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백성용,Back, Sung Yong 한국강구조학회 2014 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.26 No.5
본 연구에서는 적층복합 T형 보의 휨 해석을 위해 전단에 유연한 보 요소를 제안한다. 1차 전단변형 보 이론을 사용해 유도된 보 요소는 ? 전단변형과 재료의 비등방성 성질에 따른 모든 연계성을 고려한다. 지배방정식의 해를 구하기 위해 절점 당 7개의 자유도를 갖는 2절점, 3절점, 4절점의 세 가지 보 요소를 제안한다. 제안된 보 요소의 활용성과 정확성을 검증하기 위해 등분포하중과 집중하중을 받는 대칭 및 역대칭 앵글프라이 복합 T형 보에 대해 수치해석을 수행한다. 다른 적층순서에 대해 화이버 각과 전단변형의 영향을 조사한다. 적층 복합 T형 보의 휨 해석에 대해 3절점과 4절점 보 요소의 유효성을 입증하였다. A shear-flexible beam element is presented for the flexural analysis of laminated composite T-beams with arbitrary lay-ups. Based on the first-order shear deformable beam theory, the derived element takes into account warping shear deformation and all coupling coming from material anisotropy. Three different types of beam elements, namely, the two-noded, three-noded, and four-noded beam elements with seven degree-of-freedom per node are developed to solve governing equations. To demonstrate the versatility and accuracy of the beam element formulated, numerical results are performed for symmetric and anti-symmetric angle-ply composite T-beams under the uniformly distributed and concentrated load. The effects of fiber angle and shear deformation are investigated for different laminated stacking sequence. The quadratic and cubic elements are shown to be applicable to the flexural analysis of composite T-beams.
? 전단변경(剪斷變形)을 고려한 비대칭(非對稱) 박벽단면(薄壁斷面)보의 C<sup>0</sup> 유한요소(有限要素)
백성용,조현영,Back, Sung Yong,Cho, Hyun Yung 대한토목학회 1994 대한토목학회논문집 Vol.14 No.2
This paper presents a new stiffness matrix for the analysis of arbitrary thin-walled open beams in warp-restrained torsion. The element accounts for both flexural and warping torsional effects. To eliminate the ad hoc introduction of St. Venant stiffness in this $C^0$ element, the virtual work equation based on an orthogonal Cartesian coordinate system is used. The effectiveness of the derived block stiffness is addressed. The transformation matrix between two different reference systems is also shown. Numerical examples using the proposed matrix are compared with the classical solutions or other previous results in the literature. 본(本) 논문(論文)에서는 구속(拘束)된 ? 비틂상태에 있는 비대칭(非對稱) 단면형상(斷面形狀)에 제한(制限)이 없는 박벽(薄壁) 단면(斷面)보의 유한요소해석(有限要素解析)을 위한 새로운 탄성강도(彈性强度) 매트릭스를 제안(提案)한다. 유도(誘導)된 요소(要素)는 휨과 ? 비틂에 의한 영향(影響)을 고려(考慮)한다. 순수 비틂 강성(剛性)의 임의적인 첨가(添加)를 제거하기 위하여 본(本) 연구(硏究)의 $C^0$ 유한요소(有限要素)에서는 직각좌표계(座標系)에 근거한 가상(假想)일을 사용하였다. 유도(誘導)된 블럭 매트릭스의 효율성(效率性)에 대하여 비교분석(比較分析)한다. 또한 두개의 다른 기준시스템의 변환(變換) 매트릭스를 소개(紹介)한다. 제시(提示)한 블럭 매트릭스를 검증(檢證)하기 위하여, 수치예제(數値例題)들을 통하여 본(本) 연구(硏究)에 대한 결과(結果)와 엄밀해(嚴密解) 또는 다른 연구자의 결과(結果)들과 비교검토(比較檢討)한다.
백성용(Sung Yong Back),조현영(Hyun Yung Cho) 한국강구조학회 1993 韓國鋼構造學會誌 Vol.5 No.4
This paper presents the derivation of the governing differential equations for elastic straight thin-walled beams with an arbitrary cross section. The updated Lagrangian procedure is employed for deriving the governing differential of thin-walled open beams. The seven derived equations take into account both warping and shear deformations. For the case of negligible shear deformations, these seven equations are reduced to the expressions available in the literature.
지반침하를 고려한 교량 접속판의 차량하중에 의한 휨모멘트 평가
백성용(Back, Sung-Yong),김정강(Kim, Jung-Gang),조백순(Cho, Baik-Soon) 한국산학기술학회 2013 한국산학기술학회논문지 Vol.14 No.11
교량과 도로 포장사이의 주행성 향상을 제공하는 교량 접속판(BAS)은 여러 가지 요인으로 제 기능을 발휘 하지 못하고 있다. 현행 도로설계요령은 접속판 길이의 70%를 지간으로 한 단순보로 계산하고 있으며 슬래브 아래의 침하와 공극을 고려하지 못한다. BAS의 휨모멘트에 대한 지반침하 영향을 조사하기 위해 탄성지반 보(BAS-ES)를 본 연구에서 사용했다. 사용된 매개변수는 경간장, 유실길이, 유실위치, 지반 반력계수이다. 중앙지간에 가까운 유실이 접 속판에 최대모멘트가 발생하는 것을 매개변수 연구를 통해 알 수 있었다. BAS 아래의 공극은 일반적으로 교대 주위 에서 발생되므로 사용모델은 침하와 공극을 형상화하기 위해 교대로부터 스프링을 제거하여 유실위치를 고려했다. 탄 성지지 보 모델을 사용해 AASHTO LRFD 교량설계기준에 근거한 설계모멘트와 국내 도로교설계기준의 설계모멘트를 비교하였다. 유실을 고려한 탄성지반 접속판의 설계모멘트가 현행 접속판 설계와 비교해 여전히 작게 나타나 비용절 감 효과를 꾀할 수 있다. The bridge approach slabs (BAS) to provide a transitional roadway between a roadway pavement and a bridge structure have not performed adequately due to various factors. The current Korean Roadway Design Guidelines treat the BAS as a simply supported beam with 70% of the span length and do not consider settlement and void development underneath the slab. To investigate the effect of soil settlements on the bending moment of BAS, a beam on elastic support (BAS-ES) was used in the present study. The parameters used in this study were span length, washout length, washout location, and soil modulus. It was shown from the parametric study that washout regions closer to the midspan exhibit maximum moment in the slab. Since voids under the BAS have typically been observed to be closer to bridge abutments, the springs from the abutment were removed to simulate settlement and void development in the model. The design moments based on AASHTO LRFD Bridge Design Specifications were compared to those of Korean Standard Specifications for Highway Bridge and Design Trucks for Highway Bridges. Even if the design moment from BAS-ES was used to incorporate the effect of the potential washout, significant savings could still be achieved compared to the current BAS design.