• 제목/요약/키워드: Hollow section

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중공형 GFRP 보강근의 인장성능 실험연구 (Experimental Study on GFRP Reinforcing Bars with Hollow Section)

  • 유영준;박기태;서동우;황지현
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제19권1호
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    • pp.45-52
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    • 2015
  • 섬유복합체 (Fiber Reinforced Polymer, FRP)는 비강도가 높고, 비부식성 재료라는 특징을 가지고 있어서 건설 분야에서 철근을 대체할 수 있는 보강근 재료로 인식되고 있다. 몇몇 유리섬유 복합체 (Glass FRP, GFRP) 보강근이 상용화되어 있지만 GFRP는 철근에 비해 가격이 비싸고 상대적으로 낮은 탄성계수와 취성 파괴 특성 때문에 다소 경쟁력이 떨어진다. GFRP 보강근의 재료가격을 낮출 수 없다면 사용된 재료의 성능을 최대로 하여 보강근의 성능을 높이는 것이 상대적인 가격을 낮추는 방법이 될 수 있다. 일반적으로 FRP 보강근의 직경이 커질수록 인장강도는 감소하는 것으로 알려져 있다. 이의 원인 중 하나는 보강근이 인장을 받을 때 외력이 중앙에 위치한 섬유에 충분히 전달되지 못하여 외측에 위한 섬유들만이 인장에 저항하기 때문이다. 따라서 본연의 역할을 수행하지 못하는 섬유는 제거함으로써 보강근의 단가를 낮추면서 보강근이 소정의 성능을 발휘하도록 한다면 가격대비 성능이 최적화된 FRP 보강근을 제작할 수 있다. 본 연구에서는 직경 19 mm의 GFRP 보강근에 대해 단면 내에 중공이 존재하는 경우 중공비율에 따른 인장특성의 변화를 실험적으로 관찰하였다. 중공이 없는 GFRP 보강근 세 개, 네 가지 중공비율에 대해 각각 여섯 개의 GFRP 보강근 시편을 준비하여 인장실험을 실시하였으며 결과 분석을 통하여 인장특성 변화를 도출하였으며 이를 바탕으로 최적의 중공비율을 제안하였다.

Column design of cold-formed stainless steel slender circular hollow sections

  • Young, Ben;Ellobody, Ehab
    • Steel and Composite Structures
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    • 제6권4호
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    • pp.285-302
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    • 2006
  • This paper describes the design and behaviour of cold-formed stainless steel slender circular hollow section columns. The columns were compressed between fixed ends at different column lengths. The investigation focused on large diameter-to-plate thickness (D/t) ratio ranged from 100 to 200. An accurate finite element model has been developed. The initial local and overall geometric imperfections have been included in the finite element model. The material nonlinearity of the cold-formed stainless steel sections was incorporated in the model. The column strengths, load-shortening curves as well as failure modes were predicted using the finite element model. The nonlinear finite element model was verified against test results. An extensive parametric study was carried out to study the effects of cross-section geometries on the strength and behaviour of stainless steel slender circular hollow section columns with large D/t ratio. The column strengths predicted from the parametric study were compared with the design strengths calculated using the American Specification, Australian/New Zealand Standard and European Code for cold-formed stainless steel structures. It is shown that the design strengths obtained using the Australian/New Zealand and European specifications are generally unconservative for the cold-formed stainless steel slender circular hollow section columns, while the American Specification is generally quite conservative. Therefore, design equation was proposed in this study.

고무튜브 몰드 프리캐스트 콘크리트 유공 슬래브 개발에 관한 실험적 연구 (Experimental Study on the Development of Void Precast Concrete Slab using Rubber Tube Mold for Inner Core)

  • 배규웅;홍성엽
    • 한국건축시공학회지
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    • 제21권4호
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    • pp.293-303
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    • 2021
  • 국내 PC공장은 PC 유공 슬래브를 생산하기 위해 자동화 설비를 도입하거나 매입물 삽입을 통해 중공 단면을 구현하지만 PC공장의 과다한 초기투자비용이 생산원가의 증가라는 주요 원인으로 작용하기에 다른 대안이 필요한 상황이다. 따라서 본 연구에서는 PC 유공 슬래브 부재 생산시 고무 튜브를 내부 속빈 공간을 형성하는 거푸집으로 사용함으로써 다양한 중공 형상의 성형 및 대단면화, 초경량화, 신속생산 대응 가능을 통한 생산성 확보에 기여하고자 한다.

Advanced numerical model for the fire behaviour of composite columns with hollow steel section

  • Renaud, C.;Aribert, J.M.;Zhao, B.
    • Steel and Composite Structures
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    • 제3권2호
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    • pp.75-95
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    • 2003
  • A numerical model is presented to simulate the mechanical behaviour of composite steel and concrete columns taking into account the interaction between the hollow steel section and the concrete core. The model, based on displacement finite element methods with an Updated Lagrangian formulation, allows for geometrical and material non linearities combined with heating over all or a part of the section and column length. Comparisons of numerical calculations made using the model with 33 fire resistance tests show that the model is able to predict the fire resistance, expressed in minutes of fire exposure, of composite columns with a good accuracy.

도넛형 중공형성체를 사용한 중공슬래브의 뚫림 전단 성능에 관한 실험적 연구 (Experimental Study about Punching Shear Strength of Biaxial Hollow slab with Donut type Hollow Sphere)

  • 정주홍;최현기;이승창;최창식
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 2010년도 춘계 학술대회 제22권1호
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    • pp.59-60
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    • 2010
  • 본 연구는 도넛형 중공 형성체를 적용한 중공 슬래브의 뚫림 전단 성능을 실험적으로 파악하였다. 그리고 이를 통하여, 위험단면 내 중공 슬래브 적용가능성을 검토하였으며, 중공형성체 고정철물의 뚫림 전단 보강성능을 파악하였다.

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강관 내무보강 중공교각의 연성도 평가 (Ducti1ity, Evaluation of Circular Reinforced Concrete Piers with an Internal Steel Tube)

  • 강영종;최진유;김도연;한택희
    • 한국철도학회:학술대회논문집
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    • 한국철도학회 2001년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.241-248
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    • 2001
  • The ductility of circular hollow reinforced concrete columns with one layer of longitudinal and spiral reinforcement placed near the outside face of the section and the steel tube placed on the inside face of the section is investigated. Such hollow sections are confined through the wall thickness since the steel tube is placed. The results of analytical moment-curvature analyses for such hollow sections are compared with those for the circular section with the sane diameter. In this study, moment-curvature analyses are conducted with Mandel's confined concrete stress-strain relationship in which the effect of confinement is to increase the compression strength and ultimate strain of concrete. The moment-curvature analyses confirmed that the ductility is primarily influenced on the ultimate strain. The variables influenced on the ultimate strain is the ratio and yield strength of confining reinforcement and the compression strength for confined concrete. From this ultimate strain - the transverse reinforcement ratio relationship, the transverse reinforcement ratio for circular hollow reinforced columns with confinement is proposed. The proposed transverse reinforcement ratio is confirmed by experimental results.

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Buckling behavior of stainless steel square hollow columns under eccentric loadings

  • Jang, Ho-Ju;Seo, Seong-Yeon;Yang, Young-Sung
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제23권5호
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    • pp.563-577
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    • 2006
  • This study involves a series of experiments on the buckling strength of eccentrically compressed cold-formed stainless steel square hollow-section columns. The principal parameters in this study are slenderness ratios ($L_k/r$ = 30, 50, 70) and magnitude of eccentricity e (0, 25, 50, 75, 100 mm) on the symmetrical end-moment. The objectives of this paper are to obtain the buckling loads by conducting a series of experiments and to compare the behavior of the eccentrically compressed cold-formed stainless steel square hollow-section columns with the results of the analysis. The ultimate buckling strength of the square-section members were determined with the use of a numerical method in accordance with the bending moment-axial force (M-P) interaction curves. The behavior of each specimen was displayed in the form of a moment-radian (M-${\theta}$) relationship. The numerically obtained ultimate-buckling interaction curves of the beam columns coincided with the results of the experiments.

영역분할에 의한 불일치 격자세분화 기법을 이용한 중공형 압출공정의 설계 및 해석 (Design and Analysis of Hollow Section Extrusion using Mismatching Refinement with Domain Decomposition)

  • 박근;양동열
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제24권4호
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    • pp.1016-1023
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    • 2000
  • The present work is concerned with three-dimensional finite element analysis of the hollow section extrusion process using a porthole die. The effects of related design parameters are discussed through the finite element simulation for extrusion of a triply-connected rectangular tubular section. For economic computation, mismatching refinement, an efficient domain decomposition method with different mesh density for each subdomain, is implemented. In order to obtain the uniform flow at the outlet, design parameters such as the hole size and the hole position are investigated and compared through the numerical analysis. Comparing the velocity distribution with that of the original design, it is concluded that the design modification enables more uniform flow characteristics. The analysis results are then successfully reflected on the industrial porthole die design.

삼각망 철근상세를 갖는 새로운 중공 철근콘크리트 교각단면: II. 매개변수 연구 (New Hollow RC Bridge Pier Sections with Triangular Reinforcement Details: II. Parametric Study)

  • 김태훈;김호영;손제국
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제19권3호
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    • pp.121-132
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    • 2015
  • The purpose of this study is to investigate the behavior characteristics of new hollow reinforced concrete (RC) bridge pier sections with triangular reinforcement details and to provide the details and reference data. Among the numerous parameters, this study concentrates on the shape of the section, the reinforcement details and the spacing of the transverse reinforcement. Additional eight column section specimens were tested under quasi-static monotonic loading. In this study, the computer program, named RCAHEST (Reinforced Concrete Analysis in Higher Evaluation System Technology), was used. A innovative confining effect model was adopted for new hollow bridge pier sections. This study documents the testing of new hollow RC bridge pier sections with triangular reinforcement details and presents conclusions based on the experimental and analytical findings.

파형강관을 삽입한 중공원형단면 철근콘크리트 부재의 거동에 관한 연구 (Behavior of Circular Hollow Section R.C Member with Internal Corrugated Steel Tube)

  • 임정순;김성칠;조재병;이수근
    • 한국방재학회 논문집
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    • 제3권1호
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    • pp.123-131
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    • 2003
  • 파형강관을 삽입하여 보강된 중공원형단면의 역학적 거동을 연구하기 위하여 직경 50cm, 길이 340cm의 시험체를 제작하였고, 3점 휨시험을 수행하였다. 하중재하는 파괴 또는 최대한변형이 발생할 때까지 느리게 증가시켰다. 시험하는 동안에 시험체 중앙의 휨방향 변위와 인장측과 압축측의 종방향 변위를 측정하였다. 측정데이타를 분석한 결과를 파형강관이 삽입되지 않은 등가단면에 대한 해석결과와 비교하였다. 비교결과, 중공 철근콘크리트 부재의 휨강성과 연성이 파형강관을 내부에 삽입함으로써 크게 향상시킬 수 있는 것으로 나타났다.