• 제목/요약/키워드: Hollow Structural Section

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트러스 코어 헝상을 갖는 알루미늄 압출재의 구조 해석 (Structural Analysis of the Aluminum Extrusion Plate with Truss-Core)

  • 장창두;이병삼;하윤석;김호경;송하철;문형석
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제16권2호
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    • pp.133-140
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    • 2003
  • 샌드위치 판은 질량에 비해 높은 강성과 강도를 갖고 있으므로 매우 효율적인 구조재로서 폭넓게 쓰이고 있다. 알루미늄 압출 샌드위치 판의 적절한 설계를 위하여는 역학적 거동 해석이 선행되어야 하나, 아직 이에 대한 연구는 미비한 상태이다. 코어가 채워져 있지 않은 중공 단면(hollow section)인 샌드위치 판의 역학적 거동 해석에는 일반적으로 상세 유한 요소 해석을 하게되나, 이는 모델링과 해석에 많은 시간이 소요된다. 본 논문에서는 트러스(truss) 형상의 심재를 갖는 샌드위치 구조 압출재를 이방성의 판으로 치환하여 해석하는 방법을 제시하였다 적절한 이방성 후판으로의 치환을 위해 등가의 강성을 평가하는 방법을 제안하였으며, 이 등가의 강성을 판 이론에 적용하여 균일 분포 하중을 받는 사변 단순지지 조건의 알루미늄 압출재에 대한 처짐과 응력에 대해 간이 해석식을 개발하였다. 아울러 상용 유한 요소 프로그램을 이용하여 계산한 결과와 비교한 결과 제시한 간이식의 높은 정도와 효율성이 입증되었다.

형상비 4.0이고 축방향철근비 2.36 ~ 4.71%인 팔각형 중공단면 철근콘크리트 기둥의 파괴거동에 관한 실험적 연구 (Experimental Study on the Failure Behavior of RC Octagonal Hollow Section Columns with Aspect Ratio of 4.0 and Longitudinal Steel Ratio of 2.36 ~ 4.71%)

  • 고성현
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제26권6호
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    • pp.102-111
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    • 2022
  • 본 논문의 목적은 팔각형 중공단면 철근콘크리트 교각의 내진성능을 평가하고 축방향철근비가 파괴거동에 미치는 영향을 분석함에 있다. 축소모형 팔각형 중공단면 기둥 실험체 4개를 제작하여 일정한 축력 하에서 반복 횡하중을 가력하는 실험을 수행하였다. 모든 실험체의 횡방향 나선철근 체적비는 0.206%로 일정하고 축방향철근비는 2.36 ~ 4.71%이다. 파괴거동과 내진성능을 분석하였고 겹침이음 실험체를 제외한 3개의 실험체는 최종단계에서 휨-전단 파괴거동을 보였다. 겹침이음 실험체를 제외한 실험결과에서 변위연성도와 누적 에너지소산 능력이 축방향철근비에 반비례하여 감소하는 경향을 나타내었다.

전단 보강 유무에 따른 일방향 중공슬래브의 전단 성능 분석 (Shear Performance Analysis of One-way Hollow Slab According to Shear Reinforcement)

  • 윤성욱;석근영;김기철;강주원
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제18권6호
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    • pp.97-104
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    • 2014
  • 중공슬래브는 슬래브의 자중을 감소시킴으로써 콘크리트 하중을 제어하여 수직 구조 부재 하중 및 지진 하중의 양을 감소시키는 바닥구조시스템이다. 중공슬래브는 슬래브의 자중을 획기적으로 줄일 수 있지만 슬래브 내부의 중공부로 인하여 휨 및 전단강도가 감소하기 때문에 구조 성능의 예측이 매우 중요하다. 중공슬래브에 관한 국내외의 많은 연구에도 불구하고 일방향 중공슬래브의 전단보강에 따른 전단강도에 관한 연구는 많이 이루어지지 않고 있다. 따라서 본 연구에서는 전단보강 유무에 따른 일방향 중공슬래브의 파괴양상 분석과 산정식의 전단강도와 실험값의 전단강도의 비교를 통하여 일방향 중공슬래브의 전단보강의 필요성에 대해 검증하고자 한다.

Experimental study of the behavior of composite timber columns confined with hollow rectangular steel sections under compression

  • Razavian, Leila;Naghipour, Morteza;Shariati, Mahdi;Safa, Maryam
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제74권1호
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    • pp.145-156
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    • 2020
  • There are separate merits and demerits to wood and steel. The combination of wood and steel as a compound section is able to improve the properties of both and ultimately increase their final bearing capacity. The composite cross-section made of steel and wood has higher hardness while showing more ductility and the local buckling of steel is delayed or completely prevented. The purpose of this study is to investigate the behavior of composite columns enclosed in wooden logs and the hollow sections of steel that will be examined in a laboratory environment under the axial load to determine the final bearing capacity and sample deformation. In terms of methodology, steel sheet and carbon fiber reinforced polymer sheet (FRP) are tested to construct hollow rectangular sections and reinforce timber. Besides, the method of connecting hollow sections and timber including glue and screw has been also investigated. As a result, timber lumber enclosed with carbon fiber-reinforced polymer sheets in which fibers are horizontally located at 90° are more resistant with better ductility.

Flexural behaviour of square UHPC-filled hollow steel section beams

  • Guler, Soner;Copur, Alperen;Aydogan, Metin
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제43권2호
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    • pp.225-237
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    • 2012
  • This paper presents an experimental investigation of the flexural behavior of square hollow steel section (HSS) beams subjected to pure bending. Totally six unfilled and nine ultra high performance concrete (UHPC)-filled HSS beams were tested under four-point bending until failure. The effects of the steel tube thickness, the yield strength of the steel tube and the strength of concrete on moment capacity, curvature, and ductility of UHPC-filled HSS beams were examined. The performance indices named relative ductility index (RDI) and strength increasing factor (SIF) were investigated with regard to different height-to-thickness ratio of the specimens. The flexural strengths obtained from the tests were compared with the values predicted by Eurocode 4, AISC-LRFD and CIDECT design codes. The results showed that the increase in the moment capacity and the corresponding curvature is much greater for thinner HSS beams than thicker ones. Eurocode 4 and AISC-LRFD predict the ultimate moment capacity of the all UHPC-filled HSS beams conservatively.

Buckling analysis of thin-walled circular hollow section members with and without longitudinal stiffeners

  • Cuong, Bui H.
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제81권2호
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    • pp.231-242
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    • 2022
  • Numerical solutions for the linear buckling behavior of thin-walled circular hollow section members (CHS) with and without longitudinal stiffeners are presented using the semi-analytical finite strip method (SAFSM) which is developed based on Marguerre's shallow shell theory and Kirchhoff's assumption. The formulation of 3-nodal line finite strip is presented. The CHS members subjected to uniform axial compression, uniform bending, and combination of compression and bending. The buckling behavior of CHS is investigated through buckling curves which relate buckling stresses to lengths of the member. Effects of longitudinal stiffeners are studied with the change of its dimensions, position, and number.

The influence of strengthening the hollow steel tube and CFST beams using U-shaped CFRP wrapping scheme

  • Zand, Ahmed W. Al;Hosseinpour, Emad;Badaruzzaman, Wan Hamidon W.
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제66권2호
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    • pp.229-235
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    • 2018
  • This study investigated the behaviour of the simply supported hollow steel tube (HST) beams, either concrete filled or unfilled when strengthened with carbon fibre reinforced polymer (CFRP) sheets. Eight specimens with varied tubes thickness (sections classification 1 and 3) were all tested experimentally under static flexural loading, four out of eight were filled with normal concrete (CFST beams). Particularly, the partial CFRP strengthening scheme was used, which wrapped the bottom-half of the beams cross-section (U-shaped wrapping), in order to use the efficiency of high tensile strength of CFRP sheets at the tension stress only of simply supported beams. In general, the results showed that the CFRP sheets significantly improved the ultimate strength and energy absorption capacities of the CFST beams with very limited improvement on the related HST beams. For example, the load and energy absorption capacities for the CFST beams (tube section class 1) were increased about 20% and 32.6%, respectively, when partially strengthened with two CFRP layers, and these improvements had increased more (62% and 38%) for the same CFST beams using tube class 3. However, these capacities recorded no much improvement on the related unfilled HST beams when the same CFRP strengthening scheme was adopted.

중공단면 복합소재 교량 바닥판의 시험을 통한 구조적 특성 분석 (Experimental Study on the Composite Bridge Deck of Hollow Section)

  • 이성우;김병석;홍기증
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제19권4호
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    • pp.325-335
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    • 2006
  • 본 논문에서는 설계와 해석을 거쳐 인발성형으로 제작된 중공단면 복합소재 교량 바닥판에 대해 휨 성능시험, 바닥판-거더 연결부시험, 바닥판-방호벽 연결부시험 등을 통해 구조적 특성을 분석하였다. 휨시험체에 지간 중앙에 변위계와 상 하부판의 주요부에 변형률계를 부착하여 파괴하중 재하시까지 거동을 계측하고 그 결과를 분석하였다. 휨시험체에 대한 유한요소해석도 실시하여 시험결과와 비교분석하였으며, 휨에 대한 극한 내하력을 추정하였다. 또한, 시범시공된 복합소재 바닥판 플레이트 거더 교량에 대한 현장 재하시험결과와 현장적용사례를 기술하였다.

반강접성을 고려한 강뼈대 구조물의 비선형 해석에 관한 연구 (A Study on the Non-linear Analysis of Steel Frame with Semi-rigid Connections)

  • 이종석;이상엽;김정훈
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 1997년도 가을 학술발표회 논문집
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    • pp.111-118
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    • 1997
  • Generally, H-section is used for columns and beams in the middle and low building steel structure, But it has a axis and a weak axis. Thus if H-section is used for columns, the structure needs reinforcement on the weak axis. Therefore recently, square hollow section(S.H.S) is used for columns because it is able to cover the vulnerability of H-section. Structural analysis is usually executed under the assumption that connections are either ideally pinned joint or fully joint. Actually all connections are semi-rigid which possess a rotational stiffness. Therefore it can be designed economically as using the property of connections which has a rotational stiffness. This paper presents a prediction model curve which is fitted with Kishi-Chen Power Model about the behavior of connection between H-beam and S.H.S column in the previous experimental paper. It also suggests the new analysis algorithm considering the non-linear of semi-rigid connection and the geometrical non-linear under the effect of axial force.

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보강띠철근의 상세에 따른 중공 사각형 교각 압축부의 파괴 거동 (Behavior of Rectangular Hollow Bridge Compression Section by Detail of Cross-tie)

  • 이재훈;김호영;곽임종
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제21권1호
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    • pp.21-29
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    • 2017
  • Purpose of this study is to investigate structural behavior of the rectangular hollow column with various transverse reinforcement details. Experimental variables are diameter, arrangement details and lateral spacing of cross tie. A total of 66 column specimens have been prepared and tested under axial compressive load. Test results showed that behaviors of column specimens were different depending on the cross tie details. Specimens with cross tie wrapping longitudinal steel and transverse steel have greater strength and ductility than specimens with cross tie wrapping the longitudinal steel.