Journal of Korean Society of Steel Construction (한국강구조학회 논문집)

Korean Society of Steel Construction (한국강구조학회)
권호 표지

A Multi-noded Cable Element Considering Sliding Effects

슬라이딩을 허용하는 다절점 케이블요소

  • 김문영 (성균관대학교 건축 조경 및 토목환경공학부) ;
  • 이준석 (성균관대학교 건축 조경 및 토목환경공학부) ;
  • 한만엽 (아주대학교 토목설계공학과) ;
  • 김성보 (충북대학교 토목공학과) ;
  • 김낙경 (성균관대학교 건축 조경 및 토목환경공학부)
  • Received : 2005.03.14
  • Accepted : 2005.08.10
  • Published : 2005.08.27
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Abstract

A multi-noded cable element allowing sliding at its nodes without frictions was introduced in this paper, and its elastic stiffness matrix was derived. A two-node truss element was briefly summarized and extended to multi-node, cable-truss elements that keep their tension constant but are connected without frictions through several nodes. The element elastic stiffness matrix of the multi-node,cable-truss elements was consistently derived. The steel wales pre-stressed externally in the IPS system were chosen as numerical examples and analyzed under various loading conditions. The cable tensions calculated using the present element were compared with the results of the flexibility method and those using the two-node truss element, respectively.

다양한 케이블지지 시스템에 적용이 가능한 슬라이딩을 허용하는 다절점 케이블-트러스 요소를 개발한다. 먼저 일반적인 2절점 케이블-트러스 요소에 대한 유한요소 정식화 과정을 요약하고, 이를 토대로 여러 절점에 연결되어 장력은 동일하지만 절점에서 슬라이딩이 가능한 다절점 케이블-트러스 요소의 탄성강도행렬을 유도한다. 개발된 케이블-트러스 요소를 검증하기 위하여, 케이블 장력을 부정정력으로 선택하고 적합조건을 이용하여 장력을 산정하는 방법(유연도법)을 제시하고 두 방법에 의한 장력 값을 비교한다. 또한 상용 유한요소 해석프로그램의 2절점 트러스요소를 사용한 해석결과와도 비교, 분석한다.

Keywords

Acknowledgement

Supported by : 한국과학재단

References

  1. 김문영, 장승필, 공간 트러스 구조물의 기하적 비선형 유 한요소해석, 한국 강구조학회 논문집, 제 2권, 2호, 1990, pp. 164-174
  2. 양동석, 임상훈, 박선규, 외부 긴장된 H형 보의 휨거동 특 성', 한국강구조학회 논문집, 제 14권 1호, 2002, pp. 79-85
  3. 한만엽, 김문영, 김성보, 민병철, 이영생, 혁신적 프리스트 레스트 가시설 공법 연구 보고서, 아주대학교 토목기 술연구센타, 2003, pp. 1-307
  4. 한만엽, 김성보, 김문영, 김낙경, 지태석, 혁신적 프리스트 레스트 가시설(IPS)공법에 적용되는 띠장의 설계 및 해석' 전산구조공학회, 2005 (인쇄중)
  5. Virlogeux, M. P., Nonlinear Analysis of Externally Prestressed Structures, Proceedings of the FIP Symposium, Jerusalem, Setp. 4-9, 1990 pp. 318-340
  6. M. S. Troitsky, D. Sc, Prestressed Steel Bridges Theory and Design, VAN NOSTRAND REINHOLD, N. Y., 1990
  7. Ramos, G. and Aparicio, A. C., Ultimate Analysis of Monolithic and Segmental Externally Prestressed Concrete Bridges, ASCE, The Journal of Bridge Engineering, Vol. 1, No. 1, 1996, pp. 10-17 https://doi.org/10.1061/(ASCE)1084-0702(1996)1:1(10)
  8. Rao, P. S. and Mathew, G., Behavior of Externally Prestressed Concrete Beams with Multiple Deviators, ACI, Structural Journal, Vol. 93, No. 4, 1996, pp. 387-396