• 제목/요약/키워드: torsional beam

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자유수면(自由水面)에서의 비틀림 수평(水平)굽힘의 연성진동(連成振動)을 하는 선체단면형(船體斷面形)의 이차원적(二次元的) 부가관성(附加慣性) Moment에 관(關)한 연구(硏究) (The Study on the Added Moment of Inertia of Two Dimensional Cylinder induced by the Torsional Vibration coupled with the Flexural Vibration)

  • 김사수
    • 대한조선학회지
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    • 제7권2호
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    • pp.3-18
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    • 1970
  • An investigation was made for the added mass moment of inertia induced by the rotational motion of the cylinder with hull section on water in order to obtain the information to estimate the natural frequency of the torsional vibration of ships. The special consideration to the effect of the draught upon the added mass moment of inertia is taken into account in the study. In this paper, the general expression for the added mass coefficients of moment of inertia of arbitary two dimensional forms induced by the torsional vibration, was derived by the author. Hence, the coefficients for these forms are represented as functions of parameters, the section area coefficient and draft beam ratio, from which the added mass coefficients for arbitrary forms can be obtained. The result was shown in a chart for estimation of the added mass moment of inertia induced by the torsional vibration, as first trial, for the convenience of practical use.

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유효비틀림계수를 사용한 박벽개보의 비틀림해석 (Torsional Analysis of Thin-Walled Open Beams Using Effective Torsional Constants)

  • 백성용
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제18권2호
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    • pp.203-211
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    • 2006
  • 본 논문에서는 집중 비틂모멘트와 등분포 비틂모멘트가 작용하는 박벽개보의 뒴구속에 대한 영향을 고려할 수 있는 새로운 유효비틀림계수를 제시한다. 상용 유한요소 프로그램의 알고리즘을 바꾸지 않고 순수 비틀림계수 대신에 제안된 비틀림계수를 직접 사용할 수 있다. 유도된 비틀림계수는 순수 비틀림과 뒴 비틀림에 의한 영향을 고려하며 순수 비틀림계수에 보정계수를 곱하여 산정한다. 순수 비틀림의 경우 유도된 계수는 순수 비틀림계수와 일치하게 나타났다. 순수 비틀림을 이용하여 본 연구에서 유도한 유효 비틀림계수는 Elhelbawey 등이 제안한 비틀림계수와 차이를 보여주고 있다. 또한, 유효 비틀림계수를 사용하여 구한 최대비틀림각을 이용하여 부재 내 에 발생하는 전단응력과 다른 연구자의 결과들과 비교, 검토한다.

균일한 수직하중을 받는 I형강의 비탄성 좌굴거동에 의한 설계 (Inelastic Buckling Behavior of I-Beam Under Uniform Bending)

  • 이동식;오순택
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제16권1호통권68호
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    • pp.61-72
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    • 2004
  • 우리나라에서는 생산되는 I형강을 대상으로 비탄성 휨-뒤틀림 좌굴에 대하여 연구하였으며 잔류응력은 다항식형과 단순형으로 고려하였다. 또한 웨브의 면의 뒤틀림이 구속된 보의 비탄성 휨-비틀림 좌굴에 대해서도 알아보았다. 해석결과를 강구조편람의 허용 휨응력과 비교하였다. 균일한 휨을 받는 보의 경우는 비탄성 휨-비틀림 좌굴이 중요한 큰 영향을 미치지 않았으나, 중간 브레이싱이 없는 단지간 및 중지간보의 경우 강구조편람에 의한 설계는 과설계가 됨을 알 수 있었다.

박벽 C형 복합재료 보의 휨-비틀림 진동 해석 (Flexural-torsional Vibration Analysis of Thin-walled C-Section Composite Beams)

  • 김영빈;이재홍
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제14권1호
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    • pp.31-40
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    • 2002
  • 적층된 박벽 복합재료 보의 자유 진동에 관한 연구를 수행하였다. 박벽 C형강 복합재료의 동적 거동에 적용 가능한 일반적인 해석 모델을 개발하였다. 이 모델은 classical lamination theory를 기초로 두고 있으며, 임의의 적층 상태의 구성 즉, 대칭뿐만 아니라 비대칭의 적층 상태, 그리고 다양한 경계조건에 따른 휨과 비틀림 형상의 연계(coupling)을 설명하였다. 변위를 기반으로 한 일차원 유한 요소 모델은 박벽 복합재료 보의 고유 진동수와 그에 대응하는 진동 모드를 예측하기 위해 개발되었다. 운동방정식은 Hamiton의 원리로부터 유도되었으며, 수치적인 결과는 박벽 복합재 보에서 복합재료의 진동수와 모드 형상에 대해 적층각, 계수비, 그리고 경계조건의 영향을 얻을 수 있었다.

직선늑골선형(直線肋骨船型)의 수평(水平) 및 비틂진동(振動)에 있어서의 2차원적(次元的) 부가관성계수(附加慣性係數) (Two Dimensional Added Inertia Coefficients for Straight Framed Hull Forms in Horizontal and Torsional Vibration.)

  • 김사수
    • 대한조선학회지
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    • 제12권2호
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    • pp.3-12
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    • 1975
  • As for two dimensional added mass coefficients for straight framed hull forms in a free surface of an ideal fluid, theoretical calculations by F.M. Lewis, vertical, K. Wendel, J.H. Hwang, and etc. are available; vertical modes of rectangular and triangle sections by Lewis, vertical, horizontal and torsional models of rectangular and triangle section by Wendel, and systematical calculations for vertical modes of single chine forms by Hwang. In this paper, employing the conformal transformation by which a unit circle and its exterior region can conformally mapped to a polygon and its exterior region, the author calculated two dimensional added inertia coefficients systematically for straight framed sections with single chine in horizontal and torsional modes of vibrations. As the results, it was found that sloping side angle is an important factor measuring the magnitude of two dimensional added inertia coefficient for a set of given values of the sectional area coefficient and the beam-draft ratio. To grasp it cleary in physical sense, pressure distributions are investigated for some typical section contours. The numerical results are presented graphically in the form of two dimensional added sectional area coefficients with beam-draft ratios and sloping side angles as parameters, so that the data may conveniently utilized for estimation of the added inertia coefficients based on a three parameter technique.

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균일모멘트를 받는 계단식 I형보의 비탄성 횡-비틀림 좌굴에 관한 연구 (A Study on Inelastic Lateral-Torsional Buckling of Stepped I-Beams Subjected to Pure Bending)

  • 김종민;김승준;박종섭;강영종
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제20권2호
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    • pp.237-246
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    • 2008
  • 연속경간을 가지는 I형강 교량은 내부 지점근처에서 상대적으로 큰 부모멘트가 발생하게 되는데, 이에 경제적인 단면 활용을 위하여 내부 지점부위의 상부 및 하부플랜지에 플레이트를 보강한 변단면을 사용하고 있다. 본 연구에서는 기존 탄성 횡-비틀림 좌굴식에 관한 연구를 토대로 하여 비탄성 구간에 있는 계단식 I형보의 횡-비틀림 좌굴강도를 범용구조해석프로그램 ABAQUS(2006)를 이용하여 산정하고, 간편한 설계식을 제안하고 있다. 유한요소해석에는 4절점 쉘요소인 S4R이 사용되었고, 국내외에서 많이 사용되는 I형강 단면(${W36{\times}160}$)을 대상으로 하였다. 양단 및 한쪽 끝단에 계단식 단면을 가지는 보에 대해서 고려하였으며, 플랜지 길이방향 비, 너비방향 비, 두께의 비로 계단식 I형보를 나타내었다. 해석에 사용된 매개변수는 각각 27가지 및 36가지 조합이고, 하중조건으로 보의 순수굽힘이 발생하는 균일모멘트를 적용시켰으며, 비탄성 구간범위 내에 있는 비지지 길이에 대하여 구조해석을 수행하였다. 비탄성 횡-비틀림 거동을 보기 위하여 잔류응력 및 초기결함을 고려한 비선형해석을 실시하였는데, Pi(1995)등이 고려한 잔류응력의 형상과 국내 I형강 표준 치수 허용치에 근거하여 부재 길이의 0.1%를 초기제작오차로 고려하였다. 본 연구 결과는 다양한 형식의 I형보가 사용되는 빌딩 및 교량의 경제적이고 합리적인 설계의 근간을 제공해 줄 것이며, 향후 다양한 하중 조건을 가지는 양단 또는 일단 계단식 단면 변화보의 비탄성 횡-비틀림 좌굴강도를 계산할 수 있는 설계식 개발에 적극 활용 될 수 있을 것이다.

휨과 비틀림을 동시에 받는 PSC 역티형보와 직사각형보의 거동 비교 (Comparison on Flexural and Torsional Behaviors of Inverted Tee and Rectangular Precast Pretensioned Concrete Beams)

  • 설동재;유승룡
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 2003년도 가을 학술발표회 논문집
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    • pp.190-193
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    • 2003
  • Flexural-torsional behaviors of the typical architectural precast beam sections - inverted tee and rectangular - were compared. The inverted-tee beams were designed with a parking live load - 500kgf/$\textrm{m}^2$ and a market-1,200kgf/$\textrm{m}^2$ according to the currently used typical shape in the domestic market building site. The rectangular beams were also designed as the same bottom dimension and area, and reinforced for similar strength as in the cases of inverted tee beams. Two rectangular and two inverted precast pretensioned concrete beams were tested and analyzed

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철근콘크리트 부재의 비틀림강도에 관한 연구 (Study on Torsional Strength of Reinforced Concrete Members)

  • 박창규
    • 한국건설순환자원학회논문집
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    • 제7권2호
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    • pp.145-150
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    • 2019
  • 본 논문에서는 비틀림을 받는 RC 부재의 콘크리트 기여 강도를 포함하고 전단흐름두께를 합리적으로 고려한 비틀림 강도 추정식을 제안하였다. 본 논문에서 제안한 극한비틀림 강도 추정식을 검증하기 위하여, 현행 콘크리트 구조기준(KCI 2017, ACI 318-14)에서 규정한 공칭비틀림강도와 Rahal의 비틀림강도 추정식, 본 논문에서 제시한 새로운 비틀림강도 추정식에 의한 이론값을 참고 문헌에서 발췌한 104개의 보에 대한 극한비틀림강도 측정값과 각각 비교 검토하였다. 그 결과 콘크리트 기여강도를 반영한 Rahal의 비틀림강도 추정식과 본 논문에서 제안한 비틀림강도 추정식에 의한 극한비틀림강도가 현행 설계기준이 규정한 공칭비틀림강도보다 실험값에 더 가깝게 나타났다.

Nonlinear torsional analysis of 3D composite beams using the extended St. Venant solution

  • Yoon, Kyungho;Kim, Do-Nyun;Lee, Phill-Seung
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제62권1호
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    • pp.33-42
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    • 2017
  • We present in this paper a finite element formulation for nonlinear torsional analysis of 3D beams with arbitrary composite cross-sections. Since the proposed formulation employs a continuum mechanics based beam element with kinematics enriched by the extended St. Venant solutions, it can precisely account higher order warping effect and its 3D couplings. We propose a numerical procedure to calculate the extended St. Venant equation and the twisting center of an arbitrary composite cross-section simultaneously. The accuracy and efficiency of the proposed formulation are thoroughly investigated through representative numerical examples.