• Structural Engineering and Mechanics
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• 제56권1호
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• pp.67-83
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• 2015

The load transfer mechanism and load-bearing capacity of cast steel joints for H-shaped beam to square tube column connection are studied based on the deformation compatibility theory. Then the monotonic tensile experiments are conducted for 12 specimens about the cast steel joints for H-shaped beam to square tube column connection. The findings are that the tensile bearing capacity of the cast steel joints for beam-column connection depends on the ring of cast steel stiffener. The tensile fracture happens at the ring of the cast steel stiffener when the joint fails. The thickness of square tube column has little influence on the bearing capacity of the joint. The square tube column buckles while the joint without concrete filled, but the strength failure happens for the joint with concrete filled column. And the length of welding connection between square tube column and cast steel stiffener has little influence on the load-bearing capacity of the cast steel joint. Finally it is shown that the load-bearing capacity of the joints for H-shaped beam to concrete filled square tube column connection is larger than that of the joints for H-shaped beam to square tube column connection by 10% to 15%.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제73권6호
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• pp.613-620
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• 2020

The research study is focuses on a form of all-bolted joint with the external ring stiffening plate in the prefabricated steel structure. The components are bolted at site after being fabricated in the factory. Six specimens were tested under cyclic loading, and the effects of column axial compression ratio, concrete-filled column, beam flange sub plate, beam web angle cleats, and spliced column on the failure mode, hysteretic behavior and ductility of the joints were analyzed. The results shown that the proposed all-bolted joint with external ring stiffening plate performed high bearing capability, stable inflexibility degradation, high ductility and plump hysteretic curve. The primary failure modes were bucking at beam end, cracking at the variable section of the external ring stiffening plate, and finally welds fracturing between external ring stiffening plate and column wall. The bearing capability of the joints reduced with the axial compression ratio increased. The use of concrete-filled steel tube column can increase the bearing capability of joints. The existence of the beam flange sub plate, and beam web angle cleat improves the energy dissipation, ductility, bearing capacity and original rigidity of the joint, but also increase the stress concentration at the variable section of the external reinforcing ring plate. The proposed joints with spliced column also performed desirable integrity, large bearing capacity, initial stiffness and energy dissipation capacity for engineering application by reasonable design.

• Steel and Composite Structures
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• 제27권4호
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• pp.417-426
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• 2018

This paper presents the seismic behaviors and restoring force model of ring beam joints of steel tube-reinforced concrete column structure under cyclic loading. First, the main failure mode, ultimate bearing capacity, stiffness degradation and energy dissipation capacity are studied. Then, the effects of concrete grade, steel grade, reinforcement ratio and radius-to-width ratios are discussed. Finally, the restoring force model is proposed. Results show that the ring beam joints of steel tube-reinforced concrete column structure performs good seismic performances. With concrete grade increasing, the ultimate bearing capacity and energy dissipation capacity increase, while the stiffness degradation rates increases slightly. When the radius-width ratio is 2, with reinforcement ratio increasing, the ultimate bearing capacity decreases. However, when the radius-to-width ratios are 3, with reinforcement ratio increasing, the ultimate bearing capacity increases. With radius-to-width ratios increasing, the ultimate bearing capacity decreases slightly and the stiffness degradation rate increases, but the energy dissipation capacity increases slightly.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제14권3호
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• pp.159-181
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• 2012

본 논문에서는 쉴드 터널 세그먼트 라이닝의 부재력을 산정하는 방법에 대한 비교연구를 다루었다. 현재 쉴드 터널 라이닝의 부재력 산정에는 이론해에 근거한 산정식을 적용하고 있다. 쉴드 터널 시공 시 사용되는 콘크리트 세그먼트는 동일한 강성으로 이루어진 구조물이 아닌 이음부를 가지는 구조물이므로 모든 요소를 고려하여야 하나 현재의 설계 실무에서는 세그먼트라이닝의 구조해석 모델이나 설계하중 및 세그먼트 이음부의 영향 등에 대한 정확한 검증 없이 과거의 국내외의 설계 자료를 관행적으로 적용해왔다. 따라서 본 연구에서는 국내외에서 현재 사용하고 있는 쉴드 터널 세그먼트 해석 및 설계 모델 중 관용계산방법과 Duddeck & Erdmann 모델을 이론식으로 해석을 수행하여 비교 하였고 수치해석에 의한 설계모델 중 보-스프링 모델과 연속체모델의 해석을 수행하여 상호 비교를 통해 세그먼트 라이닝의 설계에 적합한 구조모델을 검토하였다.

• 한국실내디자인학회논문집
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• 제13호
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• pp.203-215
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• 1997

This Study typed the roof-design in analysis of structural design of the glulam architecture, developed worldwidely, nowaday. For this, it is studied the characters of glulam as the history of glulam architectures, manufacture of glulam, shapes and section of glulam, fireproof and combution of glulam. And it is studied roof-design according to structural type of glulam roof-structure. Conclusively, types of glulam roof design typied as 1)the Simple Beam str., 2)the Multi-Joints continous Beam str. 3)the Hinge str. 4)the Rahmen str. 5)the Archi str. 6)the Grid str. 7)etc str. (Folded-plate str., Radial str., Cylinder Shell str., Ring Dome str., Geodesic Dome str., Conic Coloid Shell str., H.P Shell str. Cantilever Shell str.)

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제25권4호
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• pp.305-330
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• 2023

쉴드TBM 터널은 NATM 터널과 달리 라이닝이 세그먼트로 분절되어 있다. 따라서 라이닝에 동일 하중이 발생되어도 NATM 터널 라이닝과 쉴드TBM 터널 라이닝의 응력 분포가 다르게 발생된다. 쉴드TBM 터널에서 라이닝에 발생되는 응력을 분석하는 대표적 방법은 연결부를 고려하지 않는 강성일체법과 링간 이음 및 세그먼트 연결을 고려하는 2링 빔스프링 모델이 있다. 본 연구는 라이닝 분절 Segmentaion을 고려한 Break-joint Mode 해석 방법이지만 세그먼트 라이닝 연결부의 구조적 역할을 고려하지 않고 마찰력 성분인 수직강성과 전단강성 만 도입된 쉘 인터페이스 요소를 이용한 모델링을 적용하여 진동하중 발생 시 라이닝의 응력 및 변위에 대한 응답결과를 분석했다. 토압 등 정적 하중에 대해 천 정부에서 가장 큰 응력이 발생되는 강성일체법과 달리 본 연구의 해석방법에 의해 발생된 세그먼트 라이닝 응력 분포는 세그먼트 연결부가 집중된 천정부 Key 세그먼트에서 가장 작은 응력이 발생하였고 연결부를 경계로 응력의 분포가 뚜렷이 구분되었다. 그리고 정적 해석 결과는 강성일체법에 발생된 라이닝 응력이 본 연구 방법에 의해 발생된 세그먼트 라이닝의 응력에 비해 최대 7배의 큰 응력이 발생되었다. 이러한 결과는 세그먼트 연결부를 고려한 기존의 2링 빔-스프링 모델의 응력분포 양상과 일치하는 결과다. 그러나 열차 진동하중에 대한 응력값은 Break-joint Mode로 해석한 본 연구방법의 응력이 강성일체법에 비해 더 큰 응력을 발생되었다. 이는 짧은 부재들의 조합으로 이루어진 세그먼트 Ring이 원주방향으로 일체로 되어 부재의 길이가 상대적으로 더 긴 강성일체법 결과에 비해 더 작은 응력이 발생되는 정역학적 개념과 상이한 결과다. 진동하중에 대해 Break-joint Mode에서 세그먼트 라이닝에 응력이 더 크게 발생된 원인은 부재의 고유주기, 감쇠비 등 동역학적 요인의 차이보다는 열차 진동하중에 대해 라이닝에 발생되는 변위의 차이에 기인하는 것으로 판단되지만 이에 대한 증명은 추후의 과제로 남겨두었다. 본 연구 방법의 Break-joint Mode를 이용하면 정지상태의 열차 하중에 의해 발생되는 라이닝의 응력과 변위값을 비교하여 쉴드TBM 터널의 충격계수(DIF)를 비교적 간단하게 추정할 수 있다. 본 연구는 쉴드TBM 터널의 Segmentaion을 고려한 3차원 모델링으로 추후 지진파 등 다양한 하중조건의 검토를 통해 기존 해석방법 결과와 비교하여 모델링의 추가적 신뢰성을 확보할 필요가 있다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제61권5호
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• pp.593-603
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• 2017

A high-efficiency simplified modelling approach is proposed for investigating the nonlinear responses of reinforced concrete linings of shield tunnels. Material and geometric nonlinearities are considered in the analysis of the lining structures undergoing large deformation before ultimately losing the load-carrying capacity. A beam-spring element model is developed to capture the force-transfer mechanism between lining segments and radial joints. The developed model is validated by comparing analyzed results to experimental results of a single-ring lining structure under two loading conditions: the ground overloading and the lateral unloading respectively. The results show that the lining structure under the lateral unloading due to excavation on the both sides of the tunnel is more vulnerable compared to the case of ground overloading on the top of the tunnel. A parameter study is conducted and results indicate that the lateral pressure coefficient has the greatest influence on the behaviour of the lining structure.