필렛용접이음부의 후처리에 따른 피로강도 향상 메커니즘의 연구

임청권,박문호,장준호,Lim, Cheong Kweon,Park, Moon Ho,Chang, Chun Ho 한국강구조학회 1999 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.11 No.3

본 연구는 필렛용접 이음으로 된 종리브 십자 시험체를 대상으로 용접토우의 후처리에 의한 피로강도 향상의 메커니즘을 밝히고, 적절한 후처리법을 제안하고자 한다. 인장피로시험 결과, 용접 그대로의 시험체 보다는 후처리된 시험체들에서 피로강도 향상이 보였다. 특히, 피로균열 발생수명 $N_c$는 해머피닝(Hammer-Peening)후 그라인더 처리를 한 시험체에서, 그리고 피로균열 진전수명 $N_p$는 해머피닝 시험체 들에서 각각 증가현상을 보였다. 여기서, $N_c$는 용접토우의 기하학적 형상, 즉 응력집중의 완화때문에, 또한 $N_p$는 해머피닝에 의해 표면에 도입된 큰 압축잔류응력이 피로균열의 진전을 억제하고 있기 때문이라고 생각된다. This study makes mechanism of the fatigue strength improvement by the processing of weld toe clear for the vertical cross rib specimens which was made fillet weld joint, also it proposes to the appropriate later processing. As a result of tension fatigue test, the fatigue strength improvement could have been seen in later processed specimens than as-weld specimens. Especially fatigue crack initial life $N_c$ increased in specimens which processed grinder after hammer-peening. Also, fatigue crack propagation life $N_p$ improved more in hammer-peening specimens than as-weld or TIG specimens. It thinks that $N_c$ is because of the geometrical shape of weld toe, i.e. the relaxation of the stress concentration and also that $N_p$ is because the big compression residual stress which was introduced in the surface by hammer-peening is restraining the propagation of fatigue crack.

용접상세의 변화에 따른 용접이음부의 잔류응력에 관한 연구

임청권,박문호,Lim, Cheong Kweon,Park, Moon Ho 한국강구조학회 1998 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.10 No.4

용접잔류응력의 모재두께방향을 포함하는 3차원 분포를 파악하기 위해, 용접상세를 변화시킨 필렛용접이음을 대상으로 해서 실험 및 해석을 수행하였다. 특히, 지금까지 계측이 곤란했던 필렛용접이음의 용접루트부의 잔류응력을 실측하였다. 파라메타로써는 용접입열량과 용접층수를 취급하고, 모재두께방향을 포함하는 3차원 잔류응력의 분포를 조사하였다. 그 결과, 입열량이 증가하면, 용접토우와 루트부를 포함하는 용접부에서는 잔류응력의 크기에 변화가 거의 없지만, 인장잔류응력의 영역이 크게 나타났다. 또 단층과 다층용접의 비교에서는, 다층용접 쪽이 단층용접보다 잔류응력이 상당히 낮음을 알 수 있었다. 용접부 근방의 인장잔류응력의 영역도 다층용접 쪽이 단층용접보다 작게 나타난 것을 알 수 있었다. In order to study the distribution of welding residual stress through the plate thickness. experiment and analysis of fillet welding details were carried out. Especially, a residual stress in the weld root part of T-joint fillet weld whose measurement was difficult up to now was measured. By using the heat input and the number of the weld layers as parameters, the distribution of the 3-dimensional residual stress was investigated. As a result, we can say that with increasing the heat input, the residual stress in the weld toe and weld root barely changes. But, the area of the tensile residual stress became wide. Then, comparing a single pass with multi-pass weld method, it was found that the residual stress decreased more in multi-pass than in single pass. Moreover, it was found the thing that the area of tensile residual stress by multi-pass is lower than that by single-pass in the near weld part.

강교량 필렛용접이음부의 루트부 피로파괴 방지

임청권,박문호,Lim, Cheong Kweon,Park, Moon Ho 한국강구조학회 2000 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.12 No.3

본 연구는 용접지단부의 후처리 결과, 상대적으로 피로강도가 낮아진 용접루트부에 초점을 맞추었다. 용접루트부의 피로강도를 향상시키기 위하여 부분용입용접을 실시한 십자 리브 시험체와 보통의 필렛용접이음 십자 리브 시험체를 대상으로 피로시험을 행하였다. 그 결과, 부분용입용접을 한 시험체이더라도 용접그대로인 시험체의 경우는 보통의 필렛용접이음과 거의 동등한 피로강도를 보였다. 이것은 피로파괴가 지단부로부터 시작되었기 때문에 용접루트부의 보강책인 부분용입용접의 효과가 나타나지 않았다고 생각된다. 이에, 지단부의 피로파괴를 막기 위해 지단부를 후처리시킨 부분용입용접이음 시험체를 대상으로 피로시험을 한 결과, 보통의 필렛용접이음보다 상당한 피로강도 향상을 보였다. 그러므로 본 연구는 지단부로부터 피로균열 발생을 억제한다면, 부분용입용접이음으로 루트부의 피로강도를 향상시켜, 결국 전체적인 파단수명을 향상시킬 수 있을 것으로 생각한다. There was extreme improvement in the processing result of weld toe, but there is possibility that the fatigue failure occurs from the weld root part where the fatigue strength became low relatively. This study did the fatigue test at the cross rib specimens which implemented a partial penetration weld to improve the fatigue strength of the weld root part. As a result of the fatigue test of the partial penetration weld and the fillet weld specimens, almost the same fatigue strength appeared. Because the fatigue failure began from toe, there was not a reinforcement effect in the weld root part by the partial penetration weld. So, it examined fatigue strength at the partial penetration welding specimens which processed toe to stop the fatigue failure of toe part. As a result, there was big fatigue strength improvement from the partial penetration weld than the fillet weld. Therefore, if fatigue crack occurrence can be restrained from toe, it thinks that the fatigue strength of the root part can improve by the partial penetration weld, after all, it thinks that the overall fatigue life can improve.

변위기반설계법에 의한 철근콘크리트 기둥의 보강설계

임청권(Lim, Cheong-Kweon),권민호(Kwon, Min-Ho),하금희(Ha, Keum-Hee),김진섭(Kim, Jin-Sep) 한국산학기술학회 2012 한국산학기술학회논문지 Vol.13 No.6

본 연구에서는 직접변위기반 설계법에 의하여 철근콘크리트 기둥이 목표변위에 도달하도록 하는 보강설계를 수행하였다. 철근콘크리트 기둥의 비선형 거동은 등가 선형 시스템으로 단순화하여 해석한다. 먼저 목표변위를 결정 하고, 단자유도 시스템의 등가고유주기를 추정하기 위하여 탄성 변위스펙트럼을 작성하였다. 고유주기가 결정되면 시 스템의 질량을 근거로 강성을 이용하여 요구강도를 계산한다. 이후 비선형 층상화 단면해석을 통해 얻어진 하중-변위 관계에 따라 요구강도를 만족하는 보강설계를 수행하였다. 비선형 층상화 단면해석 프로그램을 개발하고 보강설계 절 차를 제안하였으며 이를 적용한 결과, 보강설계를 통해 보강한 철근콘크리트 기둥은 보강하지 않은 기둥과 비교하여 내진 성능이 향상 된 것을 확인 할 수 있었다. In this study, It is developed a retrofitting procedure of RC column with rectangular section to archive the target displacement at failure. Nonlinear behavior of the column is considered as the equivalent linear system. First, target displacement is determined, and then elastic displacement spectrum is constructed to estimate the equivalent natural vibration period of the SDOF system. After natural vibration period is determined, required strength is calculated using secant stiffness based on the mass of system. In accordance with, obtained force-displacement relationship through non-linear fiber based section analysis, retrofit design was carried out to meet required strength. As a result, retrofitted RC column can confirm that the improved seismic performance. It is observed that the proposed design procedure can be applicable to seismic retrofitting design of columns.

강교량 필렛용접부의 피로강도 향상 및 향상메커니즘의 분석

임청권(LIM CHEONG KWEON),박문호(PARK MOON HO),김기홍(KIM KI HONG) 대한토목학회 2000 대한토목학회 학술발표회 논문집 Vol.2000 No.1

접합부의 비선형 거동을 고려한 강뼈대 구조물의 고등해석과 최적설계

최세휴,박문호,송재호,임청권,Choi, Se Hyu,Park, Moon Ho,Song, Jae Ho,Lim, Cheong Kweon 한국강구조학회 2003 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.15 No.6

The advanced analysis and optimal design of semi-rigid frame were presented. Advanced analysis can predict the combined nonlinear effects of connection, geometry, and material on the behavior and strength of semi-rigid frames. The Kishi-Chen power model was used to describe the nonlinear behavior of semi-rigid connections. Geometric nonlinearity was determined using stability functions. On the other hand, material nonlinearity was determined using the Column Research Council (CRC) tangent modulus and parabolic function. The direct search method proposed by Choi and Kim was used as optimization technique. The member with the largest unit value evaluated using the LRFD interaction equation was replaced one by one with an adjacent larger member selected from the database. The objective function was assumed as the weight of steel frame, with the constraint functions accounting for load-carrying capacities, deflections. inter-story drifts, and ductility requirement. Member sizes determined by the proposed method were compared with those derived using the conventional LRFD method. 본 논문에서는 접합부의 비선형을 고려한 강뼈대 구조물의 고등해석과 최적설계를 수행하였다. 고등해석은 접합부의 비선형, 기하학적 비선형 및 재료적 비선형을 고려한다. 접합부의 비선형은 Kishi와 Chen이 제안한 3가지 매개변수를 가지는 파워모델을 사용하여 고려하였다. 기하학적 비선형은 안정함수를 사용하여 고려하였으며, 재료적 비선형은 CRC 접선 탄성계수와 포물선 함수를 사용함으로서 고려하였다. 최적화 기법으로는 Choi와 Kim이 제안한 직접탐색법을 사용하였다. 직접탐색법은 LRFD의 상관방정식으로 계산된 값중에서 최대값을 가지는 부재의 크기를 단계별로 증가시키는 방법이다. 목적함수는 구조물의 중량을 사용하였으며, 제약조건식은 구조시스템의 하중-저항능력, 처짐, 층간 수평변위 및 연성요구 조건을 고려하였다. 제안된 방법에 의한 설계결과를 LRFD방법과 비교하였다.

콘크리트 충전강관의 역학적 거동에 관한 연구

장영길 ( Young-gil Jang ),임청권 ( Cheong-kweon Lim ) 한국고등직업교육학회 2004 한국고등직업교육학회논문집 Vol.5 No.4

This study investigates nonlinear behaviors of concrete filled steel tubular column (CFT) dependent on various confinement pattern under axial load using ANSYS. For the purpose of evaluating a confining effect of concrete, the 3D finite element method was used. The influence of parametersm width-thickness ratios, strength of the concrete and the yield strength of the steel, were examined. The suggested evalution procedure that assembled three parameters was compared with previous experimental results. The obtained results are summarised as follow. (1) The average restriction stress by the restriction effectiveness of the concrete showed the tendency to be reduced as the width-thickness ratio of the steel pipe section increased. (2) It was turned out as the thing by enduring the load bearing equipment much more as the width-thickness ratio small.

우리나라 건설 R&D의 현황 및 비전

유영화(Young-Hwa You),김경준(Kyoung-Jun Kim),임청권(Cheong-Kweon Lim) 대한토목학회 2005 대한토목학회지 Vol.53 No.11

소성힌지부 강섬유 혼입 모르타르 적용 철근콘크리트 기둥의 내진성능평가

조창근(Chang-Geun Cho),한성진(Sung-Jin Han),권민호(Minho Kwon),임청권(Cheong-Kweon Lim) 한국콘크리트학회 2012 콘크리트학회논문집 Vol.24 No.3