• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제20권6호
• /
• pp.817-827
• /
• 2008

본 연구에서는 기존 SM490강재와 국내에서 최근 개발된 내진용강재(SHN490, SN490)로 이루어진 특수모멘트골조의 기둥이음부를 부분용입용접으로 설계하여 내진성능평가를 위한 실물대 실험을 실시하였다. 부분용입용접에 의한 기둥이음부는 용접비용 및 공기의 절감에서 매력적 인 방안이다. 그러나 과거에 외국에서 수행된 몇몇 실험결과에 의하면 부분용입용접에 의한 후판기둥의 이음부는 인장응력에 대해 취성파단하는 거동을 보였다. 이런 이유로 인해 최근의 내진설계기준에서는 특수모멘트골조의 부분용입용접 기둥이음부의 강도는 예상 기둥소성모멘트 이상의 강도를 요구한다. 이를 반영하여 시험체의 부분용입용접 이음부의 설계강도는 AISC-LRFD의 기준식을 적용하여 기둥의 예상 소성모멘트 이상이 되도록 설계 및 제작하고 3등분점 하중으로 단조가력하였다. 압연형강 시험체 2개 및 조립형강 시험체 2개(총 4개 시험체)의 이음부 모두에서 기둥의 실제 소성모멘트 이상의 강도를 발휘하였다. 즉 AISC-LRFD의 부분용입용접 설계강도식의 신뢰성을 확인할 수 있었다. 다만 SM490 압연형강 시험체는 기둥의 소성모멘트를 발휘한 후 이음부에서 급격한 취성파단이 발생하였다. 이는 용접결함과 플랜지의 강도미달에 따른 복합적 원인에 의한 것으로 추정된다. 특히 SM490 강재의 경우는 항복강도와 인장강도가 규정치에 미달하는 등 성능편차가 큰 것으로 나타났다. 제한적 실험결과이긴 하지만 소재물성 및 이음부 거동의 측면 모두에서 내진용 신강재가 기존강재에 비해 전체적으로 우수함을 보여준 결과라 할 수 있다.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제20권4호
• /
• pp.483-491
• /
• 2008

1994년 노스리지 지진 이후, 철골모멘트골조 강축방향 접합부의 내진성능 평가에 관한 연구가 국내 외에서 활발하게 진행되어온 반면, 국내 철골모멘트골조 내진설계 및 시공의 실무에 관행적으로 적용되고 있는 철골모멘트골조 약축방향 접합부의 내진성능 평가 연구가 국내는 물론 국외에서도 그 사례를 찾아보기 힘든 상황이다. 따라서 본 연구에서는 국내에서 내진성능 확보 여부가 확인되지 않은 상태에서 내진설계 실무에서 가장 많이 사용되고 있는 브라켓 형식 및 WUF-B 형식의 접합상세를 갖는 철골모멘트골조 약축접합부의 실물대(Full scale) 실험체를 제작 및 실험하여 이와 같은 형상의 접합부에 대한 내진성능을 평가하여 향후 이와 같은 형상을 갖는 철골모멘트골조 약축접합부의 설계를 위한 기초자료를 제공하는 것을 목적으로 한다. 이러한 목적을 달성하기 위하여, 현장조사 및 설계도서등의 기존 자료를 통해 총 2개의 실험체를 제작하여 내진성능을 평가 실험연구를 수행하였다. 실험결과로부터 최대내력 비교, 하중-변위 이력 및 응력도 등에 대한 거동을 비교 분석 하였다. 실험결과 층간변위각 5%의 BR-W 실험체가 층간변위각 4%를 갖는 WUF-B 실험체에 비해 우수한 구조적 거동을 보여주었으며, 설계 내력을 상회하는 내력을 보유하고 있는 것을 알 수 있었다. 또한 브라켓 형식의 실험체는 최대내력 도달 이후 완만한 강도 저하를 나타내었으나, WUF-B 형식의 실험체는 최대내력 도달 이후 급격한 하중 저하를 나타내며 취성적인 거동을 보였다.

• 한국지진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국지진공학회 2002년도 춘계 학술발표회 논문집
• /
• pp.306-316
• /
• 2002

This paper summarizes the results of full-scale cyclic seismic testing on four RBS (reduced beam section) steel moment connections. Key test variables were web bolting vs. welding and strong vs. medium PZ (panel zone) strength. The specimen with medium PZ strength was specially designed to mobilize energy dissipation from both the PZ and RBS region in a balanced way; the aim was to reduce the requirement of expensive doubler plates. Both strong and medium PZ specimens with web-welding were able to provide sufficient connection rotation capacity required of special moment frames, whereas specimens with web-bolting showed inferior performance due to the premature brittle fracture of the beam flange across the weld access hole. In contrast to the case of web-welded specimens, the web-bolted specimens could not transfer the actual plastic moment of the original (or unreduced) beam section to the column. If a quality welding for the beam-to-column joint is made as in this study, the fracture-prone area tends to move into the beam flange base metal within the weld access hole. Analytical study was also conducted to understand the observed base metal fracture from the engineering mechanics point of view.

• Structural Engineering and Mechanics
• /
• 제64권3호
• /
• pp.301-310
• /
• 2017

For further development of passive control systems to dissipate larger seismic energy and prevent the structures from earthquake losses, this paper proposes an innovative two-level control system to improve behavior of chevron braced steel frames. Combining two Knee Braces, KB, and a Vertical Link Beam, VLB, in a chevron braced frame, this system can reliably sustain main shock and aftershocks in steel structures. The performance of this two-level system is examined through a finite element analysis and quasi-static cyclic loading test. The cyclic performances of VLB and KBs alone in chevron braced frames are compared with that of the presented two-level control system. The results show appropriate performance of the proposed system in terms of ductility and energy dissipation in two different excitation levels. The maximum load capacity of the presented system is about 30% and 17% higher than those of the chevron braced frames with KB and VLB alone, respectively. In addition, the maximum energy dissipation of the proposed system is about 78% and 150% higher than those of chevron braced frames with VLB and KB respectively under two separate levels of lateral forces caused by different probable seismic excitations. Finally, high performance under different earthquake levels with competitive cost and quick installation work for the control system can be found as main advantages of the presented system.

• Earthquakes and Structures
• /
• 제10권1호
• /
• pp.125-139
• /
• 2016

For seismic retrofitting of masonry walls, the use of fibre reinforced cement-based mortar for bonding the fibre grids can eliminate some of the shortcomings related to the use of resin as bonding material. The results of an experimental testing program on masonry walls retrofitted with fibre reinforced mortar and fibre grids are presented in this paper. Seven squat masonry walls were tested under unidirectional lateral displacement reversals and constant axial load. Steel anchors were used to increase the effectiveness of the bond between the fibre grids and the masonry walls. Application of fibre grids on both lateral faces of the walls effectively improved the hysteretic behaviour and specimens could be loaded until slip occurred in the horizontal joint between the masonry and the bottom concrete stub. Application of the fibre grids on a single face did not effectively improve the hysteretic behaviour. Retrofitting with fibre reinforced mortar only prevented the early damage but did not effectively increase deformation capacity. When the boundaries of the cross sections were not properly confined, midplane splitting of the masonry walls occurred. Steel anchors embedded in the walls in the corners area effectively prevented this type of failure.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제14권4호
• /
• pp.557-566
• /
• 2002

본 논문은 4개의 철골모멘트 접합부에 대한 반복재하 실물대(實物大) 실험결과를 요약한 것이다. 주요 실험변수는 기둥과 보의 접합방식 (볼트접합 대 용접) 및 패널존의 강도 (강한 패널존 대 중간강도 패널존)이다. 중간 패널존 강도를 갖는 시험체는 패널존과 RBS 영역 모두에서 균형잡힌 방식으로 에너지가 소산되도록 고려하여 설계된 것으로 패널존 보강비용을 줄이고자 시도한 경우이다. 보웨브가 용접으로 접합된 경우의 시험체들은 특별연성모멘트골조에 요구되는 충분한 접합부 회전성능을 보여 주었지만, 웨브를 볼트로 접합한 시험체들은 스캘럽을 가로지르는 보플랜지의 조기 취성파괴로 인해 열등한 내진성능을 노출하였다. 보웨브를 볼트로 접합하면 비용을 줄일 수 있으나 원래 보단면의 전소성모멘트를 기둥에 전달하기 어려운 것으로 나타났다. 본 연구에서 적용된 것과 같이 양질의 용접시공에 의해 일단 그루브 용접부 자체의 취성파괴 문제가 해결되고 나면, 용접접근공내에 위한 보플랜지 모재의 파단이 다음의 문제로 대두됨을 알 수 있다. 용접접근공 내의 보 플랜지 파단문제를 역학적인 측면에서 이해하는데 도움이 되는 해석적 연구도 수행되었다.

• Smart Structures and Systems
• /
• 제14권6호
• /
• pp.1005-1030
• /
• 2014

The need for assessing dynamic response of typical industrial piping systems subjected to seismic loading motivated the authors to apply model reduction techniques to experimental dynamic substructuring. Initially, a better insight into the dynamic response of the emulated system was provided by means of the principal component analysis. The clear understanding of reduction basis requirements paved the way for the implementation of a number of model reduction techniques aimed at extending the applicability range of the hybrid testing technique beyond its traditional scope. Therefore, several hybrid simulations were performed on a typical full-scale industrial piping system endowed with a number of critical components, like elbows, Tee joints and bolted flange joints, ranging from operational to collapse limit states. Then, the favourable performance of the L-Stable Real-Time compatible time integrator and an effective delay compensation method were also checked throughout the testing campaign. Finally, several aspects of the piping performance were commented and conclusions drawn.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
• /
• 한국전산구조공학회 1998년도 가을 학술발표회 논문집
• /
• pp.473-480
• /
• 1998

The substructuring pseudodynamic test is a hybrid testing method consisting of a numerical simulation of the earthquake response of an analytical model and a loading test of a specimen. The substructuring pseudodynamic testing technique has been applied to various seismic experiments since it has advantages over the shaking table test to study dynamic behaviors of relatively large scale structures. However, experimental errors are inevitable in substructuring pseudodynamic testing. Some of these errors can be monitored during the test, but, due to limitations in control system, they cannot be eliminated. For example, one cannot control exactly the displacements that are actually imposed on the structures at each time step. This paper focuses on a technique to minimize the cumulative effect of such control errors for MDOF system. For this purpose, the modified posterior adjustment of the time increment from a target value $\Delta$t$_{n}$ to an adjusted value is performed to minimize the effect of the control errors for MDOF system.for MDOF system.

• Smart Structures and Systems
• /
• 제17권1호
• /
• pp.1-15
• /
• 2016

Rayleigh wave velocity along a straight survey line on a concrete plate is measured in order to compare different non-destructive data acquisition techniques. Results from a rolling non-contact data acquisition system using air-coupled microphones are compared to conventional stationary accelerometer results. The results show a good match between the two acquisition techniques. Rolling measurements were found to provide a fast and reliable alternative to stationary system for stiffness determination. However, the non-contact approach is shown to be sensitive to unevenness of the measured surface. Measures to overcome this disadvantage are discussed and demonstrated using both forward and reverse rolling measurements.

• Earthquakes and Structures
• /
• 제9권5호
• /
• pp.1115-1132
• /
• 2015

The study considers earthquake shake table testing of bending-torsion coupled structures under multi-component stationary random earthquake excitations. An experimental procedure to arrive at the optimal excitation cross-power spectral density (psd) functions which maximize/minimize the steady state variance of a chosen response variable is proposed. These optimal functions are shown to be derivable in terms of a set of system frequency response functions which could be measured experimentally without necessitating an idealized mathematical model to be postulated for the structure under study. The relationship between these optimized cross-psd functions to the most favourable/least favourable angle of incidence of seismic waves on the structure is noted. The optimal functions are also shown to be system dependent, mathematically the sharpest, and correspond to neither fully correlated motions nor independent motions. The proposed experimental procedure is demonstrated through shake table studies on two laboratory scale building frame models.