• Steel and Composite Structures
• /
• 제13권1호
• /
• pp.15-33
• /
• 2012

For an axially loaded box-shaped member, the width-to-thickness ratio of the plate elements preferably should not be greater than 40 for Q235 steel grades in accordance with the Chinese code GB50017-2003. However, in practical engineering the plate width-to-thickness ratio is up to 120, much more than the limiting value. In this paper, a 3D nonlinear finite element model is developed that accounts for both geometrical imperfections and residual stresses and the ultimate capacity of welded built-up box columns, with larger width-to-thickness ratios of 60, 70, 80, and 100, is simulated. At the same time, the interaction buckling strength of these members is determined using the effective width method recommended in the Chinese code GB50018-2002, Eurocode 3 EN1993-1 and American standard ANSI/AISC 360-10 and the direct strength method developed in recent years. The studies show that the finite element model proposed can simulate the behavior of nonlinear buckling of axially loaded box-shaped members very well. The width-to-thickness ratio of the plate elements in welded box section columns can be enlarged up to 100 for Q235 steel grades. Good agreements are observed between the results obtained from the FEM and direct strength method. The modified direct strength method provides a better estimation of the column strength compared to the direct strength method over the full range of plate width-to-thickness ratio. The Chinese code and Eurocode 3 are overly conservative prediction of column capacity while the American standard provides a better prediction and is slightly conservative for b/t = 60. Therefore, it is suggested that the modified direct strength method should be adopted when revising the Chinese code.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제26권5호
• /
• pp.453-461
• /
• 2014

본 연구에서는 건축구조용 고성능강 HSA800의 건축구조부재로의 적용을 위한 연구로써, 용접 제작된 각형강관 및 H형강에 대해 단주편심압축 실험을 바탕으로 해석모델을 이용한 검증이 이루어졌다. 특히, 고성능강 조립단주의 유한요소해석을 이용한 변수연구와 P-M 상관관계로부터 현행 기준의 적용여부를 평가하고자 하였으며, 폭두께비와 축력비를 주요변수로 두었다. 변수모델의 P-M상관도 분석결과, 압축력에 대한 비세장단면은 모두 현행기준의 요구에서 크게 상회하는 결과를 얻었고 축력비가 낮을수록 휨강도비에 충분한 여유를 갖는 것을 확인하였다. 압축력에 대한 세장판 단면을 갖는 각형강관의 경우, 현행기준의 요구에 못 미치는 결과를 보였다.

• 에너지공학
• /
• 제2권2호
• /
• pp.179-186
• /
• 1993

평판형 태양열 집열기에 적용되는 열파이프는 증발부에 상대적인 낮은 열유속으로 길이가 길고 가느다란 형상을 갖는다. 이러한 열파이프는 증발부의 하단부에서 액체 Pool이 형성하는 경향이 있다. 그리고 이 Pool에서 과열, 급속한 기포의 생성, 기포의 폭발적인 성장과정과 Flooding 등의 복잡한 증발과 유체 역학적 현상이 발생한다. 본 논문에서는 4개의 열파이프와 3개의 열사이폰을 이용하여 주 설계변수인 작동유체의 충전량과 위크의 설치 영역을 조절함으로써 이러한 문제를 해결하도록 하였다. 이에 대한 결과들은 다음과 같이 요약할 수 있다$^{1)}$ . 열파이프의 유효 열전도도는 단열부와 응축부에 위크를 제거함으로써 상당히 개선할 수 있었다$^{2)}$ .액체의 충전량은 위크를 적실수 있는 양보다 약 40%정도 증가시켜야 한다$_{3)}$ . 증발부에서 위크는 핵비 등의 단속적 발생에 의한 불안정한 작동과 포기 시동과정에서 응답시간을 줄이는데 유용한 효과를 갖는다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제17권6호
• /
• pp.911-922
• /
• 2005

섬유보강 콘크리트 보의 전단강도와 거동 특성을 규명하기 위해서 이론적 연구를 수행하였다. 섬유보강 콘크리트 보의 단면에 작용하는 전단력은 압축대와 인장대에 의해서 지지된다. 압축대의 전단성능은 단면의 휨모멘트에 의해서 발생하는 수직응력과의 상관관계를 고려하여 정의하였으며, 인장대의 전단성능은 섬유보강 콘크리트의 균열 후 인장강도를 고려하여 정의하였다. 보의 휨변형에 따라서 수직응력의 크기와 분포가 변화하므로, 보의 전단성능은 휭변형의 함수로 정의하였다. 전단성능곡선과 전단요구곡선의 교점에서, 보의 전단강도와 위험단면의 위치가 결정된다. 제안된 설계 방법은 섬유보강 콘크리트와 일반 콘크리트 보를 위한 통합전단강도모델로 사용 할 수 있다.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제25권2호
• /
• pp.141-151
• /
• 2013

본 연구에서는 균일휨모멘트를 받는 HSB800 강재 플레이트거더의 횡비틀림좌굴(LTB) 강도를 비선형해석으로 평가하였다. 세장, 비조밀 및 조밀 복부판을 갖는 이축대칭단면들을 대상으로 하였으며, 초기처짐과 잔류응력의 영향을 고려하여 비탄성좌굴 영역의 LTB 강도를 평가하였다. 본 연구에서는 단일패널모델과 3-패널모델을 각각 고려하였으며, 이들 모델의 타당성을 평가하기 위해 SM490 강재 거더에 대해 해석을 수행하고 AASHTO, AISC, Eurocode 및 국내 도로교한계상태기준과 비교하였다. 이후 동일한 방법으로 HSB800 강재거더에 대해 LTB 강도 평가 해석을 수행하였으며, 비탄성 영역의 LTB 강도에 대한 현재 기준이 이축대칭 HSB800 강재 거더에서도 적용될 수 있는 것으로 평가되었다.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제26권6호
• /
• pp.581-594
• /
• 2014

HSB800과 HSB600 강재를 플랜지와 웨브에 적용하고 균일휨모멘트를 받는 하이브리드거더의 휨강도 평가를 위한 연구를 수행하였다. 비조밀 및 조밀플랜지와 세장, 비조밀 및 조밀 웨브를 갖는 이축 및 일축대칭 단면들을 대상으로 하였으며, 3차원 쉘요소 모델에 초기처짐과 잔류응력의 영향을 고려하여 '단면 휨강도' 및 '횡비틀림좌굴 강도'를 비선형해석으로부터 평가하였다. 수치해석 결과는 AASHTO LRFD 및 Eurocode 3 기준과 비교하였으며, 비조밀 및 조밀 웨브를 갖는 단면에 대해서는 AASHTO LRFD 부록 A6 기준의 적용성을 분석하였다.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제27권1호
• /
• pp.77-85
• /
• 2015

본 연구에서는 세장한 부재가 압축력을 받을 경우 발생하는 횡좌굴에 의한 내력의 저하를 방지하기 위해, 좌굴 전에 항복을 유도하는 응력제한장치의 개발에 관한 것으로서, 기존의 면외저항방식 및 슬롯방식과는 상이한 단면절삭방식을 제안하고 그 유효성을 실험적, 해석적으로 규명하고 있다. 단면절삭방식은 단면의 절삭범위에 따라 역학적 특성 및 구조적 성능이 상이한 것으로서, 연구의 대상은 절삭의 폭 및 절삭개수를 주 대상으로 하고 있다. 연구결과, 단면 깊이가 같은 경우 단면 절삭폭의 영향은 나타나지 않았으며, 단면 절삭폭을 좁게, 절삭개수가 많을수록 소성영역에서 좀 더 안정적인 거동을 나타내었다. 따라서, 단면절삭을 이용한 응력제한 장치는 항복 후 안정된 이력거동을 나타내고 있어 응력제한 장치로서 그 유효성이 확인되었으며, 향후 실 구조물에의 적용이 가능하리라 판단된다.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제21권6호
• /
• pp.619-626
• /
• 2009

저층 장스팬 철골프레임에는 강재절감을 위해 휨모멘트 저항에 극대화한 판폭 두께비가 큰 단면 부재를 사용하고 있다. 한편, 외부환경에 노출된 강부재는 수년간을 걸쳐 부식이 진행된다. 부식에 의한 단면결손에 따른 내력감소는 판폭두께비가 큰 부재의 경우가 판폭두께비가 작은 부재에 비하여 상대적으로 크다. 또한, 부식에 의한 압축측 플랜지 및 웨브 판두께의 감소(판폭두께비 증가)에 의한 한계상태 영역이 변경될 여지도 있다. 본 논문에서, 국내 장스팬 철골프레임을 대상으로 판폭두께비가 큰 단면에 대해서 부식진행정도에 따른 모멘트-회전각관계, 초기강성, 최대내력, 최대내력이후 강성 및 에너지흡수능력에 대해서 평가를 행하였다.

• 대한조선학회지
• /
• 제13권1호
• /
• pp.1-9
• /
• 1976

Using the computer programs for calculation of natural vibrations of ship's hull developed by the authors et al., an investigation into influences of various parameters on the accuracy of calculation was done through example calculations of a 30,000 DWT petroleum products carrier M/S Sweet Brier built by Korea Shipbuilding and Engineering Corporation. The methodical principles employed for the computer program development are as follows; (a) the ship system is reduced to an equivalent discrete elements system conforming to Myklestad-Prohl model, (b) the problem formulation is of transfer matrix method, and (c) to obtain solutions an extended $G\ddot{u}mbel's$ initial value method is introduced. The scope of the investigation is influences of number of discrete elements, choice of significant system parameters such as rotary inertia, bending stiffness and shear stiffness, and simplification of distributions of added mass and stiffness as trapezoidal ones referred to those of midship section on the calculation accuracy. From the investigation the followings are found out; (1) To obtain good results for the modes up to the seven-noded thirty or more divisions of the hull is desirable. For fundamental mode fifteen divisions may give fairly good results. (2) The influence of rotary inertia is negligibly small at least for the modes up to the 5- or 6- noded. (3) In the case of assuming either bending modes or shear modes the calculation results in considerably higher frequencies as compared with those based on Timoshenko beam theory. However, the calculation base on the slender beam theory surprisingly gives frequencies within 10% error for fundamental modes. (4) It is proved that to simplify distributions of added mass and stiffness as trapezoidal ones referred to those of midship section is a promising approach for the prediction of natural frequencies at preliminary design stage; provided good accumulation of data from similar type ships, we may expect to obtain natural frequencies within 5% error.

• Steel and Composite Structures
• /
• 제43권2호
• /
• pp.271-278
• /
• 2022

Buckling is one of the most critical phoneme in the design of steel structures. Lateral torsional buckling (LTB) is particularly significant for slender beams generally subjected to loading in plane. The web distortion effects on LTB are not addressed explicitly in standards for flexural design of steel I-section members. Hence, the present study is focused to predict the influence of the web distortion on the elastic (L_r) limiting lengths given in American Institute of Steel Construction (AISC) code for the lateral torsional buckling (LTB) behavior of steel beams due to no provision in the code for consideration of web distortion. For this aim, the W44x335 beam is adopted in the buckling analysis carried out by the ABAQUS finite element (FE) program since it is one of the most critical sections in terms of lateral torsional buckling (LTB). The strain results at mid-height of the web at mid-span of the beam are taken into account as the monitoring parameters. The web strain results are found to be relatively greater than the yield strain value when L/L_r is equal to 1.0. In other words, the ratio of L/L_r is estimated from the numerical analysis to be about 1.5 when the beam reaches its first yielding at mid-span of the beam at mid-height of the section. Due to the effect of web distortion, the elastic limiting length (L_r) from the numerical analysis is obtained to be considered as greater than the calculated length from the code formulation. It is suggested that the formulations of the limiting length proposed in the code can be corrected considering the influence of the web distortion. This correction can be a modification factor or a shape factor that reduces sectional slenderness for the LTB formulation in the code.