The Strength of Square Steel Tubular Column to H-beam Connections - Focused on the connections with outside-type diaphragm -

각형강관 기둥 - H형강 보의 접합부 내력 평가 - 외측형 다이아프램 접합부를 중심으로 -

  • 이성도 (대우중공업(주) 철구사업부) ;
  • 김필중 (인천전문대학 건축과) ;
  • 김규석 (동국대학교 건축공학과)
  • Received : 2003.11.12
  • Accepted : 2004.01.15
  • Published : 2004.02.27

Abstract

This paper focused on square steel tubular column to H-beam connections (concrete filled tubular) with an outside-type diaphragm. Based on the yield line theory and the nonlinear static FEM analysis the specification equations were evaluated by comparing them with previous result of the simplified tensile experiment[please check. The yield line theory applied to the mechanical model theory revised by K. Morita, the nonlinear static FEM analysis using abaqus/standard, the ultimate strength equation in the specification equation using the factor for long-time loading, and the yield ratio according to material. The allowable strength in the specification equations applied the safety factors of 2.2 and 2.6 in the cases with and without filled concrete, respectively. Therefore, the evaluation of strength(for the previous result of the simplified tensile experiment in this study) was considered possible through the yield line theory, the nonlinear static FEM analysis, and the specification equations. Likewise, the specification equations were seen to be an underestimate of the previous result of the simplified tensile experiment. The strength and displaced mesh in the FEM analysis approximated the previous result of the simplified tensile experiment.

본 눈문은 C.F.T구조에서 폐단면인 각형강관기둥과 H형강보의 접합방법중의 하나인 외측형 다이아프램을 대상으로 한다. 본 연구에서의 내력평가는 기존의 단순인장형 접합부 실험결과를 기초로 항복선이론을 이용한 내력평가, 범용 유한요소해석 프로그램을 이용한 비선형 해석, 규준식 등을 통하여 수행되었다. 항복선이론은 수정된 K. Morita 역학모델을 이용하였고, 범용 유한요소해석프로그램은 Abaqus/Standard를 사용하였으며 비탄성 정역학적 유한요소해석을 하였다. 규준식에서의 최대내력 예측식은 장기하중에 대한 계수와 재질을 고려한 항복비를 적용하였으며, 규준식에서의 항복내력은 비충전형의 경우 2.6의 안전율을 갖는 값으로 하였고, 충전형의 경우 2.2의 안전율을 갖는 값으로 하였다. 연구결과, 본 연구에 사용된 기존의 단순인장형 접합부 내력평가는 항복선이론, 유한요소해석, 규준식을 통하여 모두 가능한 것으로 판단되며, 이들 중 규준식이 기존의 실험결과를 가장 과소평가하였다. 유한요소 해석결과에서의 내력과 변형모듈은 기존의 단순인장형 접합부 실험결과와 잘 일치하였다.

Keywords

References

  1. 大韓建築學會 學術發表大會 論文集 v.18 no.1 단순인장형 콘크리트충전 각형강관 기둥-보 접합부의 내역에 관한 실험적 연구 李性道;金弼中;金圭石
  2. 大韓鋼構造學會 論文集 v.10 no.4 반복하중을 받는 콘크리트 충전강관기둥-H형강보 골조의 강도에 관한 연구 李性道;金弼中
  3. 大韓鋼構造學會 學術發表大會 論文集 no.4 반복수평력을 받는 충전각형강관기둥-H형강보의 내력에 관한 실험적 연구 李性道;金弼中;金圭石
  4. 韓國鋼構造學會學術發表 論文集 반복수평력을 받는 충전 각형강관기둥-H형강보의 내력에 관한 실험적 연구 金弼中
  5. 日本建築學會構造界論文報告集 no.349 角型鋼官柱.H形はり接合部の局部破壞 金谷 弘;上場輝康