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패널존과 점성감쇠기를 고려한 강골조 구조물의 내진 설계 모델
박순응,이택우 한국공간구조학회 2020 한국공간구조학회지 Vol.20 No.2
The present study is aimed to calculate the optimal damping according to the seismic load on the structure with a non-seismic design to perform structure analysis considering the deformation of structural joint connection and panel zone; to develop design program equipped with structural stability of the steel frame structures reinforced with the panel zone and viscous dampers, using the results of the analysis, in order to systematically integrate the seismic reinforcement of the non-seismic structures and the analysis and design of steel frame structures. The study results are as follows: When considering the deformation of the panel zone, the deformation has been reduced up to thickness of the panel double plate below twice the flange thickness, which indicates the effect of the double plate thickness on the panel zone, but the deformation showed uniform convergence when the ration is more than twice. The SMRPF system that was applied to this study determines the damping force and displacement by considering the panel zone to the joint connection and calculating the shear each floor for the seismic load at the same time. The result indicates that the competence of the damper is predictable that can secure seismic performance for the structures with non-seismic design without changing the cross-section of the members.
박순응,이종원,이석건,이현우,최재혁,Park, Soon-Eung,Lee, Jong-Won,Lee, Suk-Gun,Lee, Hyun-Woo,Choi, Jae-Hyouk 한국공간구조학회 2010 한국공간구조학회지 Vol.10 No.2
최근에 폭설로 인한 온실의 붕괴가 빈번해져서 농가의 피해가 증가되고 있다. 히지만 폭설로 인한 온실의 붕괴를 막기 위한 정확한 구조해석에 대한 연구가 미약하여 매년 농가의 피해는 되풀이 되고 있다. 기존 온실의 구조해석 방법은 미소변위에 기초한 선형탄성해석으로 이루어지고 있다. 그러나 실제 온실의 강성은 건축 구조물의 강성에 비해 상당히 약하지만 하중은 폭설에 의해 상대적으로 크게 작용하여 변형이 크게 발생하고 구조물의 기하학적 형태가 변하므로 변형률-변위 관계가 비선형 거동을 한다. 본 연구에서는 폭설에 따른 온실의 붕괴를 막기 위하여 농가에서 많이 사용되는 농가 지도형 G형 단동온실과 농가보급형인 1-2W 기본형 연동온실에 대해 시간에 따른 하중단계별 기하학적 비선형 효과를 고려하여 온실의 정확한 거동분석과 구조적 안전성을 평가하는데 대변위해석 방법을 제시하고자한다. The collapsing accidents of pipe greenhouses in the farmhouse have been increased duo to heavy snow load. However, the study on exact structure analysis to prevent the collapse of pipe greenhouses is rare and the damage of the farmhouse is annually repeated. The method of existing structure analysis is basically made of linear elastic analysis based on the micro displacement. But the actual stiffness of the pipe greenhouse is significantly weaker than the stiffness of buildings and the load acting on the greenhouses gets to become relatively bigger. It means that the geometry shape of greenhouses changes so that the relation of strain-displacement gets to indicate a nonlinear behavior. Therefore, this study is performed to evaluate the structural safety so as to prevent the collapse of pipe greenhouses, which are the single-span greenhouse(farmhouse guidance shape, G) and multi-span greenhouse(farmhouse supply shape, 1-2W), by performing the large-displacement analysis considering nonlinear effects.
패널영역의 변형을 고려한 강뼈대 구조물의 이산화 최적설계
박순응,박문호,권민호,장준호 한국전산구조공학회 2002 한국전산구조공학회논문집 Vol.15 No.2
본 연구의 목적은 패널영역을 고려한 2차 탄소성힌지해석을 이용한 평면 강뼈대구조물의 이산화 최적설계알고리즘을 개발하는데 있다. 강뼈대구조물의 일반적인 해석은 구조물의 거동에서 패널영역 변형의 효과를 고려하지 않는다. 최적설계의 목적함수는 강뼈대구조물의 중량을 함수로 취하였으며, 제약조건식은 하중저항계수법(AISC-LRFD1994)시방규정을 근거로 하였다. 강뼈대구조물의 해석에서 현실적인 모델 사용의 중요성을 입증하기 위해 접합부 모델에서 패널영역을 고려하지 않은 수치해석과의 비교로부터 이 모델의 타당성이 판명되어진다. 개발된 알고리즘은 범용 프로그램인 SAP2000의 치적설계결과와 비교하여 본 연구에서 개발된 최적화 알고리즘의 타당성을 입증하였다. 이 연구의 결과는 일반적인 강뼈대구조물의 설계방법보다 패널영역의 거동을 고려한 최적설계 알고리즘이 더 경제적인 설계라는 것을 나타내었다. The main objective of this study is to develop an discrete optimization algorithm of plane steel frames with rigid using second-order-elastic-plastic hinge analysis which is considering panel zone. Conventional analyses of steel frame are usually tarried out without considering the effect of panel zone deformation on frame behavior The validity of this model is established by comparison without panel zone on joint models is analyzed numerically to demonstrate the importance of using realistic models in steel frame analysis. The objective function is taken as Weight of steel frames and the constraints we formulated based on AISC-LRFD(1994). The validity of the developed algorithm we demonstrate by comparing the result with those of SAP2000. The result of the study indicates that the optimal design algorithm considering of panel zone behavior more economic design than simple steel frame design methods.
박순응,이종원,이석건,최재혁,Park. Soon-Eung,Lee. Jong-Won,Lee. Suk-Gun,Choi. Jae-Hyouk 한국방재학회 2010 한국방재학회논문집 Vol.10 No.4
최근 기상이변에 따른 폭설로 인한 단동온실의 붕괴가 빈번해져서 농가의 피해가 증가하고 있다. 하지만 이에 대한 연구는 미약하여 매년 농가의 피해는 되풀이 되고 있다. 폭설로 인한 설계적설심 증가에 따라 단동온실의 단면을 증가시키거나 서까래 간격을 줄이는 방법이 있으나 시공비와 골조율 증가 등의 단점이 있다. 따라서, 본 연구에서는 골조율 증가의 최소화와 경제적으로 단동온실의 구조적 안전성을 향상시킬 수 있는 방법을 모색하고자 여러 형태의 보강방법에 대하여 하중단계별 기하학적 비선형성을 고려한 대변위해석을 수행하여 온실의 조합강도비와 응력을 비교, 분석하여 최적의 보강방법 모델을 제시하고자 한다. Recently, the damage of the farmhouse has been increased due to frequent collapsing accidents of the pipe greenhouse caused by the heavy snow load derived from unusual weather phenomena. However, the study about it is rare and tenuous so that the damage is happened repeatedly. Although there are a few ways to improve the greenhouse such as increasing section, decreasing the distance between rafters in order to avoid the collapsing accidents, those ways have some shortcomings like cost and frame ratio increase, etc. Therefore, this study performed the large displacement analysis considering geometric non-linearity on each load level with respect to many kind of reinforcement methods and analyzed combined strength ratio and stress so as to search the ways, which enhance the structural stability of greenhouse and minimize the frame ratio increase. As a result, this paper is aimed at suggesting the optimal reinforcement method model.
유리섬유 복합재를 이용한 RC슬래브 교량의 보강성능평가
박순응,박문호,이택우 한국방재학회 2010 한국방재학회논문집 Vol.10 No.5
The present study proposes the strengthening method to use Conclinic Advanced FiberWrep(CAF) so as to improve Load Carrying Capacity of the RC slab bridge. In order to evaluate the strengthening performance, we strengthen 50cm per unit-width of CAF to the slab's bottom of the test bridge that designed with DB 18, then perform Static and Dynamic Field Load Test. As a result of this, 14.7% of the maximum displacement, 5.0% of the strain and 33.7% of the impact factor are reduced after strengthening. At the middle of the test spans, nominal resisting ratio is increased by 27% and Service Load Carrying Capacity is increased by 44.6%, 48.9% of each span 1 and 2. In conclusion, this study indicates that the strengthening method using CAF is very effective to improve the deteriorated RC slab bridge designed with DB 18, to the DB 24 of the first class bridge design load. 본 연구에서는 RC슬래브 교량의 내하력을 향상시키기 위해 유리섬유 복합재(CAF)를 이용한 보강방법을 제시하였다. 보강 성능을 평가하기 위해 설계하중 DB 18로 설계된 실험대상 교량의 슬래브 하면에 단위폭당 50cm로 CAF 복합재를 보강하여 정․동적재하시험을 수행하였다. 정․동적재하시험 결과 RC슬래브의 최대변위, 변형률, 충격계수는 보강전에 비하여 보강후에 각 14.7%, 5.0% 및 33.7% 감소하였다. 시험경간 중앙부에서의 RC슬래브의 공칭저항비는 27% 증가하였고, 공용내하력은 1,2경간에서 44.6%, 48.9%증가하였다. 결론적으로 설계하중 DB 18로 설계된 노후된 RC슬래브 교량을 현행 1등급교의 설계하중 DB 24로 향상시키는데 CAF 복합재를 이용한 보강방법은 매우 효과적인 것으로 판단된다.
박순응(Soon-Eung Park),박문호(Moon-Ho Park),김진규(Jin-Kyu Kim),노우혁(Woo-Hyuk Roh),조성욱(Seong-Uk Cho),류지영(Ji-Young Ryu) 한국산업융합학회 2010 한국산업융합학회 논문집 Vol.13 No.3
Recently, bridges have been momenttous as not only regarding function but also concerning aesthetics. However, when beauty is considered in the bridge, it is also essential that stability and economics be considered. Besides, when considering stability, an arch bridge is one of the most stable structures. The most important element is a rise ratio when regarding beauty and economics of arch bridges. The effect of dead load and DB24 load have been considered to decide proper rise ratio. Therefore, in this study, examined the value of moment, displacement and member forces, in the variation of the rise ratio of arch bridges. The most optimum shape of Nielsen arch bridges has determined by analyzing member forces, moments and displacement with parameters of rise ratio and angle of vertical members. By comparison between values, the hanger types have been also considered to derive the optimum shape of Nielsen arch bridge.