간행물
한국전산구조공학회 논문집 KCI 등재 Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
- 발행기관 한국전산구조공학회
- 자료유형 학술지
- 간기 격월간
- ISSN 1229-3059 (Print)2287-2302 (Online)
- 수록기간 1988 ~ 2023
- 주제분류 공학 > 토목공학 공학 분류의 다른 간행물
- 십진분류KDC 531DDC 624
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제11권 4호 (1998년 12월) 24건
1.
1998.12
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대형 시스템의 건전성 평가를 위한 동적 재하시험에 있어서 변위를 측정하는 것보다 가속도를 측정하는 것이 수월하나 대부분의 공학적 기준은 응력과 비례관계를 지니는 변화를 기준으로 하고 있다. 본 연구에서는 시스템의 재하시험시 측정된 가속도신호를 이용하여 변위응답을 산정하는데 그 목적을 두고 적분을 위한 신호처리시 발생되는 문제점을 정상상태 및 천이영역에 대하여 규명하였다. 기존의 연구에서 고려하지 못하였던 초기조건의 항을 도입함으로써 시간영역의 적분과 주파수영역의 적분결과가 일치함을 해석적으로 입증하였으며 이동하중을 받는 보의 동적거동에 대하여 제시된 타당성을 검증하였다.
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2.
1998.12
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강체 충격자가 납 표적에 33m/s 141m/s의 속도로 충돌할 때의 침투특성을 연구하기 위하여 Jognson 이론식을 이용한 이론해석과 AUTODYN 코드를 이용한 수치해석 및 실험장치를 이용한 실험측정을 실시하고 그 결과들을 비교 분석하였다. 실험장치로는 가스압력식 발사장치를 설계 제작하였으며, 실험용 충격자로는 충돌부위 형상이 반구형인 반구형 충격자와 원추형인 원추형 충격자 2종류를 사용하였다. 또한, 납재료에 대한 동적 유동응력을 얻기 위하여 홉킨스 압력봉실험을 수행하였다. 침투특성에 관한 연구결과, 이론적 해석결과는 저속 충돌범위(반구형 충격자 : 53m/s, 원추형 충격자 ; 73m/s)에서 실험결과치와 93%이상 잘 일치하였으며, 수치해석결과는 전체적인 충돌속도 범위에서 반구형 충격자인 경우 73%이상, 원추형 충격자인 경우 86%이상 일치하였다.
4,000원
3.
1998.12
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보강된 판 및 쉘구조의 안정성 및 후좌굴을 포함하는 기하학적 비선형 해석을 수행하기 위하여, total Lagrangian formulation에 근거한 연속체의 증분평형방정식으로부터 변형된 쉘요소인 유한요소이론을 제시하였다. 쉘구조의 곡률이 불연속적으로 변하거나 쉘부재들이 유한한 각도로 만나는 보강된 판 및 쉘구조의 비선형 해석이 가능하도록 주부재와 보강재 간의 연결점에 대한 일반적인 변환관계를 제시하였으며 좌굴해석 및 기하학적 비선형해석의 경우에 해의 정확성 및 수렴성을 개선시키기 위하여 접선강도행렬 산정시 회전각의 2차항을 포함시켰다. 또한, shear locking 현상을 극복하기 위하여 감차적분을 적용하였고 쉘구조의 좌굴해석에서는 power method를 적용하여 해석의 효율을 높였으며, 후좌굴해석에서는 변위 및 하중증분법을 적절히 결합시켜 보강된 쉘구조의 후좌굴 거동추적이 용이하였다. 또한, 입력자료를 손쉽게 준비하고 좌굴모드 및 후좌굴거동을 효율적으로 분석하기 위하여 전, 후 처리 프로그램을 개발하였고 다양한 해석예제를 통하여 다른 문헌의 해석결과를 비교함으로써 본 연구에서 개발된 유한요소 해석프로그램의 타당성 및 정확성을 입증하였다.
4,600원
4.
1998.12
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불연속적 거동이 탁월한 벽식 프리캐스트 구조물을 해석하기 위한 방법으로 유한요소법과 강체요소법 등이 있으나, 이들 해석법은 접합부의 거동을 정확히 반영하지 못하고 있다. 본 연구에서는 패널은 강체적 거동을 하고, 판널과 판널 사이의 접합부는 고체적 거동을 가정하는 강체-고체 복합모델(Coupled Model by Rigid and Solid bodies)에 의한 해석법을 제안하며, 간단한 모델의 예를 통해 검증하였다.
4,000원
5.
1998.12
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A Study on the New Computational Methods for the Negative Moment at Column Support in PSC Flat Plate
PSC 연속 평판슬래브의 설계는 부정정 평판슬래브에 대한 정확한 해석의 어려움 등으로 등가보이론과 등가골조이론에 의한 근사식을 수정없이 사용하거나 컴퓨터를 이용한 해석에 의존하고 있으나 해석결과를 간단하게 정확히 평가할 수 있는 기법은 없는 실정이다. 또한 PSC 연속 평판슬래브의 부재력은 긴장재의 곡선형태에 따라 변하므로 실제 설계시 PS 긴장재의 정확한 곡선식을 찾는 것은 매우 중요하다. 본 연구에서는 비부착 PSC 연속 평판슬래브를 설계할 때 기둥과 기둥을 연결하는 PS 긴장재의 기하학적 곡선형태를 결정하는 방법과, PS 긴장력으로 인해 발생하는 평판슬래브의 기둥부 휨모멘트에 대하여 판이론을 기초로 간편하게 계산하는 방법을 제안하였다. 본 연구에서 제안된 이론으로 계산된 PSC 연속 평판슬래브에 대한 해석값과 유한요소 해석에 의한 지점 부모멘트를 비교 검토하여, 본 논문에서 제시한 기법의 타당성을 입증하였다. 따라서 본 연구는 설계자에게 컴퓨터의 해석결과를 간단하고 정확하게 검증할 수 있도록 하였다.
4,000원
6.
1998.12
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불연속 갤러킨 정식화에 기초를 둔 시간적분법에 대하여 시간을 변수로 한 유한요소적 접근법을 시도하였다. 단일 형상함수와 두 형상함수 정식화에 대해 각각 선형, 이차 형상함수를 적용하여 모두 네 종류의 시간적분법을 유도하였으며, 각 방법에 대하여 시간시텝의 증가에 따른 변위와 속도의 관계를 나타내는 증폭행렬을 계산하였다. 유도된 방법들의 성능을 평가하기 위하여 부하가 갑자기 변화는 진동 문제를 해석하고 변위의 오차를 비교하였다. 네 가지의 방법에 대하여 국부 오차 추정치를 개발하였으며, 오차 추정치의 정확도를 수치예를 이용하여 평가하였다. 단일 형상함수 정식화에서 이차 형상함수를 이용한 오차 추정치가 실제 국부오차를 잘 나타내었으며 유도된 오차 추정치는 시간간격제어 기법에서 시간간격의 크기를 결정하는 척도로 이용 가능하다.
4,000원
7.
1998.12
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전단변형 효과를 무시하는 경우에 비대칭 선형 변단면을 갖는 박벽 공간 보의 안정성 해석을 위한 일반이론을 유도한다. 비대칭 선형 변단면의 임의점을 통과하는 부재축과 단면의 주축의 방향과 무관하고 부재축과 직각을 이루는 두 개의 좌표축을 도입하여 직각좌표계를 정의한다. 정의된 좌표축을 기준으로 유한한 회전각의 2차항을 고려하는 변위장을 도입하여 연속체에 대한 가상일의 원리로부터 탄성변형에너지, 그리고 초기응력에 의한 포텐셜에너지를 유도한다. 이를 이용하여 비대칭 선형 변단면을 갖는 박벽 공간 보의 안정성해석을 위한 평형방정식을 제시한다. 3차 Hermitian 다항식을 변위파라미터의 형상함수로 사용하여 박벽 공간 보의 탄성강도 및 기하강도행렬을 상정할 뿐만 아니라, 단면의 좌표축에 상관없이 임의의 위치에 작용하는 하중에 대한 하중보정강도행렬(load-correction stiffness matrix)을 제시한다. 본 이론 및 방법의 타당성을 검증하기 위하여 수치해석을 수행하고 문헌의 결과 및 쉘요소를 사용한 해석결과와 비교하여 본 이론의 정당성을 입증한다.
4,200원
8.
1998.12
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고장력강이 구조강재로서 널리 사용되고 있다. 구조물의 극심한 하중을 받게되면 최종강도에 도달할 때까지 좌굴을 동반하게 된다. 그러므로, 고장력강판의 좌굴에 대한 정확한 평가가 중요한 설계기준이 되고 있다. 그러나, 고장력강을 효율적으로 사용하기 위해서는 좌굴허용설계를 도입할 수 있도록 판구조물의 판두께가 얇아져야 한다. 따라서, 박판구조물의 합리적인 설계를 하기 위해서는 좌굴후거동해석이 매우 중요하다. 그러므로, 본 논문에서는 호장증분법을 이용하여 압출하중을 받는 박판구조물의 초기좌굴후거동과 2차좌굴강도에 대하여 규명하였다. 특히, 호장증분법을 좌굴정에서의 하중경로를 추정하기 위하여 적용하였다.
4,000원
9.
1998.12
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실제 구조물에 있어 확률, 통계 및 이론으로 구해진 랜덤성을 갖는 객관적 불확실성뿐만 아니라 설계자의 경험이나 공학적 판단에 의해 주관적으로 평가되는 인간오차나 시공중의 과오 또는 구조설계에 미치는 사회적, 정치적 및 경제적 요청 등의 퍼지성을 갖는 주관적 불확실성이 존재하기 때문에 현실적으로 랜덤성과 퍼지성을 동시에 고려한 실뢰성평가 즉, 안전성평가에 대한 퍼지이론의 도입이 필수 불가결하다. 따라서 본 연구에서는 기존 구조물의 객관적주관적 불확실성을 동시에 고려한 신뢰성해석방법으로 베이즈의 의사결정이론에 퍼지이론을 병합한 퍼지-베이즈 신뢰성해석 알고리즘을 개발하여 건축구조물의 신뢰성평가 및 안전성평가에 적용하여 분석하였다.
4,000원
10.
1998.12
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본 연구는 횡변위 구속조건을 받는 고층철골구조물의 이산형 최적설계를 위해 효율적인 쌍대알고리즘을 제시하고자 한다. 양함수형태의 횡변위 구속조건을 설정하기 위해 가상일의 원리가 적용되면 고층철골조의 설계변수의 수를 줄여주기 위해 쌍대알고리즘내에 단면특성관계식이 추가된다. 이 알고리즘의 검증을 위하여 횡하중을 받는 네 가지 형태의 고층철골조 예제가 제시되며, 반복과정에서 수렴된 최종물량을 기존의 최적설계방법과 비교해 봄으로써 제시된 알고리즘의 효율성이 검토된다.
4,000원
11.
1998.12
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본 연구에서는 비대칭 박벽단면을 갖는 곡선보의 안정성해석을 수행할 수 있는 이론 및 엄밀해를 제시하기 위하여, 3차원 연속체로부터 유도된 평형방정식으로부터 선형화된 가상일의 원리를 적용하였다. 박벽단면의 구속된 (warping)과 곡률효과를 고려하고 유한한 회전각의 2차항을 포함하는 곡선보의 변위장을 도입하여 단면에 대해 적분함으로써 도심축에 대한 박벽 곡선보의 총포텐셜에너지를 유도하였다. 또한, 단순지지되고 일축대칭 단면을 갖는 박벽원형 곡선보의 면내 및 면외좌굴에 대한 엄밀해를 유도하기 위하여, 면내에 대해서는 균일압축을 받는 원형아치의 역대칭 좌굴모드에 대한 좌굴하중을 유도하고 면외좌굴에 대해서는 균일압축 및 순수휨을 받는 아치의 처짐함수를 가정하여 곡선보의 횡좌굴하중에 대한 일반해를 제시하였다.
4,500원
12.
1998.12
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본 논문에서는 연계논문에서 제시한 비대칭 박벽단면을 갖는 곡선보 및 직선보 이론을 토대로, 곡선보 요소 및 직선보 요소를 개발하고 이를 이용한 유한요소 정식화 과정을 제시한다. 유한요소 정식화 과정에서는 요소의 변위장을 도심에 대하여 정의한 후, 요소 변위벡터에 관한 3차의 Hermitian 다항식을 형상함수로 사용하고 가우스 적분을 행함으로써 탄성 강도행렬 및 기하학적 강도행렬을 산정하였다. 얻어진 강도행렬을 이용하여 고유치 문제를 계산함으로써 좌굴하중을 계산하였으며 다양한 해석 예제를 통하여 다른 연구자들의 해석 결과와 비교 검토함으로써 본 연구의 타당성과 우수성을 입증하고자 한다.
4,500원
13.
1998.12
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본 연구에서는 기지개와 미시구멍으로 구성된 복합재료에 입자보강 복합재료의 등가 재료상수 예측기법인 평균장 근사이론과 등가원리를 적용하여 위상 최적화에 필요한 등가 재료상수와 설계변수와의 상관관계식을 유도하였다. 또한, 유도된 관계식에 중간값을 갖는 설계변수의 수를 줄이기 위하여 벌칙인자를 도입하였다. 그리고 본 연구의 타당성을 검증하기 위하여 벌칙인자가 도입된 위상 최적화문제를 순차이차계획법인 PLBA 알고리즘을 이용하여 해석하였다.
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14.
1998.12
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본 논문은 고정, 단순, 또는 자유 연단 조건의 네 가지의 다른 조합을 갖는 마름모꼴형 평판의 자유진동 데이터를 처음으로 제시한 연구이다. 본 논문의 주된 관점은 마름모꼴 형 평판 둔각모서리의 휨응력의 특이도를 엄밀히 고려하여 해석하는 것이다. Ritz 방법을 이용하여 수직진동변위를 두 가지 적합 함수식으로 가정하였다. 힌지와 고정, 자유와 고정, 또한 힌지와 자유인 모서리 응력 특이도의 중대한 영향력이 이해될 수 있도록 충분히 큰 1650 둔각모서리를 갖는 마름모꼴형 평판에 대하여 엄밀한 무차원 진동수와 수직변동변위의 전형적인 등고선을 제시하였다.
4,300원
15.
1998.12
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입면의 형태가 임의의 층에서 큰 차이를 보이는 3차원 비정형 setback 구조물의 동적 거동 특성과 이들 구조물의 동적 거동에 미치는 바닥 슬래브의 면내 변형 효과를 분석하였다. 비정형 setback 구조물의 전반적인 동적 거동특성을 분석하기 위하여 베이스 부분의 평면적과 타워 부분의 평면적 비(R?), setback 발생위치(L?)등을 매개 변수로 사용하였다. 48개의 비정형 setback 구조물들에 대한 해석 수행 결과 setback 구조물은 정형 구조물에 비해 횡방향 1차 모드의 유효 모드 중량(effective modal weight)이 작게 나타나는 경향을 보이기 때문에 setback 구조물의 동적 거동을 파악하기 위해서는 등가 정적 해석법 대신에 동적 해석을 수행할 필요가 있음을 알 수 있었다. 바닥슬래브의 면내 변형은 보다 긴 구조물의 고유 진동 주기값을 가져오며 모드 순서 및 모드 형상에도 변화를 준다. 이러한 사실은 바닥슬래브의 면내 변형으로 인하여 횡방향 저항 요소들간의 전단력 분포와 층 변위가 영향을 받을 수 있다는 것을 의미한다. 이러한 현상은 횡방향 저항 요소들간의 강성 차가 심한 프레임-전단벽 시스템에서 두드러지게 나타난다.
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16.
1998.12
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철근콘크리트 보에 대해서 인장강화효과의 소성힌지길이를 고려한 재료비선형 해석을 수행하였다. 비선형 해석에서 자유도가 많은 대형구조물에 적용시키기에는 많은 제약이 따르는 복잡한 층상해석기법을 사용하는 대신 단면해석을 통해 미리 구성된 모멘트-곡률 관계를 이용하였으며, 유한요소해석에서 사용요소의 크기에 따른 수치해석상의 오차를 줄이기 위해 인장강화효과와 소성힌지길이 개념을 도입하였다. 마지막으로 제안된 해석 알고리즘의 타당성을 검증하기 위하여 해석결과와 실험결과간의 상호 관계를 비교, 분석하였다.
4,500원
17.
1998.12
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풍요표본추출기 법증에 서도 층화표본추출법플 이용한 적웅척 증요표본추출기법이 일반적 으로 가장 합리적인 것 으
로 알려져 있다. 그러나 확릅장 유한요소모형분제와 갇이 기본 확률변수의 규모 가 큰 경우에 는 층화표본추출법에
서 요구되는 기본적인 표본점의 규 모가 급즙하여 효플성이 떨어지게 된다. 본 연구에서는 이러한 한계성 윤 극복하
기 위하여 충화표본추출에서 7] 본확-플변수룹 사용하는 대신에 기본확률변 수뜰의 함수이며 새로운 확률변수인 응답
값흙 이용하는 방법 음 개발하였다 여기에서 웅답값은 일반적인 함수형태로 표시퍼지 않으며. 한 번의 응답계 산에
많은 계산량이 소요되므로 이러한 운제점윤 해결하기 워하여 응답변식 윤 이용한 층화표본추출볍 윤 개발하였다‘ 개
발된 기법에서는 기본확률 변수의 모의발생균묘는 기존의 기본확률변수를 이용한 층화표본추출법에서 보다 증가하
지만 매우 많은 계산량찰 요구하는 실제 응답해석규모는 웅답연삭윤 이용함으로써 획기적으로 감소되었다. 확히 본
기법은 기 본확륨변 수의 규모가 크고 대상한계상태의 파괴 확블이 낮응-수룩 기존의 방법과 비교해 효율성이 증대되
는 것으르 분석되었다，
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18.
1998.12
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막구조의 초기형상을 결정하기 위하여 막요소의 기하학적 비선형을 고려한 평형방정식을 유도하고, 등장력곡면(equally stressed surface)을 결정하기 위한 알고리즘을 정식화한다. 막구조는 대변형에 의한 기하학적 비선형성을 포함하고, 막구조의 특성상 초기장력에 의한 초기변형을 고려해야 하므로, 본 논문에서는 막구조와 같은 인장구조물의 비선형 수치해석을 수행하기 위한 해석기법으로써, 동적이완법(Dynamic Relaxation Method)에 대한 해석알고리즘을 적용하고, 이 방법에 의해 수행한 해석결과를 검토함으로써 막구조 해석에 적용 가능한 수치해석기법을 제시하고, 수치해석에 대한 예를 통해 본 해석법의 타당성을 검증한다.
4,000원
19.
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본 연구에서는 이동제한장치가 있는 연속교의 지진응답특성을 고찰하였다. 일점고정연속교에 있어서 이동제한장치는 교각이 탄성거동을 하는 경우 교축방법 수평력 분산기능이 있으며 교각하부에 소성힌지가 발생하거나 내진분리베어링이 있는 경우에는 최대변위 및 비탄성거동에 따른 잔류변위제한에 매우 효과적이다. 상부구조와 이동제한장치의 충돌시 발생하는 충격력은 완충재의 사용으로 상당히 감소시킬 수 있다. 이동제한장치의 설치위치 및 이격거리는 이동제한장치가 설치될 하부구조의 강성 및 강도와 온도변화, 급제동력, 작은 지진발생시 충돌여부, 신축이음장치유간 등을 고려하여 결정되어야 한다.
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20.
1998.12
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본 논문은 교통하중에 대한 강사장교의 체계신뢰성에 기초한 체계적이며 실용적인 내하력평가 및 여용성평가 모형을 제안하였다. 고량 주형과 주탑의 조합상관 한계상태에 기초한 내하력평가를 위하여 개선된 조합상관식에 기초한 LRFR(Load and Resistance Factor Rating) 방법과 신뢰성에 기초한 시스템수준의 평가를 위해서 목표체계신뢰성지수의 항으로 표현되는 등가시스템저항강도에 의한 접근방법을 제안하였다. 또한 시스템의 여용성을 정의하기 위해서 체계신뢰성해석의 결과와 내하력평가 결과를 이용한 실제적인 시스템여용성 평가방법을 적용하였다. 제안한 체계신뢰성에 기초한 평가방법은 기존의 요소신뢰성 방법에 비해 구조물의 여용성을 충분히 반영하는 상당히 합리적이며 실제적인 결과를 보여주는 실용적인 방법으로 판단된다.
4,000원
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