초록 ▼

□ 연구개요
접합은 강구조에서 기본적인 요소이며, 대부분 고장력볼트와 용접에 의해 이루어진다. 용접의 설계강도는 모재 또는 용접재의 재료적 성질, 하중작용방향에 내력평가식이 달라진다. 특히, 최근까지 국내에서는 그루브 용접과 필릿용접 접합부의 경우, 용접강도 산정시 용접재 및 용착금속의 강도는 모재의 강도보다 크다는 전제조건하에 모재의 공칭항복강도를 기준으로 용접선이 인장을 받는 경우와 용접선이 전단을 받는 경우로 분리하여 산정하였다. 그러나, 최근 한국건축구조기준(KBC)은 미국 AISC2005기준이 국내기준에 도입되면서 용

□ 연구개요
접합은 강구조에서 기본적인 요소이며, 대부분 고장력볼트와 용접에 의해 이루어진다. 용접의 설계강도는 모재 또는 용접재의 재료적 성질, 하중작용방향에 내력평가식이 달라진다. 특히, 최근까지 국내에서는 그루브 용접과 필릿용접 접합부의 경우, 용접강도 산정시 용접재 및 용착금속의 강도는 모재의 강도보다 크다는 전제조건하에 모재의 공칭항복강도를 기준으로 용접선이 인장을 받는 경우와 용접선이 전단을 받는 경우로 분리하여 산정하였다. 그러나, 최근 한국건축구조기준(KBC)은 미국 AISC2005기준이 국내기준에 도입되면서 용접봉 또는 용착금속의 강도를 고려해서 모재강도와 비교하여 최솟값을 용접부의 접합강도를 계산한다.
본 연구에서는 우선 탄소강 및 스테인리스강 용접접합에 대한 설계기준 및 연구결과를 조사하여 그 차이점을 분석한다. 다음으로, 용접방향, 모재 및 용접재강도를 고려한 실험체를 계획하여 실험과 해석연구를 그루브 및 필릿 용접접합부의 강도평가식을 제안함으로써 구조설계자의 편의를 제공하고자 한다.

□ 연구 목표대비 연구결과
탄소강과 스테인리스강의 용접접합부의 강도평가를 위한 국내외 기준식(AISC, ASCE, KBC)과 기존 연구자에 의해 제안된 연구결과를 조사하였다.
용접접합부 설계식은 모재가 파단되는 경우와 용착금속이 파단되는 경우로 크게 구분되며 하중방향 용접과 하중직각방향의 용접부와 각 방향의 조합에 의해 또한 나누어진다.
탄소강 2종(SHPC, SS400)과 스테인리스강 4종(STS304, STS304L, STS430, STS329FLD)을 대상으로 하중방향 용접길이와 하중직각방향 용접길이를 변수로 하여 실험체를 제작하여 단순인장 실험을 실시하였고, 기준식에 의한 예측내력과 실험 내력을 비교하였다. 실험결과를 토대로 모재파단이 되는 실험체에 대해 유한요소해석모델을 구축하여 해석의 타당성을 검증하고 다양한 변수에 대해 해석을 실시하였다.
실험 및 해석 연구결과를 토대로 2종의 탄소강 모재파단 용접실험체의 블록전단파단 내력식을 현행기준식과 기존연구자의 제안식을 토대로 인장응력계수와 전단응력계수를 수정한 내력식을 제안하였다. 스테인리스강의 모재파단과 용착금속파단 용접실험체에 대해서도 실제파단선과 용접접합부에 의한 삼축응력효과를 고려한 내력평가식을 제안하였다. 연구결과 국내저명학술지(SCIE) 2편, SCOPUS논문 1편 국내논문 4편을 출판하였고 국내외 학술대회에서 총 23편의 논문을 발표하였다.

□ 연구개발결과의 중요성
용접접합부의 내력평가 방법의 변화와 국내 건축구조기준(KBC2016)에서도 이를 반영하여 모재파단과 용착금속부의 파단을 동시에 고려한 내력평가식이 규정되었고, 이에 따른 국내에서 제작시공된 용접접합부의 구조거동을 파악하고자 스테인리스강과 탄소강을 대상으로 모재파단과 용착금속이 파단되는 필릿용접접합부 실험 및 유한요소해석을 수행하였다.
2종의 탄소강과 4종의 스테인리스강의 대상으로 강종의 재료적 성질(항복강도, 인장강도, 연신율) 차이에 따른 동일한 용접크기에 대해서도 파단메커니즘, 3축응력효과에 따른 내력상승정도가 달랐고, 그에 따른 내력평가식도 별도로 규정해야 한다는 결론을 얻었다. 하중방향에 따른 용접선의 배치와 두 배치의 조합에 의한 용접부의 내력비교도 수행하였다. 강종과 용접방향, 용접길이 등의 변수에 따른 모재파단 용접 접합부의 블록전단파단식과 용착금속파단 접합부의 내력평가식을 제안함으로써 향후 국내외 용접접합부 설계식에 수정반영될 수 있는 자료를 제공하였다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 4
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 8
• 4. 참고문헌 ... 9
• 5. 연구성과 ... 11
• 끝페이지 ... 12