Journal of Korean Society of Steel Construction (한국강구조학회 논문집)

Korean Society of Steel Construction (한국강구조학회)
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Flange Local Buckling(FLB) for Flexural Strength of Plate Girders with High Performance Steel(HSB 800)

고성능 강재(HSB 800)를 적용한 플레이트 거더의 휨강도에 대한 플랜지 국부좌굴

  • Kim, Jeong Hun (Power Transmission Laboratory, Korea Electric Power Research Institute) ;
  • Kim, Kyoung Yul (Power Transmission Laboratory, Korea Electric Power Research Institute) ;
  • Lee, Jeong Hwa (Department of Civil, Environmental & Architectural Engineering, Korea University) ;
  • Kim, Kyung Sik (Department of Civil Engineering, Cheongju University) ;
  • Kang, Young Jong (School of Civil, Environmental & Architectural Engineering, Korea University)
  • 김정훈 (한전전력연구원, 송변전연구소) ;
  • 김경열 (한전전력연구원, 송변전연구소) ;
  • 이정화 (고려대학교, 건축사회환경공학과) ;
  • 김경식 (청주대학교, 토목공학과) ;
  • 강영종 (고려대학교, 건축사화환경공학부)
  • Received : 2014.02.24
  • Accepted : 2014.03.24
  • Published : 2014.04.27
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Abstract

High performance steel for bridges(HSB 800) with a minimum tensile stress of 800MPa was recently developed. However, the study for local buckling behavior of plate girders considering interactive effects of flanges and webs is still insufficient. In this study, the flange local buckling(FLB) strength of plate girders with HSB 800 was evaluated by nonlinear finite element analysis. The flanges and webs of plate girders having I-section were modeled as 3D shell elements in the nonlinear analysis. Initial imperfection and residual stress were imposed on the plate girder. The high performance steel was modeled as a multi-linear material. Thus, parametric study of compression flanges with a compact, noncompact and slender web was performed. The flange local buckling behavior of plate girders was analyzed, and the nonlinear analysis results were compared with the nominal flexural strength of both AASHTO LRFD(2012) and KHBDC LSD(2012) codes.

최근에 인장강도 800MPa급 고성능 강재가 개발되었지만 플랜지와 복부판의 상호작용을 고려한 플레이트 거더의 국부좌굴에 대한 연구는 아직까지 미흡한 실정이다. 본 연구는 HSB 800을 적용한 플레이트 거더의 플랜지 국부좌굴에 대한 강도를 비선형 유한요소해석으로 평가하였다. 비선형 해석 시 I-단면을 갖는 플레이트 거더의 플랜지와 복부판은 3차원 쉘요소로써 초기결함 및 잔류응력을 고려하였으며, 고성능 강재의 재료모델은 다중선형 재료로 모형화하였다. 이를 적용하여 복부판이 조밀, 비조밀 그리고 세장 단면을 갖는 압축 플랜지에 대해 매개변수 해석을 수행하였다. 플레이트 거더의 플랜지 국부좌굴에 대한 거동을 분석하였고, 본 연구의 비선형 해석 결과를 AASHTO LRFD(2012)와 도로교설계기준(한계상태설계법, 2012)의 압축플랜지 공칭휨강도와 비교하여 평가하였다.

Keywords

References

  1. AASHTO (2012) AASHTO LRFD Bridge Design Specifications, 6th Ed, American Association of State Highway and Transportation Officials.
  2. 국토해양부(2012) 도로교 설계기준(한계상태설계법). KHBDC (2012) Korean Highway Bridge Design Code (Limit State Design), Ministry of Land, Transport and Maritime Affairs (in Korean).
  3. McDermott, J.F. (1969) Plastic Bending Capacity of Beams, Journal of the Structural Division, ASCE, Vol. 95, No.ST9, pp.1851-1871.
  4. Green (2000) The Inelastic Behavior of Flexural Members Fabricated from High Performance Steel, Ph.D. Dissertation, Lehigh University, Bethlehem, PA.
  5. 김종민, 최준호, 황민오, 최병호, 강영종(2009) HSB800 적용 플레이트거더의 극한 휨거동 연구, 한국강구조학회 학술대회 발표집, 한국강구조학회, pp.197-198. Kim, J.M., Choi, J.H., Hwang, M.O., Choi, B.H., and Kang, Y.J. (2009) Study on Ultimate Flexural Behaviors of Plate Girder Using High Performance Steel for Bridges (HSB800), Proceedings of Annual KSSC Conference, KSSC, pp.197-198 (in Korean).
  6. 이철호, 한규홍, 김대경, 박창희, 김진호, 이승은, 하태휴(2012) 800MPa급 고강도강 보 부재의 국부좌굴 및 비탄성 거동, 한국강구조학회 논문집, 한국강구조학회, 제24권, 제4호, pp.479-490. Lee, C.H., Han, K.H., Kim, D.K., Park, C.H., Kim, J.H., Lee, S.E., and Ha, T.H. (2012) Local Buckling and Inelastic Behaviour of 800 MPa High-Strength Steel Beams, Journal of Korean Society of Steel Construction, KSSC, Vol.24, No.4, pp.479-490 (in Korean). https://doi.org/10.7781/kjoss.2012.24.4.479
  7. 조은영, 신동구(2013) 압축플랜지 비탄성 국부좌굴을 고려한 HSB 플레이트거더의 휨강도, 대한토목학회 논문집, 대한토목학회, 제33권, 제1호, pp.81-92. Cho, E.Y., and Shin, D.K. (2013) Flexural Strength of HSB I-Girder Considering Inelastic Flange Local Buckling, Journal of Korean Society of Civil Engineers, KSCE, Vol.33, No.1, pp.81-92 (in Korean). https://doi.org/10.12652/Ksce.2013.33.1.081
  8. 조은영, 신동구(2012) HSB 강거더의 비탄성 횡비틂좌굴에 의한 휨강도-세장 복부판 단면, 한국강구조학회 논문집, 한국강구조학회, 제24권, 제2호, pp.217-231. Cho, E.Y., and Shin, D.K. (2012) Flexural Strength of HSB Steel Girders Due to Inelastic Lateral-Torsional Buckling-Sections with Slender Web, Journal of Korean Society of Steel Construction, KSSC, Vol.24, No.2, pp.217-231 (in Korean). https://doi.org/10.7781/kjoss.2012.24.2.217
  9. 박용명, 이건준, 최병호, 황민오(2013) 이축대칭단면 HSB800 강재 플레이트거더의 비탄성 횡비틂좌굴강도의 해석적 평가, 한국강구조학회 논문집, 한국강구조학회, 제25권, 제2호, pp.141-151. Park, Y.M., Lee, K.J., Choi, B.H., and Hwang, M.O. (2013) Numerical Analysis of Inelastic Lateral Torsional Buckling Strength of HSB800 Steel Plate Girders with Doubly Symmetric Section, Journal of Korean Society of Steel Construction, KSSC, Vol.25, No.2, pp.141-151 (in Korean). https://doi.org/10.7781/kjoss.2013.25.2.141
  10. 박용명, 이건준, 최병호, 황민오(2013) 일축대칭단면 HSB800 강재 플레이트거더의 비탄성 횡비틂좌굴강도의 해석적 평가, 한국강구조학회 논문집, 한국강구조학회, 제25권, 제2호, pp.153-164. Park, Y.M., Lee, K.J., Choi, B.H., and Hwang, M.O. (2013) Numerical Analysis of Inelastic Lateral Torsional Buckling Strength of HSB800 Steel Plate Girder with Monosymmetric Section, Journal of Korean Society of Steel Construction, KSSC, Vol.25, No.2, pp.153-164 (in Korean). https://doi.org/10.7781/kjoss.2013.25.2.153
  11. 국토해양부(2013) 도로교표준시방서. KHBSS (2013), Korean Highway Bridge Standard Specification, Ministry of Land, Transport and Maritime Affairs (in Korean).

Cited by

  1. Effects of flange and web slenderness ratios on elastic flange local buckling of doubly symmetric I-girders vol.17, pp.8, 2016, https://doi.org/10.5762/KAIS.2016.17.8.456
  2. 용접형강의 직접강도법 개발에 관한 연구 고찰 vol.27, pp.2, 2014, https://doi.org/10.7781/kjoss.2015.27.2.231
  3. 가상축력을 이용한 좌굴해석 및 HSB800 강재를 적용한 사장교에 대한 적용성 분석 vol.29, pp.1, 2014, https://doi.org/10.7781/kjoss.2017.29.1.013
  4. Design shear strength of CWGs with web-circular opening made of HSB800-high strength steel vol.170, pp.None, 2014, https://doi.org/10.1016/j.tws.2021.108559