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제안 방법
- 그러나 순수 휨을 받는 부재의 경우는 기 등과 같은 부재와 달리 충전 효과에 대한 연구 및 실험이 매우 부족한 실정이다• 본 연구에서는 충전 강관 부재의 순수 휨에 대한 충전 효과를 관찰하기 위하여 5개의 강관과 6개의 충전 강관에 대하여 4점 휨 실험을 수행하였다. 4점 휨 실험을 통해 강관과 충전 강관의 파괴 모드, 하중-처짐 곡선 및 휨에 대한 단면변형률을 측정하고자 하였다.
- 교량 구조물의의 교각이나 건축물의 기 등으로 사용되는 압축을 받는 충전 강관 부재의 경우, 콘크리트가 대부분의 압축력을 분담하고 있어 강관 기 등에 비하여 압축에 대한 내력이 크게 증가함을 여러 연구의 결과에서 보여주고 있다. 그러나 순수 휨을 받는 부재의 경우는 기 등과 같은 부재와 달리 충전 효과에 대한 연구 및 실험이 매우 부족한 실정이다• 본 연구에서는 충전 강관 부재의 순수 휨에 대한 충전 효과를 관찰하기 위하여 5개의 강관과 6개의 충전 강관에 대하여 4점 휨 실험을 수행하였다. 4점 휨 실험을 통해 강관과 충전 강관의 파괴 모드, 하중-처짐 곡선 및 휨에 대한 단면변형률을 측정하고자 하였다.
- 충전 강관과 강관의 휨 거동에 대한 부재 단면에서의 비교 평가 및 충전 강관의 순수 휨에 대한 거동을 평가하기 위하여 실험 부재 단면에서의 변형률을 표시하였다. 단면 내 변형률 게이지는 단면의 직경에 상관없이 중앙부에서 41°, 79° 및 90°로 설치하였으며, 단면 내 앞 • 뒤의 같은 위치에 있는 두 개의 변형률 게이지를 이용하여 평균값을 구하였다. 변형률 게이지의 위치는 단면 내에서 수직 방향 등 간격으로 부착되었다.
- 일반 강관 및 충전 강관 부재의 실험을 위하여 외부 정사각형의 격벽 설치를 부재의 양 지점 및 하중 가력지점 등 총 4곳에 설치하였다. 비 충전 강관 및 충전 강관 부재가 가력에 의한 전단력에 의한 국부좌굴 파괴를 방지하기 위해 격벽의 개수 및 최소치수를 범용구조해석석 프로그램인 ANSYS를 이용하여 결정하였다. 충전 강관은 강관에 비해 전단력에 대한 내력이 매우 크므로 강관보다는 얇은 두께의 격벽 모델이 필요하지만 실험 후 충전 강관과 강관의 비교를 위하여 동일한 격벽 요소를 사용하였다.
- 충전 강관과 강관의 휨 거동에 대한 부재 단면에서의 비교 평가 및 충전 강관의 순수 휨에 대한 거동을 평가하기 위하여 실험 부재 단면에서의 변형률을 표시하였다. 단면 내 변형률 게이지는 단면의 직경에 상관없이 중앙부에서 41°, 79° 및 90°로 설치하였으며, 단면 내 앞 • 뒤의 같은 위치에 있는 두 개의 변형률 게이지를 이용하여 평균값을 구하였다.
- 충전 강관과 중공 강관의 순수 휨 거동에 대한 비교를 위하여 모멘트-응력 관계 곡선을 표시하였다. 모멘트-응력 관계 곡선에서 보듯이 충전 강관은 강관보다 높은 휨 모멘트를 받는 것으로 나타났다.
- 비 충전 강관 및 충전 강관 부재가 가력에 의한 전단력에 의한 국부좌굴 파괴를 방지하기 위해 격벽의 개수 및 최소치수를 범용구조해석석 프로그램인 ANSYS를 이용하여 결정하였다. 충전 강관은 강관에 비해 전단력에 대한 내력이 매우 크므로 강관보다는 얇은 두께의 격벽 모델이 필요하지만 실험 후 충전 강관과 강관의 비교를 위하여 동일한 격벽 요소를 사용하였다. 강관 실험체 모델 제작에 사용된 강관은 모두 SS400 강종을 사용하였다.
- 콘크리트 충전 강관의 순수 휨 거동을 위하여 4점 휨 실험을 수행하였다. 하중의 재하는 lOOtf 가력 기 2대를 이용하여 가력하였으며, 편심에 의한 부재의 비틀림을 방지하기 위하여 기본 부속 장치를 통해 충전 강관 부재의 변위 방향을 수직으로만 발생하도록 좌 • 우측에 볼지 그를 설치하였다.
- 본 실험에 사용된 충전용 콘크리트에는 유동성 확보를 위하여 고성능 감수제를 사용하였으며 콘크리트 배합표는 표 2와 같다. 콘크리트의 충전은 강관을 1：3정도의 경사에 충전 강관을 놓은 후 충전 강 관 단부에 연결 파이프를 통해 콘크리트를 충전하였다.
- 콘크리트 충전 강관의 순수 휨 거동을 위하여 4점 휨 실험을 수행하였다. 하중의 재하는 lOOtf 가력 기 2대를 이용하여 가력하였으며, 편심에 의한 부재의 비틀림을 방지하기 위하여 기본 부속 장치를 통해 충전 강관 부재의 변위 방향을 수직으로만 발생하도록 좌 • 우측에 볼지 그를 설치하였다. 하중의 가력 은 충전 강관 부재와 강관 모두 동일한 치수의 부재중 강관의 탄성한계까지는 하중 제어로 하중을 가력 하고, 그 이후는 변위 제어로 하중을 가력하였다.
대상 데이터
- 충전 강관은 강관에 비해 전단력에 대한 내력이 매우 크므로 강관보다는 얇은 두께의 격벽 모델이 필요하지만 실험 후 충전 강관과 강관의 비교를 위하여 동일한 격벽 요소를 사용하였다. 강관 실험체 모델 제작에 사용된 강관은 모두 SS400 강종을 사용하였다.
- 본 실험에 사용된 충전용 콘크리트에는 유동성 확보를 위하여 고성능 감수제를 사용하였으며 콘크리트 배합표는 표 2와 같다. 콘크리트의 충전은 강관을 1：3정도의 경사에 충전 강관을 놓은 후 충전 강 관 단부에 연결 파이프를 통해 콘크리트를 충전하였다.
- 0m이다. 일반 강관 및 충전 강관 부재의 실험을 위하여 외부 정사각형의 격벽 설치를 부재의 양 지점 및 하중 가력지점 등 총 4곳에 설치하였다. 비 충전 강관 및 충전 강관 부재가 가력에 의한 전단력에 의한 국부좌굴 파괴를 방지하기 위해 격벽의 개수 및 최소치수를 범용구조해석석 프로그램인 ANSYS를 이용하여 결정하였다.
- 충전 강관 부재의 휨 거동 특성을 평가하기 위하여 총 11개의 부재가 제작되었으며 그 제원은 표 1과 같다. 부재의 길이는 모두 6.
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