The aim of this paper is to propose a design procedure for predicting the buckling strength of built-up, cold-formed steel columns based on the two well known methods; the effective width method and the Direct Strength Method. Several design approaches, based on different elastic buckling solutions, were considered in this investigation. Traditional hand methods, without interaction effects between the different modes, and a new numerical spline finite strip method were used to predict the buckling stresses. All of the proposed methods were compared with experimental data on plain and lipped, built-up columns. Results have shown that the effective width approaches are more accurate than the Direct Strength Method. However, both methods can be investigated using more experimental data to assess a practical design method for built-up columns.
Chen Ge;Zhu Jungao;Wang Tao;Li Jian;Lou Qixun;Li Tao
Geomechanics and Engineering
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v.37
no.6
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pp.615-627
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2024
Direct simple shear test is an effective method to measure strength and deformation properties of soil. However, existing direct simple shear apparatus have some shortcomings. The paper has developed a novel dual stress/strain-controlled direct simple shear apparatus. The novel apparatus has the following advantages: A rectangular specimen is used that effectively avoid common issues associated with conventional cylindrical specimens, such as specimen tilting. The utilization of deformation control rods ensures a uniform shear deformation of the specimen. Vertically integrated force transmission structure is improved that avoids issues arising from changes in pivot points due to lever tilting. Incorporating this novel direct simple shear apparatus, shear strength and shear creep tests of clay were performed. Shear strength parameters and shear creep behaviors are analyzed. The results of these experiments show that the novel apparatus can measure accurately the shear rheological properties of soil. This study provides strong guidance for studying the mechanical properties of soil in engineering practice.
Proceedings of the Korean Geotechical Society Conference
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2004.03b
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pp.356-363
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2004
In this research, the shear behavior of four different interfaces consisting of 4 types of geosynthetics was examined, and both static and dynamic tests for the geosynthetic interface were conducted. The monotonic shear experiments were performed by using an inclined board apparatus and large direct shear device. The interface shear strength obtained from the inclined board tests were compared with those calculated from large direct shear tests. The comparison results indicated that direct shear tests are likely to overestimate the shear strength in low normal stress range where direct shear tests were not performed. Curved failure envelopes were also obtained for interface cases where two static shear tests were conducted. By comparing the friction angles measured from three tests, i.e. direct shear, inclined board, and shaking table tests, it was found that the friction angle might be different depending on the test method and normal stresses applied in this research. Therefore, it was concluded that the testing method should be determined carefully by considering the type of loads and the normal stress expected in the field.
CVD-SiC coating has been introduced as a protective layer in TRISO nuclear fuel particle of high temperature gas cooled reactor (HTGR) due to its excellent mechanical stability at high temperature. In order to prevent the failure of the TRISO particles, it is important to evaluate the fracture strength of the SiC coating layer. It is needed to develop a new simple characterization technique to evaluate the mechanical properties of the coating layer as a pre-irradiation step. In present work, direct strength measurement method with the specimen of hem i-spherical shell configuration was suggested. The indentation experiment on a hemisphere shell with a plate indenter was conducted. The fracture strength of the coating layer is related with the critical load for radial cracking of the shell. The finite element analysis was used to drive the semi-empirical equation for the strength measurement. The SiC hemispherical shells were successfully recovered from the section-grinding of TRISO coated particle and successive heat treatment in air. The strength of CVD-SiC coating layer was evaluated from the experimentally measured critical load during the indentation on SiC hemisphere shell. Weibull diagram of fracture strength was also constructed. This study suggested a new strength equation and experimental method to measure the fracture strength of CVD-SiC coating of TRISO coated fuel particles.
Proceedings of the Korea Concrete Institute Conference
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2004.05a
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pp.498-501
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2004
A new slab design using secant stiffness, Direct Inelastic Slab Design, was developed. Since basically the proposed design method uses linear analysis, it is convenient and stable in numerical analysis. At the same time, the proposed design method can accurately estimate the inelastic strength and ductility demands of slab because it can analyzes the inelastic behavior of structure using iterative calculations for secant stiffness. In the present study, the procedure of the proposed design method was established, and a computer program incorporating the proposed method was developed. Design examples using the proposed method were presented, and compared with traditional nonlinear analysis, and experiments. The Direct Inelastic Slab Design, as an integrated analysis/design method, can directly address the design strategy intended by the engineer, such as moment strength and ductility limit. As a result, economical and safe design can be achieved.
This paper describes an experimental research on the structural behavior and the ultimate strength of longitudinally stiffened plates subjected to local, distortional, or mixed-mode buckling under compression. The stiffened plate undergoes local, distortional, or interactive local-distortional buckling according to the flexural rigidity of the plate's longitudinal stiffeners and the width-thickness ratios of the sub-panels of the stiffened plate. A significant post-buckling strength in the local and distortional modes affects the ultimate strength of the longitudinally stiffened plate. Compression tests were conducted on stiffened plates that were fabricated from 4mm-thick SM400 steel plates with a nominal yield stress of 235MPa. A simple strength formula for the Direct Strength Method based on the test results was proposed. This paper proves that the Direct Strength Method can properly predict the ultimate strength of stiffened plates when the local buckling and distortional buckling occur simultaneously or nearly simultaneously.
The direct strength method (DSM) has been adopted by the NAS (2004) and AS/NZS 4600 (2005) for the design of cold-formed steel members. The method can be successfully applied to the design of welded steel members. This paper reviews the development of the DSM for welded steel structural members. The design strength formulae for welded section columns and beams for the DSM are based on the test results performed on welded H-section, C-section, circular and rectangular hollow section columns, plate girders and stiffened plates. The comparison between the design strength of welded sections predicted by the DSM and that estimated by existing specifications is also provided. The comparison verifies that the DSM can properly predict the compressive, flexural and shear strength of welded section columns and beams with the interaction between local and overall buckling.
Direct shear tests have been initiated to understand the characteristics of joints which crucially affect the stability of rock mass. In this research, numerical approach in direct shear tests has been initiated using 3DEC on the basis of 3D distinct element method. Normal loads were altered in four different levels on artificial joint tests depending on the sawtooth angle and strengths on constant normal stress conditions, measuring the peak shear strength according to the direct shear tests under laboratory condition. Also results obtained from mechanical properties through laboratory test were used to perform numerical modeling, and shear strength obtained from the modeling was used to compare with laboratory direct shear test. As a result numerical analysis from distinct element method can simulate well on the shear behavior of rockmass.
Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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1999.05a
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pp.370-373
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1999
Si direct bonding (SDB) technology is very attractive for both Si-on-insulator(SOI) electric devices and MEMS applications because of its stress free structure and stability. This paper presents on- pre treatment conditions in Si wafer direct bonding, The paper resents on pre-bonding according to HF pre-treatment conditions in Si wafer direct bonding. The characteristics of bonded sample were measured under different bonding conditions of HF concentration, applied pressure and annealing temperature(200~ 100$0^{\circ}C$) after pre-bonding. The bonding strength was evaluated by tensile strength method. The bonded interface and the void were analyzed by using SEM and IR camera, respectively, Components existed in the interlayer were analyzed by using FT-IR. The bond strength depends on the HF pre-treatment condition before pre-bonding(Min 2.4kgf/$\textrm{cm}^2$~ Max : 14.kgf/$\textrm{cm}^2$)
Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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2001.07a
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pp.447-450
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2001
Abstract-Si direct bonding(SDB) technology is very attractive for both Si-on-insulator(SOI) electric devices and MEMS applications because of its stress free structure and stability. This paper presents on pre-bonding according to HF pre-treatment conditions in Si wafer direct bonding. The characteristics of bonded sample were measured under different bonding conditions of HF concentration, and applied pressure. The bonding strength was evaluated by tensile strength method. The bonded interface and the void were analyzed by using SEM and IR camera, respectively. Components existed in the interlayer were analysed by using FT-lR. The bond strength depends on the HF pre-treatment condition before pre-bonding (Min : 2.4kgf/cm$^2$∼Max : 14.9kgf/cm$^2$).
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[게시일 2004년 10월 1일]
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