• Geomechanics and Engineering
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• 제37권6호
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• pp.565-576
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• 2024

In this study, the earthquake risk assessment of single-story RC precast buildings in Turkey was carried out using loss curves. In this regard, Kocaeli, a seismically active city in the Marmara region, and this building class, which is preferred intensively, were considered. Quality and period parameters were defined based on structural and geometric properties. Depending on these parameters, nine main sub-classes were defined to represent the building stock in the region. First, considering the mean fragility curves and four different central damage ratio models, vulnerability curves for each sub-class were computed as a function of spectral acceleration. Then, probabilistic seismic hazard analyses were performed for stiff and soft soil conditions for different earthquake probabilities of exceedance in 50 years. In the last step, 90 loss curves were derived based on vulnerability and hazard results. Within the scope of the study, the comparative parametric evaluations for three different earthquake intensity levels showed that the structural damage ratio values for nine sub-classes changed significantly. In addition, the quality parameter was found to be more effective on a structure's damage state than the period parameter. It is evident that since loss curves allow direct loss ratio calculation for any hazard level without needing seismic hazard and damage analysis, they are considered essential tools in rapid earthquake risk estimation and mitigation initiatives.

• Steel and Composite Structures
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• 제51권6호
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• pp.601-617
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• 2024

This work aims to explore the static behaviour of a tapered functionally graded porous plate (FGPP) with even and uneven porosity distributions resting on two parametric elastic foundations. The plate under investigation is subjected to bi-sinusoidal loading and the edges of the plate are exposed to different combinations of edge restrictions. In order to examin the static behaviour, bending factors (BF) related to bending and normal stresses have been evaluated using classical plate theory. To achieve this, the governing equations have been derived employing the energy concept. And to solve it, the Rayleigh-Ritz method with an algebraic function has been utilised; it is simple, precise, and computationally intensive. After convergence and validation analyses, new findings are made available. The BF of the plate have been exhaustively examined to explain the influence of aspect ratios, material property index, porosity factor, taper factor, and Winkler and Pasternak stiffness. It is observed that the BF of an elastically supported FGPP are influenced by the index of material propery and the aspect ratio. Findings also indicate that the impact of porosity is more when it is spread evenly, as opposed to when it is unevenly distributed. Further, the deformed plate's structure is significantly influenced by the different thickness variations. Examination of bending characteristics of FGPP having different new cases of thickness variations with different types of porosity distribution under fifteen different mixed edge constraints is the prime novality of this work. Results presented are reliable enough to be taken into account for future studies.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제90권1호
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• pp.1-18
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• 2024

The present study conducts a thorough analysis of thermal vibrations in functionally graded porous nanocomposite beams within a thermal setting. Investigating the temperature-dependent material properties of these beams, which continuously vary across their thickness in accordance with a power-law function, a finite element approach is developed. This approach utilizes a nonlocal strain gradient theory and accounts for a linear temperature rise. The analysis employs four different patterns of porosity distribution to characterize the functionally graded porous materials. A novel two-variable shear deformation beam nonlocal strain gradient theory, based on trigonometric functions, is introduced to examine the combined effects of nonlocal stress and strain gradient on these beams. The derived governing equations are solved through a 3-nodes beam element. A comprehensive parametric study delves into the influence of structural parameters, such as thicknessratio, beam length, nonlocal scale parameter, and strain gradient parameter. Furthermore, the study explores the impact of thermal effects, porosity distribution forms, and material distribution profiles on the free vibration of temperature-dependent FG nanobeams. The results reveal the substantial influence of these effects on the vibration behavior of functionally graded nanobeams under thermal conditions. This research presents a finite element approach to examine the thermo-mechanical behavior of nonlocal temperature-dependent FG nanobeams, filling the gap where analytical results are unavailable.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제17권1호통권74호
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• pp.23-32
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• 2005

본 연구에서는 개단면 리브를 갖는 보강판을 직교이방성 판으로 해석하는 경우 발생하는 정확도 문제를 개선하기 위하여 보강판의 직교이방성 휨 강성에 대한 강성 수정 계수를 제안하였다. 매개변수로는 강성비와 변장비를 선택하고, 변장비와 지지조건을 달리하며 여러 가지 평강 리브와 L형 리브를 갖는 보강판의 강성 수정 계수에 대한 매개변수 연구를 수행하였다. 보강판을 등방성 판요소와 직교이방성 판요소로 모델링하여 해석한 결과, 강성 수정 계수는 변장비 1 미만의 경우 변장비와 상관없이 리브 간격 별로 강성비에 대한 하나의 함수로 표현 가능하고, 변장비 1 이상인 경우 리브 간격 및 변장비에 따른 처짐 비율 차이가 크지 않아 하나의 통합된 함수로 대표할 수 있음을 알 수 있었다. 또한, 강성 수정 계수에 대한 지지조건의 영향은 크지 않으며, 리브 형태별로 다른 강성 수정 계수 함수가 필요함을 알 수 있었다. 강성 수정 계수 함수를 예제에 적용한 결과, 해의 정확도가 크게 향상되어, 개단면 리브를 갖는 보강판을 직교이방성 판으로 해석하는 경우 본 연구에서 제안한 강성 수정 계수 함수를 적용하면, 간편하게 좀 더 정확한 결과를 얻을 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제25권4호
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• pp.191-199
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• 2013

부산항 신항에서 측정한 14년 동안의 파랑자료를 이용하여 재현기간에 따른 설계파고와 신뢰구간을 추정 분석하였다. 극치분석에 사용한 함수는 Gumbel 함수와 Weibull 함수, Kernel 함수이며, 각각의 방법으로 추정한 설계파고의 신뢰구간을 Monte-Carlo 모의기법 중의 하나인 Bootstrap 방법으로 추정하였다. 설계파고의 추정 신뢰구간을 분석한 결과, 약 ${\pm}$10% 수준의 신뢰구간을 만족하기 위해서는 150년 이상의 자료가 필요한 것으로 파악되었다. 그리고 실질적으로 가능한 자료의 개수를 25~50개 정도(25~50년 동안의 추정자료)로 간주하는 경우, Type I 분포함수의 경우 허용오차가 ${\pm}$16~22% 정도이며, Type III 분포함수의 경우, ${\pm}$18~24% 정도로 파악되었다. 한편 비모수적 방법에 해당하는 Kernel 분포함수를 이용한 방법은 Type I과 III을 사용한 것에 비해 신뢰구간은 40% 이하 수준으로 우수한 결과를 보이는 반면, 설계파고는 1.2~1.6 m 정도 낮게 추정하는 결과를 보여주고 있다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제19권2호
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• pp.161-170
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• 2007

본 연구에서는 직교이방성 판 해석의 정확도 문제를 개선하기 위하여 평강 리브를 갖는 보강판에 대하여 리브 제원을 고려한 직교이방성 휨 강성 수정 계수를 제안하고자 하였다. 이를 위하여 먼저, 직교이방성 휨 강성과 최대 처짐에 대하여 보강판 제원에 따른 민감도 분석을 실시하였으며, 보강판의 직교이방성 휨 강성 수정 계수에 대한 매개변수 연구를 수행하였다. 연구 결과, 수정 계수의 비율은 판 두께와 상관없이 리브 높이, 간격, 두께별로 하나의 함수로 표현 가능함을 알 수 있었으며, 이러한 수정 계수의 비율 함수로부터 간편하게 수정 휨 강성을 산정할 수 있음을 알 수 있었다. 지지 조건, 변장비, 리브 배치 및 재하 크기가 다른 여러 가지 보강판에 계수 함수를 적용한 결과, 참고 문헌에 비하여 직교이방성 판 해석의 정확도가 향상됨을 알 수 있었다. 따라서, 본 연구에서 제안한 계수 함수식을 사용하면 평강 리브를 갖는 보강판의 직교이방성 판 해석 시 간편하게 상당한 정확도의 결과를 얻을 수 있을 것으로 판단된다.

• 터널과지하공간
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• 제24권5호
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• pp.335-343
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• 2014

무지보 암주에 의해 채굴적의 안정성을 확보하는 주방식 채광법은 전 세계적으로 가장 일반적이며 널리 활용되고 있는 지하 채광법이다. 경제적이고 운용 중에 확장이 가능한 주방식 채광법을 지하공간 건설에 적용하기 위한 기초 연구로서, 본 연구에서는 주방식 지하구조에서 가장 중요한 무지보 암주의 설계방법을 고찰하고 주요 설계변수들에 대한 총 125개 조건의 변수해석을 실시하였다. 이상의 연구결과, 암주의 폭과 암주의 안전율은 매우 뚜렷한 선형관계를 보이며, 암석의 압축강도가 동일할 경우에는 공간 폭과 암주 폭의 비율이 증가할수록 무지보 암주의 안전율이 음지수 함수 형태로 감소하는 것으로 나타났다. 또한 변수해석 결과들을 바탕으로, 암석의 압축강도와 설계 안전율에 따라 무지보 암주의 설계 형상변수를 쉽게 추정할 수 있는 도표를 제시하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제6권4호
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• pp.291-302
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• 2004

발파압력이 발파공 주위 암반에 발생시키는 암반손상을 연속체 손상역학과 사용자 부프로그램을 이용한 수치해석을 통하여 분석하였다. 암반의 이방성 특성을 적용한 이방성 발파압력을 산출하였으며, 이를 이용하여 이방성 암반손상을 분석하였다. 또한 등방성 암반손상에 대해서도 분석하였다. 자연 암반이 가지고 있는 초기손상을 함께 고려하여 암반손상을 분석하였다. 등방성 암반손상의 매개변수 분석결과, 발파압력과 탄성계수가 암반손상에 가장 크게 영향을 미쳤다. 또한 이방성 암반손상의 매개변수 분석결과, 발파압력이 이방성 암반손상에 가장 크게 영향을 미쳤으나 탄생계수는 이방성 암반손상에 크게 영향을 미치지 않음을 알 수 있었다. 등방성과 이방성 암반손상을 등방성 암반손상과 비교한 결과, 이방성 암반의 수평방향 암반손상이 약 34% 증가 하였고 수직방향은 12% 감소하는 결과를 얻을 수 있었다. 등방성 암반에 대한 밀장전 조건과 디커플링장전 조건하에 발파로 인한 암반손상을 비교한 결과, 밀장전 조건의 암반손상이 디커플링장전 조건보다 약30배 정도 크게 나타났으며, 밀장전 조건의 발파압력은 디커플링장전 조건보다 10배 이상 큼을 알 수 있었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제26권3호
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• pp.401-409
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• 2014

이 연구는 초고층 건물의 철근콘크리트 기둥 단면을 최적화하기 위한 알고리즘을 개발하고 이를 실제 프로젝트에 적용하는 과정에서 검증, 보완한 실용화 연구이다. 최적설계변수는 콘크리트 강도와 단면형상으로 구조엔지니어에 의해 수행된 1차적인 구조설계 결과를 바탕으로 상기 설계변수들을 순수하게 수치적 관점에서 전산최적화한 실례를 소개, 제시하는 것이 이 논문의 목적이다. 이를 위해 외부의 해석 솔버로부터 원 해석모델에서 산출한 부재 응력을 받아오고 이를 기준으로 최소 비용을 만족하는 단면형상을 찾는 전산최적설계 컴포넌트를 새롭게 개발하였다. 이를 활용하여 콘크리트 강도를 사전 가정하고 각 강도별로 1차 최적 단면형상을 산출한 다음 그 결과들을 비교 검토해 서로 다른 두 강도에 대한 단면형상이 최대한 유사한 지점에서 콘크리트 강도를 변경하는 최적설계 시나리오를 제안하였다. 이상의 프로세스는 현업 프로젝트를 수행하는 과정에서 특정 부재의 최적설계만을 위해 집중적으로 개발된 것이므로 구조적 관점에서 미시적이고 수학적 관점에 치중하였다는 한계를 가진다. 그러나 현업에의 적용을 위해 실용적 관점에서 알고리즘 및 프로세스를 강도 높게 검증, 보완한 결과물이므로 차후 발전적 적용 및 개발이 가능할 것으로 판단된다.

• 인터넷정보학회논문지
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• 제7권2호
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• pp.23-35
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• 2006

본 논문에서는 실시간으로 입력되는 동영상으로부터 영상 내에 존재하는 사람의 얼굴 및 얼굴 특징점들을 자동으로 추출한 후, 추출된 정보를 이용하여 3차원 얼굴 모델의 표정을 실시간으로 제어함으로써 현실감 있는 얼굴 애니메이션 처리가 가능한 새로운 방법을 제시한다. 입력 영상의 각 프레임으로부터 얼굴을 효과적으로 추출하기 위해 기존에 일반적으로 사용되는 색상 공간을 이용한 파라미터 검출 방법에 대변되는 새로운 비파라미터 검출 방법을 제시하였다. 기존의 파라미터 검출 방법은 일반적으로 얼굴의 피부 색상분포를 가우지언 형태로 표현하며 특히 주변조명의 변화 및 배경 영상 등에 민감하게 반응하므로 정화한 영역의 검출을 위한 부가적 작업을 필요로 한다. 이러한 문제점을 효과적으로 해결하기 위하여 본 논문에서는 Hue와 Tint 색상 성분에 기반을 둔 새로운 스킨 색상 공간을 제시하고 모델의 분포특성을 직선 형식으로 표현하여 얼굴검출 시 발생되는 오류를 축소시킬 수 있었다. 또한, 검출된 얼굴 영역으로부터 정확한 얼굴특성 정보를 추출하기 위하여 각 특징영역에 대한 에지검색 결과와 얼굴의 비율 비를 적용하여 효과적으로 얼굴의 특징 영역을 검출하였다. 추출된 얼굴 특징점 변화 정보는 3차원 얼굴 모델의 실시간 표정 변화에 적용되며, 보다 실감 있는 얼굴 표정을 생성하기위하여 사람의 근육 정보와 근육의 움직이는 방법을 나타내는 Waters의 선형 근육 모델에 새로운 근육 정보들을 새롭게 추가함으로써 화장 적용하였다. 실험결과 제안된 방법을 이용하여 실시간으로 입력되는 대상의 얼굴표정을 3차원 얼굴 모델에 자연스럽게 표현할 수 있다.