R&D최종보고서
| 과제고유번호 | 201818CTAP-C129793-02 | |||||
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| 연구사업명 | 국토교통기술촉진연구사업 | |||||
| 연구과제명 | 수평파형 강판을 복부판에 적용한 성능맞춤형 콘크리트-강합성 복합거더 설계기술 개발 | |||||
| 총 연구기간 | 2017-04-01 ~ 2018-12-31 | |||||
| 연구책임자 | 이성철 | |||||
| 당해년도 참여 연구원수 |
4명 | 총 연구기간 참여 연구원수 |
8명 | |||
| 당해년도 연구비 |
정부 : 220,000,000 원 기업 : 80,000,000 원 계 : 300,000,000 원 |
총연구비 | 정부 : 370,000,000 원 기업 : 130,000,000 원 계 : 500,000,000 원 |
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| 연구기관명 | 동국대학교산학협력단 | |||||
| 등록 발간번호 | - | |||||
| ISBN | - | |||||
| 주요 내용 |
본 연구에서는 기존 수직파형 복부판의 단점을 개선하며 국부좌굴(휨좌굴, 전단좌굴) 강도가 우수한 신개념 수평파형 복부판을 개발하고, 이를 적용하여 성능맞춤형 강/콘크리트합성 복합거더에 적용하 고자 함 수평파형 복부판의 장점 ☞ 수평파형 복부판이 휨강성에 기여하므로 형고를 낮출 수 있으며, 경제성 향상 ☞ 수평파형으로 절곡하면 복부판 폭이 10m 이상까지 가능하여, 제작시간/비용 대폭 절감 ☞ 용접선이 직선으로 콘크리트와 합성을 위한 플랜지 용접비용 절감 [ [최종목표] 본 연구의 최종목표는 『수평파형 강판을 복부판에 적용한 성능맞춤형 콘크리트-강합 성 복합거더 설계기술 개발』이며 이를 위하여 다음과 같은 단계별 세부목표를 설정 함. ☞ 콘크리트거더 복부판에 적용 가능한 신개념 수평파형 복부판 설계기술 개발 ☞ 실험을 통한 수평파형 복부판의 구조성능 검증 ☞ 수평파형 복부판과 콘크리트와의 합성을 위한 최적연결 방법 ☞ 실험을 통한 합성연결 상세 검증 복부판의 절곡 형상 및 한계 각도를 제공하여 설계에 반영가능하도록 할 예정임. [연구내용 및 범위] 1차년도: ♣ 수평파형 복부판은 다음의 3가지 기본 요구조건을 만족해야 함: ① 휨 및 전단에 의한 국부좌굴강도가 강재의 항복강도를 상회하여, 보강재 없이 강재의 항복강도를 100% 발휘할 수 있어야 함 ② 지압강도가 우수해야 함 ③ 제작성 및 경제성이 우수해야 함 ♣ 주요 연구내용 ☞ 구조해석을 통하여 수평파형 복부판의 높이, 강종(항복강도) 및 두께 별로 요구조건 ①을 만족하는 여러 수평파형 복부판 형상을 도출함 ☞ 제작성 및 경제성 분석을 통하여 요구조건 ③을 만족하는 최적형상을 결정 ☞ 지점부 및 하중집중부에서 필요한 요구조건 ②를 만족하는 최적 보강방안 도출 2차년도: ♣ 주요 연구내용 ☞ 1차년도에 개발된 수평파형 복부판의 구조성능을 검증하기 위하여, 강거더에 적용한 실험체를 제작하고실험을 수행함 ☞ 기존 수직파형 복부판에 적용된 합성방법을 연구 검토하여, 신개념 수평복부판에 적합한 효율적인 합성방법을 개발함 종합: ♣ 유한요소해석 연구를 통한 수평파형 복부판의 최적형상을 개발 ☞ 구조해석을 통하여 수평파형 복부판의 높이, 강종(항복강도) 및 두께 별로 국부좌굴강도가 강재항복강도를 초과하는 여러 수평파형 복부판 형상을 도출함 ☞ 제작성 및 경제성 분석을 통하여 제작성 및 경제성이 우수한 최적형상을 결정 ☞ 지점부 및 하중집중부에서 필요한 지압강도가 우수한 최적 보강방안 도출 ♣ 개발된 수평파형 복부판을 거더에 적용하는 구조성능 및 적용성 검증 ☞ 1차년도에 개발된 수평파형 복부판의 구조성능을 검증하기 위하여, 강거더에 적용한 실험체를 제작하고 실험을 수행함 ☞ 기존 수직파형 복부판에 적용된 합성방법을 연구 검토하여, 신개념 수평복부판에 적합한 효율적인 합성방법을 개발함 (1) 제작성, 경제성 및 좌굴강도가 우수한 최적 수평파형 형상 개발 ♣ 휨좌굴 및 전단좌굴을 포함한 국부좌굴강도가 우수한 다양한 파형형상 안을 유한요소 좌굴해석을 통하여 도출함 ♣ 경제성 및 제작성을 고려하여 복부판의 높이, 두께 및 항복강도 별 최적 파형형상 선정 (2) 강거더 모형실험을 통한 파형강판의 구조성능 검증 ♣ 구조성능 검증의 효율성 제고를 위해, 개발된 수평파형 복부판을 보다 제작이 용이한 강거더에 적용하여 구조성능(휨, 전단, 지압)을 검증함 ♣ 강거더 설계/제작 ♣ 실험을 통한 검증 (3) 수평파형 복부판과 콘크리트 슬래브 합성작용을 위한 최적 연결방법 개발 ♣ 완벽한 합성작용을 위하여 수평파형 복부판과 콘크리트 슬래브를 효율적으로 연결하기 위한 설계상세 개발 (4) 축소 모델 (Bench scale) 실험을 통한 구조성능 및 적용성 검증 ♣ 단순지지 합성거더 모델(Bench scale model) 설계 및 해석을 통한 검증 ♣ 축소 모델 제작 ♣ 실험을 통한 검증 |
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| 색인어 | 한글 | 국부좌굴 | 다이아프램 | 수평파형 복부판 | 콘크리트 복부판 | 합성연결 |
| 영문 | Local buckling | Diaphragm | Horizontally waved web | Concrete web | Composite connection | |
| 최종보고서 | 2 최종보고서.pdf | |||||