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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 김태수
- 발행연도
- 2021
- 저작권
- 한밭대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
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현재 건축구조용 강재로 탄소강이 많은 사용이 되고 있지만 최근 스테인리스강의 구조적인 활용도가 높아지고 있다. 본 연구에서는 아직 국내 스테인리스강의 구조설계가 제정되어있지 않아 구조설계기준 작성을 위한 기초연구를 위해 실험과 해석을 비교하고 및 변수해석 추가로 하여 기둥의 좌굴모드를 분석 후 기준식을 제안하는 것을 연구목적으로 한다. 중심압축실험을 통해 오스테나이트계 스테인리스강 (STS304 TKC와 STS316 TKC)과 듀플렉스계 스테인리스강 (STS329FLD TKC) 각형강관 부재의 좌굴을 확인하였다. 실험결과, 250mm인 단주 실험체는 모두 국부좌굴이 일어났고 듀플렉스계 스테인리스강(STS329FLD TKC)실험체를 제외한 부재길이 1000mm와 2000mm 실험체는 대부분 전체좌굴이 발생하였고 그 이후에 국부좌굴이 관찰되었다. 폭두께비와 세장비에 의한 좌굴 메커니즘 분석결과는 듀플렉스계 스테인리스강(STS329FLD TKC)실험체의 경우 폭두께비가 증가함에 따라 이르게 국부좌굴이 발생되어 부재의 강도가 충분히 발휘되지 못하고 항복하여 다른 시리즈의 실험체보다 내력이 매우 낮았다.
또한 듀플렉스계 스테인리스강(STS329FLD TKC)실험체를 제외한 오스테나이트계 스테인리스강 실험체에서는 세장비가 증가되면서 압축최대내력이 감소하는 영향을 보였다. 유한요소해석 프로그램인 Abaqus를 사용하여 각형강관에 대한 해석을 진행하여 실험내력과 해석내력을 비교했다. 강관길이가 250mm, 1,000mm와 2,000mm인 실험체의 실험내력에 대한 해석내력의 좌굴내력비의 평균은 각각 0.98, 1.02와 1.29로 나타났다. 250mm, 1,000mm은 비교적 실험내력과 해석내력이 유사하게 나타났지만 2,000mm 실험체인 M-A1S-50x50x3x2와 M-A2S-50x50x3x2 실험체의 실험 당시 지그회전과 용접부 파단으로 인하여 실험내력과 해석내력에 차이가 발생한 것으로 사료된다. 해석의 적절성이 검증된 해석모델을 통해 추가변수(세장비와 폭두께비)해석을 통해 현행 기준식의 적용성을 검토하였고 수정내력식을 제안하였다.
또한 듀플렉스계 스테인리스강(STS329FLD TKC)실험체를 제외한 오스테나이트계 스테인리스강 실험체에서는 세장비가 증가되면서 압축최대내력이 감소하는 영향을 보였다. 유한요소해석 프로그램인 Abaqus를 사용하여 각형강관에 대한 해석을 진행하여 실험내력과 해석내력을 비교했다. 강관길이가 250mm, 1,000mm와 2,000mm인 실험체의 실험내력에 대한 해석내력의 좌굴내력비의 평균은 각각 0.98, 1.02와 1.29로 나타났다. 250mm, 1,000mm은 비교적 실험내력과 해석내력이 유사하게 나타났지만 2,000mm 실험체인 M-A1S-50x50x3x2와 M-A2S-50x50x3x2 실험체의 실험 당시 지그회전과 용접부 파단으로 인하여 실험내력과 해석내력에 차이가 발생한 것으로 사료된다. 해석의 적절성이 검증된 해석모델을 통해 추가변수(세장비와 폭두께비)해석을 통해 현행 기준식의 적용성을 검토하였고 수정내력식을 제안하였다.
목차
목 차표 목 차 ⅰ그 림 목 차 ⅱ국 문 요 약 ⅲⅠ. 서 론 1Ⅱ. 실험계획 32.1 실험체 계획 및 제작 32.2 실험방법 및 측정 62.3 각형강관의 초기변형 형태 및 크기 7Ⅲ. 재료시험 83.1 인장재료시험 83.2 단주 압축재료시험 133.3 코너부 인장재료시험 17Ⅳ. 중심압축실험결과 194.1 좌굴형태 및 최대좌굴내력 194.2 축하중-횡변위 관계 234.3 축하중-변형도 관계 23Ⅴ. 압축재 좌굴강도 설계식 및 내력비교 295.1 스테인리스강 구조설계식 295.1.1 미국토목학회 ASCE 8-02 295.1.2 유럽기준 Eurocode3 305.1.3 설계내력과 실험내력 비교 305.2 탄소강 기준식 및 기존 연구자 제안식 34Ⅵ. 유한요소해석 386.1 해석조건 386.2 해석결과 406.3 유한요소해석코너부 재료강도를 고려한 해석 비교 466.4 추가변수해석 486.5 해석내력과 예측내력비교 526.6 내력평가식 제안 55Ⅶ. 결론 58참 고 문 헌 61ABSTRACT 63
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