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A Study on the Development of Force Limiting Devices of Folded Plate Type

절판형 응력제한 기구의 개발에 관한 연구

  • Kim, Cheol Hwan (School of Architecture and Civil Engineering, Kyungpook National University) ;
  • Chae, Won Tak (Graduate School, Kyungpook National University)
  • Received : 2014.08.27
  • Accepted : 2014.10.14
  • Published : 2014.12.27

Abstract

The steel braces are used to control the lateral drift of high rise buildings. The braces are designed as tensile members since the braces consisted of slender member can not resist compressive loads by elastic buckling. To resolve this problem, a lot of research were performed to develop the non-buckling member. The force limiting device (FLD.) is one of them. The purpose of this study is the development of FLD. to prevent a elastic buckling for a slender member. The folded plate type is proposed to induce the yielding before occurring elastic buckling. In this study, member test and FEM analysis for proposed type were performed. Further, It is verified that the structure with FLD member is stable by high energy absorption. The proposed folded plate type FLD could be effective to preserve the compressive member from the elastic buckling.

고층건축물의 수평변위 제어에 필요한 브레이스는 구조물의 경제성 확보를 위해 주로 새장한 부재를 설치하여 인장하중에 저항하도록 하는 경우가 많다. 하지만, 브레이스에 압축하증이 작용할 경우에는 부재가 하중에 저항하지 않는 부재로 상정하여 설계되고 있다. 이는 브레이스에 압축하중이 작용할 경우 부재의 탄성좌굴이 발생하게 되어 급격히 내하력을 잃어버리게 되기 때문이다. 이러한 문제를 해결하기 위해 많은 연구가 이루어져 왔으며, 그중 대표적인 것이 응력제한장치라 할 수 있다. 응력제한장치는 세장한 부재가 압축하중에 의해 탄성좌굴이 발생하기 전에 부재가 항복하여 안정적인 거동을 유도하는 것을 목적으로 하고 있다. 본 논문에서는 응력제한장치로서 절판방식을 제안하고 실험과 유한요소 해석을 수행하였다. 실험은 절판단면의 경사각을 변수로 하여, FLD장치 및 FLD를 장착한 부재에 대한 압축실험 및 해석을 진행하였다. 그 결과 절판방식의 실험체는 항복 후 소성영역에서 내력의 큰 저하 없이 안정적인 거동을 나타내고 있어 응력제한방식으로서 유효함이 확인되었다.

Keywords

Acknowledgement

Supported by : 한국연구재단

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