KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research (대한토목학회논문집)

Korean Society of Civil Engeneers (대한토목학회)
권호 표지
DOI QR코드

DOI QR Code

Hysteretic Behavior Characteristics of SM490-TMC Steel Column

SM490-TMC 강재를 적용한 기둥부재 이력거동의 특성

  • 장경호 (중앙대학교 공과대학 건설환경공학과) ;
  • 장갑철 (중앙대학교 대학원 토목공학과)
  • Received : 2005.11.03
  • Accepted : 2006.07.18
  • Published : 2006.09.30
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

In design of steel column member using TMCP steels, hysteretic behavior characteristics of steel column must be clarified. To predict hysteretic behavior of steel column using TMCP steels, a cyclic plasticity model is necessary which can consider the mechanical characteristics and stress-strain relationship of TMCP steels. In this paper, a cyclic plasticity model of SM490-TMC was formulated based on monotonic and cyclic loading tests. The formulated cyclic plasticity model was applied to 3-dimensional finite element analysis. Hysteretic behavior characteristics of steel circular column and H-section column using SM490-TMC was presented by carrying out numerical analysis. Also, influence of SM490-TMC on hysteretic behavior of steel column was presented by comparing analysis results both SM490 and SM490-TMC steel column.

TMCP 강재를 적용한 기둥부재의 정확한 내진설계를 위해서는 반복하중 작용시 기둥부재에 발생하는 이력거동의 특성을 명확히 파악해야 한다. 이러한 이력거동을 정확히 예측하기 위해서는 반복하중 작용시 TMCP 강재의 역학적 특성 및 응력-변형률 관계를 구현할 수 있는 반복소성모델이 필요하다. 본 연구에서는 먼저 단조 및 반복하중실험에 기초하여 SM490 및 SM490-TMC 강재의 반복소성모델을 정식화하였으며 이를 3차원 탄소성 유한요소해석에 적용하였다. 수치해석을 통하여 SM490-TMC 강재를 적용한 원형과 H형 기둥부재의 이력거동의 특성을 파악하였다. 또한 해석결과를 SM490강재가 적용된 기둥부재의 해석결과와 비교하여 SM490-TMC 강재가 원형 및 H형 기둥부재의 이력거동에 미치는 영향을 명확히 하였다.

Keywords

References

  1. 김덕재, 김동규, 김규석, 문태섭, 윤명호, 신일범(1994) TMCP 강재를 사용한 용접 H형강 보의 거동에 관한 연구, 한국강구조학회논문집, 한국강구조학회. 제6권 3호, pp. 165-172
  2. 김화중, 최성모, 신일범, 김동규(1993) TMCP 강재를 사용한 용접 H-형강 보-기둥의 특성에 관한 실험적 연구, 한국강구조학회발표대회 논문집, pp. 108-113
  3. 김희진(1986) TMCP강의 개발 및 적용, 대한용접학회 논문집, 대한용접학회, 제4권 제2호
  4. 방중석, 신일범, 김동규(1993) TMCP 강재를 사용한 용접 H-형강 보-기둥의 특성에 관한 실험적 연구, 한국강구조학회 발표대회 논문집, pp. 114-119
  5. 용환선, 김석태(1995) TMCP강의 피로, 한국강구조학회 논문집, 한국강구조학회, 제7권 제4호, pp 193-202
  6. 장갑철, 장경호(2004) SM490 TMC 강재의 반복소성모델의 정식화 유한요소해석, 2004년도 가을 한국전산구조공학회 학술발표회 논문집, 한국전산구조공학회, pp. 84-89
  7. 장갑철, 장경호, 최의홍(2005) SM490 TMC 강재를 적용한 H형 기둥부재의 반복소성거동에 관한 연구, 한국강구조학회 학술발표논문집, 한국강구조학회, pp. 480-485
  8. 장갑철(2005) 강재의 정동적 반복소성모델의 정식화 및 해석기법의 개발, 박사학위논문, 중앙대학교
  9. 장경호, 장갑철(2004) 강재의 소성이력 구성식의 정식화와 반복 하중을 받는 원형강교각의 변형성능 평가, 대한토목학회논문집, 대한토목학회, 제24권 제6-A호
  10. 장경호, 장갑철, 이은택(2004) SM570강재의 반복소성모델의 정식화 및 3차원 탄소성 유한요소적용에 관한 연구. 한국지진공학회 논문집, 한국지진공학회, 제8권 제1호, pp. 59-65
  11. 장경호, 장갑철, 강재훈(2004) 3차원 탄소성 유한변위해석을 이용한 고강도(POSTEN60, POSTEN80)원형강교각의 내진성능에 관한 연구, 한국지진공학회 논문집, 한국지진공학회, 제8권 제5호, pp. 1-10
  12. Bathe, K.J. and Bolourchi, S. (1979) Large displacement analysis three-dimensional beam structures. Internat. J. Numer. Meths. Eng., Vol. 14, pp. 961-986 https://doi.org/10.1002/nme.1620140703
  13. Zbib, H.M. (1993) On the Mechanics of Large Inelastic Deformation-Kinematics and Constitutive Modeling. ACTA Mechanica, Vol. 96, pp. 119-138 https://doi.org/10.1007/BF01340705
  14. Park, H.C., Jang, G.C., Chang, K.H., Kim, Y.C., and Lee, S.H. (2005) Formulation of Hysteretic Model for SM490-TMC and Application to 3-Dimensional Elastic-Plastic Finite Element Analysis