Abstract
Increasing the strength of structural materials allows their self-weight to be reduced and this, in turn, enables the structures to satisfy esthetic requirements. The yield strength of high-performance steel is almost 480 MPa, which is approximately 50% higher than that of general structural steel. The use of high strength materials, however, makes the sections more slender, which can potentially result in significant local stability problems. The strength of slender element sections might be governed by their elastic buckling behavior, and the elastic buckling strength is very sensitive to the boundary conditions. Because the web provides the boundary conditions of the compressive thin-flange, the stiffness of the web can affect the elastic buckling strength of the flange. In this study, therefore, the effects of the flange and web slenderness ratios on the elastic flange local buckling of I-girders subjected to a pure bending moment were evaluated by finite element analysis (FEA). The analysis results show that the elastic local buckling strength and buckling modes were affected not only by the web support conditions, but also by the flange and web slenderness ratios.
건설 재료가 나날이 발전함에 따라 재료 강도는 과거에 비하여 획기적으로 증대 되었으며, 이는 구조물의 자중을 경감 시켜 경제적인 설계를 가능하게 할 뿐 아니라, 심미적 요건까지 만족 시키고 있다. 특히 고강도 강재의 경우, 항복강도는 약 480MPa로, 일반 구조용 강재 보다 약 50% 더 크다. 그러나 고강도 재료의 사용은 단면을 세장하게 하여 국부 좌굴 안정성에 영향을 미칠 수 있다. 세장 단면은 탄성 좌굴을 일으킬 수 있으며, 탄성 좌굴 강도는 경계조건에 대하여 매우 민감하다. I형 거더의 경우 복부판은 압축 플랜지의 경계조건을 결정하므로, 복부판의 강성은 얇은 압축 플랜지의 탄성 좌굴 강도에 영향을 미칠 수 있다. 따라서 본 연구에서는 유한요소해석을 통해 플랜지 및 복부판의 세장비가 휨 모멘트를 받는 이축대칭 I형 거더의 플랜지 탄성좌굴에 미치는 영향을 분석 하였다. 유한요소해석결과, 탄성좌굴강도와 좌굴모드는 복부판의 지지조건의 영향 뿐 아니라 플랜지와 복부판의 세장비의 비율에 따라 큰 영향을 받는 것으로 판단된다.
