• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제33권1호통권129호
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• pp.7-16
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• 2005

본 연구에서는 국산 낙엽송 부재를 이용한 이중 볼트 전단 접합부의 성능을 평가하였다. 주부재로 두께 39 mm, 89 mm, 139 mm, 189 mm로 제재된 국산 낙엽송 제재목과 국산 낙엽송으로 제조된 두께 80 mm, 140 mm, 170 mm 집성재를 사용하였으며, 측면 부재로는 동일 두께의 제재목과 6 mm 철판을 사용하였으며, 접합 철물로는 M12, M16, M20 볼트를 사용하였다. 접합부에 대한 하중 방향은 주부재와 측면 부재의 목리 경사에 대해 수직, 수평한 경우에 대하여 실시하였다. 다우얼 지압 강도 실험을 통해 부재의 다우얼 지압 강도를 산출하고, 볼트 휨 실험을 통해 볼트의 휨 강도를 구한뒤, 최종 볼트 접합부 실험을 통해 접합부 성능을 평가하였으며, 최종 결과는 EYM (European Yield Model)을 사용한 계산값과 비교 평가하였다. 연구 결과 국산 낙엽송 부재의 이중 전단 볼트 접합부 성능은 EYM을 사용하여 얻어진 계산값과 비교하였을 때 그에 상응하거나 그 이상임을 알 수 있었으며, 특히 측면 부재가 제재목인 경우는 거의 일치함을 알 수 있었다. 파괴 모드는 옹이나 건조 결함 등의 영향을 많이 받으며 주부재의 두께가 작을 경우는 mode I, 주부재가 커짐에 따라 mode III으로 옮겨감을 알 수 있었다.

• Steel and Composite Structures
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• 제37권6호
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• pp.649-662
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• 2020

Although several types of rigid shear connectors have been developed particularly to increase load-carrying capacity, application is limited due to the complicated details of such connection. In this study, push-out tests were performed for specimens with hybrid shear connectors using headed studs and shear plates to identify the effects of each parameter on the structural performance of such shear connection. The test parameters included steel ratios of headed stud to shear plate, connection length, and embedded depth of shear plates. The peak strength and residual strength were estimated using various shear transfer mechanisms such as stud shear, concrete bearing, and shear friction. The hybrid shear connectors using shear plates and headed studs showed large load-carrying capacity and deformation capacity. The peak strength was predicted by the concrete bearing strength of the shear plates. The residual strength was sufficiently predicted by the stud shear strength of headed studs or by shear friction strength of dowel reinforcing bars. Further, the finite element analysis was performed to verify the shear transfer mechanism of the connection with hybrid shear connector.

• Steel and Composite Structures
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• 제48권5호
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• pp.531-545
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• 2023

Composite dowels are implemented as a powerful alternative to headed studs for the efficient combination of Ultra High-Performance Concrete (UHPC) with high-strength steel in novel composite structures. They are required to provide sufficient shear resistance and ensure the transmission of tensile forces in the composite connection in order to prevent lifting of the concrete slab. In this paper, the load bearing capacity of puzzle-shaped and clothoidal-shaped dowels encased in UHPC specimen were investigated based on validated experimental test data. Considering the influence of the embedment depth and the spacing width of shear dowels, the characteristics of UHPC square plate on the load bearing capacity of composite structure, 240 numeric models have been constructed and analyzed. Three artificial intelligence approaches have been implemented to learn the discipline from collected experimental data and then make prediction, which includes Artificial Neural Network-Particle Swarm Optimization (ANN-PSO), Adaptive Neuro-Fuzzy Inference System (ANFIS) and an Extreme Learning Machine (ELM). Among the factors, the embedment depth of composite dowel is proved to be the most influential parameter on the load bearing capacity. Furthermore, the results of the prediction models reveal that ELM is capable to achieve more accurate prediction.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제35권3호
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• pp.10-21
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• 2007

집성재 다우얼 접합부가 적용되는 기둥의 기초, 기둥-보 접합부에는 회전이 발생하므로 접합부의 모멘트 성능에 대한 연구가 필요하다. 접합부의 회전에 의해서 섬유방향과 각을 이루어 작용하는 하중을 섬유방향에 평행한 하중과 수직한 하중으로 단순화 하여 거동을 해석하고 예측하였다. 드리프트 핀의 휨강도 및 지압응력을 평가하였으며, 섬유방향에 평행한 인장하중과 수직한 인장하중을 받는 접합부의 끝면 거리를 다르게 하여 접합부의 인장형 전단성능을 시험하였고 회전이 작용하는 접합부는 드리프트 핀의 개수와 배열 방향을 다르게 하여 시험하였다. 접합부에 인장하중이 작용할 때 항복 이후의 변형량은 드리프트 핀의 소성변형에 의해서 발생하며, 집성재의 끝면 거리 확보에 의한 드리프트 핀의 변형 흡수가 접합부 전체의 변형량에 영향을 주는 것으로 판단된다. 2개의 드리프트 핀이 섬유방향에 평행하게 배열된 경우(b2h)에는 섬유방향에 수직한 인장하중 거동을 나타내고, 2개의 드리프트 핀이 섬유방향에 수직하게 배열된 경우(b2v)에는 섬유방향에 평행한 인장하중 거동을 나타내는 것으로 평가된다. 4개의 드리프트 핀이 정사각 배열된 접합부의 경우(b4)에 2개의 드리프트 핀이 섬유방향에 평행하게 배열된 접합부(b2h)의 약 1.7배의 하중 성능을 나타냈으며, 접합부에 회전이 작용하여 섬유방향과 각을 이루는 하중을 섬유방향에 대한 평행 또는 수직한 하중으로 치환하여 거동을 평가, 예측하는 것이 가능하다고 판단된다.

• Steel and Composite Structures
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• 제18권2호
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• pp.497-517
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• 2015

This study evaluates behavior of the Y-type perfobond rib shear connector proposed by Kim et al. (2013). In addition, an empirical shear resistance formula is developed based on push-out tests. Various types of the proposed Y-type perfobond rib shear connectors are examined to evaluate the effects of design variables such as concrete strength, number of transverse rebars, and thickness of rib. It is verified that higher concrete strength increases shear resistance but decreases ductility. Placing transverse rebars significantly increases both the shear resistance and ductility. As the thickness of the ribs increases, the shear resistance increases but the ductility decreases. The experimental results indicate that a Y-type perfobond rib shear connector has higher shear resistance and ductility than the conventional stud shear connector. The effects of the end bearing resistance, resistance by transverse rebars, concrete dowel resistance by holes, and concrete dowel resistance by Y-shape ribs on the shear resistance are estimated empirically based on the push-out test results and the additional push-out test results by Kim et al. (2013). An empirical shear resistance formula is suggested to estimate the shear resistance of a Y-type perfobond shear connector for design purposes. The newly developed shear resistance formula is in reasonable agreement with the experimental results because the average ratio of measured shear resistance to estimated shear resistance is 1.024.

• Steel and Composite Structures
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• 제42권2호
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• pp.221-241
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• 2022

Perfobond rib connectors are widely used in composite structures to achieve the composite action between the steel and the concrete, and empirical expressions for their strength and secant stiffness have been obtained by numerical simulations or push-out tests. Since perfobond connections are generally in an elastic state in the service process and the structural analysis are always based on the elastic properties of the members, the secant stiffness is not applicable for the normal structural analysis. However, the tangent stiffness of perfobond connections has not been introduced in previous studies. Moreover, the perfobond connections are bearing tension and shear force simultaneously when the composite beams subjected to torque or local loads, but the current studies fail to arrive at the elastic stiffness considering the combined effects. To resolve these discrepancies, this paper investigates the initial elastic stiffness of perfobond connections under combined forces. The calculation method for the elastic stiffness of perfobond connections is analyzed, and the contributions of the perfobond rib, the perforating rebar and the concrete dowel are investigated. A finite element method was verified with a high value of correlation for the test results. Afterwards, parametric studies are carried out using the reliable finite element analysis to explore the trends of several factors. Empirical equations for predicting the initial elastic stiffness of perfobond connections are proposed by the numerical regression of the data extracted by parametric studies. The equations agree well with finite element analysis and test results, which indicates that the proposed empirical equations reflect a high accuracy for predicting the initial elastic stiffness of perfobond connections.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제21권4호
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• pp.421-432
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• 2009

본 연구는 perfobond rib 전단연결재를 사용한 합성보의 정적거동 특성을 파악하기 위하여 perfobond rib 전단연결재의 push-out 실험과 perfobond rib 전단연결재를 설치한 합성보의 하중재하 실험을 실시하였다. Perfobond rib의 전단저항성능은 콘크리트 강도 증가에 의한 콘크리트 선단지지력 및 콘크리트 다웰의 전단저항 성능 증가로 콘크리트 강도에 비례하며 횡방향 철근의 휨변형 성능에 대한 제한으로 연성효과를 나타내는 상대슬립은 일정 콘크리트 강도이상에서는 증가하지 않았다. 합성보의 하중재하 실험결과, 합성보에 휨 하중과 휨 전단하중이 동시에 작용하게 되므로 rib 홀에 배치된 횡방향 철근과 콘크리트 다웰부의 전단저항에 따라 합성보 콘크리트 슬래브의 rib 홀의 위치에서 횡방향 균열이 발생하였으며, perfobond rib 배치방법에 따라 합성단면 경계에서의 상대변위로 강성전단연결재의 전단거동 특성을 확인하였다. Perfobond rib와 같이 합성보에 대한 전단저항 성능이 큰 강성 전단연결재의 경우 전단연결재에 의한 합성보의 거동이 변화하므로 합성보 단면설계시 이에 대한 고려가 필요하다.