• Structural Engineering and Mechanics
• /
• 제10권2호
• /
• pp.111-123
• /
• 2000

An asymptotic solution for snap-through buckling of single-layer squarely-reticulated shallow spherical shells continuously supported on springs is developed in this paper. Based on the fundamental governing equations and boundary conditions, a nondimensional analytical expression associated with the external load, stiffness of spring and central transverse displacement (deflection) is derived with the aid of asymptotic iteration method. The effects of stiffness of spring and characteristic geometrical parameter on buckling of the structures are given by the analyses of numerical examples. In a special case, for reticulated circular plates, the influence of stiffness of spring on the characteristic relation between load and deflection is also demonstrated.

• 대한기계학회논문집
• /
• 제13권2호
• /
• pp.243-251
• /
• 1989

본 연구에서는 균질재료에 대하여 Vitec, Riedel, Yokobori와 Kamei 등이 사용되었던 모델을 계면균열문제에 도입하였다. 즉, 균열선단에 기울어진 슬립면 (Slip plane)을 가정하고 소성역이 이 슬립면 상에 존재한다고 가정하여 이 모델에 모우드 III의 응력이 작용하는 경우에 대하여 해석하였다.소성여과 균열을 전위 (dislocation)의 연속된 분포로 나타내고 평형조건을 만족하는 전위밀도함수(disl- ocation density function)를 구하였다.이러한 모델의 해석을 통하여 각 재료에서의 의 마찰전단응력의 변화에 따른 소성역의 크기 및 균열선단에서의 상대변위의 변화를 살펴보았다. 또한 이러한 소성역을 가정한 경우의 J-적분과 균열선단에서의 상대 변위와의 관계에 대해서도 살펴보았다.

• Structural Engineering and Mechanics
• /
• 제13권2호
• /
• pp.135-154
• /
• 2002

This paper presents the convected material frame approach to study the nonlinear behavior of inelastic frame structures. The convected material frame approach is a modification of the co-rotational approximation by incorporating an adaptive convected material frame in the basic definition of the displacement vector and strain tensor. In the formulation, each discrete element is associated with a local coordinate system that rotates and translates with the element. For each load increment, the corresponding strain-displacement and nodal force-stress relationships are defined in the updated local coordinates, and based on the updated element geometry. The rigid body motion and deformation displacements are decoupled for each increment. This modified approach incorporates the geometrical nonlinearities through the continuous updating of the material frame geometry. A generalized nonlinear function is used to derive the inelastic constitutive relation and the kinematic hardening is considered. The equation of motion is integrated by an explicit procedure and it involves only vector assemblage and vector storage in the analysis by assuming a lumped mass matrix of diagonal form. Several numerical examples are demonstrated in close agreement with the solutions obtained by the ANSYS code. Numerical studies show that the proposed approach is capable of investigating large deflection of inelastic planar structures and providing an excellent numerical performance.

• Structural Engineering and Mechanics
• /
• 제33권2호
• /
• pp.215-238
• /
• 2009

This paper introduces an improved modal pushover analysis (IMPA) which can effectively evaluate the seismic response of multi-span continuous bridge structures on the basis of modal pushover analysis (MPA). Differently from previous modal pushover analyses which cause the numerical unstability because of the occurrence of reversed relation between the pushover load and displacement, the proposed method eliminates this numerical instability and, in advance the coupling effects induced from the direct application of modal decomposition by introducing an identical stiffness ratio for each dynamic mode at the post-yielding stage together with an approximate elastic deformation. In addition to these two introductions, the use of an effective seismic load, calculated from the modal spatial force and applied as the distributed load, makes it possible to predict the dynamic responses of all bridge structures through a simpler analysis procedure than those in conventional modal pushover analyses. Finally, in order to establish validity and applicability of the proposed method, correlation studies between a rigorous nonlinear time history analysis and the proposed method were conducted for multi-span continuous bridges.

• 터널과지하공간
• /
• 제19권3호
• /
• pp.181-189
• /
• 2009

이 연구는 지보재로서 가장 널리 사용되고 있는 록 볼트와 새로운 지보 형태인 스파이럴 볼트에 대한 지보특성을 비교하여 두 지보재의 지보효과를 평가하는데 있다. 이를 위하여 시멘트-모르타르 그라우트의 양생기간이 7일과 28일에 대한 록 볼트와 스파이럴 볼트의 실내인발시험을 실시하였으며, 각 시험결과로부터 인발하중, 변위 그리고 구속압, 내부압, 전단응력 등을 각각 구하였다. 인발하중에 대한 변위의 관계를 보면 각각의 양생기간에 대해서 스파이럴 볼트의 변위가 록 볼트에 비해 크게 나타나는데, 이것은 록 볼트의 역학적 성질이 스파이럴 볼트보다 크기 때문인 것으로 사료된다. 또한 양생기간이 길 경우 두 지보재의 변위는 거의 동일하거나 감소하는 경향을 보이는데, 그 원인은 양생기간에 따라 그라우트의 압축강도가 증가하므로 지보재와 시멘트-모르타르 그라우트 사이의 부착력이 증가하기 때문으로 사료된다. 구속압을 비교한 결과 동일한 인발하중단계에서 스파이럴 볼트의 구속압이 록 볼트보다 크게 나타났다. 이러한 사실은 같은 조건하에 있는 지반이나 암반에 지보재를 설치 할 경우 시공성 측면에서 스파이럴 볼트가 록 볼트보다 지반이나 암반의 안정성을 확보하는데 더 효과적임을 지시한다. 이상의 결과를 종합해 볼 때 같은 조건하에 있는 지반이나 암반에 지보재를 설치할 경우 새로운 형태의 지보재인 스파이럴 볼트가 기존의 지보재인 록 볼트보다 인발하중과 구속압을 더 크게 발휘하는 것으로 사료된다. 아울러, 지보재에 있어서 경제성, 현장에서의 지보재 시공성 뿐만 아니라 지보재 설치 전후의 지반이나 암반의 안정성 측면 등을 고려할 때 스파이럴 볼트가 록 볼트에 비하여 더 효과적일 것으로 판단된다.

• 한국지진공학회논문집
• /
• 제27권1호
• /
• pp.37-47
• /
• 2023

A new clamped mechanical splice system was proposed to develop structural performance and constructability for precast concrete connections. The proposed mechanical splice resists external loading immediately after the engagement. The mechanical splices applicable for both large-scale rebars for plants and small-scale rebars for buildings were developed with the same design concept. Quasi-static lateral cyclic loading tests were conducted with reinforced and precast concrete members to verify the seismic performance. Also, shaking table tests with three types of seismic wave excitation, 1) random wave with white noise, 2) the 2016 Gyeongju earthquake, and 3) the 1999 Chi-Chi earthquake, were conducted to confirm the dynamic performance. All tests were performed with real-scale concrete specimens. Sensors measured the lateral load, acceleration, displacement, crack pattern, and secant system stiffness, and energy dissipation was determined by lateral load-displacement relation. As a result, the precast specimen provided the emulative performance with RC. In the shaking table tests, PC frames' maximum acceleration and displacement response were amplified 1.57 - 2.85 and 2.20 - 2.92 times compared to the ground motions. The precast specimens utilizing clamped mechanical splice showed ductile behavior with energy dissipation capacity against strong motion earthquakes.

• Structural Engineering and Mechanics
• /
• 제78권2호
• /
• pp.219-230
• /
• 2021

International seismic codes stipulate that adjacent buildings should be separated by a specified minimum distance, otherwise the pounding effect should be considered in the design. Recent researches proposed an alternative method (Double Difference Combination Rule) to estimate seismic gap between structures, as this method considers the cross relation of adjacent buildings behavior during earthquakes. Four different criteria were used to calculate the minimum separation distance using this method and results are compared to the international codes for five separation cases. These cases used four case study buildings classified by different heights, lateral load resisting systems and fundamental periods of vibrations to assess the consistency in results for the alternative methods. Non-linear analysis was performed to calculate the inelastic displacements of the four buildings, and the results were used to evaluate the relation between elastic and inelastic displacements due to the ductility of structural elements resisting seismic loads. A verification analysis was conducted to guarantee that the separation distance calculated is sufficient to avoid pounding. Results shows that the use of two out of the four studied methods yields separation distances smaller than that calculated by the code specified equations without under-estimating the minimum separation distance required to avoid pounding.

• 한국정밀공학회지
• /
• 제22권10호
• /
• pp.195-201
• /
• 2005

A laterally driven electromagnetic microactuator (LaDEM) is presented, and a micro-optical switch is designed and fabricated as a possible application. LaDEM provides parallel actuation of the microactuator to the silicon substrate surface (in-plane mode) by the Lorentz force. Poly-silicon-on-insulator (Poly-SOI) wafers and a reactive ion etching (RIE) process were used to fabricate high-aspect-ratio vertical microstructures, which allowed the equipment of a vertical micro mirror. A fabricated arch-shaped leaf spring has a thickness of $1.8{\mu}m$, width of $16{\mu}m$, and length of $800{\mu}m$. The resistance of the fabricated structure fer the optical switch was approximately 5$\Omega$. The deflection of the leaf springs increases linearly up to about 400 mA and then it demonstrates a buckling behavior around the current value. Owing to this nonlinear phenomenon, a large displacement of $60{\mu}m$ could be measured at 566 mA. The displacement-load relation and some dynamic characteristics are analyzed using the finite element simulations.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제15권1호
• /
• pp.77-84
• /
• 2011

연속보를 대상으로 한 재료비선형 전달행렬법을 제시하였으며, Gauss-Lobatto 적분법을 사용하여 보의 강성행렬로부터 전달행렬을 도출한다. 전달행렬법에서는 유한요소해석법과는 달리 각 절점의 자유도 수에 상관없이 일정한 미지값만을 가지게 되므로 선형해석뿐만 아니라 비선형해석에서도 빠른 연산속도를 보인다. 연속보에 대한 비선형 해석의 적용 예를 통한 비교 결과, 재료비선형 전달행렬법이 변위-모멘트, 변위-하중, 곡률-모멘트의 관계에서 유한요소해석법에 비해 효율적인 것으로 평가되었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제18권1호
• /
• pp.48-58
• /
• 2014

본 연구에서는 1992년 도로교설계기준의 내진설계도입 이전 규정에 따라 설계, 시공된 교각의 축소 모델을 실험체로 제작하여 원형기둥의 변위비에 따른 횡하중을 변위제어 방식으로 입력하여 준정적 방법을 통해 실험을 실시하였다. 연구에 적용한 보강재는 성능을 향상시킨 무기계 합금강인 Helical Bar로써 원형기둥 외부에 보강 후 실내실험을 통하여 파괴거동, 하중-변위 관계, 연성도 평가 및 에너지 평가를 실시하였다. 실험변수로는 위험단면 내에서 나선으로 보강한 보강재의 단면력의 크기와 나선보강의 간격, 보강형태로 두었으며, 준정적 실험을 통해 보강성능의 차이와 효과를 확인하였다. 실험결과 보강대상 부재의 성능에 따라 적절한 보강재의 단면력 크기결정과 보강간격 및 형식의 선정이 필요하며 기계적 보강재뿐만 아니라 고강도 콘크리트 피복으로의 치환으로도 보강성능이 향상됨을 확인할 수 있었다.