• Steel and Composite Structures
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• 제11권2호
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• pp.149-168
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• 2011

This paper presents a computational study of column loss scenarios for typical multi-story steel buildings with perimeter moment frames and composite steel-concrete floors. Two prototype buildings (three-story and ten-story) were represented using three-dimensional nonlinear finite element models and explicit dynamic analysis was used to simulate instantaneous loss of a first-story column. Twelve individual column loss scenarios were investigated in the three-story building and four in the ten-story building. This study provides insight into: three-dimensional load redistribution patterns; demands on the steel deck, concrete slab, connections and members; and the impact of framing configuration, building height and column loss location. In the dynamic simulations, demands were least severe for perimeter columns within a moment frame, but the structures also exhibited significant load redistribution for interior column loss scenarios that had no moment connectivity. Composite action was observed to be an important load redistribution mechanism following column loss and the concrete slab and steel deck were subjected to high localized stresses as a result of the composite action. In general, the steel buildings that were evaluated in this study demonstrated appreciable robustness.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제65권4호
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• pp.401-408
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• 2018

Concentric braced frames are commonly used in steel structures to withstand lateral forces. One of the drawbacks of these systems is the possibility that the braces are buckled under compressive loads, which leads to sudden reduction of the bearing capacity of the structure. To overcome this deficiency, the idea of the Buckling Restrained Brace (BRB) has been proposed in recent years. The length of a BRB steel core can have a significant effect on its overall behavior, since it directly influences the energy dissipation capability of the member. In this study, numerical methods have been utilized for investigation of the optimum length of BRB steel cores. For this purpose, BRBs with different lengths placed into several two-dimensional framing systems with various heights were considered. Then, the Response History Analysis (RHA) was performed, and finally, the optimum steel core length of BRBs and its effect on the responses of the overall system were investigated. The results show that the shortest length where failure does not occur is the best length that can be proposed as the optimum steel core length of BRBs. This length can be obtained through a formula which has been derived and verified in this study by both analytical and numerical methods.

• Steel and Composite Structures
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• 제11권4호
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• pp.273-290
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• 2011

In current ductility-based earthquake-resistant design, the estimation of design forces continues to be carried out with the application of response modification factors on elastic design spectra. It is well-known that the response modification factor (R) takes into account the force reduction, strength, redundancy, and damping of structural systems. The key components of the response modification factor (R) are force reduction ($R_{\mu}$) and strength ($R_S$) factors. However, the response modification and strength factors for structural systems presented in design codes were based on professional judgment and experiences. A numerical study has been accomplished to evaluate force reduction, strength, and response modification factors for special steel moment resisting frames. A total of 72 prototype steel frames were designed based on the recommendations given in the AISC Seismic Provisions and UBC Codes. Number of stories, soil profiles, seismic zone factors, framing systems, and failure mechanisms were considered as the design parameters that influence the response. The effects of the design parameters on force reduction ($R_{\mu}$), strength ($R_S$), and response modification (R) factors were studied. Based on the analysis results, these factors for special steel moment resisting frames are evaluated.

• Geomechanics and Engineering
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• 제12권4호
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• pp.675-688
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• 2017

The anchor block is a specially designed concrete member intended to withstand pullout or thrust forces from backfill material of an internally stabilized anchored earth retaining wall by passive resistance of soil in front of the block. This study presents small-scale laboratory experimental works to investigate the pullout capacity of a concrete anchor block embedded in air dry sand and located at different distances from yielding boundary wall. The experimental setup consists of a large tank made of fiberglass sheets and steel framing system. A series of tests was carried out in the tank to investigate the load-displacement behavior of anchor block. Experimental results are then compared with the theoretical approaches suggested by different researchers and codes. The appropriate placement of an anchor block and the passive resistance coefficient, which is multiplied by the passive resistance in front of the anchor block to obtain the pullout capacity of the anchor, were also studied.

• 국제초고층학회논문집
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• 제13권1호
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• pp.1-9
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• 2024

Today, most architectural and engineering historians no longer consider the Home Insurance Building to be the first skyscraper. Despite this, the popular belief remains that William Le Baron Jenny invented the first skyscraper when he designed the Home Insurance Building in 1884. This paper recounts the history of how Jenney won the public debate starting in 1896, despite his building being only a small evolutionary step forward. In that year, a series of letters in The Engineering Record allowed Jenney and his colleagues to engage in a public relations campaign to recast the debate about the first skyscraper to place the Home Insurance Building as the pivotal structure in skyscraper history.

• 한국지진공학회논문집
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• 제13권5호
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• pp.73-78
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• 2009

가새 골조는 내진 시스템으로 자주 사용되고 역V형 가새 골조 역시 종종 사용된다. 최근 연구는 가새 골조의 지진 성능은 지진 변형 요구의 직접적 고려를 통한 가새 골조 거싯 플레이트 연결부의 설계와 선택된 성능 레벨에 거싯 플레이트의 항복을 허용함으로써 개선될 수 있다고 지적한다. 역V형 가새 골조의 지진 성능에 대한 거싯 플레이트와 골조 부재의 영향을 조사하고 개선된 디자인 모델을 개발하기 위해 유한요소 모델을 이용한 매개변수 연구를 수행했다. 골조 크기, 간극 거리, 거싯 플레이트 두께와 테이퍼 플레이트를 포함한 골조 디테일의 영향에 대해 조사했다. 그 결과 연결부의 적절한 디테일은 골조 성능의 개선에 크게 기여할 수 있다는 결론을 얻었다. 특히 거싯 플레이트 두께는 골조 성능에 커다란 영향을 미친다는 결론을 얻었다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제8권6호통권40호
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• pp.13-22
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• 2004

연성 계수는 반응수정계수(R)의 핵심구성요소로서 내진설계에서 중요한 역할을 하는 계수이다. 본 연구에서의 연성계수()는 단자유도 구조물의 연성계수()에 다자유도 보정계수()를 곱하여 평가하였다. 단자유도 시스템의 연성계수는 지진하중을 받는 단자유도 구조물의 변위 연성요구도와 주기에 따른 비선형 동적해석으로부터 산정하였다. 다자유도 시스템의 영향을 고려하기 위한 다자유도 보정계수()는 기존의 연구에 근거하여 제시하였다. 철골 연성 모멘트 골조의 연성계수를 평가하기 위하여, 구조물의 층수, 골조시스템(외곽골조, 분배골조), 붕괴 메카니즘(강-기둥 약-보, 약-기둥 강-보), 토질조건 및 지진구역을 변수로 하여 총 108개의 예제 구조물을 설계하였다. 구조물의 층수, 붕괴 메카니즘 및 토질조건은 연성계수에 큰 영향을 미치는 반면, 골조 시스템 및 지진구역은 연성계수에 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제16권6호통권73호
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• pp.793-805
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• 2004

본 연구에서는 철골 연성 모멘트 골조에 대하여 반응수정계수(R)의 핵심 구성요소인 연성계수 및 강도계수를 평가하였다. 철골 연성 모멘트 골조에 대한 연성계수($R_{{\mu},MDOF}$) 는 단자유도 구조물에 대한 연성계수($R_{{\mu},SDOF}$)에 다자유도 보정계수($R_M$)를 곱하여 산정하였다. 단자유도 구조물에 대한 연성계수($R_{{\mu},SDOF}$)는 지진하중을 받는 탄소성 단자유도(SDOF) 구조물의 목표 변위 연성비와 주기에 따른 비선형 동적해석으로부터 산정하였다. 통계적 연구와 회귀분석으로부터 연성계수를 산정하기 위한 평가식이 제시되었다. 다자유도의 영향을 고려하기 위한 보정계수($R_M$)는 기존의 연구결과로보터 회귀분석을 이용하여 구하였다. 철골 연성 모멘트 골조에 대한 강도계수는 비선형 정적해석으로부터 산정하였다. 철골 연성 모멘트 골조의 연성 계수 및 강도계수를 평가하기 위하여, 구조물의 층수(4, 8 및 16층), 지진구역계수(Z=0.075, 0.2 및 0.4), 골조 시스템(외곽골조 및 분배골조) 및 붕괴 메카니즘(강기둥-약보 및 약기둥-강보)을 설계 매개변수로 하여 총 36개의 예제구조물을 설계하였다. 철골 연성 모멘트 골조의 연성계수 및 강도계수에 이러한 설계 매개변수가 미치는 영향을 분석하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제16권4호통권71호
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• pp.397-406
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• 2004

본 논문은 경량형강으로 제작한 프레임에 경량기포모르터를 채운 경량합성벽체의 전단 거동에 대한 실험 결과와 전단 강도 및 강성 평가를 제시한 것이다. 경량기포모르터는 스틸하우스 벽체의 구조 성능 및 단열 성능의 향상과 마감에 대한 시공성 개선을 위해 도입되었다. 연구 결과 단열 성능에 대한 기여도는 낮으나, 경량기포모르터의 슬러리 비중이 0.8 이상인 경우 구조 성능의 향상과 마감성이 좋은 것으로 나타났다. 본 연구에서는 전단 거동에 미치는 경량기포모르터의 영향을 알아보기 위해 경량기포모르터의 비중(0.6, 0.8, 1.0, 1.2) 벽체의 스터드 배치간격(450mm, 600mm, 900mm), 마감재(경량기포모르터, OSB, 석고보드) 및 브레이싱 등을 변수로 한 14개의 경량합성벽체를 제작하였고 비교를 위해 대표적인 스틸하우스 벽체 3개를 제작하였다. 면내전단 실험결과, 경량기포모르터를 타설한 경량합성벽체가 기존의 스틸스터드 벽체에 비해 최대 내력은 1.15~5.38배, 초기강성은 1.45~13.7배 증가한 것으로 나타났다. 또한 벽체 내부의 스터드를 900mm까지 확장하여도 무리가 없는 것으로 나타났다. 그러나 이와 같은 결과는 건조수축 균열이 억제되지 않은 상태에서 나온 것으로 경량합성벽체의 내력을 향상시키기 위해서는 경량기포모르터의 초기 건조수축균열을 억제하고 스터드와 경량기포모르터 사이의 부착력을 확보하는 것이 무엇보다도 중요한 것으로 나타났다.

• 한국주거학회논문집
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• 제18권4호
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• pp.27-35
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• 2007

The use of light steel framing as a method of house construction has increased significantly throughout Japan, United States and Europe. Industrialized unit method are prevailing in developed countries. Unit modular house industry has supported an intensive technical development, and housing systems are now available, which are highly adaptable in form and use. Unit modular house have their own merits and demerits, but the more crucial aspect is that the constant design standard should be applied in each design procedure. It entails the necessity of industrial housing development on the open system basis. This paper describes the general forms of factory product system of unit modular housing system in Korea, United States, Japan. And this study attempts to propose the unit factory product system of which the rate of pre-fabrication is the biggest, that can cope with the demand of user on the basis of open-system.