• 한국방재학회 논문집
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• 제5권1호
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• pp.55-62
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• 2005

포물선 아치 리브는 원형 아치 리브와 더불어 실무에 폭넓게 적용되고 있는 아치 형상이다. 원형 아치 리브의 비탄성 면내 거동에 관한 연구는 1990년대 Trahair(1996)를 중심으로 연구가 진행되었으며, Yong-Lin Pi와 Bradford(2004)에 의하여 최근까지 연구가 활발히 진행 되고 있다. 포물선 아치 리브의 비탄성 면내 거동에 관한 연구는 일본의 연구자(Sinke, Kuranishi)을 중심으로 1970년대 후반부터 1980년대 초반에 이르기까지 많은 연구가 진행되었다. 이러한 포물선 아치 리브에 관한 일본에서의 연구는 대부분 라이즈비가 $0.1{\sim}0.2$에 국한 되어있다. 본 연구에서는 비탄성 유한요소해석을 이용하여 라이즈비가 0.1에서 0.4에 이르는 박스형태의 단면을 갖는 포물선 아치 리브의 면내 거동에 관하여 연구를 수행하였다. 연구 결과 라이즈비가 증가할수록 아치 단면에 휨모멘트가 증가하였으며, 압축력이 수직 등분포 하중을 받는 포물선 아치 리브의 면내 좌굴 안정성에 미치는 영향은 감소하였다. 마지막으로 본 연구에서는 아치 리브를 따라 작용하는 수직등분포 하중을 받는 포물선 아치의 좌굴 곡선을 제안하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제18권3호
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• pp.301-310
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• 2006

면외로 적절히 구속되어 있는 아치의 극한강도는 소성 휨모멘트와 면내 연구는 압축력을 받는 고정지점 포물선 아치의 면내 좌굴 거동과 강도에 관한 연구를 수행하고, 압축력과 휨모멘트를 받는 고정지점 포물선 아치로 연구를 확장하였다. 본 연구 결과 한계 세장비를 제안하여 아치의 좌굴 모드를 구분하는 방법을 제안하였으며, 직선기둥의 좌굴곡선을 이용하여 압축력을 받는 고정지점 포물선 아치의 극한하중을 평가하였다. 마지막으로 직선 부재의 보-기둥 연성식을 수정하여 고정지점을 갖는 포물선 아치에 적용하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권2A호
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• pp.145-153
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• 2009

본 연구에서는 포물선 아치의 횡-비틂 좌굴 강도에 관한 연구를 수행하였다. 포물선 아치는 아치의 중립축을 따라 곡률이 변하므로 일정한 곡률을 갖는 원형 아치의 경우보다 횡-비틂 좌굴 강도식을 유도하는 것이 복잡하며, 이에 대한 연구가 미흡한 실정이다. 본 연구에서는 ?의 효과를 고려하여 변곡률을 갖는 아치의 횡-비틂 좌굴식을 유도하고 포물선 아치의 좌굴강도를 계산하기 위하여 유한차분법을 이용한 수치해법을 제안하였다. 이러한 수치해법은 기존 연구자 및 유한요소해석 결과와 비교하였으며, 그 타당성을 검증하였다. 마지막으로, 변수해석을 수행하여 라이즈비의 영향에 따른 원형과 포물선 아치의 횡-비틂 좌굴 강도를 비교 분석하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제18권4호
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• pp.427-436
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• 2006

고전 좌굴 이론의 경우 좌굴 발생전 아치의 거동을 선형으로 가정하며, 전좌굴 변형을 무시한다. 이러한 가정은 비대칭 좌굴이 발생하는 깊은 아치의 경우 타당한 것으로 알려져 있다. 하지만 아치의 라이즈가 낮아지는경우 전좌굴 발선형성은 무시할 수 없으며, 비대칭 좌굴 강도보다 대칭 좌굴 강도가 낮아져 아치는 대칭좌굴에 의해 강도가 결정될 수 있다. 본 연구는 아치의 비선형 지배 미분 방정식을 이용하여 양단 힌지를 갖는 낮은 포물선 아치의 거동에 관한 연구를 수행하고 이러한 결과를 유한 요소 해석을 이용하여 검증하였다. 마지막으로 양단 힌지를 갖는 낮은 포물선 아치의 대칭 좌굴 강도에 관한 근사식을 제안하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제4권1호
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• pp.69-77
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• 1984

본(本) 연구(硏究)에서는 아치의 미소요소(微小要素)에 대한 평형방정식(平衡方程式)과 D'Alembert의 원리(原理)를 이용(利用)하여 포물선(抛物線)아치의 자유진동(自由振動)에 관한 미분방정식(微分方程式)을 유도(誘導)하였고, 이 미분방정식(微分方程式)을 Runge-Kutta 적분기법(積分技法)에 적용(適用)하여 수치해석(數値解析)할 수 있는 알고리듬을 개발(開發)하였고 이를 콤퓨터 프로그램화(化) 하였다. 수치해석예제(數値解析例題)로는 아치의 지간(支間)길이가 10m인 양단(兩端)힌지 아치를 택(擇)하였으며 수치해석(數値解析)의 결과(結果)를 분석(分析)하여 아치의 높이, 회전반경(回轉半徑) 및 회전관성(回轉慣性)이 포물선(抛物線)아치의 자유진동(自由振動)에 미치는 영향(影響)에 대하여 고찰(考察)하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제6권3호
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• pp.1-9
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• 1986

동하중(動荷重)을 받는 양단(兩端) 힌 지 포물선(抛物線) 아치의 연동방정식(連動方程式)을 Runge-Kutta 방법(方法)으로 수치해석(數値解析)하므로써 동적(動的) 임계하중(臨界荷重)을 구했다. 낮은 양단(兩端) 힌 지 포물선(抛物線) 아치에 step하중(荷重)과 impulse하중(荷重))이 작용(作用)하는 경우에 관해 Budiansky-Roth criterion을 적용하여 동적(動的) 임계하중(臨界荷重)을 정의(定義)하고, 이를 상관곡선(相關曲線)으로써 동적(動的) 안정영역(安定領域)을 제안하였다. 포물선(抛物線) 아치에 대하여 얻어진 결과를 정현(正弦) 아치의 경우와 비교(比較)하여 아치의 기하학적(幾何學的) 형상(形狀)이 동적(動的) 안정영역(安定領域)에 미치는 영향을 밝혔고, 동적(動的) 안정영역(安定領域)은 아치의 높이에 큰 영향을 받는다는 것을 밝혔다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권6A호
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• pp.827-833
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• 2008

이 논문은 elastica형 아치의 자유진동에 관한 연구이다. Elastica형 아치의 선형은 항상 일정한 곡선길이를 갖는 후좌굴 기둥의 정확탄성곡선을 이용하였다. 이 Elastica형 아치의 곡률항을 일반아치의 자유진동을 지배하는 미분방정식에 적용하여 고유진동수 및 진동형을 산출하였다. 수치해석 예에서는 회전-회전, 회전-고정 및 고정-고정의 지점조건을 고려하였다. 회전관성이 고유진동수에 미치는 영향을 분석하고, 아치의 높이비 및 세장비와 고유진동수와의 관계를 그림에 나타내었다. Elastica형 아치와 포물선형 아치의 고유진동수를 비교한 결과, elastica형 아치의 고유진동수가 포물선 아치의 고유진동수보다 매우 크게 나타나는 동적 특성을 보였다. 진동형의 전형적인 예를 그림에 나타내었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제5권3호
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• pp.31-38
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• 1985

아치의 미소요소(微小要素)에 작용(作用)하는 합응력(合應力)들의 평형방정식(平衡方程式)과 D'Alembert의 원리(原理)를 이용(利用)하여 회전관성(回轉慣性)을 고려(考慮)한 포물선(抛物線)아치의 자유진동(自由振動)에 대한 미분방정식(微分方程式)을 유도(誘導)하였다. 본(本) 연구(硏究)에서 유도(誘導)한 미분방정식(微分方程式)을 검증(檢證)하기 위하여 포물선(抛物線)아치의 미분방정식(微分方程式)을 보의 미분방정식(微分方程式)으로 수렴(收斂)시킨 결과(結果), 포물선(抛物線)아치의 미분방정식(微分方程式)이 보의 미분방정식(微分方程式)으로 수렴(收斂)되는 것을 보였다. 본(本) 연구(硏究)에서 유도(誘導)한 미분방정식(微分方程式)을 시행착오적(試行錯誤的) 고유치문제(固有値問題)와 Runge-Kutta method를 이용(利用)하여 수치해석(數値解析)하였으며, 본(本) 연구(硏究)의 수치해석(數値解析) 결과(結果)와 SAP IV의 결과(結果)가 잘 일치(一致)함을 보였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제21권4호
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• pp.357-364
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• 2008

본 논문은 단면적이 일정한 직사각형 중공단면을 갖는 아치의 자유진동에 관한 연구이다. 아치의 자유진동을 지배하는 미분방정식을 극좌표계에서 유도하였으며, 이 미분방정식에는 회전관성효과를 고려하였다. 본 연구에서는 원호아치에 비해 구조적 안정성이 우수한 포물선형 아치를 대상아치의 선형으로 결정하였으며, 고정-고정, 고정-회전, 회전-회전의 단부조건을 고려하였다. 미분방정식을 효율적으로 해석하여 정확한 고유진동수를 산정할 수 있는 수치해석 알고리즘을 개발하고, 문헌과 본 연구의 결과를 비교하여 본 연구에서 유도된 이론식 및 수치해석 과정의 타당성을 검증하였으며, 단면폭비, 두께비 및 형상비 등과 같은 제 변수 변화에 따른 무차원 고유진동수의 변화를 고찰하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제17권4호통권77호
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• pp.439-447
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• 2005

아치 리브가 수직 하중을 받는 경우, 예기치 않게 면내 방향으로 좌굴이 발생될 수 있다. 따라서 설계자는 아치 리브의 면내 안정성을 설계 시 반드시 고려해야 한다. 본 논문에서는 유한 요소 해석을 통하여 수직 등분포 하중을 받는 고정지점 포물선 아치 리브의 탄성, 비탄성 면내 좌굴 강도를 연구하였다. 본 연구에서 사용된 아치 리브의 스냅-스루 현상과 비탄성 거동을 모사하기 위한 유한 요소 해석 모델은 기존 연구자들의 실험 결과를 이용하여 검증되었다. 또한 아치 리브의 면내 극한 강도를 결정하기 위하여 대변형과 재료의 비탄성, 잔류응력을 고려하였으며, 마지막으로 유한 요소 해석의 결과를 EC3 설계기준과 비교, 분석 하였다.