본 연구의 목적은 시험적 방법을 통해 SHN400 강재의 소재 특성이 건축구조용 강재로 적합한지를 평가하는 것이다. 이를 위해 국내에서 생산되는 열간 압연 H형강 중 최대 춤 및 최대 플랜지 두께의 H형강과 SHN400 강종의 주요 사용처가 될 보부재로 수요가 많은 H형강 규격을 대상으로 화학성분 평가, 인장강도, 매크로, 미크로 및 샤르피 충격 시험을 실시하였다. 각 시험은 관련 KS 규격에서 요구하는 시험 조건하에서 수행되었으며, 시험 결과 화학성분 및 기계적 특성과 관련된 모든 시험에서 SHN400 강종은 KS 규격(KS D 3866)의 요구 조건과 내진설계시 강재에 요구되는 조건들을 만족하는 것으로 나타났다. 특히 용접성과 관련된 탄소당량(Ceq)과 비탄성 변형능력과 관련된 항복비의 경우 KS 규격을 상회하는 결과를 나타내었다. 따라서 SHN400 강재는 소재 특성 측면에서 건축구조용 강재에 적합한 것으로 판단된다.
Continuous wave C $O_{2}$ laser beam welding and formability of zinc coated steel plates were investigated. First, the optimal welding condition could be obtained in lap configuration by using the data for heat input, gap size and fracture behaviour. The gap size for fully-penetrated bead could be predicted by the gap model by Akhter et al. AIso, it was found that the joining efficiency was constant. Secondly, the butt welding of dissimilar materials (zinc coated steel plate and cold rolled steel plate) with different thicknesses was investigated. In the thickness range of 0.8-2.0 mm, the maximum welding speed of 10m/min was obtained. In the butt welding of two plates with thickness 2.0 mm and l.6mm, the maximum, welding speed of 6m/min was obtained, Finally. the forming results of butt-welded plates showed that the joining design was important to apply the laser welded blank in the automotive production.
The main purpose of the present study has been placed on investigating the mechanical properties and microstructures of C-Si-Mn-V steels for cold forming manufactured by controlled rolling and cooling technology. The steels were manufactured in electric arc furnace (EAF) and casted to $160{\times}160mm$ billet. The billets were reheated in walking beam furnace and rolled to coil, the stocks were rolled by Controlled Rolling and Cooling Technology (CRCT), so rolled at low temperature by water spraying applied in rolling stage and acceleratly cooled before coiling. Rolled coils were cold drawed to the degree of 16%, 27% of area reduction respectively without heat treatment. Microstructual observation, tensile test, compression test and charpy impact tests were conducted. The mechanical properties of the steels were changed by area reduction of cold drawing and it is founded that there are optimum level of cold drawing to minimize compression stress for these steels. From the result of this study, it is conformed that $80kg_{f}/mm^{2},\;90kg_{f}/mm^{2}$ grade high strength microalloyed steel for cold forming are developed by accelerated cooling and optimum cold drawing.
The main purpose of the present study has been placed on investigating the effects of controlled rolling and cooling on the microstructures and mechanical properties of C-Si-Mn-V steels for cold forming. The steels were manufactured in vacuum induction melting(VIM) furnace and casted to 1.1ton Ingots and the ingots were forged to $\Box150$ billet. The forged billets were reheated in walking beam furnace and rolled to coil, the stocks were rolled by Controlled Rolling and Cooling Technology (CRCT), so rolled at low temperature by water spraying applied in rolling stage and acceleratly cooled before coiling. Rolled coils were cold drawed to the degree of $27\%$ of area reduction without heat treatment. Microstructual observation, tensile test, compression test and charpy impact tests were conducted. The mechanical properties of the steels were changed by area reduction of cold drawing and it is founded that there are optimum level of cold drawing to minimize compression stress for these steels. From the result of this study, it is conformed that mechanical properties and microstructure of C-Si-Mn-V steels for cold forming were enhanced by accelerated cooling and founded optimum level of cold drawing.
본 논문에서는 압엽형강(H형강)을 이용한 초간편 강합성 교량에 대한 3차원 유한요소해석을 실시하여, 다양한 하중조건에 따른 하중분배값을 검토하였다. 유한요소해석에는 범용구조해석 프로그램 ABAQUS(2007)가 사용되었다. 하중분배계수 검토에 고려된 변수로는 콘크리트 슬래브 두께, 강판 두께, 주형길이, 바닥판 폭, 그리고 교량 연속성이 적용되었다. 해석을 통해 얻어진 하중 분배율은 AASHTO Standard 와 LRFD 설계기준의 제안식 및 기존 연구자들이 제안한 식들과 비교 검토되었다. AASHTO Standard는 매우 안전측의 하중분배율을 제안하고 있으며, AASHTO LRFD의 경우 내측주형의 경우 유사한 결과를 나타내기도 했으나 외측주형의 경우 대부분의 경우 큰 값을 나타내었다. 본 연구를 통해 제안된 하중분배값은 유한요소해석 결과를 토대로 안전측으로 제안되었으며, 설계변수별 상세설계에 적용가능하다. 또한 본 논문에서는 초간편 강합성 H형강 교량의 설계 간편성을 극대화하고 안전성을 고려하여 내측주형의 경우 0.42, 외측주형의 경우 0.32를 제안하였다. 본 연구내용에 검토된 매개변수 범위 내에서 간편 하중분배값의 적용이 가능하며, 본 연구의 결과는 초간편 강합성 H형강 교량의 설계 및 시공 활성화에 크게 기여할 것이다.
선행하중을 도입한 H형강의 상하부에 고강도 강판을 부착시키고 하중을 제거함으로써 프리스트레스의 도입효과를 극대화 시킨 플레이트거더(High Prestressed Plate Girder, 이하 HiPP 거더)를 개발하고자 한다. 먼저 복합거더(hybrid girder)의 일종인 HiPP 거더의 역학적 원리를 간략히 설명하고, 실험을 통하여 플레이트거더에 의도한 프리스트레스를 도입하기 위한 제작공정을 개발한다. 또한 실험체의 변형률 계측결과와 이론해석 결과를 비교하여 HiPP 거더의 프리스트레스 도입 메카니즘을 확인하며, 단계별 거더에 발생하는 응력을 파악한다. 가교에 적용하기 위하여 HiPP 거더의 설계를 위한 허용휨응력(안)과 용접부의 응력검토 결과를 제시한다. 결론적으로 단순 합성거더와 비교하여 HiPP 거더는 프리스트레스의 도입효과 때문에 장지간화된 가교의 설계/시공을 가능케 하는 구조적 거동 특성을 보인다.
본 연구에서는 중 소규모 교량에 적용이 가능한 초간편 H형강 강합성 교량의 안전성 및 성능평가를 위하여 유한요소해석 및 종국강도실험을 수행하였다. 범용유한요소해석 프로그램 ABAQUS(2007)를 사용하여 강합성 단위주형 모델과 4주형 모델이 검토되었으며, 해석결과를 토대로 모델별 거동특성을 분석하고, 실험체에 설치될 변위계(LVDT)와 변형률 게이지 위치를 결정하였다. 두 개의 실험체 정적하중실험을 통하여 신형식 초간편 H형강 강합성 교량의 하중 횡분배율을 분석 및 제안하였다. 강합성 단위주형 실험체의 H형강 하부플랜지가 항복응력에 도달하는 시기의 재하하중은 500 kN으로 나타났으며, 실험체 종국하중은 840 kN이다. 강합성 4주형 실험체 재하하중에 의한 항복모멘트와 소성모멘트는 도로교설계기준(2005)을 토대로 산정된 활하중 설계모멘트에 각각 2.4배, 4.1배의 강도를 나타내었다. 초간편 H형강 강합성 교량 실험을 통하여 본 신형식 교량은 시공 중 및 시공 후 안전성과 강도가 충분히 발휘됨을 확인할 수 있었다.
The main purpose of the present study has been placed on investigating the effects of controlled cooling on the microstructures and mechanical properties of 0.2C-0.2Si-0.8Mn-B steel for cold forming. The steel was processed in steel making factory(EAF, VD) and casted to $\Box160$ billet then reheated in walking beam furnace and rolled to coil, rolling stock was acceleratly cooled before coiling. Microstructual observation, tensile test and charpy impact tests were conducted. The mechanical properties and microsture of the steel were changed by cooling condition. The grain size of rolled product decreased with increasing cooling rate, resulting in increase of impact toughness and tensile strength, elongation and reduction of area . From the result of this study, it is conformed that mechanical properties and microstructure of 0.2C-0.2Si-0.8Mn-B steel for cold forming were enhanced by accelerated cooling.
Steel Reinforced Concrete (SRC) composite column has several advantage such as excellent durability, rapid construction, reduction of column section. Due to these aspect, applications of SRC columns to bridge piers are continuously increasing. For the design of relatively large SRC columns for bridge piers, it is necessary to check the current design provisions which were based on small section having higher steel ratio. In this study, seven concrete encased composite columns were fabricated and static tests were performed. Embedded steel members were a H-shape rolled beam and a partially filled steel tube. Based on the test results, the ultimate strength according to section details and local behavior were estimated. For the analysis of inelastic behavior of the SRC column, the cracked section stiffness of the columns was evaluated and compared with calculations. The stiffness of the cracked section showed that 25% of the initial value and this stiffness reduction occurred at 85% of the ultimate load in the experiments.
본 연구는 압연형강이나 조립형강과 같은 강구조물의 지간증가나 하중 증가로 큰 휨강성이 필요한 경우 상부플랜지나 하부플랜지에 부착하여 구조물의 하중저항성능을 향상시켜주는 커버플레이트의 온도변형을 이용한 프리스트레싱 도입 방법의 개발에 관한 것으로 다단계 온도변형이 도입된 커버플레이트를 프리스트레싱 도입을 위한 구조물에 강결한 후 커버플레이트의 수축으로 발생하는 다단계 수축력을 프리스트레싱력으로 이용하는 방법이다. 본 연구에서는 온도변형에 의하여 구조물에 도입되는 프리스트레싱력의 이론적 연구와 다단계 온도변형을 이용한 다단계 프리스트레싱 기법의 도입을 위하여 커버플레이트의 다단계 온도분포에 대한 열전달 이론해의 제시와 H형강을 대상으로 다단계 온도변형에 의한 다단계 프리스트레스 도입 효과를 분석하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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