KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research (대한토목학회논문집)

Korean Society of Civil Engeneers (대한토목학회)
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Torsional and Warping Constants of I-shaped Plate Girders with a Sine Corrugated Web

Sine 파형 복부판을 갖는 I형 플레이트 거더의 비틂 및 뒴 상수

  • 김승준 ;
  • 전진수 ((주)GS E&C 플랜트토건설계팀) ;
  • 원덕희 (고려대학교 건축사회환경공학과.한국해양연구원 연안개발 에너지 연구부) ;
  • 강영종 (고려대학교 건축사회환경공학부)
  • Received : 2012.03.21
  • Accepted : 2012.09.25
  • Published : 2012.11.15
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Abstract

In this study, the equations of torsional and warping constants of a I-shaped plate girder with sine corrugated web are suggested. Because of geometric characteristics of the section, a I-shaped plate girder with corrugated web shows high out-of-plane stiffness, shear strength, and torsional stiffness. Torsional constant and warping constant definitely affect lateral-torsional buckling loads. Therefore, exact estimation of the sectional properties is quite important. But, it is difficult to estimate these properties by former methods. So, this study was focused on suggestion of the rational equations to calculate torsional and warping constants. In order to investigate the effects of geometric characteristics of sine-corrugated webs on torsional stiffness and warping torsional constant, finite element analyses for pure torsional behavior and warping torsional behavior of I-shaped plate girders were performed. By regression analyses of the analytical results, rational equations of the torsional constant and warping constant were suggested. Suggested equations for the properties were validated based on the analytical results of lateral-torsional buckling of simply supported I-shaped plate girder. By suggested equations, torsional and warping constants of I-shaped plate girders with a sine-corrugated web can be rationally estimated and more exact lateral-torsional buckling load can be simply calculated.

본 연구에서는 Sine 파형 복부판을 갖는 I형 플레이트 거더의 비틂 상수와 �� 상수식을 제안한다. Sine 파형 복부판을 갖는 플레이트 거더는 일반적으로 기하학적 특성에 따라 높은 면외 방향 강성 및 전단강도, 비틂 강성을 갖는다. 특히, 플레이트 I형 거더의 횡-비틂 강도를 산정하는 데 있어서 부재 단면의 비틂 상수 및 �� 상수는 큰 영향을 미치는데, 종래의 수식으로는 Sine 파형 복부판의 이러한 단면상수를 합리적으로 산정하는 데 어려움이 있다. 따라서 본 연구에서는 Sine 파형 복부판의 기하학적 특성을 반영할 수 있는 새로운 제안식을 연구하였다. 쉘 요소를 사용한 I형 플레이트 거더의 순수 비틂 거동에 대한 유한요소해석결과를 통해 파형의 기하학적 특성에 따른 비틂 상수 변화를 분석하고 이를 회귀분석하여 수식을 제안하였다. 이후, 순수 비틂과 �� 비틂이 함께 존재하는 조건에서의 유한요소해석 결과를 통해 �� 상수 계산식을 제안하였다. 이 두 제안식은 단순 지지된 Sine 파형 복부판을 갖는 I형 플레이트 거더의 횡-비틂 좌굴해석 결과를 토대로 검증되었다. 본 연구에서 제안한 두 수식을 통해 Sine 파형 복부판을 갖는 I형 플레이트 거더의 중요한 두 단면 상수를 명확히 계산할 수 있고, 이를 통해 정확한 횡-비틂 좌굴 강도를 손쉽게 계산할 수 있다.

Keywords

Acknowledgement

Supported by : 서울산업통상진흥원

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