Abstract
Steel structures have been generally painted to prevent corrosion damage. However, the painted film is deteriorated with increase in service life, and then corrosion damage resulting in cross sectional area occurs on steel surface. As a result, the buckling strength of steel structures can be decreased due to the corrosion damages. The evaluation method of the axial buckling strength of columns about a variety of section shapes and supporting conditions have been presented, but evaluation method of buckling strength about irregular nonprismatic columns is not established. In this study, the axial buckling strength of corroded steels was evaluated based on the buckling test results of corroded steel specimens that were cut off at a temporary steel structure. The corroded specimens were picked up total 10 specimens according to various slenderness ratio from the web of a temporary structure's main beam. The length of specimens is 200, 300, 400, 500 and 600mm respectively. The rust productions were removed by the chemical treatment. Then, the surface geometry was measured at intervals of $1{\times}1mm$ by using the optical 3D digitizing system, and the residual thickness of the specimens was calculated. The axial buckling test was performed on 10 corroded specimens and 12 non-corroded specimens under the fixed-fixed support condition. From the test results, the effect of corrosion damages on axial buckling load was investigated. Regardless of corrosion damage degree, the axial buckling strength of corroded specimens and non-corroded specimens was evaluated identically by using minimum average residual thickness or average residual thickness to minus its standard deviation. Reasonable measuring intervals of residual thickness was proposed by using the results to apply for practical works.
강구조물은 주로 도장에 의해 방식처리 되고 있지만, 장기간 사용함에 따라 강재표면에 부식손상이 발생하게 된다. 이러한 부식손상은 단면감소와 이로 인한 좌굴내하력을 저하시킬 우려가 있다. 현재 다양한 등단면형상과 지지조건에 대한 좌굴강도 추정식 및 설계식이 제안되어 있으나, 부식손상으로 인한 불규칙한 변단면 강부재의 축압축 좌굴강도 평가법은 아직 확립되어 있지 않다. 본 연구에서는 부식 손상된 가시설 강부재에서 절취한 강재시편의 축압축 좌굴실험을 실시하여, 부식강재의 좌굴강도 평가에 대한 기초적 연구를 수행하였다. 본 실험에서는 먼저 가시설 주형보의 웨브로부터 시편 지지길이를 200, 300, 400, 500, 600mm로 달리한 5종류 시편을 각각 2개씩 총 10개의 강재시편을 절취하고, 화학적 방법에 의해 녹을 제거하였다. 그리고 3차원 광학 스캐너를 이용하여 $1{\times}1mm$ 간격으로 표면형상을 측정하여, 각 시편의 잔존두께를 산출하였다. 그리고 10개의 부식 손상된 시편과 부식 손상되지 않은 무부식 시편 12개를 양단 완전고정지지 조건하에서 축압축 좌굴실험을 실시하여, 부식두께감소량 및 시편의 표면형상과 축압축 좌굴강도와의 상관관계를 분석하였다. 그 결과, 부식 손상정도에 상관없는 무부식 등단면 강재와 동일하게 좌굴강도를 평가할 수 있는 불규칙 변단면 부식강재의 폭방향평균 최소두께 또는 평균잔존두께와 표준편차의 차로 계산되는 유효두께를 적용하여 축압축 좌굴강도을 추정할 수 있음을 제안하였다. 또한 이러한 결과를 실무에도 적용할 수 있도록 실용적인 부식강재의 잔존두께 측정간격도 제시하였다.
