• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.31 no.2A
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• pp.59-69
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• 2011

Nonlinear static procedures (NSPs) basing on the concept of performance based seismic design have become one of the promising procedures for seismic evaluation of buildings. Although it needs much less computational cost compared to nonlinear time history analysis (NTHA), its usages are limited to simple structures by its inherent restriction to structures wherein the fundamental mode dominates the response. Several new nonlinear static procedures (Modal Pushover Analysis; MPA and Improved Modal Pushover Analysis; IMPA) which can consider higher modes effect were introduced. Nonetheless, its applicability for complex structures such as cable-stayed bridge has not studied yet. This paper focuses on applicability of nonlinear static procedures for the seismic analysis of cable-stayed bridges. Moreover, reliability indexes which can predict analysis procedure's accuracy are introduced.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.26 no.3A
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• pp.497-512
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• 2006

In this paper, a simple but effective analysis procedure to estimate seismic capacities of multi-span continuous bridge structures is proposed on the basis of modal pushover analysis considering all the dynamic modes of structure. Unlike previous studies, the proposed method eliminates the coupling effects induced from the direct application of modal decomposition by introducing an identical stiffness ratio and an approximate elastic deformed shape. Moreover, in addition to these two introductions, the use of an appropriate distributed load {P} makes it possible to predict the dynamic responses for all kinds of bridge structures through a simpler analysis procedure. Finally, in order to establish the validity and applicability of the proposed method, correlation studies between rigorous nonlinear time history analysis and the proposed method are conducted for multi-span continuous bridges.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.34 no.3
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• pp.31-36
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• 2006

In this study, nonlinear static aeroelastic analysis system for a high-aspect-ratio wing are developed using the transonic small disturbance (TSD) and large deflection beam theory and validated. For the coupling between fluid and structure, the transformation of displacement from the structural mesh to aerodynamic one is performed by the shape function of the beam finite element and the inverse transformation of force by work equivalent load concept. Also, for the static aeroelastic analysis of the wing the use of TSD aerodynamics are justified. The validation of the system includes one of the efficient transformation methods of force and displacement.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2011.04a
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• pp.174-177
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• 2011

비선형 정적 해석법(NSPs)은 최근 구조물의 지진해석방법으로서 그 사용성을 인정받고 있다. 비선형 정적 해석법은 직관적으로 구조물의 지진해석을 수행할 수 있는 등의 장점으로 빌딩구조물의 지진해석법으로 널리 사용되고 있지만, 기본 진동모드에 의해서 구조물의 거동이 지배되지 않는 구조물의 경우에는 그 사용성에 대한 연구가 매우 제한적이다. 이를 개선하기 위한 고차모드의 기여분을 반영할 수 있는 비선형 정적 해석법들이 제시 되었지만, 교량 구조물에 사용함에 있어서는 여전히 지진의 특성에 따라 그 사용성 및 신뢰성이 크게 변화하는 문제가 발생한다. 이 논문에서는 지진의 특성을 고려할 수 있는 두가지 지수를 제시하고, 이를 이용하여 비선형정적 해석법의 적용성을 사용단계에서 알아 낼 수 있는지에 대한 연구를 진행하였다.

• Computational Structural Engineering
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• v.11 no.1
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• pp.46-57
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• 1998

노스리지 지진하의 모멘트 저항 강 뼈대 구조물에 대한 사례연구결과를 요약하면 다음과 같다. 1) 탄성과 비탄성 동적해석 방법의 신뢰도가 구조물의 동적거동의 모형화에 크게 영향을 받는다는 것을 알 수 있었고 구조물의 동적거동의 모형화를 위한 보다 개선된 지침과 기준의 필요성이 부각되었다. 2) 비탄성 횡방향 정적해석은 6층높이의 건물까지는 비탄성동적해석과 유사한 결과를 보였으나 10층 이상의 건물에서는 고차 모드 효과를 고려하지 못하여 상당히 상이한 결과를 나타냈다. 3) 응답스펙트럼 해석은 노스리지 지진하에서 탄성 시간이력 해석에 비하여 100%까지 상이한 결과를 보였다. 특정지진에 대한 구조물거동의 상세조사시 응답 스펙트럼 해석 대신 시간이력해석을 수행하는 것이 바람직하다. 4) 탄성 부재력의 저항능력 비와 소성 회전각 등의 거동지수 등은 현존하는 건물의 연결부 손상을 검사하기 위한 지침을 마련하는데 도움을 줄 수 있지만 특정 연결부를 검사에서 배제시키는 유일한 근거로 사용되어서는 안될 것으로 판단된다.

• Composites Research
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• v.20 no.6
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• pp.15-20
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• 2007

In this work, the structural response of thin-walled, composite beams with built-in twist angles is analyzed using a mixed beam approach. The analytical model includes the effects of elastic couplings, shell wall thickness, and torsion warping. Reissner's semi-complimentary energy functional is used to describe the beam theory and also to deal with the mixed-nature in the beam kinematics. The bending and torsion related warpings introduced by the non-zero pretwist angles are derived in closed-form through the proposed beam formulation. The theory is validated with available literature and detailed finite element analysis results for rectangular solid section beams with elastic couplings. Very good correlation has been obtained for the cases considered.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.34 no.4
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• pp.501-509
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• 2010

A floating crane is a crane-mounted ship and is used to assemble or to transport heavy blocks in shipyards. In this paper, the static and dynamic response of a floating crane and a heavy block that are connected using elastic booms and wire ropes are described. The static and dynamic equations of surge, pitch, and heave for the system are derived on the basis of flexible multibody system dynamics. The equations of motion are fully coupled and highly nonlinear since they involve nonlinear mass matrices, elastic stiffness matrices, quadratic velocity vectors, and generalized external forces. A floating frame of reference and nodal coordinates are employed to model the boom as a flexible body. The nonlinear hydrostatic force, linear hydrodynamic force, wire-rope force, and mooring force are considered as the external forces. For numerical analysis, the Hilber-Hughes-Taylor method for implicit integration is used. The dynamic responses of the cargo are analyzed with respect to the results obtained by static and numerical analyses.

• 건축구조
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• v.13 no.1
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• pp.46-58
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• 2006

구조동력학 이론에 기초하여 내진설계 기술이 개발되었다. 그러므로 건축물의 내진설계를 근본적으로 이해하기 위해서는 구조동력학의 여러 가지 이론들을 먼저 알고 이들이 내진설계에 어떻게 적용이 되는지를 알아야 한다. 이 글은 구조기술자 여러분이 건축물의 내진설계를 이해하는데 도움이 될 수 있도록 하기 위하여 다음과 같이 3부로연재될예정이다. 제1부: 응답스펙트럼과구조물의동적해석 제2부: 등가정적해석법과반응수정계수의배경 제3부: 능력스펙트럼법에의한비탄성해석 제1부에서는 단자유도 구조물의 지진해석을 통하여 응답스펙트럼을 작성하는 원리와 이를 이용하여 간편하게 지진해석을 수행하는 방법을 소개하고 응답스펙트럼에 근거하여 설계응답스펙트럼을 작성하는 방법과 다자유도 구조물의 지진응답을 알아내기 위한 응답 스펙트럼 해석법에 관하여 소개한다. 제2부에서는 구조동력학 이론에 근거하여 등가정적해석법이 유도된 근거와 반응수정계수를 사용하게 되는 배경을 소개하여 구조기술자들이내진설계에좀더확실한이해를할수있도록할것이다. 마지막으로 제3부에서는 비탄성해석을 좀 더 쉽게 하기 위하여 사용되는 능력스펙트럼법의 배경과 이를 이용하여 건축물의 성능점을 찾는 방법과 구조물의 비탄성 지진응답을 평가하는 방법에 대하여 소개함으로써 성능에 기초한 내진설계를 위한 기초 이론을 확실히 이해할수있도록할것이다. 구조동력학에 관한 내용을 여기에 상세히 소개하자면 엄청난 분량이 될 것이므로 여기서는 이 글을 읽는 구조기술자들이 구조동력학에 관한 기초적인 내용을 이해하고 있는 것으로 가정하기로 한다. 그러므로 구조동력학에 대한 기초적 이론을 확실히 이해하고 있지 못한분들은이글을읽기전에먼저구조동력학에관한알기쉬운서적을 먼저 읽도록 추천한다.

• Journal of Korean Society of Steel Construction
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• v.18 no.2
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• pp.173-180
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• 2006

The seismic responses of a building are affected by the base soil conditions. In this study, linear time-history seismic analysis and nonlinear pushover static seismic analysis were performed to estimate the base shear forces of 3-, 5-, and 7-story steel buildings, considering the rigid and soft soil conditions. Foundation soil stiffness, based on the equivalent static stiffness formula, is used for the damper, one of the Link elements in SAP 2000. The base shear forces of the steel buildings, estimated through time-history analysis using the general-purpose structural-analysis program of SAP 2000, were compared with those calculated using the domestic seismic design code, the UBC-97 design response spectrum. and pushover static nonlinear analysis. The steel buildings designed for gravity and wind loads showed elastic responses with a moderate earthquake of 0.11 g, while the elastic soft-soil layer increased the displacement and the base shear force of the buildings due to soil-structure interaction and soil amplification. Therefore, considering the characteristics of the soft-soil layer, it is more reasonable to perform an elastic seismic analysis of a building's structure during weak or moderate earthquakes.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.26 no.3A
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• pp.473-484
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• 2006

The capacity spectrum method (CSM) can be used to simply estimate the maximum displacement response of the nonlinear structures. To evaluate seismic performance of multi-span bridges using the CSM, the representative response for structural system should be derived from the multi-degree-of-freedom (MDOF) responses by using the equivalent single-degree-of-freedom (ESDOF) method. The ESDOF method is used to calculate the capacity curve of the structural system from the pushover curves of all piers or structural members estimated by the pushover analysis. In order to evaluate an accuracy of ESDOF methods used in the CSM, the maximum displacements estimated by the CSM incorporating the several ESDOF methods are compared to those by the inelastic time-history analysis for several artificial earthquakes corresponding to the design spectrum.