This paper takes a half-through steel truss arch bridge as an example. A seismic analysis is conducted with nonlinear finite element method. Contrast models are established to discuss the effect of simplified method for main girder on the accuracy of the result. The influence of seismic wave direction and wave-passage on seismic behaviors are analysed as well as the superstructure and arch ring interaction which is mostly related with the supported bearings and wind resistant springs. In the end, the application of cable-sliding aseismic devices is discussed to put forward a layout principle. The main conclusions include: (1) The seismic response isn't too distinctive with the simplified method of main girder. Generally speaking, the grillage method is recommended. (2) Under seismic input from different directions, arch foot is usually the mostly dangerous section. (3) Vertical wave input and horizontal wave-passage greatly influence the seismic responses of arch ring, significantly increasing that of midspan. (4) The superstructure interaction has an obvious impact on the seismic performance. Half-through arch bridges with long spandrel columns fixed has a less response than those with short ones fixed. And a large stiffness of wind resistant spring makes the the seismic responses of arch ring larger. (5) A good isolation effectiveness for half-through arch bridge can be achieved by a reasonable arrangement of CSFABs.
Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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2003.04a
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pp.69-76
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2003
We investigate the fundamental mechanisms of the dynamic instability when the sinusoidal shaped arch structures subjected to sinusoidal harmonic excitation with pin-ends. In nonlinear dynamics, examining the characteristics of attractor on the phase plane and investigating the dynamic buckling process are very important thing for understanding why unstable phenomena are sensitively originated by various initial conditions. In this study, the direct and the indirect snap-buckling of shallow arches considering geometrical nonlinearity are investigated numerically and compared with the step excitation critical load.
Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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1998.04a
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pp.457-464
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1998
The equilibrium path of shallow sinusoidal arches supported by hinges at both ends is investigated. The displacement increment method is used to get the solution of the nonlinear differential equations for these structures and to plot the equilibrium paths by the results. Using the equilibrium paths, the relations between the position of buckling point and buckling type for the case of sinusoidal distributed loads are inferred. From the result that the buckling type changes according to the normalized rise of arch, it is also shown that the arch rise is the governing factor to stability regions
The dynamic instability of snapping phenomena has been studied by many researchers. Few papers deal with dynamic buckling under loads with periodic characteristics, and the behavior under periodic excitations is expected to be different from behavior under STEP excitations. We investigate the fundamental mechanisms of the dynamic instability when the sinusoidally shaped arch structures are subjected to sinusoidally distributed excitations with pin-ends. The mechanisms of dynamic indirect snapping of shallow arches are especially investigated under not only STEP function excitations but also under sinusoidal harmonic excitations, applied in the up-and-down direction. The dynamic nonlinear responses are obtained by the numerical integration of the geometrically nonlinear equation of motion, and examined by Fourier spectral analysis in order to get the frequency-dependent characteristics of the dynamic instability for various load levels.
Magazine of the Korean Society of Agricultural Engineers
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v.29
no.3
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pp.153-162
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1987
A numerical procedure for the analysis of slender arch buckling problems for uniform dead weight is presented in this paper. Such loading changes in the arch profile. The problem is nonlinear. The numerical procedure is limited to an inextensible analysis and to elastic behavior. Based upon a numerical integration technique developed by Newmark for straight beams, a large deflection bending analysis is combined with small deflection buckling routines to formulate the numerical procedure. The numerical procedure is composed of a combination of the numerical integration and successive approximations procedure. The results obtained in this study are as follows : 1.The critical loads obtained in this study coincide with the results by Austin so that the algorithm developed in this study is verified. 2.The numerical results are converged with good precision when the half arch is divided into 10 segments in both Prime and Quadratic section. 3.The critical loads are decreased as the ratios of rise versus span are increased. 4.The critical loads are increased as the moments of inertia at the ends are increased. 5.The critical loads of Prime section are larger than that of Quadratic section under the same profile conditions.
Since the preservation of monuments is very important to human societies, different methods are required to preserve historic structures. In this paper, 3D model of arch stone bridge at Pont Saint Martin, Aosta, Italy, was simulated by 1660 integrated separate stones using ABAQUS$^{(R)}$ software to investigate the seismic susceptibility of the bridge. The main objective of this research was to study a method of preservation of the historical stone bridge against possible earthquakes using FRP techniques. The nonlinear behavior model of materials used theory of plasticity based on Drucker-Prager yield criterion. Then, contact behavior between the block and mortar was modeled. Also, Seismosignal software was used to collect data related to 1976 Friuli Earthquake Italy, which constitutes a real seismic loading. The results show that, retrofitting of the arch stone bridge using FRP techniques decreased displacement of stones of spandrel walls, which prevents the collapse of stones.
Journal of Korean Association for Spatial Structures
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v.15
no.3
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pp.43-49
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2015
A single-layerd steel lattice roof, which has 50m span, was constructed. In order to figure out the realistic buckling load level, the structural analysis of this roof structure was performed especially by local snow load. Due to the characteristics of application of snow load, the load combinations of snow should be considered not only global area but also local part so that the critical buckling load could be observed as easy as possible. Geometrical imperfection was simulated to consider inaccurate shape of structure. And then nonlinear analysis were performed. Finally, this paper could investigate that the local snow load with geometrical imperfection decreased the level of buckling load significantly.
The optimal design method in cooperation with a nonlinear elastic analysis method was presented. The proposed nonlinear elastic method overcame the drawback of the conventional LRFD method this approximately accounts for the nonlinear effect caused by using the moment amplification factors of and. The genetic algorithm uses a procedure based on the Darwinian notions of the survival of the fittest, where selection, crossover, and mutation operators are used to look for high performance among the sections of the database. They satisfy constraint functions and give the lightest weight to the structure. The objective function was set to the total weight of the steel structure. The constraint functions were load-carrying capacities, serviceability, and ductility requirement. Case studies for a two-dimensional frame, a three-dimensional frame, and a three-dimensional steel arch bridge were likewise presented.
The arches may buckle in a symmetrical snap-through mode or in an asymmetry bifurcation mode if the load reaches a certain value. Each bifurcation curve develops as pressure increases. The governing equation is derived according to the bending theory. The balance of forces provides a nonlinear equilibrium equation. Bifurcation theory near trivial solution of the equation is developed, and the buckling pressures are investigated for various spring constants and opening angles.
Communications for Statistical Applications and Methods
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v.10
no.1
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pp.101-113
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2003
Quasi likelihood estimators defined by Wedderburn are derived for several nonlinear time series models. And also, the least squared estimator and Quasi-likelihood estimator are compared in sense of asymptotic relative efficiency at those models. Finally, we apply these estimations to a real data on exchanging rate and stock market prices.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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