금상 하부 스플릿 티 접합부는 접합부를 구성하는 T-stub 플랜지의 두께, 고장력볼트의 게이지 거리, 고장력볼트의 개수 및 직경 등의 변화에 따라서 상이한 강도, 강성, 에너지소산능력 등을 발현한다. 이러한 상 하부 스플릿 티 접합부가 중 저층 강구조물에 적용될 경우에 전단력을 지탱하는 전단탭을 적용할 수 없는 상황이 발생한다. 이 때문에 충분한 휨모멘트지지능력뿐만 아니라 전단력도 지탱할 수 있는 개선된 상 하부 스플릿 티 접합부상세의 제안이 필요하다. 이 연구는 양재근 등이 해석적 연구와 실험적 연구를 수행하여 얻은 전단탭이 없는 상 하부 스플릿 티 접합부가 중 저층의 강구조물에 적용되었을 때 충분한 회전강성을 발현하는 가를 평가하기 위하여 진행하였다. 또한, 전단탭이 없는 상 하부 스플릿 티 접합부를 적용한 중 저층 강구조물이 안전한 구조적거동양상을 나타냄과 동시에 무차원화 된 초기 회전강성을 구조해석에 적용하여 재료적 물량저감 효과도 나타낼 수 있는 가를 평가하기 위하여 진행하였다.
금상 하부 스플릿 티 접합부는 접합부를 구성하는 T-stub 플랜지의 두께, 고장력볼트의 게이지 거리, 고장력볼트의 개수 및 직경 등의 변화에 따라서 상이한 강도, 강성, 에너지소산능력 등을 발현한다. 이러한 상 하부 스플릿 티 접합부가 중 저층 강구조물에 적용될 경우에 전단력을 지탱하는 전단탭을 적용할 수 없는 상황이 발생한다. 이 때문에 충분한 휨모멘트지지능력뿐만 아니라 전단력도 지탱할 수 있는 개선된 상 하부 스플릿 티 접합부상세의 제안이 필요하다. 이 연구는 양재근 등이 해석적 연구와 실험적 연구를 수행하여 얻은 전단탭이 없는 상 하부 스플릿 티 접합부가 중 저층의 강구조물에 적용되었을 때 충분한 회전강성을 발현하는 가를 평가하기 위하여 진행하였다. 또한, 전단탭이 없는 상 하부 스플릿 티 접합부를 적용한 중 저층 강구조물이 안전한 구조적거동양상을 나타냄과 동시에 무차원화 된 초기 회전강성을 구조해석에 적용하여 재료적 물량저감 효과도 나타낼 수 있는 가를 평가하기 위하여 진행하였다.
Double split tee connection has various strength, stiffness, and energy dissipation capacity according to changes of thickness of T-stub flange and gauge distance, number, and diameter of high-strength bolt. If the double split tee connection is applied to a low- or medium-rise steel structure, a sh...
Double split tee connection has various strength, stiffness, and energy dissipation capacity according to changes of thickness of T-stub flange and gauge distance, number, and diameter of high-strength bolt. If the double split tee connection is applied to a low- or medium-rise steel structure, a shear tab can't be applied for supporting shear force because of geometrical limitation. So it is required to propose details of improved double split tee connection to support shear force as well as flexural force. This research was performed to see if enough rotational stiffness is found when the double split tee connection without shear tab which was obtained through analytic and experimental researches by Yang et al. is applied to a low- or medium-rise steel structure. Also, it was seen if the low- or medium-rise steel structure having double split tee connection without shear tab has safe structural behavior, as well as material saving effect.
Double split tee connection has various strength, stiffness, and energy dissipation capacity according to changes of thickness of T-stub flange and gauge distance, number, and diameter of high-strength bolt. If the double split tee connection is applied to a low- or medium-rise steel structure, a shear tab can't be applied for supporting shear force because of geometrical limitation. So it is required to propose details of improved double split tee connection to support shear force as well as flexural force. This research was performed to see if enough rotational stiffness is found when the double split tee connection without shear tab which was obtained through analytic and experimental researches by Yang et al. is applied to a low- or medium-rise steel structure. Also, it was seen if the low- or medium-rise steel structure having double split tee connection without shear tab has safe structural behavior, as well as material saving effect.
이 연구는 전단탭이 없는 상 · 하부 스플릿 티 접합부가 중 · 저층의 강구조물에 적용되었을 때 충분한 하중지지 능력과 안전한 구조적 거동을 하는 가를 파악하기 위하여 진행하였다. 아울러 무차원화 된 전단탭이 없는 상 · 하부 스플릿 티 접합부의 초기회전강성을 적용하여 중 · 저층 강구조물의 구조해석을 수행하였을 때 접합부에 발생하는 부모멘트의 감소와 응력재분배를 통하여 부재의 재료적 물량저감 효과를 평가하기 위하여 수행하였다.
제안 방법
전단탭이 없는 상 · 하부 스플릿 티 접합부의 적용 가능성을 검토하기 위하여 지상 4층 규모의 업무시설에 대한 구조 해석을 수행하여 구조안전성을 검토하였다. 설계개요, 건물 개요, 하중적용, 구조계획은 Table 6～Table 8에 정리하였다.
각 실험체를 구성하는데 사용한 보 부재, 기둥 부재, T-stub 등의 재료적 물성값은 Table 2에 정리하였다. 접합부실험은 동일한 기하학적 형상을 갖는 각각의 접합부에 대하여 실험체 A 및실험체 B를 제작하여 수행하였다. 작용하중은 FEMA350에서 정의한 재하조건을 따랐다.
대상 데이터
1에 정리한 것과 같다. 각 실험체를 구성하는데 사용한 보 부재, 기둥 부재, T-stub 등의 재료적 물성값은 Table 2에 정리하였다. 접합부실험은 동일한 기하학적 형상을 갖는 각각의 접합부에 대하여 실험체 A 및실험체 B를 제작하여 수행하였다.
이론/모형
5의 구조평면도의 표시된 기둥과 직접 접합되는 부재인 SG1, SG2의 양단에 설치 되었으며 2층～지붕 층까지 전 층에 동일하게 설치되는 것으로 계획하였다. 설계적용기준은 건축구조기준(대한건축학회, 2009) 및 하중저항계수설계법에 의한 강구조설계기준(한국강구조학회, 2014)를 적용하였다.
성능/효과
(1) Yang 해석모델을 적용하여 산정한 전단탭이 없는 상 · 하부 스플릿 티 접합부의 초기회전강성 값은 접합부 실험을 통하여 얻은 초기회전강성 값과 각각 8.10%, 11.53%의 오차를 나타내었다. 따라서, Yang 해석모델은 추후 보완이 필요하며, 보완 후 전단탭이 없는 상 · 하부 스플릿 티 접합부의 초기회전강성 값 예측에 적절하게 활용될 수 있을 것으로 판단한다.
(2) 접합부 실험결과에 근거하면 전단탭이 없는 상 · 하부 스플릿 티 접합부는 하부 T-stub 필릿부의 전단파단뿐만 아니라 하부 T-stub 플랜지에 체결된 고장력볼트의 전단파단도 발생하지 않았다. 따라서 제안한 전단탭이 없는 상 · 하부 스플릿 티 접합부는 충분한 전단력 지지능력을 갖고 있는 것으로 판단한다.
(3) 전단탭이 없는 상 · 하부 스플릿 티 접합부를 적용한 강구조물은 충분한 하중지지 능력과 구조적 안전성을 발현함과 동시에 충분한 재료적 물량절감 효과도 나타내는 것으로 판단한다. 따라서 제안한 전단탭이 없는 상 · 하부 스플릿 티 접합부는 강구조물에 적용하기에 합당한 것으로 판단한다.
후속연구
8 내외로 설계되며 층간변위도 만족하는 것으로 확인되었다. 실시 설계단계에서의 보다 효과적인 경제성을 확보하기 위하여 위치별로 3가지 정도의 Ke값으로 효율적인 응력재분배를 고려하거나, 동일한 Ke값을 적용하되 적용 위치를 층간변위 제어에 보다 효과적인 위치로 변화시켜 시도를 한다면 이 연구에서 검토한 예제보다 효과적인 물량 절감 효과를 기대할 수 있을 것으로 판단한다. ;
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
상 · 하부 스플릿 티 접합부는 어디에 적용되는가?
상 · 하부 스플릿 티 접합부는 대표적인 모멘트 접합부의 한 형태로 T-stub 플랜지의 두께, 고장력볼트의 게이지 거리, 고장력볼트의 개수 및 직경, 보 부재와 기둥 부재의 규격 등의 조합에 따라서 보통모멘트골조 혹은 특수모멘트골조 등에 적용된다[1],[2],[3]. 상 · 하부 스플릿 티 접합부의 설계에 있어서 접합부에 작용하는 휨모멘트는 T-stub, 전단력은 전단탭이 지지하는 것으로 이상화된다[4],[5],[6],[7],[8],[9].
접합부상세의 제안이 필요한 경우는 언제인가?
상 · 하부 스플릿 티 접합부의 설계에 있어서 접합부에 작용하는 휨모멘트는 T-stub, 전단력은 전단탭이 지지하는 것으로 이상화된다[4],[5],[6],[7],[8],[9]. 그러나 중 · 저층 규모의 강구조물에 상 · 하부 스플릿 티 접합부가 적용될 경우에는 기하학적 형상 제한에 의하여 전단탭을 적용할 수 없는 상황이 발생할 수 있다. 이러한 경우에는 전단력을 지지하는 전단탭을 대체할 수 있는 접합부상세의 제안이 필요하다.
상 하부 스플릿 티 접합부 설계에서 접합부에 작용하는 전단력이 이상화되는 방법은 무엇인가?
상 · 하부 스플릿 티 접합부는 대표적인 모멘트 접합부의 한 형태로 T-stub 플랜지의 두께, 고장력볼트의 게이지 거리, 고장력볼트의 개수 및 직경, 보 부재와 기둥 부재의 규격 등의 조합에 따라서 보통모멘트골조 혹은 특수모멘트골조 등에 적용된다[1],[2],[3]. 상 · 하부 스플릿 티 접합부의 설계에 있어서 접합부에 작용하는 휨모멘트는 T-stub, 전단력은 전단탭이 지지하는 것으로 이상화된다[4],[5],[6],[7],[8],[9]. 그러나 중 · 저층 규모의 강구조물에 상 · 하부 스플릿 티 접합부가 적용될 경우에는 기하학적 형상 제한에 의하여 전단탭을 적용할 수 없는 상황이 발생할 수 있다.
참고문헌 (13)
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양재근, 최정환, 김현광, 박재호(2012) 무보강 상.하부 ㄱ형강 접합부의 소성휨모멘트 저항능력 예측을 위한 실험 및 해석적연구, 한국강구조학회논문집, 한국강구조학회, 제23권, 제5호, pp.547-555. (Yang, J.G., Choi, J.H., Kim, H.K., and Park, J.H. (2012) International Journal of Steel Structures, KSSC, Vol.23, No.5, pp.547-555.)
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Piluso, V., Faella, C., and Rizzano, G. (2001) Ultimate Behavior of Bolted T-stubs. II : Model Validation, Journal of Structural Engineering, ASCE, Vol.127, No.6, pp. 694-704.
Thornton, W.A. (1985) Prying Action: A General Treatment, Journal of Environmental Engineering, AISC, Vol.22, pp.67-75.
양재근, 이형동, 김용범, 배다솔(2015) 전단탭이 없는 상.하부 스플릿 티 접합부의 접합상세 제안, 한국강구조학회, KSSC, 제27권, 제5호, pp.423-433. (Yang, J.G., Lee, H.D., Kim, Y.B., and Pae, D.S. (2015) Proposal of Connection Details for a Double Splte Tee Connection Without a Shear tab, International Journal of Steel Structures, KSSC, Vol.27, No.5, pp.423-433.)
Girao Coelho, A.M., Simoes da Silva, L., and Bijlaard, F.S.K. (2006) Finite-Element Modeling of the Nonlinear Behavior of Bolted T-stub Connections, Journal of Structural Engineering, ASCE, Vol.132, No.6, pp.918-928.
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