국부좌굴 현상을 고려한 강판 콘크리트 패널의 효율적인 스터드 배치 간격 설정
Determination of Efficient Shear Stud Spacing in Steel-Concrete Panel(SCP) considering Local Buckling Behavior
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초록
본 논문에서는 국부좌굴 현상을 고려하여 강판 콘크리트 패널(SCP)의 유한요소 해석을 수행하고 설계지침과 비교하여 전단 스터드의 효율적인 스터드 배치 간격을 연구하였다. 강판 콘크리트 구조의 설계 및 기술기준은 전단 균열의 전개와 국부좌굴 현상을 방지하기 위하여 스터드의 최대 간격을 제한하고 있으나 이는 기존 강재-콘크리트 합성 구조의 설계기준을 토대로 산정되었다. 이에 유한요소 해석 프로그램을 이용한 강판 및 SCP의 국부좌굴 부재 해석을 통하여 스터드 최대 배치 간격을 구하고 설계지침에서 제시한 값과 비교하였다. 먼저, 단일 강판에 대하여 국부좌굴 해석을 수행하여 판좌굴 이론과 비교 검증하였고, 연속적인 스터드 배치에 따른 영향을 확인하기 위하여 다수의 강판이 연결된 경우에 대하여 해석을 수행하였다. 또한 강판 콘크리트 구조에서 콘크리트의 영향 및 합성 거동에 따른 영향을 확인하기 위하여 강판 콘크리트 구조를 모델링하고, 국부좌굴이 발생하지 않는 스터드 배치 최대 간격을 구하여 설계지침과 비교하였다.
Abstract
In this paper, finite element analysis of Steel-Concrete panel(SCP) was conducted considering the local buckling behavior and the optimized design of shear studs arrangement was studied by comparing with design guidelines. If the spacing of the studs of SCP is widened, it is easy to be manufactured and the weight fo members become lighter. On the other hand, the steel plate would be vulnerable to the local buckling behavior. Therefore, the guidance and design of SCP limit the maximum spacing of the studs to prevent the development of shear cracks and local buckling, however this is based on the design criteria of the other composite structures. Parameter studies with changes in stud spacing on steel plate and SCP are conducted and the obtained result was compared with values given in design guidelines.
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