원형 강관 인장 접합부의 구조성능에 관한 연구

초록

본 연구는 원형 강관 플랜지 접합부의 성능을 조사하는 실험적 연구로, 접합부의 이론적 항복 및 파단 강도 산정식과 재료의 적합성을 알아보는 재료실험, 또 실험 결과를 평가하기 위한 선형 유한요소 해석 결과를 포함하고 있다. 플랜지 플레이트의 두께와 접합부 볼트 개수를 변수(플랜지 두께: 3.2, 4.0, 4.5 mm, 볼트 개수: 4, 6개)로 하는 총 12개의 접합부 실험체를 제작하여 일방향 인장실험을 실시하였다. 접합부의 성능을 확인하기 위하여 플랜지 파단을 유도하기 위하여 플레이트 두께는 일반적인 경우보다 얇게 설계하였다. 플랜지 두께가 동일한 경우 볼트 개수 증가에 따라 항복강도 및 최대강도는 증가하였으나, 볼트 개수가 동일한 경우 플랜지 두께가 증가할 때 항복강도는 증가하지만 접합부 강성이 높아져 최대강도는 감소하는 경향을 나타내었다. 플랜지 플레이트 파단을 유도하였으나 볼트가 6개인 실험체의 경우 인장재 파단의 파괴양상을 보였다. 항복 하중에서는 실험체의 변화가 미소하였으나 최대 하중 도달 시 플랜지 플레이트가 우선적으로 인장 및 압축 좌굴 되는 것을 실험을 통해 확인할 수 있었다. 이는 이론적으로 도출한 결과와 유사하게 플랜지 플레이트의 항복 후 파괴되는 것을 확인할 수 있었으며, 고장력볼트, 용접부의 항복 및 파괴는 발생하지 않았다.

키워드