보-기둥의 내력평가 - 저작자표시

4. 1 전소성( 全塑性)이론해석에 의한 평가

구조물에 있어서 거의 모든 부재는 휨과 축하중을 동시에 받게 된다.이때 축력이나 모멘트가 상대적으로 작을 경우에는 각각의 영향은 무시되며,부재는 축력이나 모멘트 만을 받는 부재로 설계된다.그러나 많은 경우에 있어서 조합력의 영향은 무시될 수 없고,조합하중하에서 거동이 설계시 고려되어야 한다.

휨과 축력을 받는 경우의 상관식은 다음을 고려한다.

① 최대하중 _는 보-기둥 시험체에 작용하는 압축력이다.

② 최대모멘트  는 편심에 의한 재단모멘트로 실험값이다.

③ 해석 압축하중  는 보-기둥의 세장비에 따라 계산된다.

④ 소성모멘트 _는 소성단면계수와 stub-column의 0.1% 옵셋 항복강도의 곱이다.

P-M 상관식에 대한 전소성 이론해석결과와 실험결과,서로 비교한 결과를 <표 4.1>에 나타냈으며,실험결과를 P-M 상관곡선에 각 세장비에 따라 [그림 4.1]에 나타 냈다.

대부분의 시험체의 실험결과는 이론해석결과에 비해 축력은 2.6%∼52.7%,휨모멘트 는 2.3%∼52.8% 높은 값을 보이고 있으나,C-70시험체는 9.1%,BCD25-70시험체는 0.7% 낮은 값을 보이고 있다.또한 세장비가 증가할수록 해석값에 거의 근접하는 값을 보이고 있어 세장비70이상의 값에서는 해석값보다 낮을 가능성을 가지고 있다.

[그림 4.1]은 stub-column의 0.1% 옵셋 내력을 이용하여 세장효과를 고려한 보-기둥 의 축력과 모멘트의 상관관계와 각 시험체의 실험결과를 나타낸 곡선으로서 st ub-column의 항복내력과 시험체의 전소성모멘트로 무차원화한 것이다.

[그림 4.1]에서 스테인리스 각형강관 보-기둥의 실험결과를 비교한 곡선으로 C-70과 BCD25-70시험체의 실험결과만이 다소 낮은 값으로 나타날 뿐 모두 이론해석을 상회 하는 값을 보이고 있다.

시험체명

실험결과 해석결과

_

_

_

_ 

_ _ __ _

_ _ _ __ _

_

C-30 428.49 0 1.20 0 339.08 0 0.95 0 1.26 0 1.26 C-50 378.06 0 1.06 0 305.42 0 0.85 0 1.24 0 1.24 C-70 236.59 0 0.66 0 260.31 0 0.73 0 0.91 0 0.91 BCA25-30 266.55 6.66 0.77 0.50 221.28 5.54 0.62 0.41 1.21 1.20 1.21 BCA50-30 202.86 10.14 0.57 0.76 166.24 8.32 0.46 0.62 1.22 1.22 1.22 BCA75-30 156.04 11.70 0.44 0.88 132.43 9.91 0.37 0.74 1.18 1.18 1.18 BCA100-30 121.65 12.17 0.34 0.91 108.52 10.87 0.30 0.81 1.12 1.12 1.12 BCA25-50 213.01 5.33 0.59 0.40 190.96 4.78 0.53 0.36 1.12 1.11 1.12 BCA50-50 167.17 8.36 0.47 0.63 145.28 7.28 0.41 0.54 1.15 1.15 1.15 BCA75-50 133.27 10.00 0.37 0.75 117.42 8.80 0.33 0.66 1.14 1.136 1.14 BCA100-50 111.50 11.15 0.31 0.83 97.75 9.80 0.27 0.73 1.14 1.14 1.14 BCA25-70 157.00 3.93 0.44 0.29 148.27 3.72 0.41 0.28 1.06 1.05 1.06 BCA50-70 122.14 6.11 0.34 0.46 116.19 5.83 0.32 0.44 1.05 1.05 1.05 BCA75-70 98.73 7.40 0.28 0.55 96.25 7.24 0.27 0.54 1.03 1.02 1.03 BCA100-70 86.45 8.65 0.24 0.65 82.25 8.23 0.23 0.62 1.05 1.05 1.05 BCB25-30 331.88 8.30 0.93 0.62 228.70 5.70 0.64 0.43 1.45 1.46 1.45 BCB50-30 268.84 13.44 0.75 1.01 172.11 8.61 0.48 0.64 1.56 1.56 1.56 BCB75-30 219.73 16.48 0.61 1.23 136.90 10.28 0.38 0.77 1.61 1.60 1.61 BCB100-30 168.81 16.881 0.47 1.26 112.48 11.23 0.31 0.84 1.50 1.50 1.50 BCB25-50 311.25 7.781 0.87 0.58 211.29 5.26 0.59 0.39 1.47 1.48 1.47 BCB50-50 231.52 11.58 0.65 0.87 161.71 8.07 0.45 0.60 1.43 1.43 1.43 BCB75-50 189.92 14.24 0.53 1.07 130.28 9.79 0.36 0.73 1.46 1.45 1.46 BCB100-50 153.25 15.33 0.43 1.15 108.13 10.81 0.30 0.81 1.42 1.42 1.42 BCB25-70 246.90 6.17 0.69 0.46 186.30 4.65 0.52 0.35 1.33 1.327 1.33 BCB50-70 218.75 10.94 0.61 0.82 145.90 7.30 0.41 0.55 1.50 1.50 1.50 BCB75-70 178.79 13.41 0.50 1.00 119.88 9.02 0.34 0.67 1.49 1.49 1.49 BCB100-70 134.58 13.46 0.38 1.01 101.13 10.13 0.28 0.76 1.33 1.33 1.33

<표 4.1>보-기둥 실험결과와 해석결과 비교

시험체명

실험결과 해석결과

_

_

_

_ 

_ _ __ _

_ _ _ __ _

_

BCC25-30 305.03 7.63 0.85 0.57 225.05 5.62 0.63 0.42 1.36 1.36 1.36 BCC50-30 223.81 11.19 0.63 0.84 169.08 8.47 0.47 0.63 1.32 1.32 1.32 BCC75-30 175.68 13.18 0.49 0.99 134.66 10.10 0.38 0.76 1.31 1.31 1.31 BCC100-30 143.42 14.34 0.40 1.07 110.41 11.05 0.31 0.83 1.30 1.30 1.30 BCC25-50 252.80 6.32 0.71 0.47 201.43 5.04 0.56 0.38 1.26 1.26 1.26 BCC50-50 199.42 9.97 0.56 0.75 153.64 7.66 0.43 0.57 1.30 1.30 1.30 BCC75-50 168.32 12.62 0.47 0.94 123.93 9.28 0.35 0.69 1.36 1.36 1.36 BCC100-50 124.92 12.49 0.35 0.93 102.86 10.29 0.29 0.77 1.21 1.22 1.21 BCC25-70 185.83 4.65 0.52 0.35 168.49 4.21 0.47 0.32 1.10 1.10 1.10 BCC50-70 149.65 7.48 0.42 0.56 130.94 6.55 0.37 0.49 1.14 1.14 1.14 BCC75-70 128.68 9.65 0.36 0.72 107.74 8.08 0.30 0.60 1.19 1.19 1.19 BCC100-70 116.12 11.61 0.32 0.87 91.23 9.12 0.26 0.68 1.27 1.27 1.27 BCD25-30 305.56 7.64 0.85 0.57 225.05 5.62 0.63 0.42 1.36 1.36 1.36 BCD50-30 229.91 11.50 0.64 0.86 169.33 8.46 0.47 0.63 1.36 1.36 1.36 BCD75-30 182.67 13.70 0.51 1.02 134.66 10.10 0.38 0.76 1.36 1.36 1.36 BCD100-30 135.44 13.54 0.38 1.01 110.59 11.04 0.31 0.83 1.23 1.23 1.23 BCD25-50 218.64 5.47 0.61 0.41 201.60 5.03 0.56 0.38 1.09 1.09 1.09 BCD50-50 187.18 9.36 0.52 0.70 153.80 7.65 0.43 0.57 1.22 1.22 1.22 BCD75-50 134.65 10.10 0.38 0.76 123.77 9.29 0.35 0.69 1.09 1.09 1.09 BCD100-50 130.73 13.07 0.37 0.98 103.02 10.28 0.29 0.77 1.27 1.27 1.27 BCD25-70 167.48 4.19 0.47 0.31 168.68 4.20 0.47 0.31 0.99 1.00 0.99 BCD50-70 137.98 6.90 0.39 0.52 131.08 6.54 0.37 0.49 1.05 1.06 1.05 BCD75-70 124.07 9.31 0.35 0.70 107.60 8.09 0.30 0.61 1.15 1.15 1.15 BCD100-70 98.98 9.90 0.28 0.74 91.23 9.12 0.26 0.68 1.09 1.09 1.09 주)



^^

_^



^^ _^

<계속>

시험체명

실험결과 해석결과

_

_

_

_ 

_ _ __ _

_ _ _ __ _

_

BCE25-30 298.31 7.46 0.83 0.56 226.96 5.67 0.63 0.42 1.31 1.31 1.31 BCE50-30 261.07 13.05 0.73 0.98 170.94 8.54 0.48 0.64 1.53 1.53 1.53 BCE75-30 182.97 13.72 0.51 1.03 136.04 10.20 0.38 0.76 1.35 1.35 1.35 BCE100-30 149.55 14.96 0.42 1.12 111.45 11.15 0.31 0.83 1.34 1.34 1.34 BCE25-50 282.63 7.07 0.79 0.53 206.89 5.18 0.58 0.39 1.37 1.37 1.37 BCE50-50 213.05 10.65 0.59 0.80 158.09 7.90 0.44 0.59 1.35 1.35 1.35 BCE75-50 186.49 13.99 0.52 1.05 127.52 9.56 0.36 0.72 1.46 1.46 1.46 BCE100-50 135.93 13.59 0.38 1.02 105.81 10.58 0.30 0.79 1.29 1.29 1.29 BCE25-70 196.31 4.91 0.55 0.37 178.89 4.47 0.50 0.33 1.10 1.10 1.10 BCE50-70 195.31 9.77 0.55 0.73 139.39 6.96 0.39 0.52 1.40 1.40 1.40 BCE75-70 139.55 10.47 0.39 0.78 114.60 8.59 0.32 0.64 1.22 1.22 1.22 BCE100-70 134.16 13.42 0.37 1.00 96.51 9.68 0.27 0.72 1.39 1.39 1.39 B-30 0 18.82 0 1.41 0 13.24 0 0.99 0 1.42 1.42 B-50 0 18.29 0 1.37 0 13.23 0 0.99 0 1.38 1.38 B-70 0 16.53 0 1.24 0 13.22 0 0.99 0 1.25 1.25 주)



^^_^



^^ _^

<계속>

[그림 4.2]는 스테인리스 각형강관 보-기둥의 실험값을 해석값으로 축력와 휨모멘트 를 정량화한 값인 로 비교한 곡선으로서,대부분의 시험체가 해석결과보다 상회하고 있음을 나타내고 있다.특히 이중곡률의 보-기둥의 실험값이 해석값을 크게 상회하고 있는데,이는 휨모멘트의 산정에 있어 편심에 의한 단부 재단모멘트에 의한 값으로 모 멘트의 수정계수(_)를 적용하지 않고 단순비교하기 위함이다.

또한 스테인리스 각형강관 중심압축을 받는 기둥의 실험값과 세장비가 크고,편심비 가 작은 보-기둥의 실험값이 이론해석에 의한 곡선보다 다소 낮거나 근접한 값을 보 이고 있는데,이는 스테인리스 강관의 이론해석에 적용한 세장비를 고려한 좌굴계수는 일반구조용강에 대한 것으로 스테인리스 각형 강관에 대해서는 별도의 좌굴계수가 적

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2

0.00 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50

M /M

P /P

세장비30 실험값 세장비50 실험값 세장비70 실험값 세장효과를 고려한 곡선 e/k=0

e/k=1.5

e/k=3.0

e/k=4.5 e/k=6.0 L_k/r=50

L_k/r=70

Lk/r=30

e/k=∞

(a)양단편심 대칭 단일곡률 보-기둥

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2

0.00 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50

M /M

P /P

세장비30 실험값 세장비50 실험값 세장비70 실험값 세장효과를 고려한 곡선 e/k=0

P /P

세장비30 실험값 세장비50 실험값 세장비70 실험값 세장효과를 고려한 곡선 e/k=0

e/k=1.5

e/k=3.0

e/k=4.5 e/k=6.0 L_k/r=50

L_k/r=70

Lk/r=30 Lk/r=50 Lk/r=70

∞

(e)양단편심 비대칭 이중곡률 보-기둥 [그림 4.2]보-기둥 편심비에 따른 값의 비교

4. 2 각국 기준식에 의한 내력평가

스테인리스 각형강관 보-기둥에 대해 AIK-LSD,AISC-LRFD,AIJ-LSD,SIJ-ASD 에서 제안하고 있는 기준식과 실험값을 비교한다.

본 연구에서 기준식에 적용되는 항복강도는 stub-column압축강도실험에서 구한 항 복내력(_=322N/㎟)을 적용하였으며,강도저감계수(φ₎를 제외하였다.또한 보-기둥의 단부의 조건과 곡률의 형상에 대한 모멘트확대계수(_)적용에 있어 모멘트수정계수는

    이며,기준식에 실험결과를 비교하였다.

각국 기준식에 대한 기준값과 실험값을 서로 비교한 결과를 <표 4.2>에 나타냈으며, 보-기둥의 최대하중은 실험의 최대하중으로 하였고,최대모멘트는 단부의 재단모멘트 과   효과에 의한 2차모멘트의 합으로 하였다.

각국의 기준식에 실험값을 비교한 결과,모든 보-기둥의 실험결과가 기준식보다 1.13

∼1.98배 높은 결과를 보이고 있다.또한 전소성 이론해석에서 해석결과보다 낮았던 세 장비70 중심압축 기둥의 결과가 기준값보다 높게 나타나고 있는데,중심압축 기둥에 대해서도 2차모멘트의 효과를 반영한 결과이며,이는 스테인리스 각형강관의 연성에 의한 것으로 중심압축기둥에 대해서도   효과에 의한 2차모멘트의 효과를 충분히 반영하여야 할 것으로 판단된다.

[그림 4.3]은 각국의 기준곡선에 실험값을 단부의 재단모멘트의 조건에 따라 세장비 별로 비교한 곡선으로서 각각의 보-기둥은 세장비와 편심비가 증가할수록 하중은 감 소하고 모멘트는 증가하는 것으로 나타나고 있다.

이는 연성이 큰 스테인리스 강재의 특성상 세장비가 클수록 기둥과 보-기둥의 좌굴 에 의한 횡변위의 증가가   효과에 의한 2차 휨모멘트를 증가시킴으로 축력의 저하 에 의한 것으로 판단되어지며,이를 고려한 좌굴강도를 결정하여야 할 것으로 사료된 다.

시험체명 _ (kN)

_ (kN․m)

_

_

(kN)

_

_

(kN․m)

_

(kN)

_

(kN․m)

_

(kN)

_

(kN․m)

 /

_

_

 /

_

 /

_

C-30 428.49 1.71 313.70 1.26 302.40 1.21 301.80 1.20 1.37 1.42 1.41 BCA25-30 266.55 9.82 191.10 7.04 190.20 6.98 166.10 6.10 1.39 1.40 1.60 BCA50-30 202.86 12.98 143.40 9.14 144.30 9.21 119.90 7.66 1.41 1.41 1.69 BCA75-30 156.04 14.01 115.50 10.34 117.10 10.49 94.90 8.48 1.35 1.33 1.64 BCA100-30121.65 14.56 93.60 11.26 95.90 11.48 76.00 9.09 1.30 1.27 1.60 B-30 0 19.78 0 13.38 0 13.38 0 11.46 1.48 1.48 1.73 C-50 378.05 2.53 278.10 1.85 261.20 1.75 260.70 1.74 1.36 1.45 1.45 BCA25-50 213.01 12.01 155.20 8.78 152.70 8.63 130.20 7.35 1.37 1.39 1.64 BCA50-50 167.17 14.75 118.70 10.45 118.70 10.43 96.90 8.52 1.41 1.41 1.73 BCA75-50 133.27 15.84 96.20 11.42 96.90 11.51 77.00 9.17 1.39 1.38 1.73 BCA100-50 111.49 16.75 80.20 12.08 81.50 12.24 64.10 9.58 1.39 1.37 1.74 B-50 0 19.68 0 13.38 0 13.38 0 11.46 1.47 1.47 1.72 C-70 236.59 5.62 210.00 4.99 200.25 4.75 192.40 4.55 1.13 1.18 1.23 BCA25-70 157.00 12.17 130.90 10.16 129.20 10.04 109.00 8.40 1.20 1.22 1.44 BCA50-70 122.14 13.86 101.30 11.55 102.00 11.55 81.80 9.32 1.21 1.20 1.49 BCA75-70 98.73 14.28 84.70 12.25 85.60 12.37 67.40 9.76 1.17 1.15 1.46 BCA100-70 86.45 15.65 70.60 12.79 71.80 13.01 55.80 10.09 1.22 1.20 1.55 B-70 0 16.53 0 13.38 0 13.38 0 11.46 1.34 1.34 1.56 주)_ :실험최대하중, _ :실험최대모멘트(_{ }_{ }),

_{ } :AIK-LSD 축력,_{ } :AIK-LSD 휨강도,

_{ } :AISC-LRFD 축력,_ :AISC-LFFD 휨강도,

_{ } :AIJ-LSD 축력,_{ } :AIJ-LSD 휨강도,

_ :SIJ-ASD 축력,_ :SIJ-ASD 휨강도,^^^

<표 4.2>보-기둥 실험값과 기준값의 비교

시험체명 _ (kN)

_ (kN․m)

_

_

(kN)

_

_

(kN․m)

_

(kN)

_

(kN․m)

_

(kN)

_

(kN․m)

 /

_

_

 /

_

 /

_

C-30 428.49 1.71 314.00 1.25 302.40 1.21 301.90 1.20 1.36 1.42 1.42 BCB25-30 331.88 8.97 217.10 5.86 214.60 5.77 192.30 5.19 1.53 1.55 1.73 BCB50-30 268.84 14.08 160.60 8.39 160.70 8.42 136.00 7.12 1.67 1.67 1.98 BCB75-30 219.73 17.25 126.00 9.89 127.60 10.00 104.20 8.17 1.74 1.72 2.11 BCB100-30 168.81 18.08 102.00 10.91 103.60 11.12 82.80 8.87 1.65 1.63 2.04 B-30 0 19.78 0 13.38 0 13.38 0 11.46 1.48 1.48 1.73 C-50 378.05 2.53 278.00 1.85 261.10 1.75 260.70 1.74 1.36 1.45 1.45 BCB25-50 311.25 9.14 207.50 6.09 200.00 5.86 182.00 5.34 1.50 1.56 1.71 BCB50-50 231.52 12.74 157.80 8.65 154.90 8.51 132.40 7.27 1.47 1.49 1.75 BCB75-50 189.92 15.52 124.80 10.18 124.10 10.15 102.30 8.33 1.52 1.53 1.86 BCB100-50 153.25 16.64 102.60 11.15 103.30 11.20 83.10 8.97 1.49 1.48 1.84 B-50 0 19.68 0 13.38 0 13.38 0 11.46 1.47 1.47 1.72 C-70 236.59 5.62 210.10 4.99 200.20 4.75 192.10 4.57 1.13 1.18 1.23 BCB25-70 246.90 9.93 180.00 7.26 173.80 6.99 158.20 6.36 1.37 1.42 1.56 BCB50-70 218.75 14.23 144.60 9.43 141.80 9.26 121.80 7.92 1.51 1.54 1.80 BCB75-70 178.79 15.68 120.90 10.66 120.60 10.56 99.70 8.73 1.48 1.49 1.79 BCB100-70 134.58 15.11 102.60 11.50 102.60 11.52 82.80 9.29 1.31 1.31 1.63 B-70 0 17.92 0 13.38 0 13.38 0 11.46 1.34 1.34 1.56 주)_ :실험최대하중, _ :실험최대모멘트(_{ }_{ }),

_{ } :AIK-LSD 축력,_{ } :AIK-LSD 휨강도,

_{ } :AISC-LRFD 축력,_ :AISC-LFFD 휨강도,

_{ } :AIJ-LSD 축력,_{ } :AIJ-LSD 휨강도,

_ :SIJ-ASD 축력,_ :SIJ-ASD 휨강도,^^^

<계속>

시험체명 _ (kN)

_ (kN․m)

_

_

(kN)

_

_

(kN․m)

_

(kN)

_

(kN․m)

_

(kN)

_

(kN․m)

 /

_

_

 /

_

 /

_

C-30 428.49 1.71 313.80 1.26 302.30 1.21 301.50 1.21 1.37 1.42 1.42 BCC25-30 305.03 9.67 203.80 6.46 202.10 6.39 178.80 5.66 1.50 1.51 1.71 BCC50-30 223.81 12.66 153.90 8.69 154.40 8.73 129.60 7.33 1.45 1.45 1.73 BCC75-30 175.67 14.56 121.90 10.08 123.10 10.21 100.20 8.30 1.44 1.43 1.75 BCC100-30143.42 15.99 99.00 11.04 100.70 11.26 80.20 8.95 1.45 1.42 1.79 B-30 0 19.78 0 13.38 0 13.38 0 11.46 1.48 1.48 1.73 C-50 378.05 2.53 277.90 1.86 261.30 1.74 260.60 1.75 1.36 1.45 1.45 BCC25-50 252.80 11.96 170.00 8.05 166.40 7.86 144.50 6.82 1.49 1.52 1.75 BCC50-50 199.42 14.76 132.70 9.83 131.50 9.77 109.30 8.09 1.50 1.52 1.82 BCC75-50 168.32 16.48 110.30 10.82 110.30 10.85 89.60 7.76 1.53 1.53 1.88 BCC100-50 124.92 15.62 92.70 11.57 93.20 11.69 74.20 9.26 1.35 1.34 1.68 B-50 0 19.68 0 13.38 0 13.38 0 11.46 1.47 1.47 1.72 C-70 236.59 5.62 196.40 4.66 196.40 4.66 192.20 4.56 1.20 1.20 1.23 BCC25-70 185.83 11.65 147.90 9.25 144.70 9.07 124.80 7.81 1.26 1.28 1.49 BCC50-70 149.65 14.23 114.90 10.94 114.40 10.89 93.70 8.93 1.30 1.31 1.60 BCC75-70 128.68 16.59 92.20 11.94 93.00 12.01 73.90 9.56 1.40 1.38 1.74 BCC100-70116.12 18.29 79.00 12.47 80.00 12.63 62.40 9.90 1.47 1.45 1.86 B-70 0 17.92 0 13.38 0 13.38 0 11.46 1.34 1.34 1.56 주)_ :실험최대하중, _ :실험최대모멘트(_{ }_{ }),

_{ } :AIK-LSD 축력,_{ } :AIK-LSD 휨강도,

_{ } :AISC-LRFD 축력,_ :AISC-LFFD 휨강도,

_{ } :AIJ-LSD 축력,_{ } :AIJ-LSD 휨강도,

_ :SIJ-ASD 축력,_ :SIJ-ASD 휨강도,^^^

<계속>

시험체명 _ (kN)

_ (kN․m)

_

_

(kN)

_

_

(kN․m)

_

(kN)

_

(kN․m)

_

(kN)

_

(kN․m)

 /

_

_

 /

_

 /

_

C-30 428.49 1.71 313.80 1.26 302.30 1.21 301.80 1.20 1.37 1.42 1.42 BCD25-30 305.56 10.66 195.80 6.83 194.45 6.77 170.50 5.95 1.56 1.57 1.79 BCD50-30 229.91 14.00 147.60 8.96 148.40 9.01 123.80 7.53 1.56 1.55 1.86 BCD75-30 182.67 15.82 118.30 10.22 119.70 10.37 97.10 8.41 1.54 1.53 1.88 BCD100-30135.44 15.30 97.50 11.10 99.70 11.30 79.50 8.98 1.39 1.36 1.70 B-30 0 19.78 0 13.38 0 13.38 0 11.46 1.48 1.48 1.73 C-50 378.05 2.53 271.70 1.81 255.80 1.71 253.40 1.69 1.39 1.48 1.49 BCD25-50 218.64 11.05 164.50 8.32 161.10 8.16 138.70 7.04 1.33 1.36 1.58 BCD50-50 187.18 15.40 124.00 10.22 123.60 10.18 101.60 8.36 1.51 1.51 1.84 BCD75-50 134.65 15.03 100.40 11.24 101.40 11.29 80.90 9.05 1.34 1.33 1.66 BCD100-50 130.73 18.19 85.30 11.87 86.20 12.02 67.90 9.46 1.53 1.52 1.93 B-50 0 19.68 0 13.38 0 13.38 0 11.46 1.47 1.47 1.72 C-70 236.59 5.62 198.70 4.72 190.30 4.51 178.90 4.25 1.19 1.24 1.32 BCD25-70 167.48 11.39 123.60 8.42 122.60 8.34 101.90 6.92 1.36 1.37 1.64 BCD50-70 137.98 13.59 98.20 9.68 98.40 9.66 91.30 9.01 1.41 1.41 1.51 BCD75-70 124.07 16.98 88.60 12.09 89.40 12.19 70.30 9.67 1.40 1.39 1.76 BCD100-70 98.98 16.50 75.60 12.60 76.80 12.78 60.00 9.97 1.31 1.29 1.65 B-70 0 17.92 0 13.38 0 13.38 0 11.46 1.34 1.34 1.56 주)_ :실험최대하중, _ :실험최대모멘트(_{ }_{ }),

_{ } :AIK-LSD 축력,_{ } :AIK-LSD 휨강도,

_{ } :AISC-LRFD 축력,_ :AISC-LFFD 휨강도,

_{ } :AIJ-LSD 축력,_{ } :AIJ-LSD 휨강도,

_ :SIJ-ASD 축력,_ :SIJ-ASD 휨강도,^^^

<계속>

시험체명 _ (kN)

_ (kN․m)

_

_

(kN)

_

_

(kN․m)

_

(kN)

_

(kN․m)

_

(kN)

_

(kN․m)

 /

_

_

 /

_

 /

_

C-30 428.49 1.71 313.80 1.26 302.50 1.20 301.80 1.20 1.37 1.42 1.42 BCE25-30 298.31 8.81 209.65 6.20 207.40 6.13 131.70 7.26 1.42 1.44 2.26 BCE50-30 261.07 14.38 156.10 8.59 156.60 8.62 124.00 7.52 1.67 1.67 2.10 BCE75-30 182.97 14.79 123.60 10.00 125.20 10.11 101.90 8.25 1.48 1.46 1.80 BCE100-30 149.55 16.02 101.60 10.93 103.80 11.11 82.60 8.88 1.47 1.44 1.81 B-30 0 19.78 0 13.38 0 13.38 0 11.46 1.48 1.48 1.73 C-50 378.05 2.53 277.90 1.86 261.30 1.74 260.60 1.75 1.36 1.45 1.45 BCE25-50 282.63 12.09 178.20 7.64 173.70 7.44 152.20 6.53 1.59 1.63 1.86 BCE50-50 213.05 14.11 141.90 9.40 140.40 9.30 117.50 7.81 1.50 1.52 1.81 BCE75-50 186.49 16.99 116.10 10.57 115.60 10.59 94.20 8.61 1.61 1.61 1.98 BCE100-50 153.93 15.80 97.50 11.37 98.30 11.44 78.30 7.13 1.39 1.38 1.74 B-50 0 19.68 0 13.38 0 13.38 0 11.46 1.47 1.47 1.72 C-70 236.59 5.62 210.00 4.99 200.10 4.76 192.00 4.57 1.13 1.18 1.23 BCE25-70 196.49 10.47 160.20 8.53 155.80 8.32 137.00 7.31 1.23 1.26 1.43 BCE50-70 195.31 16.74 123.10 10.55 122.10 10.46 101.20 8.68 1.59 1.60 1.93 BCE75-70 139.55 16.13 100.40 11.59 100.70 11.62 80.40 9.36 1.39 1.39 1.74 BCE100-70 134.16 17.31 92.50 11.93 93.00 12.01 74.20 9.55 1.45 1.44 1.81 B-70 0 17.92 0 13.38 0 13.38 0 11.46 1.34 1.34 1.56 주)_ :실험최대하중, _ :실험최대모멘트(_{ }_{ }),

u(kN)

AIK-LSD AISC-LRFD AIJ-LSD SIJ-ASD Lk/r=30 실험값 Lk/r=50 실험값 Lk/r=70 실험값 L_k/r=30

Lk/r=50

L_k/r=70

(e)양단편심 비대칭 이중곡률 보-기둥 [그림 4.3]보-기둥의 실험값과 기준곡선 비교

[그림 4.4]∼[그림 4.6]은 각 세장비별로 축력과 모멘트를 기준값에 대한 실험값의 비 에 대한 정량화한 값 을 비교한 곡선으로 AIK-LSD와 AISC-LRFD의 기준식이 같 은 값으로 이를 함께 표현하였으며,AIJ-LSD와 SIJ-ASD에 대한 비교값이다.

[그림 4.4]의 세장비30 보-기둥은 AIK-LSD와 AISC-LRFD 기준값에 비해 1.30∼ 1.74배,AIJ-LSD 기준값에 비해 1.27∼1.72배,SIJ-ASD 기준값에 비해 1.42∼2.26배 높은 값을 보이고 있다.

[그림 4.5]의 세장비50 보-기둥은 AIK-LSD와 AISC-LRFD 기준값에 비해 1.36∼ 1.61배,AIJ-LSD 기준값에 비해 1.37∼1.63배,SIJ-ASD 기준값에 비해 1.45∼1.98배 높은 값을 보이고 있다.

(c)SIJ-ASD

[그림 4.4]   보-기둥 실험값과 기준값 비교

0 1 2

-1.5 0 1.5 3 4.5 6 7.5 9

e / k R /R

AIK,AISC

A-type 실험값 B-type 실험값 C-type 실험값 D-type 실험값 E-type 실험값

∞

0 1 2

-1.5 0 1.5 3 4.5 6 7.5 9

e / k R /R

AIJ

A-type 실험값 B-type 실험값 C-type 실험값 D-type 실험값 E-type 실험값

∞

(b)AIJ-LSD

0 1 2

-1.5 0 1.5 3 4.5 6 7.5 9

e / k R /R

SIJ

A-type 실험값 B-type 실험값 C-type 실험값 D-type 실험값 E-type 실험값

∞

(c)SIJ-ASD

(c)SIJ-ASD

[그림 4.6]   보-기둥 실험값과 기준값 비교

4. 3 내력평가에 의한 제안식

4. 3. 1 모멘트수정계수 

_

과 모멘트확대계수 

_

산정

휨과 축력을 받는 부재의 극한강도를 결정한다는 것은 순수 이론식으로는 복잡하므 로 경험적인 설계식이 필요하게 되며,이 때문에 한계상태의 거동을 알 수 있는 상관 식을 적용하게 된다(A.Chajes,1974).

휨과 축력에 대한 상관관계식을 유도하기 위해서 축력의 무차원량 __와 모멘트 의 무차원량 __를 도입하여 __와 __를 양축으로 하고 그 교점을 잇는 직선식으로 나타내면 식(4.1)과 같이 표현된다.



_

 

_

≤  (4.1)

여기서,_ :재하된 축압축 하중(kN)

_ :재하된 1차 휨모멘트(kN·m)

_ :축압축 부재에 대한 공칭압축하중(kN)

_ :축하중이 없는 부재의 공칭휨모멘트(kN·m)

그런데 이 관계식은 __와 __를 양축으로 하고 그 교점을 있는 직선식이므 로 세장비가 커지거나 실험적 및 이론적으로 얻어지는 부분의 붕괴하중은 이 직선식 아래에 위치한다.식(4.1)과 실제 붕괴하중의 차이는 식 중의 _는 부재에 작용하는 1 차 모멘트로서    효과에 의한 2차 휨효과를 고려하지 않았기 때문이다.

일반적으로 압축력이 있게 되면 1차 휨모멘트는 대체로   __만큼 증가하 게 된다.이 계수를 모멘트 증폭계수()라고 하며,이 증폭계수를 이용하여 식(4.1)을 표현하면 식(4.2)와 같은 식이 얻어진다.

_

_

 _

_{ }



  _

_

   (4.2)

여기서,_{ } :재하된 1차 휨모멘트(kN·m)

 

^

^

문서에서 저작자표시 (페이지 143-200)