 적절한 캡 플레이트 두께와 캡플레이트 확장 길이를 제시하여 응력집중 현상을 완화하였다.