• 대한토목학회논문집
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• 제13권5호
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• pp.77-83
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• 1993

자유도가 큰 구조물의 고유진동수와 모드를 구하기 위한 방법으로 Lanczos 방법과 분할 구조 해석법을 조합한 수치 해석법을 개발했다. 이 방법은 분할하지 않은 전체 구조물의 강성 행렬이나 질량 행렬을 구할 필요가 없고, 오직 분할 구조물의 강성 행렬과 질량 행렬만을 필요로 한다. 구조물을 유한 요소 해석법과 같은 수치 해석법을 사용할 때의 일반적인 가정, 즉 선형 탄성 구조물이라는 가정외에 어떤 다른 가정도 하지 않기 때문에 분할 구조로 나눈 경우와 나누지 않은 경우에 계산된 고유진동수와 모드가 동일하다. 또한, 행렬 연산시 분할 구조물의 강성 행렬과 질량 행렬만을 사용하기 때문에, 소형의 컴퓨터에서도 자유도가 큰 구조물을 해석해 낼 수 있다. 이것은 분할 구조물 각각을 여러명의 사람이 독립적으로 설계, 또는 해석한 결과를 조합하여 전체 구조물을 해석할 수 있음을 뜻한다. 이 방법의 수치 해석의 예로서, 헬리콥터 꼬리의 트러스 구조물을 사용하여 처음 10개의 고유진동수와 모드를 계산해 보였다.

• Smart Structures and Systems
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• 제20권2호
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• pp.127-137
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• 2017

Identification of damping characteristics is of significant importance for dynamic response analysis and condition assessment of structural systems. Damping is associated with the behavior of the energy dissipation mechanism. Identification of damping ratios based on the sensitivity of dynamic responses and the model updating technique is investigated with numerical and experimental investigations. The effectiveness and performance of using the sensitivity-based model updating method and vibration monitoring data for damping ratios identification are investigated. Numerical studies on a three-dimensional truss bridge model are conducted to verify the effectiveness of the proposed approach. Measurement noise effect and the initial finite element modelling errors are considered. The results demonstrate that the damping ratio identification with the proposed approach is not sensitive to the noise effect but could be affected significantly by the modelling errors. Experimental studies on a steel planar frame structure are conducted. The robustness and performance of the proposed damping identification approach are investigated with real measured vibration data. The results demonstrate that the proposed approach has a decent and reliable performance to identify the damping ratios.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제64권5호
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• pp.671-681
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• 2017

This study investigates the structural performance of 3D steel pipe rack suspended scaffolding systems. For the purpose, a standard full scale 3D steel pipe rack suspended scaffolding system considering two frames, two plane trusses, purlins and wooden floor is constructed in the laboratory. A developed load transmission system was placed in these experimental systems to distribute single loads to the center of a specific area in a step-by-step manner using a load jack. After each load increment, the displacements are measured by means of linear variable differential transducers placed in several critical points of the system. The tests are repeated for five different system conditions to determine the structural performance. The means of system conditions is the numbers of the tie bars which are used to connect plane trusses under level. Finite elements models of the 3D steel pipe rack suspended scaffolding systems considering different systems conditions are constituted using SAP2000 software to support the experimental tests and to use the models in future studies. Each of models including load transmission platform is analyzed under a single loading and the displacements are obtained. In addition, to calibrate the numerical models some uncertain parameters such as elasticity modulus of wooden floor and connection rigidity of purlins to plane trusses are assessed experimentally. The results of this work demonstrate that when increasing numbers of tie bars the displacement values are decreased. Also the results obtained from developed numerical models have harmony with those of experimental. In addition, the scaffolding system with two tie bars at the beginning and at the end of the plane truss has the optimum structural performance compared the results obtained for other scaffolding system conditions.

• 대한기계학회논문집A
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• 제37권11호
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• pp.1415-1421
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• 2013

최근에는 이러한 법공학 분야에 유한요소법 및 유한체적법을 이용한 다양한 시뮬레이션 기법을 활용하여 안전사고 및 재난사고에 대한 법적 책임문제를 해명하고 보다 정확한 원인분석을 통해 원인을 규명하고 있는 추세이다. 본 연구에서는 ADINA 구조해석을 이용하여 단경교 거더교 붕괴사고에 관한 좌굴 원인분석을 수행하였다. 본 연구에서 다루는 사고는 단경교 거더교 신축 중 상현 슬래브 구성을 위한 콘크리트 타설 중 교량이 붕괴된 사고로 원설계 공법에서 가설 공법이 변경되었고 상현 콘크리트 블록 및 격벽 콘크리트 등을 미시공한 상태에서 그 다음 단계인 상현 슬래브 콘크리트 타설을 진행함으로써 구조적 불안정을 가져와 거더가 좌굴이 발생하여 붕괴된 사고이다. 사고 재현 실험이 불가한 경우 F.E.M 을 이용한 구조안정성 비교 평가는 정확한 공학적 사고의 원인을 규명하는데 효과적인 방법이다.

• 항공우주기술
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• 제5권2호
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• pp.159-165
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• 2006

본 연구에서는 KSLV-1 2단 킥모터를 지지하는 구조물인 킥모터지지부의 콘 구조물에 대한 구조 해석을 수행하였다. 킥모터지지부는 큰 구조물외에 트러스 구조물로 구성되어있으며, 킥모터로부터 발생하는 하중은 콘 구조물이 지지하게 된다. 킥모터로부터 발생하는 하중은 1단 추력 시 관성으로 인해 발생하는 인장 하중과 2단 킥모터 추력 시 발생하는 압축 하중이며 비행 자세에 따른 전단 하중과 굽힘 하중이 있다. 본 연구에서는 콘구조물에 부가될 수 있는 여러 가지 하중 조건에 대하여 해석을 수행하였으며, 압력 배출에 유무에 따른 구조 해석도 수행하였다. 등가 하중 기준으로 킥모터 추력으로 발생되는 등가 압축 하중보다 관성으로 인해 발생하는 등가 인장 하중이 더욱 크고 구조 해석 결과 역시 안전 여유 계수가 작게 나왔다.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제9권3호
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• pp.75-82
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• 2009

본 연구에서는 선형이론을 바탕으로 한 이산계열 대공간구조물의 크기최적화에 따른 후좌굴 거동의 변화에 대하여 조사하고 그 결과를 기술하였다. 먼저 공간구조물의 최적의 부재크기 패턴을 조사하기 위하여 수학적 프로그래밍 기법을 도입하였다. 이때 최소화 해야하는 공간구조물의 전체 부재의 중량을 목적함수로 이용하고 절점에서 발생하는 변위 값과 각 부재에서 발생하는 응력 값을 허용치 이하로 제한하는 제약조건으로 사용하였다. 크기최적화를 통하여 도출된 최적 부재패턴을 가지는 공간구조물의 후좌굴 거동을 통합 비선형해석기법으로 해석하고 그 결과를 분석하였다. 수치해석을 통하여 크기최적화에 따른 공간구조물의 후좌굴 거동의 변화는 매우 큰 것으로 나타났으며 이러한 후좌굴 거동의 변화에 대한 예측과 분석결과가 공간 구조물의 설계에 고려되어야 할 것으로 판단된다. 또한 본 연구에서 제시한 수치해석 결과는 이산계열 대공간구조물의 설계에 기본 데이터로 제시하였다.

• Smart Structures and Systems
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• 제15권3호
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• pp.683-698
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• 2015

Railroad bridges form an integral part of railway infrastructure throughout the world. To accommodate increased axel loads, train speeds, and greater volumes of freight traffic, in the presence of changing structural conditions, the load carrying capacity and serviceability of existing bridges must be assessed. One way is through system identification of in-service railroad bridges. To dates, numerous researchers have reported system identification studies with a large portion of their applications being highway bridges. Moreover, most of those models are calibrated at global level, while only a few studies applications have used globally and locally calibrated model. To reach the global and local calibration, both ambient vibration tests and controlled tests need to be performed. Thus, an approach for system identification of a railroad bridge that can be used to assess the bridge in global and local sense is needed. This study presents system identification of a railroad bridge using free vibration data. Wireless smart sensors are employed and provided a portable way to collect data that is then used to determine bridge frequencies and mode shapes. Subsequently, a calibrated finite element model of the bridge provides global and local information of the bridge. The ability of the model to simulate local responses is validated by comparing predicted and measured strain in one of the diagonal members of the truss. This research demonstrates the potential of using measured field data to perform model calibration in a simple and practical manner that will lead to better understanding the state of railroad bridges.

• Computers and Concrete
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• 제7권3호
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• pp.203-220
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• 2010

In the present study, exterior beam-column sub-assemblage from a regular reinforced concrete (RC) building has been considered. Two different types of beam-column sub-assemblages from existing RC building have been considered, i.e., gravity load designed ('GLD'), and seismically designed but without any ductile detailing ('NonDuctile'). Hence, both the cases represent the under-designed structure at different time frame span before the introduction of ductile detailing. For designing 'NonDuctile' structure, Eurocode and Indian Standard were considered. Non-linear finite element (FE) program has been employed for analysing the sub-assemblages under cyclic loading. FE models were developed using quadratic concrete brick elements with embedded truss elements to represent reinforcements. It has been found that the results obtained from the numerical analysis are well corroborated with that of experimental results. Using the validated numerical models, it was proposed to correlate the energy dissipation from numerical analysis to that from experimental analysis. Numerical models would be helpful in practice to evaluate the seismic performance of the critical sub-assemblages prior to design decisions. Further, using the numerical studies, performance of the sub-assemblages with variation of axial load ratios (ratio is defined by applied axial load divided by axial strength) has been studied since many researchers have brought out inconsistent observations on role of axial load in changing strength and energy dissipation under cyclic load.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제21권1호
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• pp.113-124
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• 2008

본 연구는 제품(구조물)최적화와 프로세스 병렬화가 통시에 실행되는 통합구조설계운용 방법을 제시한다. 관행적 설계방법과 최적화설계방법의 장점들을 선택적으로 수용 보완하는 DB연동 혼성방법을 통해 설계조건을 단계적으로 적용함으로써 대형최적화문제의 계산적 부담 및 이질감을 최소화하였다. PC 네트워크상에서 공학설계를 구성하는 수치연산과 도면작성이 동시공학적 절차로 구현되고, 여기서 설계의 수치연산은 유한요소기반 최적화 방법에 기초하며, 그래픽작업은 AutoLISP 프로그래밍을 통하여 AutoCAD로 표현된다. 수치연산을 병행하는 서버 및 이산최적화를 지원하는 DB서버와 그래픽스테이션 간의 통신은 메시지패싱 방식으로 이루어진다. 표준최적화모델인 트러스구조에 대한 수치실험은 연구의 타당성과 유용성을 보여준다. 공학설계를 구성하는 주된 작업요소를 분산 병행 처리하는 된 연구는 일반적 방법론 및 산업표준환경 등에 기초한다는 점에서 충분한 적용성과 확장성을 갖는다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제23권1호
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• pp.99-111
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• 2011

본 연구에서는 비선형 해석을 통하여 폐합 전 강사장교의 주요한 좌굴 거동 특성을 고찰한다. 케이블의 새그효과, 주탑과 거더의 P-${\Delta}$ 효과, 구조물의 대변위효과 등의 주요한 기하학적 비선형성을 모두 고려하기 위해 기하학적 비선형 해석으로써 구조물의 좌굴 해석을 수행하였다. 초기형상 해석 및 시공단계 해석을 통해 사하중을 받고 있는 시공 단계에 있는 구조물의 해석을 수행하였고 이 후 데릭 크레인과 키 세그먼트의 자중에 대한 비선형 해석으로 폐합 전 사장교의 좌굴 해석을 수행하였다. 본 해석 연구에서는 케이블의 배치 형태 및 주탑과 거더간 강성비에 따른 좌굴 모드 및 임계 하중계수의 변화를 분석하였다. 연구 결과 주요한 좌굴 모드를 구분하고 케이블 배치 형식이 다른 각 사장교에서 각 좌굴 모드가 나타나는 주탑과 거더간 강성비의 범위를 도출하였다.