한국강구조학회 논문집 (Journal of Korean Society of Steel Construction)

  • 제22권6호
  • /
  • Pages.543-551
  • /
  • 2010
  • /
  • 1226-363X(pISSN)
  • /
  • 2287-4054(eISSN)
한국강구조학회 (Korean Society of Steel Construction)
권호 표지

단부 보강한 합성보(Eco-girder)의 이력거동에 대한 수치해석적 연구

An Analytical Study on Hysteresis Behavior of End-reinforced Steel-beam system(Eco-girder)

  • 채흥석 ((주)세진에스씨엠) ;
  • 류재용 (서울시립대학교 건축공학과) ;
  • 정경수 ((재)포항산업과학연구원 건축해양연구본부) ;
  • 문영민 ((주)세진에스씨엠) ;
  • 최성모 (서울시립대학교 건축학부)
  • 투고 : 2010.07.28
  • 심사 : 2010.11.30
  • 발행 : 2010.12.27
PDF 다운로드
⟨ 이전 논문 다음 논문 ⟩

초록

층고 감소, 내력 증대 등의 장점을 가지고 있는 기존 합성보의 특징 뿐만 아니라 사용 강재량의 감소까지 기대할 수 있는 단부 보강한 합성보(Eco-girder) 시스템이 개발되었다. Eco-girder 시스템의 개념은 효율적인 합성보의 설계를 위해 최대 모멘트가 발생하는 양단부만을 강판을 이용하여 보강하고, 중앙부 모멘트에 의하여 철골보 크기를 결정하는 구조시스템이다. 본 연구에서는 반복 휨하중을 받는 단부보강 합성보의 이력거동을 예측하기 위해 정밀한 FEM(Finite Element Method)보다는 간단한 표현과 동시에 원리에 충실한 수치적분에 의한 면내수치해석방법(Fiber Element Analysis)을 이용하였으며, 선행 연구된 실험 결과와의 비교를 통해 수치해석방법의 타당성을 검증하였다. 또한 기존 합성보와의 이력거동을 비교 분석하였다.

The end-reinforced composite-beam (eco-girder) system was developed that has characteristics of the existing composite beams such as reduced floor height and increased strength. With it, less use of steel is expected. In the eco-girder system, only both ends of the steel-frame beam, which are vulnerable to the ultimate moment, are reinforced with steel plates so that the steel frame beam design will be based on the moment at the beam center. This study used fiber element analysis, which is a simple representation and numerical integration of the principles of the detailed Finite Element Method(FEM), to predict the hysteretic behavior of reinforced composite beams under cyclic loading. The validity of the numerical method was verified by comparing the results of this study with those of previous studies. In addition, the hysteretic behavior of the eco-girder was compared with that of the existing composite beams.

키워드

참고문헌

  1. 국토해양부(2009) 건축구조설계기준(KBC).
  2. 김성배, 함정태, 이창남, 김상섭(2006) SRC기둥-TSC보 접합부의 거동에 관한 연구, 대한건축학회논문집, 대한건축학회, 제22권, 제6호, pp.55-62.
  3. 정경수(2009) 반복적인 단축응력을 받는 구조용강재의 손상이력모델, 대한건축학회논문집, 대한건축학회, 제25권, 제11호, pp.37-44.
  4. 정경수, 이재승, 정진안, 최성모(2008) 변동축력과 반복 횡하중을 받는 콘크리트충전 각형강관 기둥의 이력거동에 대한 수치해석적 연구, 대한건축학회논문집, 대한건축학회, 제24권, 제6호, pp.27-34.
  5. 주영규, 김도현, 정광량, 김상대(2002) SRC형 TEC-BEAM과 RC기둥 접합부 구조적 거동의 실험적 평가, 한국강구조학회논문집, 한국강구조학회, 제14권, 제3호, pp.463-470.
  6. 최현기, 최윤철, 최창식(2010) 프리캐스트 콘크리트 보-기둥 접합부의 이력거동 및 내진성능, 한국지진공학회논문집, 한국지진공학회, 제14권, 제4호, pp.61-71.
  7. (재)포항산업과학연구원(2009) 단부보강재를 이용한 성능 개선형 철골보(Eco-Girder) 구조시스템의 연구.
  8. AISC (1997) Seisemic Provisions for Structural Steel Buildings.
  9. Akiyama, H. and Takahashi, M. (1995) Influence of Bauschinger effect on seismic resistance of steel structures, Struct. Constr. Eng., No. 418(5), pp.49-57.
  10. Hirade, T., Kaneko, H., Tanno, Y., and Taniguchi, H. (2002) Evaluation Method For Stiffness and Strength of Concrete Filled H-shaped Steel Composite Beam, J. Struct. Constr. Eng., No. 562, pp.183-190.
  11. Ju, Y.K., Kim, J.Y., and Kim, S.D. (2007) Experimental evaluation of new concrete encased steel composite beam to steel column joint, Journal of Structural Engineering, Vol. 133, No. 4, pp.519-529. https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9445(2007)133:4(519)
  12. Mullett. D.L (1992) Slim Floor Design and Construction, Publication 110, The Steel Construction Institute. UK.
  13. Nakahara, H., Ninakawa, T., and Sakino, K. (2003) Cyclic bending behavior of concrete filled steel tubular columns under constant gravity load, J. Struct. Constr. Eng., No. 568(6), pp.139-146.
  14. SAC Joint Venture (2000) Interim Guidelines Advisory No. 2, Evaluation, Repair Modification and Design of Steel moment Frames, FEMA 267b.
  15. Wang, Y., Yang, L., Shi, Y., and Zhang, R. (2008) Loading capacity of composite slim frame beams, Journal of Constructional Steel Research, No. 65, pp.620-661.
  16. Yamada, S., Imaeda, T., and Okada, K. (2002) Simple hysteresis model of structural steel considering the Bauschinger effect, Journal of Structural and Construction Engineering, pp.225-232.