• 한국전산구조공학회논문집
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• 제19권3호
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• pp.295-302
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• 2006

본 논문은 자이로콥터의 유한요소 모델링과 로터의 회전에 의한 동하중을 고려한 전산진동해석을 수행하였다. 이를 위해 자이로콥터의 최종 조립된 3차원 CATIA 모델을 구축하였으며, 3차원 데이터를 바탕으로 비구조 질량을 포함한 구조진동해석을 위한 유한요소모델을 생성하였다. 실용적인 전산구조동역학 해석을 위해 상용 유한요소 해석프로그램인 MSC/NASTRAN과 자체 개발한 프로그램을 병용하여 사용하였다. 비행 중 회전하는 로터에 의해 발생하는 동하중은 상용 CFD 프로그램인 FLUENT를 이용하였다. 유체해석과 구조진동해석의 결합을 위해 자체적으로 통합 연계 시스템을 구축하였다. 3차원 구조의 효율적인 진동특성을 고찰하기 위해 모달영역에서 천이응답해석과 주파수응답해석을 수행하였다. 실제 자이로콥터의 연료조건과 비행조건을 고려하였으며, 전산해석을 통하여 고유진동, 주파수 응답 및 천이응답 특성을 고찰하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제36권5호
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• pp.747-756
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• 2016

이 논문에서는 프리캐스트로 제작된 아치 구조의 연결을 위한 루프 이음 상세를 제안하였다. 설계기준에서 제시하고 있는 루프 이음 상세의 요구사항을 만족하는 경우와 시공성을 개선하기 위한 상세 대안들에 대한 평가를 위한 실험적 연구를 수행하였다. 설계 요구사항을 만족하는 경우에는 프리캐스트 아치 실험체가 현장타설 일체형 부재에 비해서 높은 내하력을 나타내었다. 아치구조의 크라운 부위에서의 균열은 초기 균열 발생 이후 증가되는 압축력 효과로 인해서 0.2 mm를 초과하지 않는 균열폭이 발생하였다. 초기 균열 제어에 노치부의 와이어메쉬 보강이 효과를 보였고 철근 커플러와 확대머리철근을 이용한 연결부 상세도 기준 부재 이상의 내하력을 나타내었다. 시공성 개선 상세의 경우 구조적 거동에 차이를 보이지 않아서 작업자의 배근 시공성을 개선할 수 있을 것으로 판단된다. 루프철근의 내면 반지름과 겹침 이음 길이는 현재의 설계기준의 요구사항을 만족시키지 않으면 균열폭 제어 측면에서 좋지 않은 결과를 나타내었다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제31권5호
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• pp.507-526
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• 2009

Based on numerical and experimental methods, a systematic structural evaluation of a steel natatorium in service was carried out in detail in this paper. Planning of inspection tasks was proposed firstly according to some national codes in China in order to obtain the economic and reliable results. The field visual inspections and static computation were conducted in turn under in-service environmental conditions. Further a three-dimensional finite element model was developed according to its factual geometry properties obtained from the field inspection. An analytical modal analysis was performed to provide the analytical modal properties. The field vibration tests on the natatorium were conducted and then two different system identification methods were used to obtain the dynamic characteristics of the natatorium. A good correlation was achieved in results obtained from the two system identification methods and the finite element method (FEM). The numerical and experimental results demonstrated that the main structure of the natatorium in its present status is safe and it still satisfies the demand of the national codes in China. But the roof system such as purlines and skeletons must be removed and rebuilt completely. Moreover the system identification results showed that field vibration test is sufficient to identify the reliable dynamic properties of the natatorium. The constructive suggestion on structural evaluation of the natatorium is that periodic assessment work must be maintained to ensure the natatorium's safety in the future.

• Steel and Composite Structures
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• 제1권4호
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• pp.427-440
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• 2001

The growing use of unprotected or partially protected steelwork in buildings has caused a lively debate regarding the safety of this form of construction. A good deal of recent research has indicated that steel members have a substantial inherent ability to resist fire so that additional fire protection can be either reduced or eliminated completely. A performance based philosophy also extends the study into the effect of structural continuity and the performance of the whole structural totality. As part of the structural system, thermal expansion during the heating phase or contraction during the cooling phase in most beams is likely to be restrained by adjacent parts of the whole system or sub-frame assembly due to compartmentation. This has not been properly addressed before. This paper describes an experimental programme in which unprotected steel beams were tested under load while it is restrained between two columns and additional horizontal restraints with particular concern on the effect of catenary action in the beams when subjected to large deflection at very high temperature. This paper also presents a three-dimensional mathematical modelling, based on the finite element method, of the series of fire tests on the part-frame. The complete analysis starts with an evaluation of temperature distribution in the structure at various time levels. It is followed by a detail 3-D finite element analysis on its structural response as a result of the changing temperature distribution. The principal part of the analysis makes use of an existing finite element package FEAST. The effect of columns being fire-protected and the beam being axially restrained has been modelled adequately in terms of their thermal and structural responses. The consequence of the beam being restrained is that the axial force in the restrained beam starts as a compression, which increases gradually up to a point when the material has deteriorated to such a level that the beam deflects excessively. The axial compression force drops rapidly and changes into a tension force leading to a catenary action, which slows down the beam deflection from running away. Design engineers will be benefited with the consideration of the catenary action.

• Smart Structures and Systems
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• 제13권2호
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• pp.177-201
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• 2014

With the increased size and flexibility of the tower and blades, structural vibrations are becoming a limiting factor towards the design of even larger and more powerful wind turbines. Research into the use of vibration mitigation devices in the turbine tower has been carried out but the use of dampers in the blades has yet to be investigated in detail. Mitigating vibrations will increase the design life and hence economic viability of the turbine blades and allow for continual operation with decreased downtime. The aim of this paper is to investigate the effectiveness of Semi-Active Tuned Mass Dampers (STMDs) in reducing the edgewise vibrations in the turbine blades. A frequency tracking algorithm based on the Short Time Fourier Transform (STFT) technique is used to tune the damper. A theoretical model has been developed to capture the dynamic behaviour of the blades including the coupling with the tower to accurately model the dynamics of the entire turbine structure. The resulting model consists of time dependent equations of motion and negative damping terms due to the coupling present in the system. The performances of the STMDs based vibration controller have been tested under different loading and operating conditions. Numerical analysis has shown that variation in certain parameters of the system, along with the time varying nature of the system matrices has led to the need for STMDs to allow for real-time tuning to the resonant frequencies of the system.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제23권7호
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• pp.49-57
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• 2019

최근 국내 건설시장에서는 공기 및 노무비를 감소시킬 수 있는 데크플레이트 공법이 주차장, 물류창고 등 다양한 구조물에 적용되고 있다. 이 연구에서는 층고를 감소시킬 수 있도록 새로 개발된 더블 데크 플레이트 (Double deck plate, 이하 D-deck)의 시공하중에 대한 저항 성능을 규명하기 위한 실험을 수행하였다. 시공시 작용하는 등분포 하중조건을 모사하기 위하여 모래와 콘크리트를 이용하여 하중을 재하 하였으며, D-deck의 수직처짐과 웨브의 수평변형을 상세히 계측하고 분석하였다. 그 결과. 시공하중 작용시 D-deck에 발생한 처짐량은 5.34 mm 보다 작아 최대 처짐 제한값인 L / 180을 만족하였다. 또한, D-deck 시공하중에 대하여 매우 안정적으로 저항할 수 있는 충분한 강성을 확보한 것으로 나타났다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제19권6호
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• pp.663-670
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• 2007

국내의 경우 철골 보-기둥의 접합부에 브라켓 형식이 널리 사용되고 있다. 본 연구에서는 브라켓 형식의 접합부에서 약축방향의 접합부를 대상으로 접합부의 디테일을 바꿈으로서 보다 경제적이면서 동시에 기존의 접합 디테일을 사용한 접합부와 구조적으로 유사한 성능을 발휘할 수 있는 접합부를 개발하였다. 접합 디테일을 다르게 한 4개의 접합부를 제안하고 이에 대해 경제성을 비교하였다. 또한 제안된 접합형식의 구조적 성능을 검증하기 위해 기존 접합 디테일을 포함하여 총 다섯 개의 시험체를 제작하고 이에 대한 최대내력 실험연구를 수행하였다. 4개의 제안된 접합형식 모두 기존의 접합형식에 비해 경제적인 것으로 나타났으며 최대내력 실험의 경우 한 접합형식을 제외하고 모두 보의 소성모멘트를 발휘할 수 있었으며 기존의 접합형식과 유사한 충분한 변형특성을 발휘할 수 있는 것으로 나타났다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제24권5호
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• pp.513-520
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• 2011

본 연구에서는 스트라치 시스템의 긴장설치과정 해석을 수행하기 위한 개선된 명시적 해석법을 제안하였다. 스트라치 시스템은 Stressed-Arch에서 유래한 용어로 슬리브에 의한 갭이 도입된 유동 하현재가 내부의 긴장재에 의한 초기장력의 도입으로 서서히 닫히게 되고, 이에 따라 전체 구조물이 상승하여 최종적인 아치형태의 구조물을 형성하는 독창적인 구조시스템이다. 스트라치 시스템의 초기장력 도입과정을 긴장설치(stress-erection process) 과정이라 하며, 초기곡률의 도입에 따라 유동 상현재에는 과도한 초기변형이 발생하여 소성거동에 의한 강체회전이 발생하는 불안정 구조물이 된다. 본 연구에서는 이러한 스트라치 시스템의 불안정 거동특성을 해석하기 위해서 소성힌지가 적용된 보-기둥요소를 사용하여 유동상현재를 모델링하였고, 불안정 구조물의 해석법에 효과적으로 사용되는 동적이완법의 개선된 알고리즘을 개선하여, 실제 스트라치 구조물의 긴장설치과정 해석을 수행하였으며, 실제 프로젝트에 대한 해석결과의 분석을 통하여 제안된 해석법의 적용성을 검증하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제15권6호
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• pp.877-887
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• 2003

구조벽의 성능에 기초한 내진설계를 위해서는 변형요구량을 만족시킬 수 있도록 구조벽의 횡보강 길이 및 보강상세를 결정하는 합리적인 설계 방법이 필요하다. 이를 위하여, 다양한 설계변수를 고려하여 단부 횡보강된 구조벽의 최대곡률성능을 정의하였고 벽체의 형상, 설계변위에 따른 곡률요구량을 정의하였다. 벽체의 곡률성능과 요구량을 등가로 하여 벽체 단부의 횡보강길이를 산정할 수 있는 방법을 제안하였다. 본 방법에 의하면 단부횡보강길이는 압축력과 설계변위가 증가하면 늘어나고 콘크리트 강도, 벽체두께, 횡보강효과, 형상비가 커지면 줄어든다. 또한 효율적인 단부 횡보강 효과와 시공성을 확보하기 위해서 단부 횡보강상세에 대한 연구를 수행하였으며 이 연구결과를 근거로 효율적인 횡보강근의 배치간격에 대한 합리적인 지침을 제안하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제51권3호
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• pp.487-502
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• 2014

In buildings structures, the flexural stiffness reduction of beams and columns due to concrete cracking plays an important role in the nonlinear load-deformation response of reinforced concrete structures under service loads. Most Seismic Design Codes do not precise effective stiffness to be used in seismic analysis for structures of reinforced concrete elements, therefore uncracked section properties are usually considered in computing structural stiffness. But, uncracked stiffness will never be fully recovered during or after seismic response. In the present study, the effect of concrete cracking on the lateral response of structure has been taken into account. Totally 120 cases of 3 Dimensional Dynamic Analysis which considers the real and accidental torsional effects are performed using ETABS to determine the effective structural system across the height, which ensures the performance and the economic dimensions that achieve the saving in concrete and steel amounts thus achieve lower cost. The result findings exhibits that the dual system was the most efficient lateral load resisting system based on deflection criterion, as they yielded the least values of lateral displacements and inter-storey drifts. The shear wall system was the most economical lateral load resisting compared to moment resisting frame and dual system but they yielded the large values of lateral displacements in top storeys. Wall systems executes tremendous stiffness at the lower levels of the building, while moment frames typically restrain considerable deformations and provide significant energy dissipation under inelastic deformations at the upper levels. Cracking found to be more impact over moment resisting frames compared to the Shear wall systems. The behavior of various lateral load resisting systems with respect to time period, mode shapes, storey drift etc. are discussed in detail.