• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2003년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.153-160
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• 2003

Nonlinear finite element analysis of reinforced concrete panels subjected to biaxial tensile loads are carried out by using a 9-node assumed strain shell element. The present study mainly focuses on the performance evaluation of material models such as cracking criteria, tension stiffening model and steel model in the membrane energy dominant situation. From numerical results, the exponential form of tension stiffening model together with the use of average yield stress model for the steel embedded in the concrete performs well in the panel analysis under biaxial tensile loading condition and it produces a good agreement with experiment results. Finally, the present results are provided as a benchmark test for reinforced concrete panel structures.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제5권2호
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• pp.47-55
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• 2005

공기막구조물의 공간형성방법은 크게 단일공기막과 이중공기막 방식으로 나뉜다. 내압으로 인해 평형곡면이 형성되는 공기막구조물의 형상은 형태의 변화가 외력에 의해 크게 변형되거나 응력이 집중되지 않는 등장력 곡면으로 많이 이용된다. 따라서 본 연구에서는 공기막 구조물의 초기 형성된 형상에 대해서 설계하중조합에 대한 구조해석을 비선형 전용해석프로그램인 NASS를 이용하여 수행한 후 변형형상을 살펴보고, 최대응력을 이용하여 안전성을 검토한다. 해석 모델은 사면에서 지지되는 장방형 단일공기막 구조물을 대상으로 하며, 직교이방성을 고려하여 비선형 증분해석을 수행한다.

• Earthquakes and Structures
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• 제9권6호
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• pp.1193-1219
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• 2015

The purpose of this study is to evaluate the seismic performance of high-rise reinforced concrete (RC) box-type wall structures commonly used for most residential buildings in Korea. For this purpose, an analytical model was calibrated with the results of the earthquake simulation tests on a 1:5 scale 10-story distorted model. This calibrated model was then transformed to a true model. The performance of the true model in terms of the stiffness, strength, and damage distribution through inelastic energy dissipation was observed with reference to the earthquake simulation test results. The model showed high overstrength factors ranging from 3 to 4. The existence of slab in this box-type wall system changed the main resistance mode in the wall from bending moment to tension/compression coupled moment through membrane actions, and increased the overall resistance capacity by about 25~35%, in comparison with the common design practice of neglecting the slab's existence. The flexibility of foundation, which is also commonly neglected in the engineering design, contributes to 30~50% of the roof drift in the stiff direction containing many walls. The possibility of concrete spalling and reinforcement buckling and fracture under the maximum considered earthquake (MCE) in Korea appears to be very low when compared with the case of the 2010 Concepcion, Chile earthquake.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제88권1호
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• pp.83-94
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• 2023

An accurate and highly efficient inverse element labelled iPCB is developed based on the inverse finite element method (iFEM) for real-time shape estimation of plane-curved structures (such as arch bridges) utilizing onboard strain data. This inverse problem, named shape sensing, is vital for the design of smart structures and structural health monitoring (SHM) procedures. The iPCB formulation is defined based on a least-squares variational principle that employs curved Timoshenko beam theory as its baseline. The accurate strain-displacement relationship considering tension-bending coupling is used to establish theoretical and measured section strains. The displacement fields of the isoparametric element iPCB are interpolated utilizing nonuniform rational B-spline (NURBS) basis functions, enabling exact geometric modelling even with a very coarse mesh density. The present formulation is completely free from membrane and shear locking. Numerical validation examples for different curved structures subjected to different loading conditions have been performed and have demonstrated the excellent prediction capability of iPCBs. The present formulation has also been shown to be practical and robust since relatively accurate predictions can be obtained even omitting the shear deformation contributions and considering polluted strain measures. The current element offers a promising tool for real-time shape estimation of plane-curved structures.

• 멤브레인
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• 제15권1호
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• pp.22-33
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• 2005

비대칭 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF) 막을 상전환법으로 제조하였다. 도포용액은 PVDF를 용매인 N-ethyl-2-pyrrolidone (NMP)와 비용매인 1,4-dioxane, diethyleneglycol dimethyl ether (DGDE), acetone, (equation omitted)-butyrolactone(GBL)의 혼합용매에 녹여서 제조한다. 여러 첨가제가 도포용액 특성, 투과특성과 막 구조에 미치는 영향을 조사하였다. 응고제인 물과 1,4-dioxane, DGDE, acetone과의 상용성이 NMP보다 낮아서 기공크기가 작아진다. 첨가제의 양을 조절하여 기공크기를 변화시켰다. 혼합용매(수계 및 비수계)가 막의 투과성능에 미치는 영향을 살펴보았다. 용액점도뿐만 아니라 표면장력도 용매 투과특성에 영향을 끼침을 알 수 있었다.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제11권3호
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• pp.115-123
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• 2011

ETFE막재는 PTFE막재에 비해 상대적으로 두께가 매우 얇고 유연하기 때문에 다양한 온도환경에 따른 막재의 재료특성을 알아볼 필요가 있다. 본 논문에서는 ETFE 막재에 대해 다양한 온도하에서의 재료특성 실험을 수행하였다. 첫째로, -20$^{\circ}C$, 0$^{\circ}C$, +20$^{\circ}C$, +40$^{\circ}C$ 하에서 각각 5 시험편을 이용하여 인장실험을 수행하였으며, 각 온도하에서의 항복응력, 인장강도, 영계수를 도출하였다. 두 번째는, 25$^{\circ}C$, 40$^{\circ}C$, 60$^{\circ}C$ 하에서 각각 3MP, 6MP, 9MP의 하중을 가하여 각 온도에 따른 크리프 변형도를 알아보았다. 마지막으로, -15$^{\circ}C$, 0$^{\circ}C$, 20$^{\circ}C$ 하에서의 인열강도 시험을 수행하였다. 시험결과분석에 따르면, ETFE막재의 전제적인 거동은 크게 변하지 않았으나, 재료특생은 온도의 영향을 받고 있음을 알 수 있었다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 1998년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.93-100
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• 1998

The basic systems of spatial structures such as shells, membrane, cable-nets and tensegrity structure have been developed to create the large spaces without column. These structures may have large freedom in scale and form, and especially tensegrity structures are received much attention from the view points of their light weight and aesthetics. But There re some difficulties concerning structural stability, surface formation and construction method. One of the way to solve these problems reasonably is a combination of tensile members and rigid members. A structural system based on this concept is referred to as the "HTS ( Hybrid Tension Structure )". This is a type of flexible structural system which is unstable initially, because the cable material has little initial rigidity. As cable - dome hybrid structures is a type of HTS, the initial stress for the self- equilibrated system having stable state have to be introduced. To determine initial stress having stable state, the shape finding analysis is required before the stress - deformation analysis. In this paper, the primary objective is to derive the nonlinear finite element formula of cable and truss members considering geometric nonlinearity for shape finding of cable-dome, and to propose the method to decide the initial stress by the shape analysis of cable-dome hybrid structure with the self-equilibrated state.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제9권3호
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• pp.67-74
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• 2009

가진력의 영향을 평가하기 위해 이용되는 압전소자와 물체의 변형량을 분석하기 위해 사용되는 광섬유 센서와 변형 게이지는 각종 시험과 실험에 널리 사용되고 있다. 본 연구에서는 케이블 시스템에서 발생한 손상을 검토하기 위해 압전소자와 광섬유센서를 이용하였다. 케이블 시스템은 압축이나 휨이 발생하지 않고 막구조에서 단지 인장력을 분담한다. 그러나 기존의 안전진단법을 이용하여 케이블 시스템의 손상을 판단하는 것은 전체구조의 특이한 구조거동 등으로 검토하기 어렵다. 인장부재에서 케이블의 풀림과 할렬이 발생하면 진동을 유발하기 때문에 압전소자를 케이블의 손상을 검토하기 위해 이용하였으며, 이를 광섬유 센서를 이용한 실험의 결과와 비교하였다. 본 연구는 인장응력 하에 케이블 시스템의 손상을 검토하는 방법을 제안하기 위한 실험적 연구이다.

• 한국공간구조학회:학술대회논문집
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• 한국공간구조학회 2008년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.37-42
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• 2008

구조물에서 케이블 부재는 압축이나 휨이 없이 인장력에 의해서 하중을 전달하는 시스템이다. 케이블 시스템은 대공간 구조의 지붕, 공기 지지구조, 프리스트레스 막구조, 케이블 네트워크 구조, 현수구조, 가이드 타워, 해양 프래트폼, 현수교 등의 구조물에 널리 사용되어 왔다. 케이블 부재는 부재 단부에 소켓, 스웨이징, 스프라이스 슬리브, 클립, 웨지, 루프 스프라이스 등에 의해서 하중을 전달 할 수 있다. 본 연구에서는 케이블 연결 소켓의 인장강도에 대한 실험을 수행하고자 한다. 실험결과에서 대부분의 시험체가 케이블이 파단하중에 도달하기 전에 소켓의 연결부에서 파단이 일어났다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제31권6호
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• pp.625-638
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• 2009

Applications of membrane mechanisms are widely found in nano-devices and nano-sensor technologies nowadays. An alternative approach for large deflection analysis of the orthotropic, elliptic membranes - subject to gravitational, uniform pressures often found in nano-sensors - is described in this paper. The material properties of membranes are assumed to be orthogonally isotropic and linearly elastic, while the principal directions of elasticity are parallel to the coordinate axes. Formulating the potential energy functional of the orthotropic, elliptic membranes involves the strain energy that is attributed to inplane stress resultant and the potential energy due to applied pressures. In the solution method, Rayleigh-Ritz method can be used successfully to minimize the resulting total potential energy generated. The set of equilibrium equations was solved subsequently by Newton-Raphson. The unparalleled model formulation capable of analyzing the large deflections of both circular and elliptic membranes is verified by making numerical comparisons with existing results of circular membranes as well as finite element solutions. The results are found in excellent agreements at all cases. Then, the parametric investigations are given to delineate the impacts of the aspect ratios and orthotropic elasticity on large static tensions and deformations of the orthotropic, elliptic membranes.