Flat plate slab systems are more economical rather than reinforced concrete frame systems because flat plate slab system reduces story height. Furthermore flat plate systems are more popularly needed in construction practice due to flexibility of plan. Korean Concrete Provisions 2003 provide the minimum thickness of the slab that satisfies serviceability requirement to the static displacement. However, floor thickness in residence buildings may not satisfy the floor vibration criteria although the thickness satisfies the serviceability requirements in current design provisions. This study estimates the dynamic properties of floor vibration for existing flat plate slabs, and proposes the slab thickness satisfying the floor vibration criteria. The dynamic response analysis using finite element method and reliability analysis are carried out for this Purpose.
Trilinear analytical models representing the behavior of composite beam-steel column joints and seismic shear design method for the joints are presented. Emphasis is placed on the effect of the concrete slab on the behavior of the joints. To validate the analytical models, Comparisons with the experimental results are made. Application of the proposed method to seismic shear design of joints improves the seismic resistance of the steel frame with composite slab.
This study is to propose a modified equivalent frame method under lateral loading. ACI 318-02 allows the equivalent frame method to conduct slab analysis subjected to lateral loads. However, current method can not predict the behavior of the slabs particularly under lateral loading because the equivalent frame method in the ACI 318 has been developed against gravity loads. This study provides more precise model for the analysis of the flat plate slabs under lateral loading. The model reflect the force transfer mechanism of slabs, column and torsional member more accurately than the existing model. The accuracy of this model is verified by compared with finite element method analysis results.
The objective of this work is to study the restraining effect in fire resistance of framed structures and to evaluate the global response of reinforced concrete frames when exposed to fire based on advanced finite element method. To study the response a single portal frame is analyzed. The effect of floor slab on this frame is studied by modeling a beam-column-slab assembly. The evolution of temperature distribution, internal stresses and deformations of the frame subjected to ISO 834 standard fire curve for both the frames are studied. The thermal and structural responses are evaluated and a comparison of results of individual members and entire structure is done. From the study it can be seen that restraining forces has significant influence on both stresses and deflection and overall response of the structure when compared to individual structural member. Among the various structural elements, columns are the critical members in fire and failure of column causes the failure of entire structure. The fire rating of various structural elements of the frame is determined by various failure criteria and is compared with IS456 2000 tabulated fire rating.
Flat slab system has been adopted in many buildings constructed recently because of the advantage of reduced floor heights to meet the economical and architectural demands. Structural engineers commonly use the equivalent frame method(EFM) with equivalent beams proposed by Jacob S. Grossman in practical engineering for the analysis of flat slab structures. However, in many cases, when it is difficult to use the EFM, it is necessary to use a refined finite element model for an accurate analysis. But it would take significant amount of computational time and memory if the entire building structure were subdivided into a finer mesh. An efficient analytical method is proposed in this study to obtain accurate results in significantly reduced computational time. The proposed method employs super elements developed using the matrix condensation technique and fictitious beams are used in the development of super elements to enforce the compatibility at the interfaces of super elements. The stiffness degradation of flat slab system considered in the EFM was taken into account by reducing the elastic modulus of floor slabs in this study. Static and dynamic analyses of example structures were peformed and the efficiency and accuracy of the proposed method were verified by comparing the results with those of the refined finite element model and the EFM.
최근 들어 슬래브 차음성능에 대한 관심이 커지고 있으며 이에 대응하여 슬래브 두께 증가가 요구되고 있다. 또한 건축물의 효율적인 공간 활용을 위하여 장스팬의 바닥판 시스템이 많이 사용되고 있다. 이러한 요구를 만족하기 위해 개발된 바닥판 시스템중의 하나가 2방향 중공슬래브이다. 2방향 중공슬래브의 구조적 성능을 확인하기 위해서는 지진이 발생하였을 때의 안전성에 대한 검토가 반드시 필요하다. 따라서 본 연구에서는 재료비선형 시간이력해석을 통하여 2방향 중공슬래브의 지진하중에 대한 거동을 평가하였다. 효율적인 시간이력해석을 위하여 기존에 제안된 등가플레이트 모델을 사용하였고, 또한 유효보폭법을 적용한 비선형 모델을 이용하여 2방향 중공슬래브를 적용한 예제구조물의 내진성능을 평가하였다. 이를 통하여 2방향 중공슬래브를 사용한 구조물이 동일한 슬래브 두께의 일반 플랫 플레이트 구조물에 비하여 내진성능이 저하되지 않음을 확인 할 수 있었다.
플랫플레이트 시스템은 주로 전단벽과 가새 골조와 같은 횡력저항 시스템과 함께 중력저항 시스템으로 사용된다. 따라서 지진과 같은 횡하중이 작용할 때, 중력저항 시스템은 중력하중에 대한 전달 능력을 유지하면서 일체로 연결된 횡력저항 시스템의횡변위를 견딜 수 있어야 한다. 또한 플랫플레이트 시스템은 지진에 대한 특별 상세조건에 만족하면 중간 모멘트 골조로써 횡력저항 시스템으로도 사용할 수 있다. 그러나 횡하중이 작용하는 경우 플랫플레이트 시스템은 횡변위와 불균형모멘트로 인한 뚫림 전단의 위험성은 더욱 커지게 된다. 따라서 플랫플레이트 시스템을 중력 저항 또는 횡력 저항 시스템으로 설계하는 모든 경우에 중력하중뿐만 아니라 횡하중하의 설계 내력 (모멘트와 전단력)과 변위 등의 합리적인 예측은 매우 중요하다. ACI 318 (2005)에서는 중력하중에 대한 해석시 직접설계법과 등가골조법을 제시하고 있으며, 횡하중에 대한 해석으로 유한요소법, 유효보폭법, 등가골조법을 허용한다. 이러한 해석법은 각각 장단점을 갖고 있으며, 매우 광범위한 해석 결과를 보인다. 따라서 구조 설계자들은 적절한 해석법의 선택과 해석 결과를 분석하는데 어려움을 갖는다. 본 연구의 목적은 플랫플레이트 해석법에 대한 구조 설계자들이 적절한 해석법을 선택할 수 있도록 하고, 횡하중에 대한 해석 방법으로 수정된 등가골조법의 실용성을 검증하고자 하였다. 이를 위하여 중력하중과 횡하중을 받는 7층의 플랫플레이트 구조물에 대한 내부력과 횡변위를 대상으로 유한요소해석을 수행하고 각 골조해석법의 결과를 비교하였다. 또한 각 골조해석법의 정확성은 기존 플랫플레이트 슬래브 구조물의 실험 결과와 비교하여 검증하였다.
In cold weather, the speed of concrete strength development is slow. As a result, construction speed becomes slow and it is problem for all construction site to solve this. So in this study, to shorten removing frame time after placing concrete, mix proportion using early-strength-binder(ESB) and curing method such as using heat line in concrete was considered. At first, concrete mix proportion was examined at -5℃ temperature between ordinary portland cement(OPC) and ESB. And second step, concrete, using mix proportion with OPC, was examined according to curing method(: 1) heat line used and 2) no heat line) and kinds of form (: 1) Deck slab, 2) Half PC slab and 3) SOG slab). All cases are same condition: slab thickness is 1,500mm, double-bubble sheet is used as a curing sheet after placing concrete. After the test, OPC is enough to get strength compared to ESB in special condition and 48~60 hours is needed according to form condition.
본 연구에서는 (1)의 방법의 문제점.즉, 두꺼운 판에 강체 균열을 열매립하는 과정에서 균열 첨단에 열변형이 일어나, 변위측정시 측정 오차가 발생하는 점을 해결 하기 위해, 매유 얇은 P.V.C.판(t=0.15mm)에 강체 균열을 열매립 하는 대신 접착제로 부착하는 방법을 채택하여 강체균열 경계상의 곡률 영향을 검토하였으며, (2)의 방법 의 해결책으로서, 강체균열에서 충분히 먼곳의 곡률은 얇은 합금공구강판(alloy tool steel plate`t=1mm)으로 제작한 프레임(Frame)으로 원방곡률을 미리 슬랩 경계조건과 일치하도록 하였고, 또한 변위도 고정(동결)할수있는 새로운 고정 하중장치를 개발하 여 실험 측정치의 정도를 높였다.
본 연구는 수평하중을 받는 플랫 플레이트 슬래브 해석을 위한 수정된 등가골조 모델을 제안한 것이다. ACI 318 (2000)은 중력하중 뿐만 아니라 수평하중을 받는 2 방향 슬래브 해석을 위해 등가골조 모델을 허용하고 있다. ACI 318 (2000)에서 채택하고 있는 등가골조 모델은 중력하중을 고려하여 발전되었기 때문에, 수평하중하의 플랫 플레이트 슬래브의 거동을 정확하게 예측하지 못할지 모른다. 따라서 본 연구는 수평하중 하의 플랫 플레이트 슬래브에 대한 더 정확한 해답을 줄 수 있는 수정된 등가골조 모델을 발전시켰다. 수평하중이 지배적인 경우, 이 모델은 기존 등가골조 모델보다 플랫 플레이트 슬래브 시스템의 구성요소 슬래브, 기둥, 비틀림 부재에 대한 더 정확한 힘의 전달 메커니즘을 반영한다. 이 모델의 타당성은 유한요소해석 결과와 제안한 모델의 해석 결과를 비교하여 검증하였으며, 기존 등가골조 모델의 해석 결과가 비교에 포함되었다. 양방향으로 3스팬을 갖는 2층 건물을 비교 대상으로 삼았으며, 수정된 등가골조 모델의 수평변위 및 슬래브모멘트 결과는 유한요소해석 결과와 가장 근사한 결과를 나타냈다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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