• International Journal of Railway
• /
• 제8권2호
• /
• pp.46-49
• /
• 2015

In this paper, improved out-of-plane design of parabolic arches was proposed based on the current design code. The arches resist general loading by a combination of axial compression and bending actions, and the interaction formula between two extreme cases of axial and bending actions is generally used for the design. Firstly, the out-of-plane buckling strength of arches in a pure axial compression and a pure bending were studied. Then, out-of-plane design of parabolic aches under general transverse loading was investigated. From the results, it can be found that the proposed design equations provided good prediction of out-of-plane strength for parabolic arches which satisfy the thresholds for deep arches, while proposed design equations overestimated the buckling load of shallow arches.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제29권2A호
• /
• pp.145-153
• /
• 2009

본 연구에서는 포물선 아치의 횡-비틂 좌굴 강도에 관한 연구를 수행하였다. 포물선 아치는 아치의 중립축을 따라 곡률이 변하므로 일정한 곡률을 갖는 원형 아치의 경우보다 횡-비틂 좌굴 강도식을 유도하는 것이 복잡하며, 이에 대한 연구가 미흡한 실정이다. 본 연구에서는 ?의 효과를 고려하여 변곡률을 갖는 아치의 횡-비틂 좌굴식을 유도하고 포물선 아치의 좌굴강도를 계산하기 위하여 유한차분법을 이용한 수치해법을 제안하였다. 이러한 수치해법은 기존 연구자 및 유한요소해석 결과와 비교하였으며, 그 타당성을 검증하였다. 마지막으로, 변수해석을 수행하여 라이즈비의 영향에 따른 원형과 포물선 아치의 횡-비틂 좌굴 강도를 비교 분석하였다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제6권3호
• /
• pp.1-9
• /
• 1986

동하중(動荷重)을 받는 양단(兩端) 힌 지 포물선(抛物線) 아치의 연동방정식(連動方程式)을 Runge-Kutta 방법(方法)으로 수치해석(數値解析)하므로써 동적(動的) 임계하중(臨界荷重)을 구했다. 낮은 양단(兩端) 힌 지 포물선(抛物線) 아치에 step하중(荷重)과 impulse하중(荷重))이 작용(作用)하는 경우에 관해 Budiansky-Roth criterion을 적용하여 동적(動的) 임계하중(臨界荷重)을 정의(定義)하고, 이를 상관곡선(相關曲線)으로써 동적(動的) 안정영역(安定領域)을 제안하였다. 포물선(抛物線) 아치에 대하여 얻어진 결과를 정현(正弦) 아치의 경우와 비교(比較)하여 아치의 기하학적(幾何學的) 형상(形狀)이 동적(動的) 안정영역(安定領域)에 미치는 영향을 밝혔고, 동적(動的) 안정영역(安定領域)은 아치의 높이에 큰 영향을 받는다는 것을 밝혔다.

• Structural Engineering and Mechanics
• /
• 제8권5호
• /
• pp.465-476
• /
• 1999

A structural optimization process is presented for arches with varying cross-section. The optimality criteria method is used to develop a recursive relationship for the design variables considering displacement, stresses and minimum depth constraints. The depth at the crown and at the support are taken as design variables first. Then the approach is extended by taking the depth values of each joint as design variable. The curved beam element of constant cross section is used to model the parabolic and circular arches with varying cross section. A number of design examples are presented to demonstrate the application of the method.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
• /
• 한국소음진동공학회 2004년도 춘계학술대회논문집
• /
• pp.942-947
• /
• 2004

The differential equations governing free, in-plane vibrations of stepped non-circuiar arches are derived as nondimensional forms including the effects of rotatory inertia, shear deformation and axial deformation. The governing equations are solved numerically to obtain frequencies and mode shapes. The lowest four natural frequencies and mode shapes are calculated for the stepped parabolic arches with hinged-hinged, hinged-clamped, and clamped-clamped end constraints. A wide range of arch rise to span length ratios, slenderness ratios, section ratios, and discontinuous sector ratios are considered. The effect of rotatory inertia and shear deformation on natural frequencies is reported. Typical mode shapes of vibrating arches are also presented.

• 한국소음진동공학회논문집
• /
• 제18권2호
• /
• pp.215-223
• /
• 2008

The differential equations governing free vibrations of the elastic arches with hollow section are derived in polar coordinates, in which the effect of rotatory inertia is included. Natural frequencies is computed numerically for parabolic arches with both clamped ends and both hinged ends. Comparisons of natural frequencies between this study and reference are made to validate theories and numerical methods developed herein. The lowest four natural frequency parameters are reported, with the rotatory inertia, as functions of three non-dimensional system parameters: the breadth ratio, the thickness ratio and the rise to span length ratio.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제18권4호
• /
• pp.427-436
• /
• 2006

고전 좌굴 이론의 경우 좌굴 발생전 아치의 거동을 선형으로 가정하며, 전좌굴 변형을 무시한다. 이러한 가정은 비대칭 좌굴이 발생하는 깊은 아치의 경우 타당한 것으로 알려져 있다. 하지만 아치의 라이즈가 낮아지는경우 전좌굴 발선형성은 무시할 수 없으며, 비대칭 좌굴 강도보다 대칭 좌굴 강도가 낮아져 아치는 대칭좌굴에 의해 강도가 결정될 수 있다. 본 연구는 아치의 비선형 지배 미분 방정식을 이용하여 양단 힌지를 갖는 낮은 포물선 아치의 거동에 관한 연구를 수행하고 이러한 결과를 유한 요소 해석을 이용하여 검증하였다. 마지막으로 양단 힌지를 갖는 낮은 포물선 아치의 대칭 좌굴 강도에 관한 근사식을 제안하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
• /
• 제9권2호
• /
• pp.169-180
• /
• 2000

An optimization procedure has been prescribed for the minimum weight design of symmetrical parabolic arches subjected to arbitrary loading. The cross section is assumed to be a symmetrical box section with variable depth and flange areas. The webs are unstiffened and have constant thickness. The proposed sequential, iterative search technique determines the optimum geometrical configuration of the parabolic arch which includes the optimum depth profile and the optimum lengths and areas of the required flange plates corresponding to the prescribed number of curtailments. The study shows that the optimum value of rise to span ratio (h/L) of a parabolic arch is maximum at 0.41 for uniformly distributed loading over the entire span. For any other loading, the optimum value of h/L is less than 0.41.

• 한국농공학회지
• /
• 제45권2호
• /
• pp.78-85
• /
• 2003

This study aims to investigate the effect of partially distributed loads on the static behavior of parabolic arches by using the elastic-plastic finite element model. For this purpose, the vertical, the radial, and the anti-symmetric load cases are considered, and the ratio of loading range and arch span is increased from 20% to 100%. Also, the elastic-visco-plastic analysis has been carried out to estimate the elapse time to reach the stable state of arches when the ultimate load obtained by the finite element analysis is applied. It is noted that the ultimate load carrying capacities of parabolic arches are 6.929 tf/$m^2$ for the radial load case, and 8.057 tf/$m^2$ for the vertical load case. On the other hand, the ultimate load is drastically reduced as 2.659 tf/$m^2$ for the anti-symmetric load case. It is also shown that the maximum ultimate load occurs at the full ranging distributed load, however, the minimum ultimate loads of the radial and vortical load cases are obtained by 2.336 tf/$m^2$, 2.256 tf/$m^2$, respectively, when the partially distributed load is applied at the 40% range of full arch span.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제18권3호
• /
• pp.301-310
• /
• 2006

면외로 적절히 구속되어 있는 아치의 극한강도는 소성 휨모멘트와 면내 연구는 압축력을 받는 고정지점 포물선 아치의 면내 좌굴 거동과 강도에 관한 연구를 수행하고, 압축력과 휨모멘트를 받는 고정지점 포물선 아치로 연구를 확장하였다. 본 연구 결과 한계 세장비를 제안하여 아치의 좌굴 모드를 구분하는 방법을 제안하였으며, 직선기둥의 좌굴곡선을 이용하여 압축력을 받는 고정지점 포물선 아치의 극한하중을 평가하였다. 마지막으로 직선 부재의 보-기둥 연성식을 수정하여 고정지점을 갖는 포물선 아치에 적용하였다.