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문지호(Moon Jiho),윤기용(Yoon Ki-Yong),이태형(Lee Tae-Hyung),이학은(Lee Hak-Eun) 대한토목학회 2009 대한토목학회논문집 A Vol.29 No.2A
본 연구에서는 포물선 아치의 횡-비틂 좌굴 강도에 관한 연구를 수행하였다. 포물선 아치는 아치의 중립축을 따라 곡률이 변하므로 일정한 곡률을 갖는 원형 아치의 경우보다 횡-비틂 좌굴 강도식을 유도하는 것이 복잡하며, 이에 대한 연구가 미흡한 실정이다. 본 연구에서는 ?의 효과를 고려하여 변곡률을 갖는 아치의 횡-비틂 좌굴식을 유도하고 포물선 아치의 좌굴 강도를 계산하기 위하여 유한차분법을 이용한 수치해법을 제안하였다. 이러한 수치해법은 기존 연구자 및 유한요소해석 결과와 비교하였으며, 그 타당성을 검증하였다. 마지막으로 변수해석을 수행하여 라이즈비의 영향에 따른 원형과 포물선 아치의 횡-비틂 좌굴 강도를 비교ㆍ분석하였다. The lateral-torsional buckling strengths of the parabolic arches are investigated in this study. The curvatures of a parabolic arch vary along the center line of the arch. Thus, the problem is much more complicated comparing that of arches with constant curvature such as circular arches. Moreover, most of previous studies are limited to the circular arches. In this study, lateral-torsional buckling equations are derived for the arches with varying curvatures considering the warping effects. To obtain the buckling strength of parabolic arches, numerical solutions based on the finite difference technique are provided. The numerical solutions are compared with the those of previous researchers and finite element analyses. Then, the lateral-torsional strengths of parabolic arches are successfully verified. Finally, comparison study of critical buckling loads of parabolic arches with those of circular arches for the various rise to span ratios are discussed.
원형 콘크리트 충전 강관 (CFT)의 비선형 유한 요소 해석 기법 개발
문지호(Moon Jiho),고희중(Ko Heejung),이학은(Lee Hak-Eun) 대한토목학회 2012 대한토목학회논문집 A Vol.32 No.3A
원형 콘크리트 충전 강관 (CFT)은 강관과 콘크리트 내부채움재로 이루어진 합성구조로 급속 시공이 가능하고 치수 대비 강도의 효율성이 좋아 교량의 교각이나 건축물의 기둥으로 사용되고 있다. CFT에 대한 실험적 연구는 지난 수년간 꾸준히 연구되어 왔지만 이러한 실험 연구만으로 CFT의 거동을 파악하기는 충분하지 않다. 따라서, CFT의 실험 연구를 보완하고 보다 다양한 제원 및 하중 조건을 고려하여 CFT의 구조 거동을 파악하기 위해서는 수치해석 모델이 필요하다. 본 연구는 CFT의 비선형 유한 요소 해석 기법을 개발하는데 목표가 있다. 개발된 CFT의 유한 요소 해석 모델 기법은 다양한 하중이 작용하는 실험 결과들과 비교하여 그 타당성을 입증하였으며, 제안된 유한 요소 해석 모델은 CFT의 구속 효과 및 CFT의 구조 거동을 잘 모사할 수 있었다. Circular concrete-filled tubes (CFTs) are composite members, which consists of a steel tube and concrete infill. CFTs have been used as building columns and bridge piers due to several advantages such as their strength-to-size efficiency and facilitation of rapid construction. Extensive experimental studies about CFT have been conducted for past decades. However experimental results alone are not sufficient to support the engineering of these components. Complementary advanced numerical models are needed to simulate the behavior of CFT to extend the experimental research and develop predictive tools required for design and evaluation of structural systems. In this study, a finite element modeling technique for CFT was developed. The confinement effects, and behavior of CFT subjected various types of loading predicted by the proposed finite element model for CFT were verified by comparing with test results.
문지호(Moon Jiho),윤기용(Yoon Ki-Yong),이학은(Lee Hak-Eun) 대한토목학회 2008 대한토목학회논문집 A Vol.28 No.1A
본 논문은 고정지점을 갖는 낮은 아치의 면내 안정성에 관하여 연구를 수행하였다. 연구에 사용된 아치의 형상은 포물선 형태이며, 하중은 등분포 하중이다. 일반 아치의 비선형 지배 미분 방정식을 이용하여 고정지점을 갖는 낮은 아치의 증분 형태 하중-변위 관계와 좌굴 하중을 유도하였다. 연구 결과, 아치의 좌굴형상(대칭 혹은 비대칭 좌굴)은 아치의 라이즈비와 세장비의 함수로 이루어진 무차원 라이즈 H와 밀접한 관계가 있는 것으로 나타났다. 이 밖에 본 연구에서는 고정지점을 갖는 낮은 아치의 좌굴 형상을 구분하는 경계와 좌굴하중을 제안하였다. 이러한 제안식은 일련의 유한요소해석 결과들과 비교하였으며, 본 연구의 제안식은 고정지점을 갖는 낮은 아치의 좌굴 하중을 적절히 예측할 수 있는 것으로 나타났다. This paper investigates the in-plane stability of fixed shallow arches. The shape of the arches is parabolic and the uniformly distributed load is used in the study. The nonlinear governing equilibrium equation of the general arch is adopted to derive the incremental form of the load-displacement relationship and the buckling load of the fixed shallow arches. From the results, it is found that buckling modes (symmetric or asymmetric) of the arches are closely related to the dimensionless rise H, which is the function of slenderness ratio and the rise to span ratio of such arches. Moreover, the threshold of different buckling modes and buckling load for fixed shallow arches are proposed. A series of finite element analysis are conducted and then compared with proposed ones. From the comparative study, the proposed formula provides the good prediction of the buckling load of fixed shallow arches.