최근 항복강도 690MPa 이상의 고성능강재가 개발되어 구조물의 휨부재로써 쓰이고자 하나, 일반강재에 비하여 낮은 연성과 큰 항복비를 보이고 있어 구조연성이 저감하는 불리한 측면이 우려되고 있다. 구조적인 휨연성 성능은 휨모멘트-소성회전각 거동 분석에 의해 정량화 될 수 있다. 이에 본 연구에서는 인장시험에서 얻은 비탄성 응력과 변형률 특성을 고려하고 AASHTO LRFD에서 제시하는 설계기준을 준용하여 조밀단면 단순보 모형을 구성하여 유한요소 해석을 수행하였다. 이를 통해 수직보강재의 위치와 강재두께를 변수로 하여 휨연성의 증감을 살펴보았다. 향후 실 구조물 규모의 실험을 통해 본 연구의 해석적 모델이 검증된다면 HSB800급 고강도 강재를 적용한 휨부재의 극한강도 설계기준이 정립될 수 있을 것으로 판단된다.

항복강도 690MPa 이상의 초고강도 고성능강재 HSB800 후판이 최근 국내에서 개발되었으나, 플레이트 거더 등 주요 구조물에 최적 활용되기 위한 설계기술 기반은 아직 마련되지 못하고 있는 실정이다. 고강도 강재는 일반적인 강재에 비해 비교적 낮은 연신율과 큰 항복비를 갖고 있어 구조연성 성능에 대해 다소 불리한 것으로 예상되며, 현행 AASHTO LRFD 설계기준의 비탄성 설계과정에서도 공칭항복응력 485MPa를 초과하는 단면 설계에 대한 적용이 엄격히 제한되어 있다. 본 연구에서는 HSB800시편에서 표준시험을 통해 획득한 비탄성 응력-변형율 특성을 고려한 3차원 비선형 유한요소 해석 방안을 정립해 보고자 한다. 관련 규준의 표준화 연구를 위해 재료특성의 표준모형 정립이 선행되어야 한다. 기존 일반강에 적용하던 완전탄소성 거동 및 다중 선형 재료특성 곡선과 실제 재료특성을 적용한 비탄성 연성거동 해석결과에 대해 상호 비교연구를 수행하였다. 향후 실 구조물 규모의 실험적 검증을 통해 본 해석적 모형이 검증된다면, HSB800을 적용한 플레이트 거더의 비탄성 설계에 관한 광범위한 연구를 효과적으로 수행할 수 있을 것으로 판단된다.