The fabrication of waste forms with high thermal and structural stability is an essential technology for the safe management and disposal of radioactive wastes. In particular, the thermal characteristics of waste forms containing high heat-generating nuclides such as Cs and Sr can be used for the optimized design of the waste form to secure its thermal safety, and they also provide basic design data for the safe management of canisters, storage systems, and repositories. The Korea Atomic Energy Research Institute is actively developing processes and equipment for fabricating various types of high-level wastes into a stable glass or ceramic waste form. In previous research related to the thermal analysis of the waste form, a relatively simple analysis was performed by using the analytic solution of the one-dimensional steady-state heat conduction equation considering the decay heat properties of the waste. As a specific application study, the optimized diameter of the cylindrical glass waste form was proposed by evaluating the centerline temperature of the waste form. In this study, we extended previous research by introducing a more complicated model, and the main results are summarized as follows. First, an analytical solution was derived by applying the temperaturedependent thermal conductivity expressed in the general form of polynomial function to the onedimensional heat conduction problem previously studied. Second, the two-dimensional axisymmetric steady-state heat conduction problem with a more realistic cylinder model with finite length was modeled and solved by using the finite element method via Matlab’s PDE (partial differential equation) toolbox. Third, thermal analysis was performed on the SrTiO3 waste form, selected as a stable form of strontium nuclide, using the developed analytical and numerical methods. The differences in the temperature distribution and computation time were evaluated through a comparative study of both solutions. Although the problem considered in this study could easily be solved by using commercial CFD software such as ANSYS or SolidWorks, a code-based program was developed to facilitate parametric design study in conjunction with optimization algorithms. The analysis results could be used to evaluate the thermal stability of waste form and to optimize the shape and size of the waste form in consideration of the design constraints of storage systems or repositories.

현존하는 한자구조의 분석이론은 그 유형과 명칭이 매우 복잡하고 많을 뿐만 아니라, 글자를 식별하고 쓰고 듣는 교육에 있어 그 효과를 알기 어렵다. 여기에서 필자는 간단하고 쉬운 방법으로 축을 이용하는 법을 제시한다. 한자 구조를 가로축, 세로축 및 십자 축으로 하고, 한자를 서로 다른 원수 및 층 유형의 글자로 구분하였다. 중국어, 일어, 한국어의 한자 및 베트남 한자에 대한 다양한 시험을 통해 이 분석 방법이 중화권에서 사용되는 여러 한자와 간화자, 일본 한자, 한국 한자 및 베트남 한자 연구에 활용될 수 있음을 증명하였다. 제시한 양축분석법은 한자와 자의 자음의 이해 및 학습에 있어 보다 진일보한 효과를 형성하여 한자 학습의 난제를 극복하는 데 도움될 것으로 기대한다.

본 연구는 지진에 저항하는 부재인 비보강 조적벽체로 구성된 건물의 내진성능평가에 활용되는 비선형 정적해석을 위한 비보강 조적벽체의 해석모델을 수립하고자 하였다. 본 연구의 해석모델은 비보강 조적벽체의 휨거동을 모사하기 위한 파이버 요소와 비보강 조적벽체의 전단에 대한 응답을 예측하기 위한 전단스프링 요소로 구성된다. 본 논문은 먼저 제안하고 있는 모델의 형상에 대해서 설명하고, 기존에 행해진 조적조 프리즘의 실험결과로부터 얻은 응력-변형률 곡선을 근거로 파이버와 전단스프링 요소의 물성치에 대한 결정 방법을 설명한다. 제시하고 있는 모델은 비선형 정적 해석결과와 다른 연구자들에 의해 수행된 실험결과를 비교하여 타당성을 검증한다. 해당 모델은 최대강도, 초기강성, 그리고 이들로부터 얻어지는 비보강 조적벽체의 하중-변위 곡선을 적절하게 모사하고 있다. 또한, 해석모델이 비보강 조적벽체의 파괴모드를 예측할 수 있는 것으로 나타난다.

The objective of this study is to propose a simple and accurate analytical model for HSS braces. For this purpose, a physical theory model is adopted. Rectangular hollow section steel (HSS) braces are considered in this study. To accurately simulate the cyclic behavior of braces using the physical theory model, empirical equations calculating constituent parameters are implemented on the analytical model, which were proposed in the companion paper. The constituent parameters are cyclic brace growth, cyclic buckling load, and the incidence of local buckling and fracture. The analytical model proposed in this study was verified by comparing actual and simulated cyclic curves of brace specimens. It is observed that the proposed model accurately simulates the cyclic behavior of the braces throughout whole response range.

비정형 초고층건물을 위한 구조시스템 중에서 다이어그리드 구조시스템은 구조적인 효율성 및 조형성 때문에 널리 사용되고 있다. 근래에는 초고층건물을 위한 구조시스템으로 메가부재의 조합을 통하여 횡방향 강성을 효과적으로 발휘할 수 있는 메가프레임 시스템이 널리 사용되고 있다. 두 가지 구조시스템의 장점을 혼합한 다이어그리드 메가프레임 구조시스템은 미래형 초고층건물에 적용될 유망한 구조시스템으로 평가받고 있다. 그러나 이러한 다이어그리드 메가프레임 구조시스템을 적용한 건물의 거동을 예측하기 위해서는 매우 많은 수의 절점과 요소로 이루어진 유한요소 모델을 해석해야 하므로 상당한 양의 해석시간과 엔지니어의 노력이 필요하게 된다. 따라서 본 연구에서는 다이어그리드 메가프레임시스템을 적용한 초고층건물의 거동을 효율적으로 해석할 수 있는 기법을 제안하여 다이어그리드 메가프레임 초고층건물의 해석과 설계에 소요되는 시간과 노력을 줄이고자 한다. 이를 위하여 다이어그리드 메가프레임의 특정을 활용한 효율적인 모형화기법과 행렬응축기법을 사용하여 해석에 사용되는 자유도수를 최소화한 해석기법을 제안하였다. 예제구조물의 해석을 수행하여 본 연구에서 제안된 해석방법과 일반적인 해석방법에 의한 결과와 비교함으로써 제안된 방법의 효율성과 정확성을 검증하였다.

Taft N21E 지진파를 사용하여 1:12 축소된 모델로 여러번의 진동대 실험을 저층부 2개층에 비틀림과 연층을 가지는 17층 고층 철근콘크리트 건물에 대해 지진 거동을 조사하기 위해 수행했었다. 이 거동의 주요 특징은 (1) 연약 골조가 거대한 비탄성 변형을 받은 후 변형이나 비틀림에서 비틀림 모드까지 현저한 진동의 갑작스런 변화, (2) 이러한 모드 변화에 따른 비틀림 강성의 갑작스런 증가, (3) 비틀림 모드에서 월의 요곡(warping) 거동, 그리고 (4) 진동대 거동의 반대 방향에만 생기는 전도모멘트 양상을 보여주었다. 본 연구에서는 이러한 성과를 Perform3D라는 비선형 해석 프로그램을 사용하여 위 특성을 모사하기 위해 노력하였다. 이 소프트웨어에서 가용한 비선형 모델과 함께 그의 장점과 단점을 해석 및 실험 결과의 비교를 통해 제시하였다.

본 연구에서는 PT 플랫 플레이트 골조의 내진성능을 평가하기 위하여 비선형 거동을 예측할 수 있는 해석모델을 개발하였다. 특히 본 연구에서 개발한 해석 모델은PT 플랫 플레이트 슬래브-기둥 접합부에서 기둥을 관통하는 철근이 있는 경우와 없는 경우의 접합부 거동을 정확하게 예측할 수 있도록 개발하였다. 또한 본 연구에서 개발한 접합부 해석 모델은PT 플랫 플레이트 슬래브-기둥 접합부에서 뚫림 전단 파괴가 발생하는 때를 정확하게 예측하도록 하였다. 개발한 해석 모델의 타당성을 검증하기 위하여PT 플랫 플레이트 슬래브-기둥 접합부 실험결과와 해석 결과를 비교하였다. 또한 2층 PT 플랫 플레이트 골조의 진동대 실험결과와 해석결과를 비교하였다. 본 연구에서는 기둥을 관통하는 철근이 있는 접합부와 없는 접합부를 갖는 2층 PT 플랫 플레이트 골조를 세 가지의 크기로 조정한El Centro 지진에 대하여 비선형 동적 해석을 수행하였다. 지진의 크기가 커지면 하부 철근이 없는 골조의 요구 변위와 잔류 변형이 하부 철근이 있는 골조에 비하여 더욱 커지는 것으로 나타났다.

본 연구의 목적은 방진층을 가진 바닥판을 포함한 건축물의 동적해석을 위하여 효율적인 모형화 방법과 이에 대한 해석법을 제안하는 것이다. 이를 위하여 방진층을 포함한 바닥판의 모형화를 위하여 바닥슬래브와 상부 마감층을 각각 독립적으로 모형화하고 이들 사이에 방진층을 의미하는 스프링 요소를 사용하였으며 방진층의 감쇠에 의한 비비례 문제를 해결하기 위하여 Newmark-{\beta}법을 적용하여 동적해석을 수행하였다. 상하부를 각각 모형화함으로서 방진층 상하부의 재료적 차이에 의한 감쇠거동을 정확하게 모형화할 수 있었다.

A steel frame is one of the most commonly used structural systems due to its resistance to various types of applied loads. Many studies have been conducted to investigate the effects of connection flexibility, support conditions, and beam-to-column stiffness ratio on the story drift of a frame. Based on the results of these studies, several design guides have been proposed. This research has been conducted to predict the actual behavior of a double angle connection, and to establish its effect on the story drift and the maximum allowable load of a steel frame. For these purposes, several experimental tests were conducted and a simplified analytical model was proposed. This simplified analytical model consists of four spring elements as well as a column member. In addition, a point bracing system was proposed to control the excessive story drift of an unbraced steel frame.

본 연구에서는 사각형 모듈의 인발성형된 복합재료 바닥판의 휨 거동에 대한 해석 모델을 개발하였다. FRP 바닥판의 해석 모델은 FSDT 평판 이론을 기반으로 임의 적층각을 지닌 FRP 바닥판의 처짐을 예측할 수 있었다. 수치적 예제에서는 네 변이 단순 지지된 등분포 하중을 받는 사각형 모듈의 FRP 바닥판을 2차원 평판 유한 요소해석을 적용하여 수행하였고, 해석 결과에 대해서는 바닥판 길이-높이의 비와 화이버 각도의 변화에 따른 효과에 대해 역점을 두고 다루었다. 연구 결과, 본 연구에서 제안한 해석 모델이 FRP 바닥판의 휨 거동을 해석하고 예측하는데 효과적이고 정확하다는 것이 입증되었다. 또한, FRP 바닥판의 높이가 높아질수록 plate 해석 이론에 있어서 일차전단변형이론(First order Shear Deformable laminated plate Theory : FSDT)이 아닌 고차전단변형(Higher order Shear Deformable plate Theory : HSDT)의 필요성에 대해 언급하였다.

더블앵글 접합부는 저층 철골조에 많이 사용된다. 본 연구에서는 더블앵글 접합부에 사용된 볼트의 개수 변화가 접합부 회전강성 변화에 미치는 영향을 시험을 통하여 파악하고, 모멘트-회전각 관계 곡선의 회귀분석을 통하여 초기강성, 소성강성, 참조모멘트, 곡선형태변수 등을 획득하였다. 또한 더블앵글 접합부의 초기강성이 접합부의 모멘트 지지능력을 파악하는데 매우 중요한 변수라는 것이 밝혀졌기 때문에 이러한 초기강성 산정을 위한 해석모델도 제안하였다.

대량의 복잡한 비선형적인 관계도 단순화의 과정 없이 연관 관계를 자체 조직화 할 수 있는 인간의 뇌와 가장 유사한 병렬 연산 모델인 인공 신경 회로망을 구조 해석 분야에 도입하였다. 본 논문은 스터브 거더의 거동 예측을 위한 신경망 근사해석 모델 개발을 궁극적인 목적으로 하는 기초적 연구로서, 단순 보의 처짐 문제와 같은 정확해를 구할 수 있는 문제로부터 신경망 근사해석모델의 원형 (prototype)을 제시하고 검증하는데 목적이 있다.

기존 탄소강과 스테인리스강의 재료적 특성(인장강도, 탄성계수, 파단형태 등)이 상이하기 때문에 탄소강과 다른 응력도 -변형도 곡선을 필요로 한다. 본 논문에서는 Ramberg-Osgood을 바탕으로 Rasmussen이 제안한 스테인리스강에 대한 곡선을 Arrayago 등에 의해 제시된 변수와 응력도-변형도 수정식을 유한요소해석 결과의 예측내력과 실험내력을 비교한다.

GFRP 보강근과 콘크리트의 부착성능은 접착력, 부착력 및 지압력으로 발휘되며 보강근의 표면처리 방식이나 외피형상에 따라 발휘되는 부착저항력의 종류와 크기는 다르다. GFRP 부착 해석모델에 대한 선행연구를 살펴보면 철근의 부착 해석모델을 일부 수정하여 발전시키거나 수치해석을 통한 매개변수의 수가 많은 복잡한 해석식을 제안하였다. 전자의 경우에는 규격화된 마디형상을 갖는 철근과 달리 구성재료, 배합방법, 제조방법에 따라 다양한 외피형상을 가지는 GFRP 보강근의 특성을 포괄적으로 제안하는 데는 제약이 있으며 후자의 경우에는 수치해석으로 인한 수학적 관계식으로 GFRP 보강근의 부착거동과의 역학적인 관계를 고려하기에는 어려움이 있다. 따라서 이 연구에서는 GFRP 보강근의 콘크리트와의 외피형상에 따라 달라지는 부착메커니즘을 반영한 부착 해석모델을 제안하고자 하였다. 제안한 부착 해석모델에 대한 적합성 검증을 위하여 타 연구자가 수행한 실험값과 비교하였으며 기존의 부착 해석모델인 BPE 부착 해석모델과 CMR 부착 해석모델과의 비교연구도 수행하였다. 비교결과 이 연구에서 제안한 부착 해석모델이 실제 거동에 가장 근사하게 평가하였다.

We studied the warming effect induced by Photovoltaic(PV) power plants in rural areas during summer daytime using a simple analytical urban meteorological model. This analysis was based on observed meteorological elements and the capacity of the PV power plant was 10 MWp. The major axis length of the PV power plant was assumed to be 1km. Data of the necessary meteorological elements were obtained from a special meteorological observation campaign established for a over a PV power plant. We assumed that the wind flowed along the major axis of the PV power plant(1 km). As a result, the air temperature on the downwind side of the PV power plant was estimated to invrease by about 0.47 °C.

구조물은 시공 단계에서의 작업환경과 시공품질 그리고 자연환경과 불확실한 하중 등 수많은 변수들에 의해 해석 모델과 큰 차이를 보인다. 따라서, 구조물에 센서들을 설치하여 계측된 값으로 Structural Health Monitoring (SHM)을 실시하여 구조물의 안전성을 진단하고 있다. 하지만 대형화, 비정형화 되어가고 있는 건축 구조물에서 부분적으로 계측한 데이터로 전체 안전성에 대한 평가는 현실적으로 힘든 상황이다. 정확한 구조물 평가를 위해서는 보다 많은 센서의 개수가 필요하며, 장기간의 계측 기간이 요구된다. 그러나 재정적 문제 및 현장 여건 등으로 인해 설치되는 센서의 수 및 계측 기간은 제한이 될 수밖에 없다. 따라서 요구되는 구조물 진단의 정확성을 확보하면서 소요되는 비용을 최소화할 필요가 있다. 이를 위해서는 먼저 구조물 진단의 정확성과 비용과의 관계를 파악할 필요가 있다. 본 연구에서는 부분적으로 계측한 변위 값을 이용하여 구조물 전체의 변위를 예측하는 알고리즘을 제시하고, 계측 기간에 따른 알고리즘의 정확도를 평가한다. 이를 통해 요구되는 신뢰도를 가지면서 최소의 계측 기간을 파악할 수 있다. 이는 유지관리 비용을 절감하는 비용효과를 가진다.

FRP hybrid bar, a type of the reinforcing bar, is combined with the FRP or steel core and FRP cover. FRP braided hybrid bar is a type of the FRP hybrid bar having the FRP braid as FRP cover. To estimate the axial behavior of FRP braided hybrid bar, the behavior of FRP braid in axial direction of the bar should be calculated. In this paper, to estimate the stiffness of FRP braid in axial direction of the bar, the approximate analytical solution was proposed.

The objective of this study is to apply a constitutive damage model for cyclic response of E-shaped dampers as well as metal and metallic plate dampers in order to be used in more broad area such as material and component level. Seismic isolation system using sliding bearings and metallic dampers experience almost elastoplastic behavior due to seismic excitation. Accordingly, a cyclic damage model is applied to understand inelastic behavior and to evaluate a potential damaged state of E-shaped dampers in seismic isolation system. This damage model is originally formulated through a thermodynamic approach based on entropy production equation. The proposed cyclic damage model is implemented as a user subroutine in the finite element software ABAQUS. Finally, numerical results of E-shaped energy dissipation devices in seismic isolation system are compared with experimental data to check the validity of this model