초록 ▼

본 연구에서는 철골접합부 거동에 영향을 주는 설계 변수들을 이용하여 모멘트-회전에 대한 예측모형식을 제시하고 접합부 구성설계변수들의 회전강성에 대한 영향을 파악하였다. 그리고 접합부의 반강접 특성을 고려한 골조해석 알고리즘을 제시하여 이를 시험과 비교 검토하여 철골접합부의 유연도 (flexibility)의 영향을 고찰하였다. 해석방법으로는 반강접 보-기등 접합부의 모멘트-회전거동에 관한 기존시험결과를 토대로 예측모형식을 개발하기 위해 표준화 상수 K와 4개의 매개변수 KMo,θo,b,n를 이용한 곡선추적 멱급수 함수식을 이용

본 연구에서는 철골접합부 거동에 영향을 주는 설계 변수들을 이용하여 모멘트-회전에 대한 예측모형식을 제시하고 접합부 구성설계변수들의 회전강성에 대한 영향을 파악하였다. 그리고 접합부의 반강접 특성을 고려한 골조해석 알고리즘을 제시하여 이를 시험과 비교 검토하여 철골접합부의 유연도 (flexibility)의 영향을 고찰하였다. 해석방법으로는 반강접 보-기등 접합부의 모멘트-회전거동에 관한 기존시험결과를 토대로 예측모형식을 개발하기 위해 표준화 상수 K와 4개의 매개변수 KMo,θo,b,n를 이용한 곡선추적 멱급수 함수식을 이용하였다. 접합부의 회전강성의 평가는 모형식의 접선강성으로 나타내었으며 반강접 골조해석알고리즘에서는 보 단부에 회전강성을 가지는 접합부모형으로 본 연구에서 제시하는 강성예측식을 이용하여 거동해석에 고려하였다. 시험에서는 길이 140㎝, 높이 85㎝인 골조모형을 시험체로 채택하고 골조모형의 보-기등의 접합부는 2가지 형태의 반강접 접합부와 강접 접합부를 채택하였고, 반강접 접합부는 양면 웨브 앵글 접합방법과 헤더 플레이트 접합방법을 사용하여 접합부 형태별에 따른 효율성과 구조거동을 고찰하였다. 이와 같은 시험과 해석방법에 의한 결과를 비교분석하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 접합부 형태별 모멘트-회전거동에 대한 예측모형식은 단면 웨브앵글접합부인 경우 문헌에서 제시하고 있는 실험결과와 비교해 볼때 평균 10.4%, 양면웨브앵글접합부의 경우 8.6%의 차이를 보이고 있어 오차의 범위가 적다. 2. 반강접 접합부인 양면웨브앵글 접합부 골조인 경우 중앙부의 처짐을 연구의 해석치와 시험치와 비교 해 볼 때 15%의 오차를 보이고 있고 또 헤더플레이트 접합부 골조의 경우 19%의 오차를 보였다. 3. 시험의 결과 반강접 접합부골조인 경우 강접 접합부골조의 경우와 하증-변위로 비교해 볼 때 탄성거동구간에서는 양면웨브앵글 접합부 골조는 67.4%, 헤더플레이트 접합부 골조는 57.5% 강성의 저하를 보였다. 4. 양면웨브앵글을 가진 상, 하플랜지앵글 접합부의 설계매개변수증 상부플랜지두께의 변화에 따른 모멘트크기의 변화는 0.7에서 8.6배로 보 춤의 크기에 따른 모멘트영향의 변화는 0.9배에서 9.8배로 보 춤의 영향이 가장 크게 나타났다.

Abstract ▼

In reality, all steel frames have been composed of the semi-rigid connections in nature as all connections exhibit a certain degree of flexibility under loads. For cases in shich the rigidity of the connection falls between the two extreme cases, a more realistic analysis method which explicitly t

In reality, all steel frames have been composed of the semi-rigid connections in nature as all connections exhibit a certain degree of flexibility under loads. For cases in shich the rigidity of the connection falls between the two extreme cases, a more realistic analysis method which explicitly takes into account the effect of connection flexibility should be used. In this reserch both analytical and experimental investigations are carried out on the rotational stiffness of connection. Prediction equations for moment-rotation behavior of the connection is suggested and the effect of rotational stiffness by design parameter variable is presented. Prediction model is composed of the curve fitting power function using standardardization constant K and 4 parameter KMo, θo, b, n based on the pretest result about moment-rotation behavior of semi-rigid beamcolumn connection. The rotational stiffness of conection is proposed as tangent stiffness of moment-rotation curve by the prediction equation. Parameter study has been taken to quantify the effect of varying connection geometry on the moment-rotation behavior of the connections. To predict the response of flexibly connected frames, the algorithms of semi-rigid steel frame is developed using connection model having, nonlinear spring on end of beam. Portal Frame model consisted of length 140 cm, height 85 cm is tested, and beam-column connection of frame model use two type, semi-rigid connection and rigid connection. The results of research are follw ; 1. Prediction model for moment-rotation behavior about connection type shows 10.4% error(mean) compared with result of pretest in the case of single web connection, shows 8.6% error(mean) in the case of double web angle connection. 2. Result of analysis shows 15% error compared with the result of test about center deflection in the case of double web angle connection frame, and 19% error in the case of header plate connection frame. 3. In the result of test, semi-rigid connection frame decrease the rigidity as much as 67.4% about load-displacement relationship, compared with rigid connection frame in the case of DWA frame, and decrease the rigidity as much as 57.5% in the case of HPC frame. 4. In the study of design parameter of top and seat flange angle connection with DWA, the variance of moment ratio show from 0.7 to 8.6 times according to the variance of top flange thickness, and show from 0.9 to 9.8 times according to the variance of beam depth, therefore beam depth is showed the highist affection.

목차 Contents

• 목차...7
• I. 서론...13
• 1.1. 연구목적...13
• 1.2. 연구범위 및 방법...14
• 1.2.1. 연구범위...14
• 1.2.2. 연구방법...14
• 1.3. 연구동향...15
• II. 접합부의 모멘트-회전거동에 관한 특성...17
• 2.1. 접합부의 분류...17
• 2.1.1. Eurocode 3에 의한 접합부 분류...17
• 2.1.2. AISC 규준에 의한 접합부 분류...25
• 2.1.3. 설계방법에 의한 접합부 분류...26
• 2.2. 보-기둥 접합부의 거동특성...28
• III. 접합부 회전강성 예측모형식의 개발...31
• 3.1. 기존의 접합부 예측모형...31
• 3.1.1. 다항식예측모형...31
• 3.1.2. 3차-B-스프라인 모형...32
• 3.1.3. 멱급수모형...32
• 3.1.4. 지수모형...33
• 3.1.5. 고정계수...34
• 3.2. 모멘트-회전 거동 예측모형식...36
• 3.2.1. 표준화상수 K의 결정...37
• 3.2.2. 곡선추적상수의 결정...49
• 3.3. 회전강성식...63
• IV. 변위법에 의한 반강접 골조의 비탄성해석...65
• 4.1. 기하학적 강성매트릭스...65
• 4.2. 반강접 부재요소 강성매트릭스...70
• 4.3. 탄$\cdot$소성해석...79
• 4.4. 컴퓨터 프로그램...83
• 4.4.1. 주요 프로그램의 내용...83
• 4.4.2. 프로그램 구성도...85
• V. 시험...86
• 5.1. 시험체...86
• 5.1.1. 시험체의선정 및 종류...86
• 5.2. 시험장치 및 시험방법...89
• 5.2.1. 가력장치...89
• 5.2.2. 측정기기...92
• 5.2.3. 시험방법...93
• VI. 분석 및 고찰...94
• 6.1. 접합부 회전강성에 미치는 주요변수의 영향...94
• 6.2. 반강접 골조해석의 적용분석...104
• 6.3. 접합부형태에 따른 반강접 골조의 횡강성...111
• VII. 결론...115
• 참고문헌...117