• 대한기계학회논문집A
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• 제30권7호
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• pp.833-840
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• 2006

The paper presents a numerical solution to the problem of a hot rigid indenter sliding over a thermoelastic Winkler foundation with a thermal contact resistance at constant speed. It is shown analytically that no steady-state solution can exist for sufficiently high temperature or sufficiently small normal load or speed, regardless of the thermal contact resistance. However the steady state solution may exist in the same situation if the thermal contact resistance is considered. This means that the effect of the large values of temperature difference and small value of force or velocity which occur at no steady state can be lessened due to the thermal contact resistance. When there is no steady state, the predicted transient behavior involves regions of transient stationary contact interspersed with regions of separation regardless of the thermal contact resistance. Initially, the system typically exhibits a small number of relatively large contact and separation regions, but after the initial transient, the trailing edge of the contact area is only established and the leading edge loses contact, reducing the total extent of contact considerably. As time progresses, larger and larger numbers of small contact areas are established, unlit eventually the accuracy of the algorithm is limited by the discretization used.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2005년도 춘계학술대회논문집
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• pp.330-333
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• 2005

The paper presents a numerical solution to the problem of a hot rigid indenter siding over a thermoelastic Winkler foundation with a thermal contact resistance at constant speed. It is shown analytically that no steady-state solution can exist for sufficiently high temperature or sufficiently small normal load or speed regardless of the thermal contact resistance. However, the steady state solution may exist in the same situation if the thermal contact resistance is considered. This means that the effect of the large values of temperature difference and small value of force or velocity which occur at no steady state can be lessened due to the thermal contact resistance. When there is no steady-state the predicted transient behavior involves regions of transient stationary contact interspersed with regions of separation regardless of the thermal contact resistance. Initially, the system typically exhibits a small number of relatively large contact and separation regions, but after the initial transient the trailing edge of the contact area is only established and the leading edge loses contact, reducing the total extent of contact considerably. As time progresses, larger and larger number of small contact areas are established, until eventually the accuracy of the algorithm is limited by the discretization used.

• 한국농공학회지
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• 제34권1호
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• pp.49-56
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• 1992

This study was carried out to investigate the mechanical behaviour of the plate on a Winkler's foundation according to the soil-structures relative stiffness and the applicability of the conventional analysis method. For the above purpose, Winkler's constant of 4, 15, 25 and 100kg/$cm^2$/cm was considered and the plate thickness of 20, 30, 50, 100 and 150cm was adopted. Results obtained from the numerical examples are summarized as follow: 1. The effects of elastic foundation is considerable for plates with small flexural rigidity. 2. As the Winkler's constant increases, the bending moment in the plate becomes localized near the loading point. 3. The stresses evaluated by the conventional method not correct even for rigid ground such as rock. 4. If the relative stiffness of the plate is very large, for example the plate thickness is larger than 100cm, the conventional analysis method can be justified for the design purposes. 5. On assumption the flexural rigidity of the plate is infinite, the interaction of soil and plate can be ignored in design consideration. The numerical examples in this paper show that when the plate thickness is more than 100cm, the effects of elastic foundation almost disappear. In practical design, soil-plate interaction should be taken into account, because the 100cm-thickness of the plate will not be practical value in usual sites.

• Steel and Composite Structures
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• 제1권2호
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• pp.187-200
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• 2001

Most of the portal frames are designed these days by the application of plastic analysis, with the normal assumption being made that the column bases are pinned. However, the couple produced by the compression action of the inner column flange and the tension in the holding down bolts will inevitably generate some moment resistance and rotational stiffness. Full-scale portal frame tests conducted during a previous research program had suggested that this moment can be as much as 20% of the moment of resistance of the column. The size of this moment of resistance is particularly important for the design of the tensile capacity of the holding down bolts and also the bearing resistance of the foundation. The present research program is aiming at defining this moment of resistance in simple design terms so that it could be included in the design of the frame. The investigation also included the study of the semi-rigid behaviour of the column base/foundation, which, to a certain extent, affects the overall loading capacity and stiffness of the portal frames. A series of column bases with various details were tested and were used to calibrate a finite element model which is able to simulate the action of the holding down bolts, the effect of the concrete foundation and the deformation of the base plate.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제88권3호
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• pp.273-285
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• 2023

This study examines how the interaction between soil and a wind turbine's supporting system affects the optimal design. The supporting system resting on an elastic soil foundation consists of a steel conical tower and a concrete circular raft foundation, and it is subjected to wind loads. The material cost of the supporting system is aimed to be minimized employing various metaheuristic optimization algorithms including teaching-learning based optimization (TLBO). To include the influence of the soil in the optimization process, modified Vlasov and Gazetas elastic soil models are integrated into the optimization algorithms using the application programing interface (API) feature of the structural analysis program providing two-way data flow. As far as the optimal designs are considered, the best minimum cost design is achieved for the TLBO algorithm, and the modified Vlasov model makes the design economical compared with the simple Gazetas and infinitely rigid soil models. Especially, the optimum design dimensions of the raft foundation extremely reduce when the Vlasov realistic soil reactions are included in the optimum analysis. Additionally, as the designated design wind speed is decreased, the beneficial impact of soil interaction on the optimum material cost diminishes.

• 한국항해항만학회지
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• 제36권3호
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• pp.175-180
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• 2012

플로팅 상부구조물은 일반 건축물과 형태는 같지만 기초가 땅이 아닌 하부 부체에 지지되는 구조물로 파랑하중에 의한 영향을 크게 받으며, 파랑하중에 의한 하부구조물의 변형이 접합부에 영향을 미쳐 상부구조물의 이용자에게 사용성 및 안전성의 문제를 발생시키게 된다. 이에 따라 본 논문에서는 3차원 플로팅 구조물의 상부구조물과 하부구조물을 일체화한 전해석을 통하여 강접합과 반강접 접합에 대해 탄성 해석을 실시하였다. 구조물의 전해석과 하부구조물을 제외한 분리해석을 비교 분석 하였으며 탄성 해석을 통해 파랑하중의 CASE를 나누어 파랑하중의 변화에 따른 구조물의 모멘트 및 변위를 접합부에 따라 분류하고 비교하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제24권7호
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• pp.61-73
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• 2008

다수의 말뚝을 캡(확대기초)으로 연결하여 하중을 지지하는 다주식 기초에 대하여 캡의 연결부를 강결합 조건과 힌지결합 조건으로 구분하여 말뚝 반력 해석의 합리성을 분석하였으며, 널리 사용 중인 탄성변위법과 라멘식 프레임 해석에 기반한 비선형 해석기법을 비교하여 검토하였다. 특히 실제 해상 장대교량의 조건을 대상으로 상부구조와 기초를 연계한 전체 구조계 해석 결과를 분석하여 말뚝머리 구속 조건에 대한 기초 부재 단면력 산정의 적정성을 파악하였다. 이를 위해 캡과 연결된 각 말뚝에서 발생하는 휨모멘트, 전단력, 압축력 등 반력을 산정하고 PM상관도 분석과 지지력 산정을 통해 말뚝 부재의 안정성을 검토하였다. 일반적인 규모의 교량, 또는 강성이 크지 않은 말뚝을 적용한 기초에서는 말뚝-캡 결합 조건에 따른 말뚝 단면 설계의 차이가 현저하지 않으나, 말뚝이 지면 위로 일정 길이 이상 돌출되는 다주식 기초의 해상교량에서는 말뚝머리를 힌지로 고려할 경우 지중부에서 매우 큰 휨모멘트와 전단력이 유발되며, 말뚝머리의 수평변위량이 극단적으로 증가하였다. 해상 장대교량에 대해서는 비현실적 가정조건에 기반한 탄성변위법 보다는 말뚝머리를 캡에 강결합하고 말뚝이 탄성판에 지지된 보로 간주하는 라멘(rahmen) 모델링을 통해 상부구조와 연계한 전체 구조계 해석을 수행하는 것이 바람직하다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제18권4호
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• pp.7-19
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• 2002

본 논문에서는 기초지반의 강성이 블록식 보강토 옹벽의 거동에 미치는 영향에 대한 내용을 다루었다. 기초지반의 강성이 블록식 보강토 옹벽의 거동에 미치는 근본적인 메카니즘을 고찰하기 위해 보강토 옹벽에 대한 축소모형실험을 수행하였으며 축소모형실험 결과의 타당성을 검토하고 모형실험에서 다룰 수 없었던 다양한 조건을 고려함과 아울러서 현장옹벽 응력수준의 거동을 고찰하기 위해 가상의 현장옹벽에 대해 유한요소해석을 이용한 매개변수 연구를 수행하였다. 모형실험 및 유한요소해석 결과에 의하면 기초지반의 강성이 감소할수록 벽체의 변위는 현저히 증가하며, 이러한 벽체변위 증가 현상은 보강토체 내부변형보다는 보강토체의 강체 거동으로 인해 야기되는 메카니즘을 보이는 것으로 나타나 기초지반에 관련된 문제를 외적안정성의 개념에서 다루고 있는 현 설계기준은 타당한 것으로 나타났다. 본 논문에서는 모형실험 및 유한요소해석 결과를 종합하여 실무적 측면에서의 중요성을 다각적으로 고찰하였다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제16권1호
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• pp.1-12
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• 2012

이 논문에서는 뒷채움이 부실한 묻힌기초 위에 세워진 건축물의 지반증폭계수에 대한 기초묻힘으로 인한 저감계수를 산정하기 위한 연구를 비선형 의사 3D 수평지진해석이 가능한 P3DASS 유한요소 프로그램으로 수행하였다. 지반은 30m 두께로 균질하고 탄성과 점성이 있는 등방성 지반으로 단단한 암반 위에 놓인 것으로 가정하였고, 기초는 반경이 10-70m인 등가원형 강체기초로 기초묻힘은 0, 10, 20, 30m인 경우를 고려하였다. 지진해석은 노두에서 실측한 7개 지진기록의 유효지진가속도를 0.1g로 조정한 후 연약지반밑 암반에서의 지진기록을 생성하여 수행하였다. 연구 결과에 의하면, 매우 연약한 지반에 깊게 묻힌 뒷채움이 부실한 소형기초인 경우를 제외하고는 지반증폭계수가 기초묻힘비가 깊어 질수록 점진적으로 감소하고 기초크기에 따른 편차는 크지 않은 것으로 평가되었다. 따라서 뒷채움이 부실한 묻힌기초의 지반증폭계수를 설계기준에 주어진 지표면기초의 지반증폭계수에 곱해서 구할 수 있는 표준저감계수를 전단파속도와 지반종류에 따라 제안하였다. 이 표준저감계수는 지반의 평균전단파속도에 따라 보간하여 사용할 수도 있다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제8권3호
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• pp.1-7
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• 2009

지오그리드 보강재는 여러 토구조물에 널리 적용되어진다. 일반적으로 보강토 기초의 극한지지력은 강소성이론 이나 한계평형이론에 의하여 설명된다. 강소성이론 이나 한계평형이론에서는 보강재 또는 기초지반에 발생되는 파괴변형이나 변형율에 대하여 정확한 해석을 얻을 수 없다. 본 논문에서는 연약층위의 보강토 기초지반에 대하여 수치해석방법을 이용하여 자세한 파괴변형거동에 대하여 조사하였다. 보강재의 개수, 길이, 깊이 등을 포함하여 연약층위의 보강토 기초에 대하여 일련의 수치해석을 수행하였다. 유한요소프로그램을 사용하여 보강토기초에 대한 파괴거동 및 지지력의 향상효과에 대한 유효성이 조사되었다.