Evaluation of In-plane Buckling and Ultimate Strength for Braced Arch Ribs

The parametric analysis of vertically braced steel pipe arch ribs was performed to evaluate their in-plane buckling strengths and ultimate load-carrying capacities. The elastic and plastic behavior of braced arch ribs, unlike those of the usual single arch ribs, are affected by such factors as the flexural rigidity of the brace member, brace and pipe ribs spacing, loading situation, and arch curvature. To analyze these effects, several parameters were included, such as the rise-to-span ratio, the second moment of the inertia ratio of the rib to the brace member, the space ratio of the brace, the space ratio of the upper and lower ribs, the initial crookedness, the slenderness ratios of the braced arch ribs, and the loading conditions were considered with live-load-to-dead-load ratios. Based on the results of the parametric analyses, a proper profile of the braced arch rib was proposed. A large-scale structural experiment was also performed to evaluate the ultimate strength of the braced arch rib. The test results were determined to reasonably coincide with the analytical ones.

브레이스트 아치 리브의 면내 좌굴 및 극한강도 평가

본 연구에서는 원형 강관을 수직 브레이스로 연결한 아치 리브의 면내 좌굴강도 및 극한강도를 평가하기 위한 매개변수 해석 연구를 수행하였다. 브레이스트 아치 리브의 탄소성 거동은 하중의 재하 상태와 아치 곡률뿐만 아니라 일반 단일 아치 리브와 달리 강관리브와 브레이스 부재의 휨강성비, 브레이스의 배치 간격, 강관 리브의 배치간격 등에 영향을 받게 된다. 이러한 영향을 분석하기 위해 본 해석에서는 라이즈비, 리브와 브레이스의 단면2차모멘트비, 수직브레이스의 간격비, 지간 대비 상 하 리브의 간격비, 초기 제작오차 및 세장비 등을 매개변수로 하고 하중의 재하 상태는 등분포 고정하중에 대한 활하중의 비를 고려하였다. 이러한 매개변수에 대한 해석 결과로부터 브레이스트 아치 리브의 적정 형상을 제안하였다. 또한, 브레이스트 아치 리브의 극한강도 평가를 위한 대형 구조 실험을 수행하였으며, 실험 결과는 해석에 의한 결과와 비교적 일치하였다.