I-단면 플레이트거더교의 횡비틀림 좌굴강도의 해석적 평가

박용명,황순용,박재봉,황민오,최병호,Park, Yong Myung,Hwang, Soon Young,Park, Jae Bong,Hwang, Min Oh,Choi, Byung H. 한국강구조학회 2009 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.21 No.3

본 연구에서는 I-단면 플레이트거더교의 횡비틀림 좌굴강도 평가를 위한 해석적 연구를 수행하였다. 현재 국내 및 AASHTO 설계 기준에서 횡비틀림 좌굴강도는 양단의 변위가 구속된 단일 거더의 좌굴강도 식을 근거로 하고 있다. 그러나, I-단면 강교의 주거더는 한 개 이상으로 구성되고 중간가로보 또는 수직브레이싱으로 서로 연결되므로, 가로보의 휨강성과 주거더의 상호 효과를 고려한 횡좌굴강도의 평가가 필요하다. 또한, 중간가로보가 부착되는 수직보강재의 강성이 복부판의 뒤틀림과 연계하여 횡좌굴강도에 미치는 영향의 평가가 필요하다. 이에, 4-거더교에서 중간가로보 및 수직보강재의 소요 강성을 평가하기 위해 초기처짐 및 잔류응력을 고려한 3차원 쉘요소 모델을 이용하여 재료 및 기하 비선형해석을 수행하고 그 결과를 제시하였다. This paper presents numerical analysis results for the lateral-torsional buckling (LTB) strength of steel I-girder bridges. Current Korean and AASHTO design specifications for LTB consider the buckling strength of a single girder with both its ends constrained. The I-girder bridges are composed of more than one girder, and the girders are interconnected with intermediate cross-beams or cross-frames. Therefore, it should be required to evaluate the effects of cross-beam stiffness and the interactionof girders on LTB strength. It is also necessary to consider the effects of transverse web stiffeners on LTB strength. By considering these parameters, a series of four-girder systemswere numerically modeled using 3D shell elements to estimate the LTB strength while considering initial imperfections and residual stresses.

제트화재 시 초기결함 효과를 고려한 보강판의 열-구조 연성해석

유승수,박주신,이동연 해양환경안전학회 2023 해양환경안전학회 학술발표대회 논문집 Vol.2023 No.04

열 가공 후 존재하는 초기처짐성분에 따른 선체판의 최종강도 거동에 관한 연구

고재용(Jae-Yong Ko),박성현(Sung-Hyeon Park),박주신(Joo-Shin Park) 한국항해항만학회 2003 한국항해항만학회 학술대회논문집 Vol.3 No.-

Recentry, High Tension Steel is adapt to thin plate in the steel structure and marine structure is used widely, possibility that buckling happens great. Specially, Initial deflection of ship structure happens in place absence necessarily by heat processing of welding or cutting etc. As box style in thin plate structure. This Initial Deflection is element that exert negative impact when thin plate absence complicated nonlinear behaviour accompanied buckling. As a result, must idealize initial deflection that occurrence is possible to endow stability and accuracy in the hull structure or marine structure and reflect in early structure design considering buckling. Longi direction of compressive load interacts and analyzed finite element series that apply various kinds initial deflection shape measured actually on occasion that is arranged simply supported condition in this research. Applied ANSYS elasto-plasicity large deformation finite element method to be mediocrity finite element program as for analysis method and analysis control used in Newton-Raphson method & Arc-length method. 최근 강구조물과 해양구조물에 있어서 박판 부재인 고장력강이 널리 사용되면서 좌굴이 발생할 가능성이 커지고 있다. 특히 선박구조는 상자형 박판 구조물로서 용접이나 절단등의 열가공에 의하여 필연적으로 판부재에 초기처짐이 발생하게 된다. 이러한 초기처짐은 박판부재가 좌굴을 동반한 복잡한 비선형 거동을 나타낼때 악영향을 미치는 요소이다. 결과적으로 선체구조물이나 해양구조물에 안정성과 정확성을 부여하기 위해서는 발생 가능한 초기처짐을 이상화 하여 좌굴을 고려한 초기구조설계에 반영하여야 한다. 본 연구에서는 종방향 압축하중이 작용하고 네변 단순지지조건인 판에 실제 계측된 여러 가지 초기처짐형상을 적용한 유한요소 시리즈 해석을 하였다. 해석방법으로서는 범용유한 요소프로그램인 ANSYS의 탄소성대변형 유한요소법을 적용하였고 해석제어는 Newton-Raphson method와 Arc-length method를 병용하였다.

면내압축하중을 받는 유공판의 좌굴 및 최종강도 평가에 관한 연구

고재용,박주신,주종길,Ko, Jae-Yong,Park, Joo-Shin,Joo, Jong-Gil 해양환경안전학회 2004 해양환경안전학회지 Vol.10 No.2

선체구조 부재에는 이중저의 거더 및 늑판등에서 유공을 가진 판이 많이 사용되고 있는데, 이는 중량 경감, 사람 및 화물의 이동, 배관 등의 목적이다. 보통은 강도상 큰 문제가 없는 부위에 위치하지만, 매로는 불가피하게 높은 응력이 작용하는 부위에 설치해야 할 경우가 있다. 이러한 판에 유공의 존재는 면내 하중에 의한 탄성좌굴강도 및 최종강도에 큰 영향을 주게 된다. 따라서, 유공판의 탄성좌굴강도 및 최종강도 평가는 선박의 초기 구조설계단계에서 구조부재 치수를 결정할 매, 검토해야 할 중요한 설계기준 중의 한가지가 된다. 그러므로, 유공판에 대한 합리적이고 신뢰적인 탄성좌굴강도 및 최종강도 설계식이 필요하게 되었다. 본 연구에서는 다양한 종횡비와 유공의 치수비 그리고 세장비의 영향을 고려하여 탄소성대변형 유한요소법을 근간으로 한 해석코드인 ANSYS(7.1)를 사용하여 시리즈해석을 수행하였다. Plate has cutout inner bottom and girder and Door etc. in hull construction absence is used much, and this is strength in case must be situated, but establish in region that high stress interacts sometimes fatally in region that there is no big problem usually by purpose of weight reduction, a person and freight movement, piping etc.. Because cutout‘s existence is positioning in this place, and, elastic bucking strength by load causes large effect in ultimate strength. Therefore, perforated plate elastic bucking strength and ultimate strength is one of important design criteria to decide structural elements size at early structure design step of a ship. Therefore, we need reasonable & reliable design formula for elastic bucking strength of the perforated plate. The author computed numerically ultimate strength change about several aspect ratios, cutout dimension, and plate thickness by using ANSYS Finite element analysis code based on finite element method in this paper.

초기처짐형상에 따른 판부재의 천이거동에 관한 연구

박주신,이계희,고재용,Park, Joo-Shin,Lee, Kye-Hee,Ko, Jae-Yong 한국전산구조공학회 2005 한국전산구조공학회논문집 Vol.18 No.1

최근 강구조물과 해양구조물에 있어서 박판 부재인 고장력강이 널리 사용되면서 좌굴이 발생할 가능성이 커지고 있다. 특히 선박구조는 상자형 박판 구조물로서 용접이나 절단등의 열 가공에 의하여 필연적으로 판부재에 초기처짐이 발생하게 된다. 이러한 초기처짐은 박판부재가 좌굴을 동반한 복잡한 비선형 거동을 나타낼 때 악영향을 미치는 요소이다. 결과적으로 선체구조물이나 해양구조물에 안정성과 정확성을 부여하기 위해서는 발생 가능한 초기처짐을 이상화하여 2차좌굴 거동을 고려한 붕괴 매커니즘을 초기구조설계에 반영하여야 한다. 본 연구에서는 종방향 압축하중이 작용하고 네변 단순지지조건인 판에 실제 계측된 여러 가지 초기처짐형상을 적용한 유한요소 해석을 하였다. 해석방법으로서는 범용 유한요소프로그램인 ANSYS의 탄소성대변형 유한요소법을 적용하였고 해석제어는 Newton-Raphson method와 Arc-length method를 병용하였다. Since High Tensile Steel has been widely used to thin plate on the steel structure and marine structure, It has increased possibility of buckling. Especially, initial deflection of ship structure is mainly caused by heat processing of welding or cutting etc. This initial deflection has negative effect to thin plate, which would incur a complicated nonlinear behavior accompanied with secondary buckling. If idealized initial deflection is considered in early marine structure design of secondary buckling, accuracy and reliability will be improved considerably. The measurement data of initial deflection from experiment is applied to finite element series analysis. For FEA(ANSYS), Applied nonlinear buckling analysis is used by Newton-Raphson method & Arc-length method included in this program.

압축력을 받는 선체판의 경계조건에 따른 탄소성거동에 관한 연구

고재용,박주신,박성현,Ko Jae-Yong,Park Joo-Shin,Park Sung-Hyun 해양환경안전학회 2004 海洋環境安全學會誌 Vol.10 No.1

Design of general steel structure had applied to achieve elastic designing concept so far. Because elastic design supposes that whole structure complies with elasticity formula so that achieve via allowable stress of material. It is concept that calculate stress distribution of construction about action external load and estimate load when the maximum stress reaches equally with allowable stress that is established by maximum safety load of the structure. But, absence that compose actuality structure by deal with external load increase small success surrender and structure hardness falls and structure in limited state finally on the whole as showing complicated process by interference between collapse and buckling under compression. Applied ANSYS (elasto-plasticity large deformation finite element method) to be mediocrity finite element program for analysis method and analysis control used in Newton-Raphson method & Arc-length method. 지금까지의 강구조설계에서는 일반적인 탄성좌굴개념을 적용하고 있다. 왜냐하면 현재까지의 실적선의 데이터와 경험적인 방법에 의해 도출된 여러 가지 룰에 의한 데이터가 상당히 신뢰할만한 정도를 갖고 있기 때문이라고 판단하기 때문이다. 그러나, 최근들어 판두께가 박판인 고장력강재가 선체에 폭넓게 사용되어지면서 탄성좌굴발생 시점이 빨라졌으며 이에따른 탄소성거동을 정확히 예측할 필요성이 대두되고 있다. 이에 본 연구에서는 선체의 이중저 판넬구조에서 압축하중을 받을때의 실제판부재의 주변지지조건을 네가지로 이성화하여 해석하였으며, 이때 실제 필연적으로 존재하게 되는 열가공에 의한 비대칭형 초기처짐을 적용하였고, 비선형해석기법으로서는 Arc-length method를 적용하였고 해석코드는 범용유한요소법 소프트웨어로 잘 알려진 ANSYS를 사용하였다.

外力의 效果를 고려한 熔接部의 最終强度에 대한 評價

방한서(H. S. Bang),차용훈(Y. H. Cha),오우석(W. S. Oh) 한국해양공학회 1995 韓國海洋工學會誌 Vol.9 No.2

When structures are constructed by welding, structural elements are always accompanied by welding residual stress and deformation. Therefore, when the rigidity and strength of the welded structures is considered, it is very important to have sufficient information about the effect of initial deflection and welding residual stress on them.<br/> In this paper, the square plates with welding residual stress under compression are dealt with; First, heat conduction and thermal elastic-plastic problems are analyzed by finite element method using 4-node isoparametric elements for assessment on the ultimate strength of welding joint. Later, the ultimate strength of welding joint is assessed by examining the effect of changed type of loading.<br/> The specimens are 500×500㎜(a/b=1) and 750×500㎜(a/b=1.5) rectangular plates of whichthicknesses is 9.0㎜ and simply supported plates getting axiul load in each direction.

기하학적 변위 이론을 적용한 VLCC 최종종강도 평가

정준모(Joonmo Choung),남지명(Ji-Myung Nam),Gokhan Tansel Tayyar,윤성원(Sung-Won Yoon),이강수(Kangsu Lee) 대한조선학회 2013 大韓造船學會 論文集 Vol.50 No.4

탄소성 대변형 해석을 이용한 콘크리트 충전강관(CFT) 기둥의 극한강도에 관한 해석적 연구

장갑철,장경호,Jang, Gab-Chul,Chang, Kyong-Ho 한국공간구조학회 2007 한국공간구조학회지 Vol.7 No.6

교량의 교각과 같은 원형기둥구조물의 성능과 강도을 향상시키기 위해 최근 콘크리트 충전강관(CFT: concrete-filled steel tube)의 적용이 점차 증가하고 있다. 이러한 콘크리트 충전강관 구조물의 정확한 소성설계를 위해서는 사용된 재료인 강재 및 콘크리트의 대변형 거동을 구현할 수 있는 소성모델이 필요하다. 본 연구에서는 사용강재의 실험을 통하여 제안된 소성모델을 적용한 탄소성 대변형 해석을 개발하였으며 콘크리트 충전강관 기둥 해석과 실험 결과에 비교하여 그 정도 및 타당성을 검증하였다. 그리고 개발된 프로그램을 이용하여 콘크리트 충전강관 기둥의 초기처짐이 극한장도에 미치는 영향 및 상관관계를 명확히 파악하였다. Recently, to improve performance and strength of circular steel columns, application of concrete-filled steel tube(CFT) type are gradually increased. To accurately predict the plastic design of concrete-filled steel tube columns, a plasticity model is required which can be describe large deformation behavior of concretes and steels. In this study, elastic-plastic large deformation analysis is developed by using the plasticity model of structural steels, and accurate and validity of the developed program is verified by comparing between the experiment and the analysis for concrete-filled steel tube column. In concrete-filled steel tube columns, influence of initial deflection on ultimate strength behavior is investigated by using developed program.

선박 곡판의 하중과 수압에 따른 좌굴/최종강도설계식 개발

이종원(Jong-Won Lee),김슬기(Suel-Gi Kim),박주신(Joo-Shin Park),전민성(Min-sung Chun),서용석(Yong-Suk Suh),이제명(Jae-Myung Lee) 대한조선학회 2011 대한조선학회 학술대회자료집 Vol.2011 No.6

A ship structure is basically an assembly of stiffened panel elements and an estimation of the maximum load-carrying capacity or the ultimate strength of these members is a very important task for the safety assessment and rational design of the structure. In general, cylindrically curved un-stiffened and stiffened plates are often used in ship/offshore structures, for example at wind tower, spa structure, side shell plating at fore and aft parts and bilge circle part in the merchant vessels .It has been known that role of curvature increases the buckling strength of a plate under compressive loading, and ultimate load-carrying capacity is also expected to increase. In the present paper, to clarify and examine the fundamental buckling and collapse behaviours of between unstiffened and stiffened curved plates subjected to combined axial compression and lateral pressure, a series of elastic and elasto-plastic large deflection analyses are performed using commercial FE-Analysis program (MSC/PATRAN, NASTRAN). On the basis of the numerical results, effect of curvature, magnitude of initial imperfection, slenderness ratio and aspect ratio on the characteristics of the buckling and collapse behaviour of unstiffened and stiffened curved plates are discussed. On the basis of the calculated results, the simple formulations are developed to predict the buckling/ultimate strength of unstiffened and stiffened curved plates subjected to combined loads in an analytical manner. The buckling and post-buckling strength behaviours are simulated by performing elastic large deflection analysis. Applying the new developed formulations, verification analysis is performed for curved plates comparing numerical results and then the usefulness of the proposed method is demonstrated.