Journal of Korean Society of Steel Construction (한국강구조학회 논문집)

Korean Society of Steel Construction (한국강구조학회)
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Test and Analysis on the Transverse Gusset Plate Connection to Circular Hollow Section(CHS) of High Strength

고강도 원형강관의 직각방향 거셋플레이트 접합부 실험 및 해석

  • 이수헌 (경북대학교 건축.토목공학부) ;
  • 신경재 (경북대학교 건축.토목공학부) ;
  • 이희두 (경북대학교 건축.토목공학부) ;
  • 김우범 (공주대학교 건축공학과)
  • Received : 2011.11.24
  • Accepted : 2012.03.30
  • Published : 2012.04.27
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Abstract

A connection composed of a circular hollow structural section (HSS) has complicated details, and exhibits a very complex local deformation when it reaches the yield stress. Given these circumstances, proposing a simple design equation considering local deformation is difficult. The design equations of the Korea Building Code (KBC 2009) for HSS joints are simple and are very similar to those of the AISC. These design equations limit the maximum yield stress up to 360MPa and yield ratio (yield strength/tensile strength) up to 0.8. This means that the material with yield strength exceeding 360MPa could be used after verification based on the test or rational analysis for the similar connection. This paper introduces an experimental program and finite element analysis (FEA) for the circular hollow section (CHS) with a transverse gusset plate made of high-strength steel (HSB600) or structural steel (SS400) when the joints are subjected to lateral force. Comparison of the design equations with the results of FEA and test may be used for the modification of the design equations.

원형강관의 접합부는 다양한 상세를 가지고 있으며 접합부가 항복에 이를 경우 복잡한 국부변형을 유발한다. 이러한 접합부의 국부변형을 고려한 단순화된 설계식의 제안은 매우 어려운 문제이다. 원형강관접합부 설계를 위한 현행 한국구조기준(KBC 2009)에서는 AISC의 설계식과 매우 유사한 단순화된 설계식을 제시하고 있다. 현행 설계식은 원형강관 부재의 재질에 대하여 항복강도는 최대 360MPa 항복비는 0.8로 각각 제한하고 있어서 구조기준에서 제한하는 최대항복강도 이상의 강재를 사용할 경우에는 유사 상세접합부를 대상으로 구조실험이나 합리적인 해석 등을 통하여 안전성을 검증한 후 사용하도록 하고 있다. 본 논문에서는 고강도강재(HSB600)와 일반구조용강재 (SS400)를 이용한 원형강관-직각방향 거셋플레이트 접합부에 횡력(수평력)이 작용하는 실험과 정밀모델 유한요소해석을 실시하였다. 유한요소해석 및 실험결과를 현행 설계식과 비교분석하여 향후 접합부 설계식의 개정에 기초적 자료로 사용될 수 있을 것이다.

Keywords

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