최근 친환경에 대한 관심의 증가로 목조주택에 대한 수요가 증가하고 있다. 하지만, 목구조의 물성치에 대한 연구와 설계에 대한 지침 및 시공상세는 매우 부족하고 이에 대한 연구도 미흡하여 실무자들이 구조설계 및 시공을 하는데 많은 어려움을 겪고 있다. 특히, 내진성능이 중요시 되고 있는 현시점에서 내진성능을 확보할 수 있는 접합부의 개발이 요구된다. 따라서, 이 연구에서는 다른등급구성집성재에 대한 휨실험과 압축실험을 수행하여 재료의 물성치에 대한 소재시험을 진행하였다. 제안된 접합부의 구조성능을 검증하기 위하여 접합부에 반복하중을 가력하는 실험을 수행하였다. 또한, 진행한 재료시험의 결과를 사용하여 접합부에 대하여 유한요소해석을 진행하였다. 실험 및 해석결과 개발된 접합부는 충분한 구조성능을 확보할 수 있을 것으로 판단된다.

In this paper, the result of application of this simple method of vibration analysis developed by the author, to the special orthotropic plates with variable cross-section, and with a pair of opposite edges simple supported and the other pair of opposite edges free is presented. This problem represents the simple-supported single span bridge system without effective longitudinal edge beams. The effect of concentrated point mass/masses is also studied.

Using closed-section ribs as longitudinal stiffeners have been proven to be an effective system for axially compressed members, however, studies on the application of these on laminated composite shell are insufficient. Thus, this study aims to evaluate the buckling behavior of the laminated composite shell when closed-section ribs were applied as longitudinal stiffeners. The effect of the rotational stiffness of the closed-section ribs on the buckling modes and strengths will be determined in this paper. The three-dimensional finite element modeling were set up using ABAQUS and a series of eigenvalue analysis were conducted, applying eight layers of the layup [(0°)4]s, [(45°/-45°)2]s and [(0°/90°)2]s on the orthotropic plates. Through the parametric studies, the increasing effect on the elastic buckling strengths due to the rotational stiffness are numerically verified, and the buckling strength of a longitudinally stiffened shell with a laminated composite material were compared with that of the isotropic material.

Theories of advanced composite structures are too difficult for such field engineers and some simple methods are necessary. In this paper, Simple method of vibration analysis is presented. This method presented in this paper is studied self-weight and other loads. The result of the 2~3 times iteration is good enough for field engineering purposes. In the case of cantilevered composite materials beams with different cross section, increase of mass near the support does not significantly affect the vibration characteristics. As a calculations of the simple method of vibration analysis for cantilevered composite materials beams with different cross section, it is noted that the result of the second cycle at the point of free end (actually 5L/6 span) is only 2.2% away from the ‘exact’ solution.

The demand for the structural system of reduction of story height increases because buildings are getting higher. The existing structural systems are not efficiency. Thus, it is hard to reduce the story height and existing methods cannot secure economics as expected. This study aims at developing the partially concrete-filled new type composite beam, which can efficiently resist against the end negative moment and central positive moment, also reduce deflection of beams. Through case studies on loading of concentrated load and uniformly distributed load to fixed beam, we could find the most efficient ratio of moment of inertia and the ratio (end beam length to span). The gap space between middle and end beam can be used as facilities installation, consequently the suggested Omega beam system is expected to get the effect of reduction in story height as well as reduction of quantity.

This study is aimed to examine the influence of the rotational stiffness of U-shaped ribs on the local buckling behaviors of laminated composite plates. Applying the orthotropic plates with eight layers of the layup [(0°)4]s and [(0°/90°)2]s, 3-dimensional finite element models for the U-rib stiffened plates were setup by using ABAQUS and then a series of eigenvalue analyses were conducted. There is a need to develope a simple design equation to establish the rotational stiffness effect, which could be easily quantified by comparing the theoretical critical stress equation for laminated composite plates with elastic restraints based on the Classical laminated plate theory. Through the parametric numerical studies, it is confirmed that there should clearly exist an increasing effect of local plate buckling strength due to the rotational stiffness by closed-section ribs. An applicable coefficient for practical design should be verified and proposed for future study. This study will contribute to the future study for establishing an increasing coefficient for the design strength and optimum design of U-rib stiffened plates.

PURPOSES: This paper aims to give a guideline and the way to apply the advanced composite materials theory to the road structures with different cross sections to the practicing engineers. METHODS: To simple but exact method of calculating natural frequencies corresponding to the modes of vibration of road structures with different cross sections and arbitrary boundary conditions. The effect of the D22 stiffness on the natural frequency is rigorously investigated. RESULTS: Simple method of vibration analysis for calculating the natural frequency of the different cross sections is presented. CONCLUSIONS: Simple method of vibration analysis for calculating the natural frequency of the different cross sections is presented. This method is a simple but exact method of calculating natural frequencies of the road structures with different cross sections. This method is extended to be applied to two dimensional problems including composite laminated road structures.

본 연구에서는 신형상 층고절감형 합성보에 대한 최적단면을 도출하기 위해 단면성능 계산 프로그램을 개발하여 단면성능에 대해 비교 분석을 하였다. 신형상 합성보는 상부 플랜지 하부에 바닥시스템이 위치하여 전통적인 공법 에 비해 층고절감의 효과와 최적단면으로 설계시 공기의 단축과 비용의 절감은 물론 물량의 감소를 기대 할 수 있 다. 그러나 단면은 기존 H형강 보와 달리 상하 비대칭으로 중립축의 위치가 중앙에 위치하지 않기 때문에 상하연 단에 대한 단면계수가 같지 않게 된다. 이에 따른 상하플랜지 판요소의 두께비에 따른 매개 변수적 분석이 요구된 다. 따라서, 본 연구에서는 단면의 상부 플랜지 두께에 대한 하부 플랜지 두께의 비에 따른 중립축위치, 단면계수의 변화추이를 분석하여 최적단면을 도출하는데 주목적을 두었다.

The impact simulation of composite safety barriers was carried out for three kinds of stacking section. Stacking section C with the smallest deformation was selected as the optimal section.

본 논문에서는 복합소재 방호울타리의 6가지 적층 단면에 대한 충돌시뮬레이션을 실시하여 최적 적층 단면을 결정하 였다. 먼저 6가지 단면 형상에 대하여 설문 조사를 통하여 형상을 결정하였다. 결정된 보 단면에 대하여 6가지 적 층설계를 하였다. 적층에는 CSM, DB, DBT, Roving 섬유를 사용하였다. LS-DYNA를 사용하여 수평 및 3:1 경사에 대한 복합소재 보를 모델링하였다. 직육면체 추 및 원통형 추를 사용하여 낙하 충돌 시뮬레이션을 실시하였다. 시뮬레이 션결과를 비교 분석하여 최적 적층 단면을 도출하였다.

본 연구에서는 볼트의 변형을 고려한 강재 조립 합성보의 휨거동에 대한 해석기법 및 결과가 제시되었다. 볼트의 변형, 합성효과 및 접촉면의 마찰이 합성보의 휨거동에 끼치는 영향을 파악하였다. 볼트의 변형이 합성보의 휨거동에 끼치는 영향을 고려하기 위하여, 구조해석 프로그램인 ABAQUS의 Nonlinear Spring요소를 사용하였으며 볼트의 변형을 고려하지 않은 결과와 비교하였다. 유한요소 모델에 의해서 처짐, 휨응력, 전단응력이 계산되었으며 이런 결과는 완전 비합성보, 부분 합성보 및 완전 합성보의 해석 값과 비교되었다. 해석결과 합성보의 거동은 강재의 마찰보다 볼트의 갯수로 표현되는 합성률에 크게 영향을 받았다. 특히 합성률이 50%이상이 되면 볼트의 변형을 고려한 합성보의 휨거동은 완전합성보와 유사하게 나타났다.

본 논문에서는 볼트로 체결된 강재 조립 합성보의 휨거동에 대한 유한요소해석을 통하여 휨거동 특성을 분석하였다. 두개의 강재보가 볼트로 체결되어 횡하중을 받을 때 발생하는 볼트의 합성효과, 강판사이의 마찰특성을 고려하였다. 체결에 사용된 볼트의 갯수 및 마찰계수의 변화에 따른 변위, 휨응력 그리고 전단응력을 쉘 요소를 사용한 유한요소해석에 의해 계산하였다. 이런 결과들은 완전 비합성보, 부분 합성보와 완전 합성보의 해석치와 비교되었다. 해석결과 합성보의 거동은 강재의 마찰보다 볼트의 갯수로 표현되는 합성률에 크게 영향을 받았다. 합성률이 에 도달할 때 합성보의 거동은 완전 합성보와 유사함을 보였다.

본 연구에서는 개발된 중공단면 복합소재 교량 바닥판에 대해 피로거동을 평가하기 위하여 거더 지지부에서의 압축피로 시험과 2.8m 길이의 휨시험체 모델에 대한 휨피로시험을 수행하였다. 피로하중은 도로교설계기준의 제시된 DB24 트럭 후륜 축하중에 대해 200만회까지 반복 재하하였으며, 압축피로시험의 경우에는 복합소재 바닥판 부재와 바닥판 튜브간의 연결부에 대한 피로성능을, 휨피로시험의 경우에는 복합소재 바닥판 및 주형연결부에 대한 피로성능을 분석하였다.

본 논문에서는 설계와 해석을 거쳐 인발성형으로 제작된 중공단면 복합소재 교량 바닥판에 대해 휨 성능시험, 바닥판-거더 연결부시험, 바닥판-방호벽 연결부시험 등을 통해 구조적 특성을 분석하였다. 휨시험체에 지간 중앙에 변위계와 상 하부판의 주요부에 변형률계를 부착하여 파괴하중 재하시까지 거동을 계측하고 그 결과를 분석하였다. 휨시험체에 대한 유한요소해석도 실시하여 시험결과와 비교분석하였으며, 휨에 대한 극한 내하력을 추정하였다. 또한, 시범시공된 복합소재 바닥판 플레이트 거더 교량에 대한 현장 재하시험결과와 현장적용사례를 기술하였다.

본 논문에서는 경량, 고내구성 특성을 지니고 있고 신속시공이 가능한 인발성형 복합소재 교량 바닥판의 단면설계와 제작공정에 관해 기술하였으며, 구조해석을 동해 구조안전성과 사용성을 검토하였다. 단면설계에는 바닥판 단면 형상 설계와 복합소재 적층설계 절차를 기술하였고, 해석은 5주형 복합소재 바닥판 거더 교량에 대해 실시하였으며, 처짐 사용성, 파괴지수, 좌굴안정성에 대한 검토를 실시하였다. 설계된 복합소재 바닥판 단면은 인발성형으로 제작하였으며, 제작시편에 대한 재료시험을 실시한 후 그 결과를 기술하였다.

본 연구에서는 유한요소법을 이용한 채널단면을 갖는 복합재료 적층 구조물의 자유진동을 다룬다. 복합적층 절판구조물에 고차항 판이론을 적용하기 위하여 개발된 유한요소 프로그램은 Lagrangian 및 Hermite 보간함수를 병용하여 면내회전각 자유도를 포함한 절점 당 8개의 자유도를 갖는다. 전단보정계수의 가정을 필요로 하지 않고 전단변형의 3차항 비선형 특성이 고려된 본 논문의 절판 요소는 국부좌표계와 전체좌표계에 대한 좌표변환행렬에 의하여 요소 당 32의 국부요소행렬로 구성된다. 본 해석 프로그램의 결과는 기존의 고전적 이론 및 일차항 이론에 의한 문헌 결과와 비교ㆍ분석하였으며, 화이버 보강각도, 길이-두께비, 기하학적 형상 변화 등의 다양한 매개변수 연구를 수행하였다. 본 연구에서는 특히 경계조건 및 길이-두께비 변화에 따라 예측하기 힘든 복잡한 거동을 보이는 복합적층 채널단면 구조물의 자유진동에 대하여 정밀한 고차항 이론 적용에 의한 엄밀 해석의 필요성을 제기하였다.

복합재 적층판은 중량에 비해 높은 강성과 강도가 요구되는 공학의 다양한 분야에서 매우 유용하다. 보강섬유 복합재의 공학적 활용이 활발해지고, 중량의 감소화가 설계의 중요한 목적이 됨으로써, 근래 복합재 구조물들의 최적화 설계의 중요성이 대두되고 있다. 그러나 복합재 적층 구조물 재료의 비등방성에 의해 해석과 설계가 매우 어렵다. 본 연구에서는 수치적 최적화 방법과 유한요소법을 이용하여 보강섬유 복합재의 최적설계를 하였다. 복합재 적층판으로 이루어진 개단면 보에 있어서 보강섬유의 다양한 적층방향에 대한 거동의 영향을 규명하였다.

혼성제 케이슨에서 발생 가능한 활동, 전도 그리고 편심 경사하중에 의한 마운드 지지력에 대한 안정성을 다중 파괴모드 개념으로 해석하였다. 먼저 결정론적 해석에서는 활동 및 전도 그리고 마운드 지지력에 대한 한계 상태방정식을 이용하여 최소 안전율을 만족하는 혼성제 케이슨의 최소 단면을 산정할 수 있는 식을 유도하였다. 입사조건 및 마루높이 그리고 설치수심에 따른 결정론적 해석 결과에 의하면 활동 파괴모드와 마운드 지지력 파괴모드 간 상충이 발생되었다. 따라서 혼성제 케이슨의 설계단면을 결정론적으로 산정하는 경우에도 활동뿐만 아니라 전도와 마운드 지지력에 대한 다중 파괴모드를 동시에 고려하여야 한다. 한편 확률론적 해석에서는 활동에 의하여 결정된 단면에 대하여 다중 파괴모드에 대한 시스템 신뢰성 해석을 수행하였다. 혼성제 케이슨의 다중 파괴모드에 의한 제체의 시스템 파괴확률이 입사조건에 따라 매우 다르게 거동하는 것을 알 수 있었다. 또한 마루높이와 설치수심이 증가하여도 제체의 시스템 파괴확률이 증가하는 경향이 나타났다. 특히 시스템 신뢰성 해석의 일차 해석모형과 이차 해석모형의 결과들은 본 연구에서 수행된 조건들에서는 일치되는 거동 특성을 나타냈다. 그러나 파괴모드 사이의 상관성을 올바로 고려할 수 있는 이차 해석모형의 결과가 더 높은 정도를 갖는다. 다만 파괴모드 사이에 파괴확률이 상대적으로 크게 차이나는 경우에는 일차 해석모형도 간편하게 사용할 수 있다.

By producing pre-engineered modular system in the factory, It is enable to expedite construction and can be distinguished from two types by the method resisting load. One is the open-sided modular system composed of beams and columns. The other is enclosed modular system composed of panels and studs. Of the modular systems, the open-sided modular system buildings the connection between modules are difficult due to closed member sections, and the overall strength is reduced as a result of local buckling. In this study, in order to solve these problems, a modular system with folded steel members filled with concrete are proposed. The capacity spectrum method presented in ATC 40 is used for seismic performance assessment of the proposed model structure and the structure with conventional steel members. The analysis results show that at the performance point of each model the number and rotation of plastic hinge formed in the proposed modular system are smaller than those in the conventional system. Based on this observation it is concluded that the proposed system with composite sections has superior seismic capacity compared with conventional system.