Investigation of Lateral-Torsional Buckling Strength Trends in Monosymmetric Stepped I-Beams Subjected to Several Loading Conditions

Abstract

일축대칭 I형 단면보의 횡-비틀림 좌굴강도를 고려하는 데 있어서 강도기준 하중조건이 순수휨 작용시가 아님을 보여주는 연구가 제시된 바 있다. 이러한 연구결과는 오랫동안 적용해온 순수휨 작용시 가장 작은 횡-비틀림 좌굴강도를 보인다는 접근과는 다른 방법이다. 이에 본 연구에서는 제안된 새로운 경향을 확인하고 일축대칭 스텝보를 적용한 경우에도 같은 경향을 보이는 지 확인하고자 한다. 본 논문에는 다양한 하중조건을 고려하고 있으며 단면은 조밀단면을 적용하였다. 연구에 사용된 유한요소해석 프로그램은 ABAQUS이며, 스텝보에 적용한 일축대칭도는 0.5~0.9이다. 또한 본 연구에 고려한 해석모델의 <TEX>$L_b/h$</TEX>(지간/보 높이)비율은 20이다. 본 해석연구를 통하여 얻어진 새로운 경향과 결론을 자세하게 본 논문에 기술하였다. It has been proven in recent studies that for monosymmetric I-section beams, in considering bending moment diagrams caused by any combination of applied end moments and transverse loads acting at the shear centre, the lowest critical lateral torsional buckling moment does not necessarily correspond to uniform bending. This finding is different from the intuitive expectation that researchers have that for lateral torsional buckling of thin walled beams, the lowest critical lateral torsional buckling moment always corresponds to a uniform bending moment diagram. To determine the applicability of the findings stated, considering stepped beams, this study will be focusing on the comparison of the lateral torsional buckling strength trends in monosymmetric I-beams having doubly stepped and compact cross section. Several loading conditions will be applied to see the effect of different moment diagrams having different inflection points on the lateral torsional buckling strength of stepped beams. The study will be made using the finite element program, ABAQUS. The study will investigate stepped beams having monosymmetric ratios ranging from 0.5 to 0.9. These ratios correspond to varying bottom flange width while keeping the top flange width unchanged. Unbraced length to height ratio of the beam to be analyzed is 20. Finally, the findings for this study will be shown using illustrative figures and conclusions will be made.