Despite the considerable lateral stiffness and strength of the Concentrically Braced Frame (CBF), it suffers from low ductility and low seismic dissipating energy capacity. The buckling of the diagonal members of the CBF systems under cyclic loading ended up to the shortcoming against seismic loading. Comprehensive researches have been performing to achieve helpful approaches to prevent the buckling of the diagonal member. Among the recommended ideas, metallic damper revealed a better success than other ideas to enhance the behavior of CBFs. While metallic dampers improve the behavior of the CBF system, they increase constructional costs. Therefore, in this paper, a new steel damper with flexural mechanism is proposed, which is investigated experimentally and numerically. Also, a parametrical revision was carried out to evaluate the effect of thickness, slenderness ratio, angle of the main plate, and height of the main plates on the proposed damper. For the parametrical study, 45 finite element models were analyzed and considered. Experimental results, as well as the numerical results, indicated that the proposed damper enjoys a stable hysteresis loop without any degradation up to a high rotation equal to around 31% that is significantly considerable. Moreover, it showed a suitable performance in case of ductility and energy dissipating. Besides, the necessary formulas to design the damper, the required relations were proposed to design the elements outside the damper to ensure the damper acts as a ductile fuse.
스터드, 조이스트 및 지붕 트러스에 적용하기 위한 폐단면 냉간성형부재의 휨실험을 수행하고 해석치와 비교하여 보았다. 길이 2.4m, 폭 0.9m의 휨 시편은 46cm 간격의 두 개의 강재보의 한면에 석고보드와 합판을 부착한 시편과 부착하지 않은 시편으로 구성되었고, 각 시편에 대한 정, 부모멘트실험을 수행하여, 강재보에 부착된 합판 및 석고보드가 강재의 좌굴거동에 미치는 영향을 포함한 합성거동을 파악하였다. 또한 합판이 부착된 실물 트러스 실험을 통하여 트러스 부재의 좌굴거동 및 파괴양상에 대하여 연구하였다.
직교로 보강된 판은 효율적인 하중분배능력과 좌굴안정성 때문에 장대교량의 강상판으로 사용되고 있다. 본 연구에서는 일축압축을 받는 직교로 보강된 판의 좌굴강도를 해석적 방법으로 추정하였다. 판이론을 사용하여 전체좌굴 및 부분좌굴과 같은 여러 모드에서의 좌굴응력식을 유도하고, 좌굴강도에 대한 횡리브와 종리브의 강성과 개수 등의 효과를 보이기 위하여 매개변수해석을 수행하였다. 정량적인 해석을 통해 종리브와 횡리브의 강성과 간격의 영향을 보였다.
본 연구에서는 비탄성 부재들의 좌굴 강도를 결정하기 위한 계산적으로 효율적인 비탄성 좌굴해석 프로그램이 개발되었다. 본 프로그램은 휨 좌굴, 휨-비틂 좌굴 혹은 국부좌굴에 의해 붕괴되는 탄성과 비탄성 부재들의 좌굴 강도 및 형상을 결정할 수 있다. 일축 대칭이나 2축 대칭인 I 형 부재를 해석할 수 있다. 복부판은 판 요소를 이용하여 모델되고, 플랜지는 보 요소로 모델되었다. 재료의 비탄성 응력-변형률 관계를 모사하기 위하여 다선형 등방경화 법칙과 증분이론이 사용되었다. 프로그램은 이론치와 실험값들을 이용하여 입증되었다. 프로그램의 결과는 이론치 및 실험값들과 잘 일치였다.
Prestressed composite girder bridges with concrete infilled steel tube at negative flexural moment region takes the advantages provided due to the interactive reaction in the steel tube and concrete interface layer, enhancing local buckling resistance and the concrete strength provided by the lateral confining effect of concrete. Two beams were tested to examine ultimate behaviors of prestressed composite girder bridges subjected to negative flexural moment. The experimental observations of the Prestressed composite girder bridges subjected to positive flexural moment are investigated and compared to the numerical results obtained by sectional analysis method, and 1-D. and 3-D. finite element analysis methods.
The paper derives, validates and illustrates the application of GBT-based formulae to estimate distortional critical lengths and bifurcation stress resultants in cold-formed steel rack-section columns, beams and beam-columns with arbitrarily inclined mid-stiffeners and four support conditions. After a brief review of the Generalised Beam Theory (GBT) basics, the main concepts and procedures employed to obtain the formulae are addressed. Then, the GBT-based estimates are compared with exact results and, when possible, also with values yielded by formulae due to Lau and Hancock, Hancock and Teng et al. A few remarks on novel aspects of the rack-section beam-column distortional buckling behaviour, unveiled by the GBT-based approach, are also included.
In this paper, 3-D frame design using refined plastic-hinge analysis accounting for local buckling is developed. This analysis accounts for material and geometric nonlinearities of the structural system and its component members. Moreover, the problem associated with conventional refined plastic-hinge analyses, which do not consider the degradation of the flexural strength caused by local buckling, is overcome. Efficient ways of assessing steel frame behavior including gradual yielding associated with residual stresses and flexure, second-order effect, and geometric imperfections are presented. In this study, a model consisting of the width-thickness ratio is used to account for local buckling. The proposed analysis is verified by the comparison of the LRFD results.
Reinforced concrete beams possess variable flexural and torsional stiffnesses due to formation of cracks in the tension area along the beam. In order to check the stability of the beam, it is thus more appropriate to divide the beam into a finite number of segments for which mean stiffnesses and also bending moments are calculated. The stability analysis is further simplified, by using these mean values for each segment. In this paper, an algorithm for calculating the critical lateral buckling slenderness ratio for a definite load level, in a reinforced concrete beam without lateral support at the flanges, is presented. By using this ratio, the lateral buckling safety level of a slender beam may be checked or estimated.
The direct strength method adopted by the AISI Standard and AS/NZS 4600 is an advanced design method meant to substitute the effective width method for the design of cold-formed steel structural members accounting for local instability of thin plate elements. It was proven that the design strength formula for the direct strength method could predict the ultimate strength of medium strength steel welded section compressive and flexural members with local buckling reasonably. This paper focuses on the modification of the direct strength formula for the application to high strength and high performance steel welded section columns which have the nominal yield stress higher than 460 MPa and undergo local buckling, overall buckling or their interaction. The resistance of high strength steel welded H and Box section columns calculated by the proposed direct strength formulae were validated by comparison with various compression test results, FE results, and predictions by existing specifications.
본 논문에서는 수직 및 수평 브레이싱을 생략하고 I-형 거더를 가로보만으로 연결한 강합성 2-거더교에서 가로보의 적정 배치간격 및 소요 휨강성의 산정을 위한 연구를 수행하였다. 이를 위해 지간 40m의 단순교와 40+50+40m의 2차로 연속교를 예제교량으로 시산 설계하였다. 본 교량에 대해 중간가로보의 배치 간격과 휨강성을 매개변수로 하여 합성전 후 고정하중, 활하중, 풍하중 및 지진하중에 대한 해석을 수행하고 설계하중조합에 대한 응력 및 활하중 분배효과를 분석하였다. 한편, 강재 거더와 가로보의 격자구조에 대해 합성전 고정하중을 고려한 재료-기하 비선형해석으로부터 횡비틀림 좌굴강도를 평가하였다. 이상의 해석 결과를 토대로 지점부 및 중간가로보의 적정 배치 간격과 소요 휨강성을 제안하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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