角形鋼管 기둥-H形鋼 보 接合部의 3次元 모델 解析
저자
발행사항
부산: 동아대학교 대학원, 1998
학위논문사항
학위논문(석사)-- 동아대학교 대학원 : 건축공학과 1998
발행연도
1998
작성언어
한국어
주제어
DDC
720
발행국(도시)
대한민국
형태사항
41 p.: 삽도; 27 cm
소장기관
본 연구는 내 ·외부 다이아프램의 보강 없는 각형강관을 기둥으로, H형강을 보로 하여 접합한 Beam-to-Column 접합부의 내력-변형 특성을 파악하기 위하여, 기둥재와 보재의 판-폭 두께비를 변수로 하여 접합부를 모델링하고 유한요소법에 의한 해석으로 접합부 주변의 응력장 형성의 특성 분석과 힘-변형(P-θ)관계를 규명하여 내력-변형의 정량적 특성을 파악하고자 한다.
본 연구는 접합부에서 충분한 강성 확보와 효과적인 접합부의 보강형식을 개발하기 위하여 재래의 이론적 해석방법을 문헌적으로 검토하고, 접합부 강성의 변화와 접합부 강성변화에 따른 접합부의 거동을 파악하는 방법으로, 각형강관을 기둥으로 하고 H형강을 보로 한 Beam-to-Column 접합부에서 기둥에 가해진 축력은 무시하고, 모멘트 접합부 거동 특성을 SAP90 Code에 의한 유한요소해석의 3차원 모델을 분석하여 접합부의 처짐, 파괴형상, stress-strain 분포성향 등을 접합부 모델해석으로부터 파악하고자 한다.
각형강관 기둥과 H형강 보 접합부의 3차원 모델에 의한 수치해석을 행한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다.
1. 기존의 항복선이론으로는 해석이 어려웠던 응력집중현상 및 국부좌굴의 문제를 수치해석을 통하여 명료하게 해석할 수 있었다.
2. 접합부의 변형은 보 플랜지 폭과 두께의 영향을 크게 받는다. 보 플랜지 폭이 좁을수록 기둥 플랜지에서는 응력집중으로 국부좌굴이 발생하고, 보 플랜지 폭이 넓어지거나 두께가 증가하면 보와 보 사이의 응력이 기둥 웨브로 전달되어 변형이 감소한다.
3. 각형강관 기둥 웨브와 플랜지가 접하는 보 플랜지 접합부분에서의 추가 응력과 기둥 웨브의 변형이 기둥 플랜지의 내력-변형상태에 영향을 미치는 것을 알 수 있다.
4. 항복선이론은 내력-변형 특성을 규정짓는 변수의 가정이 한정되어, 응력집중 및 기둥 웨브에 의한 추가 응력 발생의 문제에 대한 한계점이 있으므로, 보다 정확한 해석을 통해 순수 접합부 거동 특성을 파악하면 향후 보강 설계의 기본 자료로서 활용될 수 있을 것으로 본다.
This treatise understands the principal concepts of strength-deformation characteristics of SHS column to H-section beam welding connections through theoretical consideration of the existing literatures, and analyses SHS column to H-section beam welding connections by these existing literatures.
To grasp the stress concentration and the deformation form of the impossible part of connections to analyse, it establishes a variety of parametrics to effect to the strength-deformation characteristics of connections, i.e., the ratios of width of SHS column and H-section beam, web thickness, flange thickness, and the type of connections. It examines closely the more definite and certain strength-deformation characteristics of connections through F.E.M. analysis.
The results of this study are as follows;
1. The existing yield line theory does not analyse the stress concentration and local buckling of connections, but they are analysed closely by F.E.M. analysis.
2. A width and thickness of H-beam flange have influence on deflection of connections. If H-beam flange width to be narrow, the stress concentration of SHS column flange produces local buckling. If H-beam flange width to be wide or thickness is increased, it transmit a stress to SHS column web, the deflection of SHS column flange is decreased.
3. The deflection of SHS column web have influence on the strength-deformation characteristics of connections.
4. The existing yield line theory is restricted to a variable number on the strength-deformation characteristics of connections, the stress concentration and local buckling of connections. If the strength-deformation characteristics of connections keep in order, it will make a capital data of connections.
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