축력과 모멘트를 받는 철골주각의 거동에 관한 해석적 연구
An Analytical Study on the Structural Behavior of Steel Column Base Plates under Axial Loads and Moments
- 발행기관 亞洲大學校 大學院
- 지도교수 李承峻
- 발행년도 2005
- 학위수여년월 2005. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 공학계열
- 본문언어 한국어
초록/요약
본 논문은 강구조 주각부의 지압응력의 분포와 모멘트-회전각의 관계를 통한 주각부의 성능을 파악하고자 실시한 연구이다. 이를 위해 현행 베이스 플레이트의 설계기준을 분석하고 실험적 연구를 수행하여 베이스 플레이트의 구조적 거동에 관하여 성능 평가와 구조 해석 프로그램을 이용한 유한요소 해석을 수행 하였다. 각각의 변수에 의해 결정된 시험체에 따른 하중-변위관계, 하중-변형율 관계와 기존의 문헌에서 가정한 지압응력의 분포에 대한 사항을 실험결과와 해석결과를 가지고 유한요소해석에 의해 비교 분석 하였다. 이상의 연구내용에 대한 결과를 요약하면 다음과 같다. (1) 시험체의 거동은 베이스 플레이트의 두께와 앵커볼트의 강도에 따라 다르게 나타났다. 또한 축력비가 증가 할수록 최대 횡력과 변형능력은 줄어들었다. (2) 베이스 플레이트 하부에 발생하는 지압응력은 설계시 가정하는 것과 달랐으며, 횡력이 증가 할수록 지압응력이 단부에 집중되는 현상을 보였다. (3)_해석적 모델로서 주각부의 하중-변위 관계를 정량화하고자 했다. 그 결과는 탄성초기강성은 비교적 일치하였다. 그러나 최대하중은 다소 오차가 발생하였다. 이는 앵커볼트, 베이스 플레이트가 소성영역으로 넘어갈수록 모멘트 재분배현상이 발생하고 콘크리트 지압면과의 상호작용이 복잡하기 때문이다. (4) 보다 개선된 베이스 플레이트 설계법을 제시하기 위해서는 보다 많은 실험적 연구와 해석적 연구가 필요하다.
more목차
목차
1. 서론 = 1
1.1 연구배경 및 목적 = 1
1.2 기존 연구의 동향 = 2
1.2.1 미국 & 싱가포르 = 2
1.2.2 일본 = 3
1.2.3 한국 = 3
1.3 연구의 내용 및 방법 = 3
1.3.1 문헌조사 = 3
1.3.2 실험적 연구 = 4
1.3.3 Ansys를 이용한 해석적 연구 = 4
2. 이론적 배경 = 5
2.1 축력만을 고려한 베이스 플레이트 설계식 = 5
2.1.1 AISC ASD 9th Method(외측 캔틸레버) = 5
2.1.2 AISC ASD 9th Method(내측캔틸레버) = 7
2.1.3 LSD 설계 = 8
2.2 압축력과 모멘트를 받는 베이스 플레이트 설계식 = 13
2.2.1 편심 축하중을 받는 베이스 플레이트 = 13
2.3 앵커볼트 = 16
3. 실험적 연구 = 22
3.1 일반사항 = 22
3.2 시험체의 제작 = 24
3.2.1 강재의 특성 = 24
3.2.2 앵커볼트의 특성 = 25
3.2.3 콘크리트의 특성 = 26
3.2.4 그라우팅 = 27
3.2.5 스트레인 게이지 및 LVDT 위치 계획 = 28
3.3 주각부 실험계획 = 30
3.3.1 가력 계획 = 30
3.3.2 하중의 계산 = 30
3.4 실험결과 = 34
3.4.1 주각부 실험결과 = 34
3.4.2 SH40 계열 = 35
3.4.3 SH25 계열 = 37
3.4.4 SH16 계열 = 40
3.4.5 SR16 계열 = 42
4. 유한요소 해석 = 45
4.1 일반사항 = 45
4.1.1 모델링 계획 = 45
4.1.2 요소망 생성 = 46
4.1.3 경계 조건 = 47
4.1.4 하중 부여 = 47
4.2 실험 결과와 해석 결과 비교 = 48
4.2.1 SH40 계열 = 48
4.2.2 SH25 계열 = 52
4.2.3 SH16 계열 = 56
4.2.4 SR16 계열 = 60
4.3 해석적 모델 = 64
4.3.1 변위 요소 = 64
4.3.2 최대 하중 = 66
4.3.3 하중-변위 곡선 비교 = 67
5. 결론 = 76
6. 참고문헌 = 77
