• 한국강구조학회 논문집
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• 제14권4호
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• pp.509-518
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• 2002

비대칭 단면을 갖는 박벽보의 3차원 휨-배틂 좌굴해석 및 정적해석을 위하여, 평형방정식과 힘-변위 관계식을 이용하여 엄밀한 정적요소강성행렬을 수치적으로 산정하는 개선된 기법을 제시한다. 먼저 14개의 변위피라미터를 도입하여 고차의 연립미분방정식을 1차 연립미분방정식으로 변환하고, 복소수 영역에서 선형고유치문제를 해를 구한다. 이 경우 동적강성행렬을 산정하는 경우와는 달리 복수개의 '영'의 고유치가 발생한다. 이에 대응하는 변위피라미터의 다항식을 항등식 조거능로부터 구하고, 이를 고유치와 결합하여 박벽보 요소의 엄밀한 처짐함수를 구한다. 이렇게 구한 엄밀한 처짐함수에 재단력-변위 관계식을 적용하여 세가지 초기단면력 조건에 대응하는 엄밀한 정적요소강성행렬을 산정한다. 본 방법의 타당성을 보이기 위하여 비대칭 박벽보의 좌굴하중과 처짐값을 계산하고 해석해나 ABAQUS 쉘요소를 이용한 해석결과 및 직선보요소를 사용한 유한요소해의 결과와 비교, 검증한다.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 1999년도 추계학술발표대회 논문집
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• pp.215-218
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• 1999

A general structural model, which is an extension of the Vlassov theory, is developed for the analysis of composite rotor blades with elastic couplings. A comprehensive analysis applicable to both thick-and thin-walled composite beams, which can have either open- or closed profile is formulated. The theory accounts for the effects of elastic couplings, shell wall thickness, and transverse shear deformations. A semi-complementary energy functional is used to account for the shear stress distribution in the shell wall. The bending and torsion related warpings and the shear correction factors are obtained in closed form as part of the analysis. The resulting first order shear deformation theory describes the beam kinematics in terms of the axial, flap and lag bending, flap and lag shear, torsion and torsion-warping deformations. The theory is validated against experimental results for various cross-section beams with elastic couplings.

• Steel and Composite Structures
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• 제10권3호
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• pp.223-243
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• 2010

This paper reports recent developments concerning the application of Generalised Beam Theory (GBT) to the structural analysis of steel-concrete composite bridges. The potential of GBT-based semi-analytical or finite element-based analyses in this field is illustrated/demonstrated by showing that both accurate and computationally efficient solutions may be achieved for a wide range of structural problems, namely those associated with the bridge (i) linear (first-order) static, (ii) vibration and (iii) lateral-torsional-distortional buckling behaviours. Several illustrative examples are presented, which concern bridges with two distinct cross-sections: (i) twin box girder and (ii) twin I-girder. Allowance is also made for the presence of discrete box diaphragms and both shear lag and shear connection flexibility effects.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제30권3호
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• pp.263-278
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• 2008

Structural pipe-in-pipe cross-sections have significant potential for application in offshore oil and gas production systems because of their property that combines insulation performance with structural strength in an integrated way. Such cross-sections comprise inner and outer thin walled pipes with the annulus between them fully filled by a selectable thick filler material to impart an appropriate combination of properties. Structural pipe-in-pipe cross-sections can exhibit several different collapse mechanisms and the basis of the preferential occurrence of one over others is of interest. This paper presents an elastic analyses of a structural pipe-in-pipe cross-section when subjected to external hydrostatic pressure. It formulates and solves the static and elastic buckling problem using the variational principle of minimum potential energy. The paper also investigates a simplified formulation of the problem where the outer pipe and its contact with the filler material is considered as a 'pipe on an elastic foundation'. Results are presented to show the variation of elastic buckling pressure with the relative elastic modulus of the filler and pipe materials, the filler thickness and the thicknesses of the inner and outer pipes. The range of applicability of the simplified 'pipe on an elastic foundation' analysis is also presented. A brief review of the types of materials that could be used as the filler is combined with the results of the analysis to draw conclusions about elastic buckling behaviour of structural pipe-in-pipe cross-sections.

• 대한토목학회논문집
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• 제11권2호
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• pp.15-26
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• 1991

지진이나 바람과 같은 횡방향 하중이 가해졌을 때, 일반적으로 수직한 축에 대해서만 대칭인 단명을 갖는 교량의 주형은 횡방향 휨과 비틀림이 결합된 거동을 하게되어 특히 사장교의 케이블등에는 예상치 못했던 추가응력이 유발될 수 있다. 이러한 거동은 일반적인 뼈대요소로는 해석할 수 없으므로, 본 연구에서는 가상일의 원리와 운동에너지로 부터 임의의 단면형상을 갖는 기하학적 비선형 3차원 뼈대요소의 강도매트릭스와 질량매트릭스를 유도하여 주형을 모델링하고, 케이블요소는 Ernst가 제안한 등가탄성계수를 사용한다. 그리고 해석예를 통하여 이론의 타당성을 검증한 후, 3차원 사장교 모델의 고유진동해석을 수행하여 주형의 휨-비틀림 결합작용을 연구한다.

• Steel and Composite Structures
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• 제18권5호
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• pp.1259-1277
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• 2015

The present study is focused on the behavior and design of perforated steel storage rack columns under axial compression. These columns may exhibit different types of behavior and levels of strength owing to their peculiar features including their complex cross-section forms and perforations along the member. In the present codes of practice, the design of these columns is carried out using analytical formulas which are supported by experimental tests described in the relevant code document. Recently proposed analytical approaches are used to estimate the load carrying capacity of axially compressed steel storage rack columns. Experimental and numerical studies were carried out to verify the proposed approaches. The experimental study includes compression tests done on members of different lengths, but of the same cross-section. A comparison between the analytical and the experimental results is presented to identify the accuracy of the recently proposed analytical approaches. The proposed approach includes modifications in the Direct Strength Method to include the effects of perforations (the so-called reduced thickness approach). CUFSM and CUTWP software programs are used to calculate the elastic buckling parameters of the studied members. Results from experimental and analytical studies compared very well. This indicates the validity of the recently proposed approaches for predicting the ultimate strength of steel storage rack columns.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제42권3호
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• pp.409-424
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• 2012

Since relatively low elasticity modulus of the FRP materials results in lower natural frequencies, it is necessary to study the free vibration of FRP transmission poles. In this paper, the free vibration of tapered FRP transmission poles with thin-walled circular cross-section is investigated by a tapered beam element. To model the flexible joints of the modular poles, a rotational spring model is used. Modal analysis is performed for typical FRP poles with/without joint and they are also modeled by ANSYS commercial finite element software. There is a good correlation between the results of the tapered beam finite element model and those obtained from ANSYS as well as the existing experimental results. The effects of different geometries, material lay-ups, concentrated masses at the pole tip, and joint flexibilities are evaluated. Moreover, it is concluded that using tougher fibres at the inner and outer layers of the cross-section, results in higher natural frequencies, significantly.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제18권3호
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• pp.349-359
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• 2006

본 연구에서는 직교좌표계에 근거한 적층복합 I형 박벽보의 유한요소 해석을 위한 새로운 블록 강도행렬을 제안한다. 변위장은1차 전단변형을 고려한 보 이론을 사용하여 정의되었다. 축방향 변위는 Timoshenko 보이론과 수정된 Vlasov 박벽보 이론을 결합하여 투영단면의 면 변형과 면외 변형의 합으로 나타낸다. 유도된 강성행렬은 휨 전단변형과 뒴 비틂에 의한 영향을 고려한다. 본 유한요소 에서는 2절점, 3절점, 4절점의 세 가지 보요소를 제안하였다. 3절점과 4절점 보 요소는 적층복합 보의 휨 해석에 효과적이었다. 다른 연구자의 수치해석 결과와 비교 검토를 통하여 새로운 유한요소의 활용성과 정확성을 입증하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제5권2호
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• pp.35-39
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• 1985

얇은 관형단면(管形斷面)을 갖는 선형변단면부재(線型變斷面部材)를 포함(包含)하는 구조물(構造物)의 해석(解析)에 이용(利用)되는 강도(剛度)매트릭스를 정적분(定積分)을 사용(使用)하여 유도(誘導)하였다. "정형적분식(整形績分式)"으로 표현(表現)된 매트릭스 요소(要素)에 수치적(數値的) 불안정(不安定)을 주는 요인(要因)을 발견(發見)하고, 그 오차(誤差)를 살펴 보기 위하여 정적분(定積分)의 급수해(級數解)도 구(求)하였다. "정형적분식(整形績分式)"으로 규현(表現)된 정적분(定積分)의 사용범위(使用範圍)는 상대경사(相對傾斜)에 의(依)하여 규정(規定)하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제14권2호
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• pp.349-356
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• 2002

현재 우리나라 스틸하우스 건설에 사용하는 구조재는 SGC41 강종으로 제작된 보통 C-형강이나 Lip-C-형강이 주를 이루고 있으나 이 분야의 선진국가에서는 좌굴 강도가 높고 시공성이 좋은 고유의 단면 형상을 개발하여 사용하고 있다. 본 연구에서는 정량이면서 강도 및 강성이 높고 다양한 시공상 장점이 있는 고강도 신형상 박판냉간성형단면의 압축부재로서의 구조적인 고동과 성능을 연구하기 위하여 재료실험 및 압축실험을 수행하고 해석치와 비교하여 보았다.