• Earthquakes and Structures
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• 제23권2호
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• pp.183-196
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• 2022

Reduced beam section (RBS) moment connections used in special moment resisting frames are currently limited to beam sections that are not larger than nominal depths of 920 mm, weight of 447 kg/m and flange thickness of 44 mm. Due to the higher demand for structural components with jumbo sections, which can potentially be applied in the transfer girders in long-span building structures, the newly available steel heavy members are promising. To address this issue, advanced numerical models are developed to fully evaluate the distribution of stresses and concentrations of plastic strains for such jumbo RBS connections. This paper first presents a brief overview of an experimental study on four specimens with large beam and column sections. Then, a numerical model that includes initial imperfections, residual stresses, geometric nonlinearity, and explicitly modeled welds is presented. The model is used to further explore the behavior of the test specimens, including distribution of stresses, distribution of plastic strains, stress triaxiality and potential for fracture. The results reveal that the stresses are highly non-uniform across the beam flange and, similarly, the plastic strains concentrate at the extreme fiber of the bottom flange. However, neither of these phenomena, which are primarily a function of beam flange thickness, is reflected in current design procedures.

• Composites Research
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• 제21권4호
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• pp.22-28
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• 2008

복합재료 체결부는 전체 복합재 구조물의 성능을 결정하는 중요한 부분이므로, 체결부에 대한 해석과 강도평가는 매우 중요하다. 본 논문에서는 복합재 접착 체결부의 강도를 실험적으로 평가하고 분석하였으며, 구조해석으로 평가한 체결부의 강도와 상호 비교하였다. 접착 체결부의 강도예측을 위하여 최대 변형률 이론과 파손영역 이론을 사용하였으며, 비선형 유한요소 해석을 통해 제안된 파손영역비를 기준으로 접착 체결부의 파손강도를 예측할 결과, 최대 22.2% 범위 내에서 파손강도를 예측할 수 있었다.

• Wind and Structures
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• 제37권1호
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• pp.39-56
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• 2023

To ensure the wind stability of a long-span suspension bridge during deck erection under skew wind, based on the aerostatic and self-excited aerodynamic force models under skew wind, a computational approach of refined flutter analysis for long-span bridges under skew wind is firstly established, in which the effects of structural nonlinearity, the static wind action and full-mode coupling etc are fully considered, and the corresponding computational procedure is programmed. By taking the Runyang suspension bridge over the Yangtze River as example, the flutter stability of the bridge in completion under skew wind is then analyzed with the aerodynamic parameters of a similar bridge deck measured from the sectional model wind tunnel test under skew wind. Finally, through simulating the girder segments erected symmetrically from the midspan to towers, from the towers to midspan and simultaneously from the towers and midspan to the quarter points, respectively, the evolutions of flutter stability limits during the deck erection under skew wind are investigated numerically, the favorable aerodynamically deck erection sequence is proposed, and the influences of skew wind and static wind effect on the flutter stability of suspension bridge under construction are ascertained.

• Steel and Composite Structures
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• 제50권2호
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• pp.149-158
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• 2024

Considering that different boundary conditions can have an important impact on structural vibration characteristics. In this paper, the nonlinear forced vibration behavior of functionally graded material (FGM) doubly curved shells with initial geometric imperfections under different boundary conditions is studied. Considering initial geometric imperfections and von Karman geometric nonlinearity, the nonlinear governing equations of FGM doubly curved shells are derived using Reissner's first order shear deformation (FOSD) theory. Three different boundary conditions of four edges simply supported (SSSS), four edges clamped (CCCC), clamped-clamped-simply-simply (CCSS) were studied, and a system of nonlinear ordinary differential equations was obtained with the help of Galerkin principle. The nonlinear forced vibration response of the FGM doubly curved shell is obtained by using the modified Lindstedt Poincare (MLP) method. The accuracy of this method was verified by comparing it with published literature. Finally, the effects of curvature ratio, power law index, void coefficient, prestress, and initial geometric imperfections on the resonance of FGM doubly curved shells under different boundary conditions are fully discussed. The relevant research results can provide certain guidance for the design and application of doubly curved shell.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제27권1호
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• pp.24-30
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• 2024

The gas-gun test is a experimental approach employed to validate the operational or structural stability when subjected to the impact energy encountered during launch or target collision. Predicting the outcomes of the gas-gun test has traditionally relied on empirical knowledge, due to numerous factors such as the bird assembly's shape, weight, material, and flight velocity. However, due to the nonlinearity and complex interactions between these variables, numerous tests are necessary to identify the necessary requirements, resulting in significant expense and time consumption during the process. The objective of this study is to forecast the variations in impact energy in future tests by developing a numerical model and analysis that aligns with the test outcomes, utilizing the ABAQUS Explicit. The outcome of the numerical analysis produced a framework that anticipates the peak g and the duration of the actual gas-sun test results, throughout post-processing techniques using FFT and LPF filters.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제14권4호
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• pp.537-549
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• 2001

본 논문은 강 뼈대 구조물의 보-기둥 접합부의 사실적인 상태를 묘사하기 위하여 부분구속 접합부(Partially Restrained (PR) connections)를 고려한 지진하중 상태하의 신뢰성 해석과 접합부 및 그들에 내재된 불확실성이 구조물의 위험도에 미치는 영향에 관한 연구이다. 신뢰성해석을 위하여 응답면기법(Response Surface Method), 유한요소법(Finite Element Method), 일차신뢰도법(First Order Reliability Method), 그리고 반복선형보간 기법(Iterative Linear Interpolation Scheme)을 효과적으로 결합한 추계유한요소법(Stochastic Finite Element Method)을 제안하였다 일반적으로 모멘트-상대회전각 곡선에 의해서 표현되는 보-기둥에 대한 부분구속 접합부(PR connections)의 거동이 본 논문에서는 네 개의 매개변수를 사용하는 리차드 모델(Four-parameter Richard Model)을 사용하여 모사하였다. 지진하중에 대하여, 부분구속 접합부에서의 재하(Loading), 제하(Unloading) 및 재재하(Reloading) 거동은 모멘트-상대회전각 곡선과 Masing법칙을 사용하여 표현하였다. 시간영역에서 지진가속도를 구조물에 작용시킴으로써 지진하중의 사실적인 재현을 도모하였다. 다양한 주요 비선형성의 원인들을 고려한 부분구속 접합부를 가지는 강 뼈대 구조물의 신뢰성해석이 지진위험도를 평가하기 위하여 수행되었다. 제안된 기법의 명확한 이해를 돕기 위하여 한 예제를 제시하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제22권3호
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• pp.231-242
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• 2009

스카이브릿지의 연결시스템은 일반적으로 매우 큰 비선형성을 가지고 있으므로 연결된 건물의 동적거동을 정확하게 예측하여 스카이브릿지를 설계하기 위해서는 경계비선형 시간이력해석이 필요하다. 그러나 일반적인 유한요소 해석모델을 사용하여 전체 고층건물을 모형화하고 설계를 위하여 반복적인 경계비선형 시간이력해석을 수행한다면 해석에 소요되는 노력과 시간이 매우 클 것이다. 따라서 본 연구에서는 스카이브릿지로 연결된 고층건물의 효율적인 동적해석 및 진동제어 성능 평가를 위하여 벨트월의 효과를 고려한 등가의 캔틸레버모델을 제안하였다. 제안된 등가모델의 효율성 및 정확성을 검토하기 위하여 스카이브릿지로 연결된 49층과 42층 건물을 예제구조물로 사용하였고 풍하중에 대한 경계비선형 시간이력해석을 수행하였다. 해석결과 제안된 등가모델을 사용하면 스카이브릿지로 연결된 고층건물의 동적응답을 매우 효율적으로 파악할 수 있다는 것을 확인하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제17권3호
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• pp.295-308
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• 2004

본 연구에서는 기 개발된 유한요소-경계요소 조합을 통한 지반구조물 상호작용해석기법을 이용하여 주파수 특성이 다른 여러 가지 지진파를 이용한 수치해석을 통하여 지진파에 따른 거동특성을 분석하였다. 사용한 기본해의 검증을 위하여 적용된 다층 반무한 해를 Estorff 등의 연구결과와 비교하였으며, 기본해를 이용하여 개발된 지반-구조물 상호작용해석기법의 검증을 위하여 자유장해석을 수행하였다. 자유장 해석결과는 1차원 파전달 이론에 의하여 개발된 자유장응답해석 프로그램인 SHAKE의 결과와 비교하여 그 타당성을 검증하였다. 검증된 해석기법을 이용하여 특성이 다른 3종류의 지진파가 적용된 2차원 평면상의 지반-구조물 상호작용해석을 수행함으로써 지진파와 말뚝유무에 따른 지반-구조물 상호작용거동특성을 분석하였다. 해석결과 지진이 작용할 때는 말뚝기초를 사용하는 것이 반드시 유리한 결과를 주지는 않는다는 것을 알았으며, 지반의 비선형성을 고려 할때는 말뚝의 유무가 지진응답결과에 큰 영향을 미치지 않는다는 것을 알 수 있었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제22권3호
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• pp.8-15
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• 2018

본 연구에서는 프리스트레스 긴장력의 위치와 크기에 따른 거더의 횡비틀림 안정성 실험을 수행하였다. 거더를 이용한 횡방향 거동 및 안정성 실험은 재료의 비선형성, 초기 기하학적 불완전성, 긴장력의 변화, 하중조건과 지지조건 등 다양한 변수에 의해 예상치 못한 결과를 발생시킬 수 있다. 따라서, 본 연구에서는 프리스트레스 거더 축소 모형 실험안을 제안하여 긴장력에 의한 횡비틀림 안정성을 실험을 수행하였다. 하중 가력조건과 면내 및 면외 지지조건을 만족하며 긴장력을 조절할 수 있는 실험장치를 제안하고 제작하였다. 실험결과 하부 플랜지에 긴장력이 작용하는 경우 횡비틀림 안정성을 증가시켰으며, 최종적으로 긴장력의 위치와 크기에 따라 횡비틀림 안정성을 평가할 수 있는 해석식을 제안하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제24권2호
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• pp.177-184
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• 2011

본 논문에서는 PSC 사장교의 시간 의존적 효과가 시공단계 및 극한 거동에 미치는 영향을 파악하기 위하여 재료 비선형, 시공단계별 시간 의존적 해석 및 변화하는 구조시스템에서의 기하 비선형해석 등을 포함한 비선형해석 방법을 제시하였다. 이를 위해 Spacone(1998)이 제안한 유연도법에 근거한 파이버 보-기둥요소를 사용하였으며, 건설기술연구원에서 새롭게 개발한 범용 유한요소해석 프로그램 HFC에 사용자 정의된 요소를 추가하여 사용하였다. 검증대상 교량에 대한 시간 의존적 효과를 고려하여 해석한 결과 시공단계에서의 처짐은 시간 의존적 효과를 고려하지 않은 경우보다 매우 크게 나타났으며, 극한거동에서는 시간 의존적 효과를 고려한 경우 더 작은 처짐에서 교량이 파괴되는 것으로 나타났다.