During the manufacture of a ship, longitudinal deformation is produced by fillet welding on the BuiltUp beam used to improve the longitudinal strength of a ship. This deformation needs a correcting process separate from a manufacture process and decreases productivity and quality. This deformation is caused by welding moment, which is the value multiplied the shrinking force due to welding by the distance from the neutral axis on a cross section of BuiltUp beam. This deformation can be offset by generating a moment which is the same magnitude with and is located in an opposite direction to the welding moment on web plate by induction heating. Accordingly, this study clarifies the creation mechanism of the longitudinal deformation on BuiltUp beam with FEM analysis and presents the preventative method of this deformation by induction heating basing the mechanism and verifies its validity through analysis and experiments. The induction heating used here is performed by deciding its location and quantity with experiments and simple equations and by applying them to a real structure.
단면을 자유롭게 제작할 수 있는 Built-up H형강(BH)의 사용이 점점 증대하고 있다. 본 연구는 BH의 규격화를 위한 기초연구로 SM490, SM520 강재의 항복강도, 인장강도, 연신율, 샤르피 흡수에너지 등의 소재특성을 확인하였다. 또한 single-SAW 및 tandem-SAW를 활용하여 6개의 BH 공시체를 제작하였으며, 공시체에서 매크로시험편, T바 인장실험체를 채취하여 용접성능을 확인하였다. 소재특성시험 결과 국내산 SM490, SM520 강재의 특성은 모두 KS를 만족하였으며, 용접성능실험 결과 BH의 용접부는 충분한 용접성능을 갖추었다고 판단할 수 있다. 따라서 본 연구에서 사용된 국내산 SM490, SM520 강재는 BH의 소재로 적합한 것으로 판단되며, single-SAW, tandem-SAW는 충분한 용접성능을 발휘하는 것으로 사료된다.
이 연구에서는 압축력을 받는 강재 조립 기둥의 좌굴 거동에 대한 매개변수 해석을 수행하였다. 압축력을 받는 조립기둥에서 기둥 전체 길이에 설치되는 H-형강 단면의 주 부재와 H-형강의 상 하 플랜지를 연결하는 배튼의 휨 및 전단력에 의한 전단변형효과를 고려한 좌굴하중 식을 제시하였다. 조립기둥의 길이, H-형강 주부재의 간격, 배튼의 개수, 배튼 작용을 하는 상 하 덮개판의 설치 여부에 따른 좌굴하중의 변화를 분석하였다. 일반 볼트 및 고장력 볼트가 사용된 조립 기둥의 설계에 사용되는 AISC 설계식이 배튼 및 주 부재의 간격이 큰 조립 기둥에도 활용할 수 있는지에 대한 적용성을 검토하였다. 이 연구에서 제시한 엄밀해 그리고 보요소 및 판요소를 사용한 유한요소해석 그리고 AISC의 설계식에 의한 결과를 비교 분석하여 강재 조립기둥의 좌굴거동에 대한 매개변수 해석을 수행하였다.
Exposed composite beams composed of H-beams and concrete slabs are generally used in building structures because of their excellent economics and flexural strength. However, deep beams used under large load often make difficulties in construction. In this study, an exposed composite beam with high strength steel (SM460) used in the bottom flange of built-up H-shaped beam, so-called S-Beam, was proposed in order to reduce beam depth. And its positive and negative flexural strengths were experimentally evaluated. The test results showed that S-Beam has excellent flexural strength and ductility.
Kim, Sejong;Chang, Yoon-Seong;Park, Joo-Saeng;Shim, Kug-Bo
Journal of the Korean Wood Science and Technology
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제45권6호
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pp.828-835
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2017
Airtightness of buildings is one of critical aspects of its energy performance. To build up references of airtightness of wooden houses built in Korea, blower door tests have been carried out in 42 houses since 2006. Causes of air leakage were investigated recently. The average value of air change rate was $3.7h^{-1}$ for light frame house and $5.5h^{-1}$ for post-beam construction at ACH50 (air change per hour at 50 Pa air pressure difference). Foam type insulation was more advantageous in ensuring building airtightness than glass fiber batt. Airtightness of wooden houses which were constructed after 2010 was improved to have less than $1.5h^{-1}$ of ACH50, threshold for application of artificial air change. The average air change rate of CLT (cross laminated timber) houses showed the lowest value, $1.1h^{-1}$, among the tested structures.
정(井)자형 H형강을 강축의 수직 방향에 대해 띠판으로 연결한 조립보를 수평버팀대로 사용하면 구조적으로 약축 방향의 세장비를 줄여 구조 효율을 높일 수 있으며 또한 이를 구조물 지하 골조의 일부로 사용하여 시공성을 개선시킬 수 있다. 이 시스템의 H형강이 서로 만나는 교차 부분에는 콘크리트가 채워지고 그 사각형 가운데는 철근콘크리트 기둥이 위치하게 된다. 보-기둥 접합부의 뚫림 전단거동은, 사변을 구속하고 있는 H형강에 의해 전단균열에 의한 방사변형이 구속되어지며, H형강이 접합부를 충분히 구속할 수 있는 경우 하중 전달이 효과적으로 이루어지고, 일반적인 경우의 뚫림 전단강도보다는 더 큰 내력을 가지게 된다. 이 현상을 확인하기 위하여 구속 여부와 기둥면에서 구속 H형강까지의 거리를 변수로 하여 실험하였다. 실험 결과는 콘크리트구조설계기준을 준용하여 얻은 식과 비교하였고, 제안된 식을 통하여 계산된 결과는 실험을 통해 얻은 뚫림 전단강도와 비슷한 결과를 나타냈다.
Moradipour, Parviz;Chan, Tommy H.T.;Gallag, Chaminda
Structural Engineering and Mechanics
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제54권1호
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pp.105-119
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2015
Structural damage detection using modal strain energy (MSE) is one of the most efficient and reliable structural health monitoring techniques. However, some of the existing MSE methods have been validated for special types of structures such as beams or steel truss bridges which demands improving the available methods. The purpose of this study is to improve an efficient modal strain energy method to detect and quantify the damage in complex structures at early stage of formation. In this paper, a modal strain energy method was mathematically developed and then numerically applied to a fixed-end beam and a three-story frame including single and multiple damage scenarios in absence and presence of up to five per cent noise. For each damage scenario, all mode shapes and natural frequencies of intact structures and the first five mode shapes of assumed damaged structures were obtained using STRAND7. The derived mode shapes of each intact and damaged structure at any damage scenario were then separately used in the improved formulation using MATLAB to detect the location and quantify the severity of damage as compared to those obtained from previous method. It was found that the improved method is more accurate, efficient and convergent than its predecessors. The outcomes of this study can be safely and inexpensively used for structural health monitoring to minimize the loss of lives and property by identifying the unforeseen structural damages.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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