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윤영묵,Yun, Young Mook 대한토목학회 2014 대한토목학회논문집 Vol.34 No.2
For the reliable design of the structural concrete by the strut-tie model approaches of current design codes, the effective strengths of concrete struts must be determined with sufficient accuracy. Many values and equations for the effective strengths have been suggested until now. As those are for the two-dimensional concrete struts, however, it is inappropriate to employ them in the strut-tie model designs of three-dimensional structural concretes. In this study, an approach, that determines the effective strengths of three-dimensional concrete struts consistently and accurately by reflecting the state of 3-dimensional stresses, the 3-dimensional failure criteria of concrete, the degree of cracks (or tensile strains of reinforcing bars crossing the struts), the strut's longitudinal length, the deviation angle between strut orientation and compressive principal stress flow, compressive strength of concrete, and the degree of concrete confinement by reinforcing bars, is proposed. To examine the validity of the proposed approach, the ultimate strength analyses of 115 reinforced concrete pile caps tested to failure by previous investigators were conducted by the ACI 318-11's strut-tie model approach with the existing and proposed effective strengths of concrete struts. 스트럿-타이 모델 방법을 이용한 콘크리트 구조부재의 설계 시 가장 중요한 요소 중 하나는 콘크리트 스트럿의 유효강도를 정확하게 결정하는 것이다. 콘크리트 스트럿의 유효강도를 결정하기 위한 많은 연구가 진행되어 왔으며, 여러 종류의 스트럿의 유효강도 값 및 산정식이 제안되었다. 그러나 이들은 2차원 콘크리트 구조부재의 스트럿-타이 모델 설계를 위한 것으로, 그 값을 3차원 콘크리트 구조부재의 설계에 적용하는 것은 적절하지 않다. 이 연구에서는 콘크리트 스트럿이 위치한 곳의 3축 응력 상태, 콘크리트의 3차원 파괴기준, 스트럿 길이의 영향, 스트럿과 압축 주응력 흐름과의 불일치의 영향, 콘크리트 압축강도의 영향, 그리고 철근에 의한 콘크리트 스트럿의 구속의 정도 등을 고려하여 3차원 콘크리트 스트럿의 유효강도를 일관성 있게 결정할 수 있는 방법을 제안하였다. 제안한 방법의 타당성을 검증하기 위해 기존 연구자들에 의해 파괴실험이 수행된 115개의 철근콘크리트 파일캡 시험체의 극한강도를 평가하였으며, 그 결과를 실험결과 및 현행 설계기준에서 제안한 스트럿의 유효강도 값을 이용하여 평가한 결과와 비교분석하였다.
개선소성힌지해석과 SUMT를 이용한 평면 강골조의 연속최적설계
윤영묵,강문명,이말숙,Yun, Young Mook,Kang, Moon Myoung,Lee, Mal Suk 한국강구조학회 2004 한국강구조학회 논문집 Vol.16 No.1
본 연구에서는 다제약 설계변수를 갖는 비선형 문제를 무제약 최소화 문제로 전환하는 축차무제약 최소화기법(SUMT)과 효과적인 강골조의 2차비탄성해석 방법 중의 하나인 개선소성힌지해석 방법을 접목시킨 평면 강골조의 연속최적설계 모델 및 프로그램을 개발하였다. 최적설계를 위한 목적함수로는 강골조물을 구성하는 모든 부재의 중량 합을, 제약조건으로는 AISC-LRFD의 휨강도, 전단강도, 압축 및 인장강도, 국부좌굴 및 부재좌굴, 그리고 단면형상 등에 관한 설계기준을 사용하였다. 본 연구에서 개발한 연속최적설계 모델을 이용하여 여러 평면 강골조의 최적설계를 수행하였으며, 최적설계 견과로부터 개발한 연속최적설계 모델의 사용성, 타당성, 효율성 및 경제성 등을 검토하였다. In this study, a continuous optimum design model with its application program for plane steel frame structures developed. In the model, the sequential unconstrained minimization technique (SUMT) transforming the nonlinear optimization problem with multidesign variables and constraints into an unconstrained minimization problem and the refined plastic hinge analysis method as one of the most effective second-order inelastic analysis methods for steel frame structures were implemented. The total weight of a steel frame structure was taken as the objective function, and the AISC-LRFD code requirements for the local and member buckling, flexural strength, shear strength, axial strength and size of the cross-sectional shapes of members were used for the derivation of constraint equations. To verify the appropriateness of the present model, the optimum designs of serveral plane steel frame structures subject to vertical and horizontal loads were conducted.
유한요소법 및 유사 3 차원 스트릿-타이 모델 방법을 이용한 PSC 박스거더 정착부의 해석
윤영묵,김승억,오진우,박정웅,Yun, Young-Mook,Kim, Seung-Eock,Oh, Jin-Woo,Park, Jung-Woong 한국구조물진단유지관리공학회 2000 한국구조물진단유지관리공학회 논문집 Vol.4 No.2
This study evaluates the behavior and strength of an anchorage zone of the prestressed concrete box girder bridge on the Kyungboo highway railroad using the 2D SUB-3D STM approach and a linear elastic finite element analysis. The 2D SUB-3D STM approach utilizes several two-dimensional sub strut-tie models that represent the compressive and tensile stress flows of each projected plane of the three-dimensional structural concrete in the selection of a three dimensional strut-tie model, evaluation of the effective strengths of the concrete struts, and verification of the geometric compatibility condition and bearing capacity of the critical nodal zones in the selected three-dimensional strut-tie model. The finite element analysis uses an 8-node brick element and the longitudinal prestressing force is considered as the equivalent nodal force. Analysis results show that the 2D SUB-3D STM approach and linear elastic finite element method can be effectively applied to the analysis and design of three-dimensional structural concrete including a prestressed concrete box girder anchorage zone.