• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 1993년도 가을 학술발표회논문집
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• pp.16-23
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• 1993

The new p-version crack model is proposed to estimate the bending stress intensity factors of the thick cracked plate under flexure. The proposed model is based on high order theory and $C^{\circ}$-plate element including shear deformation. The displacements fields are defined by integrals of Legerdre polynomials which can be classified into three groups such as basic mode, side mode and internal mode. The computer implementation allows arbitrary variations of p-level up to a maximum value of 10. The bending stress intensity factors are computed by virtual crack extention approach. The effects of ratios of thickness to crack length(h/a), crack length to width(a/W) and boundary conditions are investigated. Very good agreement with the existing solution in the literature are shown for the uncracked plate as well as the cracked plate.

• Earthquakes and Structures
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• 제24권5호
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• pp.353-364
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• 2023

In this study, a method has been proposed for the static and dynamic nonlinear analysis of multi-storey buildings, which takes into account the contribution of axial deformations in vertical load-bearing elements, which are especially important in tall and narrow structures. Shear deformations on the shear walls were also taken into account in the study. The presented method takes into account the effects that are not considered in the fishbone and flexural-shear beam models developed in the literature. In the Fishbone model, only frame systems are modeled. In the flexural shear beam model developed for shear wall systems, shear deformations and axial deformations in the walls are neglected. Unlike the literature, with the model proposed in this study, both shear deformations in the walls and axial deformations in the columns and walls are taken into account. In the proposed model, multi-storey building is represented as a sandwich beam consisting of Timoshenko beams pieced together with a double-hinged beam. At each storey, the total moment capacities of the frame beams and the coupled beams in the coupled shear walls are represented as the equivalent shear capacity. On the other hand, The sums of individual columns and walls moment at the relevant floor level are represented as equivalent moment capacity at that floor level. At the end of the study, examples were solved to show the suitability of the proposed method in this study. The SAP2000 program is employed in analyses. In a conclusion, it is observed that among the solved examples, the proposed sandwich beam model gives good results. As can be seen from these results, it is seen that the presented method, especially in terms of base shear force, gives very close results to the detailed finite element method.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제52권4호
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• pp.787-813
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• 2014

Starting with Hamilton's variational principle, the governing field equations for the steady state response of thin-walled beams under harmonic forces are derived. The formulation captures shear deformation effects due to bending and warping, translational and rotary inertia effects and as well as torsional flexural coupling effects due to the cross section mono-symmetry. The equations of motion consist of four coupled differential equations in the unknown displacement field variables. A general closed form solution is then developed for the coupled system of equations. The solution is subsequently used to develop a family of shape functions which exactly satisfy the homogeneous form of the governing field equations. A super-convergent finite element is then formulated based on the exact shape functions. Key features of the element developed include its ability to (a) isolate the steady state response component of the response to make the solution amenable to fatigue design, (b) capture coupling effects arising as a result of section mono-symmetry, (c) eliminate spatial discretization arising in commonly used finite elements, (d) avoiding shear locking phenomena, and (e) eliminate the need for time discretization. The results based on the present solution are found to be in excellent agreement with those based on finite element solutions at a small fraction of the computational and modelling cost involved.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2005년도 추계학술대회논문집
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• pp.764-767
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• 2005

This paper deals with the flexural-torsional free vibrations of circular strip foundations with a variable breadth. The breadth of strip foundation varies with the linear functional fashion, which is symmetric about the mid-arc. Differential equations governing free vibrations of such foundations are derived, in which Winkler foundation is considered as the model of elastic soils. Effects of the rotatory and torsional inertias and shear deformation are included in the governing equations. Differential equations are numerically solved to calculate the natural frequencies. In the numerical examples, the free-free end constraint is considered. Effects of the rotatory and torsional inertias and shear parameter on the natural frequencies are reported. Parametric studies between frequency parameters and various system parameters are investigated.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제18권4호통권70호
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• pp.361-372
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• 2005

본 저자의 이전연구(김문영 등, 2004)에서는 2차원 차량 모형과 전단변형 및 회전관성 효과가 고려된 현수교요소와의 상호작용을 고려한 2차원 수직응답에 대한 동적해석을 수행하였다. 본 연구에서는 전단변형 효과와 편심차량의 효과를 알아보는데 목적을 두었다. 이를 위하여 전단변형 및 회전관성 효과가 고려된 3차원 현수교의 수직, 비틂에 대한 고유진동수와 모드형상, 그리고 교량-차량 에너지로부터 라그랑지안식을 이용하여 상호작용을 고려할 수 있는 3차원 운동방정식을 유도한다. 이후 모드중칩법을 이용하여 유도된 운동방정식을 Newmark method를 사용하여 동적해석을 수행한다. 마지막으로 본 연구에서 제시한 이론을 따라 수치해석예제를 수행하여 차량의 동적거동을 분석한다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제9권3호
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• pp.213-220
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• 2005

최근 전단벽의 변형성능을 증명하기 위한 관심이 성능 설계법을 위한 적당한 자료들을 얻기 위해서 증대되고 있다. 본 연구에서는 전단벽의 변형 성능을 평가할수 있는 방법을 제시하고자 한다. 전단벽의 변위는 전단과 휨 변형의 조합된 형태로 표현될 수 있다. 수정 변환각 트러스 모델과 휨이론을 이용하여 전단과 휨변형을 산정하였으며, 또한 축력과 많은 수직 및 수평보강근의 영향을 고려할 수 있는 트러스 모델을 구축하였다. 본 연구에서 제안한 방법의 정확성을 평가하기 위하여 기 수행된 7개의 실험결과를 해석하고 실험결과와 해석결과를 비교하였다. 비교결과, 본 연구에서 제안한 방법을 사용함으로써 전단벽의 변형성능을 적절히 예측할 수 있는 것으로 나타났다. 그러나 플랜지벽이 있는 경우에는 강도와 강성의 측면에서 플랜지벽의 영향을 과대평가하며 변위성능의 측면에서는 과소평가하는 것으로 나타났다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제23권2호
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• pp.99-106
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• 2019

횡력을 받는 전단벽-골조 시스템은 휨거동을 하는 전단벽과 전단거동을 하는 골조가 슬래브의 강체평면운동(Diaphragm Action)을 통하여 상호작용하여 수평력에 효율적으로 저항하는 시스템이다. 횡력을 받는 골조의 거동은 보와 기둥의 휨 변형에 의한 골조의 수평 전단변형과 기둥의 축 변형에 의한 골조의 휨 변형으로 구분 할 수 있다. 일반적으로 전단벽-골조 시스템의 근사해석 시 골조의 휨변형은 무시하여 왔으나, 건물의 높이가 증가 할수록 골조의 휨 거동은 큰 영향을 미칠 것으로 사료된다. 따라서 본 연구에서는 횡력을 받는 전단벽-골조 시스템의 근사해석 시 기둥의 축 변형을 고려하기위하여 병렬전단벽 시스템(Coupled Shear Wall System)의 해석 시 사용하는 연속매체모델(Continuous Medium Model)을 이용하여 횡 변위 및 부재력을 산정할 수 있는 근사식을 수정 제시 하였다. 새롭게 제시된 근사식을 검토하기 위하여 기존 식과 컴퓨터에 의한 Matrix해석 결과와 비교하였으며, 비교결과 건물 높이가 높을수록 본 연구에서 제시한 근사해석 식이 기존 식보다 Matrix 해석 결과에 가깝게 나타났다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제76권4호
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• pp.491-503
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• 2020

This study extends previous experimental research on the shear behaviour of macrosynthetic fibre-reinforced concrete beams and compares them to steel fibre-reinforced concrete beams with similar mechanical and geometrical properties. This work employed two fibre types: 60/0.9 (long/diameter) double hooked-end steel fibre and 60/85 monofilament polypropylene fibre. Beams were tested by shear loading covering parameters, such as two different cross-section widths, two shear-span-to-effective-depth ratios, two fibre types and using repetitions with and without transverse reinforcement. For quantitative comparison purposes, crack pattern evolution was studied along increasing loads levels. Effects were studied by photogrammetry, including influence of fibres on crack propagation in uncracked and dowel zones, influence of fibres on stirrup behaviour, and shear deformation or kinematics of critical shear cracks. The results evidenced similar effectiveness for both fibre types in controlling shear crack propagation and horizontal dowel cracking. Both fibres provided similar shear ductility and shear deflections. Consequently, the authors confirm that residual flexural tensile strengths are a convenient parameter for characterising the shear behaviour of fibre-reinforced concrete beams.

• Steel and Composite Structures
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• 제24권6호
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• pp.741-751
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• 2017

A steel slit shear wall has vertical slits and when it is under lateral loads, the section between these slits has double-curvature deformation, and by forming a flexural plastic hinge at the end of the slit, it dissipates the energy on the structure. In this article, Experimental, numerical and analytical analyses are performed to study the effect of slit shape and edge stiffener on the behavior of steel slit shear wall. Seismic behavior of three models with different slit shapes and two models with different edge stiffener shapes are studied and compared. Hysteresis curves, energy dissipation, out of plane buckling, initial stiffness and strength are discussed and studied. The proposed slit shape reduces the initial stiffness, increases the strength and energy dissipation. Also, edge stiffener shape increases the initial stiffness significantly.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제22권1호
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• pp.147-157
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• 2018

철근콘크리트 교량에 대한 대부분의 내진설계기준들은 전체 교량 시스템의 붕괴를 방지하기 위한 성능보장설계를 암시적 또는 명시적으로 적용하고 있다. 이러한 개념 및 규정들을 명시하는 이유는 교량 전체 시스템에 설계지진하중이 작용하는 동안 철근콘크리트 교각들이 완전한 소성회전성능을 발휘할 때까지 구조적인 다른 구성요소들의 취성적인 파괴를 방지하기 위함이다. 이를 위해 철근콘크리트 교량에 대한 내진설계기준들에서는 취성적인 전단파괴를 피하도록 규정하고 있다. 성능보장의 중요한 요소 중의 하나가 교각의 연성거동을 보장하기 위한 전단강도가 충분히 확보되어야 하고 신뢰할 수 있어야 한다. 실험체 8개에 대하여 실험을 수행하였으며 모든 실험체에서 변위비 1.5%에서 다수의 휨-전단 균열이 발생되었고 최종단계까지 균열폭이 증가되었고 균열이 진전되었다. 휨-전단 균열의 각도는 부재 축과 $42^{\circ}{\sim}48^{\circ}$의 범위로 계측되었다. 본 연구에서는 실험에서 계측된 횡방향철근이 부담하는 전단강도에 대한 분석을 중심으로 하였다. 횡방향철근이 부담하는 전단강도, 축력 작용에 의한 전단강도, 콘크리트에 의한 전단강도 등 3요소에 대해 분석하였고 비교하였다. 실험체들의 콘크리트 응력은 도로 교설계기준의 응력한계를 초과하였다.