세장판요소를 갖는 스테인리스강 각형강관 압축재의 좌굴내력에 관한 실험적 연구

Abstract

이 연구에서는 오스테나이트계 스테인리스강 각형강관(STS304 TKC) 압축재의 좌굴내력을 조사하기 위해 중심압축력실험을 수행하였다. 2종의 각형강관의 폭두께가 큰 세장판 요소 단면으로 구성되며 실험체의 주요 변수는 각형강관의 폭과 길이이다. 최대내력 시점에서 전체좌굴이 발생한 폭이 50 mm이고 길이가 2,000 mm인 실험체를 제외하고는 모두 국부좌굴이 발생하였다. 세장판 요소로 구성된 각형강관 압축재로 단주 실험체에서 조기에 국부좌굴이 발생하여 압축재료항복강도가 인장 재료항복강도보다34 % 낮아 기준좌굴내력이 과소평가되었다, 냉간성형 스테인리스강에 대한 유럽기준(EC3), 미국토목학회기준(SEI/ASCE 8-02, SEI/ASCE 8-22)와 냉간성형 탄소강에 대한 미국철강협회 기준(AISI S100)에 의한 좌굴내력과 실험내력을 비교하였다. 인장재료시험을 반영한 EC3식에 의한 좌굴내력이 실험내력에 안전측면에서 가장 근접한 것으로 확인되었다.

In this study, experiments of austenitic stainless steel (STS304 TKC) SHS(square hollow section) compression member under concentric axial loading were conducted to investigate buckling strength. Specimens are composed of slender section with large width-to-thickness ratio and same plate thickness. Main parameters are column length and width. Most of specimens except one with 50 mm width and 2,000 mm length and global buckling failed by local buckling. Yield strength obtained from compressive material tests of stub column got lower by 34 % than that of tensile coupon test results. The test buckling strengths were compared with those predicted by current stainless steel design specifications (American Society of Civil Engineers [ASCE] and Eurocode [EC3]) for stainless steel compressive members, American Iron and Steel Institute (AISI) code for carbon steel. It is known that design strengths with tensile material test data were close to test buckling strengths.