• 제목/요약/키워드: torsional flexural buckling

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스틸스터드의 압축내력 평가 (An Evaluation of Axial Compressive Strength in Steel Stud)

  • 신태송
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제10권4호통권37호
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    • pp.677-689
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    • 1998
  • 본 연구에서는 중심압축력을 받는 스털스터드의 설계강도에 대하여 다루었으며 비교 평가하였다. 미국규준인 냉간성형 LRFD 설계규준 (AISI). 유럽의 냉간박벽부재설계규준 (EC3 part 1.3) 및 독일의 관련규정 (DASt-Richtlinie 016)의 유사성과 차이점을 소개하고 분석하며 체계적으로 평가하였다. 특히 유효폭과 전체 안정성문제 (휨좌굴과 비틀림좌굴)가 이 논문에서 내포되어 있다. 또한 예제를 통하여 두 규준인 AISI와 EC3에 의한 설계압축강도를 산정하고 비교 분석하였다.

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Improved refined plastic hinge analysis accounting for local buckling and lateral-torsional buckling

  • Thai, Huu-Tai;Kim, Seung-Eock;Kim, Jongmin
    • Steel and Composite Structures
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    • 제24권3호
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    • pp.339-349
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    • 2017
  • In this paper, a conventional refined plastic hinge analysis is improved to account for the effects of local buckling and lateral-torsional buckling. The degradation of flexural strength caused by these effects is implicitly considered using practical LRFD equation. The second-order effect is captured using stability functions to minimize modeling and solution time. An incremental-iterative scheme based on the generalized displacement control method is employed to solve the nonlinear equilibrium equations. A computer program is developed to predict the second-order inelastic behavior of space steel frames. To verify the accuracy and efficiency of the proposed program, the obtained results are compared with the existing results and those generated using the commercial finite element package ABAQUS. It can be concluded that the proposed program proves to be a reliable and effective tool for daily use in engineering design.

보와 아치의 좌굴강도에 관한 연구의 필요성 (The Need for Research about Buckling Strength of Arch and Beam)

  • 임남형;이진옥;류효진;이우철;구소연
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 2007년도 정기 학술대회 논문집
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    • pp.223-226
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    • 2007
  • In current specification, modification factor(B) for web-tapered beam is used to account for the stress gradient and the restraining effect for adjacent spans. However, because these effects are considered together in modification factor, this paper revaluate the accuracy of the modification factor used in current specification. Also this paper investigate the flexural torsional buckling strength of laterally fixed thin-walled arch with doubly symmetric section using the analytical and numerical method. From this investigate the concept of effective length to consider the out-of-plane boundary condition for straight column or beam is not applicate for the flexural-torsional buckling of laterally fixed arches.

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편심하중을 받는 박벽개단면 압축재의 임계하중 (Critical Loads of Eccentrically Loaded Struts with Thin-Walled Open Sections)

  • 나영진;이수곤
    • 전산구조공학
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    • 제9권4호
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    • pp.135-140
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    • 1996
  • 박벽개단면을 갖는 단일 형강재는 압축재로 될 수 있는데 예를 들면 트러스에서 복재가 이런 경우이다. 이 때에는 부재의 조립 때문에 발생하는 필연적 편심을 구조설계시에는 보통 무시한다. 그러나 편심의 영향은 부재를 설계할 때, 특히 압축부재의 설계에서는 고려되어야 할 사항이다. 비틀림이나 혹은 휨과 비틀림에 의해서 좌굴을 일으키는 압축재의 임계하중은 지배하는 비분방정식의 해를 구함으로써 결정된다. 본 논문에서는 채널([), 등변앵글(L), 리프채널(C)의 편심변화에 따른 내하력을 도표로 나타내기로 한다. 또한 식이복잡하므로 컴퓨터를 이용하여 계산한 후, 그 결과를 SURFER프로그램을 사용하여 그래프로 표시하였다.

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균일한 휨모멘트가 작용하는 파형강판 복부판 I-거더의 횡-비틂 좌굴강도 평가 (Evaluation of Lateral-Torsional Buckling Strength of I-Girder with Corrugated Web under Uniform Bending)

  • 문지호;이종원;최병호;이학은
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제19권5호
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    • pp.463-472
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    • 2007
  • 본 연구에서는 균일한 휨모멘트가 작용하는 파형강판 복부판 I-거더의 횡-비틂 좌굴강도에 관하여 이론적 접근 및 유한요소해석을 이용하여 연구를 수행하였다. 횡-비틂 좌굴 강도는 박판 구조를 갖는 I-단면의 휨부재를 설계 하는데 중요한 인자이다. 하지만 파형강판 복부판 I-거더의 뒴비틀림 상수와 같은 비틀림 거동에 대한 이해가 현재까지는 부족한 실정이며, 이에 대한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 휨 및 순수 비틀림 상수를 기존 연구자들의 결과를 이용하여 요약하였으며, 그 후 파형강판 복부판 I-거더 단면의 전단 중심의 위치와 뒴비틀림 상수를 유도하였다. 이러한 단면 상수들을 이용하여 파형강판 복부판 I-거더의 횡-비틂 좌굴 강도를 결정하였으며, 유한요소해석을 수행하여 제안된 파형강판 복부판 I-거더의 횡-비틂 좌굴 강도를 검증하였다. 마지막으로 파형강판의 기하학적 제원이 횡-비틂 좌굴강도에 미치는 영향에 관하여 연구를 수행하였다.

Elastic Stability of Thin-Walled Arches subjected to Uniform Bending - Linear Bending Normal Strain Distribution -

  • Ryu, Hyo-Jin;Lim, Nam-Hyoung;Lee, Chin-Ok
    • 한국방재학회 논문집
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    • 제9권2호
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    • pp.11-15
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    • 2009
  • 본 논문에서는 균일 모멘트 하중을 받는 박판 아치의 탄성 좌굴에 관한 연구를 수행하였다. 초기 곡률을 고려한 비선형 변형률-변위 관계식을 전체 포텐셜 에너지 방정식의 이차 변분에 대입하여 초기 곡률 효과를 포함하는 에너지 방정식을 유도하였다. 휨 모멘트에 의한 단면 내 법선 변형률이 선형으로 분포한다는 초기 곡률 효과에 대한 가정사항을 유도과정에 일관되게 적용하였다. 균일 모멘트 하중을 받는 아치의 휨-비틀림 좌굴하중에 관한 제차해를 제시하고 타 연구자의 결과와 비교하였다.

Elastic flexural and torsional buckling behavior of pre-twisted bar under axial load

  • Chen, Chang Hong;Yao, Yao;Huang, Ying
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제49권2호
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    • pp.273-283
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    • 2014
  • According to deformation features of pre-twisted bar, its elastic bending and torsion buckling equation is developed in the paper. The equation indicates that the bending buckling deformations in two main bending directions are coupled with each other, bending and twist buckling deformations are coupled with each other as well. However, for pre-twisted bar with dual-axis symmetry cross-section, bending buckling deformations are independent to the twist buckling deformation. The research indicates that the elastic torsion buckling load is not related to the pre-twisted angle, and equals to the torsion buckling load of the straight bar. Finite element analysis to pre-twisted bar with different pre-twisted angle is performed, the prediction shows that the assumption of a plane elastic bending buckling deformation curve proposed in previous literature (Shadnam and Abbasnia 2002) may not be accurate, and the curve deviates more from a plane with increasing of the pre-twisting angle. Finally, the parameters analysis is carried out to obtain the relationships between elastic bending buckling critical capacity, the effect of different pre-twisted angles and bending rigidity ratios are studied. The numerical results show that the existence of the pre-twisted angle leads to "resistance" effect of the stronger axis on buckling deformation, and enhances the elastic bending buckling critical capacity. It is noted that the "resistance" is getting stronger and the elastic buckling capacity is higher as the cross section bending rigidity ratio increases.

횡비틀림좌굴을 고려하는 2차 소성힌지해석을 이용한 3차원 강뼈대 구조물 설케 (3-D Frame Design Using Second-Order Plastic-Hinge Analysis Accounting for Lateral Torsional Buckling)

  • 김승억;박주수
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제15권1호
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    • pp.117-126
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    • 2002
  • 본 논문에서는 횡비틀림좌굴을 고려하는 2차 소성힌지해석법을 이용하여 3차원 강뼈대구조물의 설계기법을 개발하였다. 본 해석은 구조시스템 및 개별부재의 재료적 기하학적 비선형 거동을 고려한다. 더욱이, 종래의 2차 소성힌지해석에서 횡비틀림좌굴효과에 의한 휨강도 감소효과를 고려하지 못한 문제를 해결하였다. 강뼈대구조물의 잔류응력과 휨에 의한 비선형성 및 기하학적 불완전성에 의한 점진적인 소성화효과를 고려하는 효율적인 방법을 기술하였다. 횡비틀림좌굴효과를 고려하기 위하여 비지지장 및 단면 형상으로 구성되는 침강도 감소모델을 사용하였다. 개발된 2차 소성힌지해석법을 LRFD 설계방법과 비교함으로서 검증하였다. 예제해석을 통하여 횡비틀림좌굴효과는 2차 소성힌지해석법에 고려해야 할 중요한 요소임을 알 수 있었다. 본 해석은 실제 설계에 활용할 수 있는 효율적이고 신뢰성 있는 방법이다.

Web strain based prediction of web distortion influence on the elastic LTB limiting length

  • Bas, Selcuk
    • Steel and Composite Structures
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    • 제43권2호
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    • pp.271-278
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    • 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 (Lr) 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/Lr is equal to 1.0. In other words, the ratio of L/Lr 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 (Lr) 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.

축방향 압축력을 받는 인발성형부재의 좌굴해석 (Buckling Analysis of Pultruded Members under Axial Compression)

  • 이승식;백성용
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제18권5호
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    • pp.615-624
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    • 2006
  • 본 논문에서는 부재의 lay-up에 상관없이 사용할 수 있으며 복합재료 부재의 거동에 중요한 영향을 미치는 포아송 효과를 고려할 수 있는 확장된 복합재료 보이론을 제시하고, 확장된 보이론을 바탕으로 축방향 압축력을 받는 복합재료 박판부재의 좌굴식을 유도하였다. 유도된 좌굴식을 검증하기 위해서 기존에 발표된 인발성형 vinylester/E-glass 및 polyester/E-glass T형 부재의 휨-비틀림 좌굴실험결과와 vinylester/E-glass H형 부재의 휨 좌굴실험결과를 수치예제로 사용하였다. 이론적 좌굴하중과 실험적 좌굴하중 및 유한요소해석 결과와의 비교를 통하여 본 연구에서 제안된 좌굴식이 인발성형부재의 좌굴하중을 7% 정도 안전측으로 예측하는 것을 알 수 있었다.