Abstract
A simplified analytical procedure is presented to estimate the reduction of elastic lateral stiffness of steel moment frames arising from the radius-cut dogbone weakening. With the original radius-cut dogbone shape, it is almost impossible or too complicated to integrate analytically the mathematical expressions encountered when applying the conjugate beam method to compute the beam deflection component. In this study, the problem is circumvented by replacing the original radius-cut dogbone with an equivalent dogbone of constant width. The equivalence between the two is established by imposing an equal dogbone elongation criterion. This approach is justified by using a calibrated finite clement analysis. Then, the elastic lateral deflection components from the column, panel zone, and beam are derived for a typical beam-column subassembly. The derived results can be used to evaluate the reduction of the frame lateral stiffness. Case studies conducted within some practical ranges of frame configurations show that the reduction in frame lateral stiffness due to the presence of dogbone cut is on the order of 1 to 2 percent and is reasonably negligible in practical sense.
본 연구에서는 원주형 절취 독본(dogbonc) 내진 접합부 도입에 따른 철골모멘트골조의 횡강성 감소 정도를 용이하게 산정할 수 있는 실용적 해석기법을 제안하였다. 된 연구의 방안은 원래의 원주형 절취 형상의 독본에서 발생하는 신장량과 동일한 크기의 신장량이 유발되도록 등가의 균등한 유효폭을 갖는 독본 형상으로 치환하는 것에 근거하고 있다. 등가 유효폭을 도입하는 목적은 공액보법을 적용하여 보의 휨변형에 의한 골조의 횡변위 성분을 유도할 때 수행되는 전분을 해석적으로 하기 위함이다. 이러한 접근법의 타당성을 먼저 검증된 유한요소해석모델에 의해 확인한 후, 기둥, 패널존 그리고 보의 변형에서 기인하는 골조의 횡변위 성분을 독본의 존재를 고려하여 해석적으로 유도하였다. 이 유도결과를 이용한 사례분석에 의할 때, 독본의 도입에 따른 횡변위 증가율은 2%∼3%(횡강성 감소율로는 1%∼2%) 정도로서 실무적으로 무시할 수 있는 크기로 나타났다.
