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휨 모멘트를 받는 박스거더 구조 강도 실험에 대한 수치해석 방법에 관한 연구
A Study on the Numerical Analysis Methods for Predicting Strength Test Result of Box Girder under Bending Moment 원문보기

海洋環境安全學會誌 = Journal of the Korean society of marine environment & safety, v.29 no.5, 2023년, pp.488 - 496  

이명수 (조선대학교 선박해양공학과) ,  박주신 (삼성중공업 조선해양연구소)

초록
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선박 및 교량 구조물은 일종의 길이가 긴 박스형 구조로서 수직 굽힘 모멘트에 대한 저항력이 설계의 주요 인자이다. 특히 선박 거더는 반복적으로 불규칙적인 파랑하중에 장시간 노출되어 있기 때문에 구조부재의 연속 붕괴 거동을 정확하게 예측하는 것이 무엇보다도 중요하다. 본 논문에서는 순수 휨모멘트를 받는 박스거더의 하중 변화에 따른 좌굴을 포함한 소성 붕괴 거동을 수치해석적 방법을 이용하여 분석하였다. 분석대상은 Gordo 실험에서 사용한 세 가지 박스거더로 선정하였다. 구조강도 실험 결과와 비선형 유한요소해석에 의한 결과를 비교하여 차이가 발생하는 원인에 대해서 고찰하였다. 본 논문에서는 카본스틸 재료의 제작 시 필연적으로 사용하는 용접열에 의한 초기 처짐의 영향을 반영하기 위하여 전체와 국부적인 처짐 형상의 조합을 제안하였고, 이 결과는 실험 결과와 거동 및 최종강도 추정율이 7% 이내에서 잘 일치하고 있었다. 논문에서 검토한 절차 및 초기 처짐 구성에 대한 내용은 향후 유사 구조물의 최종강도를 분석하는데 좋은 지침으로 사용할 수 있다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Ship and bridge structures are a type of long box-shaped structure, and resistance to vertical bending moment is a key factor in their structural design. In particular, because box girders are repeatedly exposed to irregular wave loads for a long time, the continuous collapse behavior of structural ...

주제어

#굽힘 모멘트   #선박 구조   #거더   #최종강도   #유한요소해석  

참고문헌 (14)

  1. Ao, L. and D. -Y. Wang(2016), Ultimate Torsional Strength of？Cracked Stiffened Box Girders with a Large Deck Opening,？International Journal of Naval Architecture and Ocean？Engineering, Vol. 8, pp. 360-374. 

  2. Dow, R. S.(1991), Testing and Analysis of a 1/3-Scale？Welded Steel Frigate Model, Proceedings of International？Conference on Advances in Marine Structures, Dunfermline？Scotland, pp. 749-773. 

  3. Gordo J. M. and C. Guedes Soares(2009), Tests on Ultimate？Strength of Hull Box Girders made of High Tensile Steel,？Marine Structures, Vol. 22, Issue 4, pp. 770-790. 

    상세보기

  4. Hu, K., P. Yang, T. Xia, and Z. Peng(2018), Residual Ultimate？Strength of Large Opening Box Girder with Crack Damage？under Torsion and Bending Loads, Ocean Engineering, Vol.？162, Issue 15, pp. 274-289. 

  5. IACS(2020), Common Structural Rules for Bulk Carriers and？Oil Tankers, Chapter 5-Hull Girder Strength, Section 2, pp.？342-347. 

  6. Lee, H. G. and J. S. Lee(2006), On the Ultimate Longitudinal？Strength Assessment of Ship's Hull Structure, Journal of the？Society of Naval Architects of Korea, Vol. 43, No. 3, pp.？340-350. 

  7. MSC Software(2012), Patran 2012 User's Guide, Chapter 6-,？Material modeling, pp. 125-136. 

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  9. Paik, J. K., B. J. Kim, and J. K. Seo(2008), Methods for？Ultimate Limit State Assessment of Ships and Ship-shaped？Offshore Structures : Part 3 Hull Girders, Ocean Engineering,？Vol. 35, Issue 2, pp. 281-286. 

  10. Quispe, J. P., S. F. Estefen, Marcelo Igor Lourenco de Souza,？J. H. Chujutalli, Diogo do Amaral M. Amante, and T. Gurova？(2022), Numerical and Experimental Analyses of Ultimate？Longitudinal Strength of a Small-scale Hull Box Girder,？Marine Structures, Vol. 85, pp. 26-32. 

  11. Saad-Eldeen, S., Y. Garbatov, and C. Guedes Soares(2010),？Experimental Assessment of the Ultimate Strength of a Box？Girder Subjected to Four-Point Bending Moment, 11th？International Symposium on Practical Design of Ships and？Other Floating Structures, pp. 1134-1143. 

  12. Smith, C. S.(1976), Compressive Strength of Welded Steel？Ship Grillages, RINA Transactions, Vol. 118, pp. 325-359. 

  13. Smith, C. S.(1977), Influence of Local Compressive Failure？on Ultimate Longitudinal Strength of A Ship's Hull,？Proceedings of 3rd International Symposium on Practical？Design in shipbuilding, Tokyo, pp. 73-79. 

  14. Zhong, Q. and D. Wang(2022), Numerical Investigation on？Ultimate Strength of Sandwich Box Girders under Vertical？Bending and Torsion, Ocean Engineering, Vol. 254, No. 15,？pp. 125-132. 

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