내부앵커형 각형 충전강관 기둥과 래티스형 합성보의 접합부 구조성능 = Structural Performance of Internally Anchored Square Filled Tubular Columns to Lattice Composite Beam Connections
저자
발행사항
서울 : 서울시립대학교, 2015
학위논문사항
학위논문(석사)-- 서울시립대학교 일반대학원 : 건축공학과 2015. 2
발행연도
2015
작성언어
한국어
KDC
540 판사항(4)
발행국(도시)
서울
형태사항
vi, 95 p.; : 삽화,도표,설계도 ; 26cm.
일반주기명
Structural Performance of Internally Anchored Square Filled Tubular Columns to Lattice Composite Beam Connections
지도교수:최성모
참고문헌 :71-75 p.
소장기관
A composite beam has been used mainly as a simple beam to support vertical load in the nation and abroad since its joint has not been sufficient to deliver lateral load such as seismic shock. A composite joint presented at the KBC 2009 is to use the effect of partial composite of the floor slab in improving the earthquake-proofing performance. Current regulation only stipulates the requirement of strength and deformability of joints and specific design procedures are relied upon study data of Ammerman et al. (1990) and Leon (1990) whose practical application is not easy. And there are not many studies on the composite joints nor moment joints. To this end, this study was conducted to develop an internal anchor type filled steel tube column and a lattice type joint with composite beam. Presented joint type was focused on common joints with tensile force generated in upper part and cycling loading test were performed to identify any structural ability in case of earthquake on the presented joint. Test variables were the cross-sectional shapes when various slabs were applied and the results are as the followings:
(1) The lattice type composite beam was in shape of half T at its lower section. Therefore, experiments were done to get internal force of full and effective widths using the concept of effective width of T shaped beam and those values were compared. In two of test samples except the HCS type that fractured prematurely, common type was assessed to be stable with 8% lower internal force than the experimental value in consideration of effective width in both positive and negative moment joints. The deep deck application type was assessed to be 20% stable in positive moment joint even though the internal force was 10% higher than the experimental value.
(2) The ductility of negative moment when subjected to upper tensile force was determined to be enough in completely welded common slab and deep deck application type, while the ductility when subjected to lower tensile force was not behaving in desirable way with excessive fractures in welded joints. However, it was considered to be enough when subjected to large tensile force on upper joint and less on lower joint since it did not have great transverse load such as earthquake.
(3) To identify the behaviors of test samples, a strain distribution of load by steps were checked. After the common slab application type and HCS application type demonstrated rapidly decreasing strain in the lower steel after the 5th step when the fracture at the end of welded joint on the lower plate was fracture with positive moment of lower tensile force but the straining rate had not increased any more. Common slab application type demonstrated rapidly increasing strain in the upper horizontal plate after the 5th step in the case of negative moment of upper tensile force which was estimated to be caused by rapid strain as the lower load had transferred to upper part. On the other hand, HCS application type demonstrated reduced strain at the same time the lower welded joint fractured and the experiment ended there. It was determined that early concrete fracture had caused separation of material and the main reinforced bar installed in the slab was not enough. Deep deck application type did not demonstrated any strain even with fracture at the end welded part of lower plate and increased until the 6th step, which was different result that the other two cases. This showed that completely welded beam behaved in effective ways. Reinforced bar installed in length direction for beam continuation were in elastic zone and some reinforced bar installed in transverse direction will result in proper behavior.
(4) Plastic moment was reestimated through the strain distribution. As the result of comparison analysis against the effective width plastic moment, the difference between positive and negative moment reestimated values and theoretical effective width was only 1% for the common slab application type. The difference in Deep deck application type was 8% with the positive moment but 13% with the negative moment. However, the internal force of experimental value may increase if the reinforced bar in slab behaved properly and the internal force of joint may assessed by an equation applied with the effective width.
(5) Earthquake-proof of joint of test sample were both composite ordinary-moment ductile frame. But common slab application type and deep deck type demonstrated enough rotational ability up to 0.04rad with negative moment. Therefore, composite intermediate-moment ductile frame may be possible if earthquake-proof presented at the KBC 2009 were applied.
합성보는 국·내외를 막론하고 주로 연직하중을 받는 단순보에 사용되었는데 그 이유는 지진하중과 같은 횡력전달에 요구되는 적절한 접합상세가 미비하기 때문이다. 현재 KBC 2009에서 제시하고 있는 합성접합부 상세는 바닥슬래브와의 부분합성효과를 내진성능향상에 활용하자는 것이다. 또한 현재 기준에서는 접합부의 강도 및 변형능력에 대한 요건만 규정하고 있을 뿐 구체적인 설계절차는 Ammerman 등 (1990), Leon(1990)의 연구자료로 위임하고 있어 실무적용이 쉽지가 않고 합성접합부의 모멘트 접합부에 대한 연구는 희소하다. 이에 본 연구에서는 구조적인 성능이 입증된 내부앵커형 각형 충전강관 기둥과 래티스형 합성보를 적용한 접합부를 개발하고자 하였다. 제안된 접합형태는 상부에서 인장력이 발생되는 일반적인 접합형태에 초점을 맞췄으며 추가적으로 제안된 접합형태에 지진하중이 발생되었을 때 어떠한 구조적인 성능을 발휘하는 지 파악하기 위해 반복가력 실험을 진행하였다. 변수는 다양한 슬래브가 적용 되었을 때의 단면형상이며 결론은 다음과 같다.
(1) 래티스형 합성보의 경우 하부단면의 형태가 반 T형보 형태를 취하고 있다. 따라서 T형보의 유효폭 개념을 사용하여 전체폭과 유효폭의 내력을 구하여 실험값과 비교하였다. 조기파단 된 HCS형을 제외한 두 실험체 경우 일반형 Slab 적용형은 정, 부 모멘트 모두 유효폭을 고려한 내력값이 실험값에 비해 8% 낮아 안정하게 평가되었다. Deep deck 적용형은 부모멘트에서 유효폭을 고려한 내력값이 실험값에 비해 10% 높게 나타났지만 정모멘트 경우 20% 안전하게 평가되었다.
(2) 연성능력의 경우 상부인장을 받는 부모멘트 시 기둥 측면 끝단까지 용접처리 된 일반형 Slab 적용형과 Deep deck형은 충분한 연성능력을 보여주는 반면 하부인장을 받는 정모멘트에서는 용접 접합부의 파단이 심화되며 연성적인 거동을 보이지 못하였다. 하지만 지진하중과 같은 큰 횡하중을 부담하지 않아 접합부 상부에서 큰 인장력을 받고 하부에서는 작은 인장력을 받는 일반적인 경우 충분히 적용 가능할 것이라 사료된다.
(3) 각 실험체의 전체적인 거동을 파악하기 위해 하중 단계별 변형률 분포도를 확인하였다. 일반형 Slab 적용형과 HCS 적용형의 경우 하부 인장을 받는 정모멘트에서 하부플레이트 끝단 용접부 파단이 발생한 5Step 이후 하부 강재의 변형률이 급격히 감소하며 더 이상의 변형률이 증가하지 않았다. 상부 인장을 받는 부모멘트의 경우 일반형 Slab 적용형은 5Step 이 후 상부 수평플레이트의 변형률이 급격히 증가하였는데 하부 하중이 상부로 전이 됨에 따라 급격한 변형이 발생된 것으로 판단된다. 반면 HCS 적용형은 하부 용접부 파단과 동시에 상부에서의 변형률도 감소하며 실험이 종료되었다. 이는 초기 콘크리트 균열로 인해 재료간 분리현상이 일어났으며 슬래브에 설치된 주철근이 충분한 역할을 하지 못한 것으로 판단한다. Deep deck 적용형의 경우 다른 두타입과 달리 하부플레이트 끝단 용접부 파단에도 변형률 감소 없이 6Step까지 증가함을 볼 수 있었다. 이를 통해 기둥 측면 끝단까지 용접처리 한 형태가 효과적인 거동을 보이는 것을 알 수 있었다. 반면 강재에 비해 보 연속화를 위해 설치된 길이방향의 철근은 탄성영역에 있음을 확인 할 수 있는데 원활한 거동을 위해서는 적절한 횡방향의 철근배근이 필요할 것으로 사료된다.
(4) 변형률 분포도를 통해 소성모멘트를 재산정 하였으며 유효폭 소성모멘트와 비교 분석한 결과 일반형 Slab 적용형의 경우 정,부 모멘트시 재산정 값과 유효폭 이론값의 차이가 1%로 차이가 미미하였다. Deep deck 적용형의 경우 정모멘트시 재산정 값과 유효폭의 차이가 8%로 비슷한 경향성을 보였지만 부모멘트시 유효폭 값이 재산정 값에 비해 13% 초과된 값을 보였다. 하지만 슬래브 철근이 원활이 거동한다면 실험값의 내력이 상승할 것으로 사료되며 접합부의 내력산정은 유효폭을 적용한 식을 통해 평가 할 수 있을거라 판단된다.
(5) 접합부 내진성능은 실험체 모두 합성 보통모멘트 연성골조에 해당된다. 하지만 일반형 Slab 적용형과 Deep deck 적용형의 경우 부모멘트시 0.04rad 까지의 충분한 회전능력을 보였다. 따라서 KBC 2009에 제시 된 내진 상세가 적용된다면 합성 중간모멘트 연성골조의 능력을 보일 수 있을 것이라 판단된다.
서지정보 내보내기(Export)
닫기소장기관 정보
닫기권호소장정보
닫기오류접수
닫기오류 접수 확인
닫기음성서비스 신청
닫기음성서비스 신청 확인
닫기이용약관
닫기학술연구정보서비스 이용약관 (2017년 1월 1일 ~ 현재 적용)
학술연구정보서비스(이하 RISS)는 정보주체의 자유와 권리 보호를 위해 「개인정보 보호법」 및 관계 법령이 정한 바를 준수하여, 적법하게 개인정보를 처리하고 안전하게 관리하고 있습니다. 이에 「개인정보 보호법」 제30조에 따라 정보주체에게 개인정보 처리에 관한 절차 및 기준을 안내하고, 이와 관련한 고충을 신속하고 원활하게 처리할 수 있도록 하기 위하여 다음과 같이 개인정보 처리방침을 수립·공개합니다.
주요 개인정보 처리 표시(라벨링)
목 차
3년
또는 회원탈퇴시까지5년
(「전자상거래 등에서의 소비자보호에 관한3년
(「전자상거래 등에서의 소비자보호에 관한2년
이상(개인정보보호위원회 : 개인정보의 안전성 확보조치 기준)개인정보파일의 명칭 | 운영근거 / 처리목적 | 개인정보파일에 기록되는 개인정보의 항목 | 보유기간 | |
---|---|---|---|---|
학술연구정보서비스 이용자 가입정보 파일 | 한국교육학술정보원법 | 필수 | ID, 비밀번호, 성명, 생년월일, 신분(직업구분), 이메일, 소속분야, 웹진메일 수신동의 여부 | 3년 또는 탈퇴시 |
선택 | 소속기관명, 소속도서관명, 학과/부서명, 학번/직원번호, 휴대전화, 주소 |
구분 | 담당자 | 연락처 |
---|---|---|
KERIS 개인정보 보호책임자 | 정보보호본부 김태우 | - 이메일 : lsy@keris.or.kr - 전화번호 : 053-714-0439 - 팩스번호 : 053-714-0195 |
KERIS 개인정보 보호담당자 | 개인정보보호부 이상엽 | |
RISS 개인정보 보호책임자 | 대학학술본부 장금연 | - 이메일 : giltizen@keris.or.kr - 전화번호 : 053-714-0149 - 팩스번호 : 053-714-0194 |
RISS 개인정보 보호담당자 | 학술진흥부 길원진 |
자동로그아웃 안내
닫기인증오류 안내
닫기귀하께서는 휴면계정 전환 후 1년동안 회원정보 수집 및 이용에 대한
재동의를 하지 않으신 관계로 개인정보가 삭제되었습니다.
(참조 : RISS 이용약관 및 개인정보처리방침)
신규회원으로 가입하여 이용 부탁 드리며, 추가 문의는 고객센터로 연락 바랍니다.
- 기존 아이디 재사용 불가
휴면계정 안내
RISS는 [표준개인정보 보호지침]에 따라 2년을 주기로 개인정보 수집·이용에 관하여 (재)동의를 받고 있으며, (재)동의를 하지 않을 경우, 휴면계정으로 전환됩니다.
(※ 휴면계정은 원문이용 및 복사/대출 서비스를 이용할 수 없습니다.)
휴면계정으로 전환된 후 1년간 회원정보 수집·이용에 대한 재동의를 하지 않을 경우, RISS에서 자동탈퇴 및 개인정보가 삭제처리 됩니다.
고객센터 1599-3122
ARS번호+1번(회원가입 및 정보수정)