강구조물의 장기간 사용에 있어 가장 대표적인 노화현상의 하나로 부식손상을 들 수 있다. 그러나 부식 손상된 강재의 지속사용 여부 및 보수 보강 필요 여부를 판단하기 위한 잔존 내하력 평가법이 확립되어 있지 않은 실정이다. 본 연구에서는 부식손상으로 인한 단면결손 또는 두께감소의 정도가 H형 강재의 복부좌굴강도에 미치는 영향을 검토하고 잔존 복부좌굴하중 추정법을 제안하기 위하여, H형 강재의 복부좌굴실험과 유한요소해석을 실시하였다. 본 실험에서는 지하철 공사 현장에서 다년간 대기 노출로 인하여 부식 손상된 주형받침보를 절단한 H형 강재와 부식손상을 모사하기 위하여 인위적으로 복부 하단부의 부식손상 두께와 높이를 달리하여 제작한 H형 강재의 총 13개의 시험체를 사용하였다. 그리고 다양한 하중재하면적 또는 지지단면적을 모사하기 위해, 이들 중 5개의 시험체는 상부플랜지의 상면 전체에 걸쳐 압축하중을 전면재하 하였으며, 나머지 8개는 상부플랜지의 일부분에만 부분적으로 압축하중을 부분재하 하였다. 또한 이들 시험체에 대한 유한 요소해석을 수행하여 실험결과와 비교, 분석하였다. 그 결과, 복부의 부식두께 및 손상높이와 복부좌굴하중과의 상관관계를 정량화하였으며, 평균 부식감소량과 표준편차를 이용하여 H형 강재의 복부좌굴하중 감소계수를 추정할 수 있는 잔존 복부좌굴하중 추정법을 제안하였다.
The most typical deterioration of steel structures is corrosion damage. However, a method to evaluate residual load-carrying capacity of corroded steel structures is not yet established. It is difficult to check current serviceability and safety of the structures. In this study, compressive tests and finite element analyses were conducted on H-beams with corroded web. Then, the effect of corrosion damage on web crippling strength and evaluation methods of the web crippling strength are studied. Based on the tests, 4 H-beam specimens used in a subway construction site and 9 H-beam specimens with different web-thickness and damaged-height underwent compression-tests. To consider loading and supporting areas in the site, compressive loading was applied in the entire region of the upper and bottom flange in 5 H-beam specimens and applied partially on the regions of the upper and bottom flange in 8 specimens. The finite element analysis of 38 parametric model specimens simulating different corrosion damages was also carried out. From experimental and analytical results, the relationships between corrosion damages in the web and residual web crippling strength are presented. Factors web crippling strength was reduced are formulated by using residual average thickness and the standard deviation of the corroded web thickness. Also, a simple evaluation method of residual web crippling strength was proposed.
