• Steel and Composite Structures
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• 제7권4호
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• pp.321-337
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• 2007

The investigation on the behaviour of cold-formed stainless steel non-slender circular hollow section columns is presented in this paper. The normal strength austenitic stainless steel type 304 and the high strength duplex materials (austenitic-ferritic approximately equivalent to EN 1.4462 and UNS S31803) were considered in this study. The finite element method has been used to carry out the investigation. The columns were compressed between fixed ends at different column lengths. The geometric and material nonlinearities have been included in the finite element analysis. The column strengths and failure modes were predicted. An extensive parametric study was carried out to study the effects of normal and high strength materials on cold-formed stainless steel non-slender circular hollow section columns. The column strengths predicted from the finite element analysis were compared with the design strengths calculated using the American Specification, Australian/New Zealand Standard and European Code for cold-formed stainless steel structures. The numerical results showed that the design rules specified in the American, Australian/New Zealand and European specifications are generally unconservative for the cold-formed stainless steel non-slender circular hollow section columns of normal and high strength materials, except for the short columns and some of the high strength stainless steel columns. Therefore, different values of the imperfection factor and limiting slenderness in the European Code design rules were proposed for cold-formed stainless steel non-slender circular hollow section columns.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제24권1호
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• pp.35-46
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• 2012

초고층 빌딩의 수요가 증가함에 따라 고강도 강관의 수요 또한 함께 증가하고 있다. 이에 고강도 고인성의 600MPa급 강관의 접합부 내력 연구가 필요하게 되었다. 또한 현행국내기준에는 강관의 경우 항복응력 360MPa 이하에 설계식을 적용하도록 되어 있다. 즉, 고강도강재를 이용한 600MPa 강관의 경우 현행기준을 적용할 수 없으므로 600MPa급 고강도 강관의 거셋플레이트 접합부의 내력실험 및 유한요소해석을 통하여 기존 설계식의 적용가능성을 조사하고 접합부의 거동을 연구하고자 한다. 특히, 본 논문에서는 원형강관에 길이 방향으로 거셋플레이트가 접합된 접합부에 횡력(수평력)이 작용하였을 때의 거동을 다루었다. 유한요소해석 및 실험결과를 설계식과 비교해보면, 고강도 강재에서는 기존의 설계식들이 56~79%로 과소평가되었다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2004년도 춘계 학술발표회 제16권1호
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• pp.730-733
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• 2004

Three Hollow RC piers were tested under a constant axial load and a cyclically reversed horizontal loadto investigate the structural behavior of hollow RC piers using the high strength concrete and the high strength rebars. The test variables include concrete compressive strength, steel strength, and steel ratio. The test results indicate that RC piers using the high strength concrete and high strength rebars exhibit ductile behavior and appropriate seismic performance, in compliance with the design code. The present study allows more realistic application of high strength rebars and concrete to RC piers, which will provide enhanced durability as well as more economy.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2002년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.183-188
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• 2002

In locations where the cost or concrete is relatively high, or in situations where the weight or concrete members is to be kept to a minimum, it may be economical to use hollow reinforced concrete vertical members. Hollow reinforced concrete columns with low axial load, moderate longitudinal steel percentage, and a reasonably thick wall were found to perform in a ductile manner at the flexural strength, similar to solid columns. However, hollow reinforced concrete columns with high axial load, high longitudinal steel percentage, and a thin wall were found to behave in a brittle manner at the flexural strength, since the neutral axis is forced to occur away from the inside face of the tube towards the section centroid and, as a result, crushing of concrete occurs near the unconfined inside face of the section. If, however, a steel tube is placed near the inside face of a circular hollow column, the column can be expected not to fail in a brittle manner by disintegration of the concrete in the compression zone. Design recommendation and example by moment-curvature analysis program for curvature ductility are presented. Theoretical moment-curvature analysis for reinforced concrete columns, indicating the available flexural strength and ductility, can be conducted providing the stress-strain relation for the concrete and steel are known. In this paper, a unified stress-stain model for confined concrete by Mander is developed for members with circular sections.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2005년도 봄학술 발표회 논문집(I)
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• pp.63-66
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• 2005

Six RC pier were tested under a constant axial load and a cyclically reversed horizontal load to investigate the performance of RC piers used in the high strength concrete and the high strength rebar. It is designed with a hollow section according to the Korean Bridge Design Standard. The variables of the test were concrete strength, rebar strength, a ratio of lap splice and a ratio of transvere rebar. The test results show that the performance of a RC Pier; failure mode, crack pattern, maximum load and ductility.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제43권2호
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• pp.225-237
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• 2012

This paper presents an experimental investigation of the flexural behavior of square hollow steel section (HSS) beams subjected to pure bending. Totally six unfilled and nine ultra high performance concrete (UHPC)-filled HSS beams were tested under four-point bending until failure. The effects of the steel tube thickness, the yield strength of the steel tube and the strength of concrete on moment capacity, curvature, and ductility of UHPC-filled HSS beams were examined. The performance indices named relative ductility index (RDI) and strength increasing factor (SIF) were investigated with regard to different height-to-thickness ratio of the specimens. The flexural strengths obtained from the tests were compared with the values predicted by Eurocode 4, AISC-LRFD and CIDECT design codes. The results showed that the increase in the moment capacity and the corresponding curvature is much greater for thinner HSS beams than thicker ones. Eurocode 4 and AISC-LRFD predict the ultimate moment capacity of the all UHPC-filled HSS beams conservatively.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제19권1호
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• pp.45-52
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• 2015

섬유복합체 (Fiber Reinforced Polymer, FRP)는 비강도가 높고, 비부식성 재료라는 특징을 가지고 있어서 건설 분야에서 철근을 대체할 수 있는 보강근 재료로 인식되고 있다. 몇몇 유리섬유 복합체 (Glass FRP, GFRP) 보강근이 상용화되어 있지만 GFRP는 철근에 비해 가격이 비싸고 상대적으로 낮은 탄성계수와 취성 파괴 특성 때문에 다소 경쟁력이 떨어진다. GFRP 보강근의 재료가격을 낮출 수 없다면 사용된 재료의 성능을 최대로 하여 보강근의 성능을 높이는 것이 상대적인 가격을 낮추는 방법이 될 수 있다. 일반적으로 FRP 보강근의 직경이 커질수록 인장강도는 감소하는 것으로 알려져 있다. 이의 원인 중 하나는 보강근이 인장을 받을 때 외력이 중앙에 위치한 섬유에 충분히 전달되지 못하여 외측에 위한 섬유들만이 인장에 저항하기 때문이다. 따라서 본연의 역할을 수행하지 못하는 섬유는 제거함으로써 보강근의 단가를 낮추면서 보강근이 소정의 성능을 발휘하도록 한다면 가격대비 성능이 최적화된 FRP 보강근을 제작할 수 있다. 본 연구에서는 직경 19 mm의 GFRP 보강근에 대해 단면 내에 중공이 존재하는 경우 중공비율에 따른 인장특성의 변화를 실험적으로 관찰하였다. 중공이 없는 GFRP 보강근 세 개, 네 가지 중공비율에 대해 각각 여섯 개의 GFRP 보강근 시편을 준비하여 인장실험을 실시하였으며 결과 분석을 통하여 인장특성 변화를 도출하였으며 이를 바탕으로 최적의 중공비율을 제안하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제22권6호
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• pp.609-616
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• 2010

이 논문은 600MPa급 고강도강이 원형강관 건축구조용으로 이용될 때 중심압축재의 좌굴강도에 관하여 수치해석적으로 조사한 것이다. 600MPa급 고강도강의 소재인장시험 결과로부터 중심압축재의 좌굴강도를 산정하였으며, 좌굴강도 산정에는 Beam-Column이론에 근거한 방법과 Tangent Modulus 이론에 의한 양자의 방법을 이용하였다. 그리고 소성흐름이 없는 인장시험의 응력-변형도 관계를 비례한도의 크기와 비례한도에서 항복점에 이르는 접선계수의 기울기로 근사시키고 좌굴강도 미치는 영향인자를 조사하였다. 600MPa급 고강도강에 적용되는 현재의 건축기준은 압축재의 경우 항복강도 Fy값을 480Mpa 까지 상향조정하여도 무리가 없다고 사료된다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제29권4호
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• pp.291-301
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• 2017

고강도강 강관부재의 사용은 설계에서 시공에 이르기까지 다양한 이점을 제공할 수 있다. 그러나 현행의 국내외 대표적인 구조설계 기준에서는 강관구조에 고강도 강재를 적용하는 것을 금지하거나 제한하고 있다. 이러한 제한사항은 그 역학적 근거가 불분명하며 과도하게 보수적일 가능성이 있다. 본 연구에서는 일반강 및 고강도강 X형 원형강관접합부 압축 실험을 통하여 고강도강에 부과된 제한사항이 완화될 수 있는지에 대하여 다각도로 검토하였다. 실험 결과 고강도강 X형 강관접합부는 재료의 측정항복강도가 800MPa에 이름에도 불구하고 한계강도, 사용성, 연성의 관점에서 모두 일반강에 비견될 만한 성능을 보였으며, 이는 현행의 고강도강 제한사항은 완화되어야 함을 시사한다.

• Steel and Composite Structures
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• 제43권3호
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• pp.341-351
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• 2022

This paper presents an inelastic buckling behavior analysis of rectangular hollow steel tubes with geometrical imperfections under elevated temperatures. The main variables are the temperature loads, slenderness ratios, and exposure conditions at high temperatures. The material and structural properties of steels at different temperatures are based on Eurocode (EN 1993-1-2, 2005). In the elastic buckling analysis, the buckling strength decreases linearly with the exposure conditions, whereas the inelastic buckling analysis shows that the buckling strength decreases in clusters based on the exposure conditions of strong and weak axes. The buckling shape of the rectangular steel column in the elastic buckling mode, which depicts geometrical imperfection, shows a shift in the position at which bending buckling occurs when the lower section of the member is exposed to high temperatures. Furthermore, lateral torsional buckling occurs owing to cross-section deformation when the strong axial plane of the model is exposed to high temperatures. The elastic buckling analysis indicates a conservative value when the model is exposed to a relatively low temperature, whereas the inelastic buckling analysis indicates a conservative value at a certain temperature or higher. The comparative results between the inelastic buckling analysis and Eurocode 3 show that a range exists in which the buckling strength in the design equation result is overestimated at elevated temperatures, and the shapes of the buckling curves are different.