거셋플레이트-원형강관 접합부의 극한내력 도출에 관한 연구

김우범,신경재,최형화,Kim, Woo-Bum,Shin, Kyung-Jae,Choi, Hyung-Hwa 한국강구조학회 2011 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.23 No.5

최근에 구조물의 대형화와 단면성능의 구조적 장점 때문에 원형강관의 사용이 증가하고 있다. 그러나 원형강관의 사용이 증가함에도 불구하고 국내에서는 이에 대한 연구가 매우 미흡한 실정이다. 원형강관-거셋플레이트 접합부의 극한강도의 판단은 매우 복잡한 국부변형과, 실험 및 유한요소해석 결과의 하중변위곡선 상에서 최대강도가 일관성 있게 나타나지 않기 때문에 간단하지가 않다. 따라서 본 연구에서는 실험과 유한요소해석을 바탕으로 극한변형에 의한 극한내력을 도출하고 기존 접합부 내력식과 비교하여 거셋플레이트-원형강관 접합부에 적합한 내력식을 제안하고자 한다. The demand for the circular hollow section (CHS) has been increasing due to its structural advantage in long-span structures and high-rise buildings. There are not enough researches on the CHS structure, though. The behavior of the gusset plate CHS joint, to predict the ultimate strength, is not easy to predict because the load deflection curve does not show consistency. Therefore, in this study, experiments and finite element analysis (FEA) were carried out to determine the ultimate strength according to the proposed ultimate deformation limit. Finally, a reasonable ultimate strength formula was proposed through comparisons with other design guides.

A Study on the Ultimate Strength of Tube-Gusset Connection Considering Eccentricity

김우범,Kim, Woo Bum Korean Society of Steel Construction 2001 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.13 No.2

본 연구에서는 편심 축력을 받는 가셋트-강관 접합부의 극한 내력을 파악하기 위하여 실험 및 유한요소해석을 수행하였다. 가셋트-강관 접합부의 내력에 영향을 주는 요소는 강관의 직경, 가셋트판 길이, 축력과 횡력의 비, 횡력에 의한 편심 등으로 이들이 주재의 좌굴내력에 미치는 영향을 정량적으로 파악하여 접합부 강도식을 제안하였다. 특히 횡력에 의한 편심이 주재에 작용할 때 이를 설계식에 반영하기 위하여 횡력을 등가의 모멘트 및 편심 축력으로 대치한 수치 모형을 제시하였다. 결과적으로 접합부의 작용하는 외력을 주주재 축력, 모멘트, 편심 축력으로 분해하고 각 외력에 대한 독립적인 극한내력을 구한후 이들의 상관 관계식을 구함으로써 접합부 극한강도식을 제시하였다. A numerical analysis and experimental study were performed to investigate the behavior and strength of tube-gusset connection subjected to axial and lateral forces. To investigate the behavior of the connections, experiment was conducted by applying three directional loads. Local buckling and local plastic bending deformation of the connection were observed from the test. Analytical results were compared with test results for the limited cases. Primary interests here are the effect of eccentricity on the strength of the connection. To suggest a formula for the strength of tube-gusset connection, lateral forces were replaced with equivalent wall moment and eccenrtric vertical component force of lateral force. Ultimate strength formula for the each force was proposed. Finally, nondimensionalized ultimate strength interaction relationships between the wall moment of tube($M_w$), vertical axial force($P_v$), and eccentric vertical component of lateral force($P_e$) were formulated through parametric study.

관통한 가셋트판이 부착된 압축 강관 부재의 탄성좌굴내력

김우범,임지연,Kim, Woo-Bum,Lim, Ji-Youn 한국강구조학회 2001 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.13 No.2

축방향으로 가셋트판이 관통한 원형 강관 부재는 압축력을 전달하는 강관 트러스 구조물의 사재로 많이 사용된다. 본 연구의 대상이 되는 가셋트판이 관통한 원형 강관 부재는 단면 성능이 다른 두 부재로 이루어져 있으므로 탄성 좌굴내력은 강성비($\beta$)와 각 부재 길이의 비(G)에 의해 영향을 받게 된다. 그러나 현행 규준에서는 이러한 변수들에 대한 구체적인 연구 자료 없이 유효좌굴길이계수 k=0.9를 사재에 적용하여 설계하도록 하고 있다. 따라서 본 연구에서는 탄성론에 근거한 이론적 분석과 유한요소 해석에 의한 분석을 수행하여 각 변수들에 의한 구속효과를 파악하였다. A tubular member holding an axially through-gusset connection is often used to transmit axial compression in a steel truss structures. The elastic buckling loads of the member is affected by the stiffness ratio($\beta$) and the length ratio(G) because of two elements with different properties. In current code, however, the strength is evaluated with an effective length factor k=0.9 without considering the above effect. Therefore this study analyzed a theoretical mechanism based on the elasticity theory and performed a finite element analysis to investigate the influence parameters on the elastic buckling strength of axially loaded member.

K형 가셋트-강관 접합부의 편심접합에 관한 연구

김우범,김갑순,정수영,Kim, Woo Bum,Kim, Kap Sun,Chung, Soo Young 한국강구조학회 2001 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.13 No.1

본 연구에서는 편심률과 세장비가 고려된 가셋트-강관 접합부의 거동 및 극한 강도를 파악하기 위하여 실험 및 유한요소 해석을 수행하였다. 실험체는 가력장치의 용량제한으로 1/3 축소모형 실험체로 제작되었으며, 유한요소해석 모형도 이와 동일한 형태로 설정하였다. 여기서 본 연구이 주된 관심은 횡력에 의한 편심이 접합부 극한 강도에 미치는 영향을 파악하는 것으로 연구결과 세장비, 횡력비 가셋트 플레이트 길이 축소가 가능하 편심접합 사용의 가능성을 파악하였으며, 실험결과와의 비교를 통해 설정된 유한요소해석 모형의 검증도 수행하였다. Experiments and the parametric based on finite element model were conducted to investigate the behavior and strength of a gussettube connection concerned with eccentricity and selenderness ratio. Because of limitations in loading capacity the specimens were fabricated with 1/3 scale of full size. Of primary interest here are the ultimate strength of connections having eccentricity caused by lateral loads. As a result the effect of eccentricity on the buckling strength was examined and the validity of the finite element model adopted in this study was verified through comparing with test results.

양단 핀접합 강관부재의 손상 평가에 관한 연구

김우범,Kim, Woo Bum 대한토목학회 1994 대한토목학회논문집 Vol.14 No.3

압측력을 받는 손상된 강관부재의 거동 및 국한내력을 양단이 핀접합된 경우에 대하여 고찰하였다. 손상단면의 뒤틀림으로 인한 비선형성을 고려하기 위하여 유한요소 및 회귀분석에 의한 모멘트-곡률관계식을 도출, 이를 부재해석을 위한 수치적분법에 이용함으로써 해석의 효율 및 실용성을 제고하였다. 제시된 방법의 신뢰도를 확인하기 위하여 실규모 강관에 대한 실험을 수행, 이 결과와 비교하였으며 제작강관, 부식강관에 대하여 초기변형, 편심, 부식도, 등 강관의 결함요소가 극한강도에 미치는 영향에 대하여 조사하였다. The purpose of this research is to establish the load-shortening relationship for undamaged members and damaged members with pin-ended support. An analytical method based on the numerical integration was proposed to obtain the ascending and descending branch of load-deformation behavior. The analysis was performed by using the momentthrust-curvature relationship including the effect of cross-sectional distortion. A parametric study regarding the the influence of damages on the ultimate strength of tubular members was also performed. Several experiments for the corroded, fabricated tubular members with dent were performed and the results were compared with the proposed method.

손상된 관형부재의 모멘트-곡률 관계식 유도에 관한 연구

김우범(Woo Bum Kim) 한국강구조학회 1993 韓國鋼構造學會誌 Vol.5 No.4

A method for analyzing the behavior and strength of damaged tubular segment was developed. In developing a reliable and efficient analytical method, finite element analysis on a dented segment was made, and the m-p-φ relationship for each specific dent geometry was obtained. Then, a database of the relationship of various dent geometries was created. To generalize the relationship between M, P, φ, D/t, d/D, and σ_y, regression analysis was performed. Then, the functional relationship between M(moment) and other parameters was determined. Through the reduction process, the end moment of the dented segment was expressed in terms of axial force and rotation only. This pre-determined M-P-θ relationship are used in the numerical integration of the member. Separate comparisons between analytical and experimental results were made for the M-P-θ curves of the dented segment.

관벽에 작용하는 전단력의 영향을 고려한 거셋트 플레이트-강관 접합부의 극한강도

김우범(Kim, Woo Bum) 한국강구조학회 2020 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.32 No.2

강관트러스 접합부의 국부변형에 관한 연구

김우범(Woo Bum Kim),임경택(Kyung Teak Lim),조용기(Yong Ki Cho) 한국강구조학회 1995 韓國鋼構造學會誌 Vol.7 No.2

An experimental study was performed to investigate the behavior and strength of the connection of tubular member subjected to eccentric loading. To measure the ultimate strength of the connection subjected vertical and lateral forces, testing bed was equipped with three directional loading unit. Because of limitations in loading capacity, the specimens were fabricated with ⅓ scale of full size. To investigate material properties of specimens, tensile coupon tests and stub column tests were also carried out. Primary interest here are the ultimate strength of connections having eccentricity. From several reports and test results, main reasons of local buckling and local plastic deformation of tubular members were reviewed and the influence of degree of eccentricity on the ultimate strength was investigated. Consideration was also given to the effect of D/t raito of a tube on the local buckling strength.

원자력발전소 SC구조 설계기준 제정의 배경 및 현황

김우범(Woo Bum Kim),김원기(Won Ki Kim) 한국강구조학회 2008 韓國鋼構造學會誌 Vol.20 No.2

SC(강판-콘크리트)구조 브라켓 접합부 거동에 관한 연구

김우범,김강식,Kim, Woo Bum,Kim, Kang Sik 한국강구조학회 2004 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.16 No.3

본 논문에서는 강판-콘크리트 벽체구조에 부착되는 기기를 지지하기 위하여 설치되는 지지대와 벽채와의 접합 성능을 파악하기 위하여 구조실험 및 유한요소해석을 수행하였다. 구조실험은 9개의 시험체를 제작하여 파괴모드 및 최대내력을 파악하였으며 유한요소해석모델을 작성하여 이를 실험결과와 비교 검증한 후 강판두께, 스터드 볼트 간격, 지지대의 위치 및 크기 등의 영향인자가 벽체 접합부의 거동 및 내력에 미치는 변화를 살펴보았다. 해석 시험체의 하중-변형의 관계로부터 시험체의 항복내력 및 최대내력을 정의 하였으며 향후 항복선 해석을 위한 토대를 마련하였다. An experimental and analytical study on the behavior of the wall-support joint in SC(steel plate-concrete) structure was performed. Nine full-scale specimens were tested with a horizontal monotonic load, all acting in the same plane, causing a uni-axial moment on the SC structure's wall-support beam joint. The main focus is to examine thenonlinear behavior and ultimate strength of the SC wall-support joint. The effects of parameters, such aslocation of support, thickness of the steel plate, and size of support, were studied. The yield strength and ultimate strength of the plate-concrete wall was defined by examining the load-deflection relationship, showing the tension membrane action.