파형강판의 최적단면 결정

Abstract

본 연구는 국내에서 사용되고 있는 대표적인 파형강판 단면에 대하여 구조적 성능을 검토해 본 후, 현재 국내 제강업체에서 생산 가능한 최대 강판 폭을 고려한 최적 형상의 파형강판 단면을 제안하였다. 파형강판 단면의 검토에는 AISI(1986)를 사용하여 강판의 전단력과 모멘트를 고려하여 최적 단면의 역학적 한계를 정하였고, 성형성과 형상, 성형 후의 강판의 폭과 성형 전의 강판의 폭의 비율을 고려하여 기하학적 한계를 정하였다. 기존 파형강판에 본 연구에서 개발한 최적단면 탐색 알고리즘을 적용하여 강판의 성능을 검토 해본 결과, 굽힘반지름이 76mm이고, 내부굽힘각이 50° 부근에서 허용하중과 단면이차모멘트가 가장 큰 값을 나타내는 것을 확인할 수 있었다. 또한 현재 국내의 강판 제작성을 고려하여 강판폭 1,550mm, 길이 4,700mm의 SS490 강재를 사용하여 최적단면 탐색 알고리즘을 적용한 결과, 기존 파형강판보다 두 배 이상의 성능을 발휘할 수 있는 새로운 단면들을 개발하였다.

In this paper, after studying structural performance for the representative corrugated steel plate used in Korea, we proposed the optimum shape for section of corrugated steel plate considering a width of steel plates that can be produced currently in the factory. Using AISI(1986) in examination for the performance of the corrugated steel plate, we determined the mechanical limit of the optimum sections considering shear force and bending moment of corrugated steel plate and also determined the geometric limit of them considering formability, shapes and ratio between width of steel plate before forming and that after forming. As a result of examination for performance of steel plate applying algorithm for searching optimal sections algorithm developed in this study to the existing representative corrugated steel plate, allowable force and moment of inertia indicated the maximum values at bending radius 76mm and internal bending angle 50°. And as an application result of the optimum design system that used SS490 with 1,550mm of width and 4,700mm of length considering current production situation in Korea, we developed the new section with more than 2 times of structural performance comparing with existing corrugated steel plate.