대한토목학회논문집 (KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research)

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일정표면적 기둥의 좌굴하중

Buckling Loads of Column with Constant Surface Area

  • 이병구 (원광대학교 토목환경공학과) ;
  • 박광규 (대전대학교 토목공학과) ;
  • 이태은 (원광대학교 토목환경공학과)
  • 투고 : 2010.11.16
  • 심사 : 2010.12.31
  • 발행 : 2011.02.28
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초록

이 연구는 일정표면적 기둥의 좌굴하중에 관한 연구이다. 기둥단면의 변화깊이의 형상함수로는 선형 변단면을 채택하였다. 이러한 기둥의 좌굴형상을 지배하는 상미분방정식을 유도하기 위하여 축방향 압축력을 받는 기둥의 동적 평형방정식을 이용하였다. 수치해석 예에서는 회전-회전, 회전-고정, 고정-고정의 지점조건을 고려하였다. 수치해석의 결과로 각종 기둥변수들이 좌굴하중에 미치는 영향을 분석하였다. 특히, 일정표면적으로부터 최대 좌굴하중을 발생시킬 수 있는 기둥의 최강단면비와 그에 대응하는 최강좌굴하중을 산정하였다. 기둥 축에 횡방향 내부지점을 설치하여 좌굴하중을 증가시킬 수 있는 무변위 위치를 찾기 위하여 기둥의 좌굴형상을 산출하였다.

This paper deals with buckling loads of the column with the constant surface area. The shape function of variable column depth is chosen as the linear taper. The ordinary differential equation governing buckled shapes of the column is derived based on the dynamic equilibrium equation of such column subjected to an axial load. Three kinds of end constraint of hinged-hinged, hinged-clamped and clamped-clamped are considered in numerical examples. Effects of the column parameters on buckling loads are extensively discussed. Especially, section ratios of the strongest column are calculated, under which the maximum, i.e. strongest, buckling loads are achieved. Also the buckled shapes are obtained for searching the nodal points where the inner transverse supports are simply installed to increase the buckling loads.

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