• 대한토목학회논문집
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• 제28권4A호
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• pp.465-474
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• 2008

일반적으로, 보-기둥 부재로 구성된 강뼈대구조물의 설계는 개별부재의 유효좌굴길이를 고려하여 설계기준에서 제시한 안정성 평가식을 적용하고 있다. 그러나 이 방법은 구조물에서 상대적으로 작은 압축력이 적용되는 부재에서는 유효좌굴길이가 커지는 문제가 발생하게 된다. 이러한 문제를 극복하고자 본 연구에서는 대상 구조물의 초기결함(initial imperfection)을 고려한 2차 탄성해석법을 제시한다. 이 방법은 탄성좌굴 고유치해석으로 산정된 좌굴모드 및 좌굴고유치, 개별부재의 축력을 이용하여, 가장 작은 무차원 세장비를 가진 부재를 선정하고, 그 부재에 대하여 기하적, 재료적인 효과가 고려된 설계기준의 기준강도곡선으로부터 좌굴모드에 대한 증폭량을 산정한다. 이렇게 결정된 증폭량을 대상 구조물의 좌굴모드에 증폭시켜 2차 탄성해석을 수행하고, 개별부재의 안정성을 평가한다. 본 방법의 타당성을 확인하기 위하여, 8층 및 4층으로 이루어진 평면 강뼈대구조물에 적용시키고, 설계기준에서 제시하는 안정성 평가법과 비교한다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제28권3호
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• pp.203-211
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• 2016

국내의 플랜트 탱크 설계를 위한 풍하중 기준은 KS B 6283 액체 저장 탱크의 내풍압 및 내진에 대한 설계 요건 등 여러기준에 제시되어 있으나, 그 내용이 서로 다르고 연관성도 없으며 실제의 풍하중을 반영하고 있는지 명확하지 않다. 국내 풍하중 기준의 정당성을 평가하고 적합한 풍하중 기준을 제안하기 위해 외국의 저장 탱크 설계를 위한 대표적 기준인 API 650, ASCE 7-10, EN 1991-1-4의 풍하중 기준 들과 비교분석하였다. 풍동 실험이 수행되어 보고된 논문에 적용된 탱크 제원을 적용하여 기본적으로 각 기준에 의한 압력계수 Cp값을 산정해 비교하고, 탱크 지붕 높이와 지름 비(f/d) 및 탱크 깊이 및 지름 비(h/d)를 변수로 한 각 기준에 의한 풍하중 좌굴해석을 수행하였다. 결과를 분석 종합하여 실제 풍하중에 의한 좌굴 거동을 반영하면서도 설계 시 쉽게 적용할 수 있는 풍하중 기준을 제안 하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제18권2호
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• pp.225-237
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• 2006

김 등(2005a, b)의 연구를 확장시켜 시스템 좌굴 고유치해석법을 이용한 유효좌굴길이 산정법과 2차 탄성해석기법을 이용한 2차모멘트를 이용하여 축력과 휨모멘트를 받는 라멘구조의 보-기둥부재에 대한 개선된 좌굴설계법을 제안한다. 이를 위하여 먼저 국내도로교설계기준, AISC-LRFD, SRC의 각 설계기준에 제시된 내하력 기준식을 이용하여 응력-변형율 관계를 유도하고, 이를 이용한 탄성 및 비탄성 좌굴 고유치해석을 이용한 유효좌굴길이 산정법을 고찰한다. 또한 라멘구조에 대하여 AISC-LRFD에서 제시하고 있는 좌굴 안정성 검토식과 본 연구에서 제시하는 안정성 검토식을 해석예제를 통하여 비교, 검토를 행한다.

• 전산구조공학
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• 제11권4호
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• pp.209-218
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• 1998

고장력강이 구조강재로서 널리 사용되고 있다. 구조물의 극심한 하중을 받게되면 최종강도에 도달할 때까지 좌굴을 동반하게 된다. 그러므로, 고장력강판의 좌굴에 대한 정확한 평가가 중요한 설계기준이 되고 있다. 그러나, 고장력강을 효율적으로 사용하기 위해서는 좌굴허용설계를 도입할 수 있도록 판구조물의 판두께가 얇아져야 한다. 따라서, 박판구조물의 합리적인 설계를 하기 위해서는 좌굴후거동해석이 매우 중요하다. 그러므로, 본 논문에서는 호장증분법을 이용하여 압출하중을 받는 박판구조물의 초기좌굴후거동과 2차좌굴강도에 대하여 규명하였다. 특히, 호장증분법을 좌굴정에서의 하중경로를 추정하기 위하여 적용하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제30권6호
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• pp.479-484
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• 2017

본 논문에서는 국부좌굴 현상을 고려하여 강판 콘크리트 패널(SCP)의 유한요소 해석을 수행하고 설계지침과 비교하여 전단 스터드의 효율적인 스터드 배치 간격을 연구하였다. 강판 콘크리트 구조의 설계 및 기술기준은 전단 균열의 전개와 국부 좌굴 현상을 방지하기 위하여 스터드의 최대 간격을 제한하고 있으나 이는 기존 강재-콘크리트 합성 구조의 설계기준을 토대로 산정되었다. 이에 유한요소 해석 프로그램을 이용한 강판 및 SCP의 국부좌굴 부재 해석을 통하여 스터드 최대 배치 간격을 구하고 설계지침에서 제시한 값과 비교하였다. 먼저, 단일 강판에 대하여 국부좌굴 해석을 수행하여 판좌굴 이론과 비교 검증하였고, 연속적인 스터드 배치에 따른 영향을 확인하기 위하여 다수의 강판이 연결된 경우에 대하여 해석을 수행하였다. 또한 강판 콘크리트 구조에서 콘크리트의 영향 및 합성 거동에 따른 영향을 확인하기 위하여 강판 콘크리트 구조를 모델링하고, 국부좌굴이 발생하지 않는 스터드 배치 최대 간격을 구하여 설계지침과 비교하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제49권4호
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• pp.321-328
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• 2021

본 연구에서는 우주 발사체의 복합재 추진제 탱크 구조의 경량 설계를 위하여 좌굴 Knockdown factor를 ABAQUS를 이용한 수치해석 기반으로 새롭게 도출하였다. 복합재 원통 구조의 다양한 두께비(R/t)와 세장비(L/R)를 적절히 고려하였으며, 기하학적 초기 결함을 Single Perturbation Load Approach를 이용하여 구현하였다. 두께비 = 500 및 세장비 = 2.04를 갖는 복합재 원통 구조의 모델의 경우, NASA의 기존 좌굴 설계 기준보다 약 84.38%만큼 좌굴 Knockdown factor가 높게 도출되어 본 연구의 좌굴 설계 기준을 이용할 경우 복합재 추진제 탱크의 경량 구조 설계가 가능함을 확인하였다. 더불어, 복합재 원통 구조의 두께비와 세장비가 각각 증가함에 따라 전역 좌굴 하중과 좌굴 Knockdown factor가 모두 감소하는 경향을 알 수 있었다.

• Composites Research
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• 제34권5호
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• pp.283-289
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• 2021

본 연구에서는 압축력을 받는 얇은 복합재 원통 구조에 대하여 기하학적 혹은 하중에 대한 초기 결함 모델을 이용하여 수치해석적으로 좌굴 Knockdown factor를 새롭게 도출하였다. 전역 좌굴이 발생하기 이전에 타원형상의 변형 형상을 갖는 복합재 원통 구조를 사용하였다. 복합재 원통 구조의 기하학적 초기 결함만 고려하기 위하여 Single Perturbation Load Approach를 이용하였으며, 기하학적 초기 결함과 더불어 하중 불균일을 함께 구현하기 위하여 Single Boundary Perturbation Approach를 사용하였다. 기하학적 초기 결함 모델의 좌굴 Knockdown factor는 NASA의 기존의 좌굴 Knockdown factor보다 약 84% 높게 도출되었으며, 좌굴 시험에 비하여서는 약 9% 낮게 도출되었다. 기하학적 초기 결함과 하중 불균일을 함께 고려하는 모델의 좌굴 Knockdown factor는 NASA의 좌굴 Knockdown factor에 비하여서는 약 75% 높게, 그리고 좌굴 시험보다 약 14% 낮게 계산되었다. 따라서, 본 연구의 좌굴 설계 기준은 고려된 초기 결함 모델과 상관없이 기존의 좌굴 설계 기준에 비하여 경량 설계의 제공이 가능함과 동시에 좌굴 시험 대비 적절히 보수적인 설계 기준을 제공할 수 있음을 확인하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제14권5호통권60호
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• pp.665-674
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• 2002

스틸 스터드 구조물에서 사용되고 있는 기존 I형, 박스형 헤더는 시공성, 경제성 측면에서 여러 가지 문제점을 노출하고 있다. 이러한 문제점을 극복하기 위해 선진국에서는 냉간성형강을 L형으로 절곡한 L-헤더를 활발히 사용하고 있다. 그러나 국내에서는 이에 대한 연구가 부족하여 L-헤더를 사용하지 못하고 있는 실정이다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해 L-헤더에 대한 좌굴해석 및 휨 실험을 수행하였으며, 실험결과를 미국 철강협회(AISI, American Iron and Steel Institute) 설계기준과 비교하였다. 휨 실험결과 중력방향 하중이 작용하는 경우에는 국부좌굴이, 인발하중이 작용하는 경우에는 뒤틀림 좌굴이 발생되는 것으로 관찰되었다. 그리고 실험에서 측정된 좌굴 하중을 비교한 결과 AISI 설계기준에 제시된 공칭하중을 상회하는 것으로 확인되었다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제18권5호
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• pp.41-50
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• 2024

우주 발사체의 추진제 탱크 구조인 직교 격자 원통 구조에 대한 최적 설계 및 검증 연구를 수행하였다. 항공우주 구조의 최적 설계 코드인 Hypersizer가 최적 설계 연구에 사용되었으며, 직교 격자 원통의 구조 중량 최소화를 위한 최적 설계가 수행되었다. 본 연구에서는 서로 다른 값의 KDF (0.40, 0.83, 및 0.92)를 최적 설계에 적용하였고, 이를 통해 3개의 최적 설계 모델이 각각 설계되었다. KDF가 0.40에서 0.83 및 0.92로 증가함에 따라, 직교 격자 원통 구조의 구조 중량이 각각 27.70% 및 30.08% 감소하였다. 이후, ABAQUS의 비선형 후좌굴 해석을 이용하여, 설계 하중 보다 높은 전역 좌굴 하중을 갖는 최적 설계 모델이 구축되었는지 확인하기 위한 검증 연구를 수행하였다. 기하학적 초기 결함은 갖는 최적 설계 모델의 전역 좌굴 하중이 설계 하중 (2,860 kN)에 비해 최소 1.64% 높게 도출되어, 설계 하중을 만족시키는 최적 설계가 적절히 수행됨을 확인하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제13권2호
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• pp.123-131
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• 2001

본 연구의 목적은 고강도 H형강 기둥재(beam-column)의 폭두께비에 관한 기준을 조사하고 좌굴내력을 평가하여, 강구조 한계상태설계기준과 허용응력설계기준(안)과 비교함으로써, 고강도강을 사용한 기둥부재 설계시 적용된 기준식의 타당성을 검토하기 위한 것이다. 실험에 사용된 고강도강은 SM520TMC, SM570Q 등을 사용하였고, 강재의 기계적 성질과 단주의 응력-변형도 관계를 파악하기 위하여 인장시험 및 단주압축시험을 실시하였다. 또한 고강도강 기둥재의 좌굴내력을 산정하기 위하여 수치해석을 수행하였다. 수치해석에 사용된 축력-모멘트-곡률 관계는 단주압축실험에서 구해진 응력-변형도 관계를 사용하였다