철강의 내진성능

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 1322(2023) 이 기사 인용

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실제 엔지니어링에서는 기둥의 다양한 배치로 인해 단면화재, 인접 또는 관련된 양면화재, 삼면화재 등 불균일한 화재 경계 상황이 발생합니다. 본 논문에서는 불균일 화재에 노출된 SRCFST 부재의 내진성능을 유한요소 시뮬레이션 방법으로 조사하였다. 우선, 불균일 화재에 따른 부재의 P-Δ 곡선, 연성계수, 강성, 에너지소산을 조사하였다. 화재 표면의 수가 감소함에 따라 단면 중앙의 최대 화재 온도가 감소하고 손상이 감소하며 강성 저하가 감소하고 에너지 소산 능력이 증가합니다. 다음으로 SRCFST 부재의 각 부재의 하중분포를 삼면화재를 예로 들어 계산한 결과, 화재 후 내진성능은 강관이 가장 지배적인 역할을 하고, 강구, 콘크리트 순으로 가장 작은 것으로 나타났다. . 마지막으로 연성계수에 영향을 미치는 주요 변수에 대한 모수적 연구를 수행하였다.

강철 강화 콘크리트 충전 강철 튜브(SRCFST)는 탁월한 기계적 품질로 인해 엔지니어링에 사용될 가능성이 높습니다. 전형적인 단면 형태는 그림 1과 같다. 이러한 유형의 부재의 설계 방법을 개선하고 적용을 촉진하기 위해 학자들은 상온에서 SRCFST 기둥의 기계적 특성에 대한 광범위한 연구를 수행해 왔다. 축 방향으로 압축된 SRCFST 부재는 Wang et al.1,2,3,4의 실험적 조사 대상이었으며, 그 결과 강철 뼈가 기둥의 연성 및 지지력을 크게 증가시킬 수 있음이 밝혀졌습니다. Xu 등5은 SRCFST 축방향 압축 짧은 기둥에 대한 유한 요소 해석을 수행했습니다. 궁극적인 평형 이론을 바탕으로 Ding et al.6은 짧은 SRCFST 컬럼을 축 방향으로 누르는 동안 운반 능력 방정식을 개발했습니다. Zhu et al.7,8은 이론적인 접선 계수 접근 방식을 기반으로 SRCFST 축 압축 긴 기둥의 실제 길이 대 세장비 및 탄소성 지지력에 대한 압축 공식을 만들었습니다. SRCFST 컬럼에 대한 단방향 바이어스 압력 테스트, Wang 등9은 힘 메커니즘과 손상 형태를 조사했습니다. 내부 강철 단면을 갖춘 자가 ​​압축 고강도 콘크리트는 편심 테스트 조사10의 대상이었으며, 그 결과 편심이 이러한 구성 요소의 하중 지지 능력에 영향을 미치는 요소인 것으로 나타났습니다. 오프셋 적재 내에서 SRCFST의 관리 및 지속 가능성에 대한 수치 계산을 수행한 후 Eurocode 4의 모델이 이러한 유형의 하중을 견딜 수 있는 능력을 상당히 과소평가했다는 사실을 발견한 후 SRCFST의 하중 운반 능력에 대한 예측 모델이 제시되었습니다11. 회원의. SRCFST의 굽힘 거동에 대한 유한 요소 조사에서 Wang et al.12은 내부에 맞는 프로파일 강철이 양의 축 이동과 콘크리트 굽힘 균열의 성장을 방지한다는 것을 발견했습니다. Zhao 등13은 압축 성형 부품의 강철 강화 고강도 콘크리트 충진 강철 튜브에 대한 측정 방법을 만들었습니다. 이어서, 전단14 및 비틀림15에 노출된 내부 매칭 강관 콘크리트 기둥과 강관 콘크리트 기둥의 기계적 특성을 순차적으로 검토하였다. Wang et al.16,17은 부재에 대한 1차 응력 외에도 압축-비틀림 및 압축-굽힘-전단의 복잡한 하중에 대한 SRCFST 노출의 기계적 특성을 탐색하기 위해 시험 절차와 수치 계산을 사용했습니다. Xu 등18은 SRCFST 부재의 히스테리시스 성능 연구에서 프로파일 강재의 첨가로 인해 SRCFST 부재의 강성, 최대 하중 및 변형 성능이 기존 CFST 기둥보다 우수한 것으로 나타났습니다. Xian et al.19,20의 연구에 따르면 단면별, 충격속도, 충격방향별 수평충격하중 하에서 SRCFST 기둥의 동적응답에 대해 우수한 내충격성을 나타내는 물질로 나타났다. 최근 몇 년 동안 이러한 부품의 내화성 및 내화성 설계에 대한 연구 결과의 수도 증가했습니다. 불균일한 화재 및 전체 화재 과정에서 SRCFST 요소의 내화성에 대한 유한 요소 연구는 Han et al.21,22,23에 의해 수행되었습니다. Meng 등24,25은 이러한 종류의 부품의 내화성에 대한 실험적 조사를 수행했습니다. SRCFST의 잔존지지력 역시 ISO-834 표준 화재 이후 수치적으로 계산되었으며,26 다양한 화재 노출 기법에 따른 정사각형 내부 정합 단면 철골 및 강관 콘크리트 기둥의 잔존 강도 지수를 예측하는 공식을 제안했습니다. SRCFST의 화재 후 내진 성능은 Han et al.27에 의해 연구되었으며, SRCFST 부재가 화재를 받은 일반 CFST 부재보다 내진 성능이 더 우수하다는 것을 발견했습니다.