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경량콘크리트를 사용한 합성보에서 전단연결재의 전단거동에 관한 해석적 연구
Analytical Studies on the Shear Behavior of the Shear Connector in Composite Beam with Light Weight Concrete 원문보기

韓國鋼構造學會 論文集 = Journal of Korean Society of Steel Construction, v.21 no.2 = no.99, 2009년, pp.127 - 134  

최병정 (경기대학교 건축공학과) ,  한홍수 (경기대학교 건축공학과)

초록
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본 연구의 목적은 경량콘크리트에 매립된 쉬어 커넥터의 전단거동 특성을 파악하는데 있다. 본 연구는 기존 실험결과와 유한요소해석에 의한 해석결과를 비교분석하여 유한요소 해석의 타당성을 확인하고 경량콘크리트의 압축강도($f_{ck}$) 변화에 따른 쉬어 커넥터의 전단강도를 기존 설계식(AISC-LRFD 및 Eurocode 4)과 비교분석하였다. 유한요소해석 결과 경량콘크리트에 매립된 쉬어 커넥터의 전단강도는 Eurocode 4의 쉬어 커넥터의 전단강도와 거의 일치하는 것으로 나타났다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

The purpose of this paper is to understand the shear characteristics of the shear connectors embedded into light weight concrete. This paper tried to confirm the validity of the finite element method(FEM) through the comparative study between the previous study results and FEM analysis, and evaluate...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 7일 때 경량콘크리트의 압축강도(.Q의 범위가 18~30N/mm2스터드의전단거동 특성을 알아보고자 한다.
  • 정확히 일치하는지 확인하고자 한다. 또한 기존 실험에서 미비한 실험변수를 선정하여 유한요소 해석을 통하여 구조적 거동을 확인하고자 한다.
  • 실제 실험체와 해석 실험체와 하중。변위 관계가얼마나 정확히 일치하는지 확인하고자 한다. 또한 기존 실험에서 미비한 실험변수를 선정하여 유한요소 해석을 통하여 구조적 거동을 확인하고자 한다.
  • 본 연구는 경량콘크리트를 사용한 솔리드 합성보의 스터드쉬어 커넥터에 관한 전단거동 특성을 파악하는데 있다. 유한요소해석에 의한 스터드의 전단거동과 기존 실험에 의한 스터드의 전단거동 특성을 비교하였다.
  • 본 연구에서는 범용 유한요소해석 프로그램인 ABAQUS을사용하여 콘크리트 슬래브, 강재보, 전단연결재로 구성된 실험체를 모델링하여 합성보의 쉬어 커넥터의 전단거동 특성을 연구하였다.
  • 본 연구의 목적은 기존 연구 실험 중 무근 경량콘크리트에 매설된 스터드의 전단강도 실험결과와 유한요소 해석 결과를비교분석하여 유한요소해석의 타당성을 확인하고 스터드의 전단 강도에 큰 영향을 미치는 경량콘크리트 강도를 변수로 하여 기존 설계식 (AISC-LRFD. Eurocode-4)과 유한요소 해석 결과를 비교분석하여 기존 설계식의 타당성을 검토하고 추후 실험에 대한 경량콘크리트 강도에 따른 스터드의 전단 강도에 관한 기초자료를 제공하는데 있다.

가설 설정

  • 실제 유한요소 해석에서는 그림 4과 같이 설치된 스터드의 수평 전단력은 동일하게 하중을 분배하는 것으로 가정하였다. 이것은 그림 6과 같이 1개의 스터드로 모델링하였다.
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참고문헌 (14)

  1. 김규석, 김상섭, 김필중, 김승배(1986) 合成보構造의 耐力에 관한 實驗的 硏究(I), 대한건축학회논문집 2권 1호, 통권 3호, pp.85-93 

  2. 이재연, 박성무, 이리형(1991) 合成보에서 쉬어 코넥터의 强度에 관한 硏究(II), 대한건축학회논문집 7권 4호, 통권 36호, pp.217-224 

  3. 장승필, 심창수(2006) 합성구조론, 구미서관 

  4. 주기수, 박성무(1995) 輕量콘크리트 슬래브와 鐵骨보의 合成보에서 쉬어 코넥터의 强度에 관한 硏究, 대한건축학회논문집 11권 3호, pp.147-153 

  5. 최병정, 문효진, 한홍수, 한권규(2009) 경량콘크리트를 사용한 합성 철선트러스 데크의 푸쉬 아웃 성능 실험, 한국강구조학회 논문집, Vol. 21, No 1, pp.15-26 

  6. 한덕희, 김필중, 김규석(1986) 合成보構造의 耐力에 관한 實驗的 硏究(II), 대한건축학회학술 발표논문집, 제 6권 제 1호, pp.315-318 

  7. ABAQUS Version 6.5 Documentation, 1996 

  8. ANSI/AISC 360-05, Specification for Structural Steel Buildings, March 9, 2005 

  9. British Standard, Eurocode 4: Design of Composite Steel and Concrete Structures, BS EN 1994-2:2005 

  10. Dennis Lam, Ehab El-Lobody(2005) Behavior of Headed Stud Shear Connectors in Composite Beam, Journal of Structural Engineering, ASCE, January, pp.96-107 

  11. M. Xie, N. Foundoukos, J.C. Chapman(2004) Experimental and numerical investigation on the shear behaviour of friction-welded bar-plate connections embedded in concrete, Journal of Constructional Steel Research 61, pp.625-649 

  12. J.G. Ollgaard, R.G. Slutter, J.W. Fisher(1971) Shear strength of stud connectors in lightweight and normal-weight concrete, AISC Engineering Journal, Vol. 8, No. 2, pp.55-64 

  13. Oehlers, D.J. and Johnson, R.P,(1987) The Strength of Stud Shear Connections in Composite Beams, The Structural Engineer, Journal of ISE, Vol. 65B, No. 2, pp.44-48 

  14. R.G. Slutter, G.C. Driscoll(1965) Flexural Strength of Steel-Concrete Composite Beams, Journal of Structural Engineering, ASCE, April, pp.71-99 

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