Journal of Korean Society of Steel Construction (한국강구조학회 논문집)

Korean Society of Steel Construction (한국강구조학회)
권호 표지

Cyclic Seismic Testing of Full-Scale Column-Tree Type Steel Moment Connections

반복재하 실물대 실험에 의한 컬럼-트리(Column-Tree) 형식 철골 모멘트 접합부의 내진거동 연구

  • Received : 1998.09.08
  • Published : 1998.12.30
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Abstract

This paper summarizes the results of full-scale cyclic seismic performance tests on three column-tree type steel moment connections. Each test specimen consisted of a $H-600{\times}200$ beam and a $H-400{\times}400$ column of SS41 (SS400). Key parameter included was column PZ (panel zone) strength relative to beam strength. The seismic performance of specimen with stronger PZ tended to be inferior. Total plastic rotations available in the specimens ranged from 1.8 to 3.0 (% rad). The limited test results in this study seem to support the speculation that permitting PZ yielding shall be more beneficial to enhancing total plastic rotation capacity of the moment connection. Beam flange fracture across the heat affected zone and divot-type pullout of the column flange were observed in the tests. A conceptual mechanical model consistent with observed test results was also sought.

본 연구에서는 반복재하 실물대 실험에 의해 철골 모멘트접합부(column-tree 형식)의 내진거동을 평가하였다. 시험체는 $H-600{\times}200$ (보) 및 $H-400{\times}400$ (기둥) 계열의 SS41 (SS400) 압연형강으로 제작되었으며 보에 대한 패널존의 상대강도를 실험의 주요변수로 고려하였다. 본 실험결과에 의할 때 패널존의 강도가 클수록 열등한 내진성능을 보였다. 시험체의 모멘트 접합부에서 접합부의 파괴 이전까지 발휘된 총소성회전각은 1.8 (% rad)에서 3 (% rad) 범위에 있었다. 시험체의 접합부는 보플랜지 열영향부의 파단 또는 기둥플랜지 두께방향의 뽑힘으로 인하여 파괴되었다. 비록 제한된 실험자료이긴 하나 본 연구의 결과는 보에만 항복을 유발하는 것 보다는 패널존의 항복도 허용하는 것이 접합부의 전체적 소성변형능력을 높이는데 유리할 것임을 시사한다. 이러한 실험결과를 역학적으로 설명할 수 있는 모델도 제시하고자 하였다.

Keywords

Acknowledgement

Supported by : 한국과학재단

References

  1. Interim guidelines: evaluation, repair, modification and design of welded steel moment frame structures. Report No. SAC-95-02 FEMA
  2. Journal of Structural Engineering v.123 no.1 Analytical modeling of dual panel zone in haunch repaired steel MRFs Lee, C.H.;Uang, C.M.
  3. Engineering Structures v.20 no.4-6 Cyclic performance of haunch repaired steel Moment Connections: experimental testing and analytical modeling Uang, C.M.;Bondad, D.;Lee, C.H.
  4. Engineering Journal Cyclic behavior of large beam-column assemblies Popov, E.P.(et al.)
  5. Engineering Structures v.11 no.July On seismic steel joints and connections Popov, E.P.;Tsai. K.C.;Englehardt, D.
  6. Journal of Structural Engineering v.116 no.12 Seismic panel zone design effect on elastic story drift in steel frames Tsai, K.C.;Popov, E.P.
  7. Journal of Structural Engineering v.121 no.6 Experimental performance of seismic steel beam-column moment joints Tsai, K.C.;Wu, S.;Popov, E.P.
  8. Summary Report of SAC Phase 1-Task 7 Experimental Studies, Report No.SAC-96-01 Roeder, C.W.
  9. 반복재하시험을 통한 철골 모멘트 접합부의 내진거동 연구, 한국과학재단 연구보고서, 과제번호: 971-1209-032-1 이철호;박종원
  10. Uniform Building Code ICBO
  11. ATC-24: Guidelines for cyclic seismic testing of component of steel structures ATC
  12. DRAIN-2DX: base program user guide, Report No. UCB/SEMM-92/29 Prakash, V.;Powell, G.H.;Filippou, F.C.
  13. Static cyclic testing of pre-Northridge and haunch repaired moment connections, Report No. SAC-96-01 Uang, C.M.;Bondad, D.
  14. pecification for Structural Joints Using ASTM A 325 or A 490 Bolts: LRFD RCSC
  15. 한국강구조학회 1998년도학술발표대회 논문집 실물대실험에 의한 column-tree형식 철골 모멘트 접합부의 내진거동 연구 이철호;박종원
  16. Behavior of pre-Northridge moment resisting steel connections, Report No. UCB/EERC-95/08 Yang, T.S.;Popov, E.P.
  17. Engineering Structures v.20 no.4-6 Lessons learned from the Northridge earthquake Miller, D.K.
  18. Engineering Plasticity Slater, R.A.C.