• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2006년도 춘계학술발표회 논문집(I)
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• pp.434-437
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• 2006

Structures tend to become high-rise, large and specialized due to the urban concentration. Technology related to the structure and construction is required to improve, for which the use of high strength concrete(HSC) with better material property, and composite member with the combined advantage of both concrete and steel for better performance, is suggested. Over a half of fires, which increase by over 10% every year recently, come from the architectural structure, causing a loss at national level. However, little study has been conducted on the member at high temperature despite the increase in the use of HSC composite members. In this study, the techniques of modeling for analysing by DIANA (Displacement Analyzer) the fire damaged HSC composite compressive members are researched. We can review the effect of change in the steel ratio, section size and the steel ratio on the residual strength of structural members by parameter analysis study.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제47권6호
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• pp.741-756
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• 2013

Distributed-Steel Bar Reinforced Concrete (DSBRC) columns, a new and innovative construction technique for composite steel and concrete material which can alleviate the difficulty in the arrangement of the stirrup in the column, were studied experimentally and analytically in this paper. In addition, an ordinary steel Reinforced Concrete (SRC) column was also tested for comparison purpose. The specimens were subjected to quasi-static load reversals to model the earthquake effect. The experimental results including the hysteresis curve, resistance recession, skeleton curves and ductility ratio of columns were obtained, which showed well resistant-seismic behavior for DSBRC column. Meanwhile a numerical three-dimensional nonlinear finite-element (FE) analysis on its mechanical behavior was also carried out. The numerically analyzed results were then compared to the experimental results for validation. The parametric studies and investigation about the effects of several critical factors on the seismic behavior of the DSBRC column were also conducted, which include axial compression ratios, steel ratio, concrete strength and yield strength of steel bar.

• Advances in concrete construction
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• 제8권3호
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• pp.173-185
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• 2019

This article presents a comparative study of the effect of steel layouts on the seismic behavior of transition steel-concrete composite connections, both experimental and analytical investigations of concrete filled steel tube-reinforced concrete (CFST-RC) and steel reinforecd concrete-reinforced concrete (SRC-RC) structures were conducted. The steel-concrete composite connections were subjected to combined constant axial load and lateral cyclic displacements. Tests were carried out on four full-scale connections extracted from a real project engineering with different levels of axial force. The effect of steel layouts on the mechanical behavior of the transition connections was evaluated by failure modes, hysteretic behavior, backbone curves, displacement ductility, energy dissipation capacity and stiffness degradation. Test results showed that different steel layouts led to significantly different failure modes. For CFST-RC transition specimens, the circular cracks of the concrete at the RC column base was followed by steel yielding at the bottom of the CFST column. While uncoordinated deformation could be observed between SRC and RC columns in SRC-RC transition specimens, the crushing and peeling damage of unconfined concrete at the SRC column base was more serious. The existences of I-shape steel and steel tube avoided the pinching phenomenon on the hysteresis curve, which was different from the hysteresis curve of the general reinforced concrete column. The hysteresis loops were spindle-shaped, indicating excellent seismic performance for these transition composite connections. The average values of equivalent viscous damping coefficients of the four specimens are 0.123, 0.186 and 0.304 corresponding to the yielding point, peak point and ultimate point, respectively. Those values demonstrate that the transition steel-concrete composite connections have great energy dissipating capacity. Based on the experimental research, a high-fidelity ABAQUS model was established to further study the influence of concrete strength, steel grade and longitudinal reinforcement ratio on the mechanical behavior of transition composite connections.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제29권2호
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• pp.147-158
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• 2017

본 연구에서는 볼트조립 앵글을 적용한 선조립 합성기둥(이하 PSRC 합성기둥)의 압축성능을 연구하였다. 2/3 축소비율의 PSRC 기둥실험체 4개와 기존 SRC 기둥실험체 2개에 대하여 중심축 압축실험을 수행하였다. 횡보강재의 수직간격 및 단면형상과 앵글의 단면형상을 실험변수로 고려하였다. 실험결과, PSRC 기둥실험체는 기존 SRC 기둥실험체와 비교하여 비슷한 압축하중 재하능력 및 변형능력을 발휘하였다. PSRC 합성기둥의 경우, 횡방향 강판의 좁은 횡보강 간격과 Z형 단면의 강판이 압축강도 및 변형능력 향상에 효과적인 것으로 나타났다. 또한 PSRC 합성기둥은 현행설계기준에 의한 공칭 압축강도보다 큰 압축하중 재하능력을 나타내었다. 실험체들에 대한 수치해석결과는 피복 콘크리트 탈락으로 인한 하중감소를 제외하고 초기강성 및 하중재하능력을 비교적 잘 예측하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제29권3호
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• pp.249-260
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• 2017

볼트접합 앵글을 사용한 선조립-SRC 합성기둥(이하 PSRC 합성기둥)의 구조성능을 평가하기 위하여 PSRC 기둥실험체 6개와 일반 SRC 기둥실험체 2개에 대하여 편심축 압축실험을 수행하였다. 횡보강재의 수직간격 및 단면형상과 축하중의 편심율을 실험변수로 고려하였다. 실험결과, 편심율이 큰 경우 PSRC 실험체는 단면 코너에 위치한 고강성 앵글로 인하여 압축하중 재하능력 및 변형능력이 기존 SRC 실험체보다 향상되었다. PSRC 기둥 실험체에서 횡방향 강판의 좁은 횡보강 간격과 Z형 단면의 횡방향 강판은 우수한 횡구속력을 제공하였으며, 하중재 하능력을 향상시켰다. 실험 및 수치해석을 통한 합성기둥의 휨 압축 강도는 현행설계기준에 의한 휨-압축 상관도를 상회하였다. 수치해석결과는 각 실험체의 강성, 최대강도, 최대하중 이후 강도감소거동을 비교적 잘 예측하였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제20권6호
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• pp.1259-1274
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• 2016

A precast composite column system has been developed in this study by utilizing multi interlocking spiral steel into a centrifugally-formed hollow-core precast (CHPC) column. The proposed hybrid column system can have enhanced performances in the composite interaction behavior between the hollowed precast column and cast-in-place (CIP) core-filled concrete, the lap splice performance of bundled bars, and the confining effect of concrete. In the experimental program, reversed cyclic loading tests were conducted on a conventional reinforced concrete (RC) column fabricated monolithically, two CHPC columns filled with CIP concrete, and two steel-reinforced concrete (SRC) columns. It was confirmed that the interlocking spirals was very effective to enhance the structural performance of the CHPC column, and all the hollow-core precast column specimens tested in this study showed good seismic performances comparable to the monolithic control specimen.

• Computers and Concrete
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• 제23권5호
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• pp.335-349
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• 2019

A low-cycle loading experiment of 16 transfer column specimens was conducted to study the influence of parameters, likes the extension length of shape steel, the ratio of shape steel, the axial compression ratio and the volumetric ratio of stirrups, on the shear distribution between steel and concrete, the concrete damage state and the degradation of lateral stiffness. Shear force of shape steel reacted at the core area of concrete section and led to tension effect which accelerated the damage of concrete. At the same time, the damage of concrete diminished its shear capacity and resulted in the shear enlargement of shape steel. The interplay between concrete damage and shear force of shape steel ultimately made for the failures of transfer columns. With the increase of extension length, the lateral stiffness first increases and then decreases, but the stiffness degradation gets faster; With the increase of steel ratio, the lateral stiffness remains the same, but the degradation gets faster; With the increase of the axial compression ratio, the lateral stiffness increases, and the degradation is more significant. Using more stirrups can effectively restrain the development of cracks and increase the lateral stiffness at the yielding point. Also, a formula for calculating the yielding lateral stiffness is obtained by a regression analysis of the test data.

• 한국건축시공학회지
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• 제14권5호
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• pp.487-495
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• 2014

골조공사는 프로젝트의 전체 공사비 및 공사기간에서 차지하는 비율에 매우 높으며, 대형 프로젝트에서 골조공사 공기단축은 프로젝트의 성패를 결정하는 중요한 요소이다. 이에 공기단축을 위한 새로운 공법에 대한 연구가 지속적으로 이루어져 오고 있다. H형강 대신 앵글을 사용하는 PSRC 합성기둥은 기존의 SRC 기둥에 비해 높은 휨강도 및 연성도를 가지며 현장에서의 철근작업을 생략할 수 있다는 장점이 있으나, 여전히 거푸집작업이 필요하다는 한계점이 있다. 본 연구는 기존의 PSRC 기둥 공법을 개선하여 영구거푸집까지 선조립하는 Form-LPSRC 기둥 공법을 개발하는 것을 목적으로 한다. Mock-up test를 통해 발생 가능한 문제점을 사전에 검토함과 동시에 현장 적용을 통해 해당 공법의 적용효과를 분석하였으며, 기존 SRC 기둥에 공기, 원가, 품질, 안전, 환경 측면에서 우수한 것으로 나타났다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제24권1호
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• pp.97-107
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• 2020

본 연구에서는 화재시 매입형 합성기둥의 높은 축력비에 따른 내화성능을 알아보기 위해 유한요소해석 프로그램(ANSYS)을 통한 해석을 실시하였다. 온도에 따른 응력-변형률 곡선을 적용하여 ASTM E 119 가열곡선과 축력비 0.7, 0.6, 0.5에 따른 과도상태 열전달해석 및 정적구조해석을 실시하였으며, 해석조건과 동일한 조건에서의 재하가열실험을 실시하였다. 또한, 기준식(Eurocode 4)에 따라 가열시간에 따른 합성기둥의 공칭압축강도를 산정하고, 축력비로 나타내어 해석값 및 실험값과 비교하였다. 해석 및 실험과 기준(Eurocode 4)을 통해 가열시간에 따른 단면별 온도분포를 확인하고, 이에 따른 내화성능을 측정해 비교분석하였다. 유한요소해석 결과 축력비 0.5에서는 내화시간 180분으로 실험값과 유사한 값이 도출된 반면, 축력비 0.6, 0.7에서 내화시간 150분과 60분이 도출되어 실험결과에 비해 다소 높은 결과가 도출된 것을 알 수 있었다. 그리고 기준식(Eurocode 4)에 따라 산정한 축력비에 따른 내화시간이 실제 실험값에 비해 다소 낮게 평가하고 있다는 것을 확인하였다. 그러나 축력비 0.7에서는 기준(Eurocode 4)이 실험값에 비해 다소 높게 평가하는 것을 확인하였다. 이에 따라 고축력에서의 매입형 합성기둥의 내화특성(시간-축력비 관계)을 확인하고, 도출된 매입형 합성기둥의 실험 및 해석데이터를 Eurocode기준의 검증의 자료로 활용할 수 있을 것으로 보인다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제24권5호
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• pp.535-547
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• 2012

PSRC 기둥은 앵글을 콘크리트에 매입시킨 기둥으로, 단면의 외곽 코너에 배치되는 앵글이 기둥의 휨-압축에 저항하고, 횡철근은 기둥의 전단과 앵글-콘크리트 사이의 부착에 저항한다. 본 연구에서는 KBC 2009에 따라 PSRC 합성기둥의 휨, 전단, 부착 설계방법을 정립하고, 단순지지된 2/3 스케일의 PSRC 보와 SRC 보의 2점 가력 휨실험을 통하여 제안된 설계법을 검증하고 PSRC 합성기둥의 파괴특성을 분석하였다. 단면의 강재비와 횡철근 간격을 실험 변수로 고려하였다. 실험결과, KBC 2009으로 예측한 PSRC 합성기둥의 휨, 전단, 부착 강도는 실험결과와 잘 일치하였다. 고강도 앵글이 기둥 단면의 외곽에 배치되므로 PSRC 합성기둥은 동일한 강재비를 갖는 일반 SRC 합성기둥 단면에 비하여 매우 우수한 휨저항 성능을 나타냈다. 그러나 앵글과 콘크리트 사이의 부착강도가 충분히 학보되지 못한 경우 합성기둥 단면의 휨항복강도를 발휘하기 이전에 앵글의 부착파괴, 피복콘크리트 파괴, 횡철근의 파단 등이 발생하였다. 또한 앵글 용접성 및 인성이 부족할 경우 앵글-횡철근 용접부에서 앵글의 파단에 의해 실험체가 파괴되었다.