• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제10권2호
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• pp.123-133
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• 2006

본 연구의 목적은 다단계 동적계획법 및 축차무제약 최소화기법을 이용하여 강접 및 다양한 반강접 접합부 모델을 가진 뼈대 구조물의 최적화 알고리즘을 개발하는데 있다. Bowing effect를 고려한 비선형 보-기둥이론을 사용하였으며, 보-기둥의 접합부는 반강접접합부인 양면 복부앵글을 가진 접합부, 상 하플랜지 접합부, 양면복부앵글을 가진 상 하플랜지 접합부를 고려하여 연구를 수행하였으며, 각 접합부의 해석모델은 수정된 지수모델, 다항식 모델, 파워모델을 사용하였다. 최적화문제에 있어서 목적함수는 강재의 중량을 취하였으며, 설계변수는 부재의 단면치수를 선택하였다. 설계제약조건은 축력, 전단력 및 휨모멘트의 저항성과 사용성에 대해 수식화하였다. 본 연구에서 개발된 기하학적 비선형을 고려한 2차 탄성해석법을 이용하여 강접 및 다양한 모델을 가진 반강접 강뼈대 구조물의 종합적인 연속 최적설계 프로그램을 개발하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제5권4호
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• pp.75-86
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• 1985

유공(有孔)보는 강재(鋼材)의 재료절감(材料節減)과 고층건물(高層建物)의 전체(全體) 높이를 절약(節約)할 수가 있다. Bower의 탄성이론(彈性理論) 해석(解析)과 Vierendeel 해석(解析)은 구멍 주위(周圍)의 수직응력(垂直應力)을 계산할 수 있으나, 이 해석들은 식의 복잡성과 적용의 한계가 문제되고 있다. 본(本) 연구(硏究)는 등계수요소(等係數要素)를 사용하고 구멍주위의 일부분만을 택하여 유한요소법(有限要素法)을 적용하여 보았다. 이 방법(方法)은 전술(前述)한 두 방법(方法)의 단점(短點)을 보완(補完)할 수 있고, 선형요소(線型要素)를 사용한 Samuel, Redwood 등의 유한요소법 보다 작은수의 요소를 사용하여도 구멍의 국부응력집중(局部應力集中)을 잘 표현할 수 있다. 본 연구에서는 유한요소법(有限要素法)을 사용하여 모멘트, 전단력 그리고 구멍의 편심(偏心) 등이 구멍 주위의 수직응력(垂直應力)에 어떠한 변화를 주는가를 알아 보았다. 전단력(剪斷力)과 구멍깊이의 변화가 구멍주위의 응력(應力)에 비교적 큰 영향(影響)을 미치고 있고, 이에 비하여 편심(偏心)의 영향은 작음을 알 수 있다. 각 경우(境遇)에 대해 유한요소법(有限要素法)을 이용(利用)하여 얻은 자료(資料)를 중회귀분석(中回歸分析)을 실시하여 회귀계수(回歸係數)를 얻었다. 회귀계수(回歸係數)에 의한 회귀식(回歸式)은 편심(偏心)이 큰 경우를 제외하고는 구멍주위의 응력(應力)을 비교적(比較的) 정확(正確)히 예측(豫測)할 수 있을 것이라고 생각된다.

• Steel and Composite Structures
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• 제33권6호
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• pp.877-889
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• 2019

The developments of double skin composite (DSC) walls with novel enhanced C-channel connectors (DSCW-EC) were reported. Followed axial compression tests on prototype walls were carried to evaluate structural performances of this novel DSC composite structures. The testing program consists of five specimens and focused on the layout of the novel enhanced C-channel (EC) connectors, which include the web direction of C-channels, steel-faceplate thickness, vertical and horizontal spacing of C-channels. Crushing in concrete core and buckling of steel faceplate were two main observed failed modes from the compression tests. However, elastic or plastic buckling of the steel faceplate varies with designed parameters in different specimens. The influences of those investigated parameters on axial compressive behaviors of DSCW-ECs were analyzed and discussed. Recommendations on the layout of novel EC connectors were then given based on these test results and discussions. This paper also developed analytical models for predictions on ultimate compressive resistance of DSCW-ECs. Validation against the reported test results show that the developed theoretical models predict well the ultimate compressive resistance of DSCW-ECs.

• 전산구조공학
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• 제7권2호
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• pp.139-146
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• 1994

볼트 접합부의 정확한 해석을 위하여 접합 요소와 볼트 요소 및 쉘 요소를 사용한 방법을 개발하였다. 접합면을 단순하게 이상화시키는 접합 요소와 장력을 갖는 볼트 요소를 도입하였고, 전체적인 계산과정은 2단계, 즉 제안된 방법에 의한 초기 강성의 결정과 뉴턴-랩슨법에 근거하는 호장법을 이용한 비선형 거동의 추적으로 구분하여 행함으로써 계산의 효율성을 증대시켰다. 앵글을 사용한 반강접 접합부와 모멘트 판을 사용한 접합부를 해석하여 기존 실험 및 해석과 비교함으로써 제안한 방법의 정확성과 적용성을 입증하였다. 또한 볼트 접합부의 정확한 해석을 위해서는 접합면에서 발생하는 미끄럼짐의 고려가 반드시 필요하며 접합부를 구성하는 판재의 3차원적인 변형의 해석도 무시할 수 없는 역할을 하는 사실을 보여주었다.

• International Journal of Concrete Structures and Materials
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• 제3권1호
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• pp.39-45
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• 2009

The purpose of this study is to establish flexural behavior of high-strength concrete beams confined in the pure bending zone with stirrups. The experiment was carried out on full-scale high-strength reinforced concrete beams, of which the compressive strengths were 40 MPa and 70 MPa. The beams were confined with rectangular closed stirrups. Test results are reviewed in terms of flexural capacity and ductility. The effect of web reinforcement ratio, longitudinal reinforcement ratio and shear span to beam depth ratio on ductility are investigated. The analytic method is based on finite element method using fiber-section model, which is known to define the behavior of reinforced concrete structures well up to the ultimate state and is proven to be valid by the verification with the experimental results above. It is found that confinement of concrete compressive regions with closed stirrups does not affect the flexural strength but results in a significantly increased ductility. Moreover, the ductility tends to increase as the quantity of stirrups increases by reducing the spacing of stirrups.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제20권1호
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• pp.165-173
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• 2008

강구조 초고층건축물의 실용성을 높이기 위하여 내화성능이 우수하며 일반적인 합성보와 비교하여 층고절감이 가능하며 평면의 자유로운 변경과 공장생산에 의한 시공 품질관리가 가능한 새로운 공법개발이 시급하다고 판단된다. 따라서 기존 슬림플로어시스템의 문제점을 보완시킨 반슬림플로어를 적용한 합성보의 구조성능실험을 하였고, 이에 콘크리트와의 일체성 확보 및 휨에 대한 구조적 성능 등에 관한 연구를 수행하였다. 본 연구는 반슬림플로어시스템을 적용한 합성보의 휨거동을 평가하기 위한 것이다. 실험은 슬래브지지보의 구 조형식, 슬래브두께, 개구부의 설치 여부, 전단연결재의 유무를 변수로 하여 총 5개의 반슬림합성보에 대한 단순지지 휨실험을 수행하였다. 실험 결과 모든 실험체가 연성적인 거동을 보였다.

• Wind and Structures
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• 제18권4호
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• pp.391-422
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• 2014

The high frequency force balance (HFFB) technique provides convenient measurements of integrated forces on rigid building models in terms of base bending moments and torque and/or base shear forces. These base moments or forces are then used to approximately estimate the generalized forces of building fundamental modes with mode shape corrections. This paper presents an analysis framework for coupled dynamic response of tall buildings with HFFB technique. The empirical mode shape corrections for generalized forces with coupled mode shapes are validated using measurements of synchronous pressures on a square building surface from a wind tunnel. An alternative approach for estimating the mean and background response components directly using HFFB measurements without mode shape corrections is introduced with a discussion on higher mode contributions. The uncertainty in the mode shape corrections and its influence on predicted responses of buildings with both uncoupled and coupled modal shapes are examined. Furthermore, this paper presents a comparison of aerodynamic base moment spectra with available data sets for various tall building configurations. Finally, e-technology aspects in conjunction with HFFB technique such as web-based on-line analysis framework for buildings with uncoupled mode shapes used in NALD (NatHaz Aerodynamic Loads Database) is discussed, which facilitates the use of HFFB data for preliminary design stages of tall buildings subject to wind loads.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제68권5호
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• pp.591-601
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• 2018

Non-moment beam-to-column connections, which are usually referred to as simple or shear connections, are typically designed to carry only gravity loads in the form of vertical shears. Although in the analysis of structures these connections are usually assumed to be pinned, they may provide a small amount of rotational stiffness due to the typical connection details. This paper investigates the effects of this small rotational restraint of simple beam-to-column connections on the behavior and seismic response of steel braced non-moment resisting frames. Two types of commonly used simple connections with bolted angles, i.e., the Double Web angle Connection (DWC) and Unstiffened Seat angle Connection (USC) are considered for this purpose. In addition to the pinned condition - as a simplified representation of these connections - more accurate semi-rigid models are established and then applied to some frame models subjected to nonlinear pushover and nonlinear time history analyses. Although the use of bracing elements generally reduces the sensitivity of the global structural response to the behavior of connections, the obtained results indicate considerable effects on the local responses. Namely, our results show that consideration of the real behavior of connections is essential in designing the column elements where the pin-connection assumption significantly underestimates design of outer columns of upper stories.

• Computers and Concrete
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• 제27권5호
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• pp.407-416
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• 2021

The checking stresses in the Chinese codes for reinforced concrete (RC) or prestressed concrete (PC) bridges are aimed for the thin-web beam, which cannot reflect the actual behavior of the modern structures. The incompleteness of the checking stresses could give rise to the deficiency in the design and calculation, and unable to reveal the reason of some common cracks in the structure. In this paper, the complete stress checklist for RC or PC girder bridges are listed, as well as the corresponding crack shapes. The expression of the complete checking stresses is proposed in details. Spatial Grid Model can reflect all the concerned stresses in the structure. Through the comparison of the calculation results from the spatial grid model and the solid model, it is seen that the spatial grid model can reflect load effects such as shear lag effect, thin-wall effect and local effect. The stresses obtained from the spatial grid model could help engineers to have a good understanding of the structural behavior. Meanwhile, the stress checklist provides the information for analyzing and solving the deficiency in the structure.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권11호
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• pp.771-776
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• 2020

본 연구에서는 천공된 웨브를 가진 FRP판을 거푸집 및 보강재로 활용한 퍼포본드 FRP-콘크리트 합성보의 휨/전단 거동 특성을 해석적인 방법으로 거동특성을 파악한다. 기존 실험결과와 비교하여 그 유용성을 입증하고 차후 실무에 활용하고자 한다. 본 사례와 같이 비선형성이 매우 큰 경우에는 외연적 방법에 의한 비선형 유한요소해석이 효과적일 것이다. 본 연구에서 채택한 콘크리트손상소성(concrete damage plasticity: CDP)모델은 콘크리트의 비선형적 거동을 적절히 모사할 수 있는 것으로 사료되며, 모델에서 필요한 여러 변수 인자의 결정은 실험결과와 비교하여 연구에서 사용한 값들을 추천하나, 보다 다양한 케이스에 대한 검토 및 조정이 필요할 것이다. 웨브가 천공된 합성보의 퍼포본드의 효과는 초기강성의 확보 측면에서 다소 효과가 있는 것으로 판단되나 정점에서의 경우 단면 손실과 결합력 증진 효과를 적절히 안배해야 할 것으로 사료된다. FRP 판과 콘크리트의 미끄러짐 등의 접촉문제는 초기 강성이 실험결과보다 다소 크게 나타난 이유 중에 하나라 판단되며 정점 이후 콘크리트와 FRP 의 분리문제 등이 실험결과와 다소 차이를 보인 원인으로 생각한다.