Computational Modelling to Predict the Welding Deformation in Steel Structures

용접변형예측을 위한 용접부 수치 모델링

Welding deformation causes critical problems under construction and in use of steel structures by varying the magnitude of the steel structures and deteriorating mechanic strength. Existing method to construct steel structures in civil engineering needs preassembly process for a part of or the whole structures on a broad space to examine the size of structures inevitably varied in the process of welding (assembly process). It leads to waste of time, space and human efforts, worry of safety accidents with the characteristic of the work to be performed on a high place, and non-efficiency and non-economy by using such supplementary equipments as crane. This paper, to remove the needless preassembly process by pre-estimating welding deformation produced under construction of large steel structures, devises a method modeling welded part for applying the equivalence load method and examines the effects of welding sequence and self weight on welding deformation by the method.

용접에 의해서 발생하는 변형은 강구조물의 치수를 변화시킬 뿐 아니라 역학적 강도를 저하시켜 강구조물의 제작공정과 공용중 심각한 문제를 발생시킬 수 있다. 특히 토목 강구조물의 경우 제작 및 조립공정에서 용접프로세스에 의해 불가피하게 발생하는 용접변형에 의한 설계치수의 변화를 검토하기 위해 넓은 장소에서 부분 또는 전체가 조립공정을 실시해야 한다. 이러한 가조립된 구조물은 현장에 설치되기 위해 해체하여 운반되어 현장에서 재조립하여 가설된다. 또한 높은 곳에서 작업해야 하므로 안전사고의 우려와 함께 크레인, 족장과 같은 부대장비를 사용해야 하므로 비경제적이다. 따라서 대형 강구조물의 제작시 발생하는 용접변형에 의한 부재오차를 검증하기 위한 가조립 공정을 생략하기 위해 용접변형 예측기법의 개발이 요구된다. 본 연구에서는 이를 위해 대형 강구조물의 용접변형 예측기법인 등가하중법을 이용한 용접부 수치모델링을 정립하고 이를 이용해 용접순서와 자중이 용접변형에 미치는 영향을 검토하였다.