• Structural Engineering and Mechanics
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• 제24권3호
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• pp.307-321
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• 2006

This paper is concerned with the behaviour of steel and concrete composite joints subjected to reversal of loading. Three cruciform composite joint specimens and one bare steel joint specimen were tested so that one side of the beam-to-column connection was under negative moment and another side under positive moment. The steelwork beam-to-column connections were made of bolted end plate with an extended haunch section. Composite slabs employing metal decking were used for all the composite joint specimens. The moment-rotation relationships for the joints were obtained experimentally. Details of the experimental observations and results were reported.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제29권5호
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• pp.341-352
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• 2017

강구조물을 접합하는 대표적인 두 가지 방법으로는 용접접합과 볼트접합이 있다. 이중 잘 접합된 볼트접합은 지압메카니즘에 의한 강도상승과 연성거동을 기대할 수 있다. 이러한 볼트접합부의 연성능력을 충분히 활용하기 위해 본 연구에서는 합리적인 단일볼트접합부의 힘-변형관계 및 지압강도 산정식을 제안하고자 하였다. 볼트접합부의 경계조건 및 기하학적인 요소를 고려하여 체계적으로 단일볼트 실험을 수행하였다. 현행 설계기준의 볼트접합부의 지압강도 산정식의 모순점을 해결하기 위해 새로운 지압강도 설계식 및 변형한계 산정식을 제안하였다. 또한 접합부의 강성, 강도, 기하학적 조건 등을 반영할 수 있는 힘-변형관계식을 제안하였다. 본 연구에서 제시한 지압강도식 및 힘-변형관계식은 현행설계기준보다 합리적으로 실험결과를 예측하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제56권3호
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• pp.355-367
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• 2015

This paper deals with a new designed joint system for single-layer spatial structures. As the stability of these structures is greatly influenced by the joint behaviour, the aim of this paper is the characterization of the joint response in bending through Finite Element Method (FEM) analysis using ABAQUS. The behaviour of the joints studied here was influenced by many geometrical factors, such as bolts and plate sizes, distance between bolts and end-plate thickness. The study comprised five models of joints with different values of those parameters. The numerical results were compared to the results of previous experimental tests and the agreement was good enough. The differences between the numerical and experimental initial stiffness are attributed to the simplifications introduced when modelling the bolt threads as well as the presence of residual stresses in the test specimens.

• Steel and Composite Structures
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• 제27권6호
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• pp.727-745
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• 2018

The design criteria and the corresponding performance levels characterize the response of extended stiffened end-plate beam-to-column joints. In order to guarantee a ductile behavior, hierarchy criteria should be adopted to enforce the plastic deformations in the ductile components of the joint. However, the effectiveness of thesecriteria can be impaired if the actual resistance of the end-plate material largely differs from the design value due to the potential activation of brittle failure modes of the bolt rows (e.g., occurrence of failure mode 3 in the place of mode 1 per bolt row). Also the number and the position of bolt rows directly affect the joint response. The presence of a bolt row in the center of the connection does not improve the strength of the joint under both gravity, wind and seismic loading, but it can modify the damage pattern of ductile connections, reducing the gap opening between the end-plate and the column face. On the other hand, the presence of a central bolt row can influence the capacity of the joint to resist the catenary actions developing under a column loss scenario, thus improving the joint robustness. Aiming at investigating the influence of these features on both the cyclic behavior and the response under column loss, a wide range of finite element analyses (FEAs) were performed and the main results are described and discussed in this paper.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제36권1호
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• pp.69-78
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• 2008

국내산 낙엽송 집성재 볼트, 드리프트 핀 접합부의 내력성능평가를 위해 인장형 전단강도시험을 실시하였다. 인장형 전단시편은 강판삽입형 볼트, 드리프트 핀 접합부 시편과 강판측재형 볼트접합부시편으로 제작하였다. 실험에 사용된 볼트와 드리프트 핀의 직경은 12, 16, 20 mm였다. 시편의 접합구멍은 끝면거리 5, 7 d로 제작하였고 인장하중은 섬유평행방향으로 가하였다. 끝면거리에 따른 접합부의 내력성능을 검토하고 Larsen의 항복추정식을 통해 항복하중을 실측항복하중과 비교하였다. 설계표준 시 끝면거리 7 d의 항복하중을 기준으로 5 d의 저감계수를 산출하였다. 본 연구의 결과는 다음과 같다. 1. 강판삽입형 접합부에서 드리프트 핀 접합부의 평균최대하중은 직경이 증가함에 따라 볼트 접합부보다 3~30% 정도 크게 나타났다. 볼트 접합부의 경우 강판측재형의 평균최대하중은 강판삽입형보다 1.54~2.07배 크게 나타났다. 동일 직경에서 끝면거리 7 d의 평균최대하중이 5 d보다 8~44% 정도 크게 나타났다. 2. 강판삽입형 접합부의 지압응력은 드리프트 핀 접합부가 볼트보다 1.16~1.41배 더 크게 나타났으며, 7 d가 5 d보다 1.37~1.86배 크게 나타났다. 또한 드리프트 핀 접합부의 세장비는 7.5 이하, 강판삽입형 볼트 접합부의 세장비는 6 이하에서 양호한 내력성능을 보였다. 3. 실측 항복하중과 Larsen이 제안한 항복하중 추정식에 의해 얻어진 항복하중값의 비는 강판삽입형 접합부의 경우 0.80~1.10, 강판측재형 접합부는 0.75~1.46이었다. 4. 끝면거리 7 d의 항복하중을 기준으로 강판삽입형 볼트접합부의 경우 12 mm 접합부의 저감계수(Ke)는 0.89, 16 mm는 0.93, 20 mm는 0.85였다. 강판삽입형 드리프트 핀 접합부의 경우 12 mm는 0.89, 16 mm는 0.93, 20 mm는 0.93이었다. 강판측재형 직경 12 mm 볼트접합부의 저감계수는 0.79, 16 mm는 0.80이었다.

• Steel and Composite Structures
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• 제50권6호
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• pp.627-641
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• 2024

This paper presents an experimental and numerical study to investigate the behavior of the precast segmental concrete beams (PSCBs) utilizing high-strength concrete (HSC) connected in the zone of the maximum bending moment using steel extended endplate connections (EECs). The experimental study consisted of five beams as follows: The first beam was the control beam for comparison, which was an unconnected one-piece beam made of HSC. The other four other beams consisted of two identical pieces of precast concrete. An important point to be noted is that at the end of each piece, a steel plate was used with a thickness of 10 mm. Moreover, this steel plate was welded to the lower and upper reinforcing bars of the beam. Furthermore, the steel plate was made to connect the two pieces using the technique of EECs. Several variables were taken in these four beams, whether from the shape of the connection or enhancing the behavior of the connection using the post-tensioning technique. EECs without stiffeners were used for some of the tested beams. The behavior of these connections was improved using stiffeners and shear bolts. To get accurate results, a comparison was made between the behaviors of the five beams. Another important point to be noted is that Abaqus and SAP2000 programs were used to investigate the behavior of PSCBs and to ensure the accuracy of the modeling process which showed a good agreement with the experimental results. Additionally, the simplified modeling using SAP2000 was able to model the nonlinear behavior of PSCBs connected using steel EECs. It was found that the steel pre-tensioned bolted EECs, reinforced with steel stiffeners and shear anchors, could be used to connect the precast HSC segmental beams via the internal pre-stressing technique.

• Steel and Composite Structures
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• 제2권2호
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• pp.147-160
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• 2002

This paper summarises results of the research performed at the Department of Steel Structures and Structural Mechanics from the "Politehnica" University of Timisoara, Romania, in order to evaluate the performance of beam-to-column extended end plate connections for steel and composite joints. It comprises laboratory tests on steel and composite joints, and numerical modelling of joints, based on tests. Tested joints are double-sided, with structural elements realised of welded steel sections. The columns are of cruciform cross-section, while the beams are of I section. Both monotonic and cyclic loading, symmetrically and antisymmetrically, has been applied. On the basis of tested joints, a refined computer model has been calibrated using a special connection element of the computer code DRAIN 2DX. In this way, a static/dynamic structural analysis of framed structures with real characteristics of the beam to column joints is possible.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제26권1호
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• pp.73-80
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• 2022

본 연구에서는 공장에서 L형강을 이용하여 선조립한 NRC 보와 NRC 기둥을 현장에서 볼트 조립하는 NRC 보-기둥접합부 상세를 개발하였다. 개발된 접합부 상세는 NRC-J형과 NRC-JD형이다. NRC-J형은 NRC 기둥 측면의 강재 플레이트와 NRC 보의 엔드플레이트의 측면과 하부면에 TS볼트로 인장접합하는 방식이다. NRC-JD형은 전단에 대해서 NRC 보와 NRC 기둥의 측면을 고력볼트접합하고, 휨에 대해서 접합부를 관통하는 철근연결재와 보의 보강재를 겹침이음하도록하는 강접합 방식이다. 접합부 내진성능평가를 위하여, 두 가지 NRC 보-기둥 접합부 상세를 가지는 NRC-J 실험체, NRC-JD 실험체와 RC 보-기둥 접합부 상세를 가지는 RC-J 실험체 등 3개의 실험체를 제작하였다. 반복횡하중가력 실험결과, 모든 실험체의 최종 파괴형상은 보-기둥 접합면에서 보의 휨파괴로 나타났다. 정가력에 의한 실험체 최대내력은 RC-J 실험체에 비하여 NRC-J 실험체와 NRC-JD 실험체가 각각 10.1%, 29.6% 크게 나타났다. 두가지 NRC 접합부 상세 모두 KDS 기준(KDS 41 3100)의 합성중간모멘트골조 모멘트접합부에서 요구되는 최소 총층간변위각 0.03 rad 이상의 연성능력을 확보는 것으로 평가되었다. 부재각 5.7%에서 NRC-J실험체, NRC-JD 실험체가 RC실험체에 비해 약 34.8%, 61.1% 큰 누적 에너지 소산능력을 보유하고 있었다. NRC 보-기둥 접합부의 실험내력이 KDS 기준식에 의한 이론내력에 비하여 30%~53% 큰 것으로 평가되어, 기준식이 보유성능을 안전측으로 평가하였다.