Inelastic Buckling Strength of Stepped I-Beams at Midspan Subjected to Uniform Bending

• 발행기관: 한국방재학회
• 저자명: Alolod, Shane Park, Jong Sup
• 간행물 정보: 『2. 한국방재학회 논문집』 18권5호, 185~192쪽, 전체 8쪽
• 주제분류: 공학 > 기타공학
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2018.08.30

국문 초록

최근 구조설계기존에서 제시하는 횡-비틀림 좌굴강도 방정식은 지간 중앙을 보강한 경우에 대해 탄성이론을 기반으로 하는 대략적인 근사값을 제공하고 있으며, 비탄성 거동특성을 고려한 대부분의 연구들은 양단 또는 일단에 스텝보 보강이 있는 경우에 대해서 설계식을 제안하고 있다. 따라서 본 연구는 양단 단순보 경계조건을 가지는 지간 중앙에 스텝보 보강된 이축대칭 I형보의 비탄성 횡-비틀림 좌굴 강도를 산정하기 위한 새로운 설계식을 개발제안하고, 좌굴강도 비교를 통해 최적 단면을 산정하고자 한다. 유한요소해석 프로그램 ABAQUS와 회귀분석프로그램 MINITAB 17이 사용되었으며, 방정식과 해석결과의 비교 오차율은 ‒5.5%에서 8.6% 범위에 해당한다. 제안된 설계식은 안전측으로 다양한 하중조건에도 적용가능하며, 상세 하중조건에 따른 추가적인 모멘트구배계수식 개발에 본 제안식이 적극 활용될 수 있다.

영문 초록

Lateral-torsional buckling strengths of stepped beams at the midspan have been incorporated in the structural design codes. However, these existing equations are based on the elastic theory for doubly-symmetric sections and give only a rough approximation. In addition, previous research using elastic and inelastic analyses was conducted only for stepped beams at the ends of supports. Thus, the aim of this study is to investigate and develop a general formulation for the inelastic lateral-torsional buckling strength equation of doubly symmetric stepped I-beams at midspan and to evaluate the optimum case considering the increase in buckling strength versus increase in volume of steel. A finite element analysis program, ABAQUS, and a regression program, MINITAB 17, were used to derive equations for the buckling capacities of the stepped beams. The results showed differences ranging from ‒5.6% to 8.6%, which are found to be reasonable estimates. The proposed equation can be further used to extend the study for evaluation under different loading conditions.

목차

1. Introduction

2. Background and Previous Studies

3. Inelastic Finite Element Modeling

4. Results

5. Conclusions

키워드

횡-비틀림 좌굴 스텝보 유한요소해석 비탄성 좌굴 Lateral-Torsional Buckling Stepped Beams FEM Inelastic Buckling