• 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.

• Computers and Concrete
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• 제25권1호
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• pp.67-73
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• 2020

Traditionally used analytical approach to predict the fatigue failure of reinforced concrete (RC) structure is generally conservative and has certain limitations. The nonlinear finite element method (FEM) offers less expensive solution for fatigue analysis with sufficient accuracy. However, the conventional implicit dynamic analysis is very expensive for high level computation. Whereas, an explicit dynamic analysis approach offers a computationally operative modelling to predict true responses of a structural element under periodic loading and might be perfectly matched to accomplish long life fatigue computations. Hence, this study simulates the fatigue behaviour of RC beams with finite element (FE) assemblage presenting a simplified explicit dynamic numerical solution to show computer aided fatigue behaviour of RC beam. A commercial FEM package, ABAQUS has been chosen for this complex modelling. The concrete has been modelled as a 8-node solid element providing competent compression hardening and tension stiffening. The steel reinforcements are simulated as two-node truss elements comprising elasto-plastic stress-strain behaviour. All the possible nonlinearities are duly incorporated. Time domain analysis has been adopted through an automatic Newmark-β time incremental technique. The program consists of twelve RC beams to visualize the real behaviour during fatigue process and to obtain the reliability of the study. Both the numerical and experimental results indicate a redistribution of stresses along the time and damage accumulation of beam which severely affect the serviceability and ultimate capacity of RC beam. The output of the FEM analysis demonstrates good match with the experimental consequences which affirm the efficacy of the computer aided model. The controlled fatigue damage evolution at service fatigue load limits makes the FE model an efficient tool in predicting high cycle fatigue behaviour of RC structures.

• 한국농공학회지
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• 제38권3호
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• pp.82-91
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• 1996

This is a basic study for the static and dynamic analysis on the elasto-plastic and elasto-viscoplastic of an axi-symmetric shell. The objective of this study was to investigate the mechanical characteristics of a nuclear reinforced concrete containment structure, which was selected as a model, by a numerical analysis using a finite element method. The structure was modeled with discrete ring elements of 8-noded isoparametric element rotating against the symmetrical axis, and the interaction between the foundation and the structure was modeled by Winkler's model. Also, the meridional tendon was modeled with 2-node truss elements, and the hoop tendon was done with point elements in two degrees of freedom. The effect of the tendon was considered without the increasement in total degree of freedom as the stiffness matrix of modeled tendon elements was assembled on the stiffness matrix of ring elements linked with the tendon. The results obtained from the analysis of an example were summarized as follows : 1. The stresses in the hoop direction on the interior and exterior surfaces of the structure were shown in changes of similar trend, and high stresses appeared on the structure wall 2. The stresses in the meridional direction on the interior and exterior surfaces were shown in change of different trend. Especially, the stresses at the junctions between the dome and the wall and between the wall and the bottom plate of the structure were very high, compared with those at other parts of the structure. 3. The stress changes in the direction of thickness on the crown of the dome were much linearly distributed. However, as the amount of tendon increased, the stresses in the upper and lower parts of the wall established with the tendon were shown stress concentration. 4. The stress changes in the direction of thickness on the center of the structure wall was linearly distributed in the all cases, and special stress due to the use of the tendon was not shown.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.201-204
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• 2008

AASHTO LRFD의 단면설계법은 일반적인 교량 거더, 슬래브와 일반적인 보이론의 가정이 유효한 기타 부재영역에 적용이 가능하다. 콘크리트 부재의 전단저항은 콘크리트의 인장응력에 기초한 콘크리트전단성분 $V_c$와 횡방향 철근의 인장응력에 기반한 전단철근의 전단성분 $V_s$로 구분할 수 있다. 스트레싱과 비스트레싱 부재 모두 $V_c$와 $V_s$ 항은 작용하중과 단면 성질에 근거한 ${\beta}$와 ${\theta}$의 항으로 적용된다. ${\beta}$가 2이고 ${\theta}$가 45$^{\circ}$ 일 경우, 전단강도는 전단저항을 평가하는 전통적 방법과 근본적으로 동일하다. 그러나 최근 대규모 실험결과, 이러한 전통적 방법이 횡방향철근을 포함하지 않는 대형부재에서 심각히 불안전하다고 알려져 있다. 본 연구에서는 AASHTO LRFD의 전단설계기준을 살펴보고 문제점을 고찰한 것이다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제21권1호
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• pp.73-82
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• 2008

본 논문에서는 구조손상 탐색을 위해 매개변수 부 집합 선택에 의한 새로운 정규화 방법을 제안하였다. Residual function을 위해 동적 residual force 벡터를 이용하였다. 과거에는 Residual function으로서 기본 동적 특성치(고유치와 고유모드)를 이용하여 단일구조손상은 탐색할 수 있었지만 다중구조손상 위치를 탐색하기에는 한계가 있었을 뿐 아니라 고유모드와 고유치의 상이한 기여도 때문에 가중치를 적용해야 하는 어려움이 있었다. 본 논문에서 제안된 방법은 고유모드의 불완전한 계측을 보완하기 위하여 모델 확장법을 적용하였다. 제안된 구조손상 탐색법은 다중구조손상 위치를 동시에 찾아 낼 수 있는 장점을 가지고 있다. 2차원 평면 트러스 구조를 이용하여 제안된 방법의 효용성을 검증하였다.

• 국제초고층학회논문집
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• 제3권2호
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• pp.99-106
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• 2014

This paper presents the determination of the structural system of the Changsha IFC T1 tower with 452 m in architectural height and 440.45 m in structural height. Sensitivity analyses are carried out by varying the location of belt trusses and outriggers. The enhancement of seismic capacity of the outer frame by reasonably adjusting the column size is confirmed based on parametric studies. The results from construction simulation including the non-load effect of structures demonstrate that the deformation of vertical members has little effect on the load-bearing capacity of belt trusses and outriggers. The elastoplastic time-history analysis shows that the overall structure under rare earthquake load remains in an elastic state. The influence of the frame shear ratio and frame overturning moment ratio on the proposed model and equivalent mega column model is investigated. It is found that the frame overturning moment ratio is more applicable for judging the resistance of the outer frame against lateral loads. Comparison is made on the variation of these two effects between a classical frame-core tube-outrigger structure and a structure with diagonal braces between super columns under rare earthquakes. The results indicate that plasticity development of the top core cube of the braced structure may be significantly improved.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권10호
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• pp.6329-6335
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• 2014

스트럿-타이 모델에서 절점 폭은 해석과 설계에서 중요하다. 그것은 트러스 유사 시스템에서 힘의 분포에 영향을 준다. 또한, 설계 코드를 만족시키기 위한 모든 스트럿 및 절점의 검증에도 영향을 미친다. 여기서 코드는 ACI-318 코드를 의미한다. 절점 폭을 결정하는 4가지 방법이 있다. 즉 1)유효 깊이를 보 높이의 0.9배로 가정하는 방법 2)모멘트 평형을 이용하는 방법 3)절점 폭을 380mm로 가정하는 방법 그리고 4)본 연구에서 제안된 방법이다. 106개의 파라미터 연구를 분석하였다. 그 결과 필요로 하는 총 강재량이 4가지 방법 모두 크게 차이가 나지 않기 때문에 가장 쉬운 방법으로 선택하는 것이 시간 절약 측면에서 좋을 것으로 판단된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제41권2호
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• pp.101-111
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• 2021

전단마찰 시험체는 재하형태에 따라 압축재하와 인장재하 시험으로 구분된다. 인장재하 시험의 경우에는 외력으로 작용하는 수직방향 인장력에 의하여 전단응력 및 수직방향 인장응력이 유발된다. 이 연구에서는 압축장 이론을 이용하여 인장재하 시험체의 전단전달강도를 평가하였으며, 2축-응력 상태의 콘크리트 최대 압축강도의 변화를 고려하기 위하여 수정압축장이론, 연화트러스모델의 구성방정식을 사용하였다. 타당성 검증을 위하여 과거 연구자들에 의해 수행된 직접전단강도 실험값들과 압축장 이론을 이용하여 구한 값들을 비교한 결과, 비균열 인장재하 시험체의 경우 예측값과 실측치가 대체적으로 잘 일치함을 확인하였다. 또한 콘크리트 스트럿의 유효압축강도를 고려한 전단강도 평가식을 제안하고, 기존 문헌에 수록된 실험결과와 비교함으로써 제안식의 적용 가능성을 검증하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제23권1호
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• pp.3-12
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• 2011

철근콘크리트 깊은 보의 거동은 전단경간비, 휨철근비, 하중점과 지지점의 조건, 그리고 사용재료의 성질 등의 여러 변수간의 복합적인 역학관계로 인해 매우 복잡하다. 이 논문에서는 이러한 깊은 보의 거동 특성을 모두 반영하여 연속지지 철근콘크리트 깊은 보의 설계를 수행할 수 있는 부정정 스트럿-타이 모델을 제안하였다. 또한 현 스트럿-타이 모델 설계기준을 부정정 스트럿-타이 모델을 이용한 연속지지 철근콘크리트 깊은 보의 설계에 합리적으로 적용하기 위해 외부하중에 대한 단부 지지점 반력의 비인 반력분배율과 수직 트러스 메커니즘에 의해 전달되는 외부하중의 크기 즉 부정정 스트럿-타이 모델의 하중분배율을 제안하였다. 하중분배율의 결정 시 연속지지 철근콘크리트 깊은 보의 전단에 대한 연성파괴거동을 확보하기 위하여 깊은 보의 전단저항 메커니즘을 구성하는 콘크리트 스트럿과 수직철근타이가 동시에 파괴된다는 전단평형철근비 개념을 도입하였으며, 다양한 수치해석 결과를 바탕으로 연속지지 깊은 보의 강도 및 거동에 영향을 미치는 전단경간비, 휨철근비, 그리고 콘크리트의 압축강도 등의 주요설계변수를 고려하였다. 이 논문의 후속편에서는 기존의 여러 설계방법들과 이 연구에서 제안한 방법을 이용하여 파괴실험이 수행된 다양한 종류의 연속지지 깊은 보의 강도를 평가하고, 이 연구에서 제안한 방법의 적합성을 검증하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제27권6호
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• pp.557-564
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• 2014

본 연구에서는 3차원 직선교 모델의 객체인식을 통해 각 객체별 고유 명칭을 부여하는 알고리즘을 제시한다. 3차원 객체의 수치적 인식을 위해 국부 좌표계 상의 솔리드 객체 도심 좌표를 활용하였으며, 객체의 분류, 부재의 구분, 교량 방향 인식 등을 수행하여 객체특성집합을 정의하였다. 이를 통해 경간정보, 부재정보, 객체의 순서정보를 포함한 객체별 고유 명칭을 부여하였고, 트러스 교량 모델 및 서로 다른 좌표계를 갖는 교량모델에 적용하여 각 부재별 객체특성집합을 이용한 명칭의 부여의 적합성을 검토하였다. 또한 실제 교량의 3차원 모델을 대상으로 제안된 방법론을 통해 객체특성집합 정의 및 객체별 명칭을 부여하였고, 이를 매개로 모바일 장치용 모듈과 로컬 서버용 모듈에 적용하였다. 객체인식을 통한 명칭부여 알고리즘을 활용한 방법과 기존 현장점검 방식의 비교를 통해 기존 유지관리 현장점검 업무를 효과적으로 개선할 수 있음을 확인하였다.