A Study on the Stress Evaluation Equations for Steel Circular Column-to- Box Beam Connections

강재 상자형보-원형기둥 접합부의 응력평가식에 관한 연구

This paper presented equations on the stress evaluation of steel frame pier connections that were composed of a box beam and a circular column. The existing equations, which transformed the circular column into an equivalent box column had some problems; they underestimated a shear lag stress as the joint angle decreased, and overestimated a shear stress as the joint angel increased. Therefore, FE analyses were performed with various parameters, such as joint angle(${\alpha}$), span length-width ratio(L/B), and circular column-to-box beam stiffness ratio(${\alpha}$), and new equations on stress evaluation were proposed based on FE analyses. Furthermore, material and geometric nonlinear analyses were performed to estimate ultimate strength and to confirm the validity of the proposed equations.

상자형보와 윈형기둥으로 구성된 강재교각 정합부의 응력평가식 제안에 대한 연구이다. 원형기둥을 각형으로 치환하여 사용하고 있는 기존의 응력평가식은 정합각도가 감소함에 따라 전단지언능력은 과소평가되고, 전단응력은 접협각도가 증가함에 따라 과대하게 평가되는 문제점이 있다. 따라서 이라한 문제점 을 보완하기 위해 다양한 매개변수, 즉 접합각도 (${\alpha}$), 전단지간/보의 폭비 (L/B) 기둥의 휨강성/보의 휨강성비 (k) 를 사용하여 유한요소해석을 수행하고 해석결과를 이용하여 기존 응력평가식의 문제점을 보완할 수 있는 응력평가식을 제안하였다. 한편, 허용응력 대비 극한내하력의 안전율을 검토하기 위해 재료 및 기하 비선형해석을 수행하여 제안식의 타당성을 확인하였다.