Bearing Pressure and Design of Rectangular Steel Tubular Column Baseplate under Concentric Loadings

중심 압축력을 받는 각형강관기둥 베이스플레이트의 지압응력과 설계에 대한 연구

In this study, the bearing pressure distribution and design method of rectangular steel tubular column base plates under concentric loading were investigated. In general, the size and thickness of the baseplate are determined with the assumption that the bearing pressure of the column baseplate is uniformly distributed. When the column is loaded lightly, however, the size of the baseplate becomes smaller, the thickness becomes thinner and the bearing pressure of the baseplate is not distributed evenly. In this study, the distribution of the bearing pressure was investigated using the experimental and analytical methods. Four test specimens of the rectangular steel column baseplate were fabricated and tested. The analysis of the specimens was done using the finite element analysis program ANSYS. The result was that it was appropriate to use the effective width method to design the lightly loaded column baseplate, because the bearing pressure was not distributed evenly and was only concentrated under the column section.

본 연구에서는 중심축하중을 받는 각형강관기둥의 베이스플레이트의 지압응력의 분포와 설계에 대하여 조사하였다. 일반적으로 강구조 기둥의 베이스플레이트는 지압응력이 등분포하다고 가정하고 그 크기와 두께를 결정한다. 그러나 축하중이 적으면 베이스플레이트의 크기도 작아지고 두께도 얇아지며 지압응력은 등분포하게 되지 않으며 기둥단면의 하부에 집중된다. 본 연구에서는 실험적 방법과 해석적 방법으로 지압응력의 분포에 대하여 조사하고 그 결과를 이용하여 설계법을 검토하였다. 4개의 각형강관기둥 베이스플레이트 시험체를 제작하여 실험을 수행하였다. 또한 유한요소해석프로그램인 ANSYS를 이용하여 베이스플레이트의 지압응력의 분포를 해석하였다. 연구결과 축하중이 적은 경우 지압응력은 기둥단면의 하부에 집중되고 등분포하지 않으므로 유효폭의 개념을 이용하여 베이스플레이트를 설계하는 방법이 적절함을 나타내었다.