• Journal of the Society of Naval Architects of Korea
• /
• v.33 no.2
• /
• pp.111-118
• /
• 1996

Ship structure basically consists of plate members and it's overall strength depends an the stiffness and strength of each plate member. The buckling strength of plate is one of the most important design criteria when we investigate the structural intergraty. Therefore, it is necessary to surly reasonable buckling formula in order to carry out a more efficient and reliable design. In the present study, the buckling design formula of plate panels under combined loads(inplane compression, tension and shear) is obtained on the theoretical solution or reference paper. This formula is compared with the existing theoretical solution, other author's formula[1], design codes of LR and results which are obtained by numerical analysis. It has a good correlation with numerical analysis results or theoretical ones. When we evaluate buckling strength of plate panels, this formula can be presented with reasonable accuracy.

• Journal of Korean Society of Steel Construction
• /
• v.18 no.4
• /
• pp.427-436
• /
• 2006

The classical buckling theory assumes that prebuckling behavior is linear and that the effect of prebuckling deformations on buckling can be ignored. However, when the rise to span ratio decreases, prebuckling deformation cannot be ignored and the symetrical buckling strength can be smaler than the asymetrical buckling strength. Finally, arches can fail due to snap-through buckling. This paper investigates the non-linear behavior and strength of pin-ended parabolic shallow arches using the non-linear governing differential equation of shallow arches. These results were compared with the solution for the symmetrical buckling load of pin-ended parabolic shallow arches was suggested.

• Journal of Korean Society of Steel Construction
• /
• v.23 no.6
• /
• pp.647-657
• /
• 2011

This paper describes the moment capacity of flexural members with local buckling based on a series of FE and experiment results. Thin-walled flexural members undergo local, lateral-torsional, or interactive buckling according to the section geometries and lateral boundary conditions. Flexural members with large width-to-thickness ratios in the flanges or the web may undergo local buckling before lateral-torsional buckling. Local buckling has a negative effect on the flexural strength based on the lateral-torsional buckling of flexural members. This phenomenon should be considered in the estimation of the flexural strength of thin-walled sections. Flexural members with various width-to-thickness ratios in their flanges and web were analyzed. Initial imperfections in the local buckling mode, and residual stresses, were included in the FE analyses. Simple bending moment formulae for flexural members were proposed based on the FE and test results to account for local and lateral-torsional buckling. The proposed bending moment formulae for the thin-walled flexural members in the Direct Strength Method use the empirical strength formula and the grosssection modulus. The ultimate flexural strengths predicted by the proposed moment formulae were compared with the AISC (2005), Eurocode3 (2003), and Korean Highway Bridge Design Specifications (2010). The comparison showed that the proposed bending moment formulae can reasonably predict the ultimate moment capacity of thin-walled flexural members.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
• /
• 2012.05b
• /
• pp.738-740
• /
• 2012

최근 변단면 거더의 경제성을 고려하여 장경간 거더 교량과 강골조 구조물에 변단면보의 사용이 증가하고 있으며, 고강도 강의 등장으로 인해 변단면보의 정확한 좌굴 강도의 평가가 매우 중요시 되고 있다. 본 논문에서는 기존에 연구된 탄성 횡-비틀림 좌굴 강도에 관한 연구를 바탕으로하여 별로 비탄성 구간에 비지지 길이가 존재하는 일축대칭 I형 변단면보의 횡-비틀림 좌굴 강도 해석을 실시하였다. 해석에는 유한요소해석프로그램인 ABAQUS(2007)가 사용되었으며, MINITAB(2006)을 이용하여 간편한 설계식을 제안하고 있다. 일단 계단식 단면을 가지는 보에 대하여 고려하였으며, 플랜지 길이 방향 비, 너비방향 비, 두께의 비로 계단식 I형 보를 나타내었다. 집중 하중을 적용시켰으며 비선형 해석을 위해 잔류응력 및 초기변형과 재료비선형을 고려하였다. 본 연구 결과에서 제안된 식은 향후 다양한 하중이 작용하는 비탄성 횡-비틀림 좌굴 강도에 대한 연구에 많은 도움이 될 것이다.

• Journal of the Korean GEO-environmental Society
• /
• v.7 no.6
• /
• pp.75-88
• /
• 2006

This paper evaluates the feasibility of use of high-strength steel for soil-metal corrugated steel structures. Two specifications, the AASHTO(2004) and the CHBDC(2000), were compared and the scientific background of equations for the buckling stability in those specifications were investigated to figure out the governing factors for buckling strength of structures. Numerous finite element analyses for round-pipe type of soil-metal corrugated steel structures were carried out with considering the elastic-plastic relationship of a material and the geometrical non-linearity, as well as the various design variables, such as span length, depths of soil cover, section properties, tensile strength and backfill conditions. Buckling strength equation of the CHBDC(2000) is still valid and conservative for both normal and high-strength steel soil-metal corrugated steel structures, and the buckling strength increases with the use of hight-strengths steel.

• 한국방재학회:학술대회논문집
• /
• 2011.02a
• /
• pp.40-40
• /
• 2011

현재 일반적으로 활용되고 있는 원통형 쉘구조로 이루어진 타워구조의 대형화가 추진되면서 제작, 운반 편의성, 단면효율성, 경제성 제고를 위해 다각형단면 기둥구조물의 활용이 대두되고 있다. 하지만 다각형 단면 기둥구조의 극한강도에 대한 자료가 충분치 않고 관련 기준이나 지침이 명확히 제시되고 있지 않은 실정이다. 본 연구에서는 원통형 쉘구조물을 다각형구조물로 대체하여 제작될 경우 축방향 압축에 대한 내하력 향상 효과를 수치해석적으로 검토해 보고자 한다. 해석모델은 지름 2m, 두께 20mm인 원형강관 프로토타입 풍력타워 구조를 참고로 하여 이에 내접하도록 결정한 6~12각형 단면 형상으로써 높이 10,000mm인 3차원 기둥모델을 구현하였고 유한요소프로그램인 ABAQUS를 이용하여 해석하였다. 각 subpanel의 중앙에 종방향 보강재를 설치하였을 때 국부좌굴에 대한 내하력 변화를 비교하기 위해 종방향보강재로 보강한 모델을 구성하여 비교 해석을 수행하였다. 종방향 보강재의 제원은 미국 SSRC 제안식을 기준으로 삼았다. 탄성좌굴해석을 통해 탄성좌굴모드 형상을, 비선형비탄성해석을 통해 최종파괴모드 및 극한강도를 얻었다. 보강 전 후의 탄성좌굴 해석 결과로부터 최소모드의 고유치 값을 비교하였다. 각 subpanel 단면 중심부에 한 개의 보강재를 설치한 경우 탄성좌굴강도가 4배 가량 증가하였다. 이로부터, 보강재(n=1) 설치에 따라 유효 폭두께비가 1/2로 감소하는 효과를 확인 할 수 있다. 비선형해석결과로부터 subpanel의 단면중심에 보강재를 설치한 경우 보강재가 위치한 곳에 고정점이 형성되어 이를 중심으로 국부 좌굴모드에 변화가 생기는 것이 확인되었다. 이러한 변화는 다각형 단면 기둥구조의 내하력 성능, 즉 국부좌굴강도에 영향을 준다. 충분한 강성을 갖는 종방향 보강재가 설치된 경우, 극한상태에서도 유효폭두께비가 줄어드는 것과 같은 강도 향상 효과를 확인할 수 있다. 이러한 사실은 각 해석결과 극한강도를 DIN code, Migita와 Fukumoto의 제안식, SSRC 설계제안식 등과의 비교를 통해 확인할 수 있었다.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
• /
• v.15 no.3
• /
• pp.535-543
• /
• 2002

The purpose of this paper is to investigate the slenderness ratio effect on buckling characteristics of thin cylindrical structures subjecting the shear loads in detail. To do this, the buckling strength evaluations were carried out with using the evaluation formulae proposed by J. Okada. From the results of the buckling strength evaluations, the three types of staled cylindrical test specimen, which have L/R=3.1, 1.6, and 1.0, are determined for the numerical analyses and tests. From results, target slenderness ratio over L/R=3 results in dominant bending buckling mode, smaller slenderness ratio under L/R=1 results in dominant shear buckling mode, and near L/R=1.6 region shows the mixed buckling mode which has the bending and shear buckling mode simultaneously. Most results of buckling characteristics obtained by the numerical analyses and the evaluation formulae we in good agreement with those of tests.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
• /
• 2007.11a
• /
• pp.382-385
• /
• 2007

본 연구에서는 기존 연구를 토대로 하여 비탄성 구간에 있는 계단식 I형보의 횡-비틀림 좌굴강도를 범용구조해석 프로그램 ABAQUS(2006)를 이용하여 산정하고, 간편한 설계식을 제안하고 있다. 본 연구 결과는 다양한 형식의 I형보가 사용되는 빌딩 및 교량의 경제적이고 합리적인 설계의 근간을 제공해 줄 것이며, 향후 다양한 하중 조건을 가지는 양단 또는 일단 계단식 단면 변화보의 비탄성 횡-비틀림 좌굴강도를 계산할 수 있는 설계식 개발에 적극 활용 될 수 있을 것이다.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
• /
• 2011.05a
• /
• pp.464-467
• /
• 2011

본 논문에서는 기존에 수행된 비탄성 영역 내 비지지 길이가 존재하고 균일단면을 가지는 I형 보의 좌굴 강도에 대한 해석적 이론적 연구를 토대로 변단면 I형보의 하중고 효과를 고려한 비탄성 횡-비틀림 좌굴강도에 대한 연구를 수행하였다. 유한요소해석에는 4절점 쉘요소인 S4R요소가 사용되었고, 플랜지 길이방향 비, 너비방향 비, 두께의 비로 스텝보를 나타내었으며, 집중하중을 작용시켰다. 개발된 좌굴강도 제안식은(오정재 등, 2011)과 해석결과를 하중고 효과 평가 시 큰 단면변화를 보이는 경우를 제외하고는 ${\pm}10%$의 오차범위를 나타내었다. 본 연구 결과는 다양한 형식의 I형보가 사용되는 빌딩 및 교량의 경제적이고 합리적인 설계의 근간을 제공해 줄 것이며, 향후 비탄성 횡-비틀림 좌굴강도에 대한 연구에도 많은 도움이 될 것이다.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
• /
• v.10 no.5
• /
• pp.1020-1025
• /
• 2009

This study investigates elastic lateral-torsional buckling(LTB) of monosymmetric doubly stepped I-beams subjected to pure bending based on finite element analysis(FEA). The results from the FEA are used for new design stepped equation, Cst. The equations are compared with the results from the FEA. The comparison indicates that the new equation provides a good relation with the FEA results. The maximum difference between two results is of 11%. The new equation could be easily used to calculate the elastic lateral-torsional buckling moment resistance of monosymmetric stepped I-beams and to expand the new equation for developing LTB equations of monosymmetric stepped beams subjected to general loading conditions such as a concentrated load, distributed load, or a seres of concentrated load.