• Structural Engineering and Mechanics
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• 제87권1호
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• pp.19-28
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• 2023

This paper describes the experimental investigation of steel pallet rack beam-to-column connec-tions. Total behavior of moment-rotation (M-φ) curve and the effect of particular characteristics on the behavior of connection were studied and the associated load strain relationship and corre-sponding failure modes are presented. In this respect, an estimation of SPRBCCs moment and rotation are highly recommended in early stages of design and construction. In this study, a new approach based on Support Vector Machines (SVMs) coupled with discrete wavelet transform (DWT) is designed and adapted to estimate SPRBCCs moment and rotation according to four input parameters (column thickness, depth of connector and load, beam depth,). Results of SVM-WAVELET model was compared with genetic programming (GP) and artificial neural networks (ANNs) models. Following the results, SVM-WAVELET algorithm is helpful in order to enhance the accuracy compared to GP and ANN. It was conclusively observed that application of SVM-WAVELET is especially promising as an alternative approach to estimate the SPRBCCs moment and rotation.

• Steel and Composite Structures
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• 제22권4호
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• pp.915-935
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• 2016

Steel systems composed of Reinforced Concrete column to Steel beam connection (RCS) have been raised as a structural system in the past few years. The optimized combination of steel-concrete structural elements has the advantages of both systems. Through beam and through column connections are two main categories in RCS systems. This study includes finite-element analyses of mentioned connection to investigate the seismic performance of RCS connections. The finite element model using ABAQUS software has been verified with experimental results of a through beam type connection tested in Taiwan in 2005. According to verified finite element model a parametric study has been carried out on five RCS frames with different types of lateral restraint system. The main objective of this study is to investigate the forming of plastic hinges, distribution of stresses, ductility and stiffness of these models. The results of current research showed good performance of composite systems including concrete column-steel beam in combination with steel shear wall and bracing system, are very desirable. The results show that the linear stiffness of models with X bracing and steel shear wall increase remarkably and their ultimate strength increase about three times rather than other RCS frames.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제68권5호
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• pp.591-601
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• 2018

Non-moment beam-to-column connections, which are usually referred to as simple or shear connections, are typically designed to carry only gravity loads in the form of vertical shears. Although in the analysis of structures these connections are usually assumed to be pinned, they may provide a small amount of rotational stiffness due to the typical connection details. This paper investigates the effects of this small rotational restraint of simple beam-to-column connections on the behavior and seismic response of steel braced non-moment resisting frames. Two types of commonly used simple connections with bolted angles, i.e., the Double Web angle Connection (DWC) and Unstiffened Seat angle Connection (USC) are considered for this purpose. In addition to the pinned condition - as a simplified representation of these connections - more accurate semi-rigid models are established and then applied to some frame models subjected to nonlinear pushover and nonlinear time history analyses. Although the use of bracing elements generally reduces the sensitivity of the global structural response to the behavior of connections, the obtained results indicate considerable effects on the local responses. Namely, our results show that consideration of the real behavior of connections is essential in designing the column elements where the pin-connection assumption significantly underestimates design of outer columns of upper stories.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제14권1호
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• pp.121-130
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• 2002

This paper presents the tensile behavior of a Concrete-Filled Square Steel Tubular (CFT) column to H-beam welded connections. These connections were externally reinforced with T-shaped stiffeners at the junction of CFT column and beam. The tensile loading tests of eighteen tee-joint connections and finite element analysis using ANSYS were carried out. The main parameters of tests are as follows: 1) the thickness of Square Steel Tubular Column : 6 mm, 9 mm, 2) the strength ratios of tensile strength of horizontal stiffeners to tensile strength of beam flange : 70 %, 100 %, 150 %, 3) the strength ratios of shear strength of vertical stiffeners to tensile strength of beam flange : 80 %, 115 %, 160 %. The results of the tests demonstrate that overall behavior and failure modes of all the specimens are governed mainly by the horizontal stiffeners rather than the vertical stiffeners, and the vertical stiffener played only a role in transferring load introduced from beam to column.

• 콘크리트학회논문집
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• 제22권3호
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• pp.325-333
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• 2010

이 연구에서는 시공성과 경제성이 향상되고 중진 지역에서 사용할 수 있는 새로운 프리캐스트 콘크리트 보-기둥 접합부 상세를 복합구조로 개발하고 실험을 통하여 이를 검증하였다. 이 상세는 기둥 속에 매립된 각형강관과 보U형 단부를 갖는 보 단부에 매립된 플레이트를 볼트로 결합시킬 수 있는 구조로 되어있다. 하이브리드 스틸-콘크리트 접합합부에 앞서 콘크리트가 조기에 파괴되는 것을 막기 위하여 접합부 부분에 ECC(engineered cementitious composite)를 사용하였다. 개발된 접합부 상세에 대한 성능을 검증하기 위하여 보-기둥 접합부 실험체를 계획하여 이에 대한 내진성능 실험을 실시하였다. 내부 접합부에 있어서는 접합부 횡보강근 유무와 현장타성 범위를 변수로 3개의 실험체를 제작하였다. 실험은 기둥에 일정 축력을 가한 상태에서 PC기둥 단부에 액츄에이터를 설치하여 변위제어로써 반복가력 하여 실시하였다. 실험에서 얻은 자료를 접합부 내력, 강성, 에너지 소산능력 등에 대하여 분석하였으며, 그 결과 이 연구에서 제시한 새로운 보-기둥 접합부 상세는 강재와 콘크리트 그리고 ECC 사이에서의 다른 부착 특성 때문에 구조거동에서 차이점이 관찰되었으며, 기준 실험체를 제외한 두 실험체의 경우 ECC 및 철골연결재에 의해 소성힌지를 유도할 수 있는 것으로 나타났다. 그리고 프리캐스트 접합부는 높은 일체성과 모멘트 저항 능력을 보이며 중진 지역에서 사용가능함을 보였다.

• Earthquakes and Structures
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• 제8권5호
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• pp.1039-1054
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• 2015

The purpose of this study was to evaluate the seismic performance of weak-axis column-tree type connections used in steel moment frames. These connections are composed of a shop-welded and fieldbolted steel structure and can improve welding quality. On this basis, column-tree type connections are widely used in steel moment resisting frames in Korea and Japan. In this study, splices designed with a semirigid concept regarding the seismic performance of column-tree connections were experimentally evaluated. The structures can absorb energy in an inelastic state rather than the elastic state of the structures by the capacity design method. For this reason, the plastic hinge might be located at the splice connection at the weak-axis column-tree connection by reducing the splice plate thickness. The main variable was the distance from the edge of the column flange to the beam splice. CTY series specimens having column-tree connections with splice length of 600 mm and 900 mm were designed, respectively. For comparison with two specimens with the main variable, a base specimen with a weak-axis column-tree connection was fabricated and tested. The test results of three full-scale test specimens showed that the CTY series specimens successfully developed ductile behavior without brittle fracture until 5% story drift ratio. Although the base specimen reached a 5% story drift ratio, brittle fracture was detected at the backing bar near the beam-to-column connection. Comparing the energy dissipation capacity for each specimen, the CTY series specimens dissipated more energy than the base specimen.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제13권3호
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• pp.289-299
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• 2001

본 논문은 직각펀형 외다이아프램 형식의 각형강관-H형강보 접합부의 반강접 특성을 파악하기 위하여 기존 실험결과를 수집하여 모든 실험체를 기준이 되는 실험방법과 동일하게 모델링하여 유한요소해석을 실시하였다. 이 해석결과를 실험결과와 비교 검증하여 해석결과의 신뢰성을확보, 이를 준용하는 것으로 하여 본 접합부형식의 반강접거동에 영향을 미치는 주요한 변수를 파악하고 차후 골조해석에 적용 가능한 적절한 모멘트-회전각 곡선을 제안, 함수를 구성하는 세가지 파라메타에 대하여 다중선형회귀분석을 실사하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제26권3호
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• pp.173-182
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• 2013

최근 진행되고 있는 건축 프로젝트는 기존의 정형적인 구조계획에서 벗어나 점차 복합적이고 다양한 형태를 지향하고 있다. 이와 같은 새로운 건축 트렌드 속에서, 비정형 건축물의 구조 시스템을 효율적으로 현실화하여 골조의 직교성을 해체시키는 기술에 대한 연구의 필요성이 대두되고 있다. 비정형 건축물의 중요한 구조적 특징 중 하나로 경사기둥의 빈번한 적용을 들 수 있다. 경사기둥은 접합된 보에 추가적으로 모멘트와 축력을 전달하므로, 이러한 현상이 골조 및 보-기둥 접합부의 거동에 어떠한 영향을 미치는지를 실험 혹은 해석을 통해 검증할 필요가 있다. 그러나 수직기둥-보 접합부에 비하면 경사기둥-보 접합부에 대한 연구는 현재까지 충분한 연구가 이루어지지 않고 있는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 비선형해석 및 유한요소해석을 사용하여 경사기둥을 포함한 보-기둥 접합부의 성능을 평가하였다. 경사기둥을 포함한 철골모멘트 골조의 비선형정적해석을 통하여 골조 전체의 거동을 분석하였고, 경사기둥-보 접합부 모델의 유한요소해석을 통해 좌굴거동 및 취성파단 잠재성을 검토하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제22권3호
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• pp.281-291
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• 2010

본 연구에서는 횡력을 받는 구조물 거동에 대한 보-기둥 접합부의 영향을 확인하기 위하여 5층 철골구조물을 KBC2005 건축구조 설계기준에 맞게 구조설계 하였으며 접합부를 완전 강접합부로 이상화한 경우와 반강접 접합부로 설계하였다. 철골 보 및 기둥의 모멘트-곡률관계는 화이버모델을 이용하여 확인하였으며 반강접 접합부의 모멘트-회전각 관계는 파워모델 그리고 철골 보, 기둥 및 접합부의 이력거동은 3-매개변수 모델을 이용하여 나타내었다. 5층 철골구조물은 개별골조와 연결골조의 2차원 구조물로 이상화하였다. 4개 지진파의 재현주기 수준별로 산정한 최대지반가속도와 푸쉬오버해석의 최대밑면전단력을 위한 지반가속도에 대하여 시간이력해석을 실시하여 지붕층 변위, 밑면전단력, 층간변위, 접합부 요구연성도, 기둥, 보 및 접합부의 최대모멘트 그리고 소성힌지 분포 등을 확인하였다. 반강접 접합부 골조는 완전 강접합 골조에 비해 적은 밑면전단력이 발생하였으며 기둥, 보 및 접합부에 발생하는 휨모멘트의 크기와 증가율도 적었다. TSD 접합부는 우리나라 설계수준의 지진하중에 대하여 예제 구조물에서 경제성과 안전성을 확보 할 수 있음을 확인할 수 있었다.

• Steel and Composite Structures
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• 제21권1호
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• pp.73-91
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• 2016

The use of box columns has been increased due to the rigidity in rigid orthogonal moment resisting frames. On the other hand, the installation and welding of necessary horizontal continuity plates inside the columns are both labor-consuming and costly tasks. Accordingly, in this paper, a new beam-to-box column connection by trapezoidal external stiffeners and horizontal bar mats is presented to provide seismic parameters. The proposed connection consists of eight external stiffeners in the level of beam flanges and five horizontal bar mats in Concrete Filled Tube (CFT) columns. The new connection effectively alleviates the stress concentration and moves the plastic hinge away from the column face by horizontal external stiffeners. In addition, the result shows that proposed connection has provided the required strength and rigidity of connection, so that the increased strength, 8.08% and rigidity, 3.01% are compared to connection with internal continuity plates, also the results indicate that this connection can offer appropriate ductility and energy dissipation capacity for its potential application in moment resisting frames in seismic region. As a result, the proposed connection can be a good alternative for connection with continuity plates.