Journal of Korean Society of Steel Construction (한국강구조학회 논문집)

Korean Society of Steel Construction (한국강구조학회)
권호 표지

Finite Element Analysis of Deformation Characteristics of the Shear Studs embedded in High Strength Concrete Slab of the Composite Beam

전단스터드의 변형특성에 관한 유한요소해석 -고강도 콘크리트를 사용한 합성보-

  • Received : 2007.07.03
  • Accepted : 2007.10.02
  • Published : 2007.10.27
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Abstract

When the material strength and ductility of shear studs is sufficient to carry the interface shear force, the composite beam can behave safely without premature structural failure in the interface and without ultimate moment reduction. In this study, the influence of the deformation capacity of shear studs embedded in high-strength concrete on structural behavior and design condition of composite beam is analyzed using FEM. In the analysis, load type, degree of shear connection and arrangement of studs are considered as analysis parameters. According to analysis results, in the case of partial interaction,the deformation capacity of studs embedded in high-strength concrete should be considered together with material strength. Especially in the case of uniform arrangement of studs and uniformly distributed load, a minimum available degree of shear connection is restricted by the deformation capacity of studs. In this case,shear studs should be arranged in consideration of the distribution of shear force at the composite section.

합성보가 구조적으로 안전하게 거동하고, 합성단면이 고유의 극한모멘트를 발휘하기 위해서는 전단연결재의 강도뿐만아니라 연성적 거동이 전제조건으로 작용한다. 본 연구에서는 고강도 콘크리트가 사용된 합성보에서 하중형태, 합성율 및 전단스터드의 배치를 달리 하였을 때 일반강도 콘크리트가 사용된 경우에 비해 비교적 적은 스터드의 변형능력이 구조거동 및 설계조건에 미치는 영향을 유한요소해석을 통해 분석하여 보았다. 해석결과에 따르면 고강도 콘크리트를 사용한 합성보의 부분합성 설계에서는 스터드 자체의 강도와 상대변위로 평가되어지는 변형능력이 함께 고려되어야 한다. 특히, 스터드가 등간격으로 배치된 합성보에 등분포 또는 유사 형태의 하중이 작용할 경우 스터드의 변형능력이 합성설계에 대한 제약조건으로 작용하며 이러한 경우 스터드는 외부하중에 대한 전단력의 분포를 고려하여 배치되어야 한다.

Keywords

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