±â¼úÀÚ·á: ¿ëÁ¢ ±¸Á¶¹°ÀÇ ÇǷμö¸í Çâ»ó ±â¹ý(¥°) |
¹«´ÜÀüÀç & Àç¹èÆ÷ ±ÝÁö - Á¦ÈÞ.Á¦¾È&±¤°í¹®ÀÇ: Copyright ¨Ï ¿ù°£ [¿ëÁ¢Àú³Î] |
¿ëÁ¢ ±¸Á¶¹°ÀÇ ÇǷμö¸í Çâ»ó ±â¹ý(¥°) ¿ëÁ¢ ¿¬°áºÎÀÇ ¼³°è Methods for Fatigue Strength Improvement of the Weld Structure(¥°) Design of Welded Joints ±è¿ë, À̺¸¿µ(Yong Kim and Bo-Young Lee) |
1. ¼ ·Ð
ÃÖ±Ù¿¡ ±â°è ¹× ±¸Á¶¹°ÀÇ ´ëÇüÈ, °æ·®È µÊ¿¡ µû¶ó »ç¿ëÁ¶°Ç ¹× »ç¿ë ȯ°æÀÌ °¡È¤ÇØÁö°í ¼³°èÁ¶°ÇÀÌ ¾ö°ÝÇØÁö¸é¼ ±â°è ±¸Á¶¹°¿¡¼ÀÇ ÇǷμջó »ç·Ê°¡ ¸¹ÀÌ ¹ß°ßµÇ°í ÀÖ´Ù. ÀÌ¿¡ µû¶ó ¿À·¡ÀüºÎÅÍ ¸¹Àº ¿¬±¸Àڵ鿡 ÀÇÇؼ ¿ëÁ¢ ±¸Á¶¹°ÀÇ ¼ö¸íÇâ»ó ¹æ¾ÈÀÌ ¿¬±¸µÇ¾î ¿ÔÀ¸¸ç ±× °á°ú ´Ù¾çÇÑ ±â¼úÀÌ Á¦¾ÈµÇ¾ú´Ù. ¶ÇÇÑ ±¹Á¦¿ëÁ¢ÇÐȸ ¿¡¼´Â ½ºÆ¿°ú ¾Ë·ç¹Ì´½ ¿ëÁ¢ ±¸Á¶¹°ÀÇ ÇǷΰµµ Çâ»ó ¹æ¾È¿¡ ´ëÇØ ±ÔÁ¤ÇÏ¿´À¸¸ç º» ±â°í¿¡¼´Â AWS D1.1 °±¸Á¶¿ëÁ¢ÄÚµå ¹× IIW Recommendation¿¡ ±ÔÁ¤µÈ ³»¿ëÀ» ¹ÙÅÁÀ¸·Î 2ȸ¿¡ °ÉÃÄ ¿ëÁ¢ºÎÀÇ ¼³°è ¹× ¼ö¸íÇâ»ó±â¹ý¿¡ ´ëÇØ °£·«ÇÏ°Ô ¼³¸íÇÏ°íÀÚ ÇÑ´Ù. º»È¸¿¡¼´Â ù°·Î ¿ëÁ¢ºÎÀÇ ¾ÈÀü¼³°è ¹æ¾È¿¡ ´ëÇØ ±â¼úÇÏ¿´´Ù. 2. ¿ëÁ¢ ¼³°è ¿ëÁ¢ ±¸Á¶¹°ÀÇ ÇǷμջ󿡼 ÆļÕÀÇ ¹ß»ýÁ¡Àº ÀϹÝÀûÀ¸·Î ¿ëÁ¢ µ¡»ìÀ̳ª ÇÊ·¿¿ëÁ¢ÀÇ Åä¿ìºÎ ¶Ç´Â ±¸¸ÛÀ̳ª °³±¸ÀÇ Çʸ´ºÎ µî°ú °°ÀÌ ±âÇÏÇÐÀûÀ¸·Î Çü»óÀÌ ±Þº¯ÇÏ´Â °÷ÀÌ´Ù. ¹ß»ý¿¡ ±â¿©ÇÏ´Â ÇÏÁßÀº ¿ÀÀÛµ¿ ¹× ¼³°èÁ¶°ÇÀ» ÃÊ°úÇÑ ¹Ýº¹ÇÏÁß, ¿¹±âÄ¡ ¸øÇß´ø ¿ÀÀ·ÂÀÇ ¹Ýº¹, ºÎ½Ä¿¡ ÀÇÇÑ ÆÇ µÎ²²ÀÇ °¨¼Ò¿¡ µû¸¥ ÀÀ·ÂÀÇ Áõ°¡, ¼³°è ½Ã °í·ÁÇÏÁö ¸øÇß´ø ÀÜ·ùÀÀ·ÂÀÇ Áßø µîÀÌ´Ù. ÀÌ·¯ÇÑ ÇÇ·Î ¼Õ»óÀ» ¹æÁöÇϱâ À§Çؼ´Â ¼³°è ´Ü°è¿¡¼ºÎÅÍ ¸¹Àº °ËÅä°¡ ÀÌ·ïÁ®¾ß ÇÑ´Ù. ¿ëÁ¢ ¼³°è(design in welding)¶õ ±â°è ¶Ç´Â ±¸Á¶¹° ±âŸ °¢Á¾ ¼³ºñ¸¦ ¿ëÁ¢À» ÀÌ¿ëÇÏ¿© Á¦ÀÛÇÏ´Â °æ¿ì ±× Á¦Ç°ÀÌ »ç¿ë ¸ñÀû¿¡ ÀûÇÕÇÑ ±â´ÉÀ» ÃæºÐÈ÷ ¹ßÈÖÇÏ°í ¶ÇÇÑ ¿°°¡·Î µÉ ¼ö ÀÖµµ·Ï Àç·á, Çü»ó, Å©±â¶óµçÁö ±× ¹ÛÀÇ ¸ðµç °ÍÀ» °áÁ¤ÇÏ´Â °ÍÀÌ´Ù. ¿ëÁ¢Àº ±Ý¼Ó Á¢ÇÕ¹ýÀÇ ÃÑ¾Æ·Î½á ±× ¿ì¼ö¼ºÀÌ ÀÎÁ¤µÇ°í ÀÖ´Ù°í Çصµ ¿ëÁ¢¼ºÀÌ ³ª»Û Àç·á¸¦ ¼±Á¤Çß´Ù¸é ¿ëÁ¢Àº °á±¹ ±× ¼º´ÉÀÌ ³ª»Ü ¼ö ¹Û¿¡ ¾øÀ¸¸ç ¿ëÁ¢±¸Á¶¹°Àº ¿À» ¼ö¹ÝÇÑ ¾ß±ÝÇÐÀû º¯È¸¦ Á¶Á÷ ³»ºÎ¿¡ °¡Á®¿Ã »Ó ¾Æ´Ï¶ó ÀÜ·ùÀÀ·ÂÀÇ Á¸Àç·Î ÀÎÇØ ³ëÄ¡ºÎ¿¡ Ã뼺Æı«°¡ »ý±æ È®·üÀÌ ³ô´Ù. µû¶ó¼ ÀÌ·¯ÇÑ °áÁ¡À» º¸¿ÏÇϱâ À§ÇÏ¿© ÀÌÀ½ÀÇ Çü»óÀ̳ª ¿ëÁ¢ ȨÀÇ Çü»óÀÌ °áÁ¤µÇ¾î¾ß Çϸç, ¿ëÁ¢±¸Á¶¹°ÀÇ Æ¯¼º¿¡ µû¸¥ ¿ëÁ¢¹ýÀÇ Ã¤Åðú ¿ÀÇ ÁýÁß°ú ¿º¯ÇüÀ» °¨¼ÒÇϱâ À§ÇÑ ÃÖÀûÀÇ ¿ëÁ¢ ¼ø¼°¡ °ËÅäµÇ¾î¾ß ÇÑ´Ù. ±×¸²1¿¡´Â ¿ëÁ¢¼³°è¿¡ ÀÖ¾î ´ëÇ¥ÀûÀ¸·Î »ç¿ëµÇ´Â ¸Â´ë±â ¹× ÇÊ·¿¿ëÁ¢ ÀÌÀ½ºÎ¿¡¼ÀÇ ÈûÀÇ Àü´Þ¿¡ ´ëÇØ µµ½ÄÇÏ¿´´Ù. ÇÊ·¿ ¿ëÁ¢ÀÌÀ½ºÎ ¶ÇÇÑ ¸Â´ë±âÀÌÀ½ºÎ¿Í °°ÀÌ º¸±â¿¡´Â ¸Å¿ì ´Ü¼øÇغ¸À̳ª ¿ëÁ¢ºÎ ´Ü¸éÀ» ±âÁØÀ¸·Î º¸¸é ±âÇÏÇÐÀûÀ¸·Î º¹ÀâÇÑ Çü»óÀ» ÇÏ°í ÀÖ´Ù. ÀÌ¿¡ µû¶ó ¿ëÁ¢ºÎ¿¡¼ÀÇ ÀÀ·Â È帧Àº ¸Â´ë±â ÀÌÀ½¿¡ ºñÇÏ¿© º¹ÀâÇÏ¸ç ·çÆ®ºÎ³ª Åä¿ìºÎ¿¡ Ä¿´Ù¶õ ÀÀ·ÂÁýÁßÀÌ »ý°Ü ÀÌÀ½ °µµ´Â ¸Â´ë±â ÀÌÀ½¿¡ ºñÇؼ ÀϹÝÀûÀ¸·Î ¶³¾îÁø´Ù. ¿ì¼± ¸Â´ë±â ¿ëÁ¢ ÀÌÀ½ÀÇ ÀÀ·Â¿¡ ´ëÇØ »ìÆ캸¸é, ÁÖ±âÀûÀÎ ÀÀ·ÂÀ» ¹Þ´Â ºÎÀ§¿¡ ´ëÇØ ¿ëÁ¢ ¼³°èÀÚ´Â Ç×»ó ÀÀ·ÂÀÇ ±ÕÀÏÇÑ ºÐÆ÷¿Í Æí½É(eccentricity) ÀÀ·Â¿¡ ´ëÇÏ¿© ¹Ýµå½Ã °í·ÁÇÏ¿©¾ß Çϸç À̸¦ ÅëÇØ ÀÀ·ÂÁýÁßÀ» ÃÖ¼ÒÈ ½ÃÄÑ¾ß ÇÑ´Ù. ±×¸²2´Â À̸¦ °í·ÁÇÑ ¸Â´ë±â ¿ëÁ¢ ÀÌÀ½ºÎÀç¿¡¼ÀÇ ¿ëÁ¢¼³°è °³¼± »ç·Ê¸¦ ³ªÅ¸³½ °ÍÀ¸·Î¼ ±Þ°ÝÇÑ µÎ²² º¯È¸¦ ÇÇÇÏ°í ¸ðµû±â(chamfering)³ª Å×ÀÌÆÛ Çü»óÀ¸·Î ¼³°è¸¦ º¯°æ½ÃÄ×´Ù. ÇÑÆí AWS D1.1¿¡¼µµ ±Õ¿°ú Á¡ÁøÀûÀÎ ÇÇ·ÎÆı«¸¦ ¹ß»ý½Ãų ¼ö ÀÖÀ» ¸¸ÅÀÇ Å« Áøµ¿¼ö¿Í ±Ô¸ðÀÇ ÁÖ±âÇÏÁßÀ» ¹Þ±â ½¬¿î ±¸Á¶¹°ÀÇ ¿¬°áºÎ¿¡ ´ëÇØ µÎ²² ¿ÏÈ °æ»ç°¡ 1:2.5¸¦ ÃÊ°úÇÏÁö ¾Êµµ·Ï ±ÔÁ¤ÇÏ°í ÀÖ´Ù. Åä¿ìºÎÀÇ ÀÀ·ÂÁýÁß¿¡¼´Â ºÙÀÓ °¢µµ¥è³ª µµ¿ìºÎÀÇ ¹Ý°æ R µîÀÌ ¿µÇâÀ» ÁÖ¸ç ±×°ÍµéÀÇ ÇǷΰµµ¿¡ ¹ÌÄ¡´Â ¿µÇâÀº ¥è°¡ Å©°Ô µÉ ¼ö·Ï ¶Ç´Â RÀÌ ÀÛ°Ô µÉ ¼ö·Ï ÀÀ·ÂÁýÁßÀº ½ÉÇÏ°Ô µÇ°í ÇǷΰµµÀÇ ÀúÇÏ´Â Å©´Ù´Â °ÍÀ» Ç×»ó °í·ÁÇÏ¿©¾ß ÇÑ´Ù(±×¸²3 ¹× ±×¸²4 ÂüÁ¶). ÇÑÆí ÇÊ·¿ÀÌÀ½¿¡´Â ±×¸²1(b) ¹× (c)¿Í °°ÀÌ ¿ëÁ¢¼±°ú ÇÏÁß¹æÇâ°úÀÇ °ü°è·ÎºÎÅÍ Àü¸éÇÊ·¿ÀÌÀ½°ú Ãø¸éÇÊ·¿ÀÌÀ½ÀÌ ÀÖ°í, ¶Ç´Â ÇÏÁßÀ» Àü´ÞÇÏ´Â ÀÌÀ½°ú Àü´ÞÇÏÁö ¾ÊÀº ÀÌÀ½ÀÌ ÀÖ´Ù. ÀÌ Áß ±×¸²1(b)¿Í °°ÀÌ Àü¸é ÇÊ·¿¿ëÁ¢ÀÌÀ½ ±¸Á¶¿¡¼´Â Æí½É ÇÏÁßÀ¸·Î ÀÎÇØ ±×¸²5¿Í °°ÀÌ ¿ëÁ¢ ÀÌÀ½ºÎ ³¡´Ü¿¡¼ ¸ð¸àÆ®°¡ ¹ß»ýÇÏ°Ô µÈ´Ù. ÀÌÀÇ ¿µÇâÀ» ÃÖ¼ÒÈÇϱâ À§ÇØ AWS D1.1¿¡¼´Â ÀÌÀ½ºÎÀÇ Ã³ÁüÀ» ÃæºÐÈ÷ ±¸¼Ó½ÃÄÑ¾ß ÇÏ´Â °ÍÀ» Á¦¿ÜÇÏ°í´Â ±×¸²5(b)¿Í °°ÀÌ ¾ç¸éÇÊ·¿À¸·Î ¿ëÁ¢Çϵµ·Ï ±ÔÁ¤ÇÏ°í ÀÖÀ¸¸ç ÃÖ¼Ò °ãħ ±æÀÌ´Â µÑ Áß ¾ãÀº ºÎÀçµÎ²²ÀÇ 5¹è, ÃÖ¼Ò 25mm ÀÌ»óÀ̾î¾ß ÇÑ´Ù°í ¸í½ÃÇÏ¿´´Ù. ¶ÇÇÑ ÇÊ·¿ÀÇ »çÀÌÁî¿¡ µû¶ó¼µµ ÇǷμö¸íÀÌ ´Þ¶óÁö´Âµ¥, ÇÊ·¿ÀÇ »çÀÌÁî°¡ ÀÛÀº °æ¿ì¿¡´Â ·çÆ®ºÎ·ÎºÎÅÍ Æı«°¡ ¹ß»ýÇÏ°í, »çÀÌÁî Å©°Ô µÉ¼ö·Ï ·çÆ®ºÎÀÇ ÁýÁßÀÀ·ÂÀº ÀÛ°Ô µÇ±â ¶§¹®¿¡ µ¿ÀÏ ÀÀ·Â¿¡ °üÇؼ ¼ö¸íÀÌ Á¡Á¡ ±æ°Ô µÈ´Ù. ´õ¿íÀÌ »çÀÌÁî°¡ Å©°Ô µÇ¸é ÇÊ·¿ Åä¿ìºÎÀÇ ÀÀ·Â ÁýÁßÀÌ Å©°Ô µÇ°í Æı«¹ß»ý±âÁ¡ÀÌ ·çÆ®ºÎ·ÎºÎÅÍ Åä¿ìºÎ·Î À̵¿ÇÑ´Ù. ÀÌ¿Í °°Àº Á¶°ÇÇÏ¿¡¼´Â ÇÊ·¿ÀÇ »çÀÌÁî°¡ Å©°Ô µÇ´õ¶óµµ ÀÌÁ¦´Â ÇǷμö¸íÀº ±æ°Ô µÇÁö ¾Ê°í ¼³°è»óÀÇ À̵æÀº ¾ø´Ù. ÃæºÐÇÑ ÇÊ·¿¿ëÁ¢ »çÀÌÁ È®º¸ÇÏ¿© ÇÊ·¿¿ëÁ¢ÀÇ Åä¿ìºÎ¿¡¼ Æı«°¡ ÀϾ´Â °æ¿ì¿¡´Â ¸Â´ë±âÀÌÀ½ÀÇ ¼³°è¹æ¾È°ú °°ÀÌ, ÇÊ·¿ÀÇ °¢µµ¸¦ ¼¼È÷ ÇÏ°í Åä¿ì¹Ý°æÀ» Å©°Ô Çϸé ÇǷΰµµ´Â °³¼±µÉ ¼ö ÀÖ´Ù. ¸¶Áö¸·À¸·Î ±×¸²1(c)¿Í °°ÀÌ Ãø¸é ÇÊ·¿¿ëÁ¢ ÀÌÀ½ºÎÀÇ °æ¿ì ¿ëÁ¢ ±æÀ̸¦ ¾î´À Á¤µµ ±æ°Ô Çϸé ÇǷΰµµ´Â ½±°Ô °³¼±µÉ ¼ö ÀÖ´Ù. AWS D1.1¿¡¼´Â Ãø¸é ÇÊ·¿¿ëÁ¢ºÎÀÇ ÃÖ¼Ò ¿ëÁ¢ ±æÀ̸¦ ±ÔÁ¤ÇÏ¿´´Âµ¥ ÀÌ´Â ±×¸²6°ú °°ÀÌ ¿ëÁ¢ºÎÀÇ ±æÀÌ(L)°¡ ÃÖ¼ÒÇÑ ¿¬°áµÇ´Â °ÀçÀÇ Æø(D) ÀÌ»óÀÌ¿©¾ß ÇÏ¸ç ±× ¼öÁ÷°Å¸®´Â 200mm¸¦ ÃÊ°úÇÏ¿©¼´Â ¾ÈµÇ¸ç ¶ÇÇÑ µÎ ºÎÀçÀÇ µÎ²² Â÷ÀÌ´Â 16¹è¸¦ ÃÊ°úÇÒ ¼ö ¾ø´Ù. ¶ÇÇÑ ±×¸²7°ú °°ÀÌ ´ÜºÎ¿¬°áºÎÀÇ °ãÄ¡±â ÀÌÀ½ºÎ¿¡¼ ÁÖ±âÀûÀÎ ÇÏÁß¿¡ µû¸¥ Á±¼ ¶Ç´Â ÆļÕÀ» ¹æÁöÇϱâ À§ÇØ Ãø¸é ¹× Àü¸é ¿ëÁ¢ºÎ¸¦ µ¿½Ã¿¡ »ç¿ëÇÏ´Â °æ¿ì °øÅëÆò¸éÀÇ ¹Ý´ë¸é¿¡ Çü¼º½ÃŲ ÇÊ·¿¿ëÁ¢ºÎ´Â ¾ç ¿ëÁ¢ºÎ¿¡ °øÅëÀ¸·Î Á¢ÃËÇÏ°í ÀÖ´Â ¸ð¼¸®¿¡¼ ¿ëÁ¢À» ÁߴܽÃÄÑ¾ß ÇÑ´Ù. ±× ÀÌÀ¯´Â ¸ð¼¸® À§Ä¡¿¡¼ÀÇ ¿¬¼ÓÀûÀÎ ºñµåÇü»óÀ» ¸¸µé±â ¾î·Á¿ì¸ç ¶ÇÇÑ ±× À§Ä¡¿¡¼ÀÇ ¾ð´õÄÆ °áÇÔÀÌ ¹ß»ýÇÒ È®·üÀÌ ¸Å¿ì ³ô±â ¶§¹®ÀÌ´Ù. ÀÌ¿Í °°ÀÌ ¿ëÁ¢ ±¸Á¶¹°ÀÇ ¼³°è¸¦ ÇÏ°Ô µÇ¸é AWS ¼³°è Äڵ带 ÂüÁ¶ÇÏ¿© °µµ°è»êÀ» ÇàÇÏÁö ¾Ê°í ¹Ì¸® Á¤ÇØÁø ±ÔÁ¤¿¡ µû¶ó Ä¡¼ö¸¦ °áÁ¤Çϰųª ¶Ç´Â ½Ä (1)À» »ç¿ë, ¼±Çü ¿ëÁ¢ºÎÀÇ Çã¿ëÀÀ·ÂÀ» °è»êÇÏ¿© ÇÊ·¿¿ëÁ¢ºÎÀÇ Ä¡¼ö¸¦ °áÁ¤ÇÒ ¼ö ÀÖ´Ù. Fv = 0.30 FEXX(1.0 + 0.50Sin1.5¥è) (1) ¿©±â¼, Fv´Â Çã¿ëÀÀ·ÂÀ» ³ªÅ¸³»¸ç, FEXX´Â ¿ëÁ¢ºÀÀÇ µî±Þ¹øÈ£(ÃÖ¼Ò±ÔÁ¤°µµ)¸¦ ³ªÅ¸³½´Ù. ¸¶Áö¸·À¸·Î ¥è´Â ¿ëÁ¢ºÎ¿Í ÇÏÁß °£ °¢µµ¸¦ ³ªÅ¸³»¸ç ±×¸²6ÀÇ °æ¿ì ¥è´Â 0ÀÌ µÈ´Ù(Àü¸é ÇÊ·¿¿ëÁ¢ÀÌÀ½ÀÇ °æ¿ì 90¡Æ). ÀÌ¿¡ µû¶ó ÃÖÁ¾ÀûÀ¸·Î ±×¸²6°ú °°ÀÌ ¾ç Ãø¸é ÇÊ·¿¿ëÁ¢ºÎÀÇ °æ¿ì ÇÊ¿äÇÑ ÃÖ¼Ò ÇÊ·¿Ä¡¼ö(leg length) S´Â ½Ä (2)¸¦ ÀÌ¿ëÇÏ¿© ±¸ÇÒ ¼ö ÀÖ´Ù. F = FV(A) = FV(2welds)(L)(0.707)(S) (2) 3. Á¦¾ð ÀÌ»ó°ú °°ÀÌ ¿ëÁ¢ºÎ ÇǷμö¸í Çâ»óÀ» À§Çؼ´Â ¼³°è ´Ü°è¿¡¼ºÎÅÍ ¿ëÁ¢¿¡ °üÇÑ Á¤È®ÇÑ Áö½Ä°ú ÃæºÐÇÑ °æÇèÀÌ ÀÖ¾î¾ß ÇÑ´Ù. ¾Æ¹«¸® ÁÁÀº Àç·á¿Í ¼÷·ÃµÈ ±â¼úÀÚ°¡ µ¿¿øµÈ´Ù°í Çصµ ¿ëÁ¢ ¼³°è°¡ À߸øµÈ °æ¿ì¿¡´Â ¿ëÁ¢½Ã°øÀÌ ¾î·Á¿öÁö¸ç ÀÛ¾÷ °øÁ¤¼ö°¡ ´Ã¾î³ª¼ ÇÊ¿ä ÀÌ»óÀÇ °æºñ°¡ ÃÊ°ú ÁöÃâµÊÀº ¹°·Ð ¿ëÁ¢ºÎÀÇ ±â°èÀû ¼ºÁúÀÌ ³ªºüÁö°Ô µÇ±â ¶§¹®ÀÌ´Ù. ¡á Âü°í¹®Çå 1. ANSI/AWS D1.1-94 Structural Welding Code-Steel;, AWS, 1998 2. IIW Recomendations on Post Weld Improvement of Steel and Aluminum Structure, IIW Commission 12, 2001 3. ´ëÇÑ¿ëÁ¢ÇÐȸÆí¶÷: ¿ëÁ¢¡¤Á¢ÇÕÆí¶÷(1st Edition), ´ëÇÑ¿ëÁ¢ÇÐȸ, 1998, 410-421 (in Korean) 4. Duane K. Miller, Designing Welded Lap Joints, Welding Innovation Vol.18 No.3, 2011 |
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