• 한국강구조학회 논문집
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• 제26권6호
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• pp.595-604
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• 2014

본 연구에서는 수평보강재로 보강된 세장복부판을 갖는 플레이트거더의 휨강도 평가를 위한 실험을 수행하였다. 이를 위해 복부판세장비가 219와 156이며 수평보강재가 없는 경우와 설치한 경우의 총 4개 거더를 제작하였다. 실험으로부터 구해진 휨강도를 현행 AASHTO LRFD 기준과 Eurocode 3 기준과 비교하였다. 이로부터 AASHTO LRFD 기준은 저자들이 발표한 선행 논문에서 제시한 바와 같이 수평보강 거더의 휨강도를 크게 저평가하는 것이 입증되었으며, 선행 논문에서 제안한 휨강도 평가 방법은 보강 거더의 휨강도를 합리적으로 평가할 수 있음이 입증되었다.

• Steel and Composite Structures
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• 제44권5호
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• pp.691-705
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• 2022

Shear failure in reinforced concrete (RC) structures is very hazardous. This failure is rarely predicted and may occur without any prior signs. Accurate shear strength prediction of the RC members is challenging, and traditional methods have difficulty solving it. This study develops a JAYA-GBRT model based on the JAYA algorithm and the gradient boosting regression tree (GBRT) to predict the shear strength of RC slender beams without stirrups. Firstly, 484 tests are carefully collected and divided into training and test sets. Then, the hyperparameters of the GBRT model are determined using the JAYA algorithm and 10-fold cross-validation. The performance of the JAYA-GBRT model is compared with five well-known empirical models. The comparative results show that the JAYA-GBRT model (R² = 0.982, RMSE = 9.466 kN, MAE = 6.299 kN, µ = 1.018, and Cov = 0.116) outperforms the other models. Moreover, the predictions of the JAYA-GBRT model are globally and locally explained using the Shapley Additive exPlanation (SHAP) method. The effective depth is determined as the most crucial parameter influencing the shear strength through the SHAP method. Finally, a Graphic User Interface (GUI) tool and a web application (WA) are developed to apply the JAYA-GBRT model for rapidly predicting the shear strength of RC slender beams without stirrups.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제24권2호
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• pp.217-231
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• 2012

HSB 고강도 강재를 적용한 균일모멘트를 받는 세장 복부판을 갖는 강거더에 대하여 비탄성 횡비틂좌굴 거동을 상용 ABAQUS 프로그램을 이용하여 비선형 유한요소해석으로 분석하였다. 해석대상 강거더는 압축플랜지의 국부좌굴이 휨강도를 지배하지 않도록 플랜지는 조밀 또는 비조밀 요소에 해당하는 세장비를 갖도록 설계하였으며, 횡방향 비지지길이는 탄성 횡비틂좌굴 강도 이상의 휨강도를 갖도록 선정하였다. HSB600 및 HSB800 강재로 제작된 균질단면 강거더와 HSB800과 SM570-TMC 강재를 동시에 적용한 하이브리드 단면를 고려하였고, 일반강재와의 상대적인 비교를 위하여 SM490-TMC 균질단면 강거더에 대한 해석도 수행하였다. 비선형 유한요소해석 시에는 플랜지와 복부판을 쉘요소로, 강재는 탄소성-변형경화 재료로 모델링하였다. 초기변형과 단면의 잔류응력을 고려하였으며 이들이 비탄성 횡비틂좌굴 영역에서 휨거동에 미치는 영향을 분석하였다. 총 64개의 해석대상 강거더에 대하여 FE 해석과 설계식에 의한 휨저항강도를 비교한 결과, HSB 강재를 적용한 균질단면 및 하이브리드 단면 거더의 비탄성 횡비틂좌굴에 의한 휨강도는 현 AASHTO LRFD 압축플랜지 휨강도 탄성 설계규정을 적용하여 산정할 수 있는 것으로 분석되었다.

• Earthquakes and Structures
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• 제7권5호
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• pp.877-890
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• 2014

The purpose of this study is to present adequate modeling solutions for squat and slender RC walls. ASCE41-13 (American Society of Civil Engineers) specifies that the aspect ratios of height to width for the RC walls affect the hysteresis response. Thus, this study performed non-linear analysis subjected to cyclic loading using two different macroscopic models: one of macroscopic models represents flexural failure of RC walls (Shear Wall Element model) and the other (General Wall Element model) reflects diagonal shear failure occurring in the web of RC walls. These analytical results were compared to previous experimental studies for a slender wall (> aspect ratio of 3.0) and a squat wall (= aspect ratio of 1.0). For the slender wall, the difference between the two macroscopic models was negligible, but the squat wall was significantly affected by parameters for shear behavior in the modeling method. For accurate performance evaluation of RC buildings with squat walls, it would be reasonable to use macroscopic models that give consideration to diagonal shear.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2009년도 춘계 학술대회 제21권1호
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• pp.185-186
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• 2009

휨항복 이후 주기하중을 받는 철근콘크리트 부재(보와 전단벽)에서는 길이방향의 인장변형이 누적 된다. 이러한 길이방향 인장변형은 철근 콘크리트 부재의 강도 및 변형능력을 저하시킬 수 있다. 본 연구에서는 비선형 트러스 모델해석을 통하여 철근콘크리트 부재에 발생되는 길이방향 인장변형의 메커니즘을 분석하였다 그 결과, 길이방향 인장변형은 소성힌지의 길이방향 철근에 발생되는 잔류인장 소성변형으로 인하여 발생되고, 대각 콘크리트 스트럿의 전단력 전달 메커니즘이 길이방향 인장변형의 크기에 중요한 영향을 미치는 것으로 나타났다. 이러한 분석결과를 토대로 주기거동 동안 철근콘크리트 부재에 누적되는 길이방향 인장변형을 평가할 수 있는 간단한 평가식을 제안하고, 다양한 재하이력을 갖는 보 실험결과와 비교되었다.

• Steel and Composite Structures
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• 제8권2호
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• pp.145-158
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• 2008

In slender sections there is a substantial post-buckling strength provided after the formation of local buckling waves. These waves happened due to normal stresses or shear stresses or both. In this study, a numerical investigation of the behavior of slender I-section beams in combined pure bending and shear has been described. The studied cases were assumed to be prevented from lateral torsional buckling. To achieve this aim, a finite element model that simulates the geometric and material nonlinear nature of the problem has been developed. Moreover, the initial geometric imperfections were included in the model. Different flange and web width-thickness ratios as well as web panel aspect ratios have been considered to draw complete set of interaction diagrams. Results reflect the interaction behavior between flange and web in resisting the combined action of moments and shear. In addition, the web panel aspect ratio will not significantly affect the combined ultimate shear-bending strength as well as the post local buckling strength gained by the section. Results are compared with that predicted by both the Eurocode 3 and the American Iron and Steel specifications, AISI-2001. Finally, an empirical interaction equation has been proposed.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제26권2호
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• pp.119-132
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• 2014

본 연구에서는 수평보강재가 설치된 세장한 복부판을 갖는 플레이트 거더의 휨강도 평가를 위한 해석적 연구를 수행하였다. SM490강재를 대상으로 해석에서 구해진 휨강도를 AASHTO LRFD 기준 및 Eurocode 3 기준과 비교한 결과, 특히 AASHTO LRFD 기준은 수평보강재로 보강된 복부판의 세장비가 감소함에 따라 휨강도를 크게 과소평가하는 것으로 나타났다. 그 원인은 현재 AASHTO LRFD 기준은 수평보강재 보강에 따른 복부판의 비조밀 및 조밀 한계세장비 증가를 고려하지 않은 점과 보강 복부판이 압축플랜지의 회전을 구속하는 효과가 증가하는 것을 적절히 고려하지 않기 때문으로 분석되었다. 이에 본 연구에서는 보강 시 복부판과 플랜지의 한계세장비를 제안하였으며, 이를 AASHTO LRFD 기준에 적용함으로써 휨강도를 비교적 합리적으로 평가할 수 있음을 제시하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제22권1호
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• pp.59-68
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• 2010

이 연구에서는 얇은 두께의 복부를 갖는 세장한 벽체의 변형능력을 평가하였다. 벽체의 주요한 파괴 모드로서 휨항복 이후 비탄성거동을 보이는 벽체에서 주로 관찰되는 복부압괴와 철근인장파단을 고려하였다. 길이 방향 인장변형은 벽체의 파괴변형에 중요한 영향을 미치므로, 트러스모델을 기반으로 단조하중 및 주기하중을 받는 벽체에 발생되는 길이 방향 인장변형률을 예측하였다. 예측된 길이 방향 인장변형을 고려하여 복부압괴 및 철근인장파단에 의한 벽체의 파괴기준을 정립하였다. 제안된 방법을 사용하여 단면 양단부에 단부요소를 갖는 17개 실험벽체의 변형능력을 평가하고 그 결과를 실험값과 비교하였다. 제안된 방법은 실험벽체의 파괴 모드와 변형능력을 합리적이면서 보수적으로 예측하는 것으로 나타났다.

• 대한토목학회논문집
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• 제32권6A호
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• pp.399-409
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• 2012

비세장 복부판을 갖고 균일모멘트를 받는 HSB 강재가 적용된 플레이트거더의 비탄성 횡비틀림좌굴 영역 휨강도 특성을 비선형 유한요소해석으로 분석하였다. HSB600 및 HSB800 강재로 제작된 균질단면 강거더와 HSB800 강재와 SM570-TMC 강재를 함께 적용한 하이브리드단면 거더를 고려하였으며, 일반강재와의 상대 비교를 위하여 SM490-TMC 강거더에 대한 해석도 수행하였다. 해석대상 비합성 I-거더 단면의 플랜지와 복부판을 쉘요소로 모델링하고 ABAQUS 프로그램을 이용하여 재료 및 기하학적 비선형 유한요소해석을 수행하였다. 강재는 탄소성-변형경화 재료로 모델링하였고 초기변형과 단면의 잔류응력을 고려하였으며, 이들이 비탄성 횡비틀림좌굴 영역에서 휨거동에 미치는 영향을 분석하였다. HSB 고강도강을 적용한 플레이트거더의 FE 해석과 한계상태법 도로교설계기준, AASHTO LRFD, Eurocode 등 국내외 주요 설계기준에 의한 공칭휨강도와 비교하고 이들 설계기준을 평가하였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제13권3호
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• pp.225-238
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• 2012

Steel structural elements with web-tapered I cross section, are usually made of welded thin plates. Due to the nonrectangular shape of the element, thin web section may be obtained at the maximum cross section height. The buckling strength is directly influenced by lateral restraining, end support and initial imperfections. If no lateral restraints, or when they are not effective enough, the global behaviour of the members is characterized by the lateral torsional mode and interaction with sectional buckling modes may occur. Actual design codes do not provide a practical design approach for this kind of elements. The paper summarizes an experimental study performed by the authors on a relevant number of elements of this type. The purpose of the work was to evaluate the actual behaviour of the web tapered beam-columns when applying different types of lateral restraints and different web thickness.