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.

765kV 송전철탑 실규모 하중시험

김우범,이경진 한국강구조학회 1998 韓國鋼構造學會誌 Vol.10 No.2

단부구속효과를 고려한 관통 가셋트 부착 강관부재의 좌굴내력 및 유효세장비 산정에 관한 연구

김우범,Kim, Woo Bum 한국강구조학회 2003 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.15 No.2

단부에 관통 가셋트판이 부착된 강관부재의 좌굴거동은 단부의 형상 및 상태에 따라 구속정도가 상이하게되며 단부요소는 세 장비에 따라 탄성 및 비탄성 거동 특성을 보임에 따라 이론적 좌굴내력을 도출하는 것은 사실상 불가능하다. 본 연구에서는 탄성좌굴의 이론적 접근을 바탕으로 세장비($\lambda$), 강성비($\beta$), 지지길이비(G), 강관크기, 부재의 초기변형 등을 고려하여 비탄성 유한요소 해석을 수행하여 각각의 영향요소가 좌굴하중에 미치는 영향을 살펴보았다. 또한 유한요소 모델링시 세장비($\lambda$), 강성비($\beta$), 지지길이비(G), 강관크기 등의 매개변수 분석을 통하여 강도식을 도출하였다. A tubular member with through-gusset plate is often used to transmit axial compression in an electric transmission towers. In current code, the strength of tubular member is evaluated with an effective length factor k=0.9 without considering the deformation of boundary element. A buckling strength of member with end gusset plate is affected by stiffness ratio($\beta$) and the length ratio(G) between main tubular member and end gusset plate. In this study theoretical mechanism based on the elastic buckling behavior was investigated, and finite element analysis was performed to propose a formula for the buckling strength and effective length factor of tubular member in elsatic and inelastic ranges.

강관 K형 접합부의 보강효과에 관한 연구

김우범,이영정,김갑순,정수영,Kim, Woo Bum,Lee, Young Jung,Kim, Kap Sun,Chung, Soo Young 한국강구조학회 2001 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.13 No.6

리브로 보강된 가셋트-강관 접합부의 거동은 매우 복잡한 양상을 나타내므로 이론적인 방법으로는 극한강도평가가 불가능하다. 그러므로 본 연구에서는 리브로 보강된 K형 가셋트-강관접합부의 유한요소 해석결과를 실험결과와 비교 분석하여 그 타당성을 입증하고, 유한요소해석에 의한 접합부의 거동을 파악하고 극한강도를 추정하였다. 또한 횡력비, 편심률, 가셋트 길이를 고려한 유한요소해석으로부터 보강효과를 파악하였으며, 보강플레이트의 길이, 높이, 두께의 변화에 따른 해석을 수행하여 합리적인 보강방법을 제안하였다. It is almost impossible to evaluate the ultimate strength theoretically, because the behavior of Gusset-Tube connection stiffened with rib-plate is considerably complicate. Therefore in this study a finite element model of gusset-tube connection stiffened with rib-plate was established. The validity of finite element analysis was examined through comparing with previous experimental result and the behavior and strength of the connection was examined. From the parametric study considering lateral force ratio, eccentricity, gusset length based on finite element model, the stiffened effect was estimated and stiffening method was proposed.

철탑구조의 설계하중 및 응력산정

김우범,이경진 한국강구조학회 1997 韓國鋼構造學會誌 Vol.9 No.2

리브 보강된 SC구조 벽-바닥 접합부의 거동 및 내력 평가

김우범,박정학 대한건축학회지회연합회 2007 대한건축학회지회연합회 학술발표대회논문집 Vol.2007 No.1

Behavior and strength of rib stiffened SC wall-slab connection was investigated. Six prototype specimens of wall-slab connections were fabricated and tested. Structural safety of the specimens was confirmed through the monotonic loading test. Based on the experimental observations, strength formula of the joint was proposed. To enhance the reliability of the proposed strength formula, analytical verification was performed through inelastic finite element analysis. Effect of parameters, such as, load point, friction coefficient, on the joint strength was examined. Finally, it was confirmed that the proposed formula gives conservative value in most cases.

부재 내력과 접합부 내력을 고려한 송전강관철탑의 극한하중 도출에 관한 연구

김우범,전범준,서용표,Kim, Woo-Bum,Jeon, Bum-Jun,Suh, Yong-Pyo 한국강구조학회 2010 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.22 No.5

현행 송전강관철탑의 경우 허용응력 설계개념을 도입한 철탑설계기준을 적용하여 설계, 제작되고 있다. 이 철탑설계기준의 압축재의 설계 강도 결정은 압축재의 허용좌굴응력에 의하여 결정되고 있으나 이는 접합부의 내력을 고려치 않은 값이다. 부재가 압축좌굴내력에 도달하기 전에 접합부의 변형으로 인하여 국부변형에 의한 접합부 파괴가 발생할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 접합부의 보강형태별로 접합부내력을 산출하고 이를 데이터베이스화한 후 지난 연구에서 도출한 등가비선형해석기법의 부재내력과의 상호 비교를 통하여 부재파괴와 접합부파괴의 선행 여부를 판별할 수 있는 실용적인 평가 및 설계 기법을 제시하였다. The current design practice of an electric transmission tower is based on the allowable stress design. Design strengths of the electric transmission tower's compression member are determined by buckling the strength of the member itself without considering joint strength. There is a possibility of a joint failure prior to the buckling of a member. Therefore, in this study, joint strength is calculated for various member forces, and the shape of joint and database of strength were established. These data was compared with the member strength obtained from previous research studies based on an equivalent nonlinear analysis technique. Finally, practical evaluation and design method to distinguish failure mode in an electric transmission tower member is proposed.

원전 주제어실의 지진응답 저감을 위한 면진 장치 적용에 관한 연구

김우범,최철명 대한건축학회지회연합회 2005 대한건축학회지회연합회 학술발표대회논문집 Vol.1 No.1

An experimental and analytical study was performed to apply the friction pendulum system(FPS) to main control room of nuclear power plant. A friction pendulum bearing was fabricated and dynamic response of the bearing was evaluated. A partial model of main control room attached FPS was tested on the shake table. The model consisted of a cabinet, access floor(2.3m x 2.3m) and 4 friction pendulum bearings. Artificial time history based on floor response spectrum of main control room was used as earthquake input signal in the test. Comparisons between analytical study and experimental study were conducted in order to verify the results as well as to extend the experimental study to the range of parameters which could not be experimentally studied.

단부 구속을 받는 리브 보강 플레이트 원형강관 X형 접합부의 극한내력 도출에 관한 연구

김우범,박현호,Kim, Woo-Bum,Park, Hyun-Ho 한국강구조학회 2012 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.24 No.4

본 연구의 목적은 리브 보강된 강관 접합부의 유한요소 해석을 통하여 접합부의 극한강도를 추정하고 그 거동을 파악하는 것이다. 가셋트 강관 접합부의 강도는 관벽 모멘트에 의한 국부적인 응력집중 및 국부 소성화에 의해 크게 저하된다. 이러한 국부적인 응력분포를 재분배 시킬 목적으로 가셋트 상하 단부에 보강플레이트를 부착하고 있다. 이러한 접합부의 거동은 보강된 리브의 형상 및 보강 방법등에 따라 보강하지 않은 경우와 상당히 다르지만 현행 강관구조 설계식은 제한적인 부분만 다루고 있다. 따라서 본 연구에서는 ABAQUS 6.5.1을 사용하여 리브로 보강된 가셋트-강관 접합부의 거동과 구조적 성능을 파악하고 기존 접합부 내력식과 비교하여 리브 보강된 플레이트 원형 강관 X형 접합부에 적합한 내력식을 제안하고자 한다. A finite element analysis study was performed to investigate the behavior and strength of a Plate-Circular Hollow Section joint stiffened with Rib-plate, Since The strength of plate-Circular Section joint is reduced by joint of stress and local plastic deformation which is caused by wall moment, rib plates are attached to the upper and lower Plate-Circular Hollow Section joint for redistribution of stress. The behaviors of joints stiffened with Rib-plate according to shape of rib and reinforcing method, etc are different from those of joints which is not stiffened. However, the criterion of hollow structural section was limited on some parts. Therefore, this study intends to investigate the behavior and structural capacity of Plate-Circular Hollow Section joints stiffened with Rib-plate and compare the Finite element analysis with the Design Equation. Finally, this study proposes the reasonable ultimate strength formula through the comparisons with other design guide.

송전철탑의 극한하중 도출을 위한 비선형해석 기법

김우범,최병정,안진규,Kim, Woo Bum,Choi, Byong Jeong,Ahn, Jin Kyu 한국강구조학회 2008 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.20 No.3

현행 송전철탑의 경우 허용응력 설계개념을 도입한 철탑설계기준을 적용하여 설계, 제작되고 있으나 탄성해석을 전제로 한 허용응력 설계기법으로는 송전철탑의 명확한 도괴 원인을 규명할 수가 없다. 철탑 도괴의 원인을 규명하기 위해서는 철탑 부 재 및 접합부의 재료 및 기하학적 비선형성을 고려한 2차 변형효과를 고려하여야 한다. 2차 변형에 영향을 주는 요인으로는 부재의 잔류응력, 초기변형, 접합부의 단부구속도 등이 있으며 이는 비선형 대변형 해석을 통하여 거동 파악이 가능하다. 본 연구에서는 선형해석과 비선형해석의 비교를 통하여 비선형 해석의 필요성을 확인하고 비선형 유한요소해석에 따르는 해석상의 복잡함을 줄이기 위해서 등가비선형 해석기법을 개발하고 이로부터 도출된 철탑의 극한하중을 비선형 유한요소해석의 극한하중과 비교를 함으로써 개발기법의 신뢰성을 확인하였다. 개발된 해석기법을 바탕으로 사재의 축력 및 세장비가 주주재의 최대내력에 미치는 영향을 파악하고 실무적 편의성을 제공하기 위하여 이를 도표화 하였다. The current design practice of electric transmission tower is based on the allowable stress design. However, it is difficult to find the cause behind a transmission tower's collapse by the above design approach as the collapse is caused by large secondary deformations based on and geometrical nonlinear behavior.influence factor for the nonlinear behavior is mainly residual stress, initial imperfection and end restraints on members. In this study, the necessity of the nonlinear analysis is examined through the comparison between elastic ana the nonlinear analysis, a new analytical method (equivalent nonlinear analysis technique) is proposed. To confirm the reliability of the proposed method, the computed ultimate load of the transmission tower using the method was compared with that of the nonlinear finite element analysis. Effects of parameters, such as compressive force and the slenderness ratio of the brace member on the main post member, were investigated. The effective member length according to influential parameters was formulated in table form for practical purposes.