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국내 생산 강재를 적용한 강합성 거더 휨저항강도의 통계적 특성
신동구,김천용,노준식,박영석,Shin, Dong Ku,Kim, Chun Yong,Rho, Joon Sik,Park, Young Suk 한국강구조학회 2007 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.19 No.2
국내 LRFD 도로교설계규정의 휨에 대한 재료 저항계수 정립 시 기초 통계자료로 활용하기 위하여 국산 강재를 적용한 강합성 플레이트 거더 단면의 정모멘트 및 부모멘트 하 휨저항강도를 통계적으로 분석하였다. 최근 국내에서 생산된 16,000여 표본의 구조용 강재와 철근에 대한 항복강도와 인장강도 등의 기계적 특성을 통계적으로 분석하여, 공칭강도에 대한 편심계수(bias factor)와 변동계수(coefficient of variation)를 구하였다. 이들 국산 강재와 철근을 적용하여 정 부모멘트를 받는 도로교 강합성 플레이트 거더교 대표단면에 대한 재료 비선형 소성해석을 수행하였으며, 해석결과로부터 모멘트-곡률 곡선을 구하고 단면의 휨저항강도를 산정하였다. 공칭휨강도와 극한휨저항강도를 비교하고 대표적 강합성 단면에 대한 편심계수와 변동계수 통계치를 제시하였다. The objective of the present study is to provide statistical resistance statistics for steel-concrete composite plate girder sections under positive and negative moments. Statistical properties on yield strength, tensile strength, elongation, and fracture toughness of domestic structural steel products, gathered from an analysis of over 16,000 samples, were evaluated. Using the steel samples for the plate girder, the bias factor and the coefficient of variation of the ultimate flexural resistance for representative composite plate girder sections under positive and negative flexures were presented. In calculating the ultimate flexural resistance of the composite section, the moment curvature relationships were developed using the incremental load approach considering material nonlinearity for the steel girder. The predicted statistics can be used in the future for the efficient calibration of LRFD code.
LRFD법으로 설계된 단경간 및 연속경간 강합성 플레이트 거더 및 박스 거더의 휨에 대한 신뢰도해석
신동구,노준식,조은영,Shin, Dong Ku,Roh, Joon Sik,Cho, Eun Young 한국강구조학회 2008 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.20 No.1
국내 LRFD 도로교설계규정을 정립하기 위한 자료로 활용하기 위하여 단경간 및 3경간 연속 플레이트 거더 및 박스 거더 합성단면을 하중저항계수설계법으로 설계하고 설계된 단면의 휨에 대한 신뢰도해석을 수행하였다. LRFD 법에 의한 합성거더 단면 설계 시에는 최근 국내 통행차량의 특성을 분석하여 새로 제안된 활하중을 적용하였다. 신뢰도해석에서 휨저항강도는 최근 국내에서 생산된 16,000여 구조용 강재 표본의 항복강도 통계적 특성을 반영하여 재료 비선형 소성해석으로 구한 강합성단면의 휨저항강도 통계를 이용하였다. 활하중에 의한 작용모멘트의 편심계수는 1.0~1.2를 적용하였으며 강거더 자중, 콘크리트 바닥판 자중, 포장면 자중 등에 의한 고정하중 모멘트 통계 값은 A SHTO 보정자료를 사용하였다. Rackwitz-Fiessler 법으로 신뢰도해석을 수행하고 지간별, 강거더 형식별, 활하중계수별, 활하중 모멘트의 편심계수별로 신뢰도지수 계산 결과를 제시하였다. The reliability analysis of simply-supported and continuous composite plate girder and box girder bridges under flexure was performed to provide a basic data for the development of LRFD c ode. The bridges were designed based on LRFD specification with newly proposed design live load which was developed by analyzing traffic statistics from highways and local roads. A performance function for flexural failure was expressed as a function of the flexural resistance of composite section and the design moments due to permanent load and live load. For the flexural resistance, the statistical parameters obtained by analyzing over 16,000 domestic structural steel samples were used. Several different values of bias factors for the live load moment from 1.0 to 1.2 were used. Due to the lack of available domestic measured data on the moment by permanent loads, the same statistical properties used in the calibration of ASHTO-LRFD were ap plied. The reliability indices for the composite girder bridges with various span lengths, different live load factors, and bias fact or for the live load were obtained by applying the Rackwitz-Fiessler technique.
열 기계적 하중하 단순 지지된 직사각형 스테인리스 강 평판의 후 좌굴 해석 및 항복거동
신동구(Dong Ku Shin) 한국강구조학회 1995 韓國鋼構造學會誌 Vol.7 No.1
The postbuckling yield behavior of simply supported rectangular stainless steel plates under combined action of uniform thermal load and uniaxial edge compression are investigated. The nonlinear postbuckling analysis is performed by the finite element method based on the first order shear deformable plate theory with the use of von Karman type nonlinear strains. Yielding of plates at thermomechanical postbuckling load range is predicted by von Mises yield criterion. Several numerical examples for plates with various width-to-thickness and aspect ratios are considered. The yield space is defined by normalized axial compression and temperature change. The yield curves that indicate the load carrying capability of plates without yielding are obtained in the yield space defined. From numerical examples considered, it is found that the shapes of yield curves for the plates with the same aspect ratios are very similar between them regardless of the width-to-thickness ratios of plates. It is also observed that slopes of the yield curves are less steeper as the plate aspect ratio increases, implying that a plate with high aspect ratio has greater thermal buckling strength compared with the postbuckling strength under compressive load.
조밀 또는 비조밀 복부판을 갖는 HSB 플레이트거더의 비탄성 횡비틀림좌굴에 의한 휨강도
신동구(Dong Ku Shin),조은영(Eun Young Cho) 대한토목학회 2012 대한토목학회논문집 A Vol.32 No.6A
비세장 복부판을 갖고 균일모멘트를 받는 HSB 강재가 적용된 플레이트거더의 비탄성 횡비틀림좌굴 영역 휨강도 특성을 비선형 유한요소해석으로 분석하였다. HSB600 및 HSB800 강재로 제작된 균질단면 강거더와 HSB800 강재와 SM570-TMC 강재를 함께 적용한 하이브리드단면 거더를 고려하였으며, 일반강재와의 상대 비교를 위하여 SM490-TMC 강거더에 대한 해석도 수행하였다. 해석대상 비합성 I-거더 단면의 플랜지와 복부판을 쉘요소로 모델링하고 ABAQUS 프로그램을 이용하여 재료 및 기하학적 비선형 유한요소해석을 수행하였다. 강재는 탄소성-변형경화 재료로 모델링하였고 초기변형과 단면의 잔류응력을 고려하였으며, 이들이 비탄성 횡비틀림좌굴 영역에서 휨거동에 미치는 영향을 분석하였다. HSB 고강도강을 적용한 플레이트거더의 FE 해석과 한계상태법 도로교설계기준, AASHTO LRFD, Eurocode 등 국내외 주요 설계기준에 의한 공칭휨강도와 비교하고 이들 설계기준을 평가하였다. The flexural behavior of HSB plate girder with a non-slender web, due to inelastic lateral-torsional buckling, under uniform bending was investigated by the nonlinear finite element analysis. Both homogeneous sections fabricated from SM570-TMC, HSB600 or HSB800 steel and hybrid sections with HSB800 flanges and SM570-TMC web were considered. The flanges and web of selected noncomposite I-girders were modeled as thin shell elements and the geometrical and material nonlinear finite element analysis was performed by the ABAQUS program. The steel was assumed as an elasto-plastic strain hardening material. Initial imperfections and residual stresses were taken into account and their effects on the inelastic lateral-torsional buckling behavior were analyzed. The flexural strengths of selected sections obtained by the finite element analysis were compared with the nominal flexural strengths from KHBDC LSD, AASHTO LRFD, and Eurocode and the applicability of these codes in predicting the inelastic lateral torsional buckling strength of HSB plate girders with a non-slender web was assessed.
일축 압축력 및 균일분포 열 하중하 대칭적층된 유사 등방성 및 직교 이방성 직사각형 복합재 평판의 후 좌굴 파괴경계선
신동구(Dong Ku Shin) 한국강구조학회 1994 韓國鋼構造學會誌 Vol.6 No.4
The postbuckling failure characteristics of symmetrically laminated simply supported rectangular plates under combined uniform thermal load and uniaxial edge compression are investigated. The nonlinear postbuckling analysis is performed by the finite element method based on the first order shear deformable plate theory with the use of von Karman type nonlinear strains. The postbuckling strength is predicted by Tsai-Wu failure theory. Several numerical examples for quasi-isotropic and cross-ply laminated plates with various width-to-thickness ratios are presented. The failure space is defined by normalized axial compression and temperature change and failure envelops are obtained in the failure space. From the failure envelops obtained, it is found that the normalized axial compression and the temperature increase are in a linear relationship. It is also found that the slopes of failure envelops are almost identical regardless of the width-to-thickness ratios of plates with the same stacking sequences.