• Computers and Concrete
• /
• 제12권1호
• /
• pp.19-36
• /
• 2013

In the finite element analysis of reinforced concrete structures, discrete representation of the steel reinforcing bars is considered advantageous over smeared representation because of the more realistic modelling of their bond-slip behaviour. However, there is up to now limited research on how to simulate the dowel action of discrete reinforcing bars, which is an important component of shear transfer in cracked concrete structures. Herein, a numerical model for the dowel action of discrete reinforcing bars is developed. It features derivation of the dowel stiffness based on the beam-on-elastic-foundation theory and direct assemblage of the dowel stiffness matrix into the stiffness matrices of adjoining concrete elements. The dowel action model is incorporated in a nonlinear finite element program based on secant stiffness formulation and application to deep beams tested by others demonstrates that the incorporation of dowel action can improve the accuracy of the finite element analysis.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제19권4호
• /
• pp.413-423
• /
• 2007

기존의 층고절감형 합성보 시스템은 철골보의 웨브면에 바닥판을 삽입하여 시공하기 때문에 상대적으로 기존 합성보 형식과 비교하여 층고를 대폭적으로 줄일 수 있지만, 적용되는 철골보 춤이 제한되기 때문에 적용 가능한 스팬이 한정되어 있어 여러 가지 다양한 건축구조의 수요에 능동적으로 대처하기가 어려운 단점이 있다. 따라서, 본 연구에서는 기존의 층고절감형 합성보의 단점을 해결하기 위하여 합성보의 춤을 자유로이 조절할 수 있는 층고절감형 매입형 합성보를 개발하였다. 본 연구는 콘크리트에 매입된 강팡성형 철골보를 가지는 불완전 합성보의 휨거동에 관한 것이다. 총 5개의 실대형 실험체를 전단연결재 및 보강근의 사용유무, 슬래브 형식을 주요변수로 하여 실험을 수행하였다. 실험결과, 별도의 전단연결재를 설치하지 않은 실험체는 자체가 가지고 있는 기계적 화학적 부착응력으로 인해 $0.20{\sim}0.76N/mm^2$의 부착응력을 나타내었다.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
• /
• 한국건축시공학회 2022년도 봄 학술논문 발표대회
• /
• pp.146-147
• /
• 2022

Exposed composite beams composed of H-beams and concrete slabs are generally used in building structures because of their excellent economics and flexural strength. However, deep beams used under large load often make difficulties in construction. In this study, an exposed composite beam with high strength steel (SM460) used in the bottom flange of built-up H-shaped beam, so-called S-Beam, was proposed in order to reduce beam depth. And its positive and negative flexural strengths were experimentally evaluated. The test results showed that S-Beam has excellent flexural strength and ductility.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제15권4호
• /
• pp.2406-2413
• /
• 2014

깊은 보는 지간-높이 비가 중요한 파라미터이다. 깊은 보를 설계할 때, ACI 318-02 이후 버전에서는 응력의 비선형 분포로 인해서 고전적인 설계 방법이 아니라 스트럿-타이 모델을 부록에 수록하여, 이 방법으로 설계하도록 하고 있다. 본 연구에서는 ACI 고전적인 설계방법과 스트럿-타이 모델을 비교, 분석하였다. 파라미터 연구로 지간-높이 비를 변화시켰으며, 총 68개의 샘플을 분석하였다. 결과로 고전적인 설계 방법과 스트럿-타이 모델은 빔의 지간-높이 비에 따라서 각각 장단점이 있으며, 본 논문에 깊은 보를 설계할 때의 팁이 제시되어 있다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제30권5A호
• /
• pp.443-462
• /
• 2010

스트럿-타이 모델 방법은 응력교란영역을 포함하는 콘크리트 구조부재의 극한강도 해석 및 설계에 효과적인 방법으로 알려져 있다. 그러나 콘크리트 구조부재의 정확한 극한강도 해석 및 설계를 위해서는 콘크리트 스트럿의 유효강도를 정확하게 결정하여야 한다. 이를 위해 여러 콘크리트 스트럿의 유효강도 값, 식, 그리고 결정방법이 제안되었다. 이 연구에서는 연구문헌, 설계기준서, 그리고 본 연구자의 방법 등에 의해 결정한 콘크리트 스트럿의 유효강도를 여러 스트럿-타이 모델 설계예제집의 전통적인 선형 스트럿-타이 모델 방법에 적용하여 파괴실험이 수행된 24개 철근콘크리트 패널, 275개 철근콘크리트 깊은 보, 그리고 218개 철근콘크리트 코벨 등의 파괴강도를 평가하였으며, 그 결과의 비교분석을 통해 제안된 콘크리트 스트럿의 유효강도 값, 식, 방법 등의 적합성을 평가하였다. 이 연구를 통하여 콘크리트 구조부재의 파괴강도를 비교적 정확하고 일관적으로 평가한 본 연구자의 유효강도 결정방법은 콘크리트 구조부재의 종류, 스트럿-타이 모델의 구조형식, 전단경간대 유효깊이의 비, 그리고 콘크리트 압축강도 등의 주요 변수의 영향을 콘크리트 구조부재의 스트럿-타이 모델 해석 및 설계 시 합리적으로 반영할 수 있음을 알았다.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제16권2호통권69호
• /
• pp.235-245
• /
• 2004

현재 합성 구조가 사용성 측면에서 경제적이고 작업성이 좋으며, 시공상의 편의성 등의 장점이 있다는 것은 일반화된 사실이지만, 자체의 춤이 깊기 때문에 철골조 건물에 적용하기에 여러 가지 비효율적 측면이 있다. 따라서 본 연구에서는 합성보의 전체 춤을 절감할 수 있도록 철골보의 춤내에 콘크리트를 삽입하여 일체화함으로써 철골조 고층건물에서 층고를 최소화 할 수 있는 이른바 "슬림플로어" 공법에 대한 연구를 수행하였다. 본 연구는 콘크리트에 매입된 비대칭 철골보를 가지는 부분 합성 슬림플로어 시스템의 휨거동에 관한 것이다. 총 8개의 실대형 실험체를 철골보 춤, 전단연결 유무, 슬래브 유효폭, 및 콘크리트 토핑두께 별로 제작하여 실험을 수행하였다. 실험결과, 별도의 전단연결재를 설치하지 않은 실험체는 자체가 가지고 있는 기계적 화학적 부착응력으로 인해 완전합성보에 비해서 $0.53{\sim}0.95$의 전단합성비를 나타내었다.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제16권6호통권73호
• /
• pp.747-757
• /
• 2004

강-콘크리트 합성보에서 강과 콘크리트 사이의 불완전 합성거동은 완전 합성보에 비해서 처짐이 매우 증가하게 된다. 특히, 춤이 깊은 데크 및 속 빈 PC슬래브 등을 사용한 매립형 합성보의 경우, 자체의 형상에 기인하여 처짐에 매우 취약하다. 본 연구에서는 기존 연구에서 유도한 슬립효과를 고려한 처짐 계산법 및 실험으로부터 구한 하중-슬립 관계로부터 매립형 합성보의 전단부착응력 및 슬립에 의한 추가 처짐 값을 제시하였다. 매립형 합성보의 처짐에 미치는 슬립의 영향은 완전 합성보의 강성 값에 비해 약 30%정도 감소함을 알 수 있었다. 또한, 실험 및 예측 값의 비교결과, 6%내외의 오차로 비교적 좋은 결과를 나타내었다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제33권3호
• /
• pp.889-900
• /
• 2013

대형 구조물의 기초나 지중 구조물 시공을 위한 대규모 굴착 시 매우 큰 토압이 발생할 수 있다. 이러한 큰 토압을 지지하기 위해 기존에 사용되어 온 강재 버팀보를 적용할 경우 경제성 및 효율성이 저하될 우려가 있다. 이러한 점을 개선하기 위해 PCT(Precast Concrete Truss) 시스템을 고안하였으며 이에 대한 실험 및 해석적 연구를 수행하였다. 콘크리트 트러스 부재의 조립 및 해체를 용이하게 하기 위해 적절한 연결방법이 제안되었다. 이러한 연결부를 포함한 PCT 시스템의 내하력을 검증하기 위해 실대형 실험이 실시되었으며, 실험결과는 구조해석결과와도 비교되었다. PCT 버팀보를 모사한 시험체는 극한하중 도달 시까지 좌굴이 발생하지 않았으나, 연결 부재 상세에 대한 일부 개선점이 도출되었다. PCT 시스템은 대규모 굴착 시 기존의 강재 버팀보를 대체하는 가설구조물로서 효율적으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국지진공학회논문집
• /
• 제26권2호
• /
• pp.71-82
• /
• 2022

This paper presents the effect on the inelastic behavior and structural performance of concrete and filled steel pipe through a numerical method for reliable judgment under various load conditions of the CJS composite structural system. Variable values optimized for the CJS synthetic structural system and the effects of multiple variables used for finite element analysis to present analytical modeling were compared and analyzed with experimental results. The Winfrith concrete model was used as a concrete material model that describes the confinement effect well, and the concrete structure was modeled with solid elements. Through geometric analysis of shell and solid elements, rectangular steel pipe columns and steel elements were modeled as shell elements. In addition, the slip behavior of the joint between the concrete column and the rectangular steel pipe was described using the Surface-to-Surface function. After finite element analysis modeling, simulation was performed for cyclic loading after assuming that the lower part of the foundation was a pin in the same way as in the experiment. The analysis model was verified by comparing the calculated analysis results with the experimental results, focusing on initial stiffness, maximum strength, and energy dissipation capability.

• 국제초고층학회논문집
• /
• 제5권1호
• /
• pp.21-30
• /
• 2016

The structural efficiency of tall buildings heavily depends on the lateral stiffness and resistance capacity. Among those structural systems for tall buildings, outrigger system is one of the most common and efficient systems especially for those with relatively regular floor plan. The use of outriggers in building structures can be traced back from early 50 from the concept of deep beams. With the rise of building height, deep beams become concrete walls or now in a form of at least one story high steel truss type of outriggers. Because of the widened choice in material to be adopted in outriggers, the form and even the objective of using outrigger system is also changing. In the past, outrigger systems is only used to provide additional stiffness to reduce drift and deflection. New applications for outrigger systems now move to provide additional damping to reduce wind load and acceleration, and also could be used as structural fuse to protect the building under a severe earthquake condition. Besides analysis and member design, construction issue of outrigger systems is somehow cannot be separated. Axial shortening effect between core and perimeter structure is unavoidable. This paper presents a state-of-the-art review on the outrigger system in tall buildings including development history and applications of outrigger systems in tall buildings. The concept of outrigger system, optimum topology, and design and construction consideration will also be discussed and presented.