• Steel and Composite Structures
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• 제22권1호
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• pp.141-159
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• 2016

Commonly in steel frames, steel beam and concrete slab are connected together by shear keys to work as a unit member which is called composite beam. When a composite beam is subjected to positive bending, flexural strength and stiffness of the beam can be increased due to "composite action". At the same time despite these advantages, composite action increases the strain at the beam bottom flange and it might affect beam plastic rotation capacity. This paper presents results of study on the rotation capacity of composite beam connected to Rectangular Hollow Section (RHS) column in the steel moment resisting frame buildings. Due to out-of-plane deformation of column flange, moment transfer efficiency of web connection is reduced and this results in reduction of beam plastic rotation capacity. In order to investigate the effects of width-to-thickness ratio (B/t) of RHS column on the rotation capacity of composite beam, cyclic loading tests were conducted on three full scale beam-to-column subassemblies. Detailed study on the different steel beam damages and concrete slab damages are presented. Experimental data showed the importance of this parameter of RHS column on the seismic behavior of composite beams. It is found that occurrence of severe concrete bearing crush at the face of RHS column of specimen with smaller width-to-thickness ratio resulted in considerable reduction on the rate of strain increase in the bottom flange. This behavior resulted in considerable improvement of rotation capacity of this specimen compared with composite and even bare steel beam connected to the RHS column with larger width-to-thickness ratio.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제18권2호
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• pp.123-135
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• 2006

이 연구에서는 원형기둥-상자형보 접합부의 다이아프램 형상에 따른 거동특성과 다이아프램 설계방법에 관한 것이다. 강재 원형기둥-상자형보 접합부의 다이아프램은 상자형보 하부플랜지로부터 전달되는 집중력을 지지하게 되며, 보와 기둥의 강도 뿐만아니라 접합부의 거동에 큰 영향을 미치게 된다. 기존의 연구에서는 부정정 곡선보 모델로부터 유도된 다이아프램의 응력계산식이 제시되어 있으나, 설계식으로 활용되기에는 계산과정이 난해하고 유도과정이 비합리적이다. 또한 접합부 강도에 대한 다이 아프램의 역할을 고려하지 않음으로써 다이아프램의 합리적인 설계가 이루어 지지 못하고 있다. 따라서 이 연구에서는 접합부 다이아프램의 설계변수에 대한 비선형 유한요소 해석을 수행하여, 다이아프램의 형상에 따른 강도특성을 검토하였다. 또한 원형기둥-상자형보, 접합부 다이아프램의 이론식이 접합부의 실제 거동과 큰 차이를 나타냄을 확인하였고, 보와 기둥 및 다이아프램 강성을 고려한 강재 원형기둥 접합부 다이아프램의 설계방법을 제안하였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제22권6호
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• pp.1217-1238
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• 2016

Mega composite structure systems have been widely used in high rise buildings in China. Compared to other structures, this type of composite structure systems has a larger cross-section with less weight. Concrete filled steel tubular (CFST) laced column to box-beam connections are gaining popularity, in particular for the mega composite structure system in high rise buildings. To enable a better understanding of the destruction characteristics and aseismic performance of these connections, three different connection types of specimens including single-limb bracing, cross bracing and diaphragms for core area of connections were tested under low cyclic and reciprocating loading. Hysteresis curves and skeleton curves were obtained from cyclic loading tests under axial loading. Based on these tested curves, a new trilinear hysteretic restoring force model considering rigidity degradation is proposed for CFST laced column to box-beam connections in a mega composite structure system, including a trilinear skeleton model based on calculation, law of stiffness degradation and hysteresis rules. The trilinear hysteretic restoring force model is compared with the experimental results. The experimental data shows that the new hysteretic restoring force model tallies with the test curves well and can be referenced for elastic-plastic seismic analysis of CFST laced column to composite box-beam connection in a mega composite structure system.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2006년도 춘계학술발표회 논문집(I)
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• pp.470-473
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• 2006

Past experiences from recent earthquakes indicate that shear failures of beam-column connections were one of the main reasons causing significant damages and collapses of RC structures subjected to earthquake loadings. Many researchers and engineers have conducted to propose an effective way to improve the joint shear strength of RC connections. This paper presents an analytical model for the RC exterior beam-column joints strengthened with CFRP sheets. In the analytical model, the effect of shear behavior of the RC beam-column joint, bond slip of the beam longitudinal reinforcements and CFRP sheets were considered and incorporated into the non-linear structural analysis program. Final analytical results were compared with those from the experiment of eight exterior RC beam-column specimens. The analytical results showed that the developed connection model is very useful to investigate the hysteretic joint behavior and overall load-displacement response of the RC beam-column connections strengthened with CFRP sheets.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제14권3호
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• pp.463-470
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• 2002

TEC-BEAM System은 구조용 CT형강, PC 콘크리트 그리고 현장타설콘크리트 슬래브로 이루어진 합성보이다. 이 시스템은 단순보에 대한 휨 및 전단실험을 수행하였고 우수한 거동을 보였다. 그러나 현장적용을 위해서는 TEC-BEAM과 RC 기둥 강접합 상세개발이 필요하다. 이 접합부는 TEC-BEAM의 하부에 발생하는 힘을 기둥에 전달하기 위한 매캐니즘을 발생해야만 한다. 그래서 TEC-BEAM의 단면이 증대되어 TEC-BEAM 플랜지 하부로 철근이 배근되는 접합부를 개발하였다. 본 논문에서는 제안된 시스템의 구조적 성능 평가를 위해 2개의 실험체에 대하여 실험하였다. 실험변수는 철근의 정착길이 즉, 증대된 단면의 길이이며, 실험결과 제안된 시스템은 우수한 접합부를 구조 성능을 가지고 있음을 확인할 수 있다.

• Computers and Concrete
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• 제10권5호
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• pp.489-505
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• 2012

This paper presents a simplified grid beam model for simulating the nonlinear response of reinforced concrete flat-plate structures. The beam elements are defined with nonlinear behavior for bending moment and torsion. The flexural stiffness and torsional strength of the beam elements are defined based on experimental data to implicitly account for slab two-way bending effects. A failure criterion that considers the interaction between the punching strength and slab flexural behavior is incorporated in the model. The effects of bond-slip of slab reinforcement on connection stiffness are examined. The proposed grid beam model is validated by simulating large-scale tests of slab-column connections subjected to concentric gravity loading and unbalanced moment. This study also determines the critical parameters for a hysteretic model used to simulate flat-plates subjected to cyclic lateral loading.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제13권6호
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• pp.715-723
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• 2001

이 논문은 T-스티프너보강된 GFT기둥-H형강보 실대형 접합부의 거동을 나타낸다. 수직요소와 수평요소로 구성된 6개 실험체의 T-스트프너는 보의 전소성모멘트에 대한 강도비를 주요변수로 하여 제작되었다. 실험을 통하여 얻은 주요 내용은 강도, 강성과 소성회전능력이다. 모든 실험체는 대체로 안정된 이력거동을 나타내었으며, 특히 수평요소는 수직요소보다 강도와 강성에 더욱더 큰 영향을 준다. 보의 소성회전성능에 있어서, 조기에 파단한 TS-2를 제외한 실험체들의 평균 보소성회전각은 2.97% rad.이다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제23권1호
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• pp.36-44
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• 2019

본 연구의 목적은 강 - PC 복합모듈 골조를 구성하는 프레스 성형된 비대칭 기둥과 보 접합부의 구조적 성능을 평가하는 것이다. 모듈러 골조를 구성하는 대부분의 접합부는 폐쇄형의 사각형 강재 기둥 단면을 주로 사용한다. 폐쇄형의 기둥 단면을 사용한 기둥-보 접합부는 시공성을 감소시키고 내화성을 확보하는데 어려움이 있다. 이러한 단점을 극복하기 위하여 강판을 프레스로 성형하여 비대칭 개방형 단면 내에 콘크리트를 충진하는 것이다. 프레스 성형된 비대칭 기둥-보 접합부의 구조적 성능을 조사하기 위해 총 4개의 실험체를 제작하였다. 실험결과, 비대칭 기둥의 구조적 성능과 거동이 비대칭 기둥 단면이 합성되는지 또는 기둥의 폭-두께 비율에 따라 달라지는지를 보여주었다. 프레스 성형된 비대칭 기둥-보 접합부의 구조적 성능은 실험결과와 이론식을 비교하여 평가하였다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 1997년도 가을 학술발표회 논문집
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• pp.587-596
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• 1997

This study is concerning the structural behavior of reinforced concrete filled tubular column to steel H-beam connections with outer diaphram by simplified connection type. The important parameters of this study are the cross-section shape of tubular column and the spacing of hoop (60mm, 30mm, 20mm) and the concrete filled or not. The experimental results are summarized for the strength and displacement of each specimen.

• Steel and Composite Structures
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• 제37권6호
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• pp.633-647
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• 2020

This paper aims to study the seismic performance of external diaphragm connection between SST (square steel tube) column and H-shaped beam through experimental and analytical study involving finite element (FE) method and theoretical analysis. In the experimental study, three external diaphragm connection specimens with weak panel zone were tested under axial pressure on the top of the column and antisymmetric cyclic loads at the beam end to investigate the seismic performance of the panel zone. The hysteretic behavior, failure mode, stiffness and ductility of the specimens were discussed. Key point to be explored was the influence of the thickness of the steel tube flange on the shear capacity of the specimens. In the analytical study, three simplified FE models were developed to simulate the seismic behavior of the specimens for further analysis on the influence of steel tube flange. Finally, four existing calculation formulas for the shear capacity of the external diaphragm connection were evaluated through comparisons with the results of experiments and FE analysis, and application suggestions were put forward.