각형강관 기둥-H형강 보 접합부로 구성된 골조의 거동 = Behavior of Frames with H-Beam to Box-Column Connections

국문 초록 (Abstract)

일반적으로 각형강관을 기둥 부재로 사용하는 기둥-보 접합부에서는 강도와 강성을 증진시킬 목적으로 내부 또는 외부 다이어프램을 사용한다. 접합부의 변형을 골조해석에 포함시킬 경우에는 경제성과 시공성에서 문제가 있는 복잡한 다이아프램을 필요치 않을 수 있다. 본 논문에서는 다이아프램이 없는 접합부를 유한요소법에 의한 비선형해석을 통해서 모멘트-회전각 관계를 구하였다. 다이아프램의 유무에 따라 강절 또는 반강절로 보고 모델화하였고, 반강절 접합부의 모멘트-회전각 관계곡선은 골조해석에 이용되었다. 강절 접합부를 가진 10-20층 골조를 설계하여 해석하였는데, 동일한 골조에 접합부 변형을 포함한 경우에 대해서도 해석하였다. 본 연구에서 다이아프램의 유무에 따른 a)층변위 b)기둥의 모멘트 분포 c)큰보의 모멘트 분포의 차이를 비교하였는데, 그 결과, 반강절 접합부를 사용할 경우 기둥 단면은 저층부에서는 커져야 하지만, 보 단면은 전체적으로 감소될 수 있다는 것을 알 수 있었다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The conventional beam-to-column connection using box section requires internal or external diaphragms. The strength and stiffness are increased by the diaphragm. The diaphragm which makes connection expensive and complicate may not necessary if connection deformation is included in the frame analysis. The connection without diaphragm is analyzed using finite element method which gives a non-linear moment-rotation curve. A connection with or without diaphragm is modelled as a rigid or semi-rigid connection, respectively. The moment-rotation curves of semi-rigid connection are considered in the frame analysis. Ten-and twenty-story frames with rigid connections were designed and analyzed. For the same frames connection deformations are included. This study shows the comparative analysis results of frames with and without diaphragm. Their comparisons are categorized in terms (a) story displacements, (b) moment distribution of columns, (c) moment diagram of girders. The result shows that column size should be increased in the lower story, however beam sections can be reduced in the overall story if semi-rigid connections are used.