• 제목/요약/키워드: Ultimate strength analysis

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J-적분과 균열선단개구변위에 관한 구속계수 m의 평가 (An Estimation of Constraint Factor on the ${\delta}_t$ Relationship)

  • 장석기
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제24권6호
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    • pp.24-33
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    • 2000
  • This paper investigates the relationship between J-integral and crack tip opening displacement, ${\delta}_t$ using Gordens results of numerical analysis. Estimation were carried out for several strength levels such as ultimate, flow, yield, ultimate-flow, flow-yield stress to determine the influence of strain hardening and the ratio of crack length to width on the $J-{\delta}_t$ relationship. It was found that for SE(B) specimens, the $J-{\delta}_t$ relationship can be applied to relate J to ${\delta}_t$ as follows $J=m_j{\times}{\sigma}_i{\times}{\delta}_t$ where $m_j=1.27773+0.8307({\alpha}/W)$, ${\sigma}_i:{\sigma}_U$, ${\sigma}_{U-F}={\frac{1}{2}} ({\sigma}_U+{\sigma}_F$), ${\sigma}_F$, ${\sigma}_F}$ $Y=({\sigma}_F+{\sigma}_Y)$, ${\sigma}_Y$

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프리스트레스트 콘크리트 박스거더의 횡방향 극한거동 실험 연구 (Lateral ultimate behavior of prestressed concrete box girder bridges)

  • 오병환;최영철;이성철
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 2005년도 봄학술 발표회 논문집(I)
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    • pp.479-482
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    • 2005
  • The concrete box girder members are extensively used as a superstructure in bridge construction. The load carrying capacity of concrete box girders in lateral direction is generally influenced by the sizes of haunch and web. The internal upper decks are restrained by the webs and exhibit strength enhancement due to the development of aching action. The current codes do not have generally consider the arching action of deck slab in the design because of complexity of the behavior. However, there are significant benefits in utilizing the effects of arching action in the design of concrete members. The main objective of this paper is to propose a rational method to predict the ultimate load of deck slab by considering various haunch sizes and web restraint effect of concrete box girder bridges. To this end, a comprehensive experimental program has been set up and seven large-scale concrete box girders have been tested. A transverse analysis model of concrete box girders with haunches is proposed and compared with test data. The results of present study indicate that the ultimate strength is significantly affected by haunch dimension. The increase of strength due to concrete arcing action is reduced with an increase of prestressing steel ratio in laterally prestressed concrete box girders and increases with a larger haunch dimension. The proposed theory allows more realistic prediction of lateral ultimate strength for rational design of actual concrete box girder bridges.

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Ultimate strength and strain models proposed for CFRP confined concrete cylinders

  • Berradia, Mohammed;Kassoul, Amar
    • Steel and Composite Structures
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    • 제29권4호
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    • pp.465-481
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    • 2018
  • The use of external carbon-fiber-reinforced polymer (CFRP) laminates is one of the most effective techniques existing for the confinement of circular concrete specimens. Currently, several researches have been made to develop models for predicting the ultimate conditions of this type of confinement. As most of the major existing models were developed based on limited experimental database. This paper presents the development of new confinement ultimate conditions, strength and strain models, for concrete cylinders confined with CFRP composites based on a statistical analysis of a large existing experimental database of 310 cylindrical concrete specimens wrapped with CFRP. The database is used to evaluate the performance of the proposed and major existing strength and strain models. Based on the two different statistical indices, the coefficient of determination ($R^2$) and the Root Mean Square Error (RMSE), the two proposed confinement ultimate conditions presents a good performance compared to the major existing models except the models of Lam and Teng (2003) and Youssef et al. (2007) which have relatively similar performance to the proposed models.

선체보강판의 모델링범위에 따른 최종강도거동에 관한 연구 (A Study on the Ultimate Strength Behavior according to Modeling Range at the Stiffened Plate)

  • 박주신;고재용
    • 해양환경안전학회:학술대회논문집
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    • 해양환경안전학회 2004년도 추계학술발표회
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    • pp.137-141
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    • 2004
  • 선체구조는 기본적으로 판부재의 조합으로 이루어져 있으며, 이러한 판부재는 하중분담 능력에 따라서 전체적인 구조의 강도에 른 영향을 미치게 된다. 또한 각 구조적인 판부재는 개별적으로 거동하는 것이 아니라 전체적인 구조와 연속적으로 작용하게 된다. 선박구조물은 강구조물과 해양구조물에서와는 달리 고정도의 부정정 구조물로 구성되어 있으며 이러한 구조물의 거동을 정확하게 규명하기 위해서는 복잡하게 구성되어 있는 선체판넬 구조를 단순화시켜서 해석에 적용하여야 한다. 본 연구에서는 선체판넬구조의 모델링영역에 따른 최종강도 거동의 차이를 분석하여, 가장 합리적인 모델링영역을 도출하고자 한다. 사용된 해석모델은 실제 상선의 이중저구조에서 사용되는 판넬에서 채택하였으며, 유한요소해석 모델링 시 3가지 서로 다른 해석영역을 제시하여 적요하였다. 본 연구의 목적은 일축압축하중이 작용하는 보강판넬구조에서 서로 다른 모델링영역을 갖는 보강판에서의 최종강도 거동을 분석하여 최적의 해석모델링 영역을 찾는 것이다.

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패치로딩을 받는 알루미늄 합금 플레이트 거더의 최종강도 예측식 추정 (Ultimate Strength Prediction Formula Estimation of Aluminium Alloy Plate Girders Subjected to Patch Loading)

  • 오영철;서광철;고재용
    • 해양환경안전학회지
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    • 제21권5호
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    • pp.543-551
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    • 2015
  • 본 논문에서는 교량, 선박 등에 사용하고 해양환경을 고려한 알루미늄 합금(A6082-T-6) 플레이트 거더의 물리적 관계를 살펴보고자 한다. 플레이트 거더는 제품수명주기에 이동하중, 적재하중 등 같은 패치로딩을 경험하게 된다. 이 하중을 받는 알루미늄합금 플레이트 거더의 최종강도에 대해 다수 수치모형을 적용하여 탄소성 대변형 시리즈 해석을 수행하고 회귀분석을 통해 예측식을 제안하였다. 예측식은 최종강도와 세장변수의 상관관계로 나타냈으며 세장변수가 낮을 경우(0-2.3) 약 9 % 정도 오차가 발생하며 높을 경우(2.3-4.0) 약 1-2 % 정도 오차가 발생하였다. 따라서 제안 예측식 적정성은 합리적으로 평가할 수 있는 것으로 확인되었다.

이상화(理想化) 구조요소법(構造要素法)에 의한 선체구조(船體構造)의 최종종강도(最終縱强度) 해석(解析) (Ultimate Longitudinal Strength Analysis of Ship′s Hull Girder by Idealized Structural Unit Method)

  • 백점기
    • 대한조선학회논문집
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    • 제28권1호
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    • pp.139-149
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    • 1991
  • 본연구에서는 이상화구조요소법(理想化構造要素法)을 적용하여 선체구조(船體構造)의 최종(最終) 종강도(縱强度)를 효율적으로 해석할 수 있는 방법을 개발하였다. 이를 위해 2축방향 축력을 받는 판요소(板要素)에 대한 이상화판요소(理想化板要素)를 초기처짐과 잔류응력의 영향 및 국부구조와 전체구조간의 상관효과를 고려하여 정식화하였다. 본 해석법을 이중선각구조(二重船殼構造)로 된 4만톤급 정유운반선(精油運搬船)에 적용하여 초기처짐, 잔류응력 및 재료의 항복응력의 변화에 따른 선각(船殼)거어더의 최종(最終) 종강도(縱强度)를 해석하고, 이들 결과를 바탕으로 종강도(縱强度)측면에서의 잉여강도계수(剩餘强度係數) 및 신뢰성지표(信賴性指標)를 평가하였다.

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알루미늄합금 보강판의 압축 최종강도 설계식의 비교연구 (A Benchmark study on ultimate strength formulations of the aluminium stiffened panels under axial compression)

  • 서정관;백점기;이제명
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 2004년도 가을 학술발표회 논문집
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    • pp.110-117
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    • 2004
  • The aim of a benchmark study is carried out nine methods are employed for ULS analysis which implicitly predict the ultimate strength of aluminium stiffened panels under axial compression. For this purpose, DNV PULS, experimental and numerical data on the ultimate strength of panels were collected. Comparison of these experimental / numerical, DNV PULS / numerical, results with theoretical solutions by the candidate methods is performed. Also it's compared that ALPS/ULSAP program is based on closed-form formula for the ULS of plates and grillages under axial compression. It is considered that ALPS/ULSAP methodology provides quite accurate and reasonable ULS calculations by a comparison with more refined FEA. Comparison of these experimental data, numerical, computational software results with the simplified solutions obtained by the candidate methods is then performed. The model uncertainties associated with the candidate methods are studied in terms of mean bias and COV (i.e., coefficient of variation) against experiments and numerical solutions, and the relative performance of the various methods is discussed.

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편심이 고려된 강관-가셋트 접합부의 극한 내력 (A Study on the Ultimate Strength of Tube-Gusset Connection Considering Eccentricity)

  • 김우범
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제13권2호
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    • pp.201-210
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    • 2001
  • 본 연구에서는 편심 축력을 받는 가셋트-강관 접합부의 극한 내력을 파악하기 위하여 실험 및 유한요소해석을 수행하였다. 가셋트-강관 접합부의 내력에 영향을 주는 요소는 강관의 직경, 가셋트판 길이, 축력과 횡력의 비, 횡력에 의한 편심 등으로 이들이 주재의 좌굴내력에 미치는 영향을 정량적으로 파악하여 접합부 강도식을 제안하였다. 특히 횡력에 의한 편심이 주재에 작용할 때 이를 설계식에 반영하기 위하여 횡력을 등가의 모멘트 및 편심 축력으로 대치한 수치 모형을 제시하였다. 결과적으로 접합부의 작용하는 외력을 주주재 축력, 모멘트, 편심 축력으로 분해하고 각 외력에 대한 독립적인 극한내력을 구한후 이들의 상관 관계식을 구함으로써 접합부 극한강도식을 제시하였다.

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고강도 콘크리트의 인장강성을 고려한 철근 콘크리트 보의 비틀림 해석 (Analysis of High Strength Concrete RC Beams with Tensile Resistance Subjected to Torsion)

  • 한삼희;김종길;박창규
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제17권6호
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    • pp.31-39
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    • 2013
  • 고강도 콘크리트 보의 극한상태의 거동을 강도에 따라 연구하였다. 13개의 보를 해석하고 그 결과를 제시하였다. 변수는 콘크리트의 압축강도로 범위는 57~184 MPa이며, 횡방향 철근비로 범위는 0.35~1.49%이다. 실험에서 측정한 극한 비틀림 강도를 본 논문에서 제안한 값과 ACI 기준에 따른 값을 비교하였다. 그 결과 본 논문에서 제안한 이론에 의한 극한 비틀림 강도가 ACI 기준에 따른 값보다 더 좋은 결과를 보였다.

Static strengths of preloaded circular hollow section stub columns strengthened with carbon fiber reinforced polymer

  • Chen Wei;Yongbo Shao;Mostafa Fahmi Hassanein;Chuannan Xiong;Hongmei Zhu
    • Steel and Composite Structures
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    • 제47권4호
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    • pp.455-466
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    • 2023
  • To investigate the load bearing capacity of axially preloaded circular hollow section (CHS) stub columns strengthened by carbon fiber reinforced polymer (CFRP), theoretical analysis is carried out. The yield strength and the ultimate strength of a CFRP strengthened preloaded CHS stub column are determined at the yielding of the CHS tube and at the CFRP fracture, respectively. Theoretical models are proposed and corresponding equations for calculating the static strengths, including the yield strength and the ultimate strength, are presented. Through comparison with reported experimental results, the theoretical predictions on the static strengths are proved to be accurate. Through finite element (FE) analyses, parametric studies for 258 models of CFRP strengthened preloaded CHS stub columns are conducted by considering different values of tube diameter, tube thickness, CFRP layer and preloading level. The static strengths of the 258 models predicted from presented equations are proved to be in good agreement with FE simulations when the diameter-to-thickness ratio is less than 90ε2. The parametric study indicates that the diameter and the thickness of the steel tube have great effects on CFRP strengthening efficiency, and the recommended ranges of the diameter and the thickness are proposed.