• 한국전산구조공학회논문집
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• 제30권3호
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• pp.199-206
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• 2017

본 논문에서는 약진 지역에서 적용되는 스태거드트러스 골조시스템의 수평하중에 대한 구조특성을 분석하였다. 스태거드트러스 시스템에 적용되는 프랫, 하우, 와렌, K형, 비렌딜의 대표적인 트러스 형태를 기준으로 10층과 20층의 예제 건물에 대한 해석과 설계를 수행하여 트러스 형태에 따른 시스템의 경제성과 효율성을 비교.분석하였다. 설계에서 기둥 및 트러스 부재는 같은 부재를 몇 개 층씩 그루핑하여 사용하였으며 부재의 효율성은 그루핑된 부재의 평균 내력비를 기준으로 판단하였으며 시스템의 경제성은 전체 골조물량을 기준으로 판단하였다. 분석 결과 효율성과 경제성 측면에서 10층의 예제에서는 프랫트러스를 사용한 시스템이 우수한 것으로 나타났으며 20층의 예제에서는 와렌트러스를 사용한 방식이 우수한 것으로 나타났다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제21권1호
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• pp.37-44
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• 2009

철선 트러스데크는 기존의 재래식 슬래브 거푸집이나 일반 데크플레이트 공법을 대체하여 철골조는 물론 철근콘크리트 구조물에도 사용이 점차 증가하고 있다. 현재 사용되고 있는 기존의 트러스 데크는 래티스 철선과 하부 철선의 비연속적인 절점간격에 의한 트러스의 비렌딜거동에 의해 완전한 트러스형상에 비해 처짐이 커지는 문제점이 있다. 본 연구는 이러한 문제점을 해결하기 위해 래티스 철선과 상하부 철선이 연속적으로 연결되어 비렌딜거동이 없는 순수 트러스형태를 구현함으로써 처짐성능이 우수한 새로운 형태의 데크를 고안하였다. 개발된 시스템의 구조적 거동을 평가하고자, 해석 및 성능평가 실험을 수행하였다. 처짐에 영향을 주는 요소를 중심으로 래티스 철선의 길이방향 연결형태, 간격을 해석과 실험의 주요 변수로 설정하였다. 해석과 실험은 실제 시공 시 타설되는 콘크리트 하중이 아연도 철판을 통해 철선에 작용하는 것을 고려하여 아연도 철판에 직접 등분포 하중을 가력하였다. 구조해석 및 실험을 통한 분석결과 철선 트러스데크의 길이방향 형태, 즉 래티스 철선의 길이방향 연결 형태가 구조적 거동에 영향을 주는 주요한 인자로서 작용했으며, 래티스 철선을 길이방향으로 연속적으로 연결함으로써 비렌딜거동에 의한 영향을 감소시킬 수 있었다. 또한 래티스 철선의 연결간격을 증가 시킬 경우에도, 상, 하부 철선에 큰 응력증가 없이 우수한 처짐 성능을 발현 할 수 있었다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제30권5호
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• pp.397-404
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• 2017

본 연구의 목적은 트러스의 형태를 바꿔가며 엇갈린 트러스(STF) 시스템의 내진성능을 평가하는 것이다. 예제 구조물은 10층의 철골조 사무실 건물이며, 시스템별로 각각 프랫트러스, 하우트러스, 와렌트러스, 케이트러스와 비렌딜트러스를 적용하였다. 중력하중, 풍하중, 지진하중을 고려한 구조해석을 실시하여 부재에 높은 DCR을 만족하는 단면을 산정한 후 고유주기, 밑면전단력과 층간변위를 산출하였다. 그 후, 역량스펙트럼법을 통해 1.2배의 설계지진(DE)과 최대고려지진(MCE)에 대한 성능점을 산정하고, STF 시스템의 항복여부 및 소성힌지의 분포를 파악하여 구조기준에서 제시한 목표성능수준을 만족하는지 살펴보았다. 평가 결과, 모든 시스템이 해당 목표성능수준을 만족하였으며, 시스템의 경제성 및 효율성을 따져보았을 때, PR10이나 VR10이 가장 적합한 것으로 나타났다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제10권5호
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• pp.129-138
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• 2006

철근 선조립형 복합 데크플레이트는 거푸집 작업을 없앨 수 있기 때문에 건설현장에서의 발전을 가져왔다. 복합데크 시스템의 해석에는 2D해석법과 3D해석법이 있다. 지금까지 2D해석법을 사용하였으나, 선경축소에 따른 비렌딜 거동을 보다 정확히 표현할 수 있는 3D 해석법의 사용이 요구되어진다. 본 연구에서는 하부근의 선경축소, 아연도 강판의 유무, 경간, 슬래브 두께 등을 변수로 8개의 실험체를 제작하여 거동을 파악하였고, 2D해석법 및 3D해석법을 사용하여 결과를 비교 분석하였다. 2D해석법은 D10의 하부근을 사용하는 경우에만 적용하는 것이 타당하고, 비렌딜 거동을 포함한 상세한 거동을 표현하기 위해서는 3D해석법을 사용하는 것이 타당하다.

• Steel and Composite Structures
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• 제19권2호
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• pp.263-275
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• 2015

This study presents conceptual information of newly optimized shapes and connectivity of the so-called outrigger truss system for modern tall buildings that resists lateral loads induced by wind and earthquake forces. In practice, the outrigger truss consists of triangular or Vierendeel types to stiffen tall buildings, and the decision of outrigger design has been qualitatively achieved by only engineers' experience and intuition, including information of structural behaviors, although outrigger shapes and the member's connectivity absolutely affect building stiffness, the input of material, construction ability and so on. Therefore the design of outrigger trusses needs to be measured and determined according to scientific proofs like reliable optimal design tools. In this study, at first the shape and connectivity of an outrigger truss system are visually evaluated by using a conceptual design tool of the classical topology optimization method, and then are quantitatively investigated with respect to a structural safety as stiffness, an economical aspect as material quantity, and construction characteristics as the number of member connection. Numerical applications are studied to verify the effectiveness of the proposed design process to generate a new shape and connectivity of the outrigger for both static and dynamic responses.

• Steel and Composite Structures
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• 제7권1호
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• pp.1-18
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• 2007

Additional cutouts in the floorbeam webs of orthotropic plated bridge decks relieve the highly stressed lower flange of the ribs passing through these floorbeam webs from possible fatigue damage. Conversely, the floorbeam webs themselves suffer from high stress concentrations, especially along the free edges of the additional cutouts. These stresses result from a combination of direct introduction of vertical traffic loads in the weakened web and from the truss action of the floorbeam. The latter differs from a simple beam action due to the presence of the openings and corresponds more to the behaviour of a Vierendeel truss. Close assessment of the appearing stresses, highly relevant for fatigue resistance, requires the use of elaborate finite element modelling. However, a full finite element analysis merely provides the results of total stresses, leaving the researcher or designer the difficult task of finding the origin of these stress components. This paper presents a calculation method for cutout stresses based on a combination of a framework analysis and a two dimensional finite element analysis of much smaller parts of the floorbeam. This method provides more insight in the origin of the stress components, as well as it simplifies any comparison of different additional cutout geometries, independent of the floorbeam topology.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 1997년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.61-70
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• 1997

This paper presents several modeling methods to analyze the stub-girder system, testifies those methods base on actual test results for the behavior of the simply supported stub-girder system, and finally, by changing the boundary conditions in those models, predicts the behavior of the fixed end stub-girder system. Two different methods are used for the structural modeling. In the first method, the stub-girder is modeled as a vierendeel truss girder, and in the second method, as a finite element model. Both methods use the finite element analysis software package LUSAS™ for linearly elastic analyses and nonlinear analyses.

• 한국지진공학회논문집
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• 제10권2호
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• pp.11-19
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• 2006

본 연구에서는 4층, 10층, 30층 스태거드 트러스 시스템 (STS)의 비탄성 정적해석에 의한 하중-변위 관계와 비탄성거동을 분석하고, 그 결과를 바탕으로 STS의 내진성능을 평가하였다. 또한 동일한 규모의 모멘트골조 및 가새골조의 거동과 비교함으로써 STS의 횡력 저항 능력을 파악하였다. 해석결과에 따르면, STS는 일반적으로 적용되는 구조시스템에 비하여 비교적 만족할 만한 내진성능을 보유하는 것으로 나타났다. 그러나 중층 이상의 STS에 있어서는 상대적으로 강성이 작은 비렌딜 패널 상.하현재에 소성변형이 발생한 후 인접한 수직 가새가 항복함으로써, 다른 층으로 소성변형이 전이되지 못하여 약층의 형성에 의한 취성적인 거동을 보인다. 그러므로 스태거드 트러스 시스템의 연성능력을 확보하기 위해서는 비렌딜 패널의 수직 가새를 보강하여 비렌딜 패널 상하현재에 발생한 소성변형을 다른 층의 비렌틸 패널로 유도하는 것이 필요하다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제21권3호
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• pp.211-219
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• 2009

비렌딜 트러스가 면내 휨모멘트 하중을 받는 지관 정방형의 각형강관 T형 접합부의 거동을 실험적으로 조사하기 위한 것이 본 논문의 목적이다. T형 접합부에서 각형강관 주관 플랜지면의 위에 각형강관 지관이 용접으로 접합되어 있다. 주요 변수로는 주관 두께에 대한 폭의 비($2{\gamma}$)로 ${16.7{\leq}2{\gamma}{\leq}33.3}$의 범위이고, 주관 폭에 대한 지관 폭의 비인 폭비($\beta$)로 ${0.40{\leq}{\beta}{\leq}0.71}$이다. 접합부에 면내 휨모멘트 하중이 작용하도록 총 9개의 실험체를 제작하여 실험하였다. 실험결과, 각형강관 지관 정방형의 T형 접합부에 대한 면내 휨강도는 주관 폭두께비와 폭비에 관계없이 주관 플랜지 휨변형에 의해 결정됨을 알 수 있다. 또한, 지관 정방형의 각형강관 T형 접합부의 면내 휨강도는 사용성에 의해 지배되는 것으로 나타나 면내 최대 휨강도는 1%B 변형시의 휨강도($M_{1%B}$)에 1.5배로 평가할 수 있는 것을 알 수 있다. 최종적으로 지관 정방형의 각형강관 T형 접합부에 대한 면내 휨강도는 주관의 폭두께비가 작을수록, 주관 폭에 대한 지관 폭의 비인 폭비가 클수록 접합부의 휨강도는 선형으로 증가하는 것으로 나타났다.

• 국제초고층학회논문집
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• 제5권1호
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• pp.1-12
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• 2016

The 1100 foot [335 m] tall Wilshire Grand Center tower under construction in Los Angeles illustrates many key outrigger issues. The tower has a long, narrow floor plan and slender central core. Outrigger braces at three groups of levels in the tower help provide for occupant comfort during windy conditions as well as safety during earthquakes. Because outrigger systems are outside the scope of prescriptive code provisions, Performance Based Design (PBD) using Nonlinear Response History Analysis (NRHA) demonstrated acceptability to the Los Angeles building department and its peer review panel. Buckling Restrained Brace (BRB) diagonals are used at all outrigger levels to provide stable cyclic nonlinear behavior and to limit forces generated at columns, connections and core walls. Each diagonal at the lowest set of outriggers includes four individual BRBs to provide exceptional capacities. The middle outriggers have an unusual 'X-braced Vierendeel' configuration to provide clear hotel corridors. The top outriggers are pre-loaded by jacks to address long-term differential shortening between the concrete core and concrete-filled steel perimeter box columns. The outrigger connection details are complex in order to handle large forces and deformations, but were developed with contractor input to enable practical construction.