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표제지
목차
제1장 서론 14
1.1. 연구배경 및 목적 14
1.2. 연구내용 및 범위 15
1.3. 기대효과 15
1.3.1 경제적 · 사회적 측면 16
1.3.2 기술적 측면 16
제2장 이론적 고찰 17
2.1. 피로 해석 이론 17
2.1.1. S-N선도의 개념 17
2.1.2. 설계 S-N곡선의 결정 방법 21
2.2 각 국가별 피로설계기준 25
2.2.1. AASHTO 피로설계기준 25
2.2.2. JSSC 피로설계기준 27
2.2.3. EUROCODE 3 피로설계기준 29
제3장 TMCP 강재 31
3.1 개요 31
3.2. TMCP의 특성 32
3.2.1. TMCP 32
3.2.2. TMC강재의 적용 33
3.2.3. 건축구조용 TMC강재 35
3.3 용접부의 피로 41
제4장 피로 시험 44
4.1. 개요 44
4.2. 실험기기 45
4.3. 시험체 제작 47
4.3.1. 피로시험체의 결정 47
4.3.2. 강재의 물성 48
4.3.3. 시험체의 기하학적 형상 50
4.4. 실험방법 52
4.4.1. 하중 재하 조건 52
4.4.2. 시험체 거치 54
4.4.3. 정적재하시험 56
4.4.4. 피로 시험 59
제5장 시험결과 및 분석 61
5.1. SM520C-TMC 피로시험 분석 61
5.2. 판두께별 맞대기 용접부 피로강도 평가 81
5.3. 국내·외 피로설계기준에 따른 피로강도 평가 83
5.3.1. 도로교설계기준 & AASHTO 비교·분석 83
5.3.2. 일본(JSSC) 피로설계기준 비교·분석 85
5.3.3. 유럽(EUROCODE 3) 피로설계기준 비교·분석 86
5.3.4. 국내·외 피로설계기준 비교·분석 결과 86
5.4. 용접방법에 따른 피로강도 평가 89
5.5. 판두께별 및 용접방법에 따른 파단면 분석 91
제6장 결론 95
참고문헌 97
ABSTRACT 99
감사의 글 101
표 2.1. 도로교설계기준 및 AASHTO 피로설계기준 26
표 2.2. 횡맞댐 용접이음부에 대한 피로설계기준 28
표 2.3. 기본허용응력범위(수직응력을 받는 이음), m=3 28
표 2.4. 횡 맞대기 용접상세 30
표 3.1. 모재와 용접부의 설계기준강도 34
표 3.2. TMC강재의 특성 37
표 3.3. TMC강재의 화학성분 38
표 3.4. TMC강재의 재료의 물성 DB 40
표 3.5. 용접결함의 종류와 그 요인 41
표 3.6. 용접부에서의 응력집중부 (점선으로 표시된 곳) 43
표 4.1. 피로시험기 용량 46
표 4.2. 시험 변수 48
표 4.3. SM520강재의 화학성분 48
표 4.4. 열가공제어강(-TMC)의 기계적 성질 49
표 4.5. 판두께에 따른 강재종류 선정 기준 49
표 4.6. 판두께에 따른 기준항복점 및 인장강도 50
표 4.7. SM520-TMC 시험체 수량 50
표 4.8. SM520-TMC 시험체 형상 51
표 4.9. 맞대기 용접부의 용접 상세 52
표 4.10. 하중 재하 조건 53
표 4.11. 맞대기 용접부의 예상 파단횟수 60
표 5.1. 응력범위별 피로수명(SM520 TMC t=80mm) 63
표 5.2. 응력범위별 피로수명(SM520 TMC t=60mm) 71
표 5.3. 응력범위별 피로수명(SM520 TMC t=40mm) 74
표 5.4. 응력범위별 피로수명(SM520 TMC t=20mm) 78
표 5.5. 판두께에 따른 맞대기용접부의 피로응력 범위 82
표 5.6. 응력의 종류 및 범주 83
표 5.7. 횡맞댐 용접이음부에 대한 피로설계기준 85
표 5.8. 횡맞대기 용접상세 87
표 5.9. 국내·외 피로설계기준과 비료 88
표 5.10. 응력범위별 파단면 Ratio 92
그림 2.1. 피로 시험에 이용되는 응력과 시간의 관계 17
그림 2.2. 하중 재하 조건과 응력비 R 19
그림 2.3. S-N 선도 19
그림 2.4. 피로시험 결과와 설계 S-N곡선 22
그림 2.5. AASHTO 피로설계곡선 25
그림 2.6. JSSC 피로설계곡선 (수직응력을 받는 이음) 27
그림 2.7. EUROCODE 3 피로설계 곡선 29
그림 3.1. TMCP의 모식도 (Accelerated Cooled Type) 32
그림 3.2. TMC강재와 일반 강재의 탄소당량과 강도의 관계 34
그림 3.3. TMC강재와 저온균역 감수성 35
그림 3.4. 용접결함의 종류 42
그림 3.5. 용접부에서의 응력집중부 (점선으로 표시된 곳) 43
그림 4.1 1000kN 피로시험기 45
그림 4.2 2000kN 피로시험기 46
그림 4.3 시험체 거치방법 54
그림 4.4 Gage numbering 56
그림 4.5 Gage 위치 57
그림 4.6 정적재하 시험 방법 58
그림 4.7 침투 탐상액 59
그림 4.8 침투 탐상 59
그림 5.1 균열형태 62
그림 5.2 시험편 80-S-2 (토우균열) 64
그림 5.3 시험편 80-S-2의 파단면 64
그림 5.4 시험편 80-S-6의 파단면 65
그림 5.5 시험편 80-S-8 (종방향균열) 66
그림 5.6 시험편 80-S-8의 파단면 66
그림 5.7. 시험편 80-F-4 파단 위치 67
그림 5.8. 시험편 80-F-4 (루트균열) 67
그림 5.9. 시험편 80-F-4의 파단면 68
그림 5.10. 시험편 80-F-7 (토우균열) 69
그림 5.11. 시험편 80-F-7의 파단면 69
그림 5.12. SM520C-TMC강의 S-N선도 (t=80mm) 70
그림 5.13. 시험편 60-F-8의 파단면 72
그림 5.14. SM520C-TMC강의 S-N선도 (t=60mm) 73
그림 5.15. 시험편 40-S-6의 파단면 75
그림 5.16. 시험편 40-F-7의 파단면 76
그림 5.17. SM520C-TMC강의 S-N선도 (t=40mm) 77
그림 5.18. 시험편 20-F-9의 파단면 79
그림 5.19. SM520C-TMC강의 S-N선도 (t=20mm) 80
그림 5.20. 두께에 다른 S-N선도 81
그림 5.21. S-N선도(AASHTO) 및 회귀선 84
그림 5.22. S-N선도(JSSC) 86
그림 5.23. S-N선도(EUROCODE 3) 87
그림 5.24. 용접방법에 따른 S-N선도 89
그림 5.25. 40-S-8 시험편의 파단면 91
그림 5.26. SM520-TMC 강의 피로파단 Ratio (SAW) 93
그림 5.27. SM520-TMC 강의 피로파단 Ratio (FCAW) 94
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