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논문 기본 정보

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대한건축학회 대한건축학회 논문집 대한건축학회 논문집 제12권 제7호
발행연도
1996.7
수록면
253 - 260 (10page)

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강관부재는 그동안 트러스나 2차 구조부재로 많이 사용되어 왔으나 최근에 대형강관을 주요 구조부재인 기 둥으로 사용하고 있다. 각형강관이 기둥부재로 쓰이면 부재 자체는 H형강보다 장점이 많지만 접합부의 제작 이 까다로운 단점이 있다. 각형강관이 많이 쓰이기 위해서는 경제적인 접합부 상세의 개발이 시급하고 그 해 석기법이 연구되어야 한다. 강관접합부의 한 현태인 두께중복형 접합부의 실험결과는 접합부가 강접이 되지 않고 상대 변형이 크게 생기는 반강접 거동을 나타냄을 알 수 있다. 이러한 반강접 접합부가 골조 시스템에 이 용될 경우 완전 강접으로 가정된 경우와는 달리 많은 거동의 차이가 발생할 수 있을 것으로 예측 할수 있다. 따라서 본 연구의 목적은 각형강관 접합부의 변형이 골조 시스템의 거동에 어떠한 영향을 주는가를 연구하기 위한 것이다. 접합부는 두께중복형 접합부를 이용하는 것으로 가정하되 기둥과 보의 접합부분에 강관의 두께를 증가시키 지않고 기둥의 두께를 그대로 이용하여 접합부의 강성이 반강접에 가깝도록 하였다. 10층, 20층의 사무소 건 물을 해석대상을로 하였다. 일반적인 구조설계와 같이 접합부는 강접으로 가정하고 기둥은 각형광관을 이용 하여 해석 및 설계를 하였다. 그 다음 설계된 강관기둥의 강접부분 대신에 두께중복형 접합부로 가정하여 접 합부의 변형을 유한요소해석을 통하여 모멘트-회전각 곡선을 얻었다. 접합부의 변형을 고려할 수 있는 골조 해석 프로그램에 모멘트-회전각 곡선을 입력하여 반강접 골조해석을 하였다. 해석결과는 강접 골조와 반강접 골조의 층변위, 층간변위, 기둥의 모멘트 분포, 보의 모멘트 분포에 대하여 상대적인 크기를 각각 비교하였다. 반강접 골조는 강접 골조에 비해 층변위 및 층강 변위가 크게 증가된다. 처짐에 의해 설계될 경우에 경제성이 없으므로 골조시스템 결정에서 횡변위를 제어하도록 전단벽 또는 가새를 이용하여 처짐을 감소시켜야 한다. 즉 횡방향 처짐은 전단벽이나 가새 등에 의해 충분히 제어되도록 한다. 처짐이 구조물의 사용성을 만족할 경 우에 반강접 골조의 외부기둥의 모멘트가 감소되므로 외부기둥의 경제적 설계가 가능하다. 그러나 저층부에 서는 강접 골조보다 단면의 증가가 필요하다. 반강접 골조에서 보의 설계의 경우 모멘트에 의해 설계될 경우 접합부의 강성에 따라 단면계수가 20~30% 정도 적은 단면을 사용할 수 있다. 두께중복형 강관 접합을 사용 하면 기둥의 저층부의 기둥의 단면은 증가되고 보의 단면은 감소시킬 수 있다. 따라서 강기둥 약보 Strong-Column, Weak-Beam)의 붕괴모드를 얻을 수 있는 장점이 있다. 일반적인 건물의 경우 보의 단면이 기둥의 단면보다 재료의 사용량이 크므로 보의 단면감소가 건물 전체의 경제적 설계에 효과가 있으므로 반강접 접합부의 사용은 감소 효과가 클것으로 예상된다.

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