• Steel and Composite Structures
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• 제3권5호
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• pp.321-331
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• 2003

The paper presents the results of an experimental investigation conducted on welded tubular joints, that are employed in offshore platforms, to study the behaviour and strength of these joints under axial brace compression loading. The geometrical configuration of the joints tested were T and Y. The nominal diameter of the chord and brace members of the joint were 324 and 219 mm respectively. The chord thickness was 12 mm and the brace 8 mm. The tested joints are approximately quarter size when compared to the largest joints in the platforms built in a shallow water depth of 80 m in the Bombay High field. Some of the joints were actually fabricated by a leading offshore agency which firm is directly involved in the fabrication of prototype structures. Strength of the internally ring-stiffened joints was found to be almost twice that of the unstiffened joints of the same configuration and dimensions. Bending of the chord as a whole was observed to be the predominant mode of deformation of the internally ring-stiffened joints in contrast to ovaling and punching shear of the unstiffened joints. It was observed in this investigation that unstiffened joint was stiffer in ovaling mode than in bending and that midspan deflection of unstiffened joint was insignificant when compared to that of the internally ring stiffened joint. The measured midspan deflection of the unstiffened joint in this investigation and its relation with the applied axial load compares very well with that predicted for the brace axial displacement by energy method published in the literature. A comparison of the measured deflection and ovaling of the unstiffened joint was made with that published by the author elsewhere in which numerical prediction of both quantities have been made using ANSYS software package. The agreement was found to be quite good.

• Steel and Composite Structures
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• 제33권6호
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• pp.823-836
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• 2019

Spiral welded tubes (SWTs) are fabricated by helically bending a steel plate and welding the resulting abutting edges. The cost-effectiveness of concrete-filled steel tube (CFST) columns can be enhanced by utilising such SWTs rather than the more conventional longitudinal seam welded tubes. Even though the steel-concrete interface bond strength of such concrete-filled spiral-welded steel tubes (CF-SWSTs) is an important consideration in relation to ensuring composite behaviour of such elements, especially at connections, it has not been investigated in detail to date. CF-SWSTs warrant separate consideration of their bond behaviour to CFSTs of other tube types due to the distinct weld seam geometry and fabrication induced surface imperfection patterns of SWTs. To address this research gap, axial push-out tests on forty CF-SWSTs were carried out where the effects of tube material, outside diameter (D), outside diameter to wall thickness (D/t), length of the steel-concrete interface (L) and concrete strength grade (f'_c) were investigated. D, D/t and L/D values in the range 102-305 mm, 51-152.5 and 1.8-5.9 were considered while two nominal concrete grades, 20 MPa and 50 MPa, were used for the tests. The test results showed that the push-out bond strengths of CF-SWSTs of both mild-steel and stainless-steel were either similar to or greater than those of comparable CFSTs of other tube types. The bond strengths obtained experimentally for the tested CF-SWSTs, irrespective of the tube material type, were found to be well predicted by the guidelines contained in AISC-360.

• 콘크리트학회논문집
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• 제14권4호
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• pp.492-502
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• 2002

게르버보의 댑단부는 PCI와 CPCI 배근방법에 의하여 설계하였고, 남은 두 단부는 본 연구에서 고려한 배근방법으로 배근하였다. 본 실험에서 고려한 댑단부의 깊이는 프리캐스트 콘크리트의 깊이 77 cm와 토핑콘크리트의 깊이 18.2 cm를 합한 전체 보깊이의 1/2에 해당한다. 실물크기 게르버 U형보 2개에 대하여 4회의 전단실험을 수행하였다. PCI와 CPCI 설계방법에 의한 모든 시험체는 사용하중의 32 % 이전에 댑 모서리 요각부위에서 초기균열이 발생하였으며, 예상 공칭강도에는 못 미치나 설계강도를 상회하여 종국 파괴되었다. 걸이 철근량을 PCI 요구량보다 증가시킬수록 초기균열 제어에 효과적이었으며, 폭 넓은 균열을 발생시키며 연성적으로 파괴되었고 강도도 증가하였다. CPCI 설계방법에 의한 시험체는 PCI시험체에 비하여 보다 연성적으로 파괴되었다.

• 대한건축학회논문집:구조계
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• 제35권4호
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• pp.157-165
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• 2019

Recently, lean duplex stainless steel, STS329FLD with less nickel (reduced to 0.5~1.5%) has been developed as a substitute of austenitic stainless steel (8%~10.5% nickel in STS304) and included in Korean standards (KS). This paper investigates the block shear behavior of cold-formed duplex stainless steel (STS329FLD, nominal plate thickness of 1.5mm) fillet-welded connection with base metal fracture. Main variables are weld lengths in the longitudinal and the transverse directions of applied force ranged from 20mm to 50mm. As a result, specimens failed by typical block shear facture (the combination of gross section tensile fracture and shear fracture or shear yielding) and ultimate strength of the specimens got higher with the increase of weld length. Block shear fracture strengths predicted by current design specifications (KBC2016/AISC2016 and EC3) and existing proposed equations for welded connections by Topkaya, Oosterhof & Driver and Lee et al. were compared with test strengths. KBC2016/AISC2016 and EC3 design specifications underestimated block shear strength of STS329FLD welded connections by on average 24%, 29%, respectively and Oosterhof & Driver, Topkaya and Lee et al's equations overestimated the ultimate strength of the welded connection by the range of 3% to 44%.

• Steel and Composite Structures
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• 제44권5호
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• pp.741-752
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• 2022

Earlier works have shown that excessive shear stiffness at the steel-concrete interface causes a non-uniform distribution of shear force in composite structures. When the shear studs are wrapped at the fixed end with flexible materials with a low elastic modulus, the shear stiffness at the interface is reduced. The objective of this study was to investigate the effect of silicone rubber-sleeve mounted on shear studs on the shear stiffness of steel-concrete composite structures. Eighteen push-out tests were conducted to investigate the mechanical behavior of silicone rubber-sleeved shear stud groups (SRS-SSG). The dimension and arrangement of silicon rubber-sleeves (SRS) were taken into consideration. Test results showed that the shear strength of SRS-SSG was higher than that of a shear stud group (SSG), without SRS. For SRS-SSG with SRS heights of 50 mm, 100 mm, 150 mm, the shear strengths were improved by 13%, 20% and 9%, respectively, compared to the SSG alone. The shear strengths of SRS-SSG with the SRS thickness of 2 mm and 4 mm were almost the same. The shear stiffness of the SRS-SSG specimens with SRS heights of 50 mm, 100 mm and 150 mm were 77%, 67% and 66% of the SSG specimens, respectively. Test results of specimens SSG-1 and predicted values based on the three design specifications were compared. The nominal single stud shear strength of SSG-1 specimens was closest to that calculated by the Chinese Code for Design of Steel Structures (GB50017-2017). An equation is proposed to consider the effects of SRS for GB50017-2017, and the predicted values based on the proposed equation agree well with the tested results of SRS-SSG.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제10권3호통권36호
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• pp.355-367
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• 1998

볼트 구멍의 크기가 고장력 볼트 이음부의 역학적 거동 및 내부 압축응력 분포에 미치는 영향을 살펴보기 위하여 과대공 및 표준공을 갖는 고장력 볼트 이음부에 대한 실험 및 해석적 연구를 실시하였다. 실험적 연구에서는 정적 인장시험과 피로시험을 실시하여 미끄러짐 특성, 피로강도 및 피로파단 양상을 평가하였으며, 해석적 연구에서는 유한요소해석을 통하여 내부 압축응력의 분포영역을 밝히고, 내부 압축응력의 분포가 역학적 거동에 미치는 영향을 평가하였다. 실험결과, 과대공을 갖는 고장력 볼트 이음부의 미끄러짐 계수와 피로강도는 표준공을 갖는 이음부와 비교하여 큰 차이는 없으나 다소 감소하는 경향이 나타났다. 이러한 원인은 과대공 시험편의 경우 볼트 구멍의 크기가 표준공 시험편과 비교하여 상대적으로 크기 때문에 축력의 작용폭이 좁아져 마찰영역으로 작용하는 내부 압축응력의 분포영역이 작아지기 때문으로 판단되며, 이는 유한요소해석 결과로도 확인할 수 있었다. 또한, 피로시험 결과 과대공 시험편의 피로균열의 발생점이 표준공 시험편 보다 볼트 구멍 내벽에 가까운 것을 알 수 있어, 피로균열의 발생위치는 고장력 볼트의 도입축력에 의해 모재와 이음판에 형성되는 내부 압축응력의 분포영역과 밀접한 관계가 있음을 알 수 있었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제26권1호
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• pp.81-88
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• 2022

NRC (New paradigm Reinforced Concrete) 보는 강판거푸집과 함께 주보강재로 사용되는 주앵글에 기본 전단보강재로 사용되는 전단앵글을 트러스 구조형태로 용접조립한 후, 현장에서 추가적인 주 철근과 전단보강근이 배근된다. 본 연구에서는 NRC 보의 전단보강재 종류(전단앵글, 경사전단보강근, U형 덮개철근)에 따른 전단실험을 통하여 NRC 보의 전단성능평가를 실시하였다. 실험결과, 실험체별 초기균열이 발생되기전 초기강성은 유사하게 나타났으며, 모든 실험체는 전단파괴되었다. 실험체의 전단보강재가 최대내력시 항복거동하였고, 전단보강재의 보강량 증가에 따라 실험전단내력이 증가하였다. 이를 볼 때 NRC 전단보강재가 전단강도 기여분에 해당하는 전단성능을 발휘하는 것으로 판단된다. 콘크리트구조기준(KDS 14 20 22)에 의한 이론내력을 산정한 결과, 전단보강재가 배근된 NRC 보 실험체들의 실험전단내력이 이론전단내력에 비하여 37~146% 크게 나타나, 이론내력식이 NRC 실험체 상세에 대하여 안전측으로 평가하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제25권4호
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• pp.389-398
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• 2013

본 연구에서는 향후 기준집필 및 연구방향 제시를 위한 선행연구로써, 2005/2010 AISC, ACI 318-08과 EC4 내 각형 CFT 기둥 설계조항 간의 부재강도 산정포맷, 단면구조성능, 구속효과. 재료강도 상한 및 강재비, 판-폭 두께비 제한 등을 간략히 요약하고 비교분석하였다. 전반적으로 2010 AISC는 ACI 기준과의 충돌 완화를 위해 변형률적합법을 도입하는 등 최신 실험 및 연구 결과들을 반영하여 개정하였으며 CFT 기둥에서 세장비를 더욱 세분화하거나 내진 판-폭 두께비를 고연성과 중간연성 부재로 구분하는 등, 타 기준에 비해 발전된 형태의 방안을 제시하고 있다. 하지만 AISC와 EC4에서의 재료강도 상한치는 너무나 제한적이기때문에 현재 사용 가능한 고강도 재료실험 데이터베이스를 고려하여 완화할 필요가 있다. 본 연구를 통해 AISC, ACI, EC4에서 제시하는 각형 CFT 기둥의 P-M 조합강도 산정식은 다양한 설계조건에 대해 만족스러운 강도예측을 하지 못함을 확인하였다. 따라서 각형 CFT 기둥의 신뢰도 높은 P-M 조합강도 산정을 위하여 구속된 콘크리트의 응력-변형률 관계를 합리적으로 반영할 수 있는 실용적인 구성 방정식이 개발되어야 한다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제20권4호
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• pp.483-491
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• 2008

1994년 노스리지 지진 이후, 철골모멘트골조 강축방향 접합부의 내진성능 평가에 관한 연구가 국내 외에서 활발하게 진행되어온 반면, 국내 철골모멘트골조 내진설계 및 시공의 실무에 관행적으로 적용되고 있는 철골모멘트골조 약축방향 접합부의 내진성능 평가 연구가 국내는 물론 국외에서도 그 사례를 찾아보기 힘든 상황이다. 따라서 본 연구에서는 국내에서 내진성능 확보 여부가 확인되지 않은 상태에서 내진설계 실무에서 가장 많이 사용되고 있는 브라켓 형식 및 WUF-B 형식의 접합상세를 갖는 철골모멘트골조 약축접합부의 실물대(Full scale) 실험체를 제작 및 실험하여 이와 같은 형상의 접합부에 대한 내진성능을 평가하여 향후 이와 같은 형상을 갖는 철골모멘트골조 약축접합부의 설계를 위한 기초자료를 제공하는 것을 목적으로 한다. 이러한 목적을 달성하기 위하여, 현장조사 및 설계도서등의 기존 자료를 통해 총 2개의 실험체를 제작하여 내진성능을 평가 실험연구를 수행하였다. 실험결과로부터 최대내력 비교, 하중-변위 이력 및 응력도 등에 대한 거동을 비교 분석 하였다. 실험결과 층간변위각 5%의 BR-W 실험체가 층간변위각 4%를 갖는 WUF-B 실험체에 비해 우수한 구조적 거동을 보여주었으며, 설계 내력을 상회하는 내력을 보유하고 있는 것을 알 수 있었다. 또한 브라켓 형식의 실험체는 최대내력 도달 이후 완만한 강도 저하를 나타내었으나, WUF-B 형식의 실험체는 최대내력 도달 이후 급격한 하중 저하를 나타내며 취성적인 거동을 보였다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제36권3호
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• pp.85-92
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• 2008

본 연구에서는 인사이징 처리 낙엽송 방부 원주목의 강도 성능을 평가하기 위하여 원목, 원주목과 강도 성능을 비교 분석하였다. 원목과 원주목의 휨강도(MOR)는 큰 차이가 없었다. 인사이징 처리 방부 원주목은 휨탄성 계수(MOE)가 9% 감소하였고 휨강도는 원목에 대한 강도비 0.71로 약 29% 강도의 저하를 보였다. 일반적인 2인치 제재목이 아닌 원주 형태의 원주목을 이용한 휨허용응력 산정시 인사이징 방부처리 저감계수를 휨탄성계수는 0.91, 휨강도는 0.71로 적용해야 할 것으로 사료된다. 못뽑기 저항은 원목, 원주목, 방부 원주목 모두 큰 차이를 보이지 않았다. 볼트 접합부의 전단력은 인사이징 처리 방부 원주목과 원주목의 차이는 거의 나타나지 않았다. 볼트 접합부의 허용 전단 내력 산정에는 인사이징 저감 계수의 적용은 검토하지 않아도 됨을 확인할 수 있었다.