대한토목학회논문집 (KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research)

  • 제29권5A호
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  • Pages.477-486
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  • 2009
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  • 1015-6348(pISSN)
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  • 2799-9629(eISSN)
대한토목학회 (Korean Society of Civil Engeneers)
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일정체적 정적 최강아치

Strongest Static Arches with Constant Volume

  • 이병구 (원광대학교 토목환경공학과) ;
  • 오상진 (전남도립대학 토목환경과) ;
  • 이태은 (원광대학교 토목환경공학과)
  • 투고 : 2009.05.21
  • 심사 : 2009.07.14
  • 발행 : 2009.09.30
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초록

이 논문은 정다각형 중실 변단면을 갖는 정적 최강아치에 관한 연구이다. 아치의 지간길이와 체적은 정다각형 단면깊이의 형상함수에 상관없이 항상 일정하다. 아치에 정적 연직 집중하중과 수평 집중하중이 작용하는 경우에 단면에 발생하는 최대 수직응력을 산정하였다. 산정된 최대 수직응력이 최소가 되는 정적 최강아치의 변단면 형상, 즉 일정체적 변단면 아치의 단면비를 산정하였다. 부정정 아치의 부정정력을 구하기 위하여 최소일의 원리를 이용하였다. 일련의 수치해석 예를 통하여 정적 최강아치의 단면비를 표 및 그림에 나타내었다. 이 연구의 결과는 아치구조의 최소중량 설계에 매우 유용한 자료를 제공 할 수 있다.

This paper deals with the strongest static arches with the solid regular polygon cross-section. Both span length and volume of arch are always held constant regardless the shape functions of cross-sectional depth of regular polygon. The normal stresses acting on such arches are calculated when both static vertical and horizontal point loads are subjected. By using the calculating results of stresses, the optimal shapes of strongest static arches are obtained, under which the maximum normal stress become to be minimum. For determining the redundant of such indeterminate arches, the least work theorem is adopted. As the numerical results, the configurations, i.e. section ratios, of the strongest static arches are reported in tables and figures. The results of this study can be utilized in the field of the minimum weight design of the arch structures.

키워드

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