WUF-W 모멘트 접합부의 회전각 평가식 개발

Abstract

보 웨브를 용접 접합한 비 보강 플랜지(Welded Unreinforced Flange with Welded Web, WUF-W) 모멘트 접합부는 현 접합부 설계 기준인 ANSI/AISC 358-10 에서 SMF 시스템의 인증 접합부로 제한하고 있다. SMF 시스템에서의 모멘트 접합부는 총 회전각 0.04 radian 이상의 회전성능을 보여야 한다. 하지만 기존의 연구에서 WUF-W 접합부의 실험체는 총 회전각 0.04 radian에 미치지 못하고 접합부에서 파단이 발생하였다. (Ricle, 1999; Kaufmann, 1999; 김종민 등, 2011; 황성훈 등, 2010) 따라서 본 연구에서는 SMF 시스템에서의 WUF-W 접합부의 사용 가능성 평가가 요구됨에 따라 제안한 회전각 평가 식으로 WUF-W 접합부가 SMF가 요구하는 회전각을 만족하여 SMF 시스템에 포함될 수 있는 판단근거를 제안할 것이다. 본 연구에서는 최대 강도의 80% 일 때 회전각 θ_max로 영향변수와 상관관계를 분석하여 변수들 중 가장 상관성이 큰 변수를 주요 변수로 선정하여 회전각을 평가하는 식을 제안하려 한다. 총 7개의 영향변수는 보 춤(d), 보 길이에 대한 보 춤(L/d), 보 플랜지 국부좌굴 세장비(b/〖2t〗_f), 보 웨브 국부좌굴 세장비(〖h/t〗_w), 횡 비틀림 좌굴비(L_b/r_y), 패널존의 강도 비 (V_p/V_pzmy), 보의 항복강도(F_yb)이다. 7개의 영향변수로 선형회귀 분석을 통해 WUF-W 접합부의 영향요인에 대하여 평가를 수행하였다. 그 결과 보 웨브의 국부좌굴 세장비(〖h/t〗_w)와 보의 전단 스팬비(L/d)가 가장 지배적인 상관관계를 보였다. 본 연구에서는 WUF-W 접합부의 회전성능을 예측하는 식을 상관관계가 큰 보 웨브의 국부좌굴 세장비(〖h/t〗_w)와 보의 전단 스팬비(L/d)를 포함한 변수로 비선형 회귀분석을 통해 간략 식과 정확한 식으로 제시하였다. WUF-W 접합부를 갖는 특수 모멘트 골조를 설계 한 후 접합부가 4%의 회전능력을 보유하는 지를 평가 할 수 있도록 회전능력 평가 식을 제안하였다. 만약 만족하지 않을 경우 해당 접합부는 재설계 하도록 한다.