강판콘크리트(SC)구조에 관한 국내의 연구는 내력을 많이 요구하는 원전건물을 중심으로 연구가 진행되었다. 또한 SC구조는 공장생산과 모듈화시공을 통한 공기단축이 가능한 장점을 가지고 있다. 본 연구에서는 중 저층의 일반건물에서 낮은 강도로 사용 할 수 있는 SC구조의 토대를 마련하고자 하였다. 강도를 저감시키는 방법으로 친환경재료인 황토와 시멘트를 조합하여 중요도가 낮은 건물에 사용이 가능하도록 하였다. 본 연구에서는 중심압축하중을 받는 기둥부재를 대상으로 압축거동, 유효길이계수, 좌굴하중, 강판좌굴 및 스터드의 성능을 검증하였다.
최근 고장력강(高張力鋼)이 구조물에 폭넓게 사용되고 있어서 판두께가 얇아지고 있다. 판두께가 얇아지므로해서 좌굴(座屈)이 발생하기 쉽다. 그러므로 좌굴(座屈)발생후 판의 거동(擧動)을 정확하게 파악하는 것은 중요하다. 좌굴(座屈) 발생후 2차좌굴(次座屈)이라고 하는 하중하(荷重下)에서는 판(板)의 처짐모드가 갑자기 변한다. 전체구조물의 붕괴강도(崩壞强度)를 고려할 때 2차좌굴(次座屈)은 매우 중요하다. 이런 관점에서 본 연구에서는 면내압축하중(面內壓縮荷重)을 받는 판(板)의 2차좌굴거동(次座屈擧動)에 관하여 연구하였다. 초기처짐을 갖는 판(板)을 대상으로 하여 탄성대변형해석(彈性大變形解析)을 실시하여, 2차좌굴(次座屈)의 영향을 검토하였다. 그 결과로서 다음과 같은 결론(結論)을 얻었다. 즉, 정사각형판은 대칭의 처짐성분은 영향이 있으나 비대칭의 처짐성분은 영향이 전혀 없다. 또한, 종횡비(縱橫比)를 갖는 판(板)은 모든 처짐성분의 영향이 있으며 초기좌굴(初期座屈)후 면내강성(面內剛性)이 계속적으로 감소한다.
In re-assessing the Jacket-type fixed steel structures, the current standards often allow the simplicity of corrosion sections using local buckling or equivalent section approach to applying empirical formulae of frame stress and resistance analyses. However, those approaches can lead to significant errors for non-uniform corroded frames in a specific area, including force distribution, stress, and allowable strength of the tubular section, compared to the actual cases. This paper investigates a suitable approach to determine the actual stress on non-uniform corroded tubular frames under compression through the non-linear ABAQUS model by considering the effect of large deformation on the frame axis and the frame section. There are 3 scenarios of interest. In the 1st and 2nd scenarios with simple corrosion cases, the stress ratios using the numerical model and theoretical formulae correspond to the calculation of allowable strength reduction ratios in standards. However, scenario 3, which describes non-uniform corroded sections based on survey data, provides considerable differences in results. Therefore, it proves the reliable and effective results when using this method to analyze the resistance of the actual corroded section in the Jacket platforms.
AL-Eliwi, Baraa J.M.;Ekmekyapar, Talha;Faraj, Radhwan H.;Gogus, M. Tolga;AL-Shaar, Ahmed A.M.
Steel and Composite Structures
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제25권3호
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pp.299-314
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2017
The aim of this paper is to investigate the performance of Lightweight Aggregate Concrete Filled Steel Tube (LWCFST) columns experimentally and compare to the behavior of Self-Compacted Concrete Filled Steel Tube (SCCFST) columns under axial loading. Four different L/D ratios and three D/t ratios were used in the experimental program to delve into the compression behaviours. Compressive strength of the LWC and SCC are 33.47 MPa and 39.71 MPa, respectively. Compressive loading versus end shortening curves and the failure mode of sixteen specimens were compared and discussed. The design specification formulations of AIJ 2001, AISC 360-16, and EC4 were also assessed against test results to underline the performance of specification methods in predicting the compression capacity of LWCFST and SCCFST columns. Based on the behaviour of the SCCFST columns, LWCFST columns exhibited different performances, especially in ductility and failure mode. The nature of the utilized lightweight aggregate led to local buckling mode to be dominant in LWCFST columns, even the long LWCFST specimens suffered from this behaviour. While with the SCCFST specimens the global buckling governed the failure mode of long specimens without any loss in capacity. Considering a wide range of column geometries (short, medium and long columns), this paper extends the current knowledge in composite construction by examining the potential of two promising and innovative structural concrete types in CFST applications.
선체구조는 기본적으로 판부재로 구성되어 있으며, 그 강도는 각 판부재의 강성과 강도에 따라 좌우된다. 판부재의 좌굴 검토(check)는 치수결정 및 강도평가시 가장 중요한 설계 과정중의 하나이다. 따라서, 보다 효과적이고 정확도있는 설계를 수행하기 위하여 합리적인 좌굴식이 개발되어야 한다. 기존선급들의 좌굴강도 평가식들은 판부재에 대한 면내 압축력과 전단력은 고려하고 있으나, 면내 인장력에 의한 영향은 무시하고 강도 평가가 이루어지고 있다. 따라서, 면내 인장력이 좌굴강도에 어떤 영향을 미치는 가를 검토한후, 보다 정확한 좌굴강도 평가법이 정립될 필요가 있다. 본 연구에서는 면내인장력을 고려한 판부재의 좌굴 설계공식이 이론해 또는 참고논문으로부터 얻어졌고 이것을 간이식 형태로 유도하였다. 개발된 좌굴 강도평가식의 정확도를 검증하기 위하여 이론해, 다른 기존평가식(Ueda), 기존선급식(LR) 그리고 판부재에 대한 탄소성 대변형 구조해석 결과치와 비교하였다. 그 결과, 탄성좌굴이 일어나는 경우에는 본 제안식에 의한 좌굴상관관계가 이론식 또는 탄소성 대변형 구조해석 결과치와 잘 일치하였으며, 탄소성 좌굴이 일어나는 경우에도 순수전단력 또는 압축력만 작용시의 구조해석에 의한 좌굴임계치가 기존 소성수정식에 의한 좌굴임계치와 서로 일치하면 개발된 좌굴평가식에 의한 좌굴상관관계가 구조해석 결과치와 비교적 잘 일치하였다. 따라서, 본 제안식은 판부재의 좌굴 평가시 보다 정확도 높게 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
This paper describes the work performed by computer simulation to achieve a satisfactory method of predicting the short circuit withstand strength of transformer which, may be too big for test due to physical or economic reasons. In fact, the windings of power transformer are subjected to extremely severe stresses under short-circuit condition. From our work, however, were computed such stresses as buckling, tending and compression occurring in transformer windings.
본 연구의 목적은 가새 골조에서 사용되는 가새 부재를 보강하여 가새 골조의 이력 거동을 향상시키는 것이다. HSS(Hollow Structural Section) 가새 부재는 국부 좌굴의 발생으로 인하여 인장측 성능에 비해 압축측 성능이 취약한 단점이 있다. 국부 좌굴의 심각성을 감소시키기 위하여 가새 부재에 콘크리트를 충전하는 방법이 사용되었다. Lee and Goel(1987)의 연구 결과에 따르면 콘크리트 충전은 HSS 가새 부재의 국부좌굴의 심각성을 감소시켜 파괴 수명을 증가시켰으나, 가새 부재 중앙부의 국부좌굴을 방지하지 못하여 지속적인 압축 강도의 저감이 나타났다. 따라서 본 연구에서는 가새 부재의 압축 강도를 증가시키고 중앙부의 국부 좌굴을 방지하기 위하여 콘크리트 충전 HSS 가새 부재의 중앙부를 리브로 보강한 실험체를 제작하여 실험하였다. 이를 위하여 리브 보강길이를 변수로 한 총 4개의 실물 크기의 가새 부재를 제작하였다. 하중은 압축과 인장이 대칭인 하중이력을 사용하였다. 본 실험에서 좌굴 모드, 사이클 최대 압축강도와 에너지 소산능력에서 나타난 리브 보강 가새 부재의 성능은 리브 보강길이에 따라 다르게 나타났으며, 63%의 길이로 보강한 실험체가 가장 우수한 성능을 나타내었다.
The application of double-skin composite wall should meet different layout plans. However, most available research focused on the rectangular section with uniform axial compression. In this research, the structural behavior of double-skin composite wall with L section was studied. Due to the unsymmetric geometric characteristics, the considered loading condition combined the axial compression and biaxial bending. Five specimens were designed and tested under eccentric compression. The variables in the test included the width of the web wall, the truss spacing, the thickness of the steel faceplate, and the thickness of the web wall. The test results were discussed in terms of the load-displacement responses, buckling behavior, stiffness, ductility, strength utilization, strain distribution. Two modern codes were employed to predict the interaction between the axial compression and the biaxial bending. The method to calculate the available bending moment along the two directions was proposed. It was found that CECS 159:2004 offers more suitable results than AISC 360.
Observing the unique stress-strain curves of the superelastic shape memory alloy (SMA) in tension and compression, the primary intention of this study is to investigate the behavior of the shafts made of the same material, under torsional loading-unloading cycles for large angle of twist. Experiments have been performed for the superelastic SMA shafts with different unsupported lengths and angles of twist and the results are compared with those of stainless steel (SUS304) shafts under similar test conditions. As expected for the superelastic SMA, the residual strains are small enough after each cycle and consequently, the hysteresis under loading-reverse loading is much narrower than that for the SUS304. For large angle of twists, the torsional strength of the superelastic SMA increases nonlinearly and exceeds that of SUS304. Most interestingly, the slender solid superelastic SMA shafts are found to buckle when acted upon torsion for large angle of twist.
Recently western countries are now beginning to use ACM (Advanced Composite Material) in the construction industry. Compared with conventional construction materials, ACM possesses many advantages such as light-weight, high-strength, corrosion resistant properties, etc. Among other fabrication process of ACM, pultrusion is one of the promising one for civil infrastructure application. In this paper, the structural characteristics of pultruded glass fiber reinforced composite structural member of angle and tube type were studied. Experiments for compression were performed for those members along with finite element buckling analysis with ABAQUS. The experimental and analytic results were compared each other and they were also compared with predicted values using coded formulae.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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