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강재 생산기술의 발달로 강재 후판의 폭이 광폭화 되고 있으며, 이에 따라 교량 등에 쓰이는 대형 구조부재를 절곡하는 방식으로 제작하면 절단과 용접 등의 과정을 줄일 수 있어 보다 경제적일 수 있다. 하지만 후판 절곡에 대한 허용 제작기준은 다소 부족한 현실에 있다. 절곡에 의한 특징으로는 강재특성의 변화이다. 절곡 후 변형경화로 인하여 재료의 연성이 저하되며 더 나아가 과도한 절곡은 균열을 유발 할 수도 있어 구조부재로서의 성능을 보장하기 어려울 수 있다. 이러한 문제로 제작기준에서는 판두께 범위에 따라 ri/t (절곡반경-판두께비)로 제한하고 있다. 현재 국내기준으로는 한계절곡반경 수준인 ri/t = 15인데 구조부재를 형성하기에 매우 불리하므로 이를 낮출 수 있는 범위에 대해 검토할 필요가 대두된다. 특히 절곡부재가 대형구조물로써 활용되기 위한 충분한 구조휨연성을 확보 할 수 있는지에 대한 검토가 필요하다. 따라서 본 연구에서는 구조용 후판강재를 절곡하여 구성한 보의 구조휨연성을 해석적으로 평가하였다. 이를 위해 판두께 24mm의 교량 구조용 ...

강재 생산기술의 발달로 강재 후판의 폭이 광폭화 되고 있으며, 이에 따라 교량 등에 쓰이는 대형 구조부재를 절곡하는 방식으로 제작하면 절단과 용접 등의 과정을 줄일 수 있어 보다 경제적일 수 있다. 하지만 후판 절곡에 대한 허용 제작기준은 다소 부족한 현실에 있다. 절곡에 의한 특징으로는 강재특성의 변화이다. 절곡 후 변형경화로 인하여 재료의 연성이 저하되며 더 나아가 과도한 절곡은 균열을 유발 할 수도 있어 구조부재로서의 성능을 보장하기 어려울 수 있다. 이러한 문제로 제작기준에서는 판두께 범위에 따라 ri/t (절곡반경-판두께비)로 제한하고 있다. 현재 국내기준으로는 한계절곡반경 수준인 ri/t = 15인데 구조부재를 형성하기에 매우 불리하므로 이를 낮출 수 있는 범위에 대해 검토할 필요가 대두된다. 특히 절곡부재가 대형구조물로써 활용되기 위한 충분한 구조휨연성을 확보 할 수 있는지에 대한 검토가 필요하다. 따라서 본 연구에서는 구조용 후판강재를 절곡하여 구성한 보의 구조휨연성을 해석적으로 평가하였다. 이를 위해 판두께 24mm의 교량 구조용 압연 강재인 HSB500 및 일반 구조용 압연 강재인 SM490을 사용하여 인장시험과 충격시험을 수행하였다. 미국 도로교 설계기준(2007), 유럽 통합 설계기준(2006), 미국 철강 협회(1996) 등 국외기준을 준용하여 소성모멘트 단면을 갖는 U형 단면 절곡 보의 해석모델을 수립하고 비선형비탄성 구조해석을 실시하였다. 이를 통해 절곡 보의 휨연성을 평가하였으며, 소성모멘트 단면 설계기준에 만족하는지에 대해 검토하였다. 절곡 보의 휨강도는 플랜지의 유효폭, 복부판 유효폭에 의해 지배되는 것으로 나타났고, 적정 유효폭 산정방안 정립이 필요하다. 연구대상 보 구조에 대해 절곡반경-두께비를 5 정도로 절곡하여도 구조물 전체의 연성에는 큰 영향을 미치지 않는 것을 확인하였다. 절곡에 의한 샤르피 흡수에너지의 저하로 인해 천이온도 상승이 예상되므로, 추후 천이온도에 대한 검증이 필요한 것으로 사료된다. 절곡 부재로서 사용될 강재는 초기인성여유도의 확보가 필요하다. 즉, 절곡 전 재료의 충격흡수에너지는 현행 KS 규격 기준치에 비해 상당한 여유분이 필요하다. 따라서 초기인성여유도의 규격을 제시하기 위해서는 다양한 시험 데이터베이스의 축적이 필요한 것으로 판단된다.

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