• Earthquakes and Structures
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• 제13권5호
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• pp.473-484
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• 2017

The objective of this paper is to report on a study of the use of unstiffened thin steel plate shear walls (SPSWs) for the seismic performance improvement of reinforced concrete frames with deficient lateral rigidity. The behaviour of reinforced concrete frames during seismic activities was rehabilitated with an alternative and occupant-friendly retrofitting scheme. The study involved tests of eight 1/3 scale, one bay, two storey test specimens under cyclic quasi-static lateral loadings. The first specimen, tested in previous test program, was a reference specimen, and in seven other specimens, steel infill plates were used to replace the conventional infill brick or the concrete panels. The identification of the load-deformation characteristics, the determination of the level of improvement in the overall strength, and the elastic post-buckling stiffness were the main issues investigated during the quasi-static test program. With the introduction of the SPSWs, it was observed that the strength, stiffness and energy absorption capacities were significantly improved. It was also observed that the experimental hysteresis curves were stable, and the composite systems showed excellent energy dissipation capacities due to the formation of a diagonal tension field action along with a diagonal compression buckling of the infill plates.

• Steel and Composite Structures
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• 제5권5호
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• pp.407-420
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• 2005

This study presents the strength of braced and unbraced cold-formed steel wall frames consisting of several wall studs acting as columns, top and bottom tracks, and bracing members. The strength and the buckling mode of steel wall frames were found to be different due to the change of bracing type. In addition, the spacing of wall studs is a crucial factor to the strength of steel wall frames. The comparisons were made between the test results and the predictions computed based on AISI Code. The related specifications do not clearly provides the effective length factors for the member of cold-formed steel frame under compression. This paper proposes effective length factors for the steel wall frames based on the test results. A theoretical model is also derived to obtain the modulus of elastic support provided by the bracing at mid-height of steel wall frames in this research.

• Steel and Composite Structures
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• 제10권5호
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• pp.385-414
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• 2010

In current European Standard EN 1993, the moment-rotation characteristics of beam-to-column joints made from steel with a yield stress > 460MPa are obtained from elastic design procedures. The strength of the joint basic components, such as the column web subject to local transverse compression, is thus limited to the yield resistance rather than the plastic resistance. With the recent developments of higher strength steel grades, the need for these restrictions should be revisited. However, as the strength of the steel is increased, the buckling characteristics become more significant and thus instability phenomena may govern the design. This paper summarizes a comprehensive set of finite element parametric studies pertaining to the strength behaviour of high-strength steel unstiffened I-columns in transverse compression. The paper outlines the implementation and validation of a three-dimensional finite element model and presents the relevant numerical test results. The finite element predictions are evaluated against the strength values anticipated by the EN 1993 for conventional steel columns and recommendations are made for revising the specifications.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제25권2호
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• pp.131-139
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• 2013

본 연구의 목적은 H-형강 압축재의 온도상승에 따른 파괴거동을 중심으로 압축력과 파괴온도의 상관관계를 파악하기 위한 실험을 수행하는 것이다. SS400 강재로 제작된 H-형강의 시험체를 선정하여, ISO 834의 재하가열 시험방법에 따라 온도 상승에 대한 실험을 한국방재시험연구원(FILK)에서 수행하였다. 고온상태의 강재에 대한 항복강도 및 탄성계수의 감소계수는 EC3 (Eurocode3) Part 1.2 (1993) 관계식을 근거로 하여 파괴온도시 국부 및 전체좌굴 응력도와 항복응력도를 실험결과와 비교 검토하였다. 실험조건은 세장비 45.4이고 상온에서의 항복내력에 대한 50%, 70%, 80%를 재하압축력으로 설정하여 파괴온도를 측정하였다. 파괴온도와 재하압축력에 대한 실험결과로 부터 온도상승에 따른 내력은 탄성 좌굴강도보다는 항복내력에 근접함을 파악할 수 있었다.

• 한국항해항만학회지
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• 제29권6호
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• pp.515-522
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• 2005

선체를 구성하는 판부재는 일반적으로 면내하중과 횡하중의 조합하중이 작용하게 된다. 면내하중으로서는 주로 전체적인 선체거더의 휨과 비틀림에 의한 압축하중 및 전단하중이 있다. 횡하중은 수압과 화물압력에 의해서 작용하게 된다. 이러한 하중의 요소들은 항상 동시에 작용하는 것이 아니지만 한 개 이상의 하중이 존재하고 상호작용하게 된다. 그러므로, 좀더 합리적이고 안정적인 선박구조의 설계를 위해서는 이러한 조합하중이 선체판에 작응할 경우에 발생하게 되는 좌굴 및 최종강도거동의 상호관계를 좀더 자세히 분석할 필요가 있다. 실제로 선체판은 슬래밍과 팬팅과 같은 충격하중을 제외하고는 상대적으로 적은 수압이 작용하게 된다. 본 연구논문에서는 조합하중을 받는 선체판부재의 거동에 있어서 최종한계상태설계법에 기반을 둔 탄소성대변형 유한요소해석을 수행하였다. 본 연구에서는 압축하중과 횡하중이 판부재에 작용하였을 경우 횡하중의 크기에 따른 영향을 탄소성대변형 유한요소해석(ANSYS)을 수행하여 분석하였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제35권5호
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• pp.611-625
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• 2020

Experimental investigation and finite element analysis of corroded cold-formed steel (CFS) columns are presented. 11 tensile coupon specimens and 6 stub columns of corroded CFS that had a channel section of C160x60x20 were subjected to monotonic tensile tests and axial compression tests, respectively. The degradation laws of the mechanical properties of the tensile coupon specimens and stub columns were analysed. An appropriate finite element model for the corroded CFS columns was proposed and the influence of local corrosion on the stability performance of the columns was studied by finite element analysis. Finally, the axial capacity of the experimental results was compared with the predictions obtained from the existing design specifications. The results indicated that with an increasing average thickness loss ratio, the ultimate strength, elastic modulus and yield strength decreased for the tensile coupon specimens. Local buckling deformation was not noticeable until the load reached about 90% of the ultimate load for the non-corroded columns, while local buckling deformation was observed when the load was only 40% of the ultimate load for the corroded columns. The maximum reduction of the ultimate load and critical buckling load was 57% and 81.7%, respectively, compared to those values for the non-corroded columns. The ultimate load of the columns with web thickness reduced by 2 mm was 53% lower than that of the non-corroded columns, which indicates that web corrosion most significantly affects the bearing capacity of the columns with localized corrosion. The results predicted using the design specifications of MOHURD were more accurate than those predicted using the design specifications of AISI.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제15권3호
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• pp.271-279
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• 2003

유공부재의 탄성 및 비탄성 거동을 나타내기 위하여 많은 연구가 이루어져왔으나 단축하중상태의 연구에 집중되어있는 실정이다. 또한, 국부좌굴을 고려한 유공보 설계에 대한 식들은 일반적으로 Darwin의 연구결과를 토대로 하여 사용되고 있으나, 그 연구결과가 단조하중에 집중되어있어 반복하중과 국부좌굴을 고려한 연구의 필요성이 제기되었다. 따라서, 본 연구에서는 반복하중상태에서의 7개의 원형유공보에 대한 실험이 행해졌다. 실험체의 형상 및 변수는 Darwin에 의해 제안된 설계과정에 기초를 두었다. 본 실험을 통하여, 기존 설계식의 타당성, 소성힌지의 영향, 유공 부분의 반복국부좌굴의 영향 등이 관찰 연구되었다.

• 대한조선학회논문집
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• 제30권2호
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• pp.141-154
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• 1993

본 논문에서는 주변 단순 지지된, 용접된 편면 보강판의 압축 최종 강도를 구하는 간략한 방법을 제안하고자 한다. 우선, 용접에 의한 변형 및 잔류응력과 같은 초기결함을 간략한 방법으로 추정하고, 이 초기결함이 존재하는 보강판의 붕괴 양식을 가정하여, 각 양식에 대해 최종 강도를 구하고, 여러 붕괴 하중에 때해 최소치를 택함으로 보강판의 붕괴 하중을 얻는다. 보강판이 최종 강도 상태에 달하기까지 붕괴 과정을 다음과 같이 가정한다. (1) 보강판의 전체 좌굴$\rightarrow$보강재의 굽힘에 의한 전체 붕괴 (2) 판재의 국부 좌굴$\rightarrow$판재의 국부 붕괴$\rightarrow$보강재의 전단면 항복에 의한 전체 붕괴 (3) 판재의 국부 좌굴$\rightarrow$보강재의 굽힘에 의한 전체 붕괴 (4) 판재의 국부 좌굴$\rightarrow$판재의 국부 붕괴$\rightarrow$보강재의 비틂 변형(tripping)에 의한 전체 붕괴 붕괴 하중 계산을 위해 Rayleigh-Ritz 법에 기초한 탄소성 대변형 해석을 수행하고, 소성 붕괴선을 가정한 소성 해석을 수행하여 탄성 해석선과 소성 해석선의 교점을 최종 강도로 택한다. 본 방법을 비선형 유한요소법과 비교해 보면 극히 짧은 계산 시간에 양호한 결과를 산출한다는 것을 알 수 있다. 본 방법에 의한 해석 결과를 통해 판재의 국부 거동에 미치는 보강재의 비틂 강성의 효과를 고찰하였고, 보강재의 굽힘에 의한 전체붕괴와 비틂 변형(tripping)에 의한 전체 붕괴의 기준이 되는 보강재의 형상을 제시할 수 있었다.

• 한국소성가공학회:학술대회논문집
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• 한국소성가공학회 2007년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.262-265
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• 2007

Metallic sandwich plates constructed of two face sheets and low relative density cores have lightweight characteristics and various static and dynamic load bearing functions. To predict the formability and performance of these structured materials, a computationally efficient FE-analysis method incorporating virtual equivalent projected model has been newly introduced for analysis of metallic sandwich plates. Two dimensional models using the projected shapes of 3D structures have the same equivalent elastic-plastic properties with original geometries including anisotropic stiffness, yield strength and linear hardening function. The projected shapes and virtual properties of the virtual equivalent projected model have been estimated analytically with the same equivalent properties and face buckling strength of 3D pyramidal truss core.

• 대한조선학회논문집
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• 제33권4호
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• pp.106-123
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• 1996

최근 초고속선을 비롯한 대형 경량구조물의 강도부재로 알루미늄하니콤 샌드위치판이 주목을 받고 있다. 이러한 새로운 구조를 설계에 도입하기 위해서는 이에 대한 각종 구조거동 특성을 알아야 한다. 본 연구에서는 알루미늄하니콤 샌드위치판에 대한 선형 탄성거동을 연구하기 위하여 정적 굽힘실험을 수행하였으며, 이 판의 좌굴 및 최종강도를 연구하기 위하여 1축 압축실험을 수행하였다. 또한, 하니콤 심재의 압괴 및 에너지흡수 특성을 분석하기 위하여 압괴실험도 수행하였다. 이러한 일련의 실험을 통하여 탄성학에 기초한 이론식과 각종 실험식들의 샌드위치 구조에의 유용성을 확인하고 나아가서 간단한 설계지침을 제시하였다.