• 제목/요약/키워드: Shear-connector

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Shear mechanical behavior of prefabricated and assembled multi-key group stud connectors

  • Liang Fan;Wen Zeng;Wenhao Zhao;Mengting Wang
    • Steel and Composite Structures
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    • 제51권1호
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    • pp.9-24
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    • 2024
  • In order to study the shear mechanical behavior of prefabricated and assembled multi-key group stud connectors, this paper conducted push-out tests on 10 prefabricated and assembled multi-key group stud connectors, distributed in 5 groups, and detailed the failure modes of each specimen. Based on the finite element software, a total of 22 models of this type of stud connector are established, and validated the finite element models using the push-out tests. Furthermore, the effects of stud diameter, number of key groups, and spacing of key groups on the shear resistance of prefabricated and assembled multi-key group stud connectors are analyzed. Combined with the test and finite element, the force analysis is carried out for the stud and first-pouring and post-pouring concrete. The results show that the spacing and number of key groups have a significant impact on the shear capacity and shear stiffness of the specimen. For a single stud, the shear force is transferred to the surrounding concrete via the stud's root. When the stud is finally cut, the steel and the concrete plate are separated. Under vertical shear force, the top row of studs experiences the highest shear, while the middle row has the least. Based on statistical regression, a formula of assembled multi-key group stud connectors is proposed.

Shear capacity equation for channel shear connectors in steel-concrete composite beams

  • Paknahad, Masoud;Shariati, Mahdi;Sedghi, Yadollah;Bazzaz, Mohammad;Khorami, Majid
    • Steel and Composite Structures
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    • 제28권4호
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    • pp.483-494
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    • 2018
  • In this research the effect of high strength concrete (HSC) on shear capability of the channel shear connectors (CSC) in the steel concrete composite floor system was estimated experimentally and analytically. The push-out test was carried out for assessing the accurateness of the proposed model (nonlinear and finite element model) for the test specimens. A parametric analysis was conducted for predicting the shear capacity of the connectors (CSC) in the HSC. Eight push-out specimens of different sizes with different strength levels were tested under the monotonic loading system. The aim of this study was to evaluate the efficacy of the National Building Code of Canada (NBC) of Canada for analysing the loading abilities of the CSC in the HSC. Using the experimental tests results and verifying the finite element results with them, it was then confirmed by the extended parametric studies that the Canadian Design Code was less efficient for predicting the capacity of the CSC in the HSC. Hence, an alternative equation was formulated for predicting the shear capacity of these connectors during the inclusion of HSC for designing the codes.

현장타설 중단열 RC벽체의 구조적 성능 (Structural Performance for Sandwich Insulation of Reinforced-Concrete)

  • 박준호;유정호
    • 한국건축시공학회:학술대회논문집
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    • 한국건축시공학회 2015년도 춘계 학술논문 발표대회
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    • pp.19-20
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    • 2015
  • Building exterior wall's energy loss is very high rate comparing to all part of a buildings. And it account for upper 40% of cooling and heating load. So many studies conducted improving insulation performance of building's exterior, appeared about sandwich insulation wall which could be gaining merit of traditional insulation method those are exterior insulation and interior insulation. In this study, we inform structural performance of sandwich insulation wall for RC wall. For this, first, we define each wall's role and design sandwich insulation wall. At last, analyze structural performance of sandwich insulation wall. This study can contribute to apply it safely where side wall which toilet, stair area, etc.

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연속합성형 교량의 전단연결재 설계에 관한 연구 (A Study on the Design of Shear Connector of Continuous Composite Bridge)

  • 장승필;강상규;심창수
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제9권3호통권32호
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    • pp.351-362
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    • 1997
  • 중. 소규모의 교량 설계시, 그가 가지고 있는 여러 가지 장점 때문에 연속 합성형 교량 형식을 채택하는 것이 점차 보편화되고 있는 실정이다. 그러나 콘크리트 슬래브에 프리스트레스를 가하지 않는 경우에는 교량 중앙 지점부의 부모맨트로 인하여 발생하는 콘크리트 슬래브의 균열을 설계시에 고려해야 한다. 이 논문에서는 기존에 제시된 두 가지 전단연결재 설계 방법에 대하여 탄.소성 유한요소해석법으로 비교 검토하였다. 그리고 부분합성이론을 소개하고 이 이론에 의한 이론적 엄밀해를 유도하였다. 합성정도에 따른 단순합성보와 연속합성보의 거동을 해석결과와 실험결과의 비교 분석을 통하여 부분합성이론을 강합성형교의 설계와 시공에 적용할 경우의 장단점을 검토하였다.

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강합성 교량 스터드 전단연결재의 피로 설계식 평가 및 제안 (Assessment and Recommendation of Fatigue Design Codes for Stud Shear Connectors in Composite Bridge)

  • 이경찬;윤기용
    • 한국방재학회 논문집
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    • 제9권5호
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    • pp.15-21
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    • 2009
  • AASHTO LRFD 설계 기준에 따른 합성형 교량 전단연결재 설계는 주로 강도보다는 피로에 의해 지배되는 것으로 알려져 있다. 이 피로 설계는 1966년 Slutter와 Fisher의 연구에 근거하고 있다. 당시의 시험은 1면으로 수행되었기 때문에 편심이 작용하였고, 이로 인하여 전단연결재에 별도의 인장력이 가해지게 되어 피로 강도가 감소되는 결과를 낳은 것으로 보인다. 또한, 피로 S-N 곡선은 응력변동폭과 하중반복 횟수 각각의 로그 스케일에 대하여 선형 관계를 보이는 것으로 Fisher에 의해 후에 밝혀졌으나, 전단연결재의 경우에 대해서만은 아직도 응력변동폭에 로그를 취하지 않고 있다. 이 연구는 현재 미국, 영국, 유럽, 일본에서 사용 중인 피로 설계 곡선을 비교 검토한 결과 미국 설계 기준이 비교적 보수적인 설계를 하고 있음을 확인하였다. 나아가, 당시의 실험 세팅과 데이터를 재분석하고 최근까지 전 세계에 공개된 피로 실험 데이터를 수집하여 분석 비교하고, 이를 바탕으로 적절한 설계식을 추천하고자 한다.

유공강판 전단연결재의 인발저항성능 평가 (Pull-out Resistance Capacity Evaluation of Perfobond Rib Shear Connector)

  • 김영호;구현본
    • 대한토목학회논문집
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    • 제28권6A호
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    • pp.853-859
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    • 2008
  • 본 연구에서는 유공강판 전단연결재를 강관말뚝머리 연결부의 결합용 구조 요소로 활용하기 위한 연구의 일환으로 유공강판 전단연결재의 홀 형상, 홀 직경, 홀 관통철근, 매입깊이 등에 따른 구조적 성능 및 거동 특성을 실험적으로 규명하였으며, 그 결과 유공강판 전단연결재가 충분한 인발저항성능을 확보하기 위해서는 콘크리트 다웰 효과가 충분히 발현될 수 있도록 확보가능한 만큼의 다수의 홀을 가공 배치하되, 각 홀의 직경은 전단연결재 높이의 절반 정도임과 동시에 관통철근 배근 후에도 콘크리트의 완전한 충전이 가능할 만큼의 홀 내 여유 공간을 충분히 확보하는 것이 바람직하며, 아울러 유공강판 전단연결재가 강관말뚝머리 연결부의 결합용 구조 요소로서의 제기능을 발휘할 수 있도록 충분한 정착성능을 확보할 필요가 있다.

접촉면 요소를 사용한 합성 지하벽의 비선형 해석 (Nonlinear Analysis of Composite Basement Wall Using Contact Element)

  • 서수연;이성호
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제11권3호
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    • pp.176-184
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    • 2007
  • 본 연구의 목적은 H-Pile과 벽체가 합성하여 거동하는 합성 지하벽의 내력 및 구조적 거동을 해석적으로 파악하고 구조성능을 평가하여 다양한 형태의 응력조건에 대한 거동예측 방법을 제시하는 것이다. 이를 위하여 유한요소 범용 프로그램인 ATENA를 이용하여 H-Pile, 콘크리트 벽체, 스터드볼트 연결부 등에 대한 모델링방법을 설정하고 기 실험된 합성지하벽 실험체들에 대한 비선형 해석을 실시하였다. H-Pile과 콘크리트 벽체를 연결하는 스터드볼트에 의해 전달되는 전단 및 축응력을 접촉면 요소로 모델링하여 비선형 해석을 실시한 결과, 비록 초기강성은 해석결과가 다소 높게 나타났지만, 실험결과와 해석결과가 좋은 대응을 보이는 것으로 나타났다.

Analytical, experimental and numerical study of timber-concrete composite beams for bridges

  • Molina, Julio C.;Calil, Carlito Junior;de Oliveira, Diego R.;Gomes, Nadia B.
    • Computers and Concrete
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    • 제24권2호
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    • pp.103-115
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    • 2019
  • In this study, the strength and stiffness (EI) of wood-concrete composite beams for bridges with T-shaped cross section were evaluated. Two types of connectors were used: connectors bonded with epoxy adhesive and connectors attached to the wood just by pre-drilling (without adhesive). The connectors consisted of common steel bars with a diameter of 12.5 mm. Initially, the strength and stiffness (EI) of the beams were analyzed by bending tests with the load applied at the third point of the beam. Subsequently, the composite beams were evaluated by numerical simulation using ANSYS software with focus on the connection system. To make the composite beams, Eucalyptus citriodora wood and medium strength concrete were used. The slip modulus K and the ultimate strength values of each type of connector were obtained by direct shear tests performed on composite specimens. The results showed that the connector glued with epoxy adhesive resulted in better strength and stiffness (EI) for the composite beams when compared to the connector fixed by pre-drilling. The differences observed were up to 10%. The strength and stiffness (EI) values obtained analytically by $M{\ddot{o}}hler^{\prime}$ model were lower than the values obtained experimentally from the bending tests, and the differences were up to 25%. The numerical simulations allowed, with reasonable approximation, the evaluation of stress distributions in the composite beams tested experimentally.

T형 합성보의 내력평가에 관한 연구 (A Study on the strength evaluation for T-type Composite Beam)

  • 김상모;김규석
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제15권4호통권65호
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    • pp.467-474
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    • 2003
  • 일반적인 합성보는 콘크리트 슬래브와 H형강 철골보 사이에 작용하는 수평전단력을 쉬어코넥터로 긴결하여 휨내력 및 강성을 증가시킨 구조다. H형강대신 U형 철골을 사용하고 그 속에 콘크리트를 채운 새로운 형태의 합성보 시스템이라 할 수 있는 T형 합성보의 구조 특성을 실험에 의해 분석하고, 기존의 합성보 설계이론을 토대로 내력평가를 하는 데 그 목적이 있다. 또한 T형 합성보의 구조설계 및 시공에 필요한 기초자료를 제시하고자 한다.

Shear behavior and analytical model of perfobond connectors

  • Zheng, Shuangjie;Liu, Yuqing;Yoda, Teruhiko;Lin, Weiwei
    • Steel and Composite Structures
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    • 제20권1호
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    • pp.71-89
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    • 2016
  • In steel and concrete composite girders, the load transfer between the steel beam and the concrete slab is commonly ensured by installing shear connectors. In this paper, to investigate the nonlinear behavior of perfobond connectors, a total of 60 push-out specimens were fabricated and tested with the variables for the hole diameter, the concrete strength, the thickness of concrete slab, the diameter, strength and existence of perforating rebar, the thickness, height and distance of perfobond ribs. The failure mode and the load-slip behavior of perfobond connectors were obtained. A theoretical model was put forward to express the load-slip relationship. Analytical formulas of shear capacity and peak slip were also proposed considering the interaction between the concrete dowel and the perforating rebar. The calculation results of the proposals agreed well with the experimental values.