• 한국강구조학회 논문집
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• 제11권2호통권39호
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• pp.109-116
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• 1999

본 논문은 관통형 고력볼트를 사용한 엔드플레이트형식 콘크리트 충전 각형 강관 기둥 H형강 보 접합부에 대한 단조가력하에서의 실험적 연구이다. 본 실험의 목적은 전회(前回)에서는 파악되지 않았던 엔드플레이트의 두께와 볼트의 배열에 대한 영향을 정확하게 평가하는데 있다. 실험의 주요변수는 엔드플레이트의 두께(12mm, 16mm)와 볼트의 배열 (EP1, EP2, EP3)이다. 변수에 따른 실험결과를 비교, 분석하였다. 1)실험체는 Bjorhovde와 EC3의 분류법에 의해 분류하였다. 2)T-stub모델에 근거한 접합부의 최대 모멘트 예측식에 의해 계산된 이론치$(_tM_u)$는 실험치$(_eM_u)$에 잘 대응하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제14권4호
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• pp.499-508
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• 2002

리브로 보강된 철골 모멘트 내진접합부에 대한 실용적이고 간단한 설계법이 등가스트럿 모델을 바탕으로 최근에 제안된 바가 있다. 본 논문에서는 제안된 설계법을 검증하고 응력집중에 의한 리브 단부의 균열방지 방안을 모색하기 위한 실험결과를 기술하였다. 제안된 설계법에 의해 설계된 모든 실물대 시험체는 접합부의 소성회전각이 0.04(radian)에 이르는 뛰어난 내진성능을 발휘하였다. 접합부를 리브로 보강함과 동시에 보의 플래지 일부를 잘라내어 보의 소성힌지와 국부좌굴의 발생위치를 리브의 끝단으로부터 보 안쪽으로 약간 이동시킴으로서, 리브단부의 균열발생을 효과적으로 제어할 수 있음을 실험적으로 확인하였다. 또한 리브의 스트럿 작용과 이로 인한 보 웨브에서의 전단역전을 스테레인 게이지 계측을 통하여 실험적으로 입증하였다.

• Computers and Concrete
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• 제19권6호
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• pp.689-699
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• 2017

An energy-based approach for determining earthquake safety of reinforced concrete frame structures is presented. The developed approach is based on comparison of plastic energy capacities of the structures with plastic energy demands obtained for selected earthquake records. Plastic energy capacities of the selected reinforced concrete frames are determined graphically by analyzing plastic hinge regions with the developed equations. Seven earthquake records are chosen to perform the nonlinear time history analyses. Earthquake plastic energy demands are determined from nonlinear time history analyses and hysteretic behavior of earthquakes is converted to monotonic behavior by using nonlinear moment-rotation relations of plastic hinges and plastic axial deformations in columns. Earthquake safety of selected reinforced concrete frames is assessed by using plastic energy capacity graphs and earthquake plastic energy demands. The plastic energy dissipation capacities of the frame structures are examined whether these capacities can withstand the plastic energy demands for selected earthquakes or not. The displacements correspond to the mean plastic energy demands are obtained quite close to the displacements determined by using the procedures given in different seismic design codes.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제60권3호
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• pp.507-527
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• 2016

The use of shape memory alloys (SMAs) has been seriously considered in seismic engineering due to their capabilities, such as the ability to tolerate cyclic deformations and dissipate energy. Five 3-D extended end-plate connection models have been created, including one conventional connection and four connections with Nitinol bolts of four different prestress forces. Their cyclic behaviors have been investigated using the finite element method software ANSYS. Subsequently, the moment-rotation responses of the connections have been derived by subjecting them to cyclic loading based on SAC protocol. The results obtained in this research indicate that the conventional connections show residual deformations despite their high ductility and very good energy dissipation; therefore, they cannot be repaired after loading. However, while having good energy dissipation and high ductility, the connections equipped with Nitinol bolts have good recentering capability. Moreover, a connection with the mentioned specifications has been modeled, except that only the external bolts replaced with SMA bolts and assessed for seismic loading. The suggested connection shows high ductility, medium energy dissipation and very good recentering. The main objective of this research is to concentrate the deformations caused by cyclic loading on the connection in order to form super-elastic hinge in the connection by the deformations of the shape memory alloy bolts.

• Steel and Composite Structures
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• 제29권3호
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• pp.391-404
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• 2018

Researchers have been long studying new building implementation methods to improve the quality of construction, reduce the time of assembly, and increase productivity. One of these methods is the use of modular pre-fabricated structural forms that are composed of a beam, column, short column, pyramidal end block, and connection plates. In this study, a new geometry for the pyramidal end block was proposed that helps facilitate the assembly procedure. Since the proposed configuration affects the performance of this form of connection, its behavior was evaluated using finite element method. For this purpose, the connection was modeled in ABAQUS and then validated by comparing the outputs with experimental results. The research proceeded through analyzing 16 specimens under monotonic and cyclic loading. The results indicated that using the pyramidal end block not only makes the assembly process easier but also reduces the out-of-plane displacement of the short column webs and the vertical displacement of beam end. By choosing appropriate section properties for column and beam, the connection can bear a rotation up to 0.01 radians within its inelastic region and a total of 0.04 radians without any significant reduction in its bearing capacity.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제91권5호
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• pp.517-526
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• 2024

Due to the asymmetric cross-section of unequal-angle steel, the application of loads can induce axial rotation, leading to a series of buckling failure behaviors. Special attention must be paid during the design process. The present study aims to analyze the structural behavior of asymmetric steel angle members under various eccentric loading conditions, considering the complex biaxial bending interaction that arises when the angle steel is connected to the panel. Several key factors are investigated in this paper, including the effects of uniaxial and biaxial eccentricity on the structural behavior and the eccentric axial compression strength of long and short legs at different load application points. Potential risks associated with the specified load points, based on the AISC specifications, are also discussed. The study observed that the strength values of the members exhibited significant changes when the eccentric load deviates from the specified point. The relative position of the eccentric load point and the slenderness ratio of the member are critical influencing factors. Overall, this research intends to enhance the accuracy and reliability of strength analysis methods for asymmetric single angle steel members, providing valuable insights and guidance for a safer and more efficient design.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제22권3호
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• pp.281-291
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• 2010

본 연구에서는 횡력을 받는 구조물 거동에 대한 보-기둥 접합부의 영향을 확인하기 위하여 5층 철골구조물을 KBC2005 건축구조 설계기준에 맞게 구조설계 하였으며 접합부를 완전 강접합부로 이상화한 경우와 반강접 접합부로 설계하였다. 철골 보 및 기둥의 모멘트-곡률관계는 화이버모델을 이용하여 확인하였으며 반강접 접합부의 모멘트-회전각 관계는 파워모델 그리고 철골 보, 기둥 및 접합부의 이력거동은 3-매개변수 모델을 이용하여 나타내었다. 5층 철골구조물은 개별골조와 연결골조의 2차원 구조물로 이상화하였다. 4개 지진파의 재현주기 수준별로 산정한 최대지반가속도와 푸쉬오버해석의 최대밑면전단력을 위한 지반가속도에 대하여 시간이력해석을 실시하여 지붕층 변위, 밑면전단력, 층간변위, 접합부 요구연성도, 기둥, 보 및 접합부의 최대모멘트 그리고 소성힌지 분포 등을 확인하였다. 반강접 접합부 골조는 완전 강접합 골조에 비해 적은 밑면전단력이 발생하였으며 기둥, 보 및 접합부에 발생하는 휨모멘트의 크기와 증가율도 적었다. TSD 접합부는 우리나라 설계수준의 지진하중에 대하여 예제 구조물에서 경제성과 안전성을 확보 할 수 있음을 확인할 수 있었다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제15권1호
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• pp.165-172
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• 2002

일반적으로 모멘트 지지 강구조물은 유한요소법에 의해 이상화되고 해석되어 왔으며 기둥과 기둥의 연결부, 기둥과 보의 접합부의 정확한 비선형 해석 결과를 위해 많은 노력을 해온 반면에 기둥의 지지부에 대한 해석은 고정단 또는 힌지로 간단하게 이루어져 왔다 그러나 실제로 기둥의 지지부는 고정단도 힌지도 아닌 그 중간인 반강성으로 거동한다. 본 논문에서는 이러한 기둥 지지부를 반강성모델을 이용해서 해석하고 그 결과를 고찰하여 기둥 지지부의 강성 및 강도의 변화가 미치는 영향을 평가하였다. 미국 시방서에 의해 설계된 전형적인 두개의 3층 모멘트지지 강구조물을 이미 개발된 강성도법 및 유연도법에 기초한 7iber 유한 요소를 사용하여 해석하였다. 기등의 지지부는 고정단과 힌지사이에 있는 반강성 지지부를 모델하기 위해 다양한 강성도를 갖는 회전 스프링을 사용하였다. 실제의 기둥 지지부와 가깝게 모델된 반강성 지지부를 갖는 구조물의 해석 결과는 고정지지부를 갖는 구조물과 어느 정도 비슷한 결과를 보여주었다. 또한 pushover 해석과 비선형 시간 이력 해석을 통해 기둥 지지부의 강성도가 감소함에 따라 1층 보의 소요 처짐각(rotational demand)이 증가하는 현상이 관찰되었다 시공상의 문제 및 노화로 인한 기동 지지부의 강성도 감소는1층의 접합부에 대한 소요 터짐각의 증가를 유발하고 그것은 곧 soft-story mechanism을 유발하게 된다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제22권4호
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• pp.313-324
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• 2010

본 연구에서는 반강접 접합부 배치에 따른 구조물 거동특성을 파악하기 위하여 KBC2005 건축구조설계기준으로 비가새 5층 철골 구조물을 설계하여 모든 접합부를 완전 강접합부와 반강접 접합부로 이상화한 경우 그리고 반강접 접합부를 수직배치 및 수평배치한 경우에 대하여 비탄성 시간이력 구조해석을 실시하였다. 철골 보 및 기둥의 모멘트-곡률 관계는 화이버모델을 이용하여 확인하였으며 반강접 접합부의 모멘트-회전각 관계는 3-매개변수 파워모델 그리고 철골 보, 기둥 및 접합부의 이력거동은 3-매개변수 모델을 이용하여 나타내었다. 4개 지진파에 대한 재현주기 2400년 위험수준에 해당하는 최대지반가속도와 5% 층간변위에 대한 푸쉬오버 구조해석의 최대밑면전단력 발생 최대지반가속도에 대하여 시간이력 구조해석을 실시하여 밑면전단력, 지붕층 변위, 층간변위, 접합부 요구연성도, 기둥, 보 및 접합부의 최대휨모멘트 그리고 소성힌지 분포 등을 확인하였다. 반강접 접합부를 수직적으로 외부에 배치할수록 최대밑면전단력과 층간변위는 감소하며, 수평적으로 상부층에 배치할수록 접합부 요구연성도가 감소하였다. 푸쉬오버 구조해석과 시간이력 구조해석에서 최대층간변위 발생 위치가 다르고 크기는 푸쉬오버 구조해석에서 과대평가되었다. 밑면전단력, 층간변위 및 접합부 요구연성도를 위한 가장 바람직한 반강접 접합부 배치는 수직적으로 외부에 배치하는 것이다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제9권4호통권33호
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• pp.479-487
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• 1997

강구조 건축물의 접합에서 강접합, 단순접합 이외에 반강접합의 이용이 고려될 수 있다. 반강접합의 장점으로서는 시공의 용이성과 부재의 효율적인 모멘트 분배가 가능하다는 점이다. 본 연구는 기존의 T-stub를 더 많은 회전능력이 생기도록 한 개량 T-stub를 접합요소로 선정하여 중층정도의 건축물에의 적용 가능성을 확인하기 위한 연구의 기초적 단계이다. 연구방법으로서는 개량 T-stub의 역학적 거동을 조사하기 위한 개량 T-stub요소의 인장 및 압축 실험과 개량 T-stub를 이용한 기둥-보 접합부의 단순재하실험이 실시되었다. 실험결과로부터 개량 T-stub의 정성적인 거동을 파악하였고, 개량 T-stub를 이용하면 반강접합으로서의 가능성도 확인하였다.