$\require{mediawiki-texvc}$

연합인증

연합인증 가입 기관의 연구자들은 소속기관의 인증정보(ID와 암호)를 이용해 다른 대학, 연구기관, 서비스 공급자의 다양한 온라인 자원과 연구 데이터를 이용할 수 있습니다.

이는 여행자가 자국에서 발행 받은 여권으로 세계 각국을 자유롭게 여행할 수 있는 것과 같습니다.

연합인증으로 이용이 가능한 서비스는 NTIS, DataON, Edison, Kafe, Webinar 등이 있습니다.

한번의 인증절차만으로 연합인증 가입 서비스에 추가 로그인 없이 이용이 가능합니다.

다만, 연합인증을 위해서는 최초 1회만 인증 절차가 필요합니다. (회원이 아닐 경우 회원 가입이 필요합니다.)

연합인증 절차는 다음과 같습니다.

최초이용시에는
ScienceON에 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 로그인 (본인 확인 또는 회원가입) → 서비스 이용

그 이후에는
ScienceON 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 서비스 이용

연합인증을 활용하시면 KISTI가 제공하는 다양한 서비스를 편리하게 이용하실 수 있습니다.

국부좌굴이 발생하는 H-형강 휨부재의 강도에 관한 연구
A Study on the Moment Capacity of H-Section Flexural Members with Local Buckling 원문보기

韓國鋼構造學會 論文集 = Journal of Korean Society of Steel Construction, v.23 no.6 = no.115, 2011년, pp.647 - 657  

서건호 (영남대학교 건설환경공학과) ,  서상정 (영남대학교 건설환경공학과) ,  권영봉 (영남대학교 건설환경공학과)

초록
AI-Helper 아이콘AI-Helper

본 논문에는 국부좌굴이 발생하는 휨부재의 유한요소해석 및 실험에 근거한 단면의 휨강도에 대하여 기술하였다. 박판으로 구성된 휨부재는 단면조건 및 횡방향 경계조건에 따라서 국부좌굴, 횡-비틀림좌굴 및 두 좌굴의 혼합좌굴이 발생하게 된다. 플랜지나 복부의 폭-두 께비가 큰 경우 횡-비틀림좌굴 발생 이전에 국부좌굴이 발생하며, 국부좌굴은 휨부재의 횡-비틀림좌굴강도에 영향을 미치게 된다. 이런 현상은 박판 형강의 휨강도 산정 시 고려하여야 한다. 다양한 폭-두께비를 갖는 플랜지와 복부판으로 구성된 휨부재의 해석에 국부좌굴 및 횡좌굴 모드의 초기처짐 및 잔류응력을 포함하였다. 해석결과 및 실험에 근거하여 국부좌굴과 횡-비틀림좌굴을 고려하는 설계강도식을 제안하였다. 제안된 직접강도법은 실험에 근거한 강도식과 유효단면 대신 총단면의 단면계수를 사용한다. 제안된 강도식에 의한 휨강도를 AISC, EC3 및 도로교설계기준과 비교하여 보았다. 제안된 직접강도법은 국부좌굴과 횡-비틀림좌굴의 혼합 유무와 상관없이 휨부재의 휨강도를 적절하게 예측할 수 있는 것으로 판단되었다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

This paper describes the moment capacity of flexural members with local buckling based on a series of FE and experiment results. Thin-walled flexural members undergo local, lateral-torsional, or interactive buckling according to the section geometries and lateral boundary conditions. Flexural member...

주제어

AI 본문요약
AI-Helper 아이콘 AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 본 논문에서 이 제안된 직접강도법의 강도식을 휨부재에 적용하기 위하여, SM490 H-형강 보에 대한 수치해석을 수행하여 플랜지와 복부의 국부좌굴이 휨부재의 극한강도에 미치는 영향을 연구하였다. 또한 현행 도로교설계기준(2010)의 휨부재의 허용휨압축응력에 관한 규정을 검토하고, 해석결과를 기초로 하여 휨부재의 허용휨압축응력의 합리적인 산정을 위하여 국부좌굴응력을 고려하는 방법을 직접강도법의 형식으로 제안하여 보았다.
  • 본 논문에서는 국부좌굴과 횡-비틀림좌굴의 혼합좌굴이 발생 가능한 휨부재의 설계강도식을 제안하기 위하여 비조밀및 세장판 요소로 구성된 H-형강 휨부재의 해석 및 실험적인 연구를 수행하여 다음과 같은 결론을 도출하였다.

가설 설정

  • 강재의 응력-변형률 관계는 변형경화는 무시하고 탄성-완전소성으로 가정하였고, 항복강도 315.0 MPa, 탄성계수 2.05 × 105 MPa, 포아송비 0.3으로 가정하고, 항복은 Von-Mises 이론을 적용하였다.
  • 국부좌굴과 횡-비틀림좌굴의 혼합이 휨부재의 강도에 미치는 영향을 연구하기 위하여 선택한 H-형강 보는 휨실험의 제반 여건을 고려하여 판두께 6.0 mm의 SM490 강판을 가스용접으로 제작한 단면으로 가정하였다. 휨부재의 플랜지 및 복부의 국부좌굴거동과 횡-비틀림좌굴에 근거한 휨부재의 강도에 미치는 국부좌굴 및 후좌굴강도의 영향을 파악하기 위하여 폭-두께비의 범위를 도로교설계기준(2010)에서 규정한 제한범위를 초과하는 범위까지로 정하였다.
  • 필릿용접에 의한 H-형강 단면의 잔류응력을 고려한 비선형좌굴해석을 수행하기 위하여 그림 3에 도시한 바와 같이 항복응력의 30% 크기의 압축잔류응력과 항복응력 크기의 인장잔류응력을 고려하였다. 잔류응력의 분포 폭은 플랜지와 복부의 잔류응력이 단면 내에서 평형을 이루도록 정하였다.
본문요약 정보가 도움이 되었나요?

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
플랜지의 국부좌굴 및 후좌굴강도를 단면 강도 산정 시 고려하기 위해 무엇을 하는가? 플랜지와 복부의 국부좌굴이 휨부재의 모멘트강도에 미치는 영향은 Basler(1963)에 의하여 연구되어 복부의 휨좌 굴에 의한 감소계수를 적용하는 형식으로 AISC LRFD Specifications(1986)에서 부터 반영하여 오고 있다. 플랜지의 국부좌굴 및 후좌굴강도를 단면강도 산정 시 고려하기 위해 현재 AISC규준(2005)은 플랜지의 복부의 국부좌굴강도와 횡-비틀림좌굴강도 중에서 최소값을 휨강도로 산정하고 있다. 한편세장한 복부의 휨좌굴 효과와 휨모멘트에 대한 저항력의 감소를 고려하기 위하여 감소계수 RPG를 적용하고 있다.
휨부재는 단면조건 및 횡 방향 경계조건에 따라 무엇이 발생하는가? 본 논문에는 국부좌굴이 발생하는 휨부재의 유한요소해석 및 실험에 근거한 단면의 휨강도에 대하여 기술하였다. 박판으로 구성된 휨부재는 단면조건 및 횡방향 경계조건에 따라서 국부좌굴, 횡-비틀림좌굴 및 두 좌굴의 혼합좌굴이 발생하게 된다. 플랜지나 복부의 폭-두 께비가 큰 경우 횡-비틀림좌굴 발생 이전에 국부좌굴이 발생하며, 국부좌굴은 휨부재의 횡-비틀림좌굴강도에 영향을 미치게 된다.
질의응답 정보가 도움이 되었나요?

참고문헌 (19)

  1. 강두원, 권영봉(2009) 원형강관 기둥의 강도에 관한 연구, 한국강구조학회, 한국강구조학회논문집, 제21권, 제5호, pp.505-514. 

  2. 국토해양부(2010) 도로교설계기준. 

  3. 권영봉(2000) Buckling Analysis Program(BAP) 사용자 메뉴얼, 영남대학교. 

  4. 서건호, 권영봉(2011) H-형강 휨부재의 실험 보고서, 영남대학교 방재연구소. 

  5. AASHTO (2007) LRFD Bridge Design Specifications, American Association of State Highway Transportation Officials, Washington, DC, USA. 

  6. AISC (1986) LRFD Specification for Structural Steel Buildings, American Institute of Steel Construction, Washington, DC, USA. 

  7. AISC (2005) Specification for Structural Steel Buildings, American Institute of Steel Construction, Washington, DC, USA. 

  8. AISI (2004) North American Specifications for the Design of Cold-Formed Steel Structural Members, American Iron and Steel Institute, Supplement No. 1. Washington, DC, USA. 

  9. Basler, K. (1963) Strength of Plate Girders in Bending, Trans. ASCE, Vol. 128, Part II, pp.655-686. 

  10. Bryan, G.H. (1891) On the Stability of a Plane Plate under Thrusts in Its Own Plane with Application to Buckling of the Sides of a Ship, Proc., London Math. Vol. 22. 

  11. European Committee for Standardisation (2003) Eurocode 3-Part 1.1: Design of Steel Structures-General rules and rules for buildings, Brussels, Belgium. 

  12. European Committee for Standardisation (2006) Eurocode 3-Part 1.5 : Design of Steel Structures-Plated steel elements, Brussels, Belgium. 

  13. Hancock, G.J., Murray T.M., and Ellifritt D.S. (2004) Cold-Formed Steel Structures to the AISI Specification, Marcel Dekker Inc. 

  14. FEA Co., Ltd. (2009) Lusas Element Reference Manual & User's Manual (version 14.3-1). 

  15. Kemp, A.R. (1996) Inelastic lateral and local buckling in design codes, Journal of Structural Engineering, ASCE, Vol. 122, No. 4, pp.374-482. 

  16. Kwon, Y.B., Kim, N.G., and Hancock, G.J. (2007) Compression tests of welded section columns undergoing buckling interaction, Journal of Constructional Steel Research, Vol. 63, pp.1590-1602. 

  17. Schafer, B.W. and Pekoz, T. (2003) Direct Strength Prediction of Cold­Formed Steel Members using Numerical Elastic Buckling Solutions, Thin­Walled Structures, Elsevier. 

  18. Standards Australia (2005) Cold­Formed Steel Structures AS/NZS 4600, Sydney, Australia. 

  19. Topkaya, C. and Sahin, S. (2011) A Comparative study of AISC and EC3 strength limit states, International. Journal of Steel Structures, Vol. 11, No.1, pp.13-27. 

저자의 다른 논문 :

LOADING...
섹션별 컨텐츠 바로가기

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

AI-Helper 아이콘
AI-Helper
안녕하세요, AI-Helper입니다. 좌측 "선택된 텍스트"에서 텍스트를 선택하여 요약, 번역, 용어설명을 실행하세요.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.

선택된 텍스트

맨위로