This paper presents motion based design methodology for structures. Current design methodologies are primarily strength-based. Such methods are adequate when strength is expected to govern the design. But as the slenderness of structures increases, motion such as displacement and acceleration becomes the dominant criterion. In this paper, a preliminary design approach for beam-type buildings, where motion dominates the design, is discussed by effectively distributing the magnitude of structural stiffness to control the distribution of displacement under service load. This analytic development is illustrated using a cantilever beam as the structure under static loads, free vibration, and forced vibration.
Personal air vehicle (PAV) is considered by aviation engineers as a solution to provide fast urban mobility. The purpose of designing a optionally piloted PAV (OPPAV) is to provide an individual air vehicle. The airframe structure is designed with high strength carbon fiber composite to reduce the aircraft weight. This paper presents an overview of sizing process for OPPAV at the conceptual design level. It consists of load analysis, structural sizing and development of efficient design allowable values for composite material. The weight is estimated based on sizing process, including strength and stiffness requirements. The objective of this study is to present a overview of structural sizing procedure and fast tool for preliminary design phases.
International Journal of Concrete Structures and Materials
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제11권1호
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pp.45-58
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2017
Recent investigations have pointed out that current code provisions specifying that the stiffness of reinforced concrete elements is strength independent, and therefore can be estimated prior to any strength assignment, is incorrect. A strength allocation strategy, suitable for preliminary structural design of medium height wall-frame dual systems, is presented for allocating strength in such buildings and estimating the dependable rigidities. The design process may be implemented by either the approximate continuous approach or the stiffness matrix method. It is based on the concept of the inelastic equivalent single-degree-of-freedom system which, the last few years, has been used to implement the performance based seismic design. The aforesaid strategy may also be used to determine structural configurations of minimum rotation distortion. It is shown that when the location of the modal centre of rigidity, as described in author's recent papers, is within a close distance from the mass axis the torsional response is mitigated. The methodology is illustrated in ten story building configurations, whose torsional response is examined under the ground motion of Kobe 1995, component KJM000.
This paper describes an example of developing an integrated design system, Integrated Structural Design System for Reinforced Concrete Buildings(INDECON). INDECON incorporates a central database and three design modules: a preliminary design module(PDM), a structural analysis module(SAM), and a detailed design module(DDM). The development of INDECON begins with the development of design models including Design Object Model(DOM) which describes design data during the structural design process. The Design Object Model is transformed to Design Table Model(DTM) for the central database, and is specified to be in detail for the three design modules. Then the central database is implemented and managed by relational database management system(RDBMS), and the three design modules are implemented using C++ programming language. The central database in the server computer communicates with the design modules in the client computers using TCP/IP internet protocol. The developing procedure for INDECON in this paper can be applied for developing more comprehensive integrated structural design systems.
The basic rules and principles for designing structures with composite materials are briefly and intensively presented. The proposed design steps are explained. For preliminary design, use of quasi-isotropic properties is proposed. The validity of this proposal will be reported by separate papers.
This study describes an application of a knowledge-based system for a part of the development of an integrated structural design system. In preliminary structural design procedure, most structural design operation are performed by structural engineer's manual method. These lack of systematic operation hampers the effective system integration. By introducing expert system to the structural planning stage, structural engineer can automate structural Planning process of an integrated structural design system for complex design. Engineering data management is receiving increasing attention due to complexity of information necessary for performing structural engineering operations. So, in this paper, we describe a methodology for automating conceptual structural design and developing a knowledge-based system integrated with database. At the end, we use an implemented example to support our methodology.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제40권6호
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pp.484-492
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2016
유기랭킨사이클의 열역학적 효율에 지대한 영향을 미치는 구성요소는 터빈이며, 성능이 우수한 터빈의 원활한 개발을 위해서는 정밀한 예비설계 뿐만 아니라 성능 예측을 위한 유동해석과 구조적인 안전성을 평가하기 위한 구조해석이 필수적이다. 그러나 현재 이러한 포괄적인 유기랭킨사이클용 반경류 터빈에 대한 개발 내용을 포함한 연구사례를 찾아보기 힘들다. 본 연구에서는 유기랭킨사이클용 반경류 터빈에 대한 예비설계를 수행하고 유동해석 뿐만 아니라 구조해석을 수행하였다. 예비설계에는 인하우스 코드 형태로 개발된 RTDM이 사용되었으며 그 결과는 유동해석 결과로부터 설계목표를 충족하는 것으로 나타났다. 예비 설계한 터빈에 대한 구조해석은 선정한 터빈의 재료가 예비 설계한 터빈의 유동조건에 적합한지 여부를 판단하기 위하여 수행되어야 하며, 구조해석 결과로부터 본 연구에서 선정한 알류미늄 합금은 예비 설계한 터빈의 유동조건에 적합한 것으로 판단되었다. 그러나 예비설계 알고리즘 및 수치해석 기법에 대한 신뢰성은 실증실험을 통하여 엄밀히 검증되어야 할 것으로 판단된다.
This paper provides readers with an attempt In applying expert systems to structural engineering. As a demonstrative domain to provide the pontentiality of expert system foundation design is presented. Foundation design can have less formalized phage in the overall design process, particularly during preliminary design. It depends on several factors: the function of the structure and the loads it must carry the subsurface conditions, and the cost of foundation, The expert system in the paper is to be used for determining the type of foundation.
본 연구에서는 건물의 완성에 커다란 영향을 주게되는 건물의 예비설계분야에 전문가 시스템의 기법을 이용한 설계지원시스템을 개발하기 위한 모델을 구축하였다. 이러한 시스템은 기존의 수치해석용 프로그램으로 수행되던 구조부재의 물량에 의한 경제성이외에도 건물의 안정성, 시공성, 그리고 건축공간성등의 경험적 영역까지를 고려한 많은 대안을 사전에 검토해봄으로서 더욱 효율적인 설계를 가능하게 하고, 또한 구조설계의 오류를 초기에 방지할 수 있게 한다.
CWR(Continuous Welded Rail) and bridge interaction produce rail force, bridge displacement and rail/bridge relative displacement. Each of these has limitation by many codes. In this paper, analysis of interaction has been carried out by using foreign codes(UIC 774-3 R code of Europe etc.) because there is no code about interaction between rail and bridge in Korea. Recently, railway bridges with CWR has been constructed for structural and economical reasons. When designer plans railway bridges, design a bridge model first and then investigate railway forces and displacement by interaction analysis. If these results go out bounds from limitation, designer plans railway bridges again and again. In this paper, using the parametric study on CWR and railway bridge interaction, railway bridge parameters such as length of bridge span, area of bridge, moment of inertia, stiffness of pier, etc. are presented. It helps preliminary design of railway bridges.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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