• Structural Engineering and Mechanics
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• 제13권6호
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• pp.615-638
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• 2002

This paper presents a method of seismic analysis for a cylindrical liquid storage structure considering the effects of the interior fluid and exterior soil medium in the frequency domain. The horizontal and rocking motions of the structure are included in this study. The fluid motion is expressed in terms of analytical velocity potential functions, which can be obtained by solving the boundary value problem including the deformed configuration of the structure as well as the sloshing behavior of the fluid. The effect of the fluid is included in the equation of motion as the impulsive added mass and the frequency-dependent convective added mass along the nodes on the wetted boundary of the structure. The structure and the near-field soil medium are represented using the axisymmetric finite elements, while the far-field soil is modeled using dynamic infinite elements. The present method can be applied to the structure embedded in ground as well as on ground, since it models both the soil medium and the structure directly. For the purpose of verification, earthquake response analyses are performed on several cases of liquid tanks on a rigid ground and on a homogeneous elastic half-space. Comparison of the present results with those by other methods shows good agreement. Finally, an application example of a reinforced concrete tank on a horizontally layered soil with a rigid bedrock is presented to demonstrate the importance of the soil-structure interaction effects in the seismic analysis for large liquid storage tanks.

• 대한토목학회논문집
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• 제10권1호
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• pp.37-45
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• 1990

본 연구에서는 지반-구조물 상호작용 시스템에 대하여 기초의 부분적 들림을 고려할 수 있는 새로운 해석적 방법을 제시하였다. 제시된 방법은 시스템의 3 차원 거동, 수직입력의 영향, 지반반력의 비선형분포 등도 함께 고려할 수 있도록 하였다. 기초가 들릴때 지반강도 및 감쇠값의 비선형성을 나타내기 위해서는 기초의 접지면적 감소뿐만 아니라 기초회전에 따른 건물의 강체운동효과와 지반반력작용의 이동 등의 영향도 동시에 고려하였다. 다양한 예제해석을 통하여 내진해석시 기초의 부분적 들림을 고려하게 되면 기초부에서의 변위는 크게 증가하는 반면 구조물 상부에서의 탄성변위 응답치 및 가속도 응답치는 감소한다는 사실을 확인하였으며, 수직입력, 비선형 지반반력분포 3차원 거동 등은 그 영향을 무시하게 되면 불안전측의 지진응답치를 주므로 해석시 필히 고려되어야 한다는 사실을 밝혔다.

• 대한기계학회논문집
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• 제17권6호
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• pp.1381-1388
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• 1993

본 연구에서는 구조계와 제어계가 결합된계에 대하여, 성능 평가함수의 구조 설계변수에 대한 감도를 Riccati방정식으로부터 직접 해석할 수 있는 효율적인 방안을 제시하여 동시최적설계가 가능토록한다. 그리고 유색잡음의 불규칙 노면입력을 받는 차체탄성을 고려한 Hac의 2륜 차량의 모델에 LQG제어를 행한 경우에 대하여, 본 연구 방법을 적용시켜 동시 최적화를 수행한 제어성능 특성을 종래의 최적제어만에 의한 제어성능과 비교, 검토 한다. 구조설계변수로는 현가장치의 강성특성, 감쇠특성 및 현가장치 지지점의 위치로 선정한다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제57권2호
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• pp.327-355
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• 2016

A new analytical derivation of the elastodynamic point load solutions for an isotropic multi-layered half-space is presented by means of the precise integration method (PIM) and the approach of dual vector. The time-harmonic external load is prescribed either on the external boundary or in the interior of the solid medium. Starting with the axisymmetric governing motion equations in a cylindrical coordinate system, a second order ordinary differential matrix equation can be gained by making use of the Hankel integral transform. Employing the technique of dual vector, the second order ordinary differential matrix equation can be simplified into a first-order one. The approach of PIM is implemented to obtain the solutions of the ordinary differential matrix equation in the Hankel integral transform domain. The PIM is a highly accurate algorithm to solve sets of first-order ordinary differential equations and any desired accuracy of the dynamic point load solutions can be achieved. The numerical simulation is based on algebraic matrix operation. As a result, the computational effort is reduced to a great extent and the computation is unconditionally stable. Selected numerical trials are given to validate the accuracy and applicability of the proposed approach. More examples are discussed to portray the dependence of the load-displacement response on the isotropic parameters of the multi-layered media, the depth of external load and the frequency of excitation.

• Structural Monitoring and Maintenance
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• 제6권4호
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• pp.317-346
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• 2019

Performance assessment of pavements proves useful, in terms of handling the ride quality, controlling the travel time of vehicles and adequate maintenance of pavements. Roughness profiles provide a good measure of the deteriorating condition of the pavement. For the accurate estimates of pavement roughness from dynamic vehicle responses, vehicle parameters should be known accurately. Information on vehicle parameters is uncertain, due to the wear and tear over time. Hence, condition monitoring of pavement requires the identification of pavement roughness along with vehicle parameters. The present study proposes a scheme which estimates the roughness profile of the pavement with the use of accurate estimates of vehicle parameters computed in parallel. Pavement model used in this study is a two-layer Euler-Bernoulli beam resting on a nonlinear Pasternak foundation. The asphalt topping of the pavement in the top layer is modeled as viscoelastic, and the base course bottom layer is modeled as elastic. The viscoelastic response of the top layer is modeled with the help of the Burgers model. The vehicle model considered in this study is a half car model, fitted with accelerometers at specified points. The identification of the coupled system of vehicle-pavement interaction employs a coupled scheme of an unbiased minimum variance estimator and an optimization scheme. The partitioning of observed noisy quantities to be used in the two schemes is investigated in detail before the analysis. The unbiased minimum variance estimator (MVE) make use of a linear state-space formulation including roughness, to overcome the linearization difficulties as in conventional nonlinear filters. MVE gives estimates for the unknown input and fed into the optimization scheme to yield estimates of vehicle parameters. The issue of ill-posedness of the problem is dealt with by introducing a regularization equivalent term in the objective function, specifically where a large number of parameters are to be estimated. Effect of different objective functions is also studied. The outcome of this research is an overall measure of pavement condition.

• 비파괴검사학회지
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• 제32권5호
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• pp.469-483
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• 2012

인체 연조직에서 기계적인 진동의 전달 특성은 조직의 탄성 특성에 의존한다. 연조직의 진동 특성으로부터 암이나 종양을 진단할 수 있기 때문에 진동의 전달 특성에 대한 연구는 중요한 의미를 가진다. 이 논문은 연조직의 표면에 위치하는 여러 형태의 응력 진동원에 의해 연조직 내에 발생되는 변위 패턴을 분석하고 비교하였다. 진동원으로는 수직하중, 접선하중, 그리고 면외전단하중이 고려되었다. 점탄성 단일층에서의 변위에 대한 이론적 표현식을 구하였고, 수치계산은 반공간 및 무한평판조직에서 수행되었다. 그리고 유한크기조직에서의 변위패턴을 유한요소법으로 시뮬레이션하였다. 응력 형태, 진동원 크기 및 주파수, 그리고 경계면이 변위에 미치는 영향이 분석되었다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제7권1호
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• pp.41-52
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• 1991

본 연구에서는 말뚝 기초로 지지된 상부 구조물의 동적 해석을 하였다. 구조물 해석에는 반무한체 방법을 이용하였으며, 이 방법의 입력자료가 되는 임퍼 던스 함수를 구하는 방법과 각 방법으로 구한 상부구조물의 거동을 상호 비교해 보았다. 먼저 단말뚝에 대한 임피던스 함수를 Equivalent Cantilever 방법, Novak이 제안한 방법, Gazetas가 제안한 방법, Kuhlemeyer가 제안한 방법으로 구하였으며, 군 효과는 Novak에 의 해 제안된 방법, 군 효과 비(Group Efficiency Ratio, GER), Poulos가 제안한 정적영향계수를 이용한 방법, Kaynia 8E Kausel이 제안한 동적영향계수를 이용한 방법 등을 이용하였으며, 구조물의 상부 변위, 저 면에서의 전단력과 휨모우먼트에 대한 상호 비교를 하였다. 본 연구에서 얻은 결론은 다음과 같다. 1. 각 방법으로 구한 강성과 감쇠 값은 그 차이가 상당히 크게 나타났으며, Novak이 제안한 방법이 가장 작고, Kuhlemeyer가 제안한 방법이 가장 크게 나타났다. 또한,각 방법에 의한 군효과를 비교, 분석해 본 결과 강성효과는 비교적 유사한 결과를 보이나, 감쇠의 경우 군효과의 차이가 큼을 알 수 있었다. 2.말뚝의 설치로 인해 상부변위는 200A이상 감소하였으며,반면에 말뚝 설치로 인한 강성 증가 효과로 인해 저면에서의 전단력과 휭모우먼트는 크게는 2배 이상 커짐을 알 수 있으며, 공명 현상을 일으키는 frequency가 약 2배 이상 증가함을 알 수 있다. 3. 말뚝 시스템의 강성과 감쇠의 산정시 주파수 종속값과 독립간을 사용한 차이로 인한 상부변 위,저 면에서의 전단력,횝모우먼트의 변화는 비교적 적은 것으로 나타났다. 4. 지진가속도가 커짐에 따라 말뚝의 설치에 의한 상부변위 감소 효과가 더욱 커짐을 알 수 있다.