• Steel and Composite Structures
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• 제22권1호
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• pp.113-139
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• 2016

The nonlinear seismic responses of steel buildings with perimeter moment resisting frames (PMRF) and interior gravity frames (IGF) are estimated, modeling the interior connections first as perfectly pinned (PPC), and then as partially restrained (PRC). Two 3D steel building models, twenty strong motions and three levels of the PRC rigidity, which are represented by the Richard Model and the Beam Line Theory, are considered. The RUAUMOKO Computer Program is used for the required time history nonlinear dynamic analysis. The responses can be significantly reduced when interior connections are considered as PRC, confirming what observed in experimental investigations. The reduction significantly varies with the strong motion, story, model, structural deformation, response parameter, and location of the structural element. The reduction is larger for global than for local response parameters; average reductions larger than 30% are observed for shears and displacements while they are about 20% for bending moments. The reduction is much larger for medium- than for low-rise buildings indicating a considerable influence of the structural complexity. It can be concluded that, the effect of the dissipated energy at PRC should not be neglected. Even for connections with relative small stiffness, which are usually idealized as PPC, the reduction can be significant. Thus, PRC can be used at IGF of steel buildings with PMRF to get more economical construction, to reduce the seismic response and to make steel building more seismic load tolerant. Much more research is needed to consider other aspects of the problem to reach more general conclusions.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제61권4호
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• pp.497-510
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• 2017

A framed structure may be composed of two sub-structures, which are linked by a hinged joint. One sub-structure is the primary system and the other is the secondary system. The primary system, which is subjected to the periodic external load, can give rise to an auto-parametric resonance of the second system. Considering the geometric-stiffness effect produced by the axially internal force, the element equation of motion is derived by the extended Hamilton's principle. The element equations are then assembled into the global non-homogeneous Mathieu-Hill equations. The Newmark's method is introduced to solve the time-history responses of the non-homogeneous Mathieu-Hill equations. The energy-growth exponent/coefficient (EGE/EGC) and a finite-time Lyapunov exponent (FLE) are proposed for determining the auto-parametric instability boundaries of the structural system. The auto-parametric instabilities are numerically analyzed for the two frames. The influence of relative stiffness between the primary and secondary systems on the auto-parametric instability boundaries is investigated. A phenomenon of the "auto-parametric internal resonance" (the auto-parametric resonance of the second system induced by a normal resonance of the primary system) is predicted through the two numerical examples. The risk of auto-parametric internal resonance is emphasized. An auto-parametric resonance experiment of a ${\Gamma}$-shaped frame is conducted for verifying the theoretical predictions and present calculation method.

• 대한기계학회논문집A
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• 제25권10호
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• pp.1528-1534
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• 2001

In order to improve Leak-Be(ore-Break methodology, more precisely the crack growth evaluation, a round robin analysis was proposed by the CEA Saclay. The aim of this analysis was to evaluate the crack initiation life, penetration life and shape of through wall crack under cyclic bending loads. The proposed round robin analysis is composed of three main topic; fatigue crack initiation, crack propagation and crack penetration. This paper deals with the first topic, crack initiation in a notched pipe under four point bending. Both elastic-plastic finite element analysis and Neuber's rule were used to estimate the crack initiation life and the finite element models were verified by mesh-refinement, stress distribution and global deflection. In elastic-plastic finite element analysis, crack initiation life was determined by strain amplitude at the notch tip and strain-life curve of the material. In the analytical method, Neuber's rule with the consideration of load history and mean stress effect, was used for the life estimation. The effect of notch tip radius, strain range, cyclic hardening rule were examined in this study. When these results were compared with the experimental ones, the global deformation was a good agreement but the crack initiation cycle was higher than the experimental result.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권6호
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• pp.3068-3073
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• 2013

근래에 스카이브릿지를 활용하여 연결된 고층구조물의 진동제어성능을 개선하고자 하는 연구가 수행되고 있다. 본 논문에서는 스카이브릿지로 연결되는 두 구조물의 고유진동주기의 차이와 스카이브릿지 설치위치가 진동제어성능에 미치는 영향에 대해서 분석하여 보았다. 이를 위하여 40층과 50층 구조물을 연결된 예제구조물로 선택하였고 두 구조물의 고유진동주기 차이를 1.0배에서 1.5배까지 순차적으로 변경하면서 해석모델을 구성하였다. 각각의 해석 모델에 대하여 KBC2009를 기반으로 생성한 인공지진하중을 입력 하중으로 생성하여 시간이력해석을 수행하였다. 수치해석결과 두 구조물의 고유진동주기차이가 증가할수록, 연결된 층의 높이가 높아질수록 변위 및 속도응답에 대해서 일반적으로 우수한 제어성능을 나타내는 것을 알 수 있었다. 그러나 가속도응답의 경우에는 이러한 경향과 반대되는 제어성능변화를 나타내었다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제9권4호통권33호
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• pp.535-541
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• 1997

공용중에 있는 철도 교량의 거동 상태를 평가하는 데 있어서는 각 부재에 대한 현장 실측을 통하여 하중의 분배와 발생응력 등을 파악하는 것이 가장 정확하나 이는 매우 어렵다. 그래서. 현장 실측을 거치지 않고 자료조사 및 현지 외관조사 등으로 획득이 가능한 교량의 형식, 각 부재의 손상 정도 및 위치, 열차 교통 특성 등의 간접자료를 사용하여 대상교량의 발생응력을 추정하는 것에 대한 연구가 필요하다. 따라서, 본 연구에서는 교량에서 발생하는 부재의 응력변화 특성을 정량적으로 평가하기 위하여 여러 가지 손상중에서도 부식에 의한 단면의 감소와 강성의 변화를 고려하여 시물레이션에 의한 부재의 발생응력을 구하였다. 이로부터 각 부재의 발생응력의 정도와 면화를 조사하였으며 각 부재간의 상호관계를 고찰하였다. 그 결과 단면의 감소에 따라 트러스 주부재에 발생하는 응력은 대체적으로 선형적으로 증가하고 하현재가 가장 크게 영향을 받는 것으로 나타났다. 또한, 부재에 발생하는 응력의 증가량은 각각의 부재에 발생하는 응력의 증가량을 더하므로서 큰 오차없이 계산될 수 있음을 알 수 있었다.

• 한국농공학회지
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• 제43권5호
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• pp.116-123
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• 2001

This paper represents results of an effort to seismically rehabilitate a 12-story nonductile reinforced concrete frame building. The frame located in the most severe seismic area, zone 4, is assumed to be designed and detailed for gravity load requirements only. Both pushover and nonlinear time-history analyses are carried out to determine strength, deformation capacity and the vulnerability of the building. The analysis indicates a drift concentration at the $1^{st}$ floor level due to inadequate strength and ductility capacity of the ground floor columns. The capacity curve of the structure, when superimposed on the average demand response spectrum for the ensemble of scaled earthquakes indicates that the structure is extremely weak and requires a major retrofit. The retrofit of the building is attempted using viscoelastic (VE) dampers. The dampers at each floor level are sized in order to reduce the elastic story drift ratios to within 1%. It is found that this requires substantially large dampers that are not practically feasible. With practical size dampers, the analyses of the viscoelastically damped building indicates that the damper sizes provided are not sufficient enough to remove the biased response and drift concentration of the building. The results indicate that VE-dampers alone are not sufficient to rehabilitate such a concrete frame. Concrete buildings, in general, being stiffer require larger dampers. The second rehabilitation strategy uses concrete shearwalls. Shearwalls increased stiffness and strength of the building, which resulted in reducing the drift significantly. The effectiveness of VE-dampers in conjunction with stiff shearwalls was also studied. Considering the economy and effectiveness, it is concluded that shearwalls were the most feasible solution for seismic rehabilitation of such buildings.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제15권4호
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• pp.116-124
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• 2011

일반적으로 조적조는 시공이 용이하고 경제적인 구조로서 국내뿐만 아니라 해외에서도 가장 오래되고 광범위하게 사용되는 구조이다. 조적벽을 RC 골조에 장막벽으로 사용하는 채움벽 형태의 구조는 시공이 용이하고 경제적이기 때문에 저층 주거용 건물, 학교건물 등에 많이 적용되고 있으나, 설계시에는 비구조부재로 취급되어 채움벽의 효과를 반영하지 않고 있다. 본 연구에서는 기존의 사각형 조적개체의 횡력에 대한 취약성을 개선하기 위해 개발된 육각형 블록을 RC 골조 채움벽에 적용한 채움벽 골조에 대한 구조실험을 수행하여 육각형블록 조적채움벽의 효과를 평가하고자 하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제21권6호
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• pp.59-66
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• 2017

유체 저장 구조물의 경우 지진 시 유체의 출렁임에 의하여 구조물에 동수압이 작용한다. 이 때, 유체의 동수압은 지진의 강도뿐만 아니라 유체 자유수면의 출렁임 높이(sloshing height)에 의해서도 변화한다. 이러한 하중의 변화에 영향을 미치는 인자로는 지진파의 형상, 최대지진강도, 유체 저장 구조물의 크기, 구조물의 폭, 유체의 높이 등이 있는데, 본 논문에서는 지진파의 형상과 유체 자유수면의 출렁임 형상의 상관관계를 규명하고자 하였다. 이를 위하여 구조물의 폭이 500 mm인 수조에 실지진파를 적용시켜 유체 자유수면의 출렁임 높이를 측정하고, 수치해석을 통하여 실험과 해석의 유사성을 검증하였다. 또한, 실험과 해석의 비교를 통하여 검증된 구조해석 기법을 적용하여 인공지진파의 형상을 다양하게 변화시키면서 유체 자유수면의 출렁임 형상의 변화를 측정하고, 인공지진파의 형상이 유체 자유수면의 출렁임 형상에 미치는 영향을 분석하였다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제5권4호
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• pp.37-46
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• 1989

본 논문은 반복하중을 받는 과추밀 실트질 점토의 일반적 특성에 관한 연구로서 재성형 시료를 과압밀 상태로 제작하여 일련의 변형-제어 반복 삼축시험을 수행하였다. 일반적으로 단일하중의 경우에 과압밀점토의 축차응력-축변형률 관계는 그 형태에 있어 정규압밀점토의 결과와 흡사하지만, 반복하중을 받게 쾨면 시료 내의 간극수압 거동은 시료의 압밀리력 과 반복응력의 크기에 따라 변화하게 된다. 그러므로 서로 다른 과압밀비를 가진 시료에 대한 반복 하중시험 결과를 통하여 나타난 일반적 응력-변형 특성에 관하여 상호 비교 분석하고,이들의 종합적인 관계로부터 변형 및 강도 특성을 찾고자 하였다. 또한 시료가 평형상웅로 존재할 수 있는 반복응력의 한계치를 의미하는 직선 혹은 곡선형태의 평형상태선을 결정하고 과압밀비 의 변화에 따른평형상태선의 경향을 관찰하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제66권2호
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• pp.273-283
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• 2018

Currently, the dynamic amplification effect of suction is described using the wind vibration coefficient (WVC) of external loads. In other words, it is proposed that the fluctuating characteristics of suction are equivalent to external loads. This is, however, not generally valid. Meanwhile, the effects of the ventilation rate of louver on suction and its WV are considered. To systematically analyze the effects of the ventilation rate of louver on the multi-dimensional WVC of ultra-large cooling towers under suctions, the 210 m ultra-large cooling tower under construction was studied. First, simultaneous rigid pressure measurement wind tunnel tests were executed to obtain the time history of fluctuating wind loads on the external surface and the internal surface of the cooling tower at different ventilation rates (0%, 15%, 30%, and 100%). Based on that, the average values and distributions of fluctuating wind pressures on external and internal surfaces were obtained and compared with each other; a tower/pillar/circular foundation integrated simulation model was developed using the finite element method and complete transient time domain dynamics of external loads and four different suctions of this cooling tower were calculated. Moreover, 1D, 2D, and 3D distributions of WVCs under external loads and suctions at different ventilation rates were obtained and compared with each other. The WVCs of the cooling tower corresponding to four typical response targets (i.e., radial displacement, meridional force, Von Mises stress, and circumferential bending moment) were discussed. Value determination and 2D evaluation of the WVCs of external loads and suctions of this large cooling tower at different ventilation rates were proposed. This study provides references to precise prediction and value determination of WVC of ultra-large cooling towers.