• 대한토목학회논문집
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• 제35권1호
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• pp.85-92
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• 2015

횡방향 철근이 없는 RC와 PSC 보에서 축방향 인장력은 전단강도를 감소시키고, 축압축력은 전단저항력을 증가시킨다는 것은 잘 알려진 사실이다. 그러나 축력이 전단에 얼마만큼 영향을 미치고, 전단 저항성능에 어떠한 영향을 주는가에 대한 이해가 부족한 현실이다. 횡방향 보강철근이 없는 부재가 큰 압축력과 전단력을 받으면 첫 번째 경사균열이 일어나면서 그대로 취성파괴가 발생하기 때문에 상당히 보수적 관점을 유지하고 있다. 이런 배경에서 ACI의 복부전단강도는 경사균열각 ${\theta}$를 $45^{\circ}$로 하는 트러스모델을 사용하여 스터럽의 수직력과 축력효과를 반영하고 있다. 본 연구는 파괴역학을 근간으로 한 비선형 유한요소해석 프로그램 ATENA-2D (Cervenka, 2000)를 사용하여 철근콘크리트 보의 축력작용에 따른 검증을 수행한 것이다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제16권5호통권72호
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• pp.529-541
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• 2004

콘크리트 충전 강관에 대한 기존의 연구는 단일 압축상태, 휨모멘트 상태, 편심 압축력 상태의 연구만이 행해 졌을 뿐 압축력과 비틀림이 조합된 응력 상태에 대한 연구는 거의 이루어지지 않고 있다. 따라서 본 연구에서는 압축력과 비틀림을 받는 원형 CFT 부재의 거동에 대한 특성을 살펴보고 합리적인 해석법을 연구하였다. 원형 CFT부재가 압축력과 비틀림을 받을 경우의 압축 강도와 비틀림 강도를 결정하는데 중요 요소인 구속효과와 부착 응력에 의한 스파이럴 효과를 본 모델에 고려하였다. 이를 위하여 단일 압축응력을 받을 경우 원형 강관에 의해 구속된 콘크리트 코어에 대한 연구가 선행되었다. 또한 비틀림을 받을 경우는 비틀림에 의한 크랙이 콘크리트의 표면을 따라 발생하게 된다. 크랙 발생이후 비틀림을 계속 받게 되면 크랙은 나선형태로 진전되어 콘크리트가 솟아 나오려 하나 강관과 콘크리트 사이의 부착 응력에 의해 억제 되게 된다. 이러한 이유 때문에 코어 콘크리트는 압축응력을 받게 되고 강관만 인장응력을 받게 되는데 이러한 영향 효과를 실제적으로 고려하였다. 연구 결과는 기존의 실험결과와 비교하였으며 제안된 이론은 압축력과 비틀림을 받는 원형 CFT부재의 실제 거동을 합리적으로 설명하고 있다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제17권6호
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• pp.983-992
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• 2005

섬유에 의하여 보강된 철근콘크리트 보의 파괴모드는 섬유가 파단하여 전단강도에 도달하는 경우와 섬유가 파단하기 이전에 전단강도에 도달하는 경우로 나누어진다. 이와 같이 섬유가 파단강도에 도달하지 않는 경우에 두 파괴모드의 전단강도는 상이하다. 섬유가 파단하지 않고 전단강도에 도달할 경우에 보의 전단강도를 예측하기 위하여 섬유의 파단강도를 사용할 수 없으므로 기존의 제안식에서는 섬유강도저감계수를 사용하여 섬유보강 보의 전단강도를 예측하였다. 그러나 기존 제안식의 대부분은 실험결과에 근거한 회귀분석을 통하여 일정한 상수 값에 의하여 섬유강도저감계수를 평가하였으며, 섬유의 도달강도와 밀접한 관계가 있는 콘크리트의 압축강도를 고려하지 않고 있다. 이 연구에서는 변형률의 적합조건을 이용한 트러스모델에 근거하여 섬유보강 보의 파괴모드의 경계점을 구별하고, 이를 이용하여 섬유보강 보의 전단강도를 예측하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제22권1호
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• pp.59-68
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• 2010

이 연구에서는 얇은 두께의 복부를 갖는 세장한 벽체의 변형능력을 평가하였다. 벽체의 주요한 파괴 모드로서 휨항복 이후 비탄성거동을 보이는 벽체에서 주로 관찰되는 복부압괴와 철근인장파단을 고려하였다. 길이 방향 인장변형은 벽체의 파괴변형에 중요한 영향을 미치므로, 트러스모델을 기반으로 단조하중 및 주기하중을 받는 벽체에 발생되는 길이 방향 인장변형률을 예측하였다. 예측된 길이 방향 인장변형을 고려하여 복부압괴 및 철근인장파단에 의한 벽체의 파괴기준을 정립하였다. 제안된 방법을 사용하여 단면 양단부에 단부요소를 갖는 17개 실험벽체의 변형능력을 평가하고 그 결과를 실험값과 비교하였다. 제안된 방법은 실험벽체의 파괴 모드와 변형능력을 합리적이면서 보수적으로 예측하는 것으로 나타났다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제21권1호
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• pp.73-82
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• 2008

본 논문에서는 구조손상 탐색을 위해 매개변수 부 집합 선택에 의한 새로운 정규화 방법을 제안하였다. Residual function을 위해 동적 residual force 벡터를 이용하였다. 과거에는 Residual function으로서 기본 동적 특성치(고유치와 고유모드)를 이용하여 단일구조손상은 탐색할 수 있었지만 다중구조손상 위치를 탐색하기에는 한계가 있었을 뿐 아니라 고유모드와 고유치의 상이한 기여도 때문에 가중치를 적용해야 하는 어려움이 있었다. 본 논문에서 제안된 방법은 고유모드의 불완전한 계측을 보완하기 위하여 모델 확장법을 적용하였다. 제안된 구조손상 탐색법은 다중구조손상 위치를 동시에 찾아 낼 수 있는 장점을 가지고 있다. 2차원 평면 트러스 구조를 이용하여 제안된 방법의 효용성을 검증하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제21권1호
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• pp.113-124
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• 2008

본 연구는 제품(구조물)최적화와 프로세스 병렬화가 통시에 실행되는 통합구조설계운용 방법을 제시한다. 관행적 설계방법과 최적화설계방법의 장점들을 선택적으로 수용 보완하는 DB연동 혼성방법을 통해 설계조건을 단계적으로 적용함으로써 대형최적화문제의 계산적 부담 및 이질감을 최소화하였다. PC 네트워크상에서 공학설계를 구성하는 수치연산과 도면작성이 동시공학적 절차로 구현되고, 여기서 설계의 수치연산은 유한요소기반 최적화 방법에 기초하며, 그래픽작업은 AutoLISP 프로그래밍을 통하여 AutoCAD로 표현된다. 수치연산을 병행하는 서버 및 이산최적화를 지원하는 DB서버와 그래픽스테이션 간의 통신은 메시지패싱 방식으로 이루어진다. 표준최적화모델인 트러스구조에 대한 수치실험은 연구의 타당성과 유용성을 보여준다. 공학설계를 구성하는 주된 작업요소를 분산 병행 처리하는 된 연구는 일반적 방법론 및 산업표준환경 등에 기초한다는 점에서 충분한 적용성과 확장성을 갖는다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제11권7호
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• pp.2341-2348
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• 2010

본 논문에서는 충돌하중 하에서 스페이스 프레임을 사용하는 경주용 차량의 프레임 변형 및 응력을 분석한다. 충돌 시 변형을 최소한으로 줄이고, 취약부분을 파악하여 운전자의 안전을 확보한다. 탄소강의 물성치를 바탕으로 트러스 구조로 설계된 차량 프레임의 유한요소모델을 만들고, ANSYS 프로그램을 이용하여 정면충돌 시 속도 변화에 따른 충격량 증가가 프레임에 미치는 영향을 분석한다. 또한 정면, 측면, 후면 방향에 충돌하중을 적용하여 프레임의\ 변형을 해석한다. 정면 및 후면충돌에서는 운전석에 가해지는 영향이 적지만, 측면충돌 시 충격에 의한 변형이 운전석까지 진행된다. 이러한 변형에 대한 취약부분의 보강을 통하여 프레임의 안전성 설계를 증진시키고 시뮬레이션 해석의 결과를 실제 프레임 제작에 활용한다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제33권6호
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• pp.359-366
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• 2020

본 논문에서는 전산구조 해석 데이터를 기반으로 인공 신경망을 활용하여 헬리데크 구조물에 대한 손상 추정 기법을 제안하였다. 헬리데크를 구성하는 트러스와 서포트 부재들에 대해서 절점을 공유하는 부재들을 70개의 모델로 그룹화 하였으며, 최대 3가지 부재 그룹에 무작위로 손상을 부여하여 총 37,400개의 손상 시나리오를 생성하였다. 이들 각각에 대해서 구조 해석 프로그램을 통해 모드 해석을 수행하였으며, 전체 손상 시나리오를 사용 목적에 따라 학습, 유효성 검사, 그리고 검증 시나리오로 분리하였다. 헬리데크의 손상 및 비손상 상태의 동적 응답 특성에 대한 패턴 인식을 위해 PyTorch 프로그램을 활용하여 3개의 은닉층을 가지는 인공 신경망을 구성하였으며, 이에 대해서 다양한 손상 시나리오를 반복 학습함으로써 손실 함수를 최소로 하는 인공 신경망을 도출하였다. 최종적으로 총 400개의 검증 시나리오에 대해서 인공 신경망이 추정한 손상률과 실제 부여된 손상률을 비교하였으며, 그 결과 본 연구를 통해 얻어진 인공 신경망이 손상 부재의 위치와 손상 정도를 매우 높은 정확도로 예측하는 것을 확인하였다.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제22권3호
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• pp.25-32
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• 2022

In this paper, the instability of the domed spatial truss structure using wood and the characteristics of the buckling critical load were studied. Hexagonal space truss was adopted as the model to be analyzed, and two boundary conditions were considered. In the first case, the deformation of the inclined member is only considered, and in the second case, the deformation of the horizontal member is also considered. The materials of the model adopted in this paper are steel and timbers, and the considered timbers are spruce, pine, and larch. Here, the inelastic properties of the material are not considered. The instability of the target structure was observed through non-linear incremental analysis, and the buckling critical load was calculated through the singularities and eigenvalues of the tangential stiffness matrix at each incremental step. From the analysis results, in the example of the boundary condition considering only the inclined member, the critical buckling load was lower when using timber than when using steel, and the critical buckling load was determined according to the modulus of elasticity of timber. In the case of boundary conditions considering the effect of the horizontal member, using a mixture of steel and timber case had a lower buckling critical load than the steel case. But, the result showed that it was more effective in structural stability than only timber was used.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제10권1호
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• pp.205-215
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• 2006

본 연구는 3차원 쉘요소를 이용한 유한요소해석을 통해 다이아프램으로 보강된 곡선 강박스거더교의 거동을 분석하였다. 매개변수연구를 통해 기존의 제안식과 비교함으로써 모델링의 타당성을 검증하였고, 뒤틀림 응력에 크게 영향을 미치는 인자는 중심내각, 지간길이, 다이아프램간격임을 확인하였다. 또한, 다이아프램의 간격, 개구율, 형상을 변수로 하여 해석한 결과에서는 지간이 30m, 곡률 반경이 40m인 해석모델에 대한 적정 다이아프램간격은 5m인 것으로 나타났다. 다이아프램의 형상 효과에 대해서는 라멘식 다이아프램의 경우가 개구율 0.4~0.6의 범위에서 개구부가 없는 충복판식 다이아프램보다 휨과 뒤틀림의 응력비가 낮아 거동에 유리한 것으로 나타났으며, 충복판식 다이아프램과 X형 트러스 방식의 다이아프램 비교에서는 동일한 강성을 가지더라도 충복판식 다이아프램이 뒤틀림응력을 보다 효과적으로 제어하였다.