• Structural Engineering and Mechanics
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• 제60권2호
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• pp.301-312
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• 2016

In a concrete member under pure tension, the stress in concrete is uniformly distributed over the whole concrete section. It is supposed that a local bond failure occurs at each crack, and there is a relative slip between steel and surrounding concrete. The compatibility of deformation between the concrete and reinforcement is thus not maintained. The bond transfer length is a length of reinforcement adjacent to the crack where the compatibility of strain between the steel and concrete is not maintained because of partially bond breakdown and slip. It is an empirical measure of the bond characteristics of the reinforcement, incorporating bar diameter and surface characteristics such as texture. Based on results from a series of previously conducted long-term tests on eight restrained reinforced concrete slab specimens and material properties including creep and shrinkage of two concrete batches, the ratio of final bond transfer length after all shrinkage cracking, to THE initial bond transfer length is presented.

• Steel and Composite Structures
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• 제1권4호
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• pp.441-458
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• 2001

We analyzed the experimental and theoretical behavior of a particular type of steel joint designed to connect beam to beam and able to transfer both shear forces and bending moments. This joint is characterized by the use of steel plates and bolts enclosed in the width of the beams. The experimental investigation was carried out characterizing the constituent materials and testing in flexure beams constituted by two portions of beams connected in the middle with the joint proposed. Connections having different characteristics in terms of thickness of plates, number and type of bolts were utilized. Flexure tests allow one to determine the loaddeflection curves of the beam tested and the moment-rotation diagrams of the connections, highlighting the strength and the strain capacity of the joints. The proposed analytical model allows one to determine the moment-rotation relationship of the connections, pointing out the influence of the principal geometrical and mechanic characteristics of single constituents on the full properties of the joint.

• Steel and Composite Structures
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• 제5권4호
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• pp.271-287
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• 2005

The seismic behavior of two steel moment-resisting frames, which satisfy all the current seismic design requirements, are evaluated and compared in the presence of pre-Northridge connections denoted as BWWF and an improved post-Northridge connections denoted as BWWF-AD. Pre-Northridge connections are modeled first as fully restrained (FR) type. Then they are considered to be partially restrained (PR) to model their behavior more realistically. The improved post-Northridge connections are modeled as PR type, as proposed by the authors. A sophisticated nonlinear time-domain finite element program developed by the authors is used for the response evaluation of the frames in terms of the overall rotation of the connections and the maximum drift. The frames are excited by ten recorded earthquake time histories. These time histories are then scaled up to produce some relevant response characteristics. The behaviors of the frames are studied comprehensively with the help of 120 analyses. Following important observations are made. The frames produced essentially similar rotation and drift for the connections modeled as FR type and PR type represented by BWWF-AD indicating that the presence of slots in the web of beams in BWWF-AD is not detrimental to the overall response behavior. When the lateral displacements of the frames are significantly large, the responses are improved if BWWF-AD type connections are used in the frames. This study analytically confirms many desirable features of BWWF-AD connections. PR frames have longer periods of vibration in comparison to FR frames and may attract lower inertia forces. However, calculated periods of the frames of this study using FEMA 350 empirical equation is longer than those calculated using dynamic characteristics of the frames. This may result in even lower design forces and may adversely influence the design.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제12권1호통권44호
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• pp.75-82
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• 2000

현재 접합부에 대한 연구가 활발하게 이루어지고 있다. 구조물의 설계에서는 접합부를 강접합 또는 핀접합으로 가정하여 설계를 하고 있으나, 실제 접합부의 거동은 완전한 강접합도 핀접합도 아닌 반강접의 특성을 보이고 있다. 본 연구에서는 이러한 반강접의 분야 중 더블앵글에 의한 접합부의 거동을 파악하고자 한다. 중 저층 건물에서 가새의 지지능력을 상실하거나, 갑작스럽게 발생할지 모르는 축방향 인장력에 대한 더블앵글의 거동을 상용유한요소해석 프로그램인 ABAQUS를 이용하여 3D 비선형 해석을 수행하였다. 3D 해석결과를 이용하여 더블앵글 접합부를 단순화한 앵글모델로 유도한 후 앵글의 코너에서의 회전강성을 찾아내어 더블앵글 접합부에 대한 설계 기초자료로 제시하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제47권6호
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• pp.757-771
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• 2013

We present a semi-rigid connection estimation method by using cross modal strain energy method. While rigid or pinned assumptions are adopted for steel frames in traditional modeling via finite element method, the actual behavior of the connections is usually neither. Semi-rigid joints enable connections to be modeled as partially restrained, which improves the quality of the model. To identify the connection stiffness and update the FE model, a newly-developed cross modal strain energy (CMSE) method is extended to incorporate the connection stiffness estimation. Meanwhile, the relations between the correction coefficients for the CMSE method are derived, which enables less modal information to be used in the estimation procedure. To illustrate the capability of the proposed parameter estimation algorithm, a four-story frame structure is demonstrated in the numerical studies. Several cases, including Semi-rigid joint(s) on single connection and on multi-connections, without and with measurement noise, are investigated. Numerical results indicate that an excellent updating is achievable and the connection stiffness can be estimated by CMSE method.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제19권6호
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• pp.679-705
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• 2005

This paper presents a practical method to evaluate the effective length factors for columns in multi-storey unbraced frames based on the concept of storey-based elastic buckling by means of decomposing a multi-storey frame into a series of single-storey partially-restrained (PR) frames. The lateral stiffness of the multi-storey unbraced frame is derived and expressed as the product of the lateral stiffness of each storey. Thus, the stability analysis for the multi-storey frame is conducted by investigating the lateral stability of each individual storey, which is facilitated through decomposing the multi-storey frame into a series of single-storey PR frames and applying the storey-based stability analysis proposed by the authors (Xu and Liu 2002) for each single-storey PR frame. Prior to introducing decomposition approaches, the end rotational stiffness of an axially load column is derived and rotational stiffness interaction between the upper and lower columns is investigated. Three decomposition approaches, characterized by means of distributing beam-to-column rotational-restraining stiffness between the upper and lower columns, are proposed. The procedure of calculating storey-based column effective length factors is presented. Numerical examples are then given to illustrate the effectiveness of the proposed procedure.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제19권2호
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• pp.171-185
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• 2006

응답면기법, 유한요소법, 일차신뢰도법 그리고 반복 선형보간기법을 합리적으로 결합한 정교한 신뢰성해석 기법이 지진하중을 포함하는 단기 동적하중을 받는 복잡한 실제 비선형 동적구조계의 신뢰성 평가를 위하여 제안되었다. 기법은 하중 및 저항과 관련된 랜덤변수의 비선형성과 불확실성의 모든 중요 원천을 명시적으로 고려한다. 본 기법의 특징은 전통적 랜덤진동방법의 대안으로서 지진하중을 시간영역에서 적용하는 것이다. 실제 강프레임의 연결부에 대한 유연성을 표현하기 위하여 4-매개변수 리차드 모델을 사용하였다. 리차드 매개변수의 불확실성에 대한 고려도 알고리즘에 포함하였다. 다음으로 횡방향으로 유연한 강프레임을 철근콘크리트 전단벽으로 보강하였다. 균열 발생 후 전단벽에서의 강도저감 또한 고려되었다. 강절 연결부를 갖는 횡방향으로 유연한 강프레임, 각기 다른 강성의 부분강절 연결부를 갖는 강프레임, 그리고 콘크리트 전단벽으로 보강된 강프레임의 세 구조물을 고려함으로써 실제 구조물의 신뢰성평가를 위한 기법의 적용성을 검증하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제25권1호
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• pp.15-24
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• 2013

본 논문은 반복하중을 받는 CFT 합성골조의 더블 웨브앵글 접합부의 휨모멘트 내력에 대해 체계적으로 수행된 유한요소 연구로부터 얻은 결과를 제시하고 있다. 합성 부분강접 CFT 접합부의 회전강성, 휨모멘트 내력 및 파괴모드를 연구하기 위하여 3차원 비선형 유한요소 해석이 수행되었다. 부가적인 다양한 구조적 거동은 앵글의 두께 및 고강도 강봉 게이지 거리로 더블 웨브앵글 접합부의 파라미터에 대한 영향을 설명하고 있다. 해석모델의 적합성은 정적 유한요소해석 결과로부터 얻은 모멘트-회전각 곡선을 Richard의 회귀분석을 통하여 비교 분석하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제29권6호
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• pp.423-434
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• 2017

본 논문에서는 반복하중을 받는 부분강접 접합부인 상 하부 ㄱ형강 접합부의 이력거동을 구하기 위하여 체계적인 수치해석이 수행되었다. 이러한 상 하부 ㄱ형강 접합부는 CFT 합성골조의 원상복원 및 충분한 에너지 소산 능력을 확보하기 위하여 초탄성 성질을 갖는 형상기억합금(SMA)으로 제작된 봉과 ㄱ형강이 적용된다. 접합부의 회전강성, 휨모멘트 내력 및 파괴모드를 연구하기 위하여 3차원 비선형 유한요소 해석이 수행되었다. 부가적인 다양한 구조적 거동은 ㄱ형강의 두께 및 강봉 게이지 거리로 상 하부 ㄱ형강 접합의 파라미터에 대한 영향을 설명하고 있다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제23권5호
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• pp.547-555
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• 2011

무보강 상 하부 ㄱ형강 접합부는 중 저층 강골조의 시공에 적합한 부분강접 접합부의 한 형태이다. 무보강 상 하부 ㄱ형강 접합부의 초기회전강성뿐만 아니라 소성휨모멘트 지지능력은 실제 설계 및 시공에 있어서 매우 중요한 인자로 이에 대한 예측이 반드시 필요하다. 따라서 그동안 진행된 무보강 상 하부 ㄱ형강 접합부에 대한 연구는 초기회전강성 및 소성휨모멘트 지지능력에 영향을 미치는 접합부의 기하학적 형상을 변화시키면서 거동양상을 파악하였다. 이 연구에서는 AISC LRFD Spec.에서 정의한 Type A 형태 접합부의 상부 ㄱ형강의 두께 및 고력볼트 게이지 거리를 변수로 하여 접합부 실험을 수행하여 휨모멘트 지지능력을 파악하였고, 이를 바탕으로 소성휨모멘트 지지능력 예측을 위한 해석모델을 제안하고자 진행하였다. 해석모델 적용의 타당성은 타 연구자가 수행한 접합부 실험결과와 비교 검토함으로써 입증하였다.