• Steel and Composite Structures
• /
• 제32권4호
• /
• pp.497-507
• /
• 2019

Exposed column base connections are used in low- to mid-rise steel moment resisting frames. This paper is to investigate the effect of the base plate thickness on the exposed column base connection strength, stiffness, and energy dissipation. Five specimens with different base plate thickness were numerically modelled using ABAQUS software. The numerical model is able to reproduce the key characteristics of the experimental response. Based on the numerical analysis, the critical base plate thickness to identify the base plate and anchor rod yield mechanism is proposed. For the connection with base plate yield mechanism, the resisting moment is carried by the flexural bending of the base plate. Yield lines in the base plate on the tension side and compression side are illustrated, respectively. This type of connection exhibits a relatively large energy dissipation. For the connection with anchor rod yield mechanism, the moment is resisted through a combination of bearing stresses of concrete foundation on the compression side and tensile forces in the anchor rods on the tension side. This type of connection exhibits self-centering behavior and shows higher initial stiffness and bending strength. In addition, the methods to predict the moment resistance of the connection with different yield mechanisms are presented. And the evaluated moment resistances agree well with the values obtained from the FEM model.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제19권2호
• /
• pp.1-9
• /
• 2015

본 논문에서는 RC 기둥-기초 접합부분을 중공형 및 확장형 강재 Base Plate로 보강한 실험체에 대한 하중 재하 실험을 실시하여, 강재 Base Plate가 부착된 RC 기둥-기초에서의 뚫림전단에 대한 보강효과를 정량화 하기 위한 구조해석 및 기초적 실험 연구를 수행하였다. 실험은 각 실험체별 부착된 Base Plate의 두께, 내민길이, 치수, 형식 등의 변수에 따라 수행하였으며 실험을 통하여 응력분산에 적합한 적정 Base Plate의 모양 및 치수를 확인하였고, 보강효과에 대하여 분석하였다. 실험을 통해 Base Plate가 기초에 전해지는 수직하중의 응력분산에 효과적이었으며 폐쇄형보다 중공형 보강이 효율적인 것을 확인하였다. 보강을 통해 변위연성 능력의 향상으로 기존의 기초두께보다 두께가 감소한 실험체에서도 기존보다 높은 성능을 나타냈다. 보강 후의 실험체로부터 구조물의 거동특성을 취성으로부터 연성으로 유도 할 수 있었으며, 실험체를 파괴시까지 가력함으로써 파괴시 보강 전, 후에 대한 균열 및 파괴양상을 확인 하였다.

• Steel and Composite Structures
• /
• 제33권3호
• /
• pp.357-373
• /
• 2019

Steel storage racks are slender structures whose overall behavior and the capacity depend largely on the flexural behavior of the base-plate to upright connections and on the behavior of beam-to-column connections. The base-plate upright connection assembly details, anchor bolt position in particular, associated with the high-rise steel storage racks differ from those of normal height steel storage racks. Since flexural behavior of high-rise rack base connection is hitherto unavailable, this investigation experimentally establishes the flexural behavior of base-plate upright connections of high-rise steel storage racks. This investigation used an enhanced test setup and considered nine groups of three identical tests to investigate the influence of factors such as axial load, base plate thickness, anchor bolt size, bracket length, and upright thickness. The test observations show that the base-plate assembly may significantly influence the overall behavior of such connections. A rigid plate analytical model and an elastic plate analytical model for the overall rotations stiffness of base-plate upright connections with concentric anchor bolts were constructed, and were found to give better predictions of the initial stiffness of such connections. Analytical model based parametric studies highlight and quantify the interplay of components and provide a means for efficient maximization of overall rotational stiffness of concentrically anchor bolted high-rise rack base-plate upright connections.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
• /
• 제17권1호
• /
• pp.66-72
• /
• 1993

The brazing of Al to Al using Al-Si alloy filler metal was performed under different bonding conditions such as ratio of lap length to plate thickness, surface roughness and joint clearance of the lap joint. The adopted thickness of the base metal in this experiments were two kinds of 4mm and 7mm which were most commonly used in various field. Influence of several bonding conditions of Al/Al joint was quantitavely evaluated by bonding strength test, and microstructural analysis at the interlayer were performed by optical microscope. From above experiments, the optimum bonding conditions of the brazing bonding of Al/Al using Al-Si alloy filler metal was determined. The major results obtained are as follows. 1) The fracture occurs at brazed joint in the conditions of that the ratio of lap length to plate thickness is less than 2 in case of 7mm plate thickness. 2) The ratio of lap length to plate thickness which the fracture occurs at base metal is decreased with the decreasing of the plate thickness. 3) The joint strength is not affected by the surface roughness and joint clearance of the brazed part. 4) The heat-treatment of the brazed joint contribute to eliminate the boundary between the base metal and filler metal. However, the joint strength is not affected by the heat-treatment.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제29권4호
• /
• pp.269-280
• /
• 2017

본 연구에서는 기존 소규모 철골조에서 나타나는 현장상세 노출형 주각부와 이를 보완한 상세를 가진 약축방향 주각부에 대한 반복 가력 실험을 통해 다양한 상세를 가진 약축방향 노출형 주각부의 내진성능을 평가하였다. 실험변수는 베이스 플레이트의 두께, 앵커볼트의 개수와 매립깊이, 그리고 리브 플레이트의 유무이다. 앵커볼트의 부착성능이 주각부 내진성능에 미치는 영향을 알아보기 위해 본 연구에서는 원형강봉과 나사산이 있는 L형 갈고리 앵커볼트를 사용하였다. 실험결과, 앵커볼트의 부착성능과 베이스 플레이트의 항복유무는 주각부의 에너지 소산능력에 영향을 끼치는 것으로 나타났다. 특히, 베이스 플레이트가 현행 기준에서 제시하고 있는 최소 두께를 만족하더라도 강재 기둥이 소성모멘트에 도달하기 전 베이스 플레이트가 항복할 경우, 주각부의 구조성능이 저하될 수 있는 소지가 있는 것으로 나타났다. 하지만, 현행 구조기준에 따라 접합부 성능을 조사한 결과, 제안된 약축방향 주각부 상세는 부분 강접합으로 가정할 수 있는 것으로 나타났다. 기존의 원형강봉에 비해 부착성능이 우수한 나사산이 있는 L형 갈고리 앵커볼트는 반강접 노출형 주각부에 사용가능할 것으로 판단된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제20권5호
• /
• pp.26-34
• /
• 2016

철골기둥-베이스 플레이트 접합부의 파괴유형은 베이스 플레이트 압축면과 인장면의 휨파괴, 앵커볼트의 인장파괴, 뽑힘, 전단파괴, 그리고 콘크리트 기초파괴 및 철골기둥의 소성힌지발생에 따른 파괴이다. 본 연구에서는 핀접합 또는 강접합으로 가정하여 설계되는 노출형 철골기둥-베이스 플레이트 접합부가 받을 수 있는 모멘트의 크기를 구하기 위하여, 한계상태 함수를 이용하여 철골기둥-베이스 플레이트 접합부의 휨성능 및 파괴유형을 예측하고 실험결과와 비교하였다. 한계상태함수를 이용하여 노출형 철골기둥-베이스 플레이트 접합부의 휨성능을 비교적 정확히 예측할 수 있는 범위는 축력이 있는 경우, 앵커볼트의 항복 또는 철골기둥의 항복으로 판별되었을 때이며 축력이 없는 경우, 베이스 플레이트의 항복으로 판별된 경우이다. 파괴유형까지 같이 고려할 경우, 축력이 있으며 앵커볼트의 항복으로 판별된 경우에만 한계 상태함수의 사용이 가능하다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제21권2호
• /
• pp.34-45
• /
• 2017

본 연구에서는 소규모 철골조에 대한 기존 건축물의 접합부 현황조사와 분석을 통해 노출형 주각부에 대한 내진성능을 평가하였다. 총 9개의 주각부에 대한 반복가력 실험을 통해 휨강도, 변형능력, 그리고 초기강성 등이 조사되었다. 실험의 주요 변수는 베이스 플레이트의 두께, 앵커볼트의 개수와 매립깊이, 앵커볼트 후크의 유무, 그리고 리브 플레이트의 유무이다. 본 실험결과에 의하면, 주각부의 휨거동은 앵커볼트의 개수와 매립깊이, 그리고 베이스 플레이트의 두께에 영향을 받는 것으로 나타났다. 반면에, 주각부에 설치된 리브플레이트는 휨강도에 큰 영향을 주지 않는 것으로 나타났다. 종합적으로 노출형 철골 주각부와 기초부 그리고 앵커볼트 등이 모두 현행 구조기준을 만족한다고 할지라도, 앵커볼트와 기초부 콘크리트 사이의 부착력이 충분하지 않을 경우, 슬립형 거동이 관측되어 개선이 필요한 것으로 파악되었다. 앵커볼트의 매립깊이가 현행 구조기준을 만족하고, 앵커볼트에 후크가 설치된 경우, 노출형 주각부의 초기강성은 주각부가 구속되었을 때의 휨강성 하한값의 약 15% 수준인 것으로 나타났다.

• 한국공작기계학회논문집
• /
• 제15권3호
• /
• pp.120-126
• /
• 2006

In this paper, we investigated the characteristics of fatigue fracture on TB(Tailored Blank) weldment by comparing the fatigue crack propagation characteristics of base metal with those of TB welded sheet used for vehicle body panels. We also investigated the influence of center crack on the fatigue characteristic of laser weld sheet of same thickness. We conducted an experiment on fatigue crack propagation on the base metal specimen of 1.2mm thickness of cold-rolled metal sheet(SPCSD) and 2.0mm thickness of hot-rolled metal sheet(SAPH440) and 1.2+2.0mm TB specimen. We also made an experiment on fatigue crack propagation on 2.0+2.0mm and 1.2+1.2mm thickness TB specimen which had center crack. The characteristics of fatigue crack growth on the base metal were different from those on 1.2+2.0mm thickness TB specimen. The fatigue crack growth rate of the TB welded specimens is slower in low stress intensity factor range$({\Delta}K)$ region and faster in high ${\Delta}K$ region than that of the base metal specimens.

• 대한기계학회논문집
• /
• 제6권3호
• /
• pp.232-238
• /
• 1982

The behavior of corner crack propagation by unidirectional plane bending fatigue was investigated in the butt welded joints of SS41 and SM50 steel plates including an edge through-thickness notch. The properties of fatigue crack propagation were inspected in the weld metal, heat-affected zone, and base metal of the welded joints. Main results obtained are as follows; (1) When a plate with an edge through-thickness notch is loaded by plane bending fatigue in indirection, the 2 variant corner cracks on the upper and lower edge of the plate are initiated and propagated respectively from the notch. (2) In case of a specimen containing a corner crack, it is more reasonable to estimate the crack propagation rate by area of fracture surface than by crack surface length. (3) The rate of fatigue crack propagation becomes faster in the following order; weld metal, heat-affected zone, and base metal. (4) The specimen including reinforcement shape is rapidly failed throughout bond due to effect of its shape when the repeated load exceeds a certain cycle.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제17권1호통권74호
• /
• pp.93-102
• /
• 2005

기존의 주각부는 보강을 위하여 주각부의 가공에 많은 인력과 시간이 필요하게 되며 용접부가 과다하게 되어 베이스 플레이트에 변형이 발생하여 현장 설치시 앵커볼트와의 조립이 어려운 점등의 문제가 있다. 또한 상부구조의 응력분포와 변형 등을 평가하는 것에 있어서 중요한 의미를 가지는 주각의 고정도는 베이스플레이트의 강성부족, 앵커볼트의 느슨함, 베이스플레이트 하면(下面) 모르타르의 충진불량 등에 의해서 실제 해석상의 완전고정보다는 고정도가 저하된다. 본 연구는 기존의 주각구성 방법을 개선하기 위해 응력의 분포에 따라 베이스 플레이트의 두께조절이 가능한 주강(鑄鋼)을 사용하여 베이스플레이트의 강성을 크게하고, 주각부를 보다 간편하게 구성할 수 있는 방법을 도입하였다. 이러한 주각구성법은 철판을 절단하여 용접하는 기존의 형식을 탈피하여 주각부의 베이스플레이트를 응력의 분포에 맞춰 그 두께를 조절할 수 있는 주강제품으로 제작함으로써 주각부의 가공 및 용접량을 최대한 줄이고 베이스플레이트의 강성을 증대시키며, 응력의 흐름도 명확하게 할 수 있을 뿐만 아니라 시공의 간편성, 품질의 향상을 도모하는 것에 그 목적이 있다. 이러한 주강제 주각부의 개발을 위하여, 기존 주각부와 주강제 주각부에 대한 실험체를 제작하여 반복가력 시험을 통하여 내력과 강성을 파악하고, 피로 시험을 통하여 장기적인 사용성을 확인하였다. 이상의 실험을 통해 주강제 주각부와 기존의 주각부의 구조적 성능을 비교하였을 때 내력과 강성면에서 동등한 성능을 보유하고 있는 것으로 나타났고, 사용하중의 반복가력 평가에서도 주강제 주각부가 안정적인 거동을 하는 것으로 평가되었다.