• Steel and Composite Structures
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• 제6권4호
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• pp.303-317
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• 2006

The connection with combined cross diaphragm is developed for the connection of square CFT column and steel beam and proposed to be used for the frame with asymmetric span length. The structural characteristics of this connection lie in the penetration of the beam flange in the direction of major axis through the column for the smooth flow of stress. The purpose of this study is to analyze the dynamic behavior and stress flow of suggested connection and to evaluate the resistance to shock of connection. Four T-type CFT column-to-beam specimens; two with combined cross diaphragm and the others with interior and through diaphragms, the existing connection types, were made for cyclic load test guided by the load program of ANSI/AISC SSPEC 2002. The results show that the proposed connection is more efficient than existing ones in terms of strength, stress flow and energy absorption and satisfies the seismic performance required in the region of weak/moderate earthquakes.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제24권6호
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• pp.59-66
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• 2020

축소모형 팔각형 기둥 실험체 2개를 제작하여 일정한 축력 하에서 반복 횡하중을 가력하는 실험을 수행하였다. 실험체는 중실단면과 중공단면이고 모든 실험체의 횡방향 나선철근 체적비는 0.00206의 값을 갖는다. 실험체들은 휨-전단 파괴거동을 보였다. 본 논문에서는 실험결과에 따른 파괴거동과 내진성능을 분석하였다. 실험결과, 중공 실험체는 초기강성, 초기 균열양상, 에너지 소산능력 등의 구조성능이 중실 실험체와 유사한 거동을 보였으나, 중공 실험체의 경우에는 3% 변위비 이후에 횡력, 극한변위, 에너지소산능력이 현저하게 감소되었다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제25권5호
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• pp.191-199
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• 2021

In seismic design, hollow section concrete columns offer advantages by reducing the weight and seismic mass compared to concrete section RC bridge columns. However, the flexure-shear behavior and spirals strain of hollow section concrete columns are not well-understood. Octagonal RC bridge columns of a small-scale model were tested under cyclic lateral load with constant axial load. The volumetric ratio of the transverse spiral hoop of all specimens is 0.00206. The test results showed that the structural performance of the hollow specimen, such as the initial crack pattern, initial stiffness, and diagonal crack pattern, was comparable to that of the solid specimen. However, the lateral strength and ultimate displacement of the hollow specimen noticeably decreased after the drift ratio of 3%. The columns showed flexure-shear failure at the final stage. Analytical and experimental investigations are presented in this study to understand a correlation confinement steel ratio with neutral axis and a correlation between the strain of spirals and the shear resistance capacity of steel in hollow and solid section concrete columns. Furthermore, shear strength components (V_c, V_s·, V_p) and concrete stress were investigated.

• 콘크리트학회논문집
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• 제24권6호
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• pp.705-714
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• 2012

프리캐스트 중공 사각형 철근콘크리트 교각에 대하여 준정적 실험을 수행하여 내진성능을 검증하였다. 기둥 실험체는 프리캐스트 세그먼트를 접합하고 나서, 미리 배치된 쉬스관에 축방향 철근을 연결 없이 연속으로 배치한 후 모르타르로 그라우팅하는 방법으로 제작하였다. 실험의 주요변수는 형상비, 축방향 철근비, 횡방향 철근량, 프리캐스트 세그먼트의 접합위치이다. 기둥 실험체의 형상비는 4.5와 2.5, 축방향 철근비는 1.15%와 3.07%로 각각 두 가지의 값을 가진다. 횡방향 철근량은 도로교설계기준에서 규정하고 있는 완전연성 설계에 요구되는 양의 99%, 55%, 50%, 27%로 배근되었다. 소성힌지 구역에서의 프리캐스트 세그먼트 접합위치는 기둥 하단에서 기둥단면 두께의 0.5배와 1.0배인 위치로 하였다. 실험 결과로서 균열 및 파괴모드, 축력-휨 강도, 하중-변위 포락선, 변위연성도를 분석하였으며, 도로교설계기준의 연성도 내진설계법을 적용하였을 때의 안전율을 분석하였다. 기둥 실험체는 축방향 철근이 모르타르와 쉬스관에 의하여 구속되고, 쉬스관이 횡방향 철근으로 구속되는 구조로 인하여 큰 변위까지 축방향 철근의 좌굴이 지연되어 연성도가 크게 나타났다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제13권2호
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• pp.37-46
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• 2009

본 연구에서는 1층 1경간 실제크기의 가력 프레임에서 내진보강에 적합한 비좌굴 knee brace을 설치하여 주기하중을 통해 가새의 지진저항능력을 실험하였다. 볼트 고정 채널이 이용된 비좌굴 knee brace는 지진력에 저항하는 코어와 두 개의 철골 플레이트로 만들어졌고 단면의 형태는 코어의 국부좌굴과 횡좌굴에 저항하도록 하였다. 비좌굴 kneebrace는 현장에서 조립이 용이하고, 시공방법 또한 간단하여 공간에 제약이 있는1층에 필로터를 가진 중저층 RC건물의 내진 보수/보강에 효과적으로 사용할 수 있다. 각 실험체에 대한 변수로 중심코어의 크기와 외부 보강재의 크기, 가이드 플레이트의 유무 등으로 정하였으며, 실험을 통해 얻어진 힘-변위 이력곡선을 통해 중심코어의 크기가 가장 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 또한 가이드 플레이트의 유무에 따라 압축강도 수정계수와 파괴형태가 달라지는 것을 알 수 있었다. 각 실험체에 대한 결과는 AISC 2005 Seismic Provisions 규정에서 제시한 누적 연성도와 누적 소산에너지 측면에서도 충분한 효과를 발휘하는 것으로 나타났다.

• Steel and Composite Structures
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• 제21권2호
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• pp.267-287
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• 2016

The seismic performance of the ordinary steel reinforced concrete (SRC) columns has no significant improvement compared to the reinforced concrete (RC) columns mainly because I, H or core cross-shaped steel cannot provide sufficient confinement for core concrete. Two improved SRC columns by constructing with new-type shaped steel were put forward on this background, and they were named as enlarging cross-shaped steel and diagonal cross-shaped steel for short. The seismic behavior and carrying capacity of new-type SRC columns have been researched theoretically and experimentally, while the shear behavior remains unclear when the new-type columns are joined onto SRC beams. This paper presents an experimental study to investigate the shear capacity of new-type SRC joints. For this purpose, four new-type and one ordinary SRC joints under low reversed cyclic loading were tested, and the failure patterns, load-displacement hysteretic curves, joint shear deformation and steel strain were also observed. The ultimate shear force of joint specimens was calculated according to the beam-end counterforce, and effects of steel shape, load angel and structural measures on shear capacity of joints were analyzed. The test results indicate that: (1) the new-type SRC joints display shear failure pattern and has higher shear capacity than the ordinary one; (2) the oblique specimens have good bearing capacity if designed reasonably; and (3) the two proposed construction measures have little effect on the shear capacity of SRC joints embedded with diagonal cross-shaped steel. Based on the mechanism observed from the test, the formulas for calculating ultimate shear capacity considering the main factors (steel web, stirrup and axial compression ratio) were derived, and the calculated results agreed well with the experimental and simulated data.

• 콘크리트학회논문집
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• 제17권4호
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• pp.505-511
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• 2005

본 연구에서는 콘크리트 교각의 내진성능에 영향을 미치는 중요한 요인으로 보고되고 있는 콘크리트 강도, 횡보강근 체적비, 축력비를 실험변수로 하여 반복하중을 받는 고강도콘크리트 교각의 실험적 연구를 수행한 후 채택된 변수에 따른 교각의 파괴형태, 휨거동, 내진성능을 비교분석하고 기준식 및 제안식의 적용가능성을 검토하였다. 실험결과 철근콘크리트 교각의 하중-변위 관계에서 ACI규준에 의한 횡보강근 체적비보다 $44\%$증가시킨 경우 최대내력 이후 보다 안정된 이력거동 양상을 나타내었다. 기둥 하부에서 1.0D 떨어진 구간에서 주근 및 횡보강근이 큰 변형도를 보이고 있어 철근콘크리트 교각의 연성을 향상시키기 위해서는 주근의 좌굴을 방지하기 위한 횡보강근의 세심한 고려가 요구된다. 반복하중을 받는 교각의 휨강도는 ACI 규준식에 의한 이론 값보다 약 $20\%$ 증가된 값을 보이고 있어 ACI 규준식은 휨강도를 안전적으로 평가하는 것으로 나타났다. 시험체별 변위연성을 비교한 결과 횡보강근 체적비가 증가할수록 그리고 작용 축력비 및 콘크리트 압축강도가 감소할수록 변위 연성이 증가하는 경향을 나타내고 있어 철근콘크리트 교각의 연성에 횡보강근 체적비와 축력비 및 콘크리트의 압축강도가 중요한 요인으로 작용할 것으로 예상된다.

• Steel and Composite Structures
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• 제37권3호
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• pp.323-339
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• 2020

In steel framed-tube structures (SFTSs), the plastic hinges at beam-ends cannot be adequately improved because of the large cross sections of spandrel beams, which results in the lower ductility and energy dissipation capacities of traditional SFTSs. To address this drawback, high-strength steel fabricated SFTSs with bolted web-connected replaceable shear links (HSFTS-SLs) have been proposed. In this system, shear links use conventional steel and are placed in the middle of the deep spandrel beams to act as energy dissipative components. In this study, 2/3-scaled HSFTS-SL specimens were fabricated, and cyclic loading tests were carried out to study the seismic performance of both specimens. The finite element models (FEMs) of the two specimens were established and the numerical results were compared with the test results. The results showed that the specimens had good ductility and energy dissipation capacities due to the reliable deformation capacities. The specimens presented the expected failure modes. Using a shorter shear link can provide a higher load-carrying capacity and initial elastic lateral stiffness but induces lower ductility and energy dissipation capacity in HSFTS-SLs. The performance of the specimens was comparable to that of the original sub-structure specimens after replacing shear links. Additionally, the expected post-earthquake recoverability and resilience of the structures could be achieved by replacing shear links. The acceptable residual interstory drift that allows for easy replacement of the bolted web-connected shear link was 0.23%. The bolted web-connected shear links had reliable hysteretic responses and deformation capacities. The connection rotation had a notable contribution to total link rotation. The results of the numerical analysis run for the proposed FEMs were consistent with the test results. It showed that the proposed FEMs could be used to investigate the seismic performance of the HSFTS-SL.

• 콘크리트학회논문집
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• 제20권3호
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• pp.335-343
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• 2008

본 연구는 프리캐스트 콘크리트 모멘트 골조 시스템의 시공 성능 향상과 접합부 내진성능 향상을 위하여 새로운 개념의 PC 기둥 부재와 시공 공정을 개발하였다. 이 PC 기둥은 원심력으로 제조되어 내부에 공간이 비워있는 중공관 PC 부재로서, 이 기둥을 활용할 경우, 중공관을 통하여 현장타설 콘크리트와 동일한 일체성을 확보할 수 있다. 본 연구는 제안된 PC 기둥 접합부의 내진성능을 평가하기 위하여 반복가력 시험을 수행하였다. 실험체는 기둥 주철근의 연속성을 확보하기 위하여 기계적 이음과 겹침이음을 활용한 2가지 이음 방법을 적용하였으며, PC 기둥의 띠철근 배근 형태를 고려하여 실물 크기의 4개 실험체를 계획 실험하였다. 반복 횡력 시험 결과, 제안된 HPCC 기둥을 활용할 경우, 현장타설 RC 시스템의 접합부 내진성능을 충분히 확보할 수 있는 것으로 나타났다.

• Earthquakes and Structures
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• 제17권6호
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• pp.611-621
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• 2019

Precast concrete structure has many advantages, but the assembled seam will affect potentially the overall seismic performance of structure. Based on the sidewall joint located in the bottom of assembled monolithic subway station, the main objectives of this study are, on one hand to present an experimental campaign on the seismic behavior of precast sidewall joint (PWJ) and cast-in-place sidewall joint (CWJ) subjected to low-cycle repeated loading, and on the other hand to explore the effect of shape and position of assembled seam on load carrying capacity and crack width of precast sidewall joint. Two full-scale specimens were designed and tested. The important index of failure pattern, loading carrying capacity, deformation performance and crack width were evaluated and compared. Based on the test results, a series of different height and variably-shape of assembled seam of precast sidewall joint were considered. The test and numerical investigations indicate that, (1) the carrying capacity and deformation capacity of precast sidewall and cast-in-place sidewall were very similar, but the crack failure pattern, bending deformation and shearing deformation in the plastic hinge zone were different obviously; (2) the influence of the assembled seam should be considered when precast underground structures located in the aquifer water-bearing stratum; (3) the optimal assembled seam shape and position can be suggested for the design of precast underground concrete structures according to the analysis results.