• Steel and Composite Structures
• /
• 제34권3호
• /
• pp.321-332
• /
• 2020

The loss of composite action at the hogging moment zone for a continuous composite girder reduces the girder stiffness and strength. This paper presents an experimental investigation of the use of an ultra-high performance concrete (UHPC) slab at the hogging moment zone and a normal concrete (NC) slab at the sagging moment zone. The testing was conducted to verify the level of loading at which composite action is maintained at the hogging moment zone. Four two-span continuous composite girders were tested. The thickness of the UHPC varied between a half and a full depth of slab. The degree of shear connection at the hogging moment zone varied between full and partial. The experimental results confirmed the effectiveness of the UHPC slab to enhance the girder stiffness and maintain the composite action at the hogging moment zone at a load level much higher than the upper service load limit. To a lesser degree enhanced performance was also noted for the smaller thickness of the UHPC slab and partial shear connection at the hogging moment zone. Plastic analysis was conducted to evaluate the ultimate capacity of the girder which yielded a conservative estimation. Finite element (FE) modeling evaluated the girder performance numerically and yielded satisfactory results. The results indicated that composite action at the hogging moment zone is maintained for the degree of shear connection taken as 50% of the full composite action and use of UHPC as half depth of slab thickness.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제13권4호
• /
• pp.373-380
• /
• 2001

본 연구에서는 벽 패널의 부분 합성거동 해석에 대하여 거론한다. 기 발표된 목재 바닥 시스템으로부터 유도된 처짐공식을 소개하고, 이 공식을 적용하여 석고보드와 강재 샛기둥으로 결합된 합성벽 패널의 중앙지점 처짐값을 산정한다. 나사연결부의 불완전성(미끄럼), 국부좌굴, 샛기둥 복부의 개구부, 그리고 인접 석고보드간의 불연속으로 야기 될 수 있는 강성의 감소 등을 처짐공식에 적절히 반영하는데 그 목적을 두었다. 적용된 처짐공식으로 산정된 처짐 기대치와 실험 관측치간의 비교에서는, 나사연결부의 상한 강성치를 사용한 처짐 기대치가 실험 관측치와 가장 근접한 결과를 보였다.

• Structural Engineering and Mechanics
• /
• 제21권6호
• /
• pp.659-676
• /
• 2005

The novel form of composite walling system consists of two skins of profiled steel sheeting with an in-fill of concrete. The behaviour of such walling under in-plane shear is important in order to utilise this system as shear elements in a steel framed building. Steel sheet-concrete interface governs composite action, overall behaviour and failure modes of such walls. This paper describes the finite element (FE) modelling of the shear behaviour of walls with particular emphasis on the simulation of steel-concrete interface. The modelling of complex non-linear steel-concrete interaction in composite walls is conducted by using different FE models. Four FE models are developed and characterized by their approaches to simulate steel-concrete interface behaviour allowing either full or partial composite action. Non-linear interface or joint elements are introduced between steel and concrete to simulate partial composite action that allows steel-concrete in-plane slip or out of plane separation. The properties of such interface/joint elements are optimised through extensive parametric FE analysis using experimental results to achieve reliable and accurate simulation of actual steel-concrete interaction in a wall. The performance of developed FE models is validated through small-scale model tests. FE models are found to simulate strength, stiffness and strain characteristics reasonably well. The performance of a model with joint elements connecting steel and concrete layers is found better than full composite (without interface or joint elements) and other models with interface elements. The proposed FE model can be used to simulate the shear behaviour of composite walls in practical situation.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
• /
• 한국콘크리트학회 2001년도 봄 학술발표회 논문집
• /
• pp.385-390
• /
• 2001

This paper presents a nonlinear analysis technique with slip, the effects of slip modulus and composite action by shear connector on behavior and capacity in composite structure of sandwich system. As a results of this study, it proved that the slip modulus, in case of shear behavior, seldom influence load-resistance capacity such as yield and ultimate load, but in case of flexural behavior, it appropriately influence load-resistance capacity because of stress redistribution by slip. In case of flexural behavior, analysis result for perfect-composite results in over-estimation and perfect-slip results in under-estimation on behavior and capacity. Therefore, it is desirable to model steel-concrete interface with partial-composite. The effects of slip on behavior and capacity are less in case of positive composite than loosely composite, and it proved that composite action by shear connector improve the load-resistance capacity of this system.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
• /
• 한국콘크리트학회 2004년도 춘계 학술발표회 제16권1호
• /
• pp.766-769
• /
• 2004

This paper presents 3D nonlinear analysis considering the slip of composite section as well as the static load tests of PSC-Steel hybrid girders. According to the slip modulus, the nonlinear analysis shows that the behavior of hybrid girders could be divided into three parts as full-composite, partial-composite and non-composite. However, the experimental results show that the PSC-Steel hybrid girders with shear connectors take the part of partial composite action in ultimate load stage. In addition, the load test results give that stud shear connectors and welded reinforcements have contributed to improve the ultimate strength of hybrid girders for about $20\%$.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제34권3호
• /
• pp.739-746
• /
• 2014

본 연구의 대상은 석고보드와 냉간성형강 스터드로 구성된 벽체용 합성패널이다. 양면의 석고보드 사이에 위치한 스터드는 나사로 연결되어 있고, 이와 같은 연결부의 부분합성거동을 정량화하여 나사접합부의 단위미끄럼을 유발하는 단위길이 당 전단하중($S_{slip}$)을 산정하는 것이 목적이었다. 실험방법은 1962 AISI규준을 기초로 하여 실시하였다. 본 연구에서 산정한 $S_{slip}$값을 이용한 이론적 추정치와 기 발표된 공칭축강도의 실험값과의 비교에서 만족할 만한 결과를 도출하였다. 그러므로 본 연구의 결과는 연구범위와 유사한 냉간성형강 부재의 해석과 설계에 있어 구조 기술자에게 가치가 있는 정보를 제공할 것이다.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제24권1호
• /
• pp.109-117
• /
• 2012

연구대상은 콘크리트 충전강관 (Concrete Filled steel tube)기둥과 보의 접합부를 합성반강접으로 적용한 구조물의 설계 적용에 관한 것이다. 합성반강접으로 기둥접합부의 강성을 조절함으로서 구조적 안전성을 확보하고 경제적인 부재를 적용하고자 하였다. 저층건물을 모멘트골조로 구조물의 안정성을 검토한 결과 합성작용으로 인하여 합성반강접을 이용하면 횡강성이 증대하여 저층건물의 경우 특별한 횡 보강재 없이 저항할 수 있음을 확인 하였다. 고층건물의 경우 모멘트골조가 횡저항 분담이 10%정도 되었으며 반강접 비율은 60%정도가 적절하였다. 경제적인 면에서 보 부재는 등분포하중이 작용하는 경우는 반강접 효과가 크나 집중하중이 작용하는 보는 반강접 효과가 크지 않았으며 등분포의 경우 60% 반강접이 단부 모멘트 저감에 따른 경제성이 가장 좋은 것으로 분석되었다. 단부 모멘트는 약 25% 감소되는 것을 확인 할 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제14권8호
• /
• pp.4048-4057
• /
• 2013

부모멘트를 받는 합성보 슬래브에서 인장균열 발생과 균열의 진행에 따른 슬래브의 강성저하가 전단연결부의 합성거동에 미치는 영향을 실험적으로 분석하기는 매우 어렵다. 본 논문에서는 부모멘트를 받는 합성보에서 콘크리트 슬래브 및 강재 보, 스터드를 포함한 전단연결부 등의 형상과 물성을 최대한 실제와 유사하게 모델링하는 기법을 이용함으로써, 부재 간 합성작용을 해석할 수 있는 3차원 유한요소모델을 개발하였다. 개발된 3차원 유한요소모델을 이용하여 부모멘트 구간에 설치되는 합성보의 전체 휨거동 및 기존의 1차원 또는 2차원 모델로는 해석이 어려운 전단합성작용을 분석할 수 있었다. 해석결과에 따르면 부모멘트를 받는 합성보에서의 전단연결부 거동은 철근콘크리트 슬래브의 철근비 및 인장 균열거동에 지배를 받게 됨을 알 수 있었다. 전단연결부의 하중-슬립 관계를 검토해 본 결과, 전단연결부의 슬립강성은 슬래브의 초기균열 및 철근의 항복이 발생한 시점을 기준으로 변화됨을 알 수 있었다. 또한, 구간별로 합성율이 100% 미만으로 설계되는 부분합성 설계가 합성설계의 효율성 측면에서 더 유리할 수 있다는 기존의 실험적 연구결과를 간접적으로 확인할 수 있었다.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제16권3호통권70호
• /
• pp.325-332
• /
• 2004

강합성거더 교량의 단면은 강거더와 콘크리트 슬래브의 합성정도에 따라 각각 비합성, 부분합성 그리고 완전합성 단면들로 구분 할 수 있다. 국내의 경우 강합성거더 교량의 단면을 합성시키기 위하여 일반적으로 전단 연결재 중 스터드를 사용하도록 규정하고 있고, 진단 연결재가 없는 경우 즉 비합성 단면의 경우에는 바닥판 앵커를 설치하도록 경험적으로 규정하고 있다. 그러나 바닥판 앵커를 사용한 단면의 실제 거동은 비합성 거동이 아닌 부분합성의 거동을 나타낸다. 그러한 이유로 본 연구에서는 바닥판 앵커를 사용한 플레이트거더교의 부분합성에 관한 해석 및 실험연구를 수행하였다. 실험연구를 통해서 바닥판 앵커의 초기강성을 산정하였고, 해석연구를 통해서 바닥판 앵커를 사용한 단순 및 2경간 연속 플레이트거더교의 합성정도를 비교$\cdot$분석하였다. 또한, 실험에 의해 산정된 강성 값에 근거하여, 2경간 연속 플레이트거더교에 바닥판 앵커를 적용하였을 때 발생할 수 있는 내부지점부 콘크리트의 인장응력 저감 효과를 검토하였다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
• /
• 제17권4호
• /
• pp.35-43
• /
• 1989

Nailed joints, which are commonly used in Wooden structures, transmit loads from one member to another and induce partial composite actions between members. Long-term loads induce creep slip in nailed joints and affect load sharing and partial composite action, which may reduce joint stiffness. Two theoretical viscous-viscoelastic models were developed for nailed joints to predict creep behavior under long-term variable loads. Those models were also used to predict stiffness changes under long-term variable loads. The stiffness of nailed joint is defined as a Secant modulus which is called the joint modulus or slip modulus. Input data for the models are the results of constant load tests under three different load levels. To verify the models, nailed joints were also tested under two long-term variable load functions. The predictions of the models were very close to the experimental data. Therefore, the theoretical viscous-viscoelastic models and procedures developed in this study can be applied to predict creep slip and the changes in joint moduli of nailed joints under long-term variable loads.