• 대한토목학회논문집
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• 제12권2호
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• pp.43-54
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• 1992

낮은 아치는 동하중 재하시 재료는 탄성범위 내에 있더라도 큰 변형이 발생할 수 있으며, 좌굴 가능성이 높기 때문에 선형해석으로는 정확한 거동을 구명하기 어렵다. 본 연구에서는 이에 따라 낮은 아치의 동적 비선형 해석방법 및 좌굴판단기준을 제시하였으며, 제시된 방법을 토대로 낮은 아치의 동적 비선형 해석을 수행하고 임계좌굴하중을 구하였다. 형상의 비선형성은 Lagrangian 운동좌표를 고려하여 해석하였으며 동적운동방정식을 풀기 위하여 유한요소법을 사용하였다. 이 때, 동적 운동방정식의 시간적분으로 Newmark 해법을 채택하였다. 프로그램은 만재 방사형 등분포하중을 받는 낮은 원호 아치를 해석하여 그 결과치를 다른 연구결과와 비교하여 검증하였다. 모형해석을 통해서는 큰 동하중을 받는 원호 아치는 기하학적 비선형 거동을 고려하여 해석되어야 하며, 아치가 낮아질수록 좌굴발생 가능성이 높아짐을 알았다. 여러가지 형상의 아치에 대한 좌굴해석을 실시하여 임계 좌굴하중을 구하였으며 기존의 연구와 비교하여 정확성을 확인하였다. 원호 아치의 거동을 본 연구에서 사용한 무차원 매개변수를 이용하여 해석한 결과로 부터, 동일한 형상매개변수를 가진 아치들은 실제하중을 하중매개변수로 환산하여 같은 하중매개변수를 재하했을 때 시간매개변수에 따라 처짐비를 기준으로 같은 거동을 함을 알았으며, 좌굴현상도 같은 하중매개변수에서 나타남을 확인하였다. 또한, 포물선형상의 아치와 연직하중이나 집중하중이 재하된 경우의 해석에도 개발된 프로그램이 유용하게 사용될 수 있음을 해석예를 통하여 밝혔다.

• 소음진동
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• 제10권2호
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• pp.353-360
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• 2000

Numerical methods are developed for calculating the natural frequencies and mode shapes of the tapered cantilever arches with variable curvature. The differential equations governing the free vibrations of such arches are derived and solved numerically, in which the effect of rotatory inertia is included. The parabolic shape is chosen as the arch with variable curvature while both the prime and quadratic arched members are considered as the tapered arch with variable curvature while both the prime and quadratic arched members are considered as the tapered arch. Comparisons the natural jfrequencies between this study and finite element method SAP 90 seve to validate the numerical method developed herein. The lowest four natural frequencies are reported as a function of four non-dimensional system parameters. The effects of both the rotatory inertia and cross-sectional shape are reported. Also, the typical mode shapes of stress resultants as well as the displacements are reported.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제9권4호통권33호
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• pp.673-682
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• 1997

이 논문에서는 회전관성과 전단변형이 변화곡률 아치의 고유진동수에 미치는 영향을 분석하였다. 임의의 변화곡률을 갖는 등단면 아치의 자유진동을 지배하는 미분방정식을 유도하였으며, 유도된 미분방정식에 회전-회전, 회전-고정 및 고정-고정의 단부조건을 갖는 포물선, 원호 및 타원 아치를 적용하여 수치해석하였다. 해석결과로서 무차원 변수인 아치높이 지간길이비 및 세장비 변화에 따론 최저차 4개의 무차원 고유진동수를 산출하였다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2007년도 추계학술대회논문집
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• pp.340-343
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• 2007

The differential equations governing free, in-plane vibrations of non-circular arches with the translational (radial and tangential directions) and rotational springs at the ends, including the effects of rotatory inertia, shear deformation and axial deformation, are solved numerically using the corresponding boundary conditions. The lowest four natural frequencies for the parabolic geometry are calculated over a range of non-dimensional system parameters: the arch rise to span length ratio, the slenderness ratio, and the translational and rotational spring parameters.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제39권6호
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• pp.751-765
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• 2011

The present paper deals with the identification of a concentrated damage in an elastic parabolic arch through the minimization of an objective function which measures the differences between numerical and experimental values of static displacements. The damage consists in a notch that reduces the height of the cross section at a given abscissa and therefore causes a variation in the flexural stiffness of the structure. The analytical values of static displacements due to applied loads are calculated by means of the principle of virtual work for both the undamaged and damaged arch. First, pseudo-experimental data are used to study the inverse problem and investigate whether a unique solution can occur or not. Various damage intensities are considered to assess the reliability of the identification procedure. Then, the identification procedure is applied to an experimental case, where displacements are measured on a prototype arch. The identified values of damage parameters, i.e., location and intensity, are compared to those obtained by means of a dynamic identification technique performed on the same structure.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2003년도 추계학술대회논문집
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• pp.819-823
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• 2003

The differential equations governing the shape of displacement for the shallow parabolic arch subjected to multiple dynamic point step loads were derived and solved numerically The Runge-Kutta method was used to perform the time integrations. Hinged-hinged end constraint was considered. Based on the Budiansky-Roth criterion, the dynamic critical point step loads were calculated and the dynamic stability regions for such loads were determined by using the data of critical loads obtained in this study.

• 한국농공학회지
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• 제28권1호
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• pp.68-74
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• 1986

The governing differential equations and the boundary conditions for the free vibra- tion of the unsymmetric parabolic arch with fixed ends are derived on the basis of the equilibrium equations and the D'Alembert principle. The effect of the rotary inertia as well as the extensional and the flexural deformations is considered in the governing differential equations. A trial eigenvalue method is used for determining the natural frequencies. The Ru- uge-Kutta method is used in this method to perform the integration of the differential equations. The detailed studies are made of the lowest three vibration frequencies for the par- abolic chord length equal to 10m. The effect of the rotary inertia is analyzed and it's numerical data are presented in table. And as the numerical results the frequency versus the rise of arch and the radius of gyration are presented in figures.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 1993년도 춘계학술대회논문집; 한국과학연구소, 21 May 1993
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• pp.17-22
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• 1993

본 연구에서는 진동시 아치미소요소에 발생하는 합응력과 관성력의 동적평 형방정식을 이용하여 불연속 변화단면을 갖는 변화곡률 아치의 자유진동을 지배하는 미분방정식을 유도하고, 이를 해석하여 불연속 변화단면을 갖는 포 물선 아치의 자유진동을 해석하였다.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제12권12호
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• pp.970-978
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• 2002

이제까지 아치의 자유진동에 관한 연구들은 모두 극좌표계에서 해석한 연구들이다. 이 논문은 극좌표계에서 아치의 해석을 지양하고, 직교좌표계에서 아치의 자유진동을 해석한 연구이다. 아치의 자유진동을 지배하는 미분방정식을 직교좌표계에서 유도하고. 이를 수치해석하여 고유진동수와와 진동형을 산출하였다. 미분방정식에는 회전관성 효과를 고려하고. 아치의 선형은 포물선으로 채택하였다. 실제 구조물에 대한 적용을 위하여 비대칭 축을 갖는 아치를 수치해석 하였다. 본 연구와 SAP 2000의 결과를 비교하여 본 연구의 타당성을 검증하였다. 수치해석의 결과로 아치의 무차원 변수들이 무차원 고유진동수에 미치는 영향을 분석하고. 전형적인 진동형의 예를 그림에 나타내었다.

• 한국농공학회지
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• 제29권3호
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• pp.153-162
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• 1987

A numerical procedure for the analysis of slender arch buckling problems for uniform dead weight is presented in this paper. Such loading changes in the arch profile. The problem is nonlinear. The numerical procedure is limited to an inextensible analysis and to elastic behavior. Based upon a numerical integration technique developed by Newmark for straight beams, a large deflection bending analysis is combined with small deflection buckling routines to formulate the numerical procedure. The numerical procedure is composed of a combination of the numerical integration and successive approximations procedure. The results obtained in this study are as follows : 1.The critical loads obtained in this study coincide with the results by Austin so that the algorithm developed in this study is verified. 2.The numerical results are converged with good precision when the half arch is divided into 10 segments in both Prime and Quadratic section. 3.The critical loads are decreased as the ratios of rise versus span are increased. 4.The critical loads are increased as the moments of inertia at the ends are increased. 5.The critical loads of Prime section are larger than that of Quadratic section under the same profile conditions.