• Architectural research
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• 제3권1호
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• pp.61-70
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• 2001

The paper is intended to propose design strength of slender steel reinforced beam-columns by using the modified superposed method. The design of composite members is carried out by a superposed strength method in AIJ (Architectural Institute of Japan) design method. The bearing capacities of the steel part and the concrete part have to be determined separately and then added to a combined capacity. Authors have proposed a new superposed method in a modified form for the slender composite beam-columns and reinforced column. The modified superposed method is adopted for the slender steel reinforced beam-columns. Validation of the modified superposed method is undertaken by comparison with analytical results calculated assuming a sine curve deflected shape of the beam-columns, and with the test results conducted in Japan.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제88권1호
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• pp.25-42
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• 2023

This paper presents a finite element (FE) simulation of eccentrically loaded lightweight aggregate concrete-encased steel (LACES) columns with H-shaped steel sections, analytical equations are also established to estimate the columns' axial and bending moment interaction capacities. The validity of the proposed models is checked by comparing the results with experimental data. Good agreements between the test and proposed models' results are found with acceptable agreements. Moreover, design parameters, including the lightweight aggregate concrete (LWAC) strength, eccentricity, column slenderness ratio, and confinement, are studied using the FE analysis, and their efficiency factors are discussed. The results show that the ultimate axial capacity of the LACES composite columns subjected to eccentric loading is negatively affected by the increase in the columns' height, but it is positively affected by the increase of the confinement. Increasing the eccentricity and columns' height reduced the columns'stiffness. In addition, the ultimate capacity of the LACES column is significantly influenced by the LWAC strength and eccentricity, where the ultimate capacity of the LACES column is significantly increased by increasing LWAC strength, and it is remarkably decreased by increasing the eccentricity. When the eccentricity changed from zero to 70 mm, the ultimate axial capacity and stiffness decreased by 67.97% and 63.56%, respectively.

• Steel and Composite Structures
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• 제46권2호
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• pp.221-236
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• 2023

In order to study the seismic response of the main plant of steel reinforced concrete (SRC) structure of the CAP1400 nuclear power plant under the influence of different high-mode vibration, the 1/7 model structure was manufactured and its dynamic characteristics was tested. Secondly, the finite element model of SRC frame-bent structure was established, the seismic response was analyzed by mode-superposition response spectrum method. Taking the combination result of the 500 vibration modes as the standard, the error of the base reactions, inter-story drift, bending moment and shear of different modes were calculated. Then, based on the results, the influence of high-mode vibration on the seismic response of the SRC frame-bent structure of the main plant was analyzed. The results show that when the 34 vibration modes were intercepted, the mass participation coefficient of the vertical and horizontal vibration mode was above 90%, which can meet the requirements of design code. There is a large error between the seismic response calculated by the 34 and 500 vibration modes, and the error decreases as the number of modes increases. When 60 modes were selected, the error can be reduced to about 1%. The error of the maximum bottom moment of the bottom column appeared in the position of the bent column. Finally, according to the characteristics of the seismic influence coefficient αj of each mode, the mode contribution coefficient γj•Xji was defined to reflect the contribution of each mode to the seismic action.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제26권5호
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• pp.441-452
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• 2014

본 논문에서는 중력하중을 받는 SRC기둥과 합성보 접합부의 정적실험을 수행하였다. 합성보는 H형단면과 U형단면으로 구성되어 있다. 모두 5개의 실대형 실험체를 설계하여 실험변수, 즉, H형단면 크기, 스터드커넥터의 유무, 스티프너와 상부근의 유무 등이 접합부의 거동에 미치는 영향을 조사하였다. 또한 H형단면과 U형단면의 용접접합부의 구조성능을 초기강성, 내력 및 변형능력을 중심으로 기술하였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제19권1호
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• pp.209-221
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• 2015

Results from an experimental study on the seismic response of six composite reinforced concrete column-to-steel beam interior joints are presented. The primary variable investigated is the details in the joint. For the basic specimen, the main subassemblies of the beam and column are both continuous, and the steel beam flanges extended to the joint are partly cut off. Transverse beam, steel band plates, cove plates, X shape reinforcement bars and end plates are used in the other five specimens, respectively. After the joint steel panel yielded, two failure modes were observed during the test: local failure in Specimens 1, 2 and 4, shear failure in Specimens 3, 5 and 6. Specimens 6, 3, 5 and 4 have a better strength and deformation capacity than the other two specimens for the effectiveness of their subassemblies. For Specimens 2 and 4, though the performance of strength degradation and stiffness degradation are not as good as the other four specimens, they all have excellent energy dissipation capacity comparing to the RC joint, or the Steel Reinforced Concrete (SRC) joint. Based on the test result, some suggestions are presented for the design of composite RCS joint.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제26권5호
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• pp.335-342
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• 2013

최근 환경오염 문제에 대한 심각성이 대두되며 전 세계적으로 환경부하 저감을 위해 다양한 노력을 쏟고 있다. 특히 환경 저해 산업의 하나인 건설분야에서는 $CO_2$배출량과 에너지 소비량을 줄이기 위해 활발한 연구를 진행해 왔다. 그러나 건설분야의 기존 연구들은 대부분 $CO_2$배출량이 가장 큰 사용 및 유지관리 단계에만 집중하고 있으며, 설계단계에 대한 연구는 2D의 철근콘크리트 부재 및 구조물에 대해서만 실행되었을 정도로 초기단계이다. 사실, LCA적 관점에서 친환경적 건설산업을 이루기 위해서는 건물의 초기설계 단계에서부터 $CO_2$배출량을 저감시키기 위한 방향으로 설계를 유도할 수 있어야 하며, 구조 엔지니어로서 환경성을 고려한 설계안을 제시할 수 있어야 한다. 그러므로 본 연구에서는 매입형 합성기둥(SRC)을 대상으로 $CO_2$최적화 기법을 제시하였으며, 이를 통해 얻은 여러 설계단면을 이용하여 SRC기둥의 $CO_2$배출량에 영향을 미치는 3가지 요소((1) 강재 크기, (2) 콘크리트 압축강도, (3) 작용 하중 크기)에 대한 영향관계를 분석하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제76권4호
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• pp.465-477
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• 2020

This paper presents an investigation on the dynamic behavior of SRC columns with built-in cross-shaped steels under impact load. Seven 1/2 scaled SRC specimens were subjected to low-speed impact by a gravity drop hammer test system. Three main parameters, including the lateral impact height, the axial compression ratios and the stirrup spacing, were considered in the response analysis of the specimens. The failure mode, deformation, the absorbed energy of columns, as well as impact loads are discussed. The results are mainly characterized by bending-shear failure, meanwhile specimens can maintain an acceptable integrity. More than 33% of the input impact energy is dissipated, which demonstrates its excellent impact resistance. As the impact height increases, the flexural cracks and shear cracks observed on the surface of specimens were denser and wider. The recorded time-history of impact force and mid-span displacement confirmed the three stages of relative movement between the hammer and the column. Additionally, the displacements had a notable delay compared to the rapid changes observed in the measured impact load. The deflection of the mid-span did not exceed 5.90mm while the impact load reached peak value. The impact resistance of the specimen can be improved by proper design for stirrup ratios and increasing the axial load. However, the cracking and spalling of the concrete cover at the impact point was obvious with the increasing in stiffness.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제12권4호통권47호
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• pp.445-455
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• 2000

본 연구는 최근의 건설 환경 변화에 따른 여러 가지 제문제점들에 대한 구조적 측면에서의 대응책의 하나로서 새로운 구조 시스템 전개를 위해 이종구조부재로 구성된 보기둥 접합부 모델을 제안한 것이다. 본 연구에서는 장스팬 S보의 강성을 향상시키기 위해 S조의 단부를 RC조로 보강하여 강성 및 내력증대를 꾀하였으며, 이종구조 사이의 원활한 응력 전달을 목적으로 SRC조 단부의 보 주근은 U자형 갈고리 모양으로 정착하여 철골 플랜지에 용접 접합하였다. 일련의 실험을 통해 접합부 강성 및 내력 특성을 고찰하였고 본 접합부의 가능성을 제시하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제26권4호
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• pp.263-275
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• 2014

본 연구에서는 SRC 기둥-H형단면과 U형단면으로 구성된 합성보 접합부에 관해서 반복가력실험을 실시하였다. 합성보에 관한 핵심요소는 H형단면과 U형단면 간 용접접합부의 구조적 성능이다. 이 두 부재 접합부의 성능을 향상시키기 위해서는 수직스티프너와 사다리꼴 스티프너가 필요하다. 접합부의 반복적인 성능을 평가하기 위해서 5개의 실대형 실험체를 계획하였으며, 실험변수는 H형단면의 크기($H-500{\times}200{\times}10{\times}16$, $H-600{\times}200{\times}11{\times}17$), 스티프너와 상부근의 유무 및 용접접근공(WAH)의 유무 등이다. 실험결과, H-500 시리즈 및 H-600 시리즈 보가 있는 실험체의 회전각은 각각 4%와 3%로 나타났으며, 이는 특수모멘트골조와 중간모멘트골조에 요구되는 값이다. 실험결과는 스티프너와 상부근이 있는 실험체의 변형능력이 그렇지 않은 실험체에 비해서 우수한 결과를 보였다. 끝으로, 실험체의 에너지소산능력과 변형도 분포를 요약하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제17권3호
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• pp.393-400
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• 2005

강재 매입형 합성기둥 구조는 주로 건물구조와 교량의 교각구조에 적용되어 왔고, 최근에는 교량의 교각구조에 적용하는 예가 늘어나고 있는 실정이다. 교각은 건물의 기둥에 비해 상당히 큰 규모의 구조물이기 때문에 강재비를 적절한 수준으로 유도하면서 의도하는 성능을 만족하는 단면을 설계해야 한다. 그러나 합성구조의 기본원리가 구조물을 구성하는 구조재료의 일체화된 거동에 근거함으론 강재 매입형 합성기둥 구조의 적용에 앞서, 먼저 콘크리트와 강재 단면의 합성 작용에 대한 명확한 정의가 필요하다. 일반적으로 강재 매입형 합성구조는 부착과 마찰에 의해서 합성작용을 확보한다고 가정하고 설계하는데, 콘크리트 단면 강재 단면 그리고 합성 단면으로 각각 다를 경우, 거동의 차이를 가져올 수 있기 때문에 적절한 합성작용을 위한 규정이 요구된다. 이 논문에서는 횡방향 철근에 의한 콘크리트의 구속 효과, H형 강재 복부의 천공에 의한 기계적 맞물림 그리고 전단 연결재에 의한 영향을 고려하여 실험을 수행하였다. 실험을 통해 계산된 값보다 큰 부착 강도를 얻을 수 있었다. 구속효과, 기계적 맞물림 그리고 전단 연결재를 통해 전단 강도의 증가를 유도할 수 있었고, 이는 강재 매입형 합성 기둥에서 합성 작용을 확보하는데 효과적으로 이용될 수 있다.