• Title/Summary/Keyword: Ultimate strength analysis

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Viscoelastic analysis of residual stresses in a unidirectional laminate

  • Lee, Sang Soon;Sohn, Yong Soo
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제2권4호
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    • pp.383-393
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    • 1994
  • The residual stress distribution in a unidirectional graphite/epoxy laminate induced during the fabrication process is investigated at the microstress level within the scope of linear viscoelasticity. To estimate the residual stresses, the fabrication process is divided into polymerization phase and cool-down phase, and strength of materials approach is employed. Large residual stresses are not generated during polymerization phase because the relaxation modulus is relatively small due to the relaxation ability at this temperature level. The residual stresses increase remarkably during cool-down process. The magnitude of final residual stress is about 80% of the ultimate strength of the matrix material at room temperature. This suggests that the residual stress can have a significant effect on the performance of composite structure.

일방향 섬유로 성능향상된 교량 상판의 파괴거동 및 항복선 이론을 적용한 해석적 연구 (A Study on the Failure Behavior and the Application of Yield-Line Theory on the Bridge Decks Strengthened by Directional Fiber Plastic)

  • 심종성;오홍섭;류승무
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 2001년도 봄 학술발표회 논문집
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    • pp.81-86
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    • 2001
  • The concrete bridge decks are in need of replacement and rehabilitation due to decreasing load carrying capacity. In this study, to propose a strengthening technique that improves usability and structural performance of the bridge deck and to propose an efficient strengthening design technique which satisfies both the strength End serviceability of the bridge deck, this paper shows the failure characteristics of the strengthened bridge decks and proposes an empirical yield criterion. Therefore, strengthening efficiency was proposed based on the experiment and yield line analysis result. The yield line theory which adopts the modified criteria of Johansen is considered to predict the ultimate strength about all strengthening material(Carbon Fiber Sheet, Carbon Fiber Rod, Grid Type Carbon Fiber).

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배전용애자의 경년시험방법과 폴리머애자의 개발 동향 (The aging test method of insulator and development prospect of polymer insulator)

  • 송일근;김상준;김주용;곽희로
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 1996년도 하계학술대회 논문집 C
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    • pp.1791-1793
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    • 1996
  • This paper describes Thermal-Mechanical performance and Ultimate Mechanical-Strength test for the purpose of aging analysis of suspension insulator. The temperature difference of insulator surface according to the aging of suspension insulator brought out about $2^{\circ}C$ to $7-8^{\circ}C$ difference comparing with the atmospheric temperature. Quality standard and Mechanical-Strength of used suspension insulator deteriorate more remarkably than that of new suspension insulator. It is required that Thermal-Mechanical performance test standard be revised in the future. And it is described about the development prospect of polymer insulators

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환보강 T형 관이음부의 강도산정식 (Strength Evaluation Formulae for Ring-stiffened Tubular T-joints)

  • 조현만;류연선
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 2002년도 가을 학술발표회 논문집
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    • pp.533-540
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    • 2002
  • Tubular joints having a large diameter are reinforced using internal ring stiffener in order to increase the load carrying capacity. In this study, the static strengths of Internally ring-stiffened tubular T-joints subjected to compressive brace loading are assessed. Nonlinear finite element analyses are used to compute the behavior of unstiffened and ring-stiffened T-joints. From the numerical results, Internal ring stiffener is found to efficient in improving the ultimate capacity, and reinforcement effect are calculated. The influence of geometric parameters for members and ring is evaluated. Based on the FE results, regression analysis is performed considering practical sizes of ring stiffener, finally strength estimation formulae for ring-stiffened T-joints are proposed.

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Analysis of circular steel tube confined UHPC stub columns

  • Hoang, An Le;Fehling, Ekkehard
    • Steel and Composite Structures
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    • 제23권6호
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    • pp.669-682
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    • 2017
  • The use of ultra high performance concrete (UHPC) in composite columns offers numerous structural benefits, and has received recent research attention. However, the information regarding the behavior of steel tube confined concrete (STCC) columns employing UHPC has been extremely limited. Thus, this paper presents an overview of previous experimental studies on circular STCC columns with taking into account various concrete strengths to point out their distinctive features. The effect of the confinement factor and the diameter to thickness ratio on both strength and ductility in circular STCC columns employing UHPC was investigated. The applicability of current design codes such as EC4, AISC, AIJ and some available analytical models for concrete confined by steel tube was also validated by the comparison of ultimate loads between the prediction and the test results of Schneider (2006) and Xiong (2012). To predict the stress-strain curves for confined UHPC in circular STCC stub columns, a simplified model was proposed and verified by the comparison with experimental stress-strain curves.

Experimental tests on biaxially loaded concrete-encased composite columns

  • Tokgoz, Serkan;Dundar, Cengiz
    • Steel and Composite Structures
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    • 제8권5호
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    • pp.423-438
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    • 2008
  • This paper reports an experimental investigation of the behaviour of concrete-encased composite columns subjected to short-term axial load and biaxial bending. In the study, six square and four L-shaped cross section of both short and slender composite column specimens were constructed and tested to examine the load-deflection behaviour and to obtain load carrying capacities. The main variables in the tests were considered as eccentricity of applied axial load, concrete compressive strength, cross section, and slenderness effect. A theoretical procedure considering the nonlinear behaviour of the materials is proposed for determination of the behaviour of eccentrically loaded short and slender composite columns. Two approaches are taken into account to describe the flexural rigidity (EI) used in the analysis of slender composite columns. Observed failure mode and experimental and theoretical load-deflection behaviour of the specimens are presented in the paper. The composite column specimens and also some composite columns available in the literature have been analysed and found to be in good agreement with the test results.

초대형 해상구조물의 붕괴거동 및 최종강도 특성 (Characteristics for Progressive Collapse Behavior and Ultimate Strength of Very Large Marine Structure)

  • 박주신;고재용;이경우
    • 한국항해항만학회지
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    • 제33권5호
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    • pp.315-321
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    • 2009
  • 초대형 해양 구조물은 매립 방법을 대신한 새로운 해양공간의 이용방법으로서 주목받고 있다. 따라서, 이와 같은 요구에 부합하기 위해서 초대형 해양 구조물이 제안되고 있다. 초대형 해양 구조물은, 매립 공법과 달리, 수심이나 해저의 지질에 관계없이 설치할 수 있고, 또 부체의 아래에 흐름이 존재하기 때문에 자연환경에 영향이 전혀 발생하지 않는다. 또한, 용이하게 조립 해체를 할 수 있기 때문에, 확장이나 철거를 쉽게 할수 있는 장점이 있다. 초대형 부유체 구조물 설계 기준안에 의하면, 구조안정성에 관한 항목 중, 부유체 구조물의 사용환경 및 설치환경에서 발생할 수 있는 최악의 해상조건에 있어 적절한 구조강도 여유를 갖는 것을 쥬정하고 있다. 따라서, 예상 가능한 하중 시나리오에 의해서, 적절한 구조 해석 및 실험을 수행하고, 안전성을 확인하도록 요구하고 있다. 전자에 관해서는 구조부재 레벨의 강도 평가를 수행하고, 후자에 관해서는 구조물의 파괴를 수반한 거동을 확인한다. 지금까지 탄성 응답 해석을 기초로 주요 구조부재의 강도 한계치를 기준으로 한 다양한 검도, 평가가 행해져 왔다. 그렇지만, 부재의 붕괴를 초과한 부하가 작용할 때의 구조 전체로서의 붕괴 거동 및 안전성에 관한 검토는 적다. 따라서, 본 연구에서는 이상 환경 조건하에서 발생 가능한 하중조건에 대해서 대형 해상구조물의 비선형 붕괴 거동을 파악한 것을 목적으로 하고 있다.

Computational estimation of the earthquake response for fibre reinforced concrete rectangular columns

  • Liu, Chanjuan;Wu, Xinling;Wakil, Karzan;Jermsittiparsert, Kittisak;Ho, Lanh Si;Alabduljabbar, Hisham;Alaskar, Abdulaziz;Alrshoudi, Fahed;Alyousef, Rayed;Mohamed, Abdeliazim Mustafa
    • Steel and Composite Structures
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    • 제34권5호
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    • pp.743-767
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    • 2020
  • Due to the impressive flexural performance, enhanced compressive strength and more constrained crack propagation, Fibre-reinforced concrete (FRC) have been widely employed in the construction application. Majority of experimental studies have focused on the seismic behavior of FRC columns. Based on the valid experimental data obtained from the previous studies, the current study has evaluated the seismic response and compressive strength of FRC rectangular columns while following hybrid metaheuristic techniques. Due to the non-linearity of seismic data, Adaptive neuro-fuzzy inference system (ANFIS) has been incorporated with metaheuristic algorithms. 317 different datasets from FRC column tests has been applied as one database in order to determine the most influential factor on the ultimate strengths of FRC rectangular columns subjected to the simulated seismic loading. ANFIS has been used with the incorporation of Particle Swarm Optimization (PSO) and Genetic algorithm (GA). For the analysis of the attained results, Extreme learning machine (ELM) as an authentic prediction method has been concurrently used. The variable selection procedure is to choose the most dominant parameters affecting the ultimate strengths of FRC rectangular columns subjected to simulated seismic loading. Accordingly, the results have shown that ANFIS-PSO has successfully predicted the seismic lateral load with R2 = 0.857 and 0.902 for the test and train phase, respectively, nominated as the lateral load prediction estimator. On the other hand, in case of compressive strength prediction, ELM is to predict the compressive strength with R2 = 0.657 and 0.862 for test and train phase, respectively. The results have shown that the seismic lateral force trend is more predictable than the compressive strength of FRC rectangular columns, in which the best results belong to the lateral force prediction. Compressive strength prediction has illustrated a significant deviation above 40 Mpa which could be related to the considerable non-linearity and possible empirical shortcomings. Finally, employing ANFIS-GA and ANFIS-PSO techniques to evaluate the seismic response of FRC are a promising reliable approach to be replaced for high cost and time-consuming experimental tests.

고강도 강관말뚝의 항타후 구조성능 분석 (Structural Capacity of High Strength Steel Pipe Pile After Pile Driving)

  • 나승민;유한규
    • 대한토목학회논문집
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    • 제31권6C호
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    • pp.251-258
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    • 2011
  • 강관말뚝은 오랫동안 다양한 깊은 기초에 적용되어 왔으나 최근 강재가격의 상승으로 균질한 품질, 큰 강성, 용이한 시공 등의 장점에도 불구하고 기술자들이 자유롭게 적용 못하고 있다. 그러므로 강관말뚝으로 시공할 경우에는 초기 항타후 계획고 이상에서 절단된 강관을 재활용할 수 있다면 공사비를 절감하는데에 기여할 수 있다. 이러한 사유로 인하여 시공자들은 항타후 절단된 강관말뚝을 새롭게 시공할 말뚝과 함께 시공하고자 하나 명확한 정량적인 항타후 강관말뚝의 거동특성의 부재 및 재활용을 위한 적절한 대응방법과 기준의 부재로 인하여 말뚝의 건전도 문제, 문제 발생시의 대응방법 부재 등이 실제 현장에서 종종 발생하고 있다. 본 연구에서는 신규 강관말뚝과 사용자 하중 또는 극한 하중을 받은 강관말뚝에 대하여 현장에서 수행한 말뚝 동재하시험과 실내에서의 피로시험, 인장시험, 샤르피 충격시험을 실시하여 그 결과를 비교분석하였다. 시험결과로부터 허용응력 수준의 항타응력이 발생한 사용 하중조건에서는 항복강도의 변화가 2% 이하이며 최대 허용항타응력($0.9{\sigma}_y$)을 항타횟수가 3000회까지 받은 극한 하중조건에서는 항복강도의 변화가 5% 이하인 것을 확인할 수 있다. 또한 각 변수의 민감도를 확인하기 위하여 통계분석을 실시하였다. 모든 실험결과로부터 강관말뚝의 재활용 가능여부에 대한 판단 기준은 항복강도의 변화 보다는 오히려 샤르피충격에너지, 용접부에서의 강도변화 및 품질관리, 강관의 단면 변화, 항타후 강관의 국부좌굴에 기인하는 것을 확인할 수 있었다.

선박구조설계 합리화를 위한 선체 종강도의 신뢰성 해석 (Reliability Analysis of Ship′s Longitrdinal Strength for the Rational Ship Structural Design)

  • 김외현;김병주
    • 대한조선학회논문집
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    • 제32권1호
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    • pp.25-36
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    • 1995
  • 확률적인 접근법으로서의 신뢰성 해석법의 소개와 이의 선체 구조 강도 평가 방법에의 적용에 관해 고찰하였다. 당사에서 건조한 유조선 및 살물선 34척을 대상으로 인장 항복강도, 보강판의 압축 최종강도, 그리고 선각 거어더의 최종강도 등 몇몇 대표적인 종강도 파괴양식에 대해 신뢰성 해석을 수행하였다. 해석결과로서 각 선박에 대한 신뢰도 지수를 보이고 종강도에 대한 신뢰성 해석시의 목표 신뢰도 지수를 제시하였다. 배길이와 건조연도에 따른 신뢰도 지수의 변화를 검토하였으며 결과로서 각 선박의 안전도가 큰 차이를 보임을 알 수 있었다. 각 선박에 대해 균일한 수준의 신뢰도를 제공하기 위하여 부분 안전계수를 이용한 새로운 강도 평가 기준을 마련하였다. AFOSM 방법 및 신뢰성 조건(RC) 방법에 따라 부분 안전계수를 계산하고 이를 비교하였으며 원하는 신뢰도를 줄 수 있는 설계식을 RC 방법으로 구하였다. 부분 안전계수로부터 구한 새로운 설계식을 사용하여 신뢰성 해석을 수행한 선박에 대해 재해석을 실시하였다. 그 결과 처음보다 많이 개선된 균일한 수준의 신뢰도를 얻을 수 있었고 이로부터 신뢰성 해석의 적용가능성과 유용성을 확인하였다.

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