• 대한조선학회논문집
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• 제33권3호
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• pp.66-80
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• 1996

최근 고장력강(高張力鋼)이 구조물에 폭넓게 사용되고 있어서 판두께가 얇아지고 있다. 판두께가 얇아지므로해서 좌굴(座屈)이 발생하기 쉽다. 그러므로 좌굴(座屈)발생후 판의 거동(擧動)을 정확하게 파악하는 것은 중요하다. 좌굴(座屈) 발생후 2차좌굴(次座屈)이라고 하는 하중하(荷重下)에서는 판(板)의 처짐모드가 갑자기 변한다. 전체구조물의 붕괴강도(崩壞强度)를 고려할 때 2차좌굴(次座屈)은 매우 중요하다. 이런 관점에서 본 연구에서는 면내압축하중(面內壓縮荷重)을 받는 판(板)의 2차좌굴거동(次座屈擧動)에 관하여 연구하였다. 초기처짐을 갖는 판(板)을 대상으로 하여 탄성대변형해석(彈性大變形解析)을 실시하여, 2차좌굴(次座屈)의 영향을 검토하였다. 그 결과로서 다음과 같은 결론(結論)을 얻었다. 즉, 정사각형판은 대칭의 처짐성분은 영향이 있으나 비대칭의 처짐성분은 영향이 전혀 없다. 또한, 종횡비(縱橫比)를 갖는 판(板)은 모든 처짐성분의 영향이 있으며 초기좌굴(初期座屈)후 면내강성(面內剛性)이 계속적으로 감소한다.

• 해양환경안전학회지
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• 제12권1호
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• pp.67-74
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• 2006

선체를 구성하는 판부재는 일반적으로 면내하중과 횡하중의 조합하중이 작용하게 된다. 면내하중으로서는 주로 전체적인 선체거더의 휨과 비틀림에 의한 압축하중 및 전단하중이 있다. 횡하중은 수압과 화물압력에 의해서 작용하게 된다. 이러한 하중의 요소들은 항상 동시에 작용하는 것은 아니지만 한 개 이상의 하중이 존재하고 상호작용하게 된다. 그러므로, 좀 더 합리적이고 안정적인 선박구조의 설계를 위해서는 이러한 조합하중이 선체판에 작용할 경우에 발생하게 되는 좌굴 및 최종강도거동의 상호관계를 좀 더 자세히 분석할 필요가 있다. 실제로 선체판은 슬래밍과 팬팅과 같은 충격하중을 제외하고는 상대적으로 작은 수압이 작용하게 된다. 본 연구에서는 조합하중을 받는 선체판부재의 거동에 있어서 최종한계상태 설계법에 기반을 둔 탄소성대변형 유한요소해석을 수행하였다. 본 연구에서는 압축하중과 횡하중이 판부재에 작용하였을 경우 횡하중의 크기에 따른 2차좌굴 거동의 영향을 탄소성대변형 유한요소해석(ANSYS)으로 분석하였다.

• 국제초고층학회논문집
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• 제7권4호
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• pp.287-298
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• 2018

High strength steels have been widely applied in recent years due to high strength and good working performance. When subjected to fire conditions, the strength and elastic modulus of high strength steels deteriorate significantly and hence the load bearing capacity of structures reduces at elevated temperatures. The reduction factors of mechanical properties of high strength steels are quite different from mild steels. Therefore, the fire design methods deduced from mild steel structures are not applicable to high strength steel structures. In recent ten years, the first author of this paper has carried out a lot of fundamental research on fire behavior of high strength steels and structures. Summary of these research is presented in this paper, including mechanical properties of high strength steels at elevated temperature and after fire exposure, creep response of high strength steels at elevated temperature, residual stresses of welded high strength steel member after fire exposure, fire resistance of high strength steel columns, fire resistance of high strength steel beams, local buckling of high strength steel members, and residual strength of high strength steel columns after fire exposure. The results show that the mechanical properties of high strength steel in fire condition and the corresponding fire resistance of high strength steel structures are different from those of mild steel and structures, and the fire design methods recommended in current design codes are not applicable to high strength steel structures.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제11권2호
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• pp.199-210
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• 2001

Axially compressed circular cylinders repeat symmetry-breaking bifurcation in the postbuckling region. There exist stable equilibria with all symmetry broken in the buckled configuration, and the minimum postbuckling strength is attained at the deep bottom of closely spaced equilibrium branches. The load level corresponding to such postbuckling stable solutions is usually much lower than the initial buckling load and may serve as a strength limit in shell stability design. The primary concern in the present paper is to compute these possible postbuckling stable solutions at the deep bottom of the postbuckling region. Two computational approaches are used for this purpose. One is the application of individual procedures in computational bifurcation theory. Path-tracing, pinpointing bifurcation points and (local) branch-switching are all applied to follow carefully the postbuckling branches with the decreasing load in order to attain the target at the bottom of the postbuckling region. The buckled shell configuration loses its symmetry stepwise after each (local) branch-switching procedure. The other is to introduce the idea of path jumping (namely, generalized global branch-switching) with static imperfection. The static response of the cylinder under two-parameter loading is computed to enable a direct access to postbuckling equilibria from the prebuckling state. In the numerical example of an elastic perfect circular cylinder, stable postbuckling solutions are computed in these two approaches. It is demonstrated that a direct path jump from the undeformed state to postbuckling stable equilibria is possible for an appropriate choice of static perturbations.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2005년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.583-591
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• 2005

The ship plating is generally subjected to combined in-plane load and lateral pressure loads. In-plane loads include axial load and edge shear, which are mainly induced by overall hull girder bending and torsion of the vessel. Lateral pressure is due to water pressure and cargo. These load components are not always applied simultaneously, but more than one can normally exist and interact. Hence, for more rational and safe design of ship structures, it is of crucial importance to bitter understand the interaction relationship of the buckling and ultimate strength for ship plating under combined loads. Actual ship plates are subjected to relatively small water pressure except for the impact load due to slamming and panting etc. The present paper describes an accurate and fast procedure for analyzing the elastic-plastic large deflection behavior up to the ultimate limit state of ship plates under combined loads. In this paper, the ultimate strength characteristics of plates under axial compressive loads and lateral pressure loads are investigated through ANSYS elastic-plastic large deflection finite element analysis with varying lateral pressure load level.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제23권4호
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• pp.417-428
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• 2011

강구조 설계는 재료의 비탄성 변형능력을 활용하는 정도에 따라 탄성설계법, 소성설계법, 내진설계법으로 대별할 수 있다. 현재 국내외 강구조 설계기준에서는 항복강도 450MPa를 초과하는 고강도강재에 대해서는 비탄성 변형능력에 대한 우려와 국부좌굴 및 횡좌굴 거동에 대한 실험자료의 부족으로 소성설계의 적용을 금하고 있다. 본 연구에서는 일반강재를 대상으로 개발된 현행 강구조설계기준의 플랜지 판폭두께비 제한식을 최근에 개발된 고강도강재인 HSB800에도 그대로 확대 적용할 수 있는지 여부를 확인하고 고강도강 휨부재의 국부좌굴 및 비탄성거동을 파악하기 위한 실물대실험을 수행하였다. HSB800 및 SM490A(비교강종) 강재로 조립된 H형강 휨부재를 각각 5개씩 총 10개의 실험체를 제작하고 실험하여 비교분석하였다. 모든 SM490A 비교실험체는 설계기준 상의 판폭두께비에 따른 요구강도와 연성능력을 충분히 발휘하였다. HSB800 실험체 역시 강도 발현의 측면에서는 매우 만족스런 성능을 발휘하였다. 즉, 비콤팩트 및 세장판 요소 플랜지를 지닌 실험체에서도 소성모멘트를 충분히 상회하거나 이에 육박하는 강도가 발현되었다. 이는 현행 판폭두께비 제한규정을 HSB800 고강도강에 그대로 적용해도 강성과 강도 확보를 목표로 하는 모든 탄성설계에 충분히 보수적으로 적용할 수 있음을 의미한다. 그러나 SM490 실험체와는 달리 HSB800 실험체 5개 가운데 3개가 가력점 스티프너와 접합된 하부플랜지에서 조기 인장파단이 발생하여 소성설계에 요구되는 회전능력 R=3에는 미달하였다. HSB800 실험체에서 관측된 파단원인을 규명하고 고강도강재에 보다 적합한 판폭두께비의 정립을 위한 추가실험과 해석적 연구가 필요할 것으로 판단된다.

• Steel and Composite Structures
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• 제44권3호
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• pp.309-324
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• 2022

The post-fire elastic stiffness and performance of concrete-filled steel tube (CFST) columns containing recycled aggregate concrete (RAC) has rarely been addressed, particularly in terms of material properties. This study was conducted with the aim of assessing the modulus of elasticity of recycled aggregate concrete-filled steel tube (RACFST) stub columns following thermal loading. The test data were employed to model and assess the elastic modulus of circular RACFST stub columns subjected to axial loading after exposure to elevated temperatures. The length/diameter ratio of the specimens was less than three to prevent the sensitivity of overall buckling for the stub columns. The gene expression programming (GEP) method was employed for the model development. The GEP model was derived based on a comprehensive experimental database of heated and non-heated RACFST stub columns that have been properly gathered from the open literature. In this study, by using specifications of 149 specimens, the variables were the steel section ratio, applied temperature, yielding strength of steel, compressive strength of plain concrete, and elastic modulus of steel tube and concrete core (RAC). Moreover, parametric and sensitivity analyses were also performed to determine the contribution of different effective parameters to the post-fire elastic modulus. Additionally, comparisons and verification of the effectiveness of the proposed model were made between the values obtained from the GEP model and the formulas proposed by different researchers. Through the analyses and comparisons of the developed model against formulas available in the literature, the acceptable accuracy of the model for predicting the post-fire modulus of elasticity of circular RACFST stub columns was seen.

• 한국해양공학회지
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• 제16권5호
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• pp.66-72
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• 2002

Fracture behaviors of pipes with local wall thinning are very important for the integrity of nuclear power plant. However, effects of local wall thinning on strength and fracture behaviors of piping system were not well studied. Acoustic emission(AE) has been widely used in various fields because of its extreme sensitivity, dynamic detection ability and location of growing defects. In this study, we investigated failure modes of locally wall thinned pipes and AE signals by bending test. From test results, we could be divided four types of failure modes of ovalization, crack initiation after ovalization, local buckling and crack initiation after local buckling. And fracture behaviors such as elastic region, yielding region, plastic deformation region and crack progress region could be evaluated by AE counts, accumulative counts and time-frequency analysis during bending test. The result of the frequency range is expected to be basic data that can inspect plants in real-time.

• 복합신소재구조학회 논문집
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• 제4권2호
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• pp.39-44
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• 2013

This study is aimed to examine the influence of the rotational stiffness of U-shaped ribs on the local buckling behaviors of laminated composite plates. Applying the orthotropic plates with eight layers of the layup $[(0^{\circ})4]s$ and $[(0^{\circ}/90^{\circ})2]s$, 3-dimensional finite element models for the U-rib stiffened plates were setup by using ABAQUS and then a series of eigenvalue analyses were conducted. There is a need to develope a simple design equation to establish the rotational stiffness effect, which could be easily quantified by comparing the theoretical critical stress equation for laminated composite plates with elastic restraints based on the Classical laminated plate theory. Through the parametric numerical studies, it is confirmed that there should clearly exist an increasing effect of local plate buckling strength due to the rotational stiffness by closed-section ribs. An applicable coefficient for practical design should be verified and proposed for future study. This study will contribute to the future study for establishing an increasing coefficient for the design strength and optimum design of U-rib stiffened plates.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제27권2호
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• pp.219-229
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• 2015

각형 CFT 기둥에 대한 실험 연구를 수행하였다. 본 연구는 세장 단면의 고강도 강관을 적용한 CFT 기둥의 압축성능 평가하는 것이 주요 목적이다. 실험 변수는 강관의 판폭두께비, 콘크리트 강도, 강관 항복강도, 그리고 스티프너의 사용여부이다. 총 5개의 기둥 실험체에 대하여 중심압축 실험을 수행하였다. 고강도 강관을 적용한 실험체는 탄성국부좌굴이 발생하였지만, 높은 항복강도로 인하여 상당한 후좌굴강도를 발휘하였다. 또한, 실험결과는 현행 설계기준에 의한 예상강도를 대체로 만족하였다. 세장 단면의 고강도 강관에 스티프너를 보강할 경우 강도와 변형능력 면에서 우수한 구조성능을 발휘하였다.