Energy Dissipation Capacity of the T-stub Fastened by SMA bars

Abstract

축방향 인장력을 받는 T-stub은 T-stub과 긴결재의 재료적 물성 특성, T-stub의 기하학적 형상, 긴결재의 직경과 체결력 등의 변화에 의하여 상이한 거동특성을 나타낸다. 이러한 변화의 영향으로 T-stub은 T-stub 플랜지의 휨항복 후 소성파괴, T-stub 필릿부의 휨항복과 긴결재 파단, 긴결재의 파단 등과 같은 세 가지 파괴양상을 나타낸다. 일반적으로 T-stub 플랜지의 두께가 얇고 긴결재의 게이지 거리가 긴 T-stub은 플랜지의 휨항복 후 소성화에 의하여 T-stub 플랜지의 두께가 두껍고 긴결재의 게이지 거리가 짧은 T-stub보다 에너지소산능력이 우수하다. 이 연구는 T-stub 체결에 사용된 긴결재가 T-stub의 에너지소산능력에 미치는 영향을 파악하기 위하여 3차원 비선형 유한요소 해석을 진행하였다. T-stub 해석모델의 긴결재로는 F10T-M20 고장력볼트와 <TEX>${\varnothing}19.05mm$</TEX>(3/4inch)인 SMA 강봉을 모델링하였고, T-stub의 기하학적 형상은 T-stub 필릿부의 휨항복과 긴결재 파단의 파괴를 나타내도록 선택하였다. The T-stub subjected to an axial tensile force shows various behavior characteristics according to the changes in the diameter and tightening force of the fastener, the geometric shape of the T-stub, and the material properties of the T-stub and fastener. Due to the influence of these changes, the T-stub shows three failure modes: plastic failure after the flexural yielding of the T-stub flange, flexural yielding of the T-stub fillet, and fracture of the fastener. In general, a T-stub with a thin flange and where the gauge distance of the fastener is long has a larger energy dissipation capacity than a T-stub with a thick flange and where the gauge distance of the fastener is short, due to the plastic deformation after flexural yielding. In this study, three-dimensional nonlinear finite element analysis was carried out to determine the effect of the fastener used for fastening the T-stub on the energy dissipation capacity of the T-stub. For the fastener of the T-stub analysis model, F10T-M20 high-tension bolts and <TEX>${\varnothing}19.05-mm$</TEX> (3/4-inch) SMA bars were modeled, and the geometric shape of the T-stub was selected to represent the flexural yielding of the T-stub fillet and the axial tensile failure of the fastener.