• Steel and Composite Structures
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• 제20권6호
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• pp.1205-1219
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• 2016

This paper presents a new type of pre-pressed spring self-centering energy dissipation (PS-SCED) bracing system that combines friction mechanisms between the inner and outer tube members to provide the energy dissipation with the pre-pressed combination disc springs installed on both ends of the brace to provide the self-centering capability. The mechanics and the equations governing the design and hysteretic responses of the bracing system are outlined, and a series of validation tests of components comprising the self-centering mechanism of combination disc springs, the friction energy dissipation mechanism, and a large scale PS-SCED bracing specimen were conducted due to the low cyclic reversed loadings. Experimental results demonstrate that the proposed bracing system performs as predicted by the equations governing its mechanical behaviors, which exhibits a stable and repeatable flag-shaped hysteretic response with excellent self-centering capability and appreciable energy dissipation, and large ultimate bearing and deformation capacities. Results also show that almost no residual deformation occurs when the friction force is less than the initial pre-pressed force of disc springs.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제23권2호
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• pp.249-259
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• 2011

본 연구에서는 비틀림 하중을 받는 U형 강박스 거더의 뒤틀림 거동을 해석적으로 분석하여 거더 내부에 설치되는 수직브레이싱의 각 부재에 발생하는 부재력을 산정하는 수식이 개발되었다. 편심하중 또는 거더의 곡률에 의해 발생하는 비틀림하중을 박스단면내 상대적인 변형과는 무관한 순수 비틀림 성분력과 박스 단면내 뒤틀림을 유발하는 뒤틀림 성분력으로 분해하여 뒤틀림 성분력과 이에 저항하는 내부 수직브레이싱의 상호작용 효과를 분석함으로써 각 부재에 발생하는 부재력을 비틀림하중의 함수로 도출하였다. 제안식의 타당성을 검증하기 위하여 편심하중을 받는 단경간 직선거더 및 전경간 일정한 곡률을 가지는 3경간 거더 예제를 선정하여 3차원 유한요소 모델링을 수행하고 해석을 통해 얻은 내부 수직브레이싱의 각 부재력을 제안식으로 산정된 값과 비교 분석하였다. 해석 및 제안식으로 결정된 각각의 부재력은 높은 수준으로 일치함을 보였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제24권2호
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• pp.175-188
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• 2012

본 연구에서는 개구제형 트윈 거더 교량의 곡률에 따른 상부수평브레이싱 부재력 산정식의 적절성 및 적용성을 검토하였다. 이를 위해 3경간 연속교를 대상으로 곡률반경을 50m에서 1,200m로 변화시켜 상부수평브레이싱의 부재력 산정식과 3차원 유한요소해석을 통한 부재력을 비교하였다. 그리하여 상부수평브레이싱의 공칭부재력을 계산할 수 있는 보정계수를 제안하였다. 특히 상부수평브레이싱 수직재 부재력 산정식은 3차원 유한요소해석결과와 잘 부합하지 않는 것으로 나타났는데, 이는 가로보의 유무에 따른 교축직각방향 강성의 영향이라 판단된다. 그리고 사재와 수직재의 휨, 비틀림, 뒤틀림 및 수평분력의 영향을 곡률별로 도식화하여 나타내었다.

• Steel and Composite Structures
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• 제43권3호
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• pp.375-388
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• 2022

Nibellen structural system is a novel resilient bracing system based on the application of Bellville disks and Nitinol rods. The cyclic behavior of Nibellen assembly was obtained, and the design equations were developed based on the available literature. Seismic performance of the system was then studied analytically. Two groups of buildings with different lateral force resisting systems were designed and studied: one group with the Nibellen system, and the other with the special concentrically braced frame system. Each building group consisted of 5-, 10-, and 15-story buildings. The Design-Base-Event (DBE) and Maximum Considered Event (MCE) were considered as the seismic hazard, and a suite of seven ground motions were scaled accordingly for response history analyses. Finally, the resiliency of the buildings was studied by obtaining the functionality curve of the buildings before and after the seismic event. The construction cost of the 5-story building with Nibellen bracing system increased but the post-earthquake cost decreased significantly. The application of Nibellen system in the 10- and 15-story buildings reduced both the construction and repair costs, considerably. Resiliency of all the buildings was improved when Nibellen system was used as the lateral force resisting system.