• 한국강구조학회 논문집
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• 제23권2호
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• pp.221-228
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• 2011

강 판형교는 높은 세장비 때문에 좌굴이 설계의 주요 변수이다. 본 연구의 목적은 I 형 플레이트 거더와 파형 복부판을 갖는 플레이트 거더의 좌굴거동을 분석하고, 파형 복부판을 갖는 플레이트 거더의 이점을 조사하는 것이다. 파형 복부판 깊이의 변화, 복부판의 두께 변화 그리고 하중조건의 변화에 따라 다양한 파라미터 연구를 수행하였다. 연구의 결과로서 파형 복부판을 갖는 플레이트 거더의 좌굴강도가 I 형 플레이트 거더에 비해서 좌굴강도에 있어서 46%~417% 더 효과적이며, 파형 복부판을 갖는 플레이트 거더의 적절한 파형각도는 ${\theta}=15^{\circ}{\sim}22^{\circ}$로 나타났다.

• Steel and Composite Structures
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• 제19권2호
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• pp.277-292
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• 2015

Previous research has shown that steel plate shear walls (SPSWs) are efficient lateral force-resisting systems against both wind and seismic loads. A properly designed SPSW can have high initial stiffness, strength, and energy absorption capacity as well as superior ductility. SPSWs have been commonly designed with unstiffened and stiffened infill plates based on economical and performance considerations. Recent introduction and application of corrugated plates with advantageous structural features has motivated the researchers to consider the employment of such elements in stiffened SPSWs with the aim of lowering the high construction cost of such high-performing systems. On this basis, this paper presents results from a numerical investigation of the hysteretic performance of SPSWs with trapezoidally corrugated infill plates. Finite element cyclic analyses are conducted on a series of flat- and corrugated-web SPSWs to examine the effects of web-plate thickness, corrugation angle, and number of corrugation half-waves on the hysteretic performance of such structural systems. Results of the parametric studies are indicative of effectiveness of increasing of the three aforementioned web-plate geometrical and corrugation parameters in improving the cyclic response and energy absorption capacity of SPSWs with trapezoidally corrugated infill plates. Increasing of the web-plate thickness and number of corrugation half-waves are found to be the most and the least effective in adjusting the hysteretic performance of such promising lateral force-resisting systems, respectively. Findings of this study also show that optimal selection of the web-plate thickness, corrugation angle, and number of corrugation half-waves along with proper design of the boundary frame members can result in high stiffness, strength, and cyclic performances of such corrugated-web SPSWs.

• Steel and Composite Structures
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• 제22권6호
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• pp.1465-1486
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• 2016

Conventional plate I-girders are sensitive to local buckling of the web when they are subjected mainly to shear action because the slenderness of the web in out-of-plane direction is much bigger. The local buckling of the web can also cause the distorsion of the plate flange under compression as a thin-walled plate has very low torsional stiffness due to its open section. A new I-girder consisted of corrugated web, a concrete-filled rectangular tubular flange under compression and a plate flange under tension is presented to improve its resistance to local buckling of the web and distorsion of the flat plate flange under compression. Experimental tests on a conventional plate I-girder and a new presented I-girder are conducted to study the failure process and the failure mechanisms of the two specimens. Strain developments at some critical positions, load-lateral displacement curves, and load-deflection curves of the two specimens have all be measured and analyzed. Based on these results, the failure mechanisms of the two kinds of I-girders are discussed.

• Steel and Composite Structures
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• 제33권4호
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• pp.569-581
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• 2019

Corrugated steel plate shear wall (CSPSW) as an innovative lateral load resisting system provides various advantages in comparison with the flat steel plate shear wall, including remarkable in-plane and out-of-plane stiffnesses and stability, greater elastic shear buckling stress, increasing the amount of cumulative dissipated energy and maintaining efficiency even in large story drifts. Employment of low yield point (LYP) steel web plate in steel shear walls can dramatically improve their structural performance and prevent early stage instability of the panels. This paper presents a comprehensive structural performance assessment of corrugated low yield point steel plate shear walls having circular openings located in different positions. Accordingly, following experimental verification of CSPSW finite element models, several trapezoidally horizontal CSPSW (H-CSPSW) models having LYP steel web plates as well as circular openings (for ducts) perforated in various locations have been developed to explore their hysteresis behavior, cumulative dissipated energy, lateral stiffness, and ultimate strength under cyclic loading. Obtained results reveal that the rehabilitation of damaged steel shear walls using corrugated LYP steel web plate can enhance their structural performance. Furthermore, choosing a suitable location for the circular opening regarding the design purpose paves the way for the achievement of the shear wall's optimal performance.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제27권6호
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• pp.503-511
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• 2015

강구조물에서 장스팬의 경우, 일반적으로 스티프너로 보강된 플레이트거더를 많이 사용하는데, 보(girder)의 춤이 크고 웨브의 폭이 좁은 단면을 선택하는 경우는, 웨브가 세장해져서 면외좌굴이 문제가 된다. 이를 해결하기 위한 방안으로, 이 연구에서는 국내에서도 공장, 창고건물을 중심으로 많이 사용되고 있는, 춤이 큰 주름 웨브 보를 휨재로 사용했을 때, 그 적용가능성을 판단하기 위하여, 그 선행작업으로, 주름 웨브(파형, Sinusoidal)를 가진 H형 단면보의 재하실험을 실시하였다. 평판웨브 P-4.5실험체에 비해서 주름웨브 CP-2.3실험체는 최대 휨내력은 12% 부족했지만, CP-3.2 실험체는 약 24% 내력상승이 나타났다. 이는 주름웨브 보는 평판보보다 불리한 판폭두께비를 가진 경우에도 충분한 내력확보가 가능함을 의미한다. 그리고 유로코드(EN 1993-1-5)에 의하여 산정된 휨 내력 및 전단내력을, 재하실험에 의한 휨내력과 KBC2009에 의한 전단내력을 비교하였다. 유로코드에서는 주름웨브의 판두께 증가는 휨성능 향상에 도움이 안 되며, 전단성능은 웨브 판두께와 주름 웨브의 형상에 민감함을 알았다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2003년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.513-520
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• 2003

As a trapezoidal corrugated steel plate has the sufficient stiffness out of plane direction without shear stiffener or thick plate, a use in the web of bridge structure is on the increase. However, there are no domestic design guides for shear buckling strength of corrugated plates. Therefore, foreign design specifications are analyzed about application methods and a numerical parametric study is used to get the relationship of the shear strength and geometric boundary conditions for corrugated plates. Elastic buckling finite element analysis is executed through eigenvalue analysis using the eight nodes five freedoms thin shell element. Parameters such as the width and height of panel and the thickness and height of web, are determined considering the factors to influence on the buckling of corrugated plate. Accuracy of shear buckling analysis is evaluated with theory of foreign buckling equations.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제15권5호통권66호
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• pp.591-601
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• 2003

파형강판은 파형 형상으로 가공된 강판으로 높은 면내, 면외 방향의 강성을 갖으며, 건물, 교량 등으로 적용도가 높아지고 있다. 파형강판을 플레이트 거더나 프리스트레스트 박스거더교의 복부판으로 적용하면, 파형강판의 Accordion효과에 의해 플랜지가 휨응력을 복부판이 전단응력을 대부분 지지하는 효율적인 구조를 얻을 수 있다. 전단응력을 받는 파형 강판은 전체좌굴, 국부좌굴, 및 연성좌굴에 의해 내하력을 상실할 수 있다. 좌굴 강도에 미치는 기하학적인 인자들의 영향을 파악하기 위하여 유한요소해석법을 이용한 좌굴해석이 수행되었다. 해석결과는 복부판의 좌굴강도와 좌굴형상이 개개 인자들에 의존할 뿐만 아니라 패널의 세장비와 같은 두 개의 변수가 상호작용하는 복합변수에 의존하는 것을 보여주었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제32권6A호
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• pp.347-354
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• 2012

본 연구에서는 Sine 파형 복부판을 갖는 I형 플레이트 거더의 비틂 상수와 �� 상수식을 제안한다. Sine 파형 복부판을 갖는 플레이트 거더는 일반적으로 기하학적 특성에 따라 높은 면외 방향 강성 및 전단강도, 비틂 강성을 갖는다. 특히, 플레이트 I형 거더의 횡-비틂 강도를 산정하는 데 있어서 부재 단면의 비틂 상수 및 �� 상수는 큰 영향을 미치는데, 종래의 수식으로는 Sine 파형 복부판의 이러한 단면상수를 합리적으로 산정하는 데 어려움이 있다. 따라서 본 연구에서는 Sine 파형 복부판의 기하학적 특성을 반영할 수 있는 새로운 제안식을 연구하였다. 쉘 요소를 사용한 I형 플레이트 거더의 순수 비틂 거동에 대한 유한요소해석결과를 통해 파형의 기하학적 특성에 따른 비틂 상수 변화를 분석하고 이를 회귀분석하여 수식을 제안하였다. 이후, 순수 비틂과 �� 비틂이 함께 존재하는 조건에서의 유한요소해석 결과를 통해 �� 상수 계산식을 제안하였다. 이 두 제안식은 단순 지지된 Sine 파형 복부판을 갖는 I형 플레이트 거더의 횡-비틂 좌굴해석 결과를 토대로 검증되었다. 본 연구에서 제안한 두 수식을 통해 Sine 파형 복부판을 갖는 I형 플레이트 거더의 중요한 두 단면 상수를 명확히 계산할 수 있고, 이를 통해 정확한 횡-비틂 좌굴 강도를 손쉽게 계산할 수 있다.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제18권1호
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• pp.101-108
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• 2018

The purpose of this study was to analyze some parameters' effects on buckling behavior of Sinusoidal Corrugated Web using finite element analysis program. Studying buckling behavior is one of the most important things to design sinusoidal corrugated web girders and predict the shear performance. In this paper, Four parameters of Sinusoidal Corrugated Web, which are thickness($t_w$), height($h_w$), wave height(${\alpha}_3$) and wave length(w), were selected for buckling behavior analysis. Via buckling analysis, it is shown that $t_w$, $h_w$ and ${\alpha}_3$ have influence on shear buckling stress, Initial stiffness and reduced strength after buckling.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제84권1호
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• pp.63-76
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• 2022

Major engineering requirements and technological developments in the steel construction industry are discussed to support a new innovative system, namely corrugated web beams, for future structural projections. These new-generation steel beams, fabricated as welded plate girders with corrugated webs, are designed to combine large spans with very low weight. In the present study, the flexural capacity of optimally designed trapezoidal and sinusoidal corrugated web beams was aimed at. For this purpose, the new metaheuristic methods, specifically hunting search and firefly algorithms, were used for the minimum weight design of both beams according to the rules of Eurocode EN 1193 15 and DASt-Ri 015. In addition, the strengthening effects of the corrugation geometry at the web posts on the load capacity of fabricated steel beams were tested in a reaction frame. The experimental tests displayed that the lateral capacity of trapezoidal web beams is more durable under flexural loads compared to sinusoidal web beams. These thin-walled beams were also simulated using a 3-D finite element model with plane strain to validate test results and describe the effectiveness of the ABAQUS software.