접합부의 성질을 고려한 볼 접합 단층 래티스 돔의 탄소성 좌굴해석

초록

단층 래티스돔 부재의 접합방식은 좌굴 내력에 영향을 준다. 부재들은 각각 용접, 볼트, 나사, 키, 접합제,홈, 핀, 프레스 등에 의해서 접합되지만 해석상의 용이함을 위해서는 일반적으로 접합부에 휨 모멘트를 완전히 전달하는 강접합 래티스돔과 휨 모멘트를 전혀 전달하지 못하는 핀접합 래티스돔으로 가정된다. 실제 돔 형상에 있어서는 [그림 1]에서와 같이 제작 및 시공이 간단한 mero system을 주로 사용하고 있다. mero system은 내부에 나사구멍이 있는 철제 구와 원추형 단부를 갖는 둥근 튜브부재를 볼트 등으로 연결하여 한 절점에 다수의 부재가 결합되는 시스템으로서 접합부는 핀접합과 강접합의 중간적인 반강접합의 성질을 갖는다. 이러한 반강접합 성질을 고려한 연구의 예로는 T. SUZUKI1)의 볼접합 단층 래티스돔의 좌굴실험 및 탄소성 좌굴해석, K. HEKI2)의 볼죠인트를 사용한 복층 입체트러스의 막형 실험, 접합부의 강역과 회전스프링을 고려한 탄성좌굴해석, T. UEKI3)의 단층 래티스돔의 재하실험 및 탄소성 좌굴해석 등이 있다. 이러한 연구결과에 따르면 볼접합 단층 래티스돔은 강접합인 경우의 해석결과에 비해 좌굴내력이 낮으며, 이 차이는 접합부의 성질에 기인하는 것으로 나타났다. 따라서, 본 논문에서는 먼저 반강접합된 단층 래티스돔의 탄소성 좌굴하중을 구한 후 T. UEKI의 연구 결과와 비교하여 그 타당성을 입증하였으며, 나아가 접합부의 영향을 3가지 측면 -강역의 길이, 접합부의 풀림, 접합부의 직경-으로 고려하여 기하학적 및 재료적 비선형 좌굴해석을 하였다. 또한 해석결과로부터 초기 항복이 일어난 접합부의 단면 변화에 따른 탄소성 좌굴하중을 구하고 그에 따른 변형형상을 분석하였다.