• Title/Summary/Keyword: 접합부 고정도

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Analysis of Behaviors of SPS Underground Composite Frames Considering the Rigidity of RC Wale-Steel Beam Joint (RC 띠장-철골 보 접합부의 고정도에 따른 SPS 지하복합골조 거동 해석)

  • Kim, Seung-Hun
    • Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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    • v.8 no.3
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    • pp.243-250
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    • 2004
  • In SPS system, steel beams are used as not only temporary struts supporting the wale but main flexural members of building. Previous experimental works show that RC wale-steel beam joints have some flexural rigidity. In this paper, nonlinear analysis is performed using DRAIN-2DX program to investigate the behaviors of the underground composite frames constructed with SPS system when the rigidity of RC wale-steel beam joints change. Analysis variables are the procedure of construction, magnitude of lateral forces, and flexural rigidity of the RC wale-steel beam joint with stud connector. Analysis results show the effects of joint rigidity for the yielding process of frame and the moment and deflection at the mid-span of beam.

An Analytical Study on the Behavior of Steel Frames with Semi-Rigidity of Beam-to-Column Connections (반강접 접합부를 갖는 강골조의 거동에 대한 해석적 연구)

  • Kim, Jong Sung
    • Journal of Korean Society of Steel Construction
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    • v.15 no.5 s.66
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    • pp.551-559
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    • 2003
  • In steel frames, the analysis and design techniques are based on either idealized fixed or pinned connections. In this case, it has the advantage that the structural analysis and the design procedure were simplified, but there could be given different results of analysis between the real steel frame connections and the idealized fixed and pinned connection. This is because the real connections would be analyzed by semi-rigid, and have some transfer of moment and rotational constraint about the loads. In this study, structural analysis program with considered connections that have joint rigidity of fixed, pinned and semi-rigid, was developed. Then, the effects of joint rigidity on strength and displacement. in steel frames subjected to lateral forces and axial forces, were investigate, and the results were compared with those of the Midas Gen. w program.

Load Resistance Mechanism and Behavior Characteristics of MRS Continuous Joints (MRS 연속단 접합부의 구조상세에 따른 하중저항 메커니즘과 거동 특성)

  • Oh, Young-Hun;Moon, Jeong-Ho;Im, Ju-Hyeuk;Choi, Dong-Sup;Lee, Kang-Chul
    • Journal of the Korea Concrete Institute
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    • v.22 no.2
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    • pp.247-254
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    • 2010
  • The purpose of study is to investigate the load resistance mechanism of MRS continuous joint designed with different details. Six full-scale specimens, which could simulate the negative moment region of the 8 m long MRS system, were prepared to evaluate the structural performance of the continuous joint. According to the experimental results, all specimens which include the specimen with dapped ends designed by loads at the construction stage were failed in a flexural manner and showed the load carrying capacity over the nominal flexural strength. Therefore it is recommended that the dapped ends for MRS continuous joints be designed for the loads of the construction stage. And the shear key, which was installed on the top of rib for MRS slab, helps the enhancement of strength and especially deformation capacity.

Influence of Column Base Rigidity on Behavior of Steel Buildings (강구조물 지지부의 강성도가 구조물 거동에 미치는 영향)

  • 권민호;박문호;장준호;박순응
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.15 no.1
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    • pp.165-172
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    • 2002
  • Generally, the steel rigid frame has been analyzed using finite element analysis tools. While many efforts have been poured into the understanding and accurate prediction for the nonlinear behavior of the columns and beam-columns connections, the base of the columns are modeled as simply hinged or fixed. However, the base of the steel columns practically is neither fixed not hinged. It behaves as semi-rigid. In this paper, the supports of the columns we modeled as semi-rigid and the importance of such approach in moment-resisting columns is evaluated. Two typical buildings designed by the US specification are modeled and analyzed by the finite element based on stiffness method and flexibility method. The column bases of three-story buildings are modeled as rotational springs with a varying degree of stiffness and strength that simulates the semi-rigidity of the base. Depending on the degree of stiffness and strength, the semi-rigidity varies from the hinged to the fixed. Buildings with semi-rigid column bases behaves similarly to the building with fixed bases. It has been numerically observed through the pushover and nonlinear time history analyses that the decrease of the stiffness of the column base induces the rotational demand on the int air beams. an increase of rotation demands on the first store connections and lead to a soft-story mechanists Due often to the construction and environmental effects, undesired reduction of column base stiffness may cause an increase of rotation demands on the first store connections and lead to a soft-story mechanism.

Solid State Joining of Iron and Steels (철강재료의 고상접합기술)

  • 김영섭;권영각;장래웅
    • Journal of Welding and Joining
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    • v.10 no.2
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    • pp.1-10
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    • 1992
  • 저탄소강은 일반적으로 용접성이 우수하지만 완전한 접합 강도와 용접부에서의 결함을 방지하기 위해서는 많은 주위가 필요하다. 용접부의 기계적 성질은 그 미세구조에 따라 좌우되는데, 이 구조는 모재의 화학조성, 용접 조건 그리고 후열처리에 의하여 결정이 된다. 이와 같이 용융용 접에 의한 저탄소강의 접합부는 저탄소함량으로 응고 균열에 대한 저항이 높다. 그러나 탄소의 함량이 증가하므로서 용접성은 저하하여, 0.3% 이상에서 용접부는 과열, 과냉, 저온 균열과 porosity에 취약하게 된다. 구조용강애 있어서는 용접성에 대한 일반적인 기준이 없으므로 이 러한 재료는 모재와 용접부의 기계적 성질, 고온 및 저온 균열성, 열간 및 냉각가공성등을 고려 하게 된다. 그러나 가장 중요한 것은 용접부의 신뢰도이다. 탄소강과 저합금강에 있어서 용접은 높은 강도를 얻을 수 있어야 하며 접합부에서 모재의 원래의 특성을 유지하여야 하고 결함이 없어야 할 것이다. 이와 같은 결함은 모재의 융접 이하에서 접합을 실시하는 고상접합으로 충 분히 억제할 수가 있다. 고상접합에서는 근본적인 미세조직의 결정화도 피할 수 있으며 고온균 일과 같은 결함의 위험도 배제할 수 있다. 고상접합은 용융용접과는 달리 모재를 용융시키지 않고 고체상태에서 접합을 하는데, 신금속 및 신소재의 개발과 첨단산업의 발달로 고상접합 기 술이 크게 각광을 받고 발전하게 되었다. 이와 같은 접합기술의 발전으로 기존의 용접으로는 접합이 불가한 소재, 용접기술의 적용이 곤란한 복잡한 형상, 복합기능 소재, 고품질 및 고정밀 성이 요구되는 소재등이 접합이 가능하게 되었다. 이러한 접합기술로는 brazing, 확산접합, 마찰 용접 등이 주로 많이 이용되고 있다. Brazing은 융점이 낮은 filler metal이 모재의 사이에서 용 융상태로 유입되어 냉각되면서 접합되는 방식이고 확산접합은 모재의 접합계면에서 원자의 상호 확산으로 접합을 하게 된다. 한편 마찰용접은 계면에서 회전에 의한 마찰열고 접합하는 방식 이다. 본 기술해설에서는 이러한 고상접합 기술을 이용한 철강재료의 접합에 대하여 고찰하도록 하겠다.

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Classification Schemes of Precast Beam-Column Connections According to Contribution of Deformation Components (변형기여분에 따른 프리캐스트 보-기둥 접합부의 분류방안)

  • Choi, Hyun-Ki;Choi, Chang-Sik
    • Journal of the Korea Concrete Institute
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    • v.26 no.4
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    • pp.545-553
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    • 2014
  • This study suggested an integrated classification method for generalized characteristics of PC beam-column connection according to connection details. Quantifying the failure mode of PC-beam column connection and characteristics of corresponding details, this study suggested to use deformation contribution of each element of beam-column assemblage. According to the expected failure mode of beam-column connection assemblage, PC beam-column connection can be classified into 'equivalent monolithic system' and 'jointed system'. In this study, four test specimens were tested for verification of detailed classification method of PC beam-column connections. Test was carried out with typical beam-column connection test method. Load was applied at the top of test specimen and end of beams were restrained by hinge. In order to verify the deformation contribution of each test specimen, 34-LVDTs were mounted on test specimen. According to test results, deformation contribution of each test specimen have different characteristics. Deformation characteristics of joint and other components which are quantified by test results, equivalent monolithic system can be classified into two categories. Strong connection have extremely small deformation contribution of joint and much larger deformation contribution was shown in flexural behavior of beam. The other type of beam-column connection is ductile connection which allows the larger deformation in joint area compared with strong connection.

A Study on Joint Damage Model and Neural Networks-Based Approach for Damage Assessment of Structure (구조물 손상평가를 위한 접합부 손상모델 및 신경망기법에 관한 연구)

  • 윤정방;이진학;방은영
    • Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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    • v.3 no.3
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    • pp.9-20
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    • 1999
  • A method is proposed to estimate the joint damages of a steel structure from modal data using the neural networks technique. The beam-to-column connection in a steel frame structure is represented by a zero-length rotational spring of the end of the beam element, and the connection fixity factor is defined based on the rotational stiffness so that the factor may be in the range 0~1.0. Then, the severity of joint damage is defined as the reduction ratio of the connection fixity factor. Several advanced techniques are employed to develop the robust damage identification technique using neural networks. The concept of the substructural indentification is used for the localized damage assessment in the large structure. The noise-injection learning algorithm is used to reduce the effects of the noise in the modal data. The data perturbation scheme is also employed to assess the confidence in the estimated damages based on a few sets of actual measurement data. The feasibility of the proposed method is examined through a numerical simulation study on a 2-bay 10-story structure and an experimental study on a 2-story structure. It has been found that the joint damages can be reasonably estimated even for the case where the measured modal vectors are limited to a localized substructure and the data are severely corrupted with noise.

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Study on microstructure and mechanical properties of friction stir welded 9% Ni steel (마찰교반접합된 9% Ni 강의 미세조직 및 기계적 특성에 관한 연구)

  • Choi, Don-Hyun;Ahn, Byung-Wook;Choi, Jung-Hyun;Lee, Chang-Yong;Yeon, Yun-Mo;Song, Keun;Lee, Jong-Seop;Jung, Seung-Boo
    • Proceedings of the KWS Conference
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    • 2009.11a
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    • pp.49-49
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    • 2009
  • 마찰교반접합법은 특정한 회전수로 회전하는 용접 툴을 이용하여 접합하고자 하는 피접합재의 맞댄면에 삽입시킨 후 툴을 이동시키거나 혹은 시편을 견고하게 고정시킨 장치(backing plate)가 움직여 고상 상태에서 접합이 이루어진다. 알루미늄, 마그네슘 등 비교적 융점이 낮은 저융점 재료의 재료에 처음 적용이 되어 많은 연구가 활발히 진행되었고 타 용접방법에 비해 우수한 접합특성을 나타내었다. 최근 이러한 마찰교반접합은 이러한 저융점 재료를 넘어서 스틸, 타이타늄, 니켈 등과 같은 고융점 재료 등에 대한 적용이 늘어나고 있다. 마찰교반접합을 이용하여 이러한 고융점 재료의 접합 경우 내마모성 및 내열성 등의 내구성이 갖추어진 툴과 이러한 툴을 냉각시킬 수 있는 냉각 장치 등이 필요로 하나 경제적 측면이나 접합부의 우수한 특성 등을 고려 할 때 그 적용 및 발전 가능성이 매우 높다고 볼 수 있다. 최근 무공해 연료로 각광받고 있는 액화천연가스 (LNG)의 수요가 급증함에 따라 LNG 저장탱크 소재로 널리 사용되고 있는 9% Ni강의 수요 또한 증가하고 있는 상황이다. 하지만 9% Ni 강은 극저온용 소재로 용접부의 저온인성 ($-196^{\circ}C$)이 가장 중요하기 때문에 저온인성을 확보하고자 Inconel 계나 Hastelloy계 등의 니켈 기 합금을 용접재료로 사용하고 있으나 이러한 용접재료는 가격이 매우 고가이며 또한 용접 후 용접부의 강도가 낮다는 문제가 제기되고 있다. 또한 LNG 탱크 제작시 사용되는 용접법은 GTAW, SAW 및 SMAW 이지만 국내에서는 주로 SMAW에 의존하고 있는 실정인 관계로 보다 더 경제적인 용접 프로세스의 적용 가능성이 검토되고 있는 상황이다. 본 연구에서는 마찰교반용접을 이용하여 두께 4mm의 9% Ni 강에 대해 맞대기 마찰교반접합을 실시하였다. 툴 회전 속도 및 접합 속도를 고정한 상태에서 접합을 실시 하였으며 접합 시 툴은 $Si_3N_4$로 제작된 툴을 사용하였다. 접합 후 외관상태 점검, 미세조직 관찰, 경도, 인장 강도 및 저은 충격 측정 등의 실험을 실시하였고, 이러한 결과를 이용하여 미세조직과 기계적 특성과의 관련성을 조사하였다.

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Friction Welding of Ni-Base ODS Alloy Prepared by Mechanical Alloying (기계적 합금법으로 제조된 Ni기 산화물 분산강화 합금의 마찰압접에 관한 연구)

  • 강지훈;박성계;김지순;권영순
    • Proceedings of the Korean Powder Metallurgy Institute Conference
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    • 1994.10b
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    • pp.15-15
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    • 1994
  • M MA ODS 합금의 보다 폭넓용 실용확훌 위해 크게 요구되고 있는 적정 접합기술 개발의 한 방안£로, 마찰압접(Friction Welding) 방법의 가능성옳 조사하기 위하여 마찰압력과 시간, 마 찰 후 접촉압력(Upset Pressure) 풍을 다양하게 변화시켜 접합체톨 제조한 후, 접합체 강도에 대한 인장시험과 접합계연의 결합 및 미세구조에 대한 현미경 관찰, EDS에 의한 원소분석, 접 합이옴부의 경도분포와 파단면 분석 풍율 행하였다. 실험에 사용된 모재는 기계적 합금법으로 제조된 Inca사의 Ni기 MA 754 합금이었으며, 직경 l 10 mm, 길이 50 mm로 가공한 후, 아세통£로 초음파 세척하여 접합에 사용하였다. 접합온 브 레이크식 마찰압접기틀 사용하여 행하였으며, 회전시험편의 회전수는 2400 rpm이었A며, 다른 한쪽의 고정시험편과의 마찰압력 및 마찰시간온 각각 50 - 500 MPa과 1-5초로, 또한 업셋압 력도 50 - 600 MPa로 변화시켰다. 이때 업셋압력은 모든 시편에 대해 일정하게 6초동안 가하 였다. 얻어진 접합체는 각 압접조건 당 2개 이상의 접합시험편에 대해 상온 인장강도톨 측정하 였으며, 파단이 일어난 위치를 확인한 후 파면에 대한 분석율 주사전자현미경(SEM)과 에너지 분산형 분광분석기mDS)릎 사용하여 행하였다. 컵합이옴부의 첩합성올 확인하기 위하여, 접합 체를 접합변에 수직으로 절단, 연마한 후 광학현미경과 SEM, EDS 퉁으로 관찰, 분석하여 접 합부의 형상과 결합형성 여부, 접합계면의 미세조직 퉁옳 조사하였다. 또한 마찰압접에 따론 모재와 접합계연부의 경도분포훌 접합이옴부로부터 모재쪽으로 일정 간격율 두어 마이크로 비 커스 경도기로 측정, 조사하였다. 이상의 설험 결과, 다옴과 같온 결론옳 얻었다. ( (1) 접합체 강도가 모채 강도의 95% 이상이 되는 양호한 렵합체흩 얻기 위한 마찰압력 조건 온, 2400 rpm의 회전속도와 6초의 업셋압력 유지시간에서 마찰압력과 업셋압력, 그리고 마찰시 간이 각각 400 MPa 이상과 500 MPa 이상,2초입율 확인하였다. ( (2) 컵합이옴부의 관찰 결과, 모든 마찰압접 조건에서 컵합이옴부는, 기폰 모재의 texture 조직 을 유지하고 있는 모재부 영역(영역 ill)과 첩합계면부에 인접하여 업셋압력이 주어질 때 단조 효과에 의해 계연 외부로 metal flow가 일어나면서 형성된 영역 II, 매우 미세한 결정립으로 구성된 중앙부의 영역 1 로 이투어져 있옴융 확인하였다. ( (3) 최적접합조건이 충족되지 않온 경우, 접합부의 영역 I 에서 관찰된 void와 균열, 불균일한 접합계면 통의 접합결함에 Al과 Y. Ti 퉁£로 구성된 산화물률이 용집되어 있옴을 확인하였 다-( (4) 접합체의 파단 양상온 크게 접합부 파단과 모재부 파단, 이률의 혼합형 파단i로 나눌수 있었다. 모재부 파단의 경우, 파단면이 매끄럽고 파변상의 결정립도 매우 미세하였으며, 산확물 의 용집도 찾아보기 어려웠 나, 접합부 파단의 경우에는 파변의 굴곡이 비교척 심하고 연성 입계파괴의 형태를 보였£며, 결정립도 모채부 파단의 경우에 비해 조대하였다. 조대하였다.

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A Study on the Simple Design Method of Semi-Rigid Connection with Angle in Steel Structure (강구조에서 ㄱ형강을 이용한 반강접 접합의 간편 설계)

  • Heo, Myong-Jae;Kim, Hong-Geun;Choi, Won-Gu
    • Journal of Korean Society of Steel Construction
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    • v.23 no.3
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    • pp.261-273
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    • 2011
  • Recently, the demands for steel frame are increasing because of the trend and due to the demand for bigger and higher buildings. In the analysis of typical steel frame, connections are based on the idealized fixed or pinned connection. A fixed connection assumes that the relative angle of each member before deformation is the same after the transformation. Therefore, the stiffener reinforces the connection to sufficient rigidity and stability of the panel zone. In the economical aspect, however, the necessity of connection that the stiffener reinforcement has omitted is increasing due to the excessive production as well as labor costs of connection. In contrast, pinned connection is assumed that bending moments between the beams and columns do not transfer to each member. This is easy to make in the plant and the construction is simple. However, the structural efficiency is reduced in pinned connection because connection cannot transfer moments. The introduction of this semirigid process can decide efficient cross-sectional dimensions that promote ease in the course of structural erection, as performed by members in the field-a call for safety in the entire frame. Therefore, foreign countries exert efforts to study the practical behavior and the results are applied to criterion. This paper analyzes the semirigid connection of domestic steel by design specifications of AISC/LRFD and make data bank that pertain to each steel. After wards, the results are compared to those of idealized connection; at the same time, this paper presents a design method that matches economic efficiency, end-fixity, and rotational stiffness.