[건축] 지진을 고려하지 않은 강구조주각부

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레포트 > 공학계열
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소개글

[건축] 지진을 고려하지 않은 강구조주각부에 대한 자료입니다.

본문내용

1 개요

본 글은 철골기둥의 주각부(Base Plate) 설계에 관한 AISC Design Guide Series(1991)의 내용을 요약 편집한 내용으로, 주각부의 거동에 대한 이해와 설계를 위한 지침과 정보를 제공하고자 한다. 우선 그림 1과 같이 3가지의 하중조건에 대하여 살펴보고자 한다.

(a) 축하중 (b) 축하중과 모멘트 (c) 축하중과 전단력
그림 1. Base Plate의 종류

첫 번째는 그림 1a와 같이 중심축하중을 받는 경우이다. 이 경우는 해석상 기둥 주각부를 Pin으로 가정한 경우에 해당한다. Anchor Bolts가 골조의 설치과정에 안정성 확보를 위해 사용되나, 설계과정에서는 그 고정도는 일반적으로 무시된다.
두 번째는 그림 1b와 같이 축하중과 모멘트를 동시에 받는 경우이다. 이러한 경우 주각부는 모멘트에 대한 내력을 확보하여야 한다. 모멘트가 상대적으로 작을 경우 설치 과정중의 안정성을 위한 경우를 제외하고는 Anchor Bolts 없이도 설계가 가능할 수 있다. 그러나 대체로 모멘트에 의한 인장력에 저항하기 위해 Anchor Bolts를 사용하는 것이 일반적이다.
세 번째는 그림 1c와 같이 축하중과 수평하중을 동시에 받는 경우이다. 이 경우 수평하중이 주각부의 마찰력에 비해 적을 경우 무시되어 질 수 있다. 그러나 기둥에 수직가새가 접합되어 수평하중이 큰 경우 주각부의 마찰력이나 Anchor Bolts의 전단력 등으로 수평하중에 저항할 수 있도록 설계되어야 한다.
Base Plate의 설계규정은 일반적으로 Allowable Stress Design (ASD) 형식으로 발전되어, 한계상태설계 형식으로 변경되었고, 현재는 ASD와 선택적으로 사용되어질 수 있게 되었다. 또한 설계자의 판단과 합리적인 설계방법들이 적절히 사용될 수 있다.

2 중심축하중을 받는 주각부 설계

2.1 설계과정

그림 2a와 같이 중심축하중을 받는 Base Plate의 경우 AISC에서는 다음의 두 단계로 설계를 진행한다. 첫 단계로 허용지압응력이 균등하게 분포하는 것으로 가정하여 필요한 Base Plate의 면적을 산정한다. 콘크리트의 허용지압응력은 콘크리트의 강도와 콘크리트와 Plate의 면적비에 의해 다음과 같이 구할 수 있다.

참고문헌

1.대한건축학회, "한계상태설계기준에 의한 강구조설계 예제집", 기문당, 2002.
2.대한건축학회, "철골·철근콘크리트 구조계산규준 및 해설", 기문당, 2000.
3.대한건축학회, "강구조 한계상태 설계기준 및 해설", 기문당, 1998.
4.John T. Dewolf, David T. Ricker, "Steel Design Guide Series 1 Column Base Plates" , American Institute of Steel Construction, Inc., Sept. 1991.
5.Charles G. Salmon, John E. Johnson, "Steel Structure Design and Behavior", 1st edition, Harper & Row Publishers, Inc., 1990.
6.AISC, "Manual of Steel Construction", 9th edition, American Institute of Steel Construction, Inc., 1992.

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