초록
본 논문에서는 철골 각형강관단면(RHS) 기둥-보 접합부에서 웨브의 모멘트 전달효율을 평가하였다. 먼저, 5개의 철골보접합부에 대한 비선형 유한요소해석을 수행하였다. 이들은 접합부 상세가 다르게 설계되었고, 따라서 휨저항 성능이 각기 다르다. 해석결과 RHS 기둥을 가진 모델은 기둥 플랜지의 면외변형 때문에 WF(Wide Flange) 기둥을 가진 모델에 비해 모멘트 전달효율이 저하함을 보였다. 스캘럽(WAH)과 얇은 강관기둥 두께도 모멘트 전달효율의 저하를 가져오는 원인으로서, 결과적으로 보-기둥 접합부의 파단을 초래할 가능성이 크다. 해석과 이전의 실험결과를 기초로 하면, 응력집중은 모멘트 전달효율과 반비례하고, 접합부의 변형능력은 모멘트 전달효율의 저하에 따라 감소하는 것을 알 수 있다. 더 나아가서 바닥슬래브가 있는 합성보 접합부에 대한 유한요소해석결과는 중립축이 상부플랜지 방향으로 상승함으로써 모멘트 전달효율이 저하했고, 이러한 영향은 접합부의 조기 취성파단을 초래하는 것을 보였다.
In this paper the moment transfer efficiency of a web and the strain concentration at the RHS (Rectangular Hollow Section) column-to-steel beam connections was evaluated. Initially, non-linear finite element analysis of five bare steel beam models was conducted. The models were designed to have different detail at their beam-to-column connection, so that the flexural moment capacity was different respectively. Analysis results showed that the moment transfer efficiency of the analytical model with RHS-column was poor when comparing to model with WF(Wide Flnage)-column due to out-of-plane deformation of the RHS-column flange. The presence of scallop and thin plate of RHS column was also a reason of the decrease of moment transfer efficiency, which would result in a potential fracture of the steel beam-to-column connections. Analytical results were compared with the previous experimental results. The analytical and the previous experimental results showed that the strain concentration was inversely proportional to the moment transfer efficiency of a beam web and the deformation capacity of connection was poor as their moment transfer efficiency degrades. Further finite element analyses of composite beam with a floor slab revealed that the neutral axis moved toward the top flange and the moment transfer efficiency of a beam web decreased, which led to premature failure of the connection.
