• 한국전산구조공학회논문집
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• 제18권2호
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• pp.159-168
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• 2005

탄성좌굴 고유치해석을 이용한 유효좌굴길이 산정법과 2차 탄성해석기법을 이용하여 축력과 휨모멘트를 받는 강절프레임의 보-기둥부재에 대하여 개선된 좌굴설계법을 제안한다. 이를 위하여 먼저 안정함수를 이용하여 보-기둥요소의 접선강성행렬을 유도하고, 탄성좌굴 고유치해석을 이용한 유효좌굴길이 산정법을 고찰한다. 또한 강절프레임에 대하여 소위 P-Delta 효과를 고려하는 2차 해석법을 제시한다. 해석예제를 통하여 먼저 2차 탄성해석과 기하학적 비선형해석에 의한 결과를 비교하여 2차 해석의 정확성을 검증하고, 강절프레임에 대한 기존의 설계법과 본 연구의 개선된 좌굴설계법에 대한 수치결과를 비교, 검토를 행한다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제18권2호
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• pp.181-190
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• 2005

파사드리거는 아웃리거 구조시스템에 rms거하는 것으로 구조물의 외곽에 설치되는 파사드리거는 구조물의 내부에 수직으로 설치된 가새골조로부터 분리되어 구조물의 외곽에 설치된다. 따라서 이 시스템은 중앙의 코아에 부착되는 아웃리거와는 달리 사재로 인한 내부 동선의 장애가 발생하지 않는 장점이 있다. 리거의 현재에 인접한 슬래브가 파사드리거와 가새골조 사이의 전단력을 전달하며 가새골조와 파사드리거를 지지하는 기둥 사이의 상호작용을 일으킨다. 이 논문에서는 등분포하중과 삼각분포하중, 그리고 구조물 상단에 집중하중이 작용하고 구조물의 외곽에 여러개의 파사드리거가 설치된 가새골조에 대한 근사해석방법을 제시하였으며, 구조모델들을 이용하여 MIDAS프로그램에 의한 결과와 비교하였고 만족할만한 결과를 얻었다. 본 연구에서 제시된 매트릭스 해석방법은 구조물 상단의 수평변위나 가새골조 하단의 전도모멘트와 같은 구조물의 거동에 대한 파사드리거의 영향을 신속하게 평가할 수 있으며 구조물 상단의 변위를 최소화할 수 있는 파사드리거의 최적위치 결정을 위해 유용하게 사용될 수 있을 것이다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제18권4호통권70호
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• pp.395-404
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• 2005

본 논문에서는 동적하중 재하 시 공간 강뼈대 구조물의 비선형 시간이력 해석에 대한 간편하고 효율적인 수치해석 기법을 제시하였다. 뼈대의 강성행렬에 안정함수를 적용함으로서 기하학적 비선형성 즉 P-$\delta$ 및 P-$\Delta$ 효과를 고려하였다. 접선계수 개념 및 New Orbison 완전 소성면에 기초한 연화소성힌지를 적용하여 축방항력에 의한 부재의 점진적 항복 및 휨에 의한 부재의 부분 소성화를 고려하였다. 증분형태로 정식화된 뼈대 구조의 동적평형방정식의 해를 수치적으로 구하기 위하여 적분형태의 평균가속도법을 사용하여 컴퓨터 프로그램을 개발하였다. 검증 예제에 대하여 보요소 모델을 사용한 ABAQUS 및 개발된 프로그램에 의한 해석결과를 비교함으로서 개발된 프로그램의 정밀도와 해석시간에 대한 효율성을 입증하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제30권1호
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• pp.39-46
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• 2017

본 논문에서는 반응표면법과 다목적최적화 기법을 이용한 유한요소모델개선기법의 절차를 제안하고 이를 저층의 철근콘크리트건물의 모델개선에 적용하였다. 대상건물은 전단벽 신설 및 댐퍼부착을 위한 부재의 강재보강을 통해 내진보강이 이루어진 건물로서 보강전후에 소형 가진기를 이용한 진동실험을 실시하여 동특성을 구하였다. 대상건물의 개선에 사용된 변수는 기존콘크리트, 신규타설된 콘크리트, 조적의 탄성계수, 신축줄눈부의 스프링계수, 강재보강된 부재의 유효강성비이다. 보강전후 건물의 초기모델을 구축한 후 중심합성법에 따라 개선변수의 값을 변화시키면서 얻은 해석결과를 통해 고유진동수의 오차와 모드형상의 오차를 나타내는 2개의 반응함수를 구하고, 이를 다목적최적화의 목적함수로 사용하였다.

• 한국도로학회논문집
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• 제16권6호
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• pp.95-104
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• 2014

PURPOSES : The purpose of this study is to evaluate the degree of restraint (DOR) of longitudinal steel at continuously reinforced concrete pavement (CRCP) against environmental loadings. METHODS : To measure the longitudinal steel strain, 3-electrical resistance and self-temperature compensation gauges were installed to CRCP test section (thickness = 250mm, steel ratio = 0.7%) and continuously measured 10 min. intervals during 259 days. In order to properly analyze the steel strains first, temperature compensation process has been conducted. Secondly, measured steel strains were divided into 12 phases with different events such as before paving, during concrete hardening, and after first cracking, etc. RESULTS : Thermal strain rate (TSR) concept is defined as the linear strain variations with temperature changes and restraints rate of longitudinal steel against environmental loadings (especially thermal loading) with different cases is defined as degree of restraint(DOR). New concept of DOR could be indirect indicator of crack width behaviors of CRCP. CONCLUSIONS : Before paving, DOR of longitudinal steel is almost same at the coefficient of thermal expansion of steel ($12.44m/m/^{\circ}C$) because of no restraint boundary condition. After concrete pouring, DOR is gradually changed into -1 due to concrete stiffness developing with hydration. After first cracking at crack induced area, values of DOR are around -3~-5. The negative DOR stands for the crack width behavior instead of steel strain behavior. During winter season, DOR reached to -5.77 as the highest, but spring this values gradually reduced as -1.7 as the lowest. Based on this observation, we can presume crack width decreased over time within the time frame of this study. This finding is not consistent with the current theory on crack width variations over time, so further study is necessary to identify the causes of crack width reducing. One of the reasons could be related to concrete stress re-distribution and stress relaxation.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제23권1호
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• pp.13-27
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• 2011

본 연구에서는 기하학적 비선형 해석을 통해 완성계 사장교의 주요한 좌굴 거동 특성을 규명하였다. 본 해석 연구에서는 케이블의 자중에 의한 새그효과, 주탑 및 거더의 보-기둥 효과, 그리고 대변위 효과 등의 주요한 기하학적 비선형성이 직접적인 비선형 해석을 통해 고려되었다. 주탑과 거더는 비선형 프레임 요소로 모델링 되었고, 케이블은 비선형 등가 트러스 요소로 모델링 되었다. 차량하중으로 가정된 활하중이 고려되었는데, 활하중 해석 전에 고정하중을 합리적으로 고려하기 위해 초기 형상 해석이 수행되었다. 작용하는 활하중 형태에 따른 주요한 비선형 반응을 케이블 배치 형식에 따라 비교 하였고, 이 후 좌굴 안정성에 큰 영향을 미치는 활하중 형태에 대해 케이블의 배치 형식, 주탑과 거더 간 강성비, 케이블의 단면적, 케이블의 단수 등의 기하학적 특성이 좌굴 모드 및 임계 하중 계수의 변화에 미치는 영향을 규명하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제22권2호
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• pp.121-128
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• 2010

저층 장스팬 철골프레임에는 강재절감을 위해 휨모멘트 저항에 극대화한 판폭 두께비가 큰 변단면 부재를 사용하고 있다. 게다가, 밀착조임 볼트접합은 고장력 볼트조임에 비하여 공사비 절감과 시공용이성의 장점을 지니고 있다. 한편, 밀착조임 엔드플레이트 접합사용에 다수 장점을 가지고 있음에도 불구하고 구조적 거동 및 해석상의 복잡함이 존재한다. 이에 본 연구에서는 밀착조임 엔드플레이트 접합형 변단면 부재에 대한 실대형 실험을 행하였다. 변수로는 체결 토크치, 재하패턴, 볼트종류, 접합부 파괴형이다. Silva et al.과 AISC(2003)에서 제시한 강성 및 내력식을 이용한 예측결과를 실험결과와 비교하였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제22권1호
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• pp.141-159
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• 2016

Commonly in steel frames, steel beam and concrete slab are connected together by shear keys to work as a unit member which is called composite beam. When a composite beam is subjected to positive bending, flexural strength and stiffness of the beam can be increased due to "composite action". At the same time despite these advantages, composite action increases the strain at the beam bottom flange and it might affect beam plastic rotation capacity. This paper presents results of study on the rotation capacity of composite beam connected to Rectangular Hollow Section (RHS) column in the steel moment resisting frame buildings. Due to out-of-plane deformation of column flange, moment transfer efficiency of web connection is reduced and this results in reduction of beam plastic rotation capacity. In order to investigate the effects of width-to-thickness ratio (B/t) of RHS column on the rotation capacity of composite beam, cyclic loading tests were conducted on three full scale beam-to-column subassemblies. Detailed study on the different steel beam damages and concrete slab damages are presented. Experimental data showed the importance of this parameter of RHS column on the seismic behavior of composite beams. It is found that occurrence of severe concrete bearing crush at the face of RHS column of specimen with smaller width-to-thickness ratio resulted in considerable reduction on the rate of strain increase in the bottom flange. This behavior resulted in considerable improvement of rotation capacity of this specimen compared with composite and even bare steel beam connected to the RHS column with larger width-to-thickness ratio.

• Earthquakes and Structures
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• 제18권1호
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• pp.27-44
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• 2020

This work presents a comparison of three performance-based seismic design methods (PBSD) as applied to plane steel frames having eccentric braces (EBFs) and buckling restrained braces (BRBFs). The first method uses equivalent modal damping ratios (ξ_k), referring to an equivalent multi-degree-of-freedom (MDOF) linear system, which retains the mass, the elastic stiffness and responds in the same way as the original non-linear MDOF system. The second method employs modal strength reduction factors (${\bar{q}}_k$) resulting from the corresponding modal damping ratios. Contrary to the behavior factors of code based design methods, both ξ_k and ${\bar{q}}_k$ account for the first few modes of significance and incorporate target deformation metrics like inter-storey drift ratio (IDR) and local ductility as well as structural characteristics like structural natural period, and soil types. Explicit empirical expressions of ξ_k and ${\bar{q}}_k$, recently presented by the present authors elsewhere, are also provided here for reasons of completeness and easy reference. The third method, developed here by the authors, is based on a hybrid force/displacement (HFD) seismic design scheme, since it combines the force-base design (FBD) method with the displacement-based design (DBD) method. According to this method, seismic design is accomplished by using a behavior factor (q_h), empirically expressed in terms of the global ductility of the frame, which takes into account both non-structural and structural deformation metrics. These expressions for q_h are obtained through extensive parametric studies involving non-linear dynamic analysis (NLDA) of 98 frames, subjected to 100 far-fault ground motions that correspond to four soil types of Eurocode 8. Furthermore, these factors can be used in conjunction with an elastic acceleration design spectrum for seismic design purposes. Finally, a comparison among the above three seismic design methods and the Eurocode 8 method is conducted with the aid of non-linear dynamic analyses via representative numerical examples, involving plane steel EBFs and BRBFs.

• Steel and Composite Structures
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• 제23권2호
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• pp.143-152
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• 2017

This paper focuses on the seismic performance of pallet-type steel storage rack structures in their down aisle direction. As evidenced by experimental research, the seismic response of storage racks in the down-aisle direction is strongly affected by the nonlinear moment-rotation response of the beam-to-column connections. In their down-aisle direction, rack structures are designed to resist lateral seismic loads with typical moment frames utilizing proprietary beam-to-column moment-resisting connections. These connections are mostly boltless hooked type connections and they exhibit significantly large rotations resulting in large lateral frame displacements when subjected to strong ground motions. In this paper, typical hooked boltless beam-to-column connections are studied experimentally to obtain their non-linear reversed cyclic moment-rotation response. Additionally, a compound type connection involving the standard hooks and additional bolts were also tested under similar conditions. The simple introduction of the additional bolts within the hooked connection is considered to be a practical way of structural upgrade in the connection. The experimentally evaluated characteristics of the connections are compared in terms of some important performance indicators such as maximum moment and rotation capacity, change in stiffness and accumulated energy levels within the cyclic loading protocol. Finally, the obtained characteristics were used to carry out seismic performance assessment of rack frames incorporating the tested beam-to-column connections. The assessment involves a displacement based approach that utilizes a simple analytical model that captures the seismic behavior of racks in their down-aisle direction. The results of the study indicate that the proposed method of upgrading appears to be a very practical and effective way of increasing the seismic performance of hooked connections and hence the rack frames in their down-aisle direction.