• Title/Summary/Keyword: 좌굴파괴

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Buckling and Limit Width-Thickness Ratios of Steel Columns under Compression at Elevated Temperatures (온도 상승에 따른 압축강재의 좌굴 및 한계 판폭두께비)

  • Kang, Seong-Deok;Kim, Jae-Uk;Choi, Hyun-Sik
    • Journal of Korean Association for Spatial Structures
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    • v.12 no.3
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    • pp.55-62
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    • 2012
  • 본 연구는 온도 증가에 따른 압축을 받는 H형 강재의 플랜지와 웨브의 국부 및 전체좌굴응력 내화해석 프로그램 개발과 플랜지와 웨브가 항복파괴전에 국부좌굴이 일어나지 않을 한계 판폭두께비의 상관값을 구하는 프로그램을 개발하는 것이다. 고온에서의 강재의 응력-변형도 관계식은 EC3:Part 1.2를 근거로 하였으며, 비교, 검토를 위하여 영국 BS5950의 강재를 대상으로 온도 증가에 따른 압축을 받는 강재의 플랜지와 웨브의 파괴온도와 하중을 본 연구의 내화해석 프로그램으로 예측하였다. 본 연구는 좌굴 및 항복에 대한 내화해석 프로그램을 개발하는 것을 목적으로 하고 적용 예를 통하여 좌굴 및 한계 판폭두께비를 분석하고 개발 프로그램의 타당성을 검토하였다.

Probabilistic finite Element Analysis of Eigenvalue Problem- Buckling Reliability Analysis of Frame Structure- (고유치 문제의 확률 유한요소 해석)

  • 양영순;김지호
    • Computational Structural Engineering
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    • v.4 no.2
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    • pp.111-117
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    • 1991
  • The analysis method calculating the mean and standard deviation for the eigenvalue of complicated structures in which the limit state equation is implicitly expressed is formulated and applied to the buckling analysis by combining probabilistic finite element method with direct differential method which is a kind of sensitivity analysis technique. Also, the probability of buckling failure is calculated by combining classical reliability techniques such a MVFOSM and AFOSM. As random variables external load, elastic modulus, sectional moment of inertia and member length are chosen and Parkinson's iteration algorithm in AFOSM is used. The accuracy of the results by this study is verified by comparing the results with the crude Monte Carlo simulation and Importance Sampling Method. Through the case study of some structures the important aspects of buckling reliability analysis are discussed.

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Analysis of Failure Behavior of Piles Embedded in Liquefied Soil Deposits (액상화 지반에 근입된 말뚝의 파괴거동 분석)

  • Cho, Chong-Suck;Han, Jin-Tae;Hwang, Jae-Ik;Park, Young-Ho;Kim, Myoung-Mo
    • Journal of the Korean Geotechnical Society
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    • v.22 no.11
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    • pp.123-131
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    • 2006
  • Liquefaction-induced lateral spreading has been the most extensive damage to pile foundations during earthquakes. Several cases of pile failures were reported despite the fact that a large margin of safety factor was employed in their design. In this study, 1-g shaking table tests were performed in order to analyze the failure behavior of piles embedded in liquefied soil deposits by buckling instability. As a result, it can be concluded that the pile subjected to excessive axial loads $(near\;P_{cr})$ can fail easily by buckling instability during liquefaction. When lateral spreading took place in sloping grounds, it was found that lateral loading due to lateral spreading increased lateral deflection of pile and reduced the buckling load. In addition, from the buckling shape of pile, difference between Euler's buckling and pile buckling vat observed. In the case of pile buckling, hinge formed at the middle point of the pile, not at the bottom. And in sloping grounds, location of hinge formation got lower compared with level ground because of the soil movements.

Analysis of Compression Characteristics of the Steel Plate-Concrete Wall Structures with Openings (개구부가 있는 강판콘크리트 벽체의 압축특성 분석)

  • Choi, Byong-Jeong
    • Journal of Korean Society of Steel Construction
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    • v.24 no.3
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    • pp.245-256
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    • 2012
  • The objective of this study is to investigate the effect of the openings on the structural behavior of SC walls. The test parameters were with or without the reinforcing of openings and sleeve thickness. The common failure showed that the crack in the concrete progressed with the plate's local buckling between the shear connectors. The failure of the openings showed that the vertical wall of the sleeve buckled toward the opening inside. The plate buckling load showed a similar value with or without the sleeve of the opening, respectively. However, the maximum compressive strength of the specimen without the opening was higher than that of specimen with the opening.

압축력을 받는 철골 부재에 있어서 좌굴대책

  • 김철환
    • Computational Structural Engineering
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    • v.6 no.2
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    • pp.13-16
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    • 1993
  • 본 고에서는 철골 구조물에 있어서 일어나고 있는 좌굴에 대해, 현재 외국에서 진행중인 연구의 일부를 소개하였다. 이들의 기본 개념은 좌굴이 일어날 수 있는 압축부재에 있어서 최대내력, 즉 좌굴이 일어나기 이전에 부재를 압축에 대해 항복시킴으로써, 좌굴을 방지하려는 연구의 일종으로서, 부재의 강도면에 있어서는 큰 손실이 뒤따르게 된다. 하지만, 트러스 등의 구조물에 있어서 압축보다 인장에 대해서 사전에 항복하도록 설계(선인장 항복설계)가 이루어진 경우일지라도, 인장항복만으로 붕괴기구가 형성된다. 또한, 일반적으로 트러스를 제작함에 있어서 시공상의 오차가 발생할 가능성이 상존하고 있으며, 부정확하게 시공된 구조물에 있어서는 설계시 상정된 파괴기구와는 다른 형태의 파괴기구가 형성될 가능성이 있다. 따라서, 안정항복하여 큰 소성변형이 필요한 경우에는 상기의 방법이 유효하다고 사료된다. 한편 본 고에서 예로 다루고 있는 2중 강관구조에 있어서는, 외관과 내관의 단면적비가 약 1:1.5 정도이며, 보강재로 사용되는 내관을 아무리 저급의 제품을 사용한다해도 불경제적이 될 가능성이 크다. 따라서 금후, 내관의 단면 결정을 위한 많은 연구가 이루어져야 한다고 생각한다.

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Influence of Lateral Ballast Resistance on the Buckling Fragility Curve of the Continuous Welded Rail Tracks (장대레일 궤도의 좌굴 취약도 곡선에 대한 도상횡저항력의 영향)

  • Bae, Hyun Ung;Choi, Jin Yu;Lee, Chin Ok;Lim, Nam Hyoung
    • 한국방재학회:학술대회논문집
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    • 2011.02a
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    • pp.185-185
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    • 2011
  • 기존 장대레일 궤도의 안정성 평가는 궤도 매개변수에 대하여 고정된 안전측의 값을 사용하는 결정론적인 해석에 의존해서 평가되어져 왔다. 그러나 실제현장의 궤도조건은 많은 영향인자들에 의해 그 특성이 불확실하게 변하고 있다. 따라서 온도하중에 의한 궤도 좌굴에 영향을 미치는 궤도 구성인자들의 불확실성 및 임의성을 보다 합리적으로 고려하기 위해서 확률론적 기법을 적용하는 것이 필수적이다. 본 연구에서는 기존 본 연구진에 의해 개발된 장대레일 궤도의 좌굴확률 평가시스템을 이용하여 좌굴 취약도 곡선을 나타내었으며, 궤도 좌굴에 영향을 미치는 주요변수 중 하나인 도상횡저항력에 대한 영향을 분석하였다. 좌굴확률 평가시스템에서는 장대레일 궤도의 좌굴확률을 산정하기 위하여 구조물의 안정과 파괴를 판단할 수 있는 기준을 한계상태방정식으로 표현하고, 이 한계상태방정식으로부터 확률론적 기법 중 하나인 AFOSM(Advanced First Order Second Moment) 방법을 이용하여 파괴확률의 간접적인 지표인 신뢰도지수(${\beta}$)를 통해 좌굴확률을 계산한다. 한계상태방정식에서 구조물의 강도(보유성능)에 해당하는 부분은 궤도의 허용좌굴온도이고, 하중(요구성능)에 해당하는 부분은 레일온도하중으로써 현재 레일온도와 중립온도의 차로 반영된다. 허용좌굴온도 산정에 고려되는 주요변수는 곡선반경(Radius), 도상횡저항력(Lateral Ballast Resista nce), 연직도상강성(Vertical Ballast Stiffness), 궤도 틀림량(Misalignment), 틀림길이(Half Wave Length), 열차운행속도(Velocity)이다. 각 확률변수들이 갖는 확률분포는 모두 정규분포로 가정하였다. 궤도의 기하학적 특성은 곡선반경 5,000m에 대해 고려하였으며, 열차는 KTX의 제원을 사용하여 정지된 상태에서 고려하였다. 틀림량과 틀림길이는 이에 대한 통계적 특성자료가 부족하여 확률변수로 고려하지 않고 결정론적 값으로 취급하였다. 레일온도의 통계적 특성치는 본 연구진에 의해 구축된 기후요소 및 레일온도 DB를 근거로 결정하였으며, 중립온도는 선로관리지침에 따라 $25{\pm}3^{\circ}C$를 기준으로 결정하였다. 또한 도상횡저항력은 실측 데이터를 참고로 하여 평균값에서 10%의 변동량을 갖는 것으로 보고 통계적 특성치를 결정하였다. 도상횡저항력이 좌굴확률에 미치는 영향을 매우 큰 것을 알 수 있었으며, 레일온도 $60^{\circ}C$일 때 도상횡저항력이 증가하면서 감소되는 좌굴확률이 도상저항력이 커질수록 그 감소량이 작아지는 것을 알 수 있었다.

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Local Buckling and Optimum Width-Thickness Ratios of I-Beams in Fire (화재시 I-형강 보의 국부좌굴과 최적 폭-두께비)

  • Kang, Moon Myung;Yun, Young Mook;Kang, Sung Duk;Plank, R.J.
    • Journal of Korean Society of Steel Construction
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    • v.17 no.4 s.77
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    • pp.491-498
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    • 2005
  • This study involves the development of a computer program to analyze the local buckling stresses for the flange and the web of I-beams under compression at elevated temperatures, and the optimization algorithm to analyze the optimum width-thickness ratios which does not occur their local buckling prior to yield failure. The high-temperature stress-strain relationships of steel used in this study were based on EC3 (Eurocode3) Part1.2 (2000b). In this study, the local buckling stresses and the optimum width-thichness ratios were analyzed considering the influences of the yield stress, local buckling coefficients and width-thickness ratios of the flange and the web. Design examples show the applicability of the computer program developed in this study.

Study on Section Properties of Deckplates with Flat-Hat Stiffners (Flat-Hat 스티프너를 가진 데크플레이트의 단면 성능에 관한 연구)

  • Ju, Gi-Su;Park, Sung-Moo
    • Journal of Korean Association for Spatial Structures
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    • v.4 no.1 s.11
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    • pp.77-86
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    • 2004
  • It is the buckling of the compression portions of the deckplate that govern its behaviour under wet concrete construction loading. The size and position of intermediate stiffeners in the compression flanges of thin-plate steel decks exert a strong influence on the dominant buckling mode of the flange. Test sections composed of high-strength steel were brake pressed with a variety of Flat-hat intermediate stiffeners in the compression flange forming a progression from small to large stiffeners. The ABAQUS program to determine the effectiveness of intermediate stiffeners in controlling buckling modes is undertaken. A series of specimens are loaded with simple beam. Various buckling wave forms prior to ultimate failure through a plastic collapse mechanism. The experimentally determined buckling stresses are found to be comparable with studies performed using the ABAQUS program analysis and using each country code.

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A Study on Damage Process Analysis for Steel Pier Subjected to Seismic Excitation (강한 지진 하중하에서 강재 교각의 손상 거동 연구)

  • Park, Yeon Soo;Park, Keun Koo;Park, Sun Joon
    • Journal of Korean Society of Steel Construction
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    • v.12 no.3 s.46
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    • pp.251-258
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    • 2000
  • Based on the numerical investigations using steel bridge pier subjected to strong seismic excitations a new approach to seismic damage assessment for steel structures and their members has been proposed in conjunction with the suggested definition of failure state. The relevant failure form of the steel pier is evaluated. It is revealed that when a seismic load has a short period, the failure of global buckling beyond the allowable displacement is more dominant than that by that of the local buckling caused by the accumulation of plastic strain. When a seismic load is not beyond this certain part, but repeats within the range of where a plastic deformation occurs, the plastic strain is accumulated on the partial element of bottom edge of steel pier and the failure occurs by the local buckling from the accumulated plastic local strain.

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Buckling Behavior of Sandwich Composite Columns by Varying Hole Size and Hole Position (원공 크기 및 원공 위치에 따른 샌드위치 복합재 기둥의 좌굴 거동)

  • Lee, Sang-Jin;Yoon, Sung-Ho
    • Composites Research
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    • v.25 no.1
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    • pp.19-25
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    • 2012
  • The study investigated the buckling behavior of sandwich composite columns with different hole sizes and hole positions when they were applied to a compressive load. The columns consisted of 1.7mm thick faces of glass fabric/epoxy and 23mm, 37mm, 48mm, and 61mm thick cores of urethane-foam. Different hole sizes with the diameter of 25mm and 38mm were considered in this experiment. To evaluate the effect of hole position on the buckling behavior, we considered three types of hole position: 25mm diameter hole located at the center, 25mm diameter hole at 1/4 position from the center to the end of the column, and 25mm diameter hole at 1/2 position from the center to the end of the column. According to the results, buckling and maximum loads of the column having 25mm diameter hole were lower by 10% compared to those of the column without hole, whereas the loads for the column having 38mm diameter hole were 30% less than those of the column without hole. Hole position appeared to have no effect on buckling and maximum loads. Major failure modes were observed as follows: the core shear failure for the thin columns having 23mm and 37mm thick cores, and the face-core debonding for the thick columns having 48mm and 61mm thick cores.