이 논문에서는 내구성이 우수한 것으로 알려져 있는 펄트루젼 FRP의 습도 노출 및 동결 융해 영향을 검토하고, 이에 따른 국부좌굴강도 영향을 검토하기 위한 해석적 연구를 수행하였다. FRP는 일반적으로 내구성이 우수하다고 알려져 있기 때문 에, 해양 구조물 등 습윤환경에서 적용하기 위한 다양한 연구가 진행되고 있으며, 특히 구조용 부재로 제작되는 펄트루젼 FRP 부재는 하절기와 동절기의 온도변화에 노출되기 때문에 이에 대한 검토가 필요하다. 펄트루젼 FRP의 습도 노출 및 동결 융해 영향은 기존 연구의 실험 결과를 참고하였으며, 국부좌굴강도는 정밀해법을 통해 영향을 검토하였다. 검토 결과 펄트루젼 FRP 는 습도노출 및 동결융해의 영향으로 인해 최대 약 20%의 인장강도 및 탄성계수 변화를 나타내었으나, 국부좌굴강도는 약 3% 로 그 영향이 상대적으로 작은 것으로 나타났다. 따라서, 온도이력 및 습윤환경에서도 펄트루젼 FRP는 국부좌굴강도의 큰 변화 를 나타내지 않고 높은 내구성을 나타낼 수 있을 것으로 판단된다.

Recent studies have revealed that plates stiffened by closed-section ribs can be designed to have greater strength. Thus, this study is about the increasing effect on local plate buckling strength of isotropic plates when longitudinally stiffened with closed-section ribs, which is mainly due to the rotational restraint of the closed-section ribs. The effects on buckling strengths of the stiffened plates are examined by numerical analyses. Three-dimensional finite element models were obtained using a general structural analysis program ABAQUS and a series of eigenvalue analyses were conducted. Through this study, the increasing effect on the local buckling strength due to the rotational stiffness is numerically verified. From the parametric studies, there is an obvious tendency that the local buckling strength of the stiffened plate would converge to the buckling strength of plate with fixed boundary condition. The findings of this study would contribute in improving the optimum design of longitudinally stiffened isotropic plates.

Fiber reinforced polymeric plastic (FRP) materials have many advantages over conventional structural materials, i.e., high specific strength and stiffness, high corrosion resistance, right weight, etc. Among the various manufacturing methods, pultrusion process is one of the best choices for the mass production of structural plastic members. Since the major reinforcing fibers are placed along the axial direction of the member, this material is usually considered as an orthotropic material. However, pultruded FRP (PFRP) structural members have low modulus of elasticity and are composed of orthotropic thin plate components the members are prone to buckle. Therefore, stability is an important issue in the design of the pultruded FRP structural members. Many researchers have conducted related studies to publish the design method of FRP structures and recently, referred to the previous researches, pre-standard for LRFD of pultruded FRP structures is presented. In this paper, the accuracy and suitability of design equation for the local buckling strength of pultruded FRP I-shape compression members presented by ASCE are estimated. In the estimation, we compared the results obtained by design equation, closed-form solution, and experiments conducted by previous researches.

Pultruded FRP can be regarded as an orthotropic material due to its manufacturing process that pull-out fibers impregnated with polymeric resin, which is suitable to produce structural member with unlimited lengths of reinforced polymer structural shapes with a various shape of cross-section. However, fiber distribution in the cross-section is not uniform because of the characteristics of pultrusion process. Therefore, random fiber distribution causes the difference of the modulus of elasticity throughout the cross-section. In this paper, closed-form local buckling analysis is conducted on the pultruded FRP I-shape compression members. The mechanical properties used to analytical investigations are obtained from the coupon test. The coupon test specimens are taken from the pultruded FRP I-shape member. Moreover, the local buckling tests of pultruded FRP I-shape members are conducted and test results are compared with the analytical results.

This study is aimed to examine the influence of the rotational stiffness of U-shaped ribs on the local buckling behaviors of laminated composite plates. Applying the orthotropic plates with eight layers of the layup [(0°)4]s and [(0°/90°)2]s, 3-dimensional finite element models for the U-rib stiffened plates were setup by using ABAQUS and then a series of eigenvalue analyses were conducted. There is a need to develope a simple design equation to establish the rotational stiffness effect, which could be easily quantified by comparing the theoretical critical stress equation for laminated composite plates with elastic restraints based on the Classical laminated plate theory. Through the parametric numerical studies, it is confirmed that there should clearly exist an increasing effect of local plate buckling strength due to the rotational stiffness by closed-section ribs. An applicable coefficient for practical design should be verified and proposed for future study. This study will contribute to the future study for establishing an increasing coefficient for the design strength and optimum design of U-rib stiffened plates.

지금까지 국내에서 제작된 요트는 선체의 재질이 FRP로 제작되어 왔으나 FRP는 환경오염 및 해양안전에 관한 법규 규제가 강화되고 있는 국제사회의 인식에 따라 중소형 조선소를 중심으로 강철 재료나 알루미늄 재료들 사용한 선박건조로 변화하고 있는 실정이다. 강선요트의 구조상 강선재료를 주로 사용함으로서 여러 가지 강도적인 측면에 대한 검토가 필요하지만, 소형선박이므로 종강도, 횡강도 부분은 규정에서의 허용 응력치에 안전율(Safe Factor)만을 주어서 설계를 하여도 충분히 안정된 구조를 이를 수가 있다. 그러나, 소형선박에서 가장 문제시되는 것은 국부강도(Local Strength)의 평가이다. 본 구조해석에서는 선수에 작용하는 슬래밍 동작하중 및 선수충격에 의한 선수부의 손상 여부와 선수부의 국부강도 만족 여부를 확인하고, 기관받침(Engine bed) 부분에서의 중량하중과 횡파하중에 대한 검토를 수행하였다.

In this study, the changes in compressive strength of steel tubular short columns with local corrosion is investigated using a finite element approach. The dimensions of the local corrosion are defined by its depth (0, 1.5, 3, 4.5 and 6 mm), height (0, 20, 40, 60, 80, 100, 120, 140, 160 and 180 mm), circumference (0, 90, 180, 270 and 360°) and location of damage along the steel tubular short column. There are 42 finite element models executed in this study that are categorized as Type A, Type B and Type C specimens. The results of the finite element models were compared against the previous experimental tests for model validation. Moreover, a parametric study was used to study the effect of the corrosion depth, height and circumference to the compressive strength of a steel tubular short column. Comparing the results of the finite element analysis, experimental and calculated compressive strengths, the percentage error is found to be within 10%.

중공슬래브는 휨 성능에 영향을 미치지 않는 부분의 콘크리트 단면을 삭제하고 중공재로 치환함으로써 중공재 부피만큼 콘크리트가 줄어들어 자중 감소효과를 가져오는 장점이 있다. 또한, 콘크리트의 물량절감뿐 아니라 친환경적 측면에서 이산화탄소의 배출도 저감할 수 있어 효과적이다. 하지만, 중공재로 치환한 부분의 지압강도가 명확하지 현장 적용 시에 여러 가지 문제점이 발생한다. 이에 본 연구에서는 중공재가 포함된 중공슬래브를 제작하여 각 타입별(트럭 하중 적용 시, 동바리 하중 적용 시 및 잭 서포트 하중 적용 시)로 국부지압강도 실험을 수행하여 중공슬래브 국부 지압강도의 안전성을 평가하고자 한다. 트럭하중 적용 시, 동바리 하중 적용 시 및 잭 서포트 하중 적용 시의 실험결과 중공재 연결부위 및 중공재 상부의 지압강도는 모든 실험체에서 허용 하중 이상을 보유한 것으로 나타났다. 또한 데크 적용 유무에 따른 실험결과도 모두 허용 하중을 초과하여 안정성을 확보하는 것으로 나타났다.

A steel tubular member has been generally used for the offshore structure. Its stucutral performance can be decreased due to corrosion damage under severe corrosion environment In this study, to examine the compression performance of steel tubular member depending on corrosion thickness, damaged ratio, FE analyses were conducted and compared.

일반적으로 압축을 받는 판 구조는 국부 판좌굴 거동에 의해 압축강도가 현저히 저감하는 것을 방지하기 위해 종방향 보강재를 적용하여 세장비를 적절히 조정한다. 이 때 보강재로서 U형 단면 리브를 사용하는 것이 보다 효과적일 수 있으나, 정량적으로 평가할 만한 방법이 마땅치 않아 수치해석적으로 규명될 필요가 있다. 이에, 본 연구에서는 U리브의 단면 크기에 따라 실용적인 구현이 가능한 세 가지 U리브 형태를 상정하고 탄성좌굴강도에 대한 영향을 살펴보고자 한다. 범용 유한요소해석 프로그램인 ABAQUS를 이용하여 3차원 해석모델을 수립하여 고유치 해석을 실시하였다. 이를 통해, 국부좌굴강도를 수치적으로 평가하였으며 U형 단면 리브를 적용함에 의해 좌굴강도가 증진하는 효과를 확인하였다. 세 가지 U리브 형태 중에서 단면이 작은 경우에 좌굴강도가 최대로 증가되는 경향을 볼 수 있다.

최근에는 고장력강의 사용증대와 함께 구조부재가 경량화추세에 있으며 이상부식이 발생한 구조부재는 강도가 크게 저하되리라 예상되지만 지금까지 이에 관한 연구가 거의 없는 상태이다. 본 연구에서는 단소성대변형유한요소법을 적용하여 국부이상부식을 가진 판이 면내압축하중을 받을 경우에 압축최종강도에 미치는 부식부영역의 크기. 부식부의 판두께 감소량 및 세장비의 영향에 대하여 연구하였다.