• Computers and Concrete
• /
• 제15권3호
• /
• pp.391-410
• /
• 2015

One of the most common applications of ferrocement is the manufacturing of thin stiffened plates which are prone to buckling. This study focuses on the investigation of the behavior of a ferrocement plate, stiffened in both directions by means of an appropriate grid of ribs. In the present paper detailed three-dimensional numerical Finite Element models are formulated for the simulation of the behavior of the structure under study, which are able to take into account both the geometric and material non-linearities that are present in the subject at hand (plasticity, cracking, large displacements). The difference among the formulated models lies on the use of different types of finite elements. The numerical results obtained by each model are compared and the most efficient model is determined. Finally, this model is in the sequel used for the further investigation of the effect of different parameters on the ultimate load capacity, such as the initial out-of-plane imperfection of the plate and the interaction between the axial loads in both directions.

• 대한조선학회지
• /
• 제26권3호
• /
• pp.21-28
• /
• 1989

좌굴강도의 관점에서 보강된 복합적층판의 최적 적층 구조를 해석하였다. 복합적층판의 해석에서는 판두께 방향의 전단 변형 효과를 고려한 유한요소법이 적용되었고, 보강 평판의 모델은 판과 비임 요소로 구성되었으며 판의 적층 두께는 동일한 두께의 적층과 대칭으로 이루어졌다. 유리섬유의 방향을 변화시킴으로써 적층 두께의 최적구조를 얻었는데, $[-45^{\circ}/45^{\circ}/90^{\circ}/0^{\circ}]_3$을 갖는 적층판의 경우 가장 큰 좌굴하중을 얻었다. 이 경우 적층수는 8층 이상이었고, 특기할 사항은 같은 방향의 유리섬유층을 모두 함께 모아서 진술한 최적 적층의 구성에 따른 적층판이 가장 큰 좌굴 강도를 나타내었다.

• 전산구조공학
• /
• 제8권4호
• /
• pp.149-158
• /
• 1995

열간압연된 형강은 수직재나 휨재 등으로 사용할 때 파이프나 덕트 등의 설비에 필요한 공간을 확보하기 위해 웨브에 개구부를 두기도 한다. 개구부를 갖는 형강의 웨브는 면내력을 받는 사각형 평판으로 고려하여 좌굴하중을 구하였다. 재하변은 단순지지로 하고 재하변은 직각인 변은 탄성지지단으로 보고 해석하였으며, 국부좌굴에 대한 보강을 위해 개구부 주위(하중 방향과 평행한 두변)에 보강재를 두어 단면 손실에 대한 좌굴하중의 감소를 보강하였다. 본 연구에서는 평판에 대한 고전적인 이론해와 유한요소에 의한 해석해를 비교하여, 해석에 대한 해의 정확성을 검증한 후 개구부의 크기, 보강재의 크기와 탄성지지단의 비틀림 상수의 변화에 대한 효과를 알아보았다. 그 결과 이론해와 해석해의 오차는 0.31%로 상당히 정밀한 해석해를 얻었으며, 비틀림 상수의 크기와 보강재의 크기에 따라 유공 보강판의 효과적인 개구부 크기를 결정하였다.

• 대한조선학회논문집
• /
• 제57권4호
• /
• pp.182-190
• /
• 2020

This study reports a series of drop impact tests performed to generate denting damages on stiffened plates and their residual ultimate strength tests under axial compression. The models were fabricated of general structural steel, and each model has six longitudinal stiffeners and two transverse frames. Among six fabricated models, four were damaged, and two were left intact for reference. To investigate the effects of collision velocity and impact location on the extent of damage, the drop height and the impact location were changed in each impact test. After performing the collision tests, the ultimate axial compression tests were conducted to investigate the residual strengths of the damaged stiffened plates. Finite element analyses were also carried out using a commercial package Abaqus/Explicit. The material properties obtained from a quasi-static tensile tests were used, and the strain-rate sensitivity was considered. After importing the collision simulation results, the ultimate strength calculations were carried out and their results were compared with the test data for the validation of the finite element analysis method.

• 대한기계학회논문집
• /
• 제14권5호
• /
• pp.1059-1068
• /
• 1990

본 연구에서는 4변이 단순지지되고 보강재가 등간격으로 조밀하게 배치된 편 면직교보강평판에 조합하중이 작용하는 경우 최소중량화에 따른 최적설계변수들을 비 선형 최적화기법인 미분벡터유영법(gradient projection method)에 의하여 산정한다. 설계제한조건으로 전체좌굴응력, 평판및 보강재의 국부좌굴응력, 각부의 항복응력제한 그리고 설계변수들의 상, 하한치의 제한등을 설정하고 전체좌굴에 대한 지배방정식으 로 등가의 직교이방성 평판의 좌굴에 관한 평형방정식을 사용한다. 직교 보강의 경 우 기존연구결과와 비교, 분석하여 본 해석의 유용성을 입증하고 조합하중의 작용에 따른 대칭경사보강의 효율성도 검토한다.

• Structural Engineering and Mechanics
• /
• 제89권6호
• /
• pp.601-615
• /
• 2024

Effect of ring and straight stiffeners in the buckling as well as vibration characteristics of metal-ceramic functionally graded plates with cutout subjected to various uniaxial and localized in-plane compressive edge loadings was explored in the present work. In the current work, the distinguishing characteristics of metal and ceramic are merged in a single volume, and power law was used for estimating the material composition throughout thickness. Buckling and free vibration characteristics were studied initially for unstiffened Al/SiC functionally graded plates with cutout. Subsequently, the influence of cutout ratio on buckling load as well as natural frequency for different power law indices was discussed. The functionally graded plate was stiffened by three different stiffener patterns, namely; ring stiffener, straight stiffener, as well as a combination of the ring and the straight stiffener, to enhance the buckling as well as vibration characteristics. The effect of stiffener depth ratio for different stiffener patterns was also presented for functionally graded plates having different cutout sizes under various loading conditions. Such studies on functionally graded material have potential applications in a variety of technological fields including the aerospace and defense sectors.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제21권5호
• /
• pp.471-481
• /
• 2009

본 연구는 SSC(Stiffened Steel Plate-Concrete) 구조와 NSC(Non-Stiffened Steel Plate-Concrete) 구조의 압축거동 특성을 비교 분석하여 SSC 구조의 구조적 성능 향상 효과를 파악하는데 그 목적이 있다. 여기서, SSC 구조는 강판에 리브(H형강)을 사용하여 선지지하고 스터드로 점지지하여 콘크리트와 일체화 시킨 구조이다. 한편 NSC 구조는 강판에 스터드로 점지지하여 콘크리트와 일체화 시킨 구조이다. 실험을 통해 다음과 같은 결과를 얻었다. SSC 구조가 NSC 구조에 비해 시험체의 강판좌굴 억제 및 급격한 콘크리트의 취성파괴를 방지하는 것으로 나타났다. 또한 SSC 구조가 NSC 구조에 비해 약 5%~28%정도 최대압축강도가 증가한 것으로 나타났다.

• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제11권11호
• /
• pp.5-18
• /
• 2010

본 연구에서는 지간 15m 이하의 지중파형강판 박스구조물의 3차원 해석 시 적용 가능한 3차원 보강판 모델을 제안하고 검증하였다. 3차원 보강판 모델은 실제 파형강판의 단면계수와 종방향과 길이방향의 단면특성을 고려하여 지중강판 박스구조물을 모델링함으로써, 3차원 해석 시 모델링을 간편하게 하고 해석시간을 단축할 수 있는 유용한 해석 모델이다. 이 모델을 검증하기 위해 3단계의 시공과정(정점부까지의 뒷채움, 토피고까지의 뒷채움, 활하중재하)에 따른 거동분석으로부터 최대 변위와 최대모멘트를 유발하는 재하상태를 도출하였고, 제안된 단면을 통해 파형강판의 거동을 분석하였다. 분석 결과를 3차원 등가판 모델, 2차원 모델, 실제파형강판 구조물과 동일하게 모델링한 3차원 Corrugated 판 모델과 비교 검증하였다. 해석결과 2차원 모델과 3차원 등가판 모델은 활하중 조건에서 3차원 Corrugated 판 모델과 큰 차이를 나타내었으나, 3차원 보강판 모델은 모든 해석 결과에서 3차원 Corrugated 판 모델과 일치하는 결과를 나타내었다.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제20권4호
• /
• pp.549-559
• /
• 2008

본 연구는 보강 강판-콘크리트로 이루어진 구조의 압축실험을 통해 압축강도 및 비탄성 파괴모드를 파악하기 위한 것이 주목적이다. 강판두께(t)에 대한 스터드 간격(B)비를 세가지(25, 33, 50)로 분류하여 압축강도 실험을 실시하였다. 실험을 통해서 보강 강판-콘크리트 구조의 압축강도는 콘크리트와 강판의 누가방식으로 예측하는 것이 타당하다고 판단되었다. 강판의 좌굴은 스터드와 스터드 사이의 취약한 부분에서 비탄성국부좌굴이 발생하였다. 그리고 압축하중 지배하의 보강 SC 구조물에 대한 압축강도의 경험적 계산치를 제시하였다. 좌굴 거동을 유한요소해석 결과와 비교하였으며 비교결과 실제 시험체의 좌굴거동과 유한요소해석 결과와 유사한 것으로 나타났다.

• 대한조선학회논문집
• /
• 제42권4호
• /
• pp.396-401
• /
• 2005

In this study, the assumed mode method using characteristic polynomials of Timoshenko beam is applied to the free vibration analysis for the stiffened plate of ship tank side in contact with water. The hydro-elastic effect of the fluid-structure interaction is considered by fluid velocity potential, derived from boundary conditions for fluid and structure, and utilized in the calculation of added mass matrix using assumed modes. To verify the validity and effectiveness of the presented method, free vibration analysis for the stiffened plates in contact with finite and infinite fluids have been carried out and its results were compared with those obtained by a general purpose FEA software.