• 한국지진공학회논문집
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• 제3권4호
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• pp.33-46
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• 1999

캘리포니아의 강구조 모멘트프레임은 1994년 노스리지 지진시 6.8의 규모와 진앙지에서 근접한 지리적인 악조건에도 불구하고 붕괴나 인명피해 없이 잘 견뎌냈다. 그러나 이후 시행된 조사에서 경제적으로 지진시 안전하다고 믿어져 널리 쓰인 welded flange-bolted web(WFBW) 강접합부(moment connection)의 기둥과 용접의 경계면에서 취성 파괴가 다수 발견되었다. 이논문은 선형파괴역학과 노스리지진이후의 WFBW 강접합부 실험을 이용하여 WFBW 강접합부와 노스리지지진이후 기존 강접합부의 대안으로 추천되고 있는 reduced beam section (RBS) 강접합부의 취성 파괴강도를 결정하는 수치적인 방법을 제안하고 이를 이용하여 이들 강접합부의 취성 파괴모드를 추정하였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제47권3호
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• pp.375-382
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• 2023

The H-shaped steel beam is popular due to its ease of manufacturing and connection to the column. This profile, which is used as a shallow beam, needs the high weak-axis bending stiffness and torsional stiffness to meet the overall stability. Achieving the local beam flange stability, bearing capacity, bending stiffness, and torsional requirements need a great thickness and width of the beam flange, which causes, which will cause more uneconomical structural design. So, the box-section beam is the ideal alternative. However, the current design specifications do not have design rules for the bolt-and-welded connection of the box-section beam and box-section column. The paper proposes a novel bolt-and-welded connection of the box-section beams and box-section columns based on a high-rise structural design scheme. Three connection models, BASE, WBF, and RBS, are analyzed under cyclic loading in ABAQUS software. The failure modes, hysteresis response, bearing capacity, ductility, plastic rotation angle, energy dissipation, and stiffness degradation of all models are determined and compared. Compared with the other two models, the model WBF exhibited excellent seismic performance, ductility, and plastic rotation ability. Finally, model WBF was chosen as the connection scheme used in the project design.

• Steel and Composite Structures
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• 제47권2호
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• pp.203-216
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• 2023

The composite beam connections often encountered fracture failure in the welded bottom flange joint, and a bottom flange bolted connection has been proposed to increase the deformation ability of the bottom flange joint. The seismic performance of the bottom flange bolted composite beam connection was suffered from both the composite action of concrete slab and the asymmetric load transfer mechanisms between top and bottom beam flange joints. Thus, this paper presents a comprehensive numerical study on the working mechanism of the bottom flange bolted composite beam connections. Three available modelling methods and a new modelling method on the flange-stud-slab interactions were compared. The efficient numerical modeling method was selected and then applied to the parametric study. The influence of the composite slab, the bottom flange bolts, the shear composite ratio and the web hole shape on the seismic performance of the bottom flange bolted composite beam connections were investigated. A hogging strength calculation method was then proposed based on numerical results.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제27권3호
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• pp.311-321
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• 2015

본 연구는 중 저층 건축물에 적용된 강재의 보-기둥 접합부에 따른 내진성능을 규명하기 위한 실험적 연구이다. 실험체는 보-기둥 접합부의 보 플랜지와 웨브의 접합형태에 따라 분류하여 총 5가지를 제작하였다. 실험체는 웨브와 플랜지 모두 용접한 접합부(SHN-W-W)와 웨브는 용접하고 플랜지는 고력볼트 접합한 접합부(SHN-W-B)와 웨브는 고력볼트 접합하고 플랜지는 용접접합한 접합부(SHN-B-W)와 웨브와 플랜지 모두 고력볼트 접합한 접합부(SHN-B-B)와 보 단부에 엔드플레이트를 이용하여 접합한 접합부(SHN-EP)이다. 실험은 KBC2009에서 제시하는 반복재하인증실험으로 층간변위각(${\theta}$)을 제어하기 위한 변위 제어방식으로 실시하였다. 실험으로부터 각 시험체의 하중-회전각 곡선을 나타내었으며, 접합부의 최종 파괴형상을 요약하였다. 접합부는 강성과 강도의 관점에서 강접합과 반강접합으로 분류하였으며 내진성능평가를 위한 에너지소산능력을 비교하였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제4권4호
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• pp.303-315
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• 2004

Frame composed of concrete-filled steel tubular columns and I-shaped steel beam has been researched in order to development reasonable connection details. The present paper describes the results of an experimental program in four different connection details. The connection details considered include through-bolt between I-shaped steel beams and concrete-filled steel tubular columns and two details of welded connections. One of the welded connection details is stiffened by angles welded in the interior of the profile wall at the beam flange level. The specimens were tested in a cruciform loading arrangement with variable monotonic loading on the beams and constant compressive load on the column. For through-bolt details, the contribution of friction and bearing were investigated by embedding some of the bolts in the concrete. The results of the tests show that through-bolt connection details are very ductility and the bearing is not important to the behavior of these moment connections. The angles welded in the interior of the profile wall increase the strength and stiffness of the welded connection detail. In addition, the behavior curves of these connections are compared and some interesting conclusions are drawn. The results are summarized for the strength and stiffness of each connection.

• 한국지진공학회논문집
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• 제16권6호
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• pp.21-28
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• 2012

Welded Unreinforced Flange-Welded Web (WUF-W) connection is one of Special Moment Frame (SMF) specified in ANSI/AISC-358. From the experimental test of WUF-W connection specimens conducted by the previous study, fracture occurred in the beam flange before achieving total inter-story drift angle of 0.04radian required for Special Moment Frames (SMF) system even though the specimens satisfied the design and detailing requirement specified in ANSI/AISC-358. These results are estimated as problem of the access hole geometry. In this study, a full-scale WUF-W connection specimen was made with a modified access hole geometry, and tested with the same test setting and loading as the previous test. From test results, the deformation capacity of the tested WUF-W connection specimen exceeded 4%, which is required for connections in SMF system. Comparing with the WUF-W specimens of the previous study, the strain demand of the beam flange in the tested specimen was decreased and energy dissipation capacity of the specimen was improved.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제17권3호통권76호
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• pp.325-335
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• 2005

본 연구의 목적은 CFT각형기둥과의 접합에 성능이 개선된 합성 반강접 접합디테일을 제안하고 기둥-보 접합부의 단조가력시 역학적 거동을 보기 위함이다. 극한 거동에 결정적 영향을 끼치는 하부 접합부의 전단내력을 보강하고 시공성을 고려하여 합성 반강접 접합을 CFT구조 형식에 시도하여 CFT기둥-보 접합부의 접합디테일을 제안하였다. 본 연구에서 제안하는 하부 보 플랜지 용접접합(M-2)을 기존 합성 반강접 접합상세인 시트앵글접합(M-1)과 비교/검토하였다. 두 개의 실대형 CFT기둥-보 합성 반강접 접합부 실험체에 대한 단조가력실험을 수행하였다. 실험 결과, 제안형인 하부 보플랜지 용접접합된 실험체는 강접합된 철골보의 약 85%의 강성을 확보하였다. 이는 기존형 실험체와 거의 동일하였으며, 반강접으로 분류됨을 확인할 수 있었다. 제안형 실험체가 웨브 접합부에서 볼트지압에 의한 전단파괴가 발생하였으나 파단 직전까지는 슬래브 연성파괴가 일어난 기존형 실험체와 유사한 거동을 보였다. 슬래브 보강근에 의해 충분한 강성 및 내력이 확보되며, 웨브부분의 강관내의 앵커보강에 의해 전소성모멘트에 상응하는 내력 및 변형성능이 확보되어 충분한 연성거동을 보이는 것으로 판단된다.

• Steel and Composite Structures
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• 제10권3호
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• pp.261-279
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• 2010

Generally, a box tube, which is used for an existing square CFT structure, is made by welding four plates. The manufacturing efficiency of this steel tube is poor, and it also needs special welding technology to weld its internal diaphragm and the through diaphragm. Therefore, an interior-anchor-type square steel tube was developed using the method of cold-forming thin plates to prevent welding of the stress concentration position, and to maximize the section efficiency. And, considering of the flow of beam flange load, the efficiency of erection and the weldability of the diaphragm to thin walled steel column, the external diaphragm connection was selected as the suitable type for the welded built-up square CFT column to beam connection. And, an analytical study and tests were conducted to evaluate the structural performance of the suggested connection details and to verify the suggested equations for the connection details. Through this study, the composite effect of the internal anchor to concrete, the resistance and stress distribution of the connections before and after the existing column is welded to the beam, the effective location of welding in connection were analyzed.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제28권5호
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• pp.345-354
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• 2016

최근 합성 보-기둥 접합부를 위한 복합모멘트접합(hybrid moment connection)상세가 개발되었다. 기둥으로 팔각형태의 콘크리트 충전강관이 사용되었고, 보에는 U단면 콘크리트 충전강관이 사용되었다. 보-기둥 모멘트접합을 위해 보 강관은 기둥 강판에 직접 용접되었다. 하지만 보 하부 플랜지는 응력집중을 피하기 위하여 기둥 강판에 용접되지 않았고, 대신 보 플랜지의 인장력을 전달하기 위해 기둥 관통철근이 사용되었다. 기존 외다이어프램 보강상세 및 복합모멘트접합 상세를 갖는 총 4개의 실험체를 제작하고, 반복하중실험을 수행하였다. 실험결과 복합모멘트접합 상세는 보 플랜지의 인장력이 기둥 내부로 효과적으로 전달되었다. 또한, 하중재하능력 및 변형능력이 기존 외다이어프램 상세와 거의 동일한 수준으로 나타났다. 하지만, 최종 접합부 파괴모드는 복합모멘트접합 상세에 따라 영향을 받았다.

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