Bearing Strength of Steel Baseplate under Eccentric Loads

편심축력(偏心軸力)을 받는 철골구조(鐵骨構造) 주각부(柱脚部)의 지압강도(支壓强度)

  • Received : 2003.08.14
  • Accepted : 2003.11.18
  • Published : 2003.12.27

Abstract

Recently, the steel has been increaseingly used as an integrated part of high-rise buildings, which often composed of steel structures, steel reinforced concrete structures and composite structures. The steel base is designed to transfer the stresses induced from steel column to the reinforced concrete footing through the base plate. However, in the design of steel structures and steel reinforced concrete structure, it is generally difficult to evaluate the bearing strength of the steel base subjected to large axial force. Furthermore, the material used in steel base is quite different from those used in other connections and a load transferring mechanism of steel base is very complicated in nature. Therefore, a special attention must be placed in design and construction of steel base. In generally, the bearing strength test and research of the steel base subjected to concentrated load are carried out. But, in the design of the structures, uniaxial eccentric load is loaded to the steel base of the steel structures. In this research, the bearing strength and the me of failure considering eccentric loads and eccentric length, were experimented when eccentric load is loaded to the steel base of steel structures. Based on the test results, a basic design reference is suggested for a reasonable design of steel structures, steel reinforced concrete structures and composite structures.

최근, 철골구조, 철골 철근콘크리트 구조 및 합성구조의 주각부는 국부적으로 제한된 부분에 큰 집중하중이 작용하고, 이 하중은 베이스 플레이트를 통하여 철근콘크리트 기초에 전달하게 된다. 따라서 철골구조 및 철골 철근콘크리트 구조의 설계에서 큰 축력을 받는 주각부의 지압강도를 정확히 평가하기가 매우 어렵다. 철골주각부는 역학적 특성이 다른 재료의 접합부로 설계 및 시공상 제약을 받게 되고, 응력전달도 매우 복잡하다. 특히, 구조설계시 지압강도의 적절한 평가는 무엇보다 중요하다. 지압강도에 영향을 미치는 요소는 지압응력을 받는 부재의 형태 및 재료, 하중의 작용형태, 지압면에서의 마찰구속력, 철근보강, 건조수축 등 매우 많다. 지압강도에 대한 대부분의 실험 및 연구에서는 중심축력을 받는 주각부에 대한 연구를 수행하였다. 그러나, 실제 철골주각부 설계에서는 일축편심 또는 이축편심축력을 받는 경우가 많이 있다. 본 연구에서는 베이스플레이트에 작용하는 편심축력과 편심거리에 따른 지압강도의 변화 및 실험체의 파괴형태에 대하여 검토하였고, 편심축력 작용시 지압강도 산정방법을 제시하였다.

Keywords

References

  1. 鋼構造計算規準, 解說 大韓建築學會
  2. 大韓建築學會論文集 v.12 no.5 軸力을 받는 鐵骨柱脚의支壓强度에 關한 實驗的 硏究 崔文植;金圭石;閔丙烈;金景淵
  3. 大韓建築學會論文集 v.1 no.8 中心軸荷重을 받는 鐵骨柱脚部의 鐵筋補强에 따른 支壓强度에 관한 實驗的 硏究(띠鐵筋 補强에 따른 支壓强度) 崔文植;閔丙烈
  4. 大韓建築學會 論文集 構造系 v.14 no.9 軸力을 받는 鐵骨柱脚部의 鐵筋輔强에 따른 지압강도에 관한 實驗的 硏究(螺旋鐵筋 補强에 따른 支壓强度) 崔文植;閔丙烈
  5. 內務省土木試驗所 土木試驗報告 No. 60 一木保夫
  6. コンクリ-トの支壓强度に關する實驗的硏究, セメントコンクリ-ト, No.123 伊東茂富
  7. ブレストレストコンクリ-ト v.5 no.5 六車 熙;岡木 伸
  8. 日本建築學會論文報告集 no.342 鐵構造露出柱脚の强度と變形 秋山 宏;黑澤 捻;和國信之;西村 功
  9. 鐵鋼製柱脚金物HIBASEを用ぃた露出型 柱脚の硏究(立上がり基礎部の支壓强度) 日本建築學會大會學術講演梗槪集 加藤 勉;佐藤邦昭;鈴木周偉(外)
  10. 日本建築學會構造系論文報告集 no.433 鐵骨構造露出形式柱脚部の終局耐力に關する實驗的 硏究 增田貫志;九谷和秀
  11. Mitteilungen, Mechanish und Technichen Laboratorium der kgl v.6 Versuche mit Qudern aus Naturstein Baushinger, J.
  12. Beton und Eisen v.33 no.11 Uber einige Aufgaven der Eisenbeton for schung aus alter und neuerer Zeit Graf, O.
  13. Magazine of Concrete Research v.4 no.12 The Bearing Capacity of Concrete and Rock Meyerhof, G.G.
  14. Journal of ACI, Proceedings v.54 no.5 Bearing Capacity of Concrete Shelson, William
  15. Das Verhalten Von Beton under Hoher ortlicher Pressung und Teilbe-lastung unter Besonderer Berucks Ichtigung von Spannbetonveran Kerungen Spieth, H.P.
  16. Journal of the ACI, Proceedings v.56 no.9 The Bearing Capacity of Concrete Blocks Au, T.;Baird, D.L.
  17. Die Bautechnik v.40 no.12 Spalt-und Abreib zugspannungen in rechteckigen Scheiben, die durch eine Last in Vershiedenem Absand Von einer Scheibeneche bleastetsind Hiltscher, R.;Florin, G.
  18. Journal of the PCI, Proceedings v.8 no.6 Connections in Precast Concrete Structures - Bearing Strength of Column Headed Kriz, L.B.;Raths, C.H,
  19. Magazine of Concrete Research v.20 no.62 The Bearing Strength of Concrete Loaded Through Rigid Plates Hawkins, N.M.
  20. Journal of Engineering Mechanics Division, ASCE v.95 no.EM4 Chen, W.F.;Drucker, D.C.
  21. Journal of Structural Division, ASCE v.99 no.ST7 Bearing Strength of Concrete-Geometric Variations Niyogi, Sanat K.