상자형단면 접합부의 전단지연 파라메타 산정식

초록

최근 도시고가도로의 교각으로서 장소적 제약조건에 유리하고 공사기간을 단축할 수 있는 강재교각의 도입이 활발히 진행중에 있다. 이러한 강재교각의 상자형 단면 보-기둥 접합부에서는 플랜지와 복부판이 만나는 부근에 부가응력이 발생하게 되며, 이로 인하여 수직방향 최대 발생응력은 보 이론에 의한 값과 큰 차이를 나타내게 된다. 이는 플랜지의 연단에 복부판의 전단력이 전달됨으로써 발생하며 이러한 현상을 전단지연(shear lag) 현상이라고 한다. 이와 관련하여 Okumura(奧村) 등은 상자형 단면 보-기둥 접합부를 집중하중을 받는 단순보 모델로 이상화하여 급수를 이용한 전단지연 응력을 평가법을 제안하였다. 그러나 이는 접합부에서의 작용력을 캔틸레버보로 가정하여 산정하고 있는 기존의 설계 기본과정과 차이를 나타내기 때문에 잠정적으로 문제점이 내포되어 있다고 할 수 있으며, 상자형 단면 플랜지의 유효폭에 관한 충분한 검토를 행하지 못하고 있다. 또한 Nakai(中井) 등은 내민보 모델을 이용하여 전단지연 응력을 평가하고자 하였으나, 단순보 모델로부터 구한 Okumura의 전단지연 파라메타와 큰 차이가 없음을 알 수 있으며, 유효폭에 관한 검토가 또한 미진하다 할 수 있다. 즉 기존의 모델에서는 접합부의 특성을 적절히 반영하지 못하고 있으며, 그 가정이 접합부의 전단지연 응력을 정확히 계산해 내는데 한계를 가지고 있으므로 새로운 개념의 모델 도입이 요구되고 있다. 따라서 본 연구에서는 캔틸레버보의 응력함수에 관한 유효폭비()를 산정하고 이에 관한 폭-길이의비()와 단면적비의 영향을 검토하였다. 또한 접합부를 캔틸레버보로 모델화하여 부가모멘트와 유효폭 개념을 이용한 각각의 전단지연 파라메타를 제시하고 실험결과와의 비교를 통하여 그 타당성을 검토하였다.