본 연구에서는 철근콘크리트 모멘트골조의 보-힌지 붕괴 기구를 유도하기 위한 유전자알고리즘 기반의 최적내진설계기법을 제시 한다. 제안하는 기법은 두 가지의 목적함수을 사용한다. 첫 번째는 구조물의 비용을 최소화하는 것이고, 두 번째는 구조물의 에너지소 산능력을 최대화하는 것이다. 제약조건은 기둥과 보의 강도조건, 기둥-보 휨강도비 최소 조건, 기둥의 소성힌지 발생 방지조건 등이 사용된다. 부재의 강도 평가를 위해 선형정적해석이 수행되고, 에너지소산능력과 소성힌지 발생여부를 평가하기 위해 비선형정적해 석이 수행된다. 제안하는 기법은 4층 예제 구조물에 적용되었으며, 보-힌지 붕괴 기구를 유도하는 설계안이 얻어지는 것을 확인하였 다. 획득된 설계안의 기둥-보 휨강도비를 분석한 결과, 그 값은 기존 내진 기준에서 제시하는 값보다 큰 것으로 나타났다. 보-힌지 붕괴 모드를 유도하기 위해서는 보다 더 강화된 전략이 필요하다.

본 연구에서는 철근콘크리트 모멘트골조의 보-힌지 붕괴 기구를 유도하기 위한 유전자알고리즘 기반의 최적내진설계기법을 제시 한다. 제안하는 기법은 두 가지의 목적함수을 사용한다. 첫 번째는 구조물의 비용을 최소화하는 것이고, 두 번째는 구조물의 에너지소 산능력을 최대화하는 것이다. 제약조건은 기둥과 보의 강도조건, 기둥-보 휨강도비 최소 조건, 기둥의 소성힌지 발생 방지조건 등이 사용된다. 부재의 강도 평가를 위해 선형정적해석이 수행되고, 에너지소산능력과 소성힌지 발생여부를 평가하기 위해 비선형정적해 석이 수행된다. 제안하는 기법은 4층 예제 구조물에 적용되었으며, 보-힌지 붕괴 기구를 유도하는 설계안이 얻어지는 것을 확인하였 다. 획득된 설계안의 기둥-보 휨강도비를 분석한 결과, 그 값은 기존 내진 기준에서 제시하는 값보다 큰 것으로 나타났다. 보-힌지 붕괴 모드를 유도하기 위해서는 보다 더 강화된 전략이 필요하다.

본 논문에서는 유한요소해석을 통한 모듈러 구조물 접합부의 힌지접합부 연구에 관하여 소개한다. 모듈러 구조물은 모듈과 모듈을 적층하는 방식으로 공사를 진행하여 단위 모듈간의 기둥 및 보의 일체성을 기대하기 어려운 특성을 가지고 있다. 그러나 현 모듈러 설 계 시 이러한 구조적 특성을 무시하고 횡력에 대한 모멘트전달을 고려하여 기존 강구조와 동일한 방식으로 해석하고 있다. 더구나 모 멘트접합을 체결하기위해 모듈러 외부뿐만 아니라 내부에서 볼트 체결이 이루어져 조립 후 마감을 추가하는 불합리한 상황도 발생한 다. 이러한 일체성을 기대하기 어려운 특성을 고려하기 위하여 힌지접합을 활용한 모듈러구조시스템을 제안하였다. 논문에서는 기존 의 모멘트접합부에서 힌지접합부로 변경하였을 때 하중의 전달을 확인하기 위하여 이전 다른 연구에서 활용되었던 가위 모델을 변형 한 변형 가위 모델을 고안하여 접합부의 기본 이론을 제안·검토하였고, 기본을 바탕으로 계산된 결과는 구조해석 프로그램인 마이다 스 젠과 비교하여 검증하였다. 추가적으로 기존 모멘트접합부로 설계되었던 모듈러구조물을 힌지접합부로 변경하여 부재내력 및 사 용성을 검토하였다.

본 논문은 고전적인 오일러-베르누이 보의 집중소성힌지 모델링을 위한 일반유한요소법을 제안한다. 이 기법에서 소성힌지는 해의 약불연속을 묘사하는 적절한 확장함수에 의해 모델링되며, 요소간의 연결성을 변화시키지 않으면서 임의의 위치에 소성힌지를 삽입하는 것이 가능하다. 대신 소성힌지는 이미 존재하는 요소에 위계적으로 자유도를 추가함으로써 형성된다. 제안된 기법의 유효성을 검증하기 위해 수치해석 예제에 대해 h-, p-확장과 같은 수렴성 해석을 수행하였다. 수렴성 해석의 결과가 제안된 기법이 소성힌지가 절점 및 요소 내의 임의의 위치에 존재하는 두 가지 경우 모두에 대하여 유한요소이론에 의한 수렴속도를 얻을 수 있음을 보여주어 기법의 정확성을 입증하였다.

본 연구에서는 철골모멘트골조의 보-힌지 붕괴모드를 유도하는 최적 내진설계기법을 제안한다. 이는 유전자알고리즘을 사용하며, 기둥의 소성힌지 발생을 억제하는 제약조건을 설정하여 보-힌지 붕괴모드를 유도한다. 제안하는 기법은 구조물량를 최소화하고 에너지소산능력을 최대화하는 목적함수를 사용한다. 제안하는 기법은 9층 철골모멘트골조 예제 적용을 통해 검증한다. 예제 적용을 통해 철골모멘트골조의 보-힌지 붕괴모드를 유도하기 위해 요구되는 기둥-보 강도비를 평가한다. 패널존에 대한 3가지 모델링 기법을 각각 적용하여 모델링 조건에 따른 휨강도비 영향이 추가적으로 검토된다.

As all kind of industry has developed, metal structure and machine instrument use bolt, pin, rivet and welding for assembly and combination. For pin and hinge, dimension accuracy is crucial to keep the operation and safety of the structure and machine instrument. In case of complex machine, the hinge for cover open-loop system is one of the significant design elements. Most of the hinges are being imported and assembled sine they give high technology development cost for its unit cost position. The reason is that the localization of hinge is inadequate. As the demand increase and the necessity of localization grow, it is now more important than ever to develop low cost structure. By the low cost structure, a new technology could be obtained for electronic product and structural hinge since it would enable for complex machine hinge to be guaranteed, technologically. Open-loop hinge is the link type and designed for the structure to keep constant open-loop. And, the hinge is examined in design stability by finite element analysis method. In this paper, the operation result is presented when the hinge for complex machine open-loop is designed for link type structure.

This paper presents the design and simulation results of a piezo-driven motion stage that employs a novel cross hinge structure that is more efficient and flexible than previous designs. The newly designed motion stage enables close to nanometer-precision motion control with ranges up to 1.6mm. Simulation results show the effectiveness of the novel hinge structures and the performance of the proposed design.

PC(Precast Concrete) 구조시스템은 건식화 조립식 공법으로 구조물 건설에 있어 공기, 노동력 절감 등의 여러 장점을 가지고 있다. 하지만 구조벽체의 경우 이를 PC화하여 사용할 경우 접합부의 내진성능이 떨어지므로 PC 구조벽체를 사용하는 경우는 드물다고 할 수 있다. 본 연구에서는 이러한 점을 감안하여 접합부 성능을 개선하여 횡력저항요소로 사용가능한 2종류의 PC 구조벽체를 제안하였다. 제안된 PC 구조벽체는 RC 벽체 및 PC 벽체가 혼합된 복합 PC 벽체와 벽체하부 연결철근의 일부를 단면감소시키고 비부착상세를 적용한 PC 벽체로서 지진발생 시 충분한 강도와 변형능력을 확보할 수 있도록 하였다. 제안된 PC 구조벽체의 내진성능평가를 위하여 RC 벽체를 포함한 3가지 벽체에 대한 실험체를 제작하여 주기 횡하중 실험을 수행하였다. 실험결과, 제안된 PC 구조벽체는 강도, 강성, 변형능력 및 에너지 소산능력이 기존 PC 구조벽체보다 월등히 향상되어 우수한 내진성능을 확보할 수 있는 것으로 나타났다.

이 연구의 목적은 소성힌지영역에서 비부착 주철근을 갖는 철근콘크리트 교각의 비탄성 거동을 파악하는데 있다. 사용된 프로그램은 철근콘크리트 구조물의 해석을 위한 RCAHEST이다. 재료적 비선형성에 대해서는 균열콘크리트에 대한 인장, 압축, 전단모델과 콘크리트 속에 있는 철근모델을 조합하여 고려하였다. 이에 대한 콘크리트의 균열모델로서는 분산균열모델을 사용하였다. 또한 소성힌지영역에서 비부착 주철근에 의한 영향을 고려하였다. 이 연구에서는 소성힌지영역에서 비부착 주철근을 갖는 철근콘트리트 교각의 비탄성 거동의 파악을 위해 제안한 해석기법을 신뢰성 있는 연구자의 실험결과와 비교하여 그 타당성을 검증하였다.

본 논문에서는 횡비틀림좌굴을 고려하는 2차 소성힌지해석법을 이용하여 3차원 강뼈대구조물의 설계기법을 개발하였다. 본 해석은 구조시스템 및 개별부재의 재료적 기하학적 비선형 거동을 고려한다. 더욱이, 종래의 2차 소성힌지해석에서 횡비틀림좌굴효과에 의한 휨강도 감소효과를 고려하지 못한 문제를 해결하였다. 강뼈대구조물의 잔류응력과 휨에 의한 비선형성 및 기하학적 불완전성에 의한 점진적인 소성화효과를 고려하는 효율적인 방법을 기술하였다. 횡비틀림좌굴효과를 고려하기 위하여 비지지장 및 단면 형상으로 구성되는 침강도 감소모델을 사용하였다. 개발된 2차 소성힌지해석법을 LRFD 설계방법과 비교함으로서 검증하였다. 예제해석을 통하여 횡비틀림좌굴효과는 2차 소성힌지해석법에 고려해야 할 중요한 요소임을 알 수 있었다. 본 해석은 실제 설계에 활용할 수 있는 효율적이고 신뢰성 있는 방법이다.

본 논문 에서는 강구조물의 설 계를 위한 가상하중 소 성활절 해석기볍이 연구되 었 다. 구조풀 의 기하학적 인 불완전성 올 가상하중 기법으로 고 려하였다. 본 해 석 기볍을 통하여 구조물 의 거동과 하증 지지 능력 을 직접적인 방법으로 예측할 수 있다. 즉 본 기법 은 강구조 설 계 에서 전통적으로 사용되고 있 는 유효길이 인 지 (K-fac tor) 의 계산 및 각 부재의 강도계산을 필요로 하지 않으므로써 다음 세대의 설 계기볍이라고 할 수 있다. 본 기볍 에 의하여 예측된 강도와 변위는 정확한 해라고 알려진 Plastic-Zone 해석 결 과와 비교 검증하였다， 본 기볍의 해석 및 설계 세 부 지침과 순서 를 제시하였으며， 본 해석기볍 및 AISC-LRFD 방법에 의하여 결 정된 부재크기 를 비교하였다. 본 해석기법은 실 제 설계에 효율 적 으로 사용될 수 있을 것으로 사료된다.

This paper suggests novel types of joint mechanisms composed of elastic strings and rigid bodies. All of the human hinge joints have the articular capsule and a pair of collateral ligaments. These fibrous tissues make the joint compliant and stable. The proposed mechanism closely imitates the human hinge joint structure by using the concept of tensegrity. The resultant mechanism has several characteristics shown commonly from both the tensegrity structure and the human joint such as compliance, stability, lightweight, and non-contact between rigid bodies. In addition, the role and feature of the human hinge joints vary according to the origins of a pair of collateral ligaments. Likewise, the locations of two strings corresponding to a pair of collateral ligaments produce different function and motion of the proposed mechanism. It would be one of the advantages obtained from the proposed mechanism. How to make a joint mechanism with different features is also suggested in this paper.

The artificial neural network (ANN) based damage detection method is prposed for the steel moment frames with beam-hinge collapse mechanism. The natural frequencies, modeshapes, flexural moment of columns are employed as the values for the input layer while the raios of rotational stiffness of connections before and after damage are employed as the values for the output layer. The 5-story steel moment frame with beam-hinge collapse mechanism is used as the example structure.

In this paper, the seismic performance of column-tree connections was experimentally evaluated, depending on location of plastic hinge. As a result, although two specimens were qualified for SMFs, beam-to-column connection and flange plate were detected the brittle fracture during 5% story drift ratio.

본 연구의 목적은 경계요소를 갖는 철근콘크리트 전단벽의 잠재소성힌지길이를 합리적으로 평가할 수 있는 단순모델의 제시이다. 전단벽의 높이에 따른 이상화된 곡률분포로부터, 기본방정식은 항복모멘트와 최대모멘트 그리고 사인장균열에 의한 부가모멘트의 함수로 일반화되었다. 전단벽의 항복모멘트와 최대모멘트는 변형률 적합조건과 힘의 평형조건을 기반하여 산정하였다. 사인장균열 발생의 여부는 ACI 318-11에서 제시된 콘크리트의 전단력으로부터 검토되었으며, 부가모멘트는 Park and Paulay에 의해 제시된 트러스기구를 이용하여 산정하였다. 이들 모멘트식들은 다양한 변수범위에서 변수연구를 수행하였다. 결과적으로 등가소성힌지길이는 주철근 및 수직철근지수와 축력지수의 함수로 제시될 수 있었다. 제시된 등가소성힌지길이의 모델은 실험결과의 비교에서 평균 및 표준편차가 각각 1.019와 0.102로 실험결과를 정확하게 예측하였다.

본 연구에서는 국내에서 국가 건설기반 시설물로 이용되는 지하차도를 소형의 프리캐스트 박스구조물을 개량하여 대단면을 가지면서 개착식 터널과 같은 공법에 적용하기 위해 아치형 단면을 이용하여 암거 및 지하차도를 개발함에 그 목적을 두고있다. 본 연구를 위해 3힌지 프리캐스트 아치 구조시험체를 제작하였으며, 콘크리트의 내구성 증진을 위해 고로슬래그 미분말을 50%적용하여 실험을 실시하였다. 실험결과 아치부 압축력으로 균열발생하중이 높은 것으로 나타났으며, 하중-처짐 결과 높은 하중에 따른 복원력이 우수하였으며, 우수한 연성거동을 확보하였다. 하중 800kN에서 다수의 균열이 발생 되었으며, 사용하중 DB-24의 바퀴하중에 해당되는 약 226.4kN에서 균열폭이 0.32mm발생되었다. 본 연구에서는 프리캐스트 콘크리트 3힌지 아치형 구조물을 제작하여 이에 대한 휨 실험을 통하여 아치단면의 우수성을 고찰하고자하였으며, 실험결과 높은 토피고에 대해 적용할 수 있는 아치형 구조물의 상부 아치단면이 가지는 특성으로 그 영향이 높은 것으로 생각되며, 아치형상의 프리캐스트로 제작하여 설치하면 상재 토압에 대한 내력이 우수하여 기존 사각형상의 현장 타설 공법에 비해 경제적인 단면 설계가 가능, 또한 운송/조립/설치가 빠름으로써 공사기간을 대폭 단축할 수 있는 장점을 가지고 있다.