지진을고려하지않은강구조보기둥접합부

Special Edition
특 집 기 사
지진을 고려하지 않은 강구조 보-기둥접합부
Beam-Column Connections before Earthquakes
오상훈*
Oh, Sanghoon

1. 소개

1)

건축구조물은 작용하중의 형태가 다양할 뿐만 아니라, 부재간의 상호작용에 의한 메커니즘이 매우 복잡하므로, 원활한 응력 흐름을 유도할 수 있도록 설계하는 것이 중요하다. 각 부재간의 접합은 응력이 작은 부분에서 이루어지는 것이 마땅하나, 그 접합부가 어떤 형태가 되었건, 가공 및 시공 등의 여건 등에 의해 응력이 가장 큰 곳에 접합부가 위치하고 있다. 따라서 보-기둥 접합부의 설계는 구조 설계에서 매우 중요하며, 기둥-보 접합부의 성능이 구조물 전체의 성능에 미치는 영향은 매우 크다.
철골 골조의 해석이나 설계에 있어 전통적인 방법은 보와 기둥의 접합부를 완전한 강접합 혹은 이상적인 힌지접합으로 가정하였다. 접합부가 강접합이라면 보와 기둥 사이의 상대적인 회전각은 ‘0’이며, 하중에 의한 보의 단부모멘트 전부가 기둥에 전달됨을 의미한다. 반면에 이상적인 힌지접합의 보는 단순 지지된 것처럼 거동하며, 보의 단부모멘트는 기둥에 전달되지 않는 것을 의미한다. 이와 같이 접합부의 거동을 완전 강접합 또는 이상적인 힌지접합으로 가정하면 골조의 해석 및 설계는 매우 단순해진다. 그러나 강접합은 접합부의 구속도를 과대평가하여 골조 전체의 횡변위를 과소평가할 우려가 있고, 보와 기둥에서 부재력을 과소평가 하는 결과를 가져올 수 있다.
실험을 통해 모든 보-기둥 접합부는 회전강성(rotational rigidity)을 가지며, 완전 강접합과 이상적인 힌지접합 사이에서 거동을 한다는 것이 입증되었다. 이 회전강성은 접합부의 …
허용응력도설계법에서는 다음과 같이 3가지 형식으로 골조를 구분하고 있다.

2. Type 2 또는 Simple Framing : 골조의 접합부는 구조물이 수직하중을 받을 때 작은 보나 큰 보의 접합부가 휨모멘트를 제외하고 단지 수직 전단력만을 기둥에 전달할 수 있으며 회전이 자유스럽다고 가정한다.

3. Type 3 또는 Semi-Rigid Framing : 골조의 접합부는 수직 전단력을 전달할 수 있고 또한 약간의 모멘트를 전달할 수 있는 능력을 가졌다고 가정한다.