KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research (대한토목학회논문집)

Korean Society of Civil Engeneers (대한토목학회)
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In-Plane Buckling Behavior of Fixed Shallow Parabolic Arches

고정지점을 갖는 낮은 포물선 아치의 면내 좌굴거동

  • 문지호 (고려대학교 건축사회환경공학과) ;
  • 윤기용 (선문대학교 토목공학과) ;
  • 이학은 (고려대학교 건축사회환경공학과)
  • Received : 2007.08.17
  • Accepted : 2007.12.03
  • Published : 2008.01.31
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Abstract

This paper investigates the in-plane stability of fixed shallow arches. The shape of the arches is parabolic and the uniformly distributed load is used in the study. The nonlinear governing equilibrium equation of the general arch is adopted to derive the incremental form of the load-displacement relationship and the buckling load of the fixed shallow arches. From the results, it is found that buckling modes (symmetric or asymmetric) of the arches are closely related to the dimensionless rise H, which is the function of slenderness ratio and the rise to span ratio of such arches. Moreover, the threshold of different buckling modes and buckling load for fixed shallow arches are proposed. A series of finite element analysis are conducted and then compared with proposed ones. From the comparative study, the proposed formula provides the good prediction of the buckling load of fixed shallow arches.

본 논문은 고정지점을 갖는 낮은 아치의 면내 안정성에 관하여 연구를 수행하였다. 연구에 사용된 아치의 형상은 포물선 형태이며, 하중은 등분포 하중이다. 일반 아치의 비선형 지배 미분 방정식을 이용하여 고정지점을 갖는 낮은 아치의 증분 형태 하중-변위 관계와 좌굴 하중을 유도하였다. 연구 결과, 아치의 좌굴형상(대칭 혹은 비대칭 좌굴)은 아치의 라이즈비와 세장비의 함수로 이루어진 무차원 라이즈 H 와 밀접한 관계가 있는 것으로 나타났다. 이 밖에 본 연구에서는 고정지점을 갖는 낮은 아치의 좌굴 형상을 구분하는 경계와 좌굴하중을 제안하였다. 이러한 제안식은 일련의 유한요소해석 결과들과 비교하였으며, 본 연구의 제안식은 고정지점을 갖는 낮은 아치의 좌굴 하중을 적절히 예측할 수 있는 것으로 나타났다.

Keywords

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