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| 후판 절곡 Z형 보의 내부 휨 반경에 따른 연성거동 |
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최수영, 최병호 |
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| Bending Behavior of Thick-Walled Press-Braked Z-Section Beams with Inside Bend Radii |
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Su Young Choi, Byung Ho Choi |
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| Abstract |
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Press-braked cross-section beams might be easily fabricated as economic plate structures due to the reduction of cutting and welding process. However, there is not sufficient a proper guide or relevant researches on press-braking fabrication of thick plates. Current fabrication guides and manuals speculate limitation of inside bend radii to thickness ratio ($r_i/t$) for cold-bending for relatively thin plates. Press-braked beams have to be verified as to a sufficient structural ductility. Thus, the main objective of this study is to provide a relative evaluation of effect of $r_i/t$ on the moment-plastic rotation capacity of press-braked Z-shape beams which are fabricated by using SM490 24mm thick steel plates. Comparative studies are conducted for the press-braked beams with $r_i/t$ values of 5 and 15. Through the finite element analyses, it is found that the press-braked beam model with $r_i/t$ of 5 could attain the plastic moment strength suggested by the AASHTO LRFD and also show the rotational capacity exceeding 4, which means it has a sufficient structural ductility. More experimental studies are required for calibration of the analytical method for practical use. |
| Key Words:
Press-braking; Finite element analysis; Inside bend radii; Moment rotation-capacity |
| 요지 |
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구조부재를 절곡해서 제작하면 후판 절단 및 용접 과정을 줄일 수 있어 경제적일 수 있다. 하지만 후판의 절곡 제작기준이나 검토 방안이 명확히 제시되어 있지 않은데다, 변형경화로 인해 연성이 저하되므로 8 mm 이내 판두께 범위에 대해 주로 적용되어 왔다. 국내외 제작기준에서는 냉간 휨가공 시의 절곡내경-판두께비($r_i/t$)를 제한하고 있으며, 주로 충격인성에 대해 관련 규준들이 제시되고 있다. 절곡 제작된 부재가 휨부재로써 활용되기 위해서 충분한 휨연성을 확보하는지에 대한 검토가 필요하다. 이에, 본 연구에서는 판두께 24 mm의 SM490후판을 절곡한 Z형 단면 보에 대해 $r_i/t$에 따른 구조휨연성에 대한 영향을 해석적으로 비교하였다. $r_i/t$가 15와 5로 절곡한 재료특성을 실험적으로 획득하고 이를 반영한 해석모형을 수립하여 비교연구를 수행하였다. 본 해석모형 절곡 보의 휨강도는 AASHTO LRFD 비탄성 설계기준강도에 도달하는 것으로 해석되었고 $r_i/t$가 5인 보의 휨연성도는 약 15% 내외 저감되지만 최소 4 이상 확보하며 충분한 수준을 유지하는 것으로 분석되었다. 추후 본 해석적 연구방식의 실용적 활용을 위해서는 실험적 검증에 의한 검교정 과정이 요구된다. |
| 핵심용어:
절곡; 유한요소해석; 내부 휨 반경; 휨연성 |
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