• 한국강구조학회 논문집
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• 제20권2호
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• pp.289-301
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• 2008

이중강판합성벽은 타이바로 연결된 강판외피 사이에 콘크리트를 충전시킨 구조벽으로서, 벽체의 구조성능을 향상시키고, 벽체의 두께를 줄이며, 별도의 거푸집 및 배근 공사없이 시공성을 향상시키기 위하여 개발되었다. 본 연구에서는 주기하중을 받는 이중강판합성벽의 비탄성거동특성 및 내진성능을 평가하기 위하여, 직사각형 및 T형 단면형상을 갖는 단일벽 및 병렬벽 실험체에 대하여 실험 연구를 수행하였다. 실험 결과, 이중강판합성벽은 주기하중에 대하여 핀칭이 없이 우수한 에너지소산능력을 나타냈다. 벽체하단부 기초의 접합상세와 단면형상에 따라 파괴모드 및 변형능력의 차이를 보였으며, 주로 벽체기초 또는 연결보 용접부의 파단과 강판국부좌굴에 의하여 파괴되었다. 적절한 용접 및 보강 상세를 갖는 실험체들은 2.0~3.7% 층간변형각의 변형능력을 보였다. 또한 벽체와 연결보의 비탄성강도를 고려하여 단일벽 및 병렬벽 실험체의 하중재하능력을 평가하였으며, 이를 실험결과와 비교하였다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2006년도 춘계학술발표회 논문집(I)
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• pp.26-29
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• 2006

A flat plate-column connection is susceptible to brittle punching shear failure, which may result in the necessity of shear reinforcement. In present study, experimental tests were performed to study the capacity of slab-column connections strengthened with lattice, stud rail, shear band and stirrup under gravity and cyclic lateral load. Among them, the capacity of the specimens with lattice are superior to the others due to the truss action of the lattice bars and dowel action of the longitudinal bars as well as the shear resistance of the web re-bar. On the other hand, the strengths of the specimens with stud rail, shear band and stirrup are lower than the estimated strength by the ACI, therefore design formulas of the ACI are needed to revise.

• Steel and Composite Structures
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• 제38권2호
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• pp.151-164
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• 2021

During the pipe forming process, a steel plate undergoes inelastic behavior multiple times under a load condition repeating tension and compression in the circumferential direction. It derives local reduction or increase of yield strength within the thickness of steel pipes by the plastic hardening and Bauschinger effect. In this study, a combined hardening model is proposed to effectively predict variations of yield strength in the circumferential direction of API-X65 and X70 steel pipes with relatively low t/D ratio during the forming process, which is expected to experience accumulated plastic strain of 2~3%, the typical Lüder band range in a low-carbon steel. Cyclic tensile tests of API-X65 and X70 steels were performed, and the parameters of the proposed model for the steels were calibrated using the test results. Bending-flattening tests to simulate repeated tension and compression during pipe forming were followed for API-X65 and X70 steels, and the results were compared with those by the proposed model and Zou et al. (2016), in order to verify the process of material model calibration based on tension-compression cyclic test, and the accuracy of the proposed model. Finally, parametric analysis for the yield strength of the steel plate in the circumferential direction of UOE pipe was conducted to investigate the effects of t/D and expansion ratios after O-forming on the yield strength. The results confirmed that the model by Zou et al. (2016) underestimated the yield strength of steel pipe with relatively low t/D ratio, and the parametric analysis showed that the t/D and expansion ratio have a significant impact on the strength of steel pipe.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제29권6호
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• pp.411-422
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• 2017

본 연구에서는 콘크리트피복 원형충전강관 기둥을 적용한 합성구조 접합부의 거동특성과 내진성능을 평가하기 위하여, 기둥-플랜지 접합부에 대한 인장실험과 보-기둥 접합부에 대한 반복하중 실험을 수행하였다. 기둥-플랜지 인장실험은 피복콘크리트의 유무와 플랜지 폭, 인장철근 보강을 변수로 하여 5개의 실험체에 대하여 하중재하능력과 파괴모드를 분석하였다. 실험결과, 접합부에서의 플랜지 단부 폭을 200mm에서 350mm로 증가시킬 경우 연결부의 강도 및 강성이 각각 1.61배와 1.56배가 증가했고, 인장철근을 보강할 경우 추가적으로 강성과 강도가 각각 1.35배와 1.92배 증가했다. 접합부 반복하중 실험에서는 접합 상세를 변수로 3개의 외부접합부 실험체를 구성했다. 접합부 보강상세로는 인장철근 보강과 강관의 두께, 수직강판 보강을 고려하였다. 모든 접합부 실험체는 보에서 뚜렷한 휨항복이 발생하였으며 접합부의 손상은 제한적이었다. 특히, 강재보가 강관에 직접 용접되는 경우 보의 웨브를 통해서도 하중이 전달되기 때문에, 플랜지 인장실험 결과보다 보수적인 설계가 가능하며, 접합부 강관 두께를 증가시키거나 수직강판으로 보강한 경우에는 추가적으로 패널존의 전단내력이 증가하는 것으로 나타났다.

• Earthquakes and Structures
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• 제13권5호
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• pp.473-484
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• 2017

The objective of this paper is to report on a study of the use of unstiffened thin steel plate shear walls (SPSWs) for the seismic performance improvement of reinforced concrete frames with deficient lateral rigidity. The behaviour of reinforced concrete frames during seismic activities was rehabilitated with an alternative and occupant-friendly retrofitting scheme. The study involved tests of eight 1/3 scale, one bay, two storey test specimens under cyclic quasi-static lateral loadings. The first specimen, tested in previous test program, was a reference specimen, and in seven other specimens, steel infill plates were used to replace the conventional infill brick or the concrete panels. The identification of the load-deformation characteristics, the determination of the level of improvement in the overall strength, and the elastic post-buckling stiffness were the main issues investigated during the quasi-static test program. With the introduction of the SPSWs, it was observed that the strength, stiffness and energy absorption capacities were significantly improved. It was also observed that the experimental hysteresis curves were stable, and the composite systems showed excellent energy dissipation capacities due to the formation of a diagonal tension field action along with a diagonal compression buckling of the infill plates.

• Advances in Computational Design
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• 제3권3호
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• pp.233-267
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• 2018

Conventional seismic design of concentrically braced frame (CBF) structures suggests that the gusset plate connecting a steel brace to beams and/or columns should be designed as non-dissipative in earthquakes, while the steel brace members should be designed as dissipative elements. These design intentions lead to thicker and larger gusset plates in design on one hand and a potentially under-rated contribution of gusset plates in design, on the other hand. In contrast, research has shown that compact and thinner gusset plates designed in accordance with the elliptical clearance method rather than the conventional standard linear clearance method can enhance system ductility and energy dissipation capacity in concentrically braced steel frames. In order to assess the two design methods, six cyclic push-over tests on full scale models of concentric braced steel frame structures were conducted. Furthermore, a 3D finite element (FE) shell model, incorporating state-of-the-art tools and techniques in numerical simulation, was developed that successfully replicates the response of gusset plate and bracing members under fully reversed cyclic axial loading. Direct measurements from strain gauges applied to the physical models were used primarily to validate FE models, while comparisons of hysteresis load-displacement loops from physical and numerical models were used to highlight the overall performance of the FE models. The study shows the two design methods attain structural response as per the design intentions; however, the elliptical clearance method has a superiority over the standard linear method as a fact of improving detailing of the gusset plates, enhancing resisting capacity and improving deformability of a CBF structure. Considerations were proposed for improvement of guidelines for detailing gusset plates and bracing members in CBF structures.

• 콘크리트학회논문집
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• 제22권3호
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• pp.325-333
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• 2010

이 연구에서는 시공성과 경제성이 향상되고 중진 지역에서 사용할 수 있는 새로운 프리캐스트 콘크리트 보-기둥 접합부 상세를 복합구조로 개발하고 실험을 통하여 이를 검증하였다. 이 상세는 기둥 속에 매립된 각형강관과 보U형 단부를 갖는 보 단부에 매립된 플레이트를 볼트로 결합시킬 수 있는 구조로 되어있다. 하이브리드 스틸-콘크리트 접합합부에 앞서 콘크리트가 조기에 파괴되는 것을 막기 위하여 접합부 부분에 ECC(engineered cementitious composite)를 사용하였다. 개발된 접합부 상세에 대한 성능을 검증하기 위하여 보-기둥 접합부 실험체를 계획하여 이에 대한 내진성능 실험을 실시하였다. 내부 접합부에 있어서는 접합부 횡보강근 유무와 현장타성 범위를 변수로 3개의 실험체를 제작하였다. 실험은 기둥에 일정 축력을 가한 상태에서 PC기둥 단부에 액츄에이터를 설치하여 변위제어로써 반복가력 하여 실시하였다. 실험에서 얻은 자료를 접합부 내력, 강성, 에너지 소산능력 등에 대하여 분석하였으며, 그 결과 이 연구에서 제시한 새로운 보-기둥 접합부 상세는 강재와 콘크리트 그리고 ECC 사이에서의 다른 부착 특성 때문에 구조거동에서 차이점이 관찰되었으며, 기준 실험체를 제외한 두 실험체의 경우 ECC 및 철골연결재에 의해 소성힌지를 유도할 수 있는 것으로 나타났다. 그리고 프리캐스트 접합부는 높은 일체성과 모멘트 저항 능력을 보이며 중진 지역에서 사용가능함을 보였다.

• 한국건축시공학회지
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• 제13권5호
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• pp.482-490
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• 2013

무량판 슬래브 구조는 시공의 단순함과 낮은 층고, 그리고 다양한 평면구성의 용이함으로 인하여 구조적으로 효과적이나 슬래브-기둥 접합부가 중력하중에 의한 펀칭전단파괴와 횡하중의 불균형모멘트에 의한 편심전단파괴에 취약한 단점이 있다. 이러한 무량판 슬래브의 취약점을 방지하기 위하여 많은 보강공법들이 개발되었으나, 보강공법들은 구조적 성능과 경제성, 그리고 시공성을 모두 만족시키기지는 못하고 있다. 이 논문에서는 래티스를 이용한 무량판 구조의 슬래브-기둥 접합부 보강공법을 제시하였다. 주기하중 실험을 통하여 래티스 보강공법의 구조적 성능을 증명하였으며 같은 구조설계 조건에 대하여 스터럽과 스터드레일, 그리고 래티스를 이용한 공법을 적용해 봄으로써 경제성을 입증하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제29권2호
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• pp.15-21
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• 2013

일반적으로 도로 포장체 영구변형의 해석은, 먼저 포장체를 층이 진 탄성체로 가정하고 회복탄성계수를 통해 포장체의 회복변형률을 계산하고, 이로부터 다시 실내시험을 통해 얻어진 방정식을 이용하여 영구변형률을 산정하게 된다. 회복탄성계수를 통하여 포장체 내의 응력을 산정할 경우, 포장 내 노상토 상부의 응력은 반복하중으로 인한 노상토의 영구변형 증가를 고려하지 않은 회복탄성계수로부터 결정되므로, 영구변형이 지반 및 포장체에 미치는 영향은 응력 산정 시에 고려되지 않는다. 또한, 토목섬유 등으로 보강된 포장체 등의 거동은 해석에 한계가 있다. 본 논문에서는 기존에 회복탄성계수를 사용하여 포장체의 탄성거동을 계산하는 방식과 달리 하중반복회수의 함수인 할선탄성계수를 사용하여 영구변형을 측정할 수 있도록 새로운 모델을 제안하고, 본 모델 적용과 모델계수 산정의 예를 보인다. 제안된 할선탄성계수를 통한 해석은 비포장 도로 상의 교통으로 인한 영구변형의 예측이나 아스팔트 포장 전 노상토나 기층상부에 가해지는 공사차량으로 인한 영구변형의 산정에 적용가능 할 것으로 판단한다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제10권3호
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• pp.211-218
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• 2006

본 연구에서는 거주형 무량판 구조의 뚫림 전단을 방지하기 위한 연속 절곡된 전단 보강근을 개발하였다. 이를 적용한 슬래브-기둥 접합부에 있어 개발 전단 보강근의 뚫림 전단 성능을 평가하기 위하여, 구조 성능 실험을 수행하였다. 실험 변수는 전단보강근이 없는 경우, 개발 전단보강근을 사용한 경우, 헤드 스터드를 사용한 경우이다. 수평하중에 대한 저항성능을 평가하기 위하여 일정축력하에서의 이력 하중 실험을 수행하였다. 실험결과는 전체 변위 및 접합부 강도 등으로 평가되었다. 이러한 결과로부터, 개발된 전단보강근이 층간변위비 거동에 있어 우수한 성능을 보유함을 확인할 수 있었다.