보강된 거셋플레이트와 분절된 무용접 좌굴방지재를 사용한 철골 H형 가새의 구조거동 = Structural Behavior of Reinforced gusset plate shape and H-type Steel Brace Reinforced by Non-welded Segment Buckling Restraint Element
저자
발행사항
서울 : 서울시립대학교 일반대학원, 2016
학위논문사항
학위논문(석사)-- 서울시립대학교 일반대학원 : 건축공학과 2016. 2
발행연도
2016
작성언어
한국어
KDC
540 판사항(4)
발행국(도시)
서울
형태사항
ⅵ, 69p. : 삽화, 도표 ; 26cm.
일반주기명
Structural Behavior of Reinforced gusset plate shape and H-type Steel Brace Reinforced by Non-welded Segment Buckling Restraint Element
지도교수:최성모
참고문헌 :59-62 p.
소장기관
국 문 초 록
지진 및 풍하중 등 건축구조물에 발생하는 횡하중에 대하여 저항하는 횡력 저항 시스템 중 가새 골조 시스템을 사용함에 있어 가새의 압축내력을 확보하면 횡력에 대한 저항성능이 비약적으로 증진된다. 선행 연구에서 기 설치된 가새에 무용접 보강재를 설치하여 압축력을 확보하는 보강방안에 대하여 연구되어왔다. 본 논문에서는 무용접 좌굴방지 보강재 사용에 있어 시공성 및 현장 적용성 증진을 위해 보강재를 분절하는 방안에 대하여 유한요소해석 및 실험을 통해 확인하고 보강방안을 일반화 하였다. 또한 가새의 압축내력 확보에 따라 발생하는 접합부의 압축좌굴파괴를 방지하기 위해 접합부 거셋 플레이트를 보강하여 약축 방향의 단면 2차 모멘트를 확보하여 좌굴내력을 증진하는 보강방안에 대하여 연구하였으며 그 내용은 아래과 같다.
1) 무용접 좌굴방지 보강재의 분절형태를 무분절, 일자형, 절곡형, 사선형으로 나누어 유한요소 해석을 통해 적절한 분절형태를 제시하고 선정된 분절형태의 분절길이를 변수로 해석을 수행하여 분절 길이별 보강재의 거동에 대하여 확인하였다. 분절 형태는 절곡형 분절이 무분절 보강재 거동과 가장 유사하게 거동하였으며 분절 길이는 심재 플랜지 폭의 100%의 길이를 사용하는 것이 가장 적합하다고 사료된다. 일축 단조가력 실험을 통해 해석모델을 검증한 후 보강방법의 일반화를 위해 가새 심재 단면 크기를 변수로 추가 변수해석을 수행하여 H-75x75x4.5x4.5, H-100x100x6x8, H-150x150x7x10, H-200x200x8x12 부재에 대해 제시된 보강방안에 의한 보강효과를 유한요소해석을 통해 확인한 결과 각각 무분절 보강재 거동과 유사한 결과를 나타내어 보강방안을 일반화 하였다.
2) 접합부 거셋 플레이트 보강에 대하여 거셋 플레이트를 기둥으로 가정하여 오일러 좌굴하중식을 통해 보강재 단면 별 좌굴내력을 산정하고 부재내력과 비교한 결과 모두 좌굴 거동함을 확인하였다. 실제 건물 골조시스템에 가정하여 역 V형 가새 골조 시스템에 접합부 거셋 플레이트 보강방안을 적용하여 실험H형 가새 , 무용접, 분절, 역 V형 가새 골조, 거셋 플레이트한 결과 이론식의 10% 편차범위 내에서 거동하여 이론식을 통해 접합부 거셋 플레이트 보강의 경향성을 확인할 수 있다고 판단된다.
ABSTRACT
Structural Behavior of Reinforced gusset plate shape and H-type Steel Brace Reinforced by Non-welded Segment Buckling Restraint Element
Kim, Jin Woo
Direct by Professor Choi, Sung Mo
Department of Architectural Engineering
Graduate School, University of Seoul
Seoul, Korea
If the compression internal force of the diagonal brace is secured in using the diagonal brace skeletal system among the lateral force resistance system happening on transverse load resists to the construction structure including the earthquake and wind load, and etc., the resistance efficiency about the lateral force is remarkable improved.On reinforcement plan that installed the non-welding reinforcing material in the diagonal brace pre-installed in the precedent research and secures the compressive force had been being studied. In this paper, it confirmed on plan finite-element analysis (FEA) segmenting the reinforcing material as to the non-welding buckling prevention reinforcing material use for the application property and field applicability increase and test and the reinforcement plan was generalized. Moreover, the junction gusset plate was reinforced and the moment of inertia of area on the antherophore direction was secured and promoted on reinforcement plan studied the buckling internal force in order to prevent the compression failure in buckling of the junction generated according to the compression internal force security. And this content is as follows.
1) The form of segments of the non-welding buckling prevention reinforcing material was divided into the non type, linear type, bending type, and slash type and the proper form of segments was presented through the finite-element analysis (FEA) and the interpretation the selected fragment length of the form of the segments was performed as the variable and on motion of the reinforcing material by fragment length was confirmed. The bending type segments carried the bending type segments with the non reinforcing material motion most the most similarly and the fragment length is regarded because the form of segments is the most suitable to use the heartwood flange width length. The analysis of added fluent the diagonal brace heartwood cross-sectional size was performed for the generalization of the reinforcement method as the variable after verifying the analysis model through the uniaxial monotone test.
2) It checked that it assumed on the junction gusset plate reinforcement gusset plate as the post and calculated and compares the reinforcing material sectional buckling internal force with the member internal force through the Euler crippling load type result carried the buckling the result altogether. It is decided to carry similarly with the result Theory that it experiments by assuming actually in the building skeletal system and applying the junction gusset plate reinforcement plan to the station V-type diagonal brace skeletal system and can check the tendency of the junction gusset plate reinforcement through Theory.
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