• Steel and Composite Structures
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• 제8권1호
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• pp.1-18
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• 2008

Observations from experiments and real fire indicate that restrained steel beams have better fire-resistant capability than isolated beams. Due to the effects of restraints, a steel beam in fire condition can undergo very large deflections and the run away damage may be avoided. In addition, axial forces will be induced with temperature increasing and play an important role on the behaviour of the restrained beam. The factors influencing the behavior of a restrained beam subjected to fire include the stiffness of axial and rotational restraints, the load type on the beam and the distribution of temperature in the cross-section of the beam, etc. In this paper, a simplified model is proposed to analyze the performance of restrained steel beams in fire condition. Based on an assumption of the deflection curve of the beam, the axial force, together with the strain and stress distributions in the beam, can be determined. By integrating the stress, the combined moment and force in the cross-section of the beam can be obtained. Then, through substituting the moment and axial force into the equilibrium equation, the behavior of the restrained beam in fire condition can be worked out. Furthermore, for the safety evaluation and repair after a fire, the behaviour of restrained beams during cooling should be understood. For a restrained beam experiencing very high temperatures, the strength of the steel will recover when temperature decreases, but the contraction force, which is produced by thermal contraction, will aggravate the tensile stresses in the beam. In this paper, the behaviour of the restrained beam in cooling phase is analyzed, and the effect of the contraction force is discussed.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제8권4호
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• pp.153-163
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• 2004

본 연구에서는 구조물의 최적설계에서 나타나는 여러 가지 불확실성을 고려하기 위해 퍼지이론을 도입한 다목적 강구조 퍼지 최적설계에 관한 연구로, 다목적 퍼지 최적설계가 단일 목적의 최적설계보다 합리적인 설계가 됨을 보이는데 목적이 있다. 최적설계에 시용된 목적함수는 구조물의 중량과 처짐을 최소화하는 다목적 함수로 취하였고, 제약조건은 하중저항계수설계법(AISC-LRFD, 1994)의 설계규준을 따랐으며, 구조해석은 기하학적인 비선형을 고려한 유한요소해석법을 이용하였다. 성질이 서로 다른 다목적을 가지는 최적문제를 다루기 위하여 소속중요도 적용법과 목적중요도 적용법을 이용하여 다양한 최적해를 구함으로써, 사용자에게 현실여건에 알맞는 합리적인 최적 해를 선택할 수 있는 가능성을 제시하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제23권6호
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• pp.679-690
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• 2011

판의 탄성좌굴에 관해서는 이미 많은 이론적 실험적 연구가 이루어져 여러 가지 경계조건 및 하중에 대해서 좌굴응력을 결정하는데 큰 어려움이 없다. 현재 플랜지 및 웨브판에 대한 설계기준도 휨에 대한 좌굴응력을 기준으로 하고 있으며, 후좌굴강도에 안전율을 적용하여 고려하도록 하고 있다. 그러므로 본 연구는 이상적인 조건하에서 전개되는 선형좌굴이론에서 뿐만이아니라, 유한처짐을 허용하는 극한강도 설계개념에 까지 확장되어진다. 또한, 이 개념에 근거한 실험적 연구가 이루어져 단순지지 조건을 만족시킬 수 있는 보강재에 대한 현 시방규정의 적정성을 분석 검토하고자 한다. 본 연구의 결과를 토대로 세장비의 변화에 따른 강상자형의 극한강도를 결정하는 식을 제시하고자 한다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제14권4호
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• pp.489-497
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• 2002

구조물이 거대해지고 복잡해지면서 미소변현을 전제로 한 선형이론으로는 해석이 불가능한 대변형 및 비선형 거동이 발생하는 경우가 많아지고 있다. 또한 고성능 컴퓨터의 등장과 다양한 수치해석 기법의 개발 등으로 보다 엄격한 설계기준에 따른 구조의 최적화 설계가 절실히 요구되고 있다. 그로 인해 선형 영역내에서 한정되었던 구조공학적인 문제를 비선형 영역까지 확대시켜 구조물의 거동을 보다 정확히 분석하고, 예상 가능한 문제점을 사전에 파악하여 효율적이고 경제적인 최적의 구조물을 설계해야 한다. 본 연구에서는 비등방성 원통형 쉘 구조물의 기하학적 비선형 문제를 해결하였다. 원통형 쉘의 반경방향 길이와 원통방향의 길이비인 형상비 변화, 부분 원통형 쉘의 중심각 변화, 화이버 각도 변화, 적층수와 배열조건 변화 등의 다양한 조건에 따라 비등방성 원통형 쉘 구조의 기하학적 비선형 거동특성을 분석하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제39권4호
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• pp.297-305
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• 2011

본 논문에서는 비정상 공기력을 모델링하기위해 Peters-He의 동적유입류모델을 고려한 2차원 준정상 공기력 이론을 적용하여 회전익기 전진비행에 대한 공탄성 해석을 수행하였다. 또한, 공력탄성학적 안정성 해석을 수행하기 위하여, 전진비행 시 주기적인 특성을 갖는 비선형 정적 트림 해를 얻기 위해 동체 평형을 고려한 연계 트림 해석을 통한 완전 유한요소 방정식을 이용하였다. 동적유입류모델의 공력과 구조 특성을 검증하기 위해 유도 유입류와 깃끝에서의 구조변형을 타 수치해석결과와 비교하였다. 또한, 공탄성 안정성을 검증하기 위해 두 모델의 래그 감쇠값을 비교하였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제1권1호
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• pp.51-74
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• 2001

A series of tests on concrete-filled SHS (Square Hollow Section) stub columns (twenty), columns (eight) and beam-columns (twenty one) were carried out. The main parameters varied in the tests are (1) Confinement factor (${\xi}$) from 1.08 to 5.64, (2) concrete compression strength from 10.7MPa to 36.6MPa, (3) tube width to thickness ratio from 20.5 to 36.5. (4) load eccentricity (e) from 15 mm to 80 mm and (5) column slenderness (${\lambda}$) from 45 to 75. A mechanics model is developed in this paper for concrete-filled SHS stub columns, columns and beam-columns. A unified theory is described where a confinement factor (${\xi}$) is introduced to describe the composite action between the steel tube and filled concrete. The predicted load versus axial strain relationship is in good agreement with stub column test results. Simplified models are derived for section capacities and modulus in different stages of the composite sections. The predicted beam-column strength is compared with that of 331 beam-column tests with a wide range of parameters. A good agreement is obtained. The predicted load versus midspan deflection relationship for beam-columns is in good agreement with test results. A simplified model is developed for calculating the member capacity of concrete-filled SHS columns. Comparisons are made with predicted columns strengths using the existing codes such as LRFD (AISC 1994), AIJ (1997), and EC4 (1996). Simplified interaction curves are derived for concrete-filled beam-columns.

• 대한조선학회논문집
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• 제29권1호
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• pp.158-172
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• 1992

대형구조물의 국부구조계를 구성하는 후판, 선체이중저구조와 같은 복판팬널등의 진동문제에 있어서 전단변형 및 회전관성효과가 매우 크므로 정확한 진동해석을 위해서는 이들 구조계를 상기 효과를 고려한 Mindlin판유추 구조계로 취급하여야 한다. 또한, 이들 구조계의 실제 경계조건은 일반적으로 단순지지와 고정의 중간상태이므로 경계조건을 회전에 대한 탄성구속으로 다룰 필요가 있다. 그러나 4변모두 단순지지 경계조건을 갖는 Mindlin판을 제외하고는 엄밀해를 구하기 어려워 근사적 방법의 사용이 불가피한데, 한 방법으로 Rayleigh-Ritz 방법이 널리 이용된다. Rayleigh-Ritz 방법에 의한 Mindlin판유추 구조계의 진동해석에 있어서 진동파형가정함수로서 통상 Timoshenko보함수가 이용된다. 이 경우 전단변형의 효과가 고려되어야 하므로 횡방향처짐 및 굽힘회전각에 대한 2개의 함수계가 도입되어야 하므로 실제 연산이 Euler보함수를 이용한 박판유추 구조계의 진동해석 때 보다도 훨씬 더 복잡하다. 따라서, 본 논문에서는 이러한 연산의 복잡성을 줄이기 위해 진동파형가정함수로서 Timoshenko보함수 성질을 갖는 다항식 도출방안을 제시하였고, 이를 이용하여 주변경계조건이 회전에 대해 탄성구속된 Mindlin판유추 구조계의 진동해석 및 감도해석을 정식화하여, 등방성 후판 및 실선이중저구조의 1/8축척 모델을 대상으로 일련의 수치계산을 수행하여 이의 정확도 및 효율성을 검증하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제25권3호
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• pp.185-194
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• 2012

이 연구는 회전관성과 전단변형을 동시에 고려한 변단면 Timoshenko 보의 자유진동에 관한 연구이다. 변단면 보의 단면은 폭이 포물선 함수로 변화하는 변화폭 직사각형 단면으로 채택하였다. 이러한 보의 자유진동을 지배하는 수직변위에 대한 4계 상미분방정식을 유도하였다. 이 상미분방정식을 수치해석하여 고유진동수와 진동형을 산출하였다. 수치해석 예에서는 회전-회전, 회전-고정, 고정-고정 지점을 고려하였다. 진동형은 변위의 진동형뿐만 아니라 합응력의 진동형도 산출하여 그림에 나타내었다. 휨 회전각과 전단변형에 의한 수직변위 및 전단면 회전각의 구성비율을 산정하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제20권1호
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• pp.95-103
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• 2016

대다수의 흙막이 공사 계측현장에서 적용하고 있는 절대치 관리방법은 관리기준치와 계측결과를 절대 비교함으로서 공사현장의 안전성을 평가하는 기법이다. 따라서, 안전성 평가의 판단기준이 되는 관리기준치는 평가결과에 직접적으로 영향을 미치게 된다. 즉 아무리 최적의 계측시스템이 적용된 현장이라고 하더라도 관리기준치가 타당하지 않으면, 공사현장의 안전성을 정확히 판단할 수 없으므로 관리기준치의 선정은 매우 중요하다. 그러나 실질적으로 현장 기술자 등은 기존 절대치관리기준치에 대한 신뢰성이 매우 낮으며 관리기준치의 수정보완의 필요성을 인식하고 있다. 이에 본 연구에서는 계측관리기준치의 수정보완 필요성에 대한 조사결과를 바탕으로 하여 흙막이 구조물의 거동 중 가장 기본이 되며 중요한 흙막이 벽체의 변위에 대한 계측결과를 토대로 확률론적 이론에 의해 관리기준치를 보다 적절하게 설정하여 적용하는 연구를 수행하였다. 본 연구에서는 계측관리기법 중 시공 전에 설정된 관리기준치와 시공 시 측정된 설측치를 비교 검토하여 그 시점에서 공사의 안전성을 확인하는 방법인 절대치관리방법을 적용하여 관리기준치를 수정하였다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제11권1호
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• pp.1-7
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• 2017

위성은 임무수행을 위하여 발사체에 탑재되어 목표하는 궤도상에 도달하게 된다. 발사체의 비행동안 위성은 사인, 랜덤, 충격과 같은 극심한 발사 진동환경에 노출되게 되며, 이에 따라 위성체 내부에 위치한 전장품 및 전장품 기판에는 각 진동요소에 의한 발사 하중이 작용하게 된다. 발사하중 작용시, 전장품 내부에 장착된 기판은 체결부를 경계로 수직방향의 굽힘 거동을 주로 일으키게 되며, 이로 인한 상대변위로 기판 위 소자의 납땜부 파괴와 도선의 단선, 기판 자체의 균열을 초래한다. 성공적인 임무 수행을 위해서, 위성의 전장품 설계는 상기 현상들에 대해 기판의 구조 건전성 및 피뢰파괴 신뢰도가 확보되어야한다. 본 논문에서는 기존에 구조해석이 기 수행되었던 다목적실용위성 3호에 탑재되는 고해상도 위성카메라용 X-band 안테나 구동장치인 APD(Antenna Pointing Driver) 전장품의 제어 보드를 대상으로 하여, 스테인버그의 식을 통해 진동 하중에 의한 허용 처짐과 최대 처짐을 도출해내고, 팔머그렌 마이너 방정식을 이용하여 수명관점에서 피로파괴 예측의 유효성을 입증하였다.