• Structural Engineering and Mechanics
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• 제9권2호
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• pp.111-126
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• 2000

Truss type structures are attractive to a variety of engineering applications on earth as well as in space due to their high stiffness to mass ratios and ease of construction and fabrication. During the service life, an individual member of a truss structure may lose load carrying capacity due to many reasons, which may lead to collapse of the structure. An analytical and computational procedure has been developed to study the response of truss structures subject to member failure under static and dynamic loadings. Emphasis is given to the dynamic effects of member failure and the propagation of local damage to other parts of the structure. The methodology developed is based on nonlinear finite element analysis technique and considers elasto-plastic material nonlinearity, postbuckling of members, and large deformation geometric nonlinearity. The pseudo force approach is used to represent the member failure. Results obtained for a planar nine-bay indeterminate truss undergoing sequential member failure show that failure of one member can initiate failure of several members in the structure.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제26권6호
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• pp.571-579
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• 2014

고층건축물의 수평변위 제어에 필요한 브레이스는 구조물의 경제성 확보를 위해 주로 새장한 부재를 설치하여 인장하중에 저항하도록 하는 경우가 많다. 하지만, 브레이스에 압축하증이 작용할 경우에는 부재가 하중에 저항하지 않는 부재로 상정하여 설계되고 있다. 이는 브레이스에 압축하중이 작용할 경우 부재의 탄성좌굴이 발생하게 되어 급격히 내하력을 잃어버리게 되기 때문이다. 이러한 문제를 해결하기 위해 많은 연구가 이루어져 왔으며, 그중 대표적인 것이 응력제한장치라 할 수 있다. 응력제한장치는 세장한 부재가 압축하중에 의해 탄성좌굴이 발생하기 전에 부재가 항복하여 안정적인 거동을 유도하는 것을 목적으로 하고 있다. 본 논문에서는 응력제한장치로서 절판방식을 제안하고 실험과 유한요소 해석을 수행하였다. 실험은 절판단면의 경사각을 변수로 하여, FLD장치 및 FLD를 장착한 부재에 대한 압축실험 및 해석을 진행하였다. 그 결과 절판방식의 실험체는 항복 후 소성영역에서 내력의 큰 저하 없이 안정적인 거동을 나타내고 있어 응력제한방식으로서 유효함이 확인되었다.

• 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.

• 한국산업융합학회 논문집
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• 제15권1호
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• pp.5-11
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• 2012

The Buckling of the member under compressive stress is likely to occur, which is an important factor determining the strength of structures. The objective of this study was to evaluate the member buckling strength of a circular hollow steel with ball joints and to compare with design specifications for load resistance factor of our country. Furthermore, we would like to suggest basic data for evaluation of buckling length of a circular hollow steel with ball joints according to comparative analysis. These results were summarized as follows: Buckling stress according to the test results on buckling was 1.21 times greater than LSD specifications of our country estimated the entire length of circular hollow steel with ball joints as buckling length. In addition, it was 1.16 times greater than when estimating the length except the ball as buckling length and 1.14 times grater than when excluding the ball and sleeve. Therefore, when estimating buckling stress of circular hollow steel with ball joints, their buckling length may be measured by the length except ball and sleeve.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 2000년도 춘계학술발표대회 논문집
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• pp.9-14
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• 2000

This paper presents the analytical results of local buckling of orthotropic I-shape compression members. Employing the equilibrium approach, the characteristic equation for local buckling of I-shape compression member is derived. Using the derived equation, the minimum buckling coefficients with respect to the ratio of width to thickness for the I-shape column are suggested as a graphical form. In addition, the dominant plate component initiating the local buckling of I-shape column is also identified by using the approximate solution and the results are plotted with dotted line on the minimum bucking coefficient curve.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제22권1호
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• pp.176-182
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• 2018

본 연구의 목적은 볼접합부를 갖는 원형강관의 좌굴실험 결과를 토대로 하여 국내외 압축재 설계규준과 비교 평가함으로써 부재의 좌굴내력 및 좌굴길이 계수의 안전성과 합리성을 조사하는 것이다. 좌굴성능 평가를 위해 선정된 원형강관은 Ø$48.6{\times}2.8t$와 Ø$60.5{\times}3.2t$ 및 Ø$76.3{\times}3.2t$이다. 국내외 압축재 설계를 위해 우리나라의 하중저항계수 설계법(LRFD), 일본의 한계상태 설계법(LSD) 및 영국의 BS5950 규준을 적용하였다. 본 연구에서는 선행연구의 실험결과와 국내외 설계규준과의 좌굴성능을 비교 분석하였다. 그 결과를 요약해 보면 다음과 같다. 각국의 압축재 설계규준에서 부재의 전체길이를 좌굴길이로 적용한 결과 실험에 의한 좌굴내력의 64%~89% 정도로 나타났다. 따라서 안전을 위해 현재 설계 규준식에 준하여 부재설계를 수행하는 것이 바람직하다고 판단되었다. 실험결과 측정된 좌굴내력은 우리나라, 일본 및 영국의 압축재 설계규준에서 좌굴길이를 순수 원형강관만으로 고려한 좌굴내력 값에 비해 1.02배~1.43배 높은 것으로 나타났다. 따라서 스페이스 프레임 구조물 설계에 있어 개별부재 좌굴내력은 절점 간 길이가 아닌 순수 원형강관의 길이로 좌굴계수를 고려할 필요가 있을 것으로 보여 진다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제9권3호
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• pp.289-304
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• 2000

This study discusses on the experimental and analytical results of the global buckling tests, carried out on aluminum alloy double layer space grids composed of tubular members, ball joints and connecting bolts at the member ends, with the purpose of demonstrating the effectiveness of a simplified analysis method using an equivalent slenderness ratio for the members. Because very few experiments have been carried out on this type of aluminum space grids, the buckling behavior is investigated experimentally over the post buckling regions using several space grid specimen with various values for the member slenderness ratio. The observed behavior duping the experiments is compared with the analytically obtained results. The comparison is made based on two different schemes; one on the plastic hinge method considering a bending moment-axial force interaction for members and the other on a method using an equivalent slenderness ratio. It is confirmed that the equivalent slenderness method can be effectively applied, even in the post buckling regions, once the effects of the rotational rigidity at the ball joints are appropriately evaluated, because the rigidity controls the buckling behavior. The effectiveness of the equivalent slenderness method will be widely utilized for estimation of the ultimate strength, even in post buckling regions for large span aluminum space grids composed of an extreme large number of nodes and members.

• 대한토목학회논문집
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• 제32권4A호
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• pp.217-225
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• 2012

본 연구에서는 비대칭 연결재를 갖는 조립식 압축부재의 연결재 종류에 따른 좌굴 거동을 알아보기 위한 실 대형 실험을 실시하였다. 압축부재인 H-300 형강 10 m 부재 3개를 볼트 연결하여 총 길이 30 m가 되도록 2 m 간격으로 2열 배치한 후 연결재 종류가 띠판, ㄷ형강, 복 ㄷ형강인 경우에 대하여 압축 실험을 실시하였다. 본 논문에서는 연결재 종류에 따른 실험 좌굴 하중을 평가하고 이를 유한요소해석 결과인 좌굴하중과 Timoshenko 식에 의한 좌굴하중과 비교 분석 하였으며, 연결재 종류에 따른 조립식 압축부재의 좌굴 거동으로 인한 종방향 변위, 횡방향 변위, 변형률 등을 분석하였다. 실험 결과 비대칭 연결재를 갖는 조립식 압축부재의 연결재가 띠판일 때 보다 복 ㄷ형강일 때의 좌굴 하중은 4.2%, ㄷ형강일 때는 36.6% 감소하는 것으로 나타났다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제20권3호
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• pp.377-387
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• 2008

트러스 구조는 단면의 효율이 높고, 단순하면서도 합리적인 형태로 사용될 수 있어 입체적인 대공간 구조의 지붕구조에 자주 사용되는 구조이지만, 구조물을 구성하는 부재의 수가 방대하며 세장하게 된다. 또한 구조물 전체의 거동은 개부재의 좌굴에 지배되는 경우가 대부분이므로 트러스 구조를 해석할 경우에는 개부재의 탄소성 좌굴거동 및 좌굴 후 거동을 고려하는 것이 필수적이다. 반복 축 하중을 받는 트러스 부재의 좌굴 후 거동을 해석하기 위해서는 일반적으로 보 요소를 이용한 요소분할 모델 및 소성힌지 모델이 사용되지만, 전체 구조물을 해석할 경우 계산 부하 및 불안정성이 증가하므로 유용한 방법이라고 할 수 없다. 본 연구에서는 트러스 부재의 탄소성 좌굴거동을 표현할 수 있는 해석기법의 개발을 목적으로, 열역학을 사용한 정식화를 통해 1개의 요소로 부재 전체의 거동을 표현 가능한 수치해석 기법을 유도한다. 제안모델은 부재의 요소 분할을 필요로 하지 않으므로 계산상의 효율성이 높은 모델이며 부재 중앙의 회전변위를 부재내력의 손상정도로 판단하여 좌굴 후 거동을 표현하는 데미지 모델 및 세장비가 작은 경우에 유용한 근사해석법 등을 제안한다. 또한 2종류의 제안모델 해석결과와 유한요소법의 분할모델 해석결과를 비교하여, 제안모델의 신뢰성을 검토하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제25권3호
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• pp.279-287
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• 2013

세장한 부재에 압축력이 작용할 때, 부재는 탄성좌굴이 발생하게 되어 급격히 내하력을 상실하고 파괴에 도달하게 된다. 이러한 현상으로 인한 부재의 파괴는 종국적으로 구조체에 위해를 가하게 되어 붕괴원인이 되기도 한다. 본 연구에서는 세장한 부재에 압축력이 작용할 경우 부재가 탄성좌굴이 발생하기 이전에 항복하도록 유도하는 장치(응력제한장치)를 개발하는 것을 목적으로 하고 있다. 특히, 본 논문에서는 응력제한장치로서 면외저항판 방식을 제안하고 실험과 유한요소 해석을 수행하였다. 실험의 변수는 면외저항판의 두께 및 저항판의 경사도이다. 실험 및 해석결과 면외저항판 실험체는 항복후 소성영역에서 내력의 큰 저하없이 안정적인 거동을 나타내고 있어 응력제한방식으로서 유효성이 확인되었다.