• 한국강구조학회 논문집
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• 제27권2호
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• pp.231-241
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• 2015

직접강도법은 NAS(2004)와 AS/NZS 4600(2005)에 의해서 냉간성형강재의 설계에 처음 채택되었다. 이 설계법은 용접형강 부재에도 효과적으로 적용이 가능하다고 판단된다. 본 논문에서는 최근 수행된 용접형강 부재의 직접강도법 개발에 대해서 살펴보고자 한다. 용접형강 압축 및 휨부재의 설계강도식은 H, C, RHS, CHS 형강, 플레이트거더 및 보강판 단면의 실험 결과에 근거하여 개발 되었다. 직접강도법과 현행 설계기준에 의해 예측된 강도의 비교 결과를 통하여 직접강도법을 적용하여 좌굴혼합이 발생하는 용접형강 기둥 및 보 부재의 압축, 휨 및 전단강도를 합리적으로 산정할 수 있는 것을 입증하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제24권2호
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• pp.199-206
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• 2012

비보강받침접합(Unstiffened Seated Connection, USC)은 시공의 편의성과 설치시의 안정성 및 경제성이 있는 단순접합의 한 종류이다. 비보강받침접합은 하부ㄱ형강과 상부ㄱ형강으로 구성되며 하부ㄱ형강은 보의 단부반력전체를 지지하며, 상부ㄱ형강은 보의 안정을 위하여 설치한다. 상부와 하부ㄱ형강은 볼트 또는 용접에 의해 보와 지지부재에 접합된다. 본 연구에서는 비보강받침접합의 용접강도에 대한 실용적인 설계절차와 함께 용접부의 편심계산시 탄성벡터법(EVM)과 순간회전중심법(ICM)으로 소요지압길이에 근거한 설계도표를 제안하였다. 또한 제안한 설계방법에 의한 용접강도를 AISC와 KBC기준에 따라 비교하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제24권1호
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• pp.129-136
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• 2012

본 연구의 목적은 시험적 방법을 통해 SHN400 강재의 용접특성이 KS에서 규정한 건축구조용 강재로 적합한지를 평가하는 것이다. 이를 위해 국내에서 생산되는 열간 압연 H형강 중 최대 춤 및 최대 플랜지 두께의 H형강과 SHN400 강재의 주요 사용처가 될 보부재로 수요가 많은 H형강 규격을 대상으로 경사 y형 용접균열시험, 용접이음부에 대한 경도시험, 평판인장시험, 굽힘시험, 십자형 인장 시험 및 충격시험 등을 실시하였다. 각 시험은 관련 KS에서 요구하는 시험 조건하에서 수행되었으며, 시험결과 SHN400 강재는 용접특성 관련 모든 시험에서 KS의 요구조건과 구조물의 적절한 비탄성변형능력 발현을 위해 요구되는 용접성능들을 만족하는 것으로 나타났다. 따라서 SHN400 강재는 건축구조용 강재로 사용에 무리가 없을 것으로 판단된다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제21권2호
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• pp.193-201
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• 2009

철골 Pre-Engineered Building System(PEBS)이 국내에서도 80년도 후반부터 상당히 일반화되었지만 변단면 PEBS는 대부분 국외에서 개발된 최적화 프로그램으로 구조설계가 수행되고 있다. 이 연구에서는 3차원 변단면 PEBS의 구조설계를 AISC2005의 허용응력설계법과 KBC 기준에 따라 주어진 여러 제약조건들을 만족하도록 수치해석법으로 최적화하는 프로그램을 개발하였다. 변단면 구조물의 최적화 설계는 구조해석과 최적 부재설계를 수행하는데, 구조물의 최소 중량화를 위해서 구조해석과 부재설계 과정을 허용응력조건과 변위조건이 만족될 때까지 반복 수행한다. 2, 3차원 변단면 구조물을 최적화 설계한 결과에 의하면 변단면 용접 H-형강으로 설계하는 것이 압연 H-형강보다 상당한 철골 절약효과가 있는 것으로 나타났다. 변단면 용접 H-형강으로 설계하는 경우 구조물의 종류에 따라 차이는 있지만 AISC2005 기준으로 설계하는 것이 AISC1989 기준보다 철골량이 줄어들었고, 부재 춤도 작게 설계되어 웨브 좌굴에 새 기준이 더 안전한 것으로 평가되었다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제23권4호
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• pp.515-522
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• 2011

본 연구의 목적은 시험적 방법을 통해 SHN400 강재의 소재 특성이 건축구조용 강재로 적합한지를 평가하는 것이다. 이를 위해 국내에서 생산되는 열간 압연 H형강 중 최대 춤 및 최대 플랜지 두께의 H형강과 SHN400 강종의 주요 사용처가 될 보부재로 수요가 많은 H형강 규격을 대상으로 화학성분 평가, 인장강도, 매크로, 미크로 및 샤르피 충격 시험을 실시하였다. 각 시험은 관련 KS 규격에서 요구하는 시험 조건하에서 수행되었으며, 시험 결과 화학성분 및 기계적 특성과 관련된 모든 시험에서 SHN400 강종은 KS 규격(KS D 3866)의 요구 조건과 내진설계시 강재에 요구되는 조건들을 만족하는 것으로 나타났다. 특히 용접성과 관련된 탄소당량(Ceq)과 비탄성 변형능력과 관련된 항복비의 경우 KS 규격을 상회하는 결과를 나타내었다. 따라서 SHN400 강재는 소재 특성 측면에서 건축구조용 강재에 적합한 것으로 판단된다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제24권1호
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• pp.40-45
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• 2010

비대칭 H형강을 활용한 합성보는 1970년대 후반 이후 스웨덴에서 Thor beam(Hat beam)으로 발표되었으며 British Steel과 SCI는 슬림플로어 보를 개발하였다. 슬림플로어 공법은 1990년대 초반부터 유럽의 주요 선진국에서 많은 관심을 갖고 개발하여 온 건축 구조 부재의 한 형태로 2000년대에 영국에서는 열간압연 형강 그리고 핀란드에서는 비대칭 용접 형강의 관심이 집중되고 있다. 슬림플로어 공법의 가장 큰 장점은 층고 감소를 토대로 도심 건축물의 최대 10% 내외의 연면적 증가 효과와 각종 내 외장재 절감 및 자원의 절약 폐기물 감소효과 등이며 일반 합성보에 비하여 철골보의 노출면이 적어 내화 성능에서도 우수한 장점이 있다. 본 연구는 비대칭 H형강을 사용한 슬림플로어 보의 화재시 구조 성능에 관한 연구로 표준화재조건에서 강재 단면의 형상 변화를 통한 구조물의 내화 거동과 재하 하중비를 변수로 화재시 구조물의 온도 분포와 처짐을 비교 분석하는 것을 목적으로 한다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제15권3호
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• pp.201-214
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• 2013

격자지보재는 기존의 H형강 지보재를 대체하여 현재 국내의 터널현장에서 널리 사용되고 있다. 그러나 격자지보재는 H형강 지보재에 비하여 강성이 떨어지며 이음부를 연결하는 용접에 만전을 기해야 한다는 단점이 있다. 이러한 문제를 개선하기 위하여 연결용 부재가 추가되고 용접부위를 편평하게 만든 개량형 격자지보재가 국내 기술에 의하여 개발되었다. 본 연구에서는 기존 격자지보와 개량형 격자지보에 대한 실내시험 및 현장계측을 수행하여 개량형 격자지보의 성능을 평가하였다. 실내 압축시험결과에 의하면 개량형 격자지보가 기존 격자지보에 비하여 약 16% 정도 큰 지지하중을 보였다. 현장 계측 결과에 의하면 개량형 격자지보가 기존 격자지보보다 강봉의 휨이 적게 발생하여 터널의 안정성 측면에서 더 우수하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권6호
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• pp.389-394
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• 2017

선체구조의 보강재로서 비대칭 단면재인 L 형강재가 대칭 단면재인 T형 조립부재(built-up T)에 비해 단면 비틀림 현상 등 다소 불리한 강도 특성에도 불구하고 오랜 관습과 자재 구입의 용이성 등으로 널리 사용되어 왔다. 그러나 근래 선박이 대형화 되어감에 따라 보강재의 형태는 압출 형강재의 사용이 줄고 다양한 설계 치수를 반영하여 용접을 통해 직접 제작하는 조립부재의 적용이 늘어가는 추세이다. 본 연구의 목적은 점차 사용량이 증대되고 있는 조립형 보강재의 효율적인 적용을 위한 최적설계 프로그램을 개발하는데 있다. 최적화 알고리즘으로는 선박 및 해양구조물의 최적설계에 많이 적용되고 있는 진화전략 기법을 선정하였다. 최적설계 결과의 실용성을 위해 부식여유를 고려한 총두께 개념을 설계변수와 목적함수에 도입하였고, 제한조건에는 최근 발효된 통합공통구조규칙(HCSR, Harmonized Common Structural Rules)을 적용하였다. 개발된 최적화 프로그램을 이용하여 최근 수주된 300K VLCC와 158K COT의 실선 설계를 수행한 결과 각각 144톤, 60톤의 중량 절감 효과를 얻었으며 대형 선박일수록 중량 절감 효과가 크게 나타남을 확인하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제15권5호통권66호
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• pp.519-529
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• 2003

최근에 스틸하우스나 고층아파트 지붕에 경량형강 지붕트러스의 사용이 증가하는 추세이다. 그러나 현재 지붕트러스와 하부구조의 앵커 접합부의 설계는 거의 경험에 의존하는 실정이다. 본 논문에서는 냉간성형형강 지붕트러스 앵커 접합부의 구조적인 거동에 관한 실험적인 연구를 서술하였다. 트러스부재와 접합철물은 스크류로 접합하였으며, 하부구조의 구조재료에 따라 시공성 및 구조적인 성능이 우수한 단순한 형태의 접합철물을 사용하여 철근콘크리트구조인 경우 케미컬 앵커볼트 그리고 강구조인 경우는 용접 및 DX-Pin을 사용하여 하부구조와 연결하였다. 다양한 접합부 형태에 대한 인발실험을 수향하여 접합부의 강도 및 강성을 측정하였으며, 이를 AISI시방서(1996) AISC시방서(1989)규정에 근거한 설계강도와 비교하였다. 또한 스크류 연결부의 최대전단강도식을 제안하여 실험결과와 비교하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제14권6호
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• pp.823-829
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• 2002

철근콘크리트 기둥-철골 보 합성골조는 철근콘크리트와 철골부재의 재료적인 장점을 살린 합리적인 구조물이나, 이질 재료간의 접합으로 인해 보-기둥 접합부의 설계와 해석에서는 많은 구조적인 문제점들이 생기게 된다. 이 연구에서는 철골 보의 하중이 콘크리트 기둥으로 원활히 전달되면서 현장 시공성이 우수한 새로운 형태의 합성골조 접합부의 형식을 제안하고자 한다. 이 연구에서 고안된 접합부는 H 형강을 반분한 T 형강을 시스템 내부 및 외부의 모든 응력 전달 요소를 연결하는 주요 요소로 하고, 보 플랜지의 인장력 전달을 위해 한 방향은 고강도 강봉을, 이와 직교하는 방향은 강재 연결판을 사용하였다. 스티프너보강된 ㄱ형강을 사용하여 보 플랜지의 인장력을 기둥면에 전달하도록 하였으며, T 형강에 용접된 전단 접합판을 보의 웨브와 고력볼트로 접합하여 전단력을 지지하도록 설계하였다. 이 연구에서는 보의 플랜지로부터 스티프너 보강된 ㄱ형강을 통해 강봉이나 연결판으로 전달되는 휨모멘트 전달성능을 확인하고자 구조성능 시험을 수행하였다. 시험체는 실제 보-기둥 접합부를 모델로 하여, 실물크기로 4개가 제작되었으며, 구조실험은 철골 보의 양 단부를 단순지지한 상태에서 기둥 중앙에 집중하중을 가해 보-기둥 접합부에 휨모멘트와 전단력을 작용시키는 방식으로 진행되었다. 실험결과, 이 연구에서 제안된 접합부는 현장 적용이 가능한 가공성과 운반성 및 시공성을 가지며, 철골 보-접합용 ㄱ형강 -연결용 강봉 및 연결판에 의한 응력전달이 매우 순조로운 것으로 나타났다.