• Advances in Computational Design
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• 제8권4호
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• pp.327-351
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• 2023

This article explores how multi-objective optimization techniques can be used to design cost-effective and structurally optimal spatial steel structures, highlighting that optimizing performance can be as important as minimizing costs in real-world engineering problems. The study includes the minimization of maximum horizontal displacement, the maximization of the first natural frequency of vibration, the maximization of the critical load factor concerning the first global buckling mode of the structure, and weight minimization as the objectives. Additionally, it outlines a systematic approach to selecting the best design by employing four different evolutionary algorithms based on differential evolution and a multi-criteria decision-making methodology. The paper's contribution lies in its comprehensive consideration of multiple conflicting objectives and its novel approach to simultaneous consideration of bracing system, column orientation, and commercial profiles as design variables.

• 대한치과보철학회지
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• 제35권4호
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• pp.674-696
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• 1997

There're many cases that should be reconstructed with post and core when clinical crown is destructed. But this post and core restoration may cause damaging stress on the teeth. Previous finite element study was restricted to normal bone model relatively close to cemen-toenamel junction. Moreover, the test of a model with diminished bone support was rare. The purpose of this study is to test the effects of alveolar bone loss on the magnitude, stress distribution and displacement of post reconstructed teeth. In this study, it was assumed that the coronal portion of upper incisor was severely destructed. After conventional endodontic treatment, it was restored with post and core. The PFM restoration was made on it. This crown was cemented with ZPC. Alveolar bone was classified by 4 types of bone, such as normal, 2 mm, 4 mm, 6 mm bone, according to the bone loss. Meanwhile, the material of post are divided into 2 types of materials, such as gold, co-cr. Force was applied to two directions. One was fuctional maximum bite force (300 N) applied to the spot just lingual to the incisal edge with the angle of 45 degree to the long axis of the tooth, and the other one was horizontal force (300 N) applied to the labial surface. The results analyzed with three dimensional finite element method were as follows : 1. Stress was concentrated on the adjacent dentin of the post apex, one third portion of the post apex and the labial & lingual mid-portion of the root in all case. The stress of middle third of the root was apparently concentrated on the labial aspect. 2. The stress on adjacent dentin of the post apex and one third of the post apex increased as alveolar bone height moved apically. This increase was dramatic beyond 4 mm bone loss model. 3. The stress of the post apex was spreaded to the middle third of the post and greater than gold post in the case of metal post. 4. The displacement of the neck of post was the greatest in one of the post-cement interface and this increased as alveolar bone height moved apically. Besides the displacement of the metal post is slightly lower than one of the gold post.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제11권2호
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• pp.39-47
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• 2012

본 연구에서는 블록식 보강토옹벽에 적용이 가능한 띠형 섬유보강재에 대하여 대형인발시험을 수행하였으며, 시험결과를 바탕으로 지반 내에 포설된 보강재의 인장변형 및 유발인발력을 분석하였다. 또한 전체면적법과 유효면적법을 이용한 인발강도를 평가하였다. 최대인발력은 보강재 폭 및 수직응력 조건에 관계없이 끝단 인발변위가 15mm 이내에서 발현되었다. 그리고 보강재의 설치간격과 관계없이 인발력과 끝단 인발변위 관계에 의한 인발거동은 유사한 것으로 확인되었다. 띠형 섬유보강재의 인발에 의한 변형은 보강재의 폭과 관계없이 선단부에 집중되어 선단부분에서 큰 인발력이 유발된 것을 확인하였다. 이는 수직응력 조건에 따른 마찰저항 보강재의 결속력이 인발저항에 매우 큰 영향을 미치는 것을 의미한다. 따라서 띠형 섬유보강재는 인장특성이 고려된 유효길이에 따른 평가가 이루어져야 보다 합리적인 설계가 가능한 것으로 분석되었다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제24권6호
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• pp.655-662
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• 2011

본 논문에서는 다지점 가진 시 장대교량에 대한 지진응답해석을 수행하고 설계상의 다양한 요구에 유연하게 대처하기 위해서 다지점 가진 해석에 필요한 비선형시간이력해석 알고리즘(영향계수법)을 제안하고, 이를 신뢰성있는 비선형 유한요소해석 프로그램(RCAHEST)에 추가하였다. 동일한 유한요소모델에 대해 범용 유한요소해석 프로그램 SAP2000의 Multi-support Excitation 기능을 이용하여 연구에서의 결과에 대한 비교 검증을 수행하였다. 이 연구결과를 바탕으로 인천대교에 대해서 유한요소모델링을 실시하고 다지점 가진을 고려한 비선형시간이력해석을 수행하였다. 수평변위응답의 분석 결과 시간지연이 늘어날수록 최대 수평변위가 줄어드는 것을 확인할 수 있었다. 또한 입력지진파의 최대가속도를 단계적으로 증가시키며 극한해석을 수행하여 대상 교량의 사용성을 평가하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제33권1호
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• pp.17-30
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• 2017

옹벽 중 일반적으로 많이 사용되고 있는 L형 옹벽은 배면에 공간이 많이 필요하고, 중력식 옹벽은 단면이 크다. 이러한 단점을 보완하고 역학적 안정성을 높이기 위해 AER옹벽이 개발되었다. 본 논문에서는 현장모형실험과 3D 수치해석을 통해 AER옹벽의 거동을 분석하였다. 그 결과, 기존 옹벽에 비해서 수평변위가 최대 67.84%가 감소하였고, 토압이 최대 73.19% 감소하여 AER옹벽의 높은 구조적인 안정성을 확인하였다.

• Wind and Structures
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• 제25권6호
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• pp.507-535
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• 2017

In the strong wind shutdown state, the blade position significantly affects the streaming behavior and stability performance of wind turbine towers. By selecting the 3M horizontal axis wind turbine independently developed by Nanjing University of Aeronautics and Astronautics as the research object, the CFD method was adopted to simulate the flow field of the tower-blade system at eight shutdown positions within a single rotation period of blades. The effectiveness of the simulation method was validated by comparing the simulation results with standard curves. In addition, the dynamic property, aerostatic response, buckling stability and ultimate bearing capacity of the wind turbine system at different shutdown positions were calculated by using the finite element method. On this basis, the influence regularity of blade shutdown position on the wind-induced response and stability performance of wind turbine systems was derived, with the most unfavorable working conditions of wind-induced buckling failure of this type of wind turbines concluded. The research results implied that within a rotation period of the wind turbine blade, when the blade completely overlaps the tower (Working condition 1), the aerodynamic performance of the system is the poorest while the aerostatic response is relatively small. Since the influence of the structure's geometrical nonlinearity on the system wind-induced response is small, the maximum displacement only has a discrepancy of 0.04. With the blade rotating clockwise, its wind-induced stability performance presents a variation tendency of first-increase-then-decrease. Under Working condition 3, the critical instability wind speed reaches its maximum value, while the critical instability wind speed under Working condition 6 is the smallest. At the same time, the coupling effect between tower and blade leads to a reverse effect which can significantly improve the ultimate bearing capacity of the system. With the reduction of the area of tower shielded by blades, this reverse effect becomes more obvious.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제13권8호
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• pp.35-43
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• 2012

널말뚝을 해안지역이나 도심지역에 건설하는 경우 주변에 위치한 횡방향 재하 말뚝의 영향권 내에 존재하게 되는 경우가 발생하게 되지만, 기존 설계방법에서는 이러한 영향에 대하여 고려하고 있지 않다. 본 연구를 통해 말뚝에 횡방향 하중이 재하되는 경우 근접한 널말뚝에 미치는 영향을 정량적으로 예측할 수 있는 방법을 제안하고자 한다. 상용프로그램인 ABAQUS를 이용하여 3차원 유한요소 모델을 만들었으며 지반 구성모델로는 Drucker-Prager 모델, 널말뚝과 말뚝은 선형탄성으로 거동하도록 모사하였다. 널말뚝의 휨강성, 말뚝과 널말뚝 간의 거리, 굴착깊이, 그리고 지반의 탄성계수 등 총 4가지 변수들을 사용하여 횡방향 재하 말뚝이 주변 널말뚝에 미치는 영향을 분석해 보았다. 수치해석 결과를 이용하여 널말뚝에 발생하는 최대 횡방향 변위 및 휨모멘트를 측정할 수 있는 간단한 식을 제시하였다.

• Advances in concrete construction
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• 제10권6호
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• pp.547-557
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• 2020

This paper presents one of the demonstration projects undertaken during the FP7 EU-funded Anagennisi project (Innovative reuse of all tyre components in concrete-2014-2017) on a full-scale (30 m×40 m, thickness: 0.2 m) Steel Fibre Reinforced Concrete (SFRC) slab-on-grade using a blend of manufactured steel fibres (MSF) and Recycled Tyre Steel Fibres (RTSF). The aim of the project was to assess the use of RTSF in everyday construction practice. The Anagennisi partners, Dulex Ltd in collaboration with Gradmont-Gradacac Ltd and University of Zagreb, designed, cast and monitored the long-term shrinkage deformations of the indoor slab-on-grade slab at Gradmont's precast concrete factory in Gradacac, Bosnia and Herzegovina. A hybrid RTSF mix (20 kg/㎥ of MSF+10 kg/㎥ of RTSF) was used to comply with the design criteria which included a maximum load capacity of 20 kN/㎡. The slab was monitored for one year using surveying equipment and visual inspection of cracks. During the monitoring period, the slab exhibited reasonable deformations (a maximum displacement of 3.3 mm for both, horizontal and vertical displacements) whilst after five years in use, the owners did not report any issues and were satisfied with the construction methodology and materials used. This work confirms that RSTF is a viable and sustainable solution for slab-on-grade applications.

• 한국지반공학회논문집
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• 제38권12호
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• pp.91-101
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• 2022

1995년 일본에서 발생한 고베지진으로 인하여 고베항에 대규모 피해가 발생하면서, 기존 내진설계 기준의 문제점이 제기됨에 따라 기존의 유사정적해석 및 허용응력 설계법으로는 Level II(규모 6.5) 수준의 지진에 대하여 항만 구조물 설계가 불가능한 사실이 지적되어 내진설계에 있어서 성능기반 설계법의 필요성이 대두되었다. 지진이 빈번한 일본 및 미국의 경우 항만시설에 대한 가장 선진화된 설계기준을 도입하여 적용하고 있으며, 기존 내진설계기준을 성능기반설계로 전환하였다. 1999년 이후 현재까지 국내 항만내진설계법은 내진설계가 필요한 시설과 이들의 내진등급에 대한 정의가 불명확한 점에 대해 연구를 통해 필요한 시설과 내진등급에 대한 정의를 확립하고 실험적 검증을 바탕으로 국내 실정에 부합한 성능기반 내진설계법을 확립하고 있는 단계이다. 본 연구에서 개발한 방파제의 성능기반 내진설계법은 원지반의 지표면에서의 가속도 시간이력을 고속 푸리에 변환(FFT) 후 방파제의 해당성능수준별 최대허용변위에 대응한 주파수 특성을 보정해주는 필터처리를 하였고, 필터 처리된 스펙트럼을 다시 가속도 시간이력으로 역변환(IFFT) 하여 가속도 최대값을 산정함으로써 변위를 고려한 등가정적해석을 위한 수평지진계수를 산정하였다. 또한 국내 지진 수준에 맞는 방파제의 성능기반 내진설계법의 검증을 위해서 실험과 수치해석을 수행하였다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제14권1호
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• pp.1-10
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• 2015

최근 해양구조물의 건설이 활발해짐에 따라 해상 부유식 구조체를 경제적으로 지지할 수 있는 새로운 앵커형식을 개발하려는 연구가 이루어지고 있다. 본 연구에서는 기존의 대구경 단일형 석션파일 대신에 다수의 중구경 석션파일을 콘크리트 파일캡으로 결합한 그룹 석션파일에 대하여 연구하였다. 그룹 석션파일은 이동과 회전이 함께 발생하는 복잡한 지지거동을 보이기 때문에 일반적인 설계법을 적용하기 어렵다. 그러므로, 본 연구에서는 점성토 지반에 근입된 그룹 석션파일의 수평방향 지지력을 산정하는 수치 모델링 기법을 개발하였다. 본 기법은 파일을 보요소, 주변지반의 저항력을 비선형 스프링으로 모사한다. 본 기법의 적용성을 분석하기 위하여 동일한 조건에 대하여 3차원 유한요소해석을 수행하여 수평방향 하중-변위 곡선을 서로 비교하였다. 비교결과, 제안된 기법이 지지력을 과소평가하고 최대 지지력이 발생하는 변위는 크게 산정하는 것으로 나타났다. 그러므로, 유한요소해석 결과를 실제거동을 모사할 수 있는 정밀해로 가정한 후 개발된 설계 모델링 기법의 결과를 보정할 수 있는 지반저항력 보정계수를 제안하였다.