• 한국강구조학회 논문집
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• 제20권1호
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• pp.81-92
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• 2008

일반적인 강구조물의 연결은 강절(rigid) 또는 활절(hinge)로 취급되고 있으나 실제 강구조물은 연결부위에서 부재간의 상대적인회전이 허용됨으로 인해 부분강절(semi-rigid)의 특성을 갖게 된다. 본 연구에서는 부분강절을 회전스프링으로 가정하여 부재 단부에 적용시킨 평면 뼈대구조물의 엄밀한 접선강도행렬을 유도하고 이를 다시 탄성강도행렬과 기하학적 강도행렬로 분리 유도함으로써 부분강절을 갖는 평면 뼈대구조물의 안정성해석을 위한 일반화된 해석방법을 제시하고자 한다. 이를 위하여, 보-기둥부재의 좌굴조건을 만족시키는 처짐함수로부터 안정함수(stability function)를 유도하고, 횡변위(sway)를 고려한 힘-변위관계와 적합조건을 고려하여 정확한 접선강도행렬을 제시하였다. 본 연구의 타당성과 실용성 제고를 위해 두 가지 방법에 의한 수치해석프로그램을 개발하였고 다양한 해석예제를 통해, 타 연구자 해석 결과와 비교하고 부분강절이 구조물의 좌굴강도에 미치는 영향에 대하여 조사한다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제20권6호
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• pp.833-840
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• 2008

부분 프리캐스트 콘크리트 부재를 계단실에 적용할 때 현장타설이나 PC공법에 비해 시간 및 비용을 절감할 수 있다. 부분 프리캐스트 계단 부재는 각 부재의 접합방식에 따라 피난용도로 사용되는 계단실의 성능이 매우 달라질 수 있으므로 계단 접합부의 종류에 따른 성능평가를 실험적 연구를 통해 알아보고자 하였다. 현장타설되는 일체형 접합부는 계단참 끝단에 응력이 집중되어 많은 보강이 필요하고, PC공법에서 사용되는 핀접합부는 경사계단의 중앙부에 최대응력이 발생되며, 접합부의 휨성능을 무시하기 때문에 철근 배근량이 증가할 뿐만 아니라 사용성이 현저히 떨어지게 된다. 이러한 단점을 보완한 볼트형 반강접 접합부는 일체형에 가까운 내력을 보유하였으며, 연성비는 일체형에 비해 약 0.7배, 핀접합형에 비해 약 2.8배의 성능을 가져 지진하중 등의 횡하중에 대한 성능도 뛰어남을 알 수 있었다. Eurocode 접합부 분류기준에서는 semi rigid-full strength에 속하는 반강접합으로 볼 수 있고, 강성감소율 40%를 적용한 모델을 이용하여 거동을 예측할 수 있다.

• Steel and Composite Structures
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• 제45권1호
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• pp.1-21
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• 2022

In the structural analysis of steel frames, joints are generally considered as rigid or hinged considering their moment transfer ability. However, the first studies conducted with the beginning of the 20th century showed that the joints do not actually fit these two definitions. In reality, a joint behaves between these two extreme points and is called semi-rigid. Including the actual state of the joint in the structural analysis provides significant economic advantages, so the subject is an intense field of study today. However, it does not find enough application area in practice. For this reason, a large-scale literature published from the first studies on the subject to the present has been examined within the scope of the study. Three important points have been identified in order to examine a joint realistically; modelling the load-displacement relationship, performing the structural analysis and how to design. Joint modelling methods were grouped under 7 main headings as analytical, empirical, mechanical, numerical, informational, hybrid and experimental. In addition to the moment-rotation, other important external load effects like axial force, shear and torsion were considered. Various evaluations were made to expand the practical application area of semi-rigid connections by examining analysis methods and design approaches. Dynamic behaviour was also included in the study, and besides column-beam connections, other important connection types such as beam-beam, column-beam-cross, base connection were also examined in this paper.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제31권3호
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• pp.315-331
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• 2009

Mechanical connections are recognized as extremely important elements in the aspect of strength and structural safety. However, classical structural model does not consider the connection stiffness properties, and are based on models with pinned or rigid joints only. In fact, mechanical connections are deformable and behave not linearly, affecting the whole structure and inducing nonlinear behavior as well. The quantification of this effect, however, depends on the description of the working of the connectors and the wood response under embedment. The theoretical modeling of wood structures with semi-rigid connections involves not only the structural analysis, but also the modeling of both single and grouped moment resisting connectors and the study of the wood properties under embedment. The proposal of this paper is to approach these aspects, and to quantitatively study the influence of the moment resistant connection in wooden framed structures. Comparisons between rigid and semi-rigid connections and between linear and nonlinear analysis lead to quantitative results.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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• pp.9-12
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• 2008

반강접합은 핀접합의 단점을 보완하고 강접합의 장점을 수용할 수 있는 중간 형태이다. 현재 국내에서 핀접합에 대한 연구는 활성화 되어있으나 반강접합에 대한 연구는 많지 않기 때문에 본 연구에서는 3가지 형태의 실험체를 제작하여 성능을 입증하려 했다. 실험체는 강접합 HI-R, 반강접합 HI-S, 핀접합 HI-P등 총 3개이다. 실험결과 HI-R은 접합부 전단파괴, HI-S는 고정단 상부 휨파괴, HI-P는 경사계단 슬래브 하부 휨파괴로 나타났고 최대내력은 각각 51.74, 51.4, 24.63kN으로 측정되었고, 강성은 1.58, 1.19, 0.37을 나타냈다. 항복강도는 각각 44.5, 47.3, 24kN을 보유하고, 연성비는 3.31, 2.32, 1.54로 나타냈고, 사용하중 작용 시의 처짐은 KBC기준에 의거하여 HI-P실험체가 기준을 초과하는 것으로 나타났다. 철근 변형률분포로 보아 HI-S는 초기에 HI-R과 유사한 거동을 보이나 항복이후 접합부 내부요소들의 응력분담으로 핀접합보다는 우수한 성능을 보유한 반강접 접합부로 판단할 수 있었다.

• Steel and Composite Structures
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• 제31권4호
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• pp.373-385
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• 2019

This paper presents a useful in-plane structural analysis of low-rise blind-bolted composite frames with semi-rigid joints. Analytical models were used to predict the moment-rotation relationship of the composite beam-to-column flush endplate joints that produced accurate and reliable results. The comparisons of the analytical model with test results in terms of the moment-rotation response verified the robustness and reliability of the model. Abaqus software was adopted to conduct frame analysis considering the material and geometrical non-linearities. The flexural behaviour of the composite frames was studied by applying the lateral loads incorporating wind and earthquake actions according to the Australian standards. A wide variety of frames with a varied number of bays and storeys was analysed to determine the bending moment envelopes under different load combinations. The design models were finalized that met the strength and serviceability limit state criteria. The results from the frame analysis suggest that among lateral loads, wind loads are more critical in Australia as compared to the earthquake loads. However, gravity loads alone govern the design as maximum sagging and hogging moments in the frames are produced as a result of the load combination with dead and live loads alone. This study provides a preliminary analysis and general understanding of the behaviour of low rise, semi-continuous frames subjected to lateral load characteristics of wind and earthquake conditions in Australia that can be applied in engineering practice.

• 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.

• Steel and Composite Structures
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• 제28권3호
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• pp.363-380
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• 2018

This paper presented an integral design procedure for demountable bolted composite frames with semi-rigid joints. Moment-rotation relationships of beam-to-column joints were predicted with analytical models aiming to provide accurate and reliable analytical solutions. Among this, initial stiffness of beam-to-column joints was derived on the basis of Timoshenko's plate theory, and moment capacity was derived in accordance with Eurocodes. The predictions were validated with relevant test results prior to further applications. Frame analysis was conducted by using Abaqus software with material and geometrical nonlinearity considered. Variable lateral loads incorporating wind actions and earthquake actions in accordance with Australian Standards were adopted to evaluate the flexural behaviour of the composite frames. Strength and serviceability limit state criteria were utilized to verify configurations of designed models. A wide range of frames with the varied number of storeys and bays were thereafter programmed to ascertain bending moment envelopes under various load combinations. The analytical results suggest that the proposed approach is capable of predicting the moment-rotation performance of the semi-rigid joints reasonably well. Outcomes of the frame analysis indicate that the load combination with dead loads and live loads only leads to maximum sagging and hogging moment magnitudes in beams. As for lateral loads, wind actions are more crucial to dominate the design of the demountable composite frames than earthquake actions. No hogging moment reversal is expected in the composite beams given that the frames are designed properly. The proposed analysis procedure is demonstrated to be a simple and efficient method, which can be applied into engineering practice.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제12권4호
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• pp.397-408
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• 2001

Bolted connections are used commonly in the precast reinforced concrete structures. In such structures, to perform structural analysis, behaviour of connections must be determined. In this study, elastic rotation stiffness of semi-rigid bolted beam connections, applied in industrial precast structures, are determined by finite element methods. The results obtained from numerical solutions are compared with an experimental study carried out for the same connections. Furthermore, stress distributions of the connection zone are determined and a reinforcement scheme is proposed. Thus, a more appropriate reinforcement arrangement for the connection zone is enabled. The connection joint of the prefabricated frame is described as rigid, hinged or elastic, and a static analysis of the frame system is performed for each case. Values of bending moments and displacements obtained from the three solutions are compared and the effects of elastic connection are discussed.

• 대한토목학회논문집
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• 제33권2호
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• pp.409-422
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• 2013

부재간의 연결조건에 따른 다양하고 복잡한 강구조물의 P-${\Delta}$ 해석 및 좌굴 거동특성을 파악하기 위하여, 본 연구에서는 부재의 연결이 회전 및 이동스프링으로 구성된 부분강절(semi-rigid) 뼈대요소의 일반화된 접선강도 행렬을 유도하였고 이로부터 다시 Taylor 전개를 적용하여 탄성강도 행렬과 기하학적 강도행렬을 일반화된 형태로 제시하였다. 이를 위하여, 보-기둥부재의 좌굴조건을 만족시키는 처짐함수로부터 안정함수(stability function)를 유도하였고, 횡변위(sway)를 고려한 힘-변위관계와 적합조건을 고려하여 엄밀한 부분강절 뼈대요소의 접선강도행렬을 제시하였다. 다양한 수치해석 예제에 대해 타 연구자의 해석 결과 및 본 연구의 선형 및 비선형 해석이론을 통한 좌굴해석 결과를 비교하여 본 연구의 타당성과 부분강절 뼈대구조물의 좌굴거동 특성을 제시하였다.