• 한국전산구조공학회논문집
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• 제20권5호
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• pp.623-628
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• 2007

마찰형 감쇠를 갖는 구조물은 구조물의 고유주기, 하중의 특성, 그리고 외부하중에 대한 마찰력의 상대적인 크기에 따라 강한 비선형성을 나타내므로, 구조물의 최대응답을 예측하기 매우 어렵다. 기존의 연구에서는 비선형 시스템을 등가의 선형 시스템으로 치환하거나, 구조물의 비선형 시간이력해석을 통한 응답스펙트럼 분석에 의한 간단한 확률해석에 의해 수행되었다. 지진 하중은 불확실성과 불규칙성을 갖고 있기 때문에 확률적으로 정의된다면, 지진하중을 받는 마찰형 감쇠를 갖는 구조물의 응답 역시 확률분포를 나타낼 것이다. 본 논문에서는 Kanai-Tajimi 필터를 이용해 생성된 인공지진하중에 대해 마찰형 감쇠를 갖는 구조물의 비선형 시간이력 해석이 수행되었다. 그리고 정규분포 확률밀도 함수에 선형 회귀분석을 통해 얻어진 구조물의 주기와 마찰력의 크기에 의한 변수를 업데이트 시킨 마찰형 감쇠를 갖는 구조물의 변위 응답 확률밀도함수식이 제시된다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제7권6호
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• pp.109-117
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• 2003

기존의 비선형 정적 및 동적 해석에서는 철근콘크리트 구조물의 에너지 소산능력을 정확히 고려하지 못하고 있다. 최근 연구에서는 휨지배 철근콘크리트 부재의 에너지 소산능력을 정확히 평가할 수 있는 식이 개발되었으며, 본 연구에서는 이 평가방법을 이용하여 에너지 소산능력을 정확히 고려할 수 있는 비선형 정적 및 동적 해석 방법을 개발하였다. 비선형 정적 해석을 위하여 에너지 스펙트럼 곡선을 개발하고 이를 적용하여 능력스펙트럼법을 개선하였으며, 또한 비선형 동적 해석을 위하여 철근콘크리트 부재의 단순화된 에너지 기초 주기거동모델을 개발하였다. 제안된 모델은 부재의 강성에 기초한 기존의 주기거동모델과는 달리 완전한 주기거동 발생시 소산되는 에너지를 정확하게 반영할 수 있다. 본 연구에서는 제안된 방법에 따라 비선형 정적 및 동적 해석법의 절차를 정립하였으며 이를 적용한 컴퓨터 해석 프로그램을 개발하였다. 제안된 해석 방법은 부재의 단면형태, 철근비, 배근형태 등 설계 변수에 따른 에너지 소산능력을 정확하게 고려하고 지진발생시 에너지 소산능력이 구조물의 성능에 미치는 효과를 반영할 수 있다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제21권3호
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• pp.267-275
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• 2009

본 논문에서는 기둥이 손실된 철골모멘트골조의 2경간 보의 동적거동 특성을 고찰하고 철골모멘트골조의 연쇄붕괴 예비평가를 위한 비선형 동적 근사해석법을 제안하였다. 기둥이 손실된 2경간 부분골조 모델의 동적거동의 분석을 통하여, 2경간 보의 중력하중과 보스팬-대-보춤 비가 최대 동적 변형요구의 지배적인 요소임을 확인하였다. 이를 토대로 2경간 보의 중력하중 변수와 최대 현회전각과의 관계를 기술하는 붕괴스펙트럼 개념을 새로이 제안하고 이의 활용법을 예시하였다. 3차원 비선형 동적 유한요소해석결과와 비교하여, 본 연구에서 제안한 방안이 용접 철골모멘트골조의 비선형 연쇄붕괴거동을 신속히 평가하는데 정확하면서도 매우 효율적임을 입증하였다.

• 국제강구조저널
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• 제18권5호
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• pp.1617-1630
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• 2018

The crucial differences between conventional rail with split-type connectors and continuous welded rails are axial stress in the longitudinal direction and stability, as well as other issues generated under the influence of loading effects. Longitudinal stresses generated in continuously welded rails on railway bridges are strongly influenced by the nonlinear behavior of the supporting system comprising sleepers and ballasts. Thus, the track structure interaction cannot be neglected. The rail-support system mentioned above has properties of non-uniform material distribution and uncertainty of construction quality. The linear elastic hypothesis therefore cannot correctly evaluate the stress distribution within the rails. The aim of this study is to apply the nonlinear finite element method using the nonlinear coupling interface between the track and structural model and to illustrate the welded rail behavior under the loading effect and uncertain factors of the ballast. Numerical results of nonlinear finite analysis with a three-dimensional solid and frame element model are presented for a typical track-bridge system. A composite plate girder, modeled by solid and shell elements, is also analyzed to consider the behavior of the welded rail. The analysis result showed buckling under the independent calculations of load cases, including 'temperature change', 'bending of the supporting structure', and 'braking' of the railway vehicle. A parametric study of the load combination method and the loading sequence is also included in this analysis.

• Computers and Concrete
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• 제34권1호
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• pp.1-14
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• 2024

The design of disturbed regions in reinforced concrete structures usually applies the well known Strut and Tie Method (STM). As an alternative, the Stringer-Panel Method (SPM), an intermediate model between STM and the Finite Element Method (FEM), consists in dividing a structure into two distinct elements: the stringers (which carry axial forces) and panels (which carry shear forces). SPM has already showed good applicability in manual calculations and computer implementations, and its most known application was SPanCAD, an AutoCAD plugin for linear and nonlinear analysis by SPM. Unfortunately, SPanCAD was discontinued by the developers, and it's not compatible with the most recent versions of AutoCAD. So, this paper aims to present a computer program that was developed as an upgrade to the latter: the Stringer Panel Modelling Tool (SPMTool), which is intended to be an auxiliary design tool and it presents improvements, in comparison to SPanCAD. It is possible to execute linear and nonlinear analysis by three distinct formulations: Modified Compression Field Theory (MCFT), Disturbed Stress Field Model (DSFM) and Softened Membrane Model (SMM). The nonlinear results were compared to experimental data of reinforced concrete elements that were not designed by SPM; these elements were also analyzed in SPanCAD. On overall, SPMTool made more realistic predictions to the behavior of the analyzed structures than SPanCAD. Except for DSFM predictions for corbels (1.24), in overall average, the ultimate load predictions were conservative (0.85 to 0.98), which is a good aspect for a design tool. On the other hand, the cracking load predictions presented overestimations (1.06 to 1.47) and higher variations (25.59% to 34.25%) and the post-cracking behavior could not be accurately predicted; for this use case, a more robust finite element software is recommended.

• 대한토목학회논문집
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• 제31권2A호
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• pp.43-49
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• 2011

본 연구에서는 선교나 부선등에 실린 장비들과 같이 선박의 회전중심으로부터 이격된 선박구조와 교량의 상부구조가 충돌하는 경우의 충돌거동을 해석할 수 있도록 선박의 회전을 고려한 간이충돌모델을 개발하였다. 충돌모델은 선박과 교량의 질량과 강도 및 비선형성을 나타내도록 하였고, 모델의 비선형 운동방정식을 4차 Runge-Kutta방법을 이용하여 수치적으로 해석하였다. 현재 국내에서 운용되고 있는 부선의 제원을 선폭을 기준으로 표준화하고 작성된 충돌모델을 이용하여 각종 충돌조건이 교량의 충돌하중이 미치는 영향에 대한 매개변수연구를 수행하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제48권6호
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• pp.849-878
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• 2013

This paper consists of two parts, which broadly examines solution techniques abilities for the structures with geometrical nonlinear behavior. In part I of the article, formulations of several well-known approaches will be presented. These solution strategies include different groups, such as: residual load minimization, normal plane, updated normal plane, cylindrical arc length, work control, residual displacement minimization, generalized displacement control, modified normal flow, and three-parameter ellipsoidal, hyperbolic, and polynomial schemes. For better understanding and easier application of the solution techniques, a consistent mathematical notation is employed in all formulations for correction and predictor steps. Moreover, other features of these approaches and their algorithms will be investigated. Common methods of determining the amount and sign of load factor increment in the predictor step and choosing the correct root in predictor and corrector step will be reviewed. The way that these features are determined is very important for tracing of the structural equilibrium path. In the second part of article, robustness and efficiency of the solution schemes will be comprehensively evaluated by performing numerical analyses.

• Computational Structural Engineering : An International Journal
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• 제1권2호
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• pp.117-130
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• 2001

Investigations of low-rice unbounded reinforced concrete shear walls with or without openings are performed with comparison of analytical and experimental results. Theoretical analysis is based on nonlinear finite element algorithm, which incorporates concrete failure criterion and nonlinear constitutive relationships. Studios focus on the effects of height-to-length ratio of shear walls, opening ratio, horizontal and vertical reinforcement radios, and diagonal reinforcement. Analytical solutions conform well with experimental results. Equations for cracking, yielding and ultimate loads with corresponding lateral displacements are derived by regression using analytical results and experimental data. Also, failure modes of low-rise unbounded shear walls are theoretically investigated. An explanation of change in failure mode is ascertained by comparing analytical results and ACI code equations. Shear-flexural failure can be obtained with additional flexural reinforcement to increase a wall's capacity. This concept leads to a design method of reducing flexural reinforcement in low-rise bounded solid shear wall's. Avoidance of shear failure as well as less reinforcement congestion leer these walls is expected.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제8권6호
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• pp.881-889
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• 2013

본 논문은 IPMSM(Interior Permanent Magnet Synchronous Motor)의 속도 제어를 위한 비선형 백스텝핑 제어 기법을 제안한다. 비선형 백스텝핑 제어기법의 이득은 정상상태 에러를 제거하고, 좀 더 안정한 결과를 얻을 수 있도록 에러의 적분 이득을 포함하여 설계하였다. 또한, 부하 토크를 추정할 수 있도록 설계하여 부하의 변동에 대하여 빠른 적응성을 가지도록 하였다. 모의 실험을 통하여 적분 이득을 가지는 백스텝핑 제어기가 일정한 토크 운전영역에서 안정한 제어기임을 검증하고, 적분 이득이 없는 백스텝핑 제어기와 성능을 비교하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제57권6호
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• pp.1065-1084
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• 2016

The analysis and design of skeletal structures is greatly influenced by the behaviour of beam-to-column connections, where patented designs have led to a wide range of types with differing structural quantities. The behaviour of beam-to-column connections plays an important role in the analysis and design of framed structures. This paper presents an overview of the influence of connection behaviour on structural stability, in the in-plane (bending) mode of sway. A computer-based method is presented for geometrically nonlinear plane frames with semi-rigid connections accounting for shear deformations. The analytical procedure employs transcendental modified stability functions to model the effect of axial force on the stiffness of members. The member stiffness matrix were found. The critical load has been searched as a suitable load parameter for the loss of stability of the system. Several examples are presented to demonstrate the validity of the analysis procedure. The method is readily implemented on a computer using matrix structural analysis techniques and is applicable for the efficient nonlinear analysis of frameworks. Combined with a parametric column effective length study, connection and frame stiffness are used to propose a method for the analysis of semi-rigid frames where column effective lengths are greatly reduced and second order (deflection induced) bending moments in the column may be distributed via the connectors to the beams, leading to significant economies.