강구조 접합부 내진보강용 헌치형 에너지 흡수장치의 강도설계식 및 적정 설계범위 제안 (Strength Design Equation and Optimal Design Range Proposal for Haunch-Type Energy Absorption Device in Seismic Reinforcement of Steel Structure Connections)

서지정보

· 발행기관 : 한국강구조학회
· 수록지 정보 : 한국강구조학회 논문집 / 37권 / 2호 / 87 ~ 97페이지
· 저자명 : 오상훈, 박수민

초록

엔드플레이트 접합은 현장용접이 필요하지 않아 파이프랙과 같은 산업 플랜트 구조물에 널리 적용되었다. 대지진 발생 시강구조 접합부의 취성파단으로 내진성능 개선 필요성이 제기되었으나, 대다수의 내진성능향상 기법은 용접 접합부를 가지는 신축 건축물을 대상으로 한다. 이에 따라 선행연구에서는 엔드플레이트형 접합부 보강을 위해 무용접·무천공 보강공법을 제안하고 보강 효과를 입증하였다. 본 연구에서는 접합부의 성능 확보 및 손상 방지를 위해 보강장치의 강도설계식 및 적정 설계범위를 도출하고자 유한요소해석을 수행하였다. 보강장치 적용 시 보 부재의 중립축 상승을 고려한 강도설계식을 수립하고, 엔드플레이트 거동을 반영한 보정계수를 도입하여 이를 수정하였다. 그 결과 강도설계식을 통한 예측값은 유한요소해석 결과 및 실험결과와 높은 일치성을 보였다. 항복내력비에 따른 내력상승 효과 및 보 부재 손상도를 분석한 결과, 항복내력비의 적정 설계범위는 약 0.6에서 약 0.8로 판단된다.

영어초록

End-plate connections are widely used in industrial plant structures, such as pipe racks, as they eliminate the need for on-site welding. However, brittle fractures in steel connections during major earthquakes have highlighted the need for seismic performance improvement. While most reinforcement methods focus on welded connections in new buildings, previous studies have proposed and validated a weld-free and drilling-free method for strengthening end-plate connections. In this study, finite element analysis (FEA) was conducted to develop a strength design equation and define the optimal design range for reinforcement devices. The equation accounts for the neutral axis shift of the beam and a correction factor reflecting end-plate behavior. The predicted values closely match the results of FEA and experiments, demonstrating its validity. Analysis of strength enhancement and beam damage indicates that the optimal yield strength ratio is approximately 0.6 to 0.8.

참고자료

· 없음