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韓國鋼構造學會 論文集 = Journal of Korean Society of Steel Construction v.19 no.6 = no.91, 2007년, pp.611 - 620  
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반력모멘트를 이용한 라멘형 철골구조물의 거동분석
Behavior Analysis of RMPM Applied Steel Frame Structures

안진희   (연세대학교 사회환경시스템공학부UU0000936  ); 김준환   (연세대학교 사회환경시스템공학부UU0000936  ); 김태연   (케이블텍(주)  ); 김상효   (연세대학교 사회환경시스템공학부UU0000936  ); 이상우   ((주)승화이엔씨 기술연구소  );
  • 초록

    일반적인 중력하중 재하상태의 라멘구조에서는 보-기둥의 이음부에 최대 부모멘트가 발생하며, 일반적으로 이음부의 최대 부모멘트가 보 중앙의 최대 정모멘트보다 크게 나타나므로 보와 기둥의 이음부에서의 모멘트에 의하여 보의 단면이 결정된다. 그러나 보와 기둥의 이음부에 의하여 라멘구조물의 단면을 설계하면 보의 중앙부는 단면과대설계가 되어 단면의 효율성이 낮아지므로, 이음부의 부모멘트를 감소시켜 보 전체의 응력을 고르게 분포시키면 보다 효율적인 단면설계가 가능하게 된다. 본 연구에서는 라멘구조물의 최대 부모멘트 구간에 부재력 재분배 효과로써 보 전체의 응력을 고르게 분포시키고 단면을 감소시킬 수 있는 새로운 시공방법으로써 반력모멘트를 이용한 라멘구조물의 프리스트레싱 공법을 제안하고자 한다. 반력모멘트는 프리스트레싱에 의하여 휨모멘트가 도입된 보부재를 기둥과 연결한 후, 도입된 프리스트레스를 제거할 시에 라멘구조물에 발생하는 반력을 이용하여 보와 기둥의 이음부에서 발생하는 최대 부모멘트를 감소시키고 부재력을 보 전체에 고르게 분배하여 구조물의 내하성능을 증진시키는 공법이다. 본 연구에서는 제안된 반력모멘트를 이용한 철골구조물의 프리스트레싱 도입 공법의 검증을 위하여 실험적 검증 및 구조해석을 실시하여, 반력모멘트에 의한 라멘구조물의 부재력 재분배 효과 및 효율성을 확인하였다.


    The beam-column connection is the critical design section of general steel frame structures owing to the behavioral characteristics of the structural system. As most members of a frame structure are composed of rolled section beams, the cross-section of the beam members is governed by the negative bending moment near beam-column connections. Such a design concept leaves a redundant load-carrying capacity at the positive bending regions of the beam members leading to design inefficiency. Therefore, it is of utmost importance to redistribute the beam end moments and reduce the stresses at the beam-column connections for a more efficient design of steel frame structures. In this study, reaction-moment prestressing method (RMPM) was proposed for the innovative design and construction of steel frame structures. The RMPM is a prestressing method utilizing the elastic bending deformation of a beam member induced by temporary prestressing for the distribution of a relatively large bending moment to other sections for the efficient use of the beam section. By the application of the RMPM, the negative bending moment at the beam-column connections can be significantly reduced, ultimately leading to possible use of smaller beam sections. Through a series of model tests and numerical analyses of steel frame structures, the moment distributing effect and feasibility of the RMPM was verified.


  • 주제어

    반력모멘트 .   라멘형 철골구조물 .   부재력 재분배 .   프리스트레싱 공법.  

  • 참고문헌 (10)

    1. 경용수, 안병국, 방진환, 김문영(2005), H형강과 고강도 강판으 로 복합단면을 구성하는 프리스트레스트 플레이트거더의 개발, 한국강구조학회논문집, 한국강구조학회, 제17권 제5호, pp. 637-648     
    2. 김상효, 안진희, 김준환, 김형주(2006), 커버플레이트의 온도변형 을 이용한 강구조물의 다단계 프리스트레싱, 한국강구조학회논문집, 한국강구조학회, 제18권 제6호, pp. 783-792     
    3. Klaiber, F.W., Dunker, K.F., and Sanders, Jr. (1986) Post-Tensioning Distribution in Composite Bridges, Journal of the Structural Division, ASCE, Vol. 112, No. 11, pp. 2540-2553 
    4. 이유석(2000), PS 강봉에 의한 프리플렉스 보의 선압축 효과, 석 사학위논문, 인하대학교 대학원 
    5. 권대창(2001), 철골구조물에 대한 온도프리스트레싱 공법의 적용 성 연구, 석사학위 논문, 연세대학교 공학대학원 
    6. 구민세, 고기범(1997), H-beam을 이용한 Preflex 합성보에 관 한 연구, 1997년도 대한토목학회 학술발표회 논문집, 대한토 목학회, pp. 475-478 
    7. 김상효, 김준환, 안진희(2006), 다단계 온도프리스트레싱을 이용 한 강거더교의 보강에 관한 연구, 한국강구조학회논문집, 한 국강구조학회, 제18권 제6호, pp. 717-726     
    8. Saadatmanesh, H., Albrecht, P., and Ayyub, B.M. (1989) Experimental Study Prestressed Composite Beams, Journal of Structural Engineering, ASCE, Vol.115, No.9, pp.2348-2363 
    9. Hoadley, P.G. (1963) Behavior of Prestressed Composite Steel Beams, Journal of the Structural Division, ASCE, Vol.89, No.3, pp.21-34 
    10. Reagan, R.S and Krahl, N.W (1967) Behavior of Prestressed Composite Beams, Journal of the Structural Division, ASCE, Vol.93, No.6, pp.87-108 

 저자의 다른 논문

  • 안진희 (13)

    1. 2009 "커버플레이트를 이용한 다단계 온도프리스트레싱으로 보강된 합성보의 하중-저항성능 분석" 구조물진단학회지 = Journal of the Korea Institute for Structural Maintenance Inspection 13 (4): 159~169    
    2. 2009 "Perfobond rib 전단연결재가 설치된 강.콘크리트 합성보의 정적거동" 韓國鋼構造學會 論文集 = Journal of Korean Society of Steel Construction 21 (4): 421~432    
    3. 2010 "PSC 일체식 교대 교량의 거동특성 평가" 大韓土木學會論文集, Journal of the Korean Society of Civil Engineers. A. 구조공학, 원자력공학, 콘크리트공학 30 (a4): 361~373    
    4. 2010 "강합성 교량에 설치된 압전소자의 전력발생효과 분석" 韓國鋼構造學會 論文集 = Journal of Korean Society of Steel Construction 22 (5): 411~420    
    5. 2010 "편심 브라켓 설치 온도프리스트레싱 강재보의 하중저항 성능" 韓國鋼構造學會 論文集 = Journal of Korean Society of Steel Construction 22 (6): 563~572    
    6. 2010 "Evaluation on structural behaviors of prestressed composite beams using external prestressing member" Structural engineering and mechanics : An international journal 34 (2): 247~275    
  • 김준환 (4)

  • 김상효 (64)

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