이중앵글과 웨브를 볼트체결하여 보강한 H형강보의 휨거동분석

Abstract

본 연구에서는 H형강 웨브에 부재 길이방향의 앵글을 볼트접합하는 방안을 제안하고, 실험과 해석을 통해 해당 보강방안의 실효성을 검증하였다. 순강재보 실험체(NB)의 경우 약 4% 단부회전각에서 최대강도에 도달한 이후 강도저감이 일어났으며, 최대강도는 계측항복휨강도를 조금 하회하는 것으로 나타났다. 보 웨브를 앵글로 보강한 실험체(TSB)의 경우 가력한계인 약 6%의 큰 단부회전각에 도달했음에도 강도의 저감이 나타나지 않았으며 계측항복휨강도를 상회하였다. 가력조건 한계로 인해 TSB의 실제 최대강도를 확인하지는 못하였으나, 앵글보강을 통하여 최소 14% 이상의 강도증진이 가능함을 확인하였다. 유한요소해석을 통해 실험을 모사하였고, 해석에서 얻은 응력분포도, 등가소성변형률분포도를 통하여 웨브 보강앵글이 강성과 강도에 참여하고 있음을 추가적으로 검증하였다.

This study was conducted to determine an economically viable and workable method of bolting the longitudinal double angle to the web of the H-beam. Experiments and FEM analysis were conducted to demonstrate the effectiveness of the reinforcement method. Experiments and analysis demonstrated that the reinforced beams outperformed the standard H-shaped steel beams in terms of strength. It was also demonstrated that the specimen reinforced with the beam web retained its strength even when loaded to a large end rotation angle of approximately 6%, exceeding the yield flexural strength measured. It was determined that angle reinforcement could increase the strength by at least 14%. The experiment was simulated using finite element analysis, and the resulting stress distribution and equivalent plastic strain distribution confirmed that the web reinforcement angle contributed to the stiffness and strength of the structure.