• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 2011.02a
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• pp.153-153
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• 2011

현대 건축은 기능적이고 합리적이었지만 획일적이었던 박스형 건축에서 탈피해 형태와 공간에 있어서 다양한 변화를 시도하고 있다. 특별한 건축물의 실현을 위해 각 나라의 기술력은 급속한 발전을 이루었고, 보다 더 독특한 건축물에 대한 관심은 비정형 건축물에 대한 관심의 증대로 이어지고 있다. 이러한 비정형 건축물에 적합한 구조로써 프리폼(Free-Form) 구조가 있다. 프리폼 구조로 입체골조(Double Layered Structure)를 많이 사용하였으나, 최근 유리로 되어 투명하고 기하학적 모양의 건축물을 추구함에 따라 평면골조(Single Layered Structure)가 증가하고 있는 추세이다. 평면골조는 축력 지배형과 모멘트 지배형으로 분류할 수 있고 프리폼 구조의 구성 요소 중 가장 취약하고 중요한 부분은 노드이다. 본 연구에서는 프리폼 구조 중 가장 큰 관심이 고조되고 있는 평면골조 모멘트 지배형의 노드에 대한 국내외 기술 분석을 통해 향후 연구 방향성을 제시하고자 한다. 입체골조는 하나의 노드에 여러개의 부재가 3차원으로 결합되어야 하기 때문에 다른 골조 시스템에 비해 노드부가 복잡하지만, 건축물의 외관을 유리로 하여 투명하게 하고 비틀리고 구부러진 구조물에 대한 건축적 요구가 많아짐에 따라 평면골조의 인기가 높아지고 있다. 이러한 시대의 흐름에 발맞추어 건물의 구조적, 기하학적 요구를 충족시키기 위해 다양한 노드 시스템이 개발 중이며, 가해지는 하중의 특성에 따라 축력 지배형과 모멘트 지배형으로 구분하여 노드의 양상을 분류할 수 있다. 축력 지배형의 대표적인 시스템은 다이아그리드(Diagrid)이다. 축력 지배형 프리폼 구조의 노드는 전체 구조물의 하중을 축력으로 받아 모두 전달해야 하기 때문에 크기가 크고 가새가 2~4개층에 걸쳐서 설치되기 때문에 중량이다. 모멘트 지배형 노드를 갖는 프리폼 구조의 형태는 대부분 지붕 구조로써 지붕 자체의 하중만을 견디도록 설계된다. 따라서 노드부와 노드에 붙는 부재들이 가볍기 때문에 사람이 들 수 있고 노드의 크기가 작아 시공성이 좋으며 대량 생산이 가능하다는 장점이 있다. 노드의 형태는 힘의 흐름과 쓰임에 따라 다양하다. 평면골조 모멘트 지배형의 노드는 접합방식에 따라 Splice node connection과 End-Face node connection 두 가지로 분류할 수 있다. Splice node connection은 각 부재의 종축으로 노드와 구조부재 사이에 이음재를 두어 연결하고, 연결 형태에 따라 전단력을 전달할 수 있는 1~2개의 접촉면이 생긴다. 전단응력을 받는 볼트로 이음재를 이어 조립하거나 용접으로 접합할 수 있다. 대표 노드로, SBP-1, SBP-2와 POLO-1 등이 있다. End-Face node connection은 각 연결된 부재의 단부와 노드 사이의 연결면은 종축방향의 수직이고, 인장응력을 받는 볼트를 사용하거나 용접에 의해 접합할 수 있다. 대표 노드로 SBP-4, WABI-1, MERO-1(Cylinder), MERO-2(Block), MERO-4(Double Dish) 등이 있다. 본 기술 현황 분석을 통해 현재 개발된 노드를 분류하고 가장 관심이 높은 Single Layer 모멘트 지배형 노드를 비교, 분석하였다. 최근 건물의 경향을 반영한 프리폼 구조를 실현하기 위해서 필수적인 노드의 개발은 국외에서 활발히 연구되고 있지만 그 기술이 개방되어 있지 않다. 국내에서는 동대문 디자인 플라자에 새로운 노드를 적용하고 고려대학교에서 모멘트 지배형 노드를 개발하는 등 발전 가능성을 보이고 있지만 국외 사례들에 비하면 아직 초기 단계라 할 수 있다. 따라서 현장 용접을 지양하고 공장 제작하여 현장에서 조립하며, 프로젝트 별로 상이한 노드를 사용하는 것이 아닌 다양한 요구를 효과적으로 수용하는 구조 효율성을 향상시킨 노드 상세의 개발이 이루어져야 할 것이다.

• Computational Structural Engineering
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• v.8 no.4
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• pp.65-74
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• 1995

Direct method developed for the inelastic analysis of planar frames subjected to monotonic loads is extended to cyclic loads. Two frame elements for Direct Method(inelastic truss and inelastic beam) are developed. The accuracy and reliability of the preposed method is verified by comparing the analysis results of example with step-by-step analysis. Direct Method is superior to Step-by-step analysis in view of reliability of solution and analysis cost.

• Magazine of the Korea Concrete Institute
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• v.9 no.6
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• pp.255-266
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• 1997

본 논문의 목적은 내진상세를 가진 철근콘크리트 골조의 비탄성 거동 예측에서 현재 사용되고 있는 해석적 방법이 가지는 신뢰성을 검토하고 실험에서 실측할 수 없었던 내부 힘의 분포 및 변화과정을 관찰하는 것이다. 이를 위하여 이미 실험이 수행된 2경간 2층 내진상세 모멘트-저항 철근콘크리트 평면골조(1)를 대상으로 ICARC 2D 프로그램(3)을 사용하여비탄성해석을 수행하였다. 해석결과가 실험결과에 최대한 일치하도록 관련 모델 변수들을 조절하였다. 이러한 해석결과가 실험결과와 어느 정도 일치하는 지 비교하였으며, 해석결과 얻어진 내부 힘의 발전과정을 관찰한결과 다음과 같은 결론에 도달하였다. (1)전체 횡력-횡변위 관계는 실험결과에 매우 유사하게 해석결과를 얻을 수 있다. (2)구조물의 힘의 분포 및 재분재 과정에 관련하여 해석은 구체적인 정보를 제사하였으며 실험결과 나타난 균열 및 변형결과와 대체로 일치한 소성힌지 발생과 파괴메카니즘을 나타내어 그 유용성을 입증하고 있다. (3)해석결과가 대체로 실험결가아 일치하나 국부거동과 관련하여 일부분 실제거동과 상당한 차이를 나타내어, 보다 정확한 모델을 개발할 필요성을 느낀다.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2011.04a
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• pp.367-370
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• 2011

최근 설계 단계에서 설계품질 향상과 시공 단계에서 비용 절감을 효과를 기대하며 3차원 BIM 관련 기술에 대한 관심이 높아가고 있으며, 또한 부분적으로 기술 도입 효과가 나타나고 있다. 그럼에도 불구하고 설계 및 시공 현업은 2차원 CAD 도면을 중심으로 이루어지고 있으며, 3차원 BIM 기반 설계가 이루어진다 하더라도 결국 시공을 수행하는 건설 현장에는 2차원 CAD 도면이 납품되고 이를 기반으로 건설 현장은 운영된다. 또한 설계 단계 BIM과 시공 단계 BIM은 모델의 활용 목적이 다르고 그에 따라 모델링의 범위 및 방법이 크게 다르기에 시공 단계에서 2차원 도면에 기반한 시공 BIM 모델 구축이 필요한 현실이다. 본 연구에서는 2차원 구조 CAD 도면을 인식하여 3차원 골조모델을 생성하는 기술을 개발하고 구현하였다. 통합 BIM 모델은 골조, 설비, 마감으로 구성되며, 이 중 골조 모델은 설비와 마감 모델링을 위하여 선행되어야 할 핵심요소이다. 시공 단계 2차원 도면을 바탕으로 골조 모델의 생성을 생성하는 작업에도 많은 노력이 요구되며, 또한 이 과정에서 모델러가 2차원 도면을 파악하여 BIM 도구를 사용하여 모델링을 하는 과정에서 오류의 가능성도 내포되어 있다. 특히 설비, 마감과의 통합 모델 구축이 원활히 되기 위해서는 골조 상세, 즉 부재 편심 또는 단차 등이 정확히 모델링 되어야 한다. 본 연구의 도면 인식을 통한 3D 골조모델 생성은 2차원 구조평면과 부재일람표에 표기된 내용을 그대로 인식하여 3차원 BIM 모델을 생성함으로써 모델링 효율의 극대화와 모델 정확도 향상의 효과를 기대할 수 있다.

• Journal of Korean Association for Spatial Structures
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• v.4 no.3 s.13
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• pp.77-84
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• 2004

This study presents an effective stiffness-based optimal technique to control quantitatively lateral drift for tall frameworks using composit member subject to lateral loads. To this end, displacement sensitivity depending on behavior characteristics of tall frameworks is established and approximation concept that preserves the generality of the mathematical programming and can efficiently solve large scale problems is introduced. Specifically, under the 'constant-shape' assumption, resizing techniqe of composite member is developed. Two types of 50 story frameworks are presented to illustrate the features of the quantitative lateral drift control technique proposed in this study.

• Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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• v.23 no.2
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• pp.99-106
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• 2019

A wall-frame structure resists horizontal load by the interaction between the flexural mode of the shear wall and the shear mode of the frame, which implies that the frame deflects only by reverse bending of the columns and girders, and that the columns are axially rigid. However, as the height of frame increases the shear mode of frame changes to flexural mode, which is due to the extension and shortening of the columns. An approximate hand method for estimating horizontal deflection and member forces in high-rise shear wall-frame structures subjected to horizontal loading is presented. The method is developed from the continuous medium theory for coupled walls and expressed in non-dimensional structural parameters. It accounts for bending deformations in all individual members as well as axial deformations in the columns. The deformations calculated from the presented approximate method and matrix analysis by computer program are compared. The presented approximate method is more accurate for the taller structures.

• Journal of Korean Society of Steel Construction
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• v.21 no.5
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• pp.483-492
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• 2009

In this study, nonlinear analysis of steel plane frame was performed using the refined plastic hinge method of advanced analysis techniques. In deterioration of stiffness in plastic zone, influences by flexural bending, residual stress, geometrical non-linearity, and semi-rigid connection are considered. And also, further reduced tangent modulus was used for geometrical non-linearity, top and seat angle were chosen for semi-rigid connection. Furthermore, 3 parameter power model was used for moment-rotation behaviour of beam to column connection. The loading conditions are combined with axial and lateral force and the inverse triangle distribution of lateral and eight type of analytical models were used in analysis. The results of analyses were compared with semi-rigid and rigid connection on behaviour of numerical analysis models. And also, the behaviors of frame with changes of semi-rigidity were analyzed by using the results obtained from MIIDAS-GENw.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 1995.04a
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• pp.1-8
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• 1995

A method for the inelastic response analysis of Planar frame based on Direct Method is presented. Two elements ( inelastic truss and inelastic beam ) are developed. The accuracy and reliability of the preposed method is verified by comparing the results of example analysis with BRAIN-2D developed by Powell.

• Proceedings of the Korea Concrete Institute Conference
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• 2000.04a
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• pp.599-604
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• 2000

The analytical studies for the test results are presented. From experimental envelope curve, hysteretic behaviors under cyclic loading are modelled for beam-column subassemblages. Modelled curves show relatively good reproduction or experimental curves. finally, seismic performances are investigated for 7 story plain framed structure by nonlinear dynamic analysis. The resulting responses are different by each beam-column joint design.

• Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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• v.4 no.4
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• pp.1-13
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• 2000

상부벽식 하부골조를 가진 복합구조물은 부족한 대지를 효율적으로 활용하기 위하여 건설되고 있다. 이러한 복합건물은 상부벽식-하부골조를 가지는 구조로써 일반적으로 전이보 또는 전이판으로 상하부를 연결하고 있다. 따라서 상하부 구조사이의 강성과 질량에 많은 차이가 발생하게 된다. 구보물의 고유주기는 지진하중과 밑면전단력을 결정하기 위한 중요한 변수이다. 그러나 현재 국내 규준에서 제안하는 고유주기 산정식은 이러한 건물에는 적용할 수 없다. 본 연구에서는 상부벽식-하부골조를 가진 복합구조물의 고유주기의 산정에 영향을 미치는 변수들 중 가장 큰 영향을 미치는 건물의 상하부 층수에 따른 변수만을 고려하여 고유주기산정식을 제안하였다. 하부는 2~5개 층을 가지고, 상부는 10~18개 층을 가지는 15~20층의 건물이면 정형적인 평면을 가지는 복합구조물로 한정하였다. 건물 내부의 채움벽에 대한 효과를 고려한 고유주기 제안식은 다음과 같다. 장변 방향 : $T_{L}$=($0.20H_{h}+0.05H_{i}$)/$sqrt{B}$-0.42 단변 방향 :$T_{S}$=($0.07H_{h}+0.12H_{i}$)/$sqrt{B}$-0.40