• 제목/요약/키워드: shape steel

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개선된 퍼지-유전자알고리즘에 의한 비선형거동을 고려한 평면 및 입체 강구조물의 통합 단면, 형상 이산화 최적설계 (Unified Section and Shape Discrete Optimum Design of Planar and Spacial Steel Structures Considering Nonlinear Behavior Using Improved Fuzzy-Genetic Algorithms)

  • 박춘욱;강문명;윤영묵
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제17권4호통권77호
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    • pp.385-394
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    • 2005
  • 본 논문은 유전자알고리즘과 퍼지이론에 근거한 개선된 퍼지-유전자알고리즘에 의한 이산화 최적설계 프로그램을 개발하였다. 본 연구의 최적설계는 평면 및 입체 강구조물의 단면, 형상 최적설계가 동시에 수행된다. 본 연구에서 목적함수는 강구조물의 중량이고, 제약조건식은 설계 및 좌굴강도, 변위 및 부재단면의 두께에 대한 설계제한식이다. 설계변수는 철골부재 단면의 치수와 절점좌표이다. 그리고 본 연구의 개선된 퍼지-유전자 알고리즘에 의한 이산화 최적설계 프로그램의 적용을 위해 설계 예를 들었다.

Evaluating performance of the post-tensioned tapered steel beams with shape memory alloy tendons

  • Hosseinnejad, Hossein;Lotfollahi-Yaghin, Mohammad Ali;Hosseinzadeh, Yousef;Maleki, Ahmad
    • Earthquakes and Structures
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    • 제23권3호
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    • pp.221-229
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    • 2022
  • The external post-tension technique is one of the best strengthening methods for reinforcement and improvement of the various steel structures and substructure components such as beams. In the present work, the load carrying capacity of the post-tensioned tapered steel beams with external shape memory alloy (SMA) tendons are studied. 3D nonlinear finite element method with ABAQUS software is used to determine the effects of the increase in the flexural strength, and the improvement of the load carrying capacity. The effect of the different parameters, such as geometrical characteristics and the post-tension force applied to the tendons are also studied in this research. The results reveal that the external post-tension with SMA tendons in comparison with the steel tendons causes a significant improvement of the loading capacity. According to this, using SMA tendon for the reinforcement of the tapered beams causes a decrease in weight of these structures and as a consequence causes economic benefits for their application. This method can be used extensively for steel beams due to low executive costs and simplicity of the operation for post-tension.

Improving buckling response of the square steel tube by using steel foam

  • Moradi, Mohammadreza;Arwade, Sanjay R.
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제51권6호
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    • pp.1017-1036
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    • 2014
  • Steel tubes have an efficient shape with large second moment of inertia relative to their light weight. One of the main problems of these members is their low buckling resistance caused from having thin walls. In this study, steel foams with high strength over weight ratio is used to fill the steel tube to beneficially modify the response of steel tubes. The linear eigenvalue and plastic collapse FE analysis is done on steel foam filled tube under pure compression and three point bending simulation. It is shown that steel foam improves the maximum strength and the ability of energy absorption of the steel tubes significantly. Different configurations with different volume of steel foam and composite behavior is investigated. It is demonstrated that there are some optimum configurations with more efficient behavior. If composite action between steel foam and steel increases, the strength of the element will improve, in a way that, the failure mode change from local buckling to yielding.

형상을 개선한 강섬유보강 숏크리트의 현장 적용성에 관한 기초적 연구 (A fundamental study on the field applicability of the improved shape steel fiber shotcrete)

  • 김상환;허청
    • 한국터널지하공간학회 논문집
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    • 제15권1호
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    • pp.59-68
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    • 2013
  • 본 연구에서는 새로운 형태의 강섬유로 보강된 숏크리트의 현장 적용성을 평가하기 위한 기초연구로 형상을 개선한 강섬유의 이론적 검토 및 역학적 특성실험을 실시하였다. 강섬유보강 숏크리트 강도에 영향을 주는 강섬유 부착계수 식을 이용하여 형상을 개선한 강섬유의 부착계수를 구하고 후크형 강섬유와 형상을 개선한 강섬유를 비교하였다. 역학적 특성실험에 사용한 시료는 기존의 후크형 강섬유보강 숏크리트 및 형상을 개선한 강섬유보강 숏크리트이며, 이들 시료를 이용해서 역학적 특성을 분석하기 위해 리바운드 실험을 실시하였다. 실험결과를 통해 형상을 개선한 강섬유보강 숏크리트가 기존 강섬유보강 숏크리트에 비해 강도특성이 향상됨을 확인했다.

강재단면형상을 고려한 소요 내화피복 두께 산정에 관한 연구 (A Study on the Determination of Required Fire Protection Thickness Considering Steel Section Shape)

  • 김해수;강종
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제12권12호
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    • pp.5910-5916
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    • 2011
  • 강재는 단면의 종류와 크기 및 부재에 따라 화재에 노출되는 표면적이 달라지며, 이에 따라 화재에 의한 강재의 온도상승도 큰 차이를 나타낸다. 단면형상계수($H_p$/A)는 강재의 종류, 크기, 적용부재 및 내화피복재의 종류 등의 변수에 따라 결정되며, 이것은 내화피복 두께를 결정하는 기준이 된다. 본 연구를 통하여 강재는 종류에 관계없이 단면의 크기가 증가할수록 단면형상계수는 감소하는 것을 알 수 있었다. 단면형상계수에 따른 강재의 종류별 내화피복 두께 산정 결과 1시간 내화성능은 기준보다 소요 두께가 30~50% 낮게 나타났다. 또한, 2시간 내화성능은 기준보다 소요 두께가 최저 27% 낮게 산정되는 부재도 있으나 대체로 기준에 근접하는 것을 알 수 있었다. 그러나 H형강의 경우 3시간 내화성능은 대체로 기준을 만족하지만 각형강관과 원형강관의 경우 5.0~17.5% 정도 기준을 상회하는 값으로 나타났다.

단경간 강박스거더교의 교량형상계수별 경관선호도 분석에 관한 연구 (Landscape Preference over Single-Spaned Steel Box Girder Bridge by Bridge Shape Parameters)

  • 김락기;금기정;양계승;임성빈
    • 대한교통학회지
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    • 제24권2호
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    • pp.7-18
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    • 2006
  • 본 연구는 단경간 강박스거더교를 대상으로 교량의 형태적 특성인 교량형상계수를 변화시켜가며 3D Simulation을 평가매체로 하여 경관선호도를 조사, 분석하고 경관선호도를 결정하는 시각적 선호인자와 물리적 선호인자를 분석하여 경관선호도를 향상시킬 수 있는 방안을 제시하고자 하였다. 그 결과 경관선호도가 가장 높은 것으로는 거더가 얇고 곡률이 많이 적용되며 교대를 내측으로 기울인 내측형 경사벽으로 구성된 경관으로 나타났고, 경관선호도가 가장 낮은 것으로는 거더가 가장 두껍고 곡률이 적용되지 않았으며 교대를 내측으로 기울인 내측형 경사벽으로 구성된 경관으로 나타났다. 경관선호도에 차이를 나타내는 시각적 선호인자는 높이에 관한 개방성에서 가장 큰 차이를 보이고 있으며, 독특함에 관한 심미성에서 가장 작은 차이를 보이고 있는 것으로 분석되었다. 단경간 강박스거더교의 경관선호도에 영향을 미치는 인자를 추출한 결과 시각적 선호인자로는 심미성과 개방성이 추출되었으며, 물리적 선호인자인 교량형상계수로는 거더의 높이비, 거더의 곡률, 교대의 각도 모두가 경관선호도에 영향을 미치는 인자로 간주될 수 있었다. 연구의 결과, 경관을 고려한 단경간 강박스거더교를 설계할 때는 거더의 높이를 구조적으로 안전한 수준범위내에서 가장 얇게 적용하고, 거더에 곡률을 안전한 수준범위내에서 최대 값을 적용하며. 교대의 각도는 수직형 면벽보다 외측형 경사벽을 적용하는 것이 경관선호도를 향상시키는 것으로 분석되었다.

스프링백 모드분류를 통한 박판 S-rail 성형공정의 형상정밀도 고찰 (Investigation of Shape Accuracy in the Forming of a Thin-walled S-rail with Classification of Springback Modes)

  • 정대근;김세호;김민석;이태길;김흥규
    • 소성∙가공
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    • 제22권8호
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    • pp.477-485
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    • 2013
  • This paper aims to evaluate quantitatively the springback characteristics that evolve in the sheet metal forming of an S-rail in order to understand the reasons of shape inaccuracy and to find a remedy. The geometrical springback is classified into six modes: angle change of punch and die shoulders, wall curl, ridge curl, section twist, and axial twist. The measuring method for each springback mode is suggested and quantitative measurements were made to determine the tendency towards shape accuracy. Forming experiments were conducted with four types of steel sheets that have different tensile strengths, which were 340MPa, 440MPa, 590MPa and 780MPa, in order to evaluate the effect of the tensile strength and the bead shape on the springback behavior. Springback tendencies show that they are greatly affected by the tensile strength of the sheet and the shape of the tools. Almost all springback modes except the section twist and the axial twist show a linearly increasing trend as the tensile strength of the sheet increases. The results can be used as basic data for design and for compensation of the press die geometry when forming high strength steels which exhibit large amounts of springback.

강섬유 계수 및 혼입률을 고려한 SFRC의 강도 및 변형 특성 (Characteristic Strength and Deformation of SFRC Considering Steel Fiber Factor and Volume fraction)

  • 이현호;이화진
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제16권6호
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    • pp.759-766
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    • 2004
  • 강섬유(steel fiber) 보강은 전단 강도와 같은 콘크리트 구조 부재의 많은 공학적 특성들을 현저히 향상시킨다. 본 연구는 구조 부재로의 실용적 사용을 위해 강섬유의 형상, 형상비, 혼입률, 강섬유 계수를 강도 특성 및 변형 특성의 수준으로 평가하였다. 기존 연구 및 본 연구의 재료 시험 결과들을 평가한 결과, 양단고리형 및 최대골재치수의 1.5배 이상되는 길이의 강섬유의 강도 보강효과가 우수한 것으로 판단된다. 또한 강도 및 변형 능력에 대한 상세 시험결과로부터, 형상비 75, 혼입률 $1.5\%$가 적절한 것으로 판단된다. 결론적으로 재료 성능 시험 결과들을 통계적로부터 추정한 결과, 강섬유 계수, 할렬인장강도, 휨강도가 SFRC의 주요한 특성인자로 판단된다.

실물크기의 H형강 기둥-보 신형상 약축접합부에 대한 구조성능평가 (Performance Evaluation of Full-scale H-shape Beam-to-Column New-Shape Weak Axis Connection)

  • 심현주;조한솔;김대회;김상섭
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제25권3호
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    • pp.233-242
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    • 2013
  • 현재 가장 많이 사용되는 기존 약축접합부는 브라켓 타입으로 기둥과 보를 접합하는 과정에서 수평 스티프너가 필요하며, 기둥과 브라켓의 용접접합으로 인해 용접량이 비교적 많아 접합부에서 취성파괴가 우려된다. 본 논문은 용접플레이트를 사용함으로써 기존 약축접합부가 가지는 문제점에 대한 해결책을 제시할 수 있는 신형상 약축접합부를 제작해 기존 약축접합부 및 표준 약축접합부와 비교하여 구조성능을 평가하였다. 신형상 약축접합부는 H형강 기둥웨브에서 보 단부사이의 거리를 50mm, 100mm, 150mm, 200mm로 하였다. 실험결과 신형상 약축접합부는 H형강 기둥웨브와 보 단부사이의 거리가 150mm일 때 기준 실험값과 가장 비슷한 것으로 나타났으며, 기존 약축접합부와 표준 약축접합부와 비교해 우수한 구조성능을 가지는 것으로 나타났다.