AISC 기준에 따른 국부 좌굴 해석 및 재료 비선형 해석을 이용한 브래킷 플레이트의 안정성
AISC 360에 따라 연결을 설계할 때, 챕터 J.4는 플레이트, 거셋 플레이트, 앵글, 브래킷 등 연결부의 부재 요소 및 연결 요소에 대한 공식을 규정합니다. 전통적인 설계 방법은 구조 요소의 강도를 계산하기 위해 수학적 방정식을 사용합니다.
대부분의 일반적인 조건에 대해 정확한 방정식이 개발되었지만, 일부 연결 요소에 대해서는 경험적 또는 반경험적 방정식만 사용 가능합니다. 그러나 적절한 모델링 기법을 사용하면 다음 사항을 고려한 유한요소 모델로 연결을 설계할 수 있습니다:
- 강도의 정확한 예측을 위한 재료 비선형 해석(MNA).
- 선형 좌굴 해석(LBA)은 연결의 이상적인 탄성 좌굴 거동에 대한 정보를 제공할 수 있습니다.
- LBA에서 2차 효과, 비탄성 재료 거동, 기하학적 불완전성 및 잔류 응력을 포함하기 위한 기하학적 비선형성(GMNIA).
본 연구에는 86개의 실험 시편에 대한 실험 데이터, 15th AISC 매뉴얼의 설계 방법을 이용한 수계산, 그리고 유한요소법이 포함됩니다.
결론:
- 86개의 시편에 대해, 15판 AISC 매뉴얼의 설계 방법은 보수적이었습니다.
- 결과에 따르면 MNA와 LBA를 결합한 유한요소법으로 정확한 결과를 얻을 수 있습니다.
- 좌굴을 방지하기 위해, LBA에 기반한 임계 하중 Pel은 LRFD 설계의 경우 4Pr 이상, ASD 설계의 경우 6Pr 이상이어야 합니다.
- 브래킷 연결의 설계 예시가 수계산 및 유한요소 해석을 사용하여 제시됩니다.
저자: Bo Doswell, PE, Ph.D.
회사: ARC International, LLC
날짜: 2022년 8월 26일
저자 소개:
Bo Dowswell 은 1985년 철골 업계에서 도면 작성자로 경력을 시작했습니다. 이후 Auburn University와 The University of Alabama at Birmingham에서 학사, 석사, 박사 학위를 취득했습니다. 전문 엔지니어로서 그의 설계 실무는 강구조물에 집중되어 있습니다. 현재 그는 설계 회사인 SDS Consulting과 연구 및 컨설팅을 전문으로 하는 ARC International 두 회사의 대표를 맡고 있습니다. Bo Dowswell은 또한 The University of Alabama at Birmingham의 겸임 교수로, 강구조 연결 설계에 관한 연구와 강의를 담당하고 있습니다. 또한 AISC Steel Solutions Center에 컨설팅 서비스를 제공합니다.
Bo Dowswell은 AISC Design Guide 33, Curved Member Design의 저자이며, 강구조 설계에 관한 기술 논문을 정기적으로 발표합니다. 그는 거셋 플레이트에 관한 연구 및 출판물로 2020년 AISC T. R. Higgins Lectureship Award를 수상했습니다. 그는 규정 위원회, 매뉴얼 위원회, 연구 위원회, 산업용 건물 및 비건물 구조물 태스크 그룹을 포함한 여러 AISC 위원회의 위원입니다. Bo Dowswell은 또한 Structural Stability Research Council의 회원으로, 주로 연결 요소 및 보 안정성과 관련된 활동을 하고 있습니다.