본 논 문 에서는 직사각형 형태의 사용후 핵연료 저장구조물 에 대한 내진해석을 다루었다. Eulerian 과 Lagrangian 의 두가지 해석방법 을 사용하여， 그 결 과를 비교하였다. Eulerian 접 근 방법에서는 유체 운동에 대한 Laplace 방정식의 경계치 문제를 푼 반면， Lagrangian 접 근 방법에서는 저 장구조물은 고체 유한요소로 모 형화 하였고， 내부유체 는 유체 유한요소로 보형 화 하였다. 유체영역 을 모형화 하는데 사용된 유체요소의 강성올 적 절히 산정하기 위하여 (1 x 1) 의 갑차적 분을 적 용하였다. 응답스펙 트럼 해석 법으로 유체 구조물 상관관계의 내 진 해석 올 수행한 결 과， 뚜 접 근 방볍으로 구한 벽면에 작용하는 유동압이 장 일치 함을 알 수 있었다. 또한 벽면 유연성의 영향을 포함할 경 우， 지 진 발생시 벽면에 작용 하는 유통 압이 크 게 증가할 수 있 음올 알았다.

원자로내부구조물의 설 계시 필요한 동적응답해석을 위하여 각 구조물의 정확한 진동특성 을 파악한 필요가 있다. 한국표준형 원자력발전소를 위하여 설계된 제어 봉 집합체 보호구조품은 기존의 설계로 부터 많은 설셰 변경이 있었고， 또 이 구조물은 튜우브와 앓은 판이 사각격자형태로 이 루 어져 었고 연 결 봉에 의해 고정되는 동 매우 복잡한 형태로 구성되어 있어서 해석과 시험에 위한 진동측정프로그램을 수행 할 펼요성이 대두되었 다. 따라서 본 논문에서 는 보호구조물의 진동시험을 수행하여 통적특성을 구하였고 또한 유한요소모델 을 이 용하여 해석에 의해 시험조간하에서의 고유진동수와 모두드형상을 구하였다. 시험과 해석에 의한 모우드특성 욕 비교하 겸과 매우 잠 일치함으로써 구조물의 동적응답을 구하기 위한 해석모델의 타당성플 보였다

교량, 발전소, 해양구조물과 같은 토목구조물은 사용기간중에 지진, 바람, 파랑하중등에 의해 구조적 손상을 받기 쉽다. 장기간에 걸쳐 구조물에 손상이 누적되면 구조물 전체의 파괴를 초래할 수도 있다. 따라서 현존하는 구조물의 안전성을 분석하기 위한 구조물의 손상도를 추정하는 방법이 필요하다. 본 논문에서는 Inverse Modal Perturbation기법을 이용하여 구조물의 손상도를 추정하는 방법에 대하여 연구하였다. Perturbation식은 구조물의 강성 및 질량행렬의 변화량과 구조물의 고유진동수와 모우드형상의 변화량의 식으로 구성된다. 또한 구조물의 손상은 강성행렬의 변화량으로 표현하였다. 본 연구에서는 구조물의 손상도추정의 효율성을 증대시키기 위하여 2차-Perturbation식을 구성하고, 이것을 반복적인 절차를 거쳐 해를 구하는 방법에 대하여 연구하였다. 제안된 방법의 효율성은 일련의 예제해석을 통하여 검증하였으며, 추정된 결과로 부터 본 방법이 구조물의 손상을 적절히 산정함을 알 수 있었다.

3차원 자유형상 구조물인 선박, 비행체, 자동차 등의 최적형상 결정에 관한 구조해석을 위해서는 원하는 설계조건을 만족시키는 범위내에서 자유형상 구조물의 다양한 형상의 정의와 비교가 필요하다. 본 연구에서는 형상계수를 이용한 3차원 자유형상 구조물의 정의와 체계적인 변화 및 구조해석을 위한 기하학적 형상정보의 도출을 시도하고, 이의 검증을 위해 선정한 자유형상 모델을 통해 이 방법의 유용성을 조사했다.

This is analyzed using the finite element method which is appling excellent isoparametric curve element in the aspect of large usages of dynamic responses in which is regarding geometric and material nonlinear of a large scale shell structure of an airplane, a submarine, a ship, and an ocean structure. The solution of dynamic equations is got by direct integration method using time-stepping procedure and regarding Central Difference Method of the both solutions. But because formal matrix factorization is not necessary in each time step and it does not take less time to compute relatively, this method must be regarded very few time steps on the condition. Axisymmatric shell problems are inspected using 8 node Isoparametric element in this paper. Partial axisymmatric spherical shell is used as a model to analyze axisymmatric nonlinear dynamic behavior regarding. Total Lagrangian formulation in geometric nonlinear behavior and elastio-viscoplastic in material nonlinear behavior.

주-부 구조물의 진동 특성을 파악하기 위한 새로운 방법인 frequency window method를 다중 지지되고 구조물간의 커플링이 강한 주-부 구조물을 해석하였다. 다항식의 합으로 표현된 특성 방정식과 이 식의 해는 기존의 고유치 해석 방법의 결과와는 다른 새로운 것으로 frequency window method의 주된 장점으로는 공진과 커플링 현상을 정량적으로 파악할 수 있는 피라미터의 정의, 전체 주-부 구조물의 모드특성을 나타내는 해석적인 식과 반복 기법의 도입으로 인한 해석 결과의 정확성등이 있다.

본 논문에서는 해양구조물에 작용되는 파력을 산정하고 구조 불 유동의 상호작용올 해석하기 위하여 유통장을 유한요소법으로 모형화하여 해석할 때에， 효과적으로 적용될 수 있는 유체의 3차원 무한요소를 개발하였다 유동의 수식화는 선형파동이론에 근기하였고， 구조물의 크기가 비교적 큰 경우를 대상으로 함으로써 유통의 관성력항이 지배적이 므 로， 점성저항력의 영향을 무시하였다. 유동의 지배방정식이 속도포 텐셜에 대한 라플라스 방정식으로 주어지고， 구조물의 표면， 수연 빛 해저면을 경계로 하여， 수평방향으로 논 무한대로 펼쳐진 영역에서 정의된 문 제를 효과적으로 해석하기 위하여， 두 종류의 유동요소를 개발하였 다. 하나는 무 한원방향으로 방사되는 파를 모형화 하기위한 무한 요소이며， 다른 하나는 심해조건에서 유용하게 적용될 수 있는 가상바닥경계요소이다 본 연구에서 제안한 유통요소뜰 의 유용성과 효융성은 여러가지의 부 유식 해양구조물에 대한 예제해석올 통하여 입증하였다 같은 예제에 대하여 다른 방볍으로 해석한 타 문 현상의 결과와 비교할 때， 본 연구에서 개발한 유동요소를 사용한 방볍이 매우 좋은 결과를 줌올 얄 수 있었다

직선상 2층 구조물의 임의의 절점에 변위벡터가 불연속인 죠인트 요소를 갖는 경우, 면내 굽힘 자유진동을 해석하기 위한 알고리즘을 전달영향계수법에 의해 정식화하고, 간단한 모델에 의해 수치실험을 행한 결과, 다음과 같이 요약할 수 있다. (1) 전달영향계수법은 종래의 전달매트릭스법에 비해 계산정도 및 계산속도 양면에서 우수함을 확인할 수 있다. (2) 구조물의 임의의 중간 절점에서 상태벡터량(횡변위, 각변위, 전단력 및 모멘트 등) 중 일부의 물리량이 불연속성을 갖더라도, 알고리즘 자체를 변화시켜야 하는 전달매트릭스법과는 달리, 스프링전수 값의 조절만으로 간단히 처리할 수 있어, 알고리즘의 일반화 및 프로그램의 범용화가 가능하다. (3) 전달영향계수법에서는, 구조물의 중간에 반고정지지와 같은 단단한 탄성지지부가 다수 존재하는 경우에도, 기본적인 알고리즘을 변경할 필요 없이 전단 및 회전 스프링정수에 적당한 값을 대입하는 것만으로 중간조건에 대응시킬 수 있고, 모든 경계조건도 마찬가지로 처리할 수 있다.

내진설계를 하고 있는 나라들이 채택하고 있는 내진해석방법중 가장 일반적인 응답스펙트럽법(Response Spectrum Method)은 지진하중을 정적 수평하중으로 치환하여 정적해석하는 것을 기본으로 하고 있다. 여기서 계산된 대치수평하중은 구조물의 소성화에 따른 비선형거동으로 부터 오는 에너지분산현상 및 감쇠(damping)현상 등을 고려하기 위하여 소위 반응수정계수(behavior factor)란 일정수로 나누어 준다. 응답스펙트럼법에 의한 내진설계의 정확도를 좌우하는 지금까지 사용되어지고 있는 반응수정계수는 정확한 계산값들이 아닌 경험적인 값들이다. 반응수정계수를 해석적으로 결정하기 위해서는 구조물의 극한상태에 대한 정의가 선결되어져야 한다. 본 논문에서는 지진하중하에서 강구조물의 한계상태를 기하학적측면과 사용성 측면 및 재료공학적 측면에서 검토하였고 3가지 형태의 구조물을 모델로 하여 반응수정계수를 계산하였다.

이 논문은 유한요소해석의 전처리를 위한 3차원 구조물의 가하학적 모델링 방법을 제안하였다. 여기서 제안한 모델링 체계에 의하면 구조물의 모델은 조절점, 곡선, 곡면 및 입체의 계층적 구성에 따라서 단계적으로 형성된다. 혼성함수와 경계표현법을 기본으로하는 여러가지 곡면 및 입체의 모델링 방법을 유한요소망 발생에 적합하도록 체계화하였으며, 모델합성 및 연산방법을 제시하였다. 이를 바탕으로 새로운 유한요소해석 전처리 프로그램을 개발하였다.

본 연구에서는 이상화구조요소법을 적용하여 골조구조물의 비선형해석을 높은정도로서 짧은 계산시간에 수행할 수 있는 해석이론과 컴퓨터프로그램을 개발하였다. 이를 위해 골조구조물을 구성하는 보-기둥(Beam-Column)부재에 대한 이상화구조요소를 부재에 존재하는 초기결함의 영향도 고려하여 정식화한다. 요소의 접선탄성강성행렬은 에너지원리를 적용하여 명시적인 형태로 도출하며, 최종강도조건은 요소에 소성붕괴메카니즘이 형성될때를 기준으로 정식화한다. 또한, 요소의 최종강도후 강성행렬도 근사적인 방법을 이용하여 명시적인 형태로 도출한다. 본해석법의 정도와 유용성은 단위부재 및 골조구조모형에 대한 기존의 실험 및 수치해석결과등과 비교하여 확인한다.

거대한 평판형 격자구조물올 연속체 평판으로 모델링하기 위한 보다 용이한 기법올 에너지동둥 개 념에 근기 하여 제시하였다. 단위 격 자가 갖 는 탄성변형에너지와 운동에너지를 구 할때 기폰의 유한요소 행렬을 이용하였다. 연속체 평 판의 퉁 가불성치 는 연속체평판과 격자평판에 해당하는 축소된 강성 및 질 량행 렬들 올 직 접 비 교 하여 구하였다- 본 연구에서 제안된 모 델링기법이 기존의 잘 알려진 기볍들에 옷지 않는 좋 은 결 과를 보여주고 있음을 예제해석을 통해 확인하였다.

케이블 구조물은 응력-변형도관계에서 비선형성이 강하고 대변위에 의해 기하학적 비선형이 도입되므로 해석이 복잡하다. 그러므로 케이블 구조물의 평형형태 탐색과 해석에 앞서 기하학적 비선형을 고려해야만 한다. 본 논문에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 케이블, 네트, 전선, 현수케이블 지붕등에 적용될 수 있는 수치해석과정이 소개된다. 이 과정은 두 부분으로 나눌 수 있는데, 하나는 유연성반복과정에의해 등분포하중을 받는 케이블 구조물의 응력과 평형형태를 구하는 것이고, 다른 한 부분은 비선형 유한요소법에 의해 절점외력을 받는 평형형태를 해석하는 것이다.

본 연구에서는 건물의 완성에 커다란 영향을 주게되는 건물의 예비설계분야에 전문가 시스템의 기법을 이용한 설계지원시스템을 개발하기 위한 모델을 구축하였다. 이러한 시스템은 기존의 수치해석용 프로그램으로 수행되던 구조부재의 물량에 의한 경제성이외에도 건물의 안정성, 시공성, 그리고 건축공간성등의 경험적 영역까지를 고려한 많은 대안을 사전에 검토해봄으로서 더욱 효율적인 설계를 가능하게 하고, 또한 구조설계의 오류를 초기에 방지할 수 있게 한다.

주로 경험에 의존하여 최선의 상태를 구하는 설계방식에 반하여 수학적인 해석방법을 사용하여 체계적으로 최상의 결과를 얻고자하는 것이 최적설계이다. 이때 상태의 해석방법 뿐아니라 비선형의 설계함수의 최적화에 관한 기법 연구가 요구된다. 해석적인 비선형 최적화의 기법중 공학설계에 사용할 수 있는 수렴속도가 빠르며, 사용하기에 편리하다고 알려진 반복 이차 계획법(Recursive Quadratic Programming Method)의 매개변수들의 역할을 살피고 이들의 변화에 따른 수치성능을 비교 분석하여 계산효율이 개선된 수치적 알고리즘을 제시하였다. 설계함수들의 일차 미분정보를 이용한 근사 이차 미분정보에 의하여 최적해의 접근속도가 빠른 RQP 알고리즘의 평가를 위하여 구조물의 무게를 최소화하면서 유한요소의 응력, 변위, 최소고유진동수등의 제한조건을 만족하는 주어진 형상의 최적단면을 가지는 구조물도 설계하였다.

몇 가지의 예를 들어 점진적 붕괴가 내진설계의 중요한 설계기준이 될 수 있다는 것과 이와 관련하여 Shakedown 해석이 한 구조설계 도구로 사용될 수 있다는 사실이 밝혀진다. 이 Shakedown 해석기법을 사용하여 비선형 계획에 의한 최적 구조설계 프로그램이 개발되었는데, 이것은: (i) 탄성응력과 처짐에 대한 제약조건: (ii) 점진적 붕괴와 약충붕괴의 방지를 위한 제약조건: 그리고 (iii) 구조물의 기본주기에 대한 제약조건을 수용하고 있다. 마지막으로 내진설계의 모든 요구조건을 만족시키는 최적설계를 얻기 위하여, 이 개발된 프로그램을 이용한 5-단계 설계방법론이 제시되고 있다.

구조해석에 사용되는 변수들이 갖고 있는 통계적 특성을 고려하기 위해 기존의 방법에서는 경험에 입각한 안전계수를 사용하여, 변수가 갖고 있는 불확실성을 정성적으로 취급하여 구조물의 안전성을 점검하여 왔다. 그러나, 최근 확률이론에 입각한 신뢰성이론을 적용하여 구조물의 안전성을 보다 정량적으로 파악하여 충분한 경험과 실적이 부족한 새로운 형태의 구조물의 안전성 점검에도 활용하려는 시도가 많이 이루어지고 있다. 이러한 추세에 따라, 본 연구에서는 기존의 유한요소법에 확률론적 수법을 가미한 확률 유한요소법을 개발하여, 구조해석에 사용되는 변수들이 갖고 있는 불확실량들이 구조해석의 최종결과에 어떤 영향을 미치는가를 확률적으로 처리하여, 구조물의 안전성을 보다 합리적으로 평가하도록 하였다.

철골 건축 구조물이 횡하중을 받을 때 합성보의 거동에 대한 연구가 수행되었다. 실험으로부터 얻어진 결과와 수치해석에 의한 결과를 이용하여 합성보의 강성과 연결부에서의 강도를 위한 수학적 모델이 연결부의 상세를 고려하여 개발되었다. 또한 캔티레버 합성보의 skeleton 곡선과 hysteresis 곡선을 위한 해석모델이 제시되었다. 탄성보와 부재내의 비탄성 변형이 응집된 양 단부스프링으로 구성된 단일요소모델에 의한 합성보 요소가 컴퓨터 프로그램, DRAIN-2D에 포함되었으며, 해석결과는 실험결과의 비교를 통해 검정되었다.

본 논문에서는 Rayleigh파, 전단파 및 압축파의 영향을 동시에 해석할 수 있는 주파수 종속 무한요소와 이를 이용한 지반-구조물의 동적상호작용의 해석법에 대하여 연구하였다. 방사적으로 전파되는 응력파의 성분에 대한 무한요소와 아울러 매립(Embedded)기초나 적층(Layered)지반을 해석하기 위하여 수평으로 전파되는 파를 해석할 수 있는 무한요소를 개발하였고, 요소행렬 구성하기 위한 적분시 하나의 파성분만 존재하는 경우에 대하여 효율적으로 적용되었던 Newton Cotes 적분과 유사한 방법을 Multi-Waves 문제에 알맞게 확장 적용하였다. 이 방법의 타당성은 반무한, 균질 지만의 위에 놓여있는 원형강판과 지반에 묻혀 있는 원통형 강체기초의 Compliance 함수를 구하여 기존의 문헌에 발표된 값과 비교함으로써 검증하였다. 예제해석은 지진하중을 받는 원자력발전소 격납구조를 대상으로 하여 수행하였으며, 매립깊이의 크기, 지반의 재료감쇠 및 지반의 모형기법에 따른 구조물-지반의 상호작용의 해석결과를 비교 분석하였다.

본 논문의 내용은 혈간콘크리트 보-기둥 접합부가 지진 하중을 받을때의 거동에 대하여 관찰한 것 이다. 똑같이 제작된 두개의 시험체에 정적 반복하중과 동적반복하중을 가하여 하중-처집 곡선이나 파괴 성상동에 판하여 차이점을 기록하였다. 동적하중을 받는 시험체의 거동은 내진설계 규준에서일 반적으로 쓰여지는 정적 하중 하에서의 시험체의 거동과는 판이한 양상올 보여주었다. 시험체가 동적 하증을 받을때에는 정적하중올 받을때 보다 @ 극 한하중이 20-25 % 증 가하고 @ 높은 취성을 보이며 @ 균열이 집중되고， @ 휩파괴 보다는 전단파괴현상을 나타내었다.