Cyclic Seismic Testing of Concrete-filled U-shaped Steel Beam-to-Steel Column Connections

In this study, seismic resistance of concrete encased U-shaped steel beam-to-steel H-shaped column connections was evaluated. Three specimens of the beam-to-column connection were tested under cyclic loading. The composite beam was integrated with concrete slab using studs. Re-bars for negative moment were placed in the slab. The primary test parameter was the details of the connections, which are strengthening and weakening strategies for the beam end and the degree of composite action. The depth of the composite beams was 600mm including the slab thickness. The steel beam and the re-bars in the slab were weld-connected to the steel column. For the strengthening strategy, cover plates were weld-connected to the bottom and top flanges of the steel beam. For the weakening strategy, a void using styrofoam box was located inside the core concrete at the potential plastic hinge zone. The test results showed that the fully composite specimens exhibited good strength, deformation, and energy dissipation capacities. The deformation capacity of the beam exceeded 4% rotation angle, which is the requirement for the Special Moment Frame.

콘크리트채움 U형 강재보-강재기둥 합성 내진접합부에 대한 주기하중 실험

본 논문에서는 콘크리트 채움 U형 강재보와 강재 H단면 기둥으로 구성된 접합부의 내진 성능을 평가하였다. 접합부 내진성능을 평가하기 위하여 세 개의 보-기둥 접합부 실험체를 반복주기하중에 대하여 실험하였다. 합성보는 콘크리트 슬래브와 스터드를 이용하여 일체화 되었으며, 슬래브에는 부모멘트를 위한 철근이 배치되었다. 접합부 상세를 실험 변수로 하였으며, 보 접합부의 강화방안 및 약화방안, 합성효과의 정도를 고려하였다. 합성보의 춤은 슬래브 두께를 포함하여 600mm이며, 강재보와 슬래브의 철근은 H형강 기둥과 용접을 통해 접합하였다. 접합부 강화방안은 합성보 플랜지에 덧댐플레이트를 용접하였으며, 약화방안으로서 소성힌지 발생지점에 채움콘크리트 안에 스티로폼을 삽입하였다. 실험 결과 완전합성 실험체는 강도와 변형능력, 에너지 소산에 있어서 우수한 성능을 보여주었다. 변형능력은 특수모멘트골조 기준인 4% 이상의 회전각을 발휘하였다.