• Earthquakes and Structures
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• 제20권2호
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• pp.133-148
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• 2021

The paper presents a simplified force-based seismic design procedure for the preliminary design of steel haunch retrofitting for the seismic upgrade of deficient RC frames. The procedure involved constructing a site-specific seismic design spectrum for the site, which is transformed into seismic base shear coefficient demand, using an applicable response modification factor, that defines base shear force for seismic analysis of the structure. Recent experimental campaign; involving shake table testing of ten (10), and quasi-static cyclic testing of two (02), 1:3 reduced scale RC frame models, carried out for the seismic performance assessment of both deficient and retrofitted structures has provided the basis to calculate retrofit-specific response modification factor Rretrofitted. The haunch retrofitting technique enhanced the structural stiffness, strength, and ductility, hence, increased the structural response modification factor, which is mainly dependent on the applied retrofit scheme. An additional retrofit effectiveness factor (ΩR) is proposed for the deficient structure's response modification factor Rdeficient, representing the retrofit effectiveness (ΩR=Rretrofitted /Rdeficient), to calculate components' moment and shear demands for the retrofitted structure. The experimental campaign revealed that regardless of the deficient structures' characteristics, the ΩR factor remains fairly the unchanged, which is encouraging to generalize the design procedure. Haunch configuration is finalized that avoid brittle hinging of beam-column joints and ensure ductile beam yielding. Example case study for the seismic retrofit designs of RC frames are presented, which were validated through equivalent lateral load analysis using elastic model and response history analysis of finite-element based inelastic model, showing reasonable performance of the proposed design procedure. The proposed design has the advantage to provide a seismic zone-specific design solution, and also, to suggest if any additional measure is required to enhance the strength/deformability of beams and columns.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제15권5호통권66호
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• pp.551-559
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• 2003

강골조의 보-기둥 접합부에 대한 해석과 설계는 일반적으로 완전한 강접이나 마찰이 없는 완전한 핀접합으로 가정하는 것이 보통이다. 이러한 경우, 구조해석 및 설계과정을 단순화시키는 장점은 있으나, 실제 철골 접합부에서는 작용하중에 대하여 어느 정도의 모멘트 전달과 회전구속력을 갖는 반강접으로 해석해야 하므로 실제와는 다소 차이가 날 수 있다. 이에, 본 연구에서는 고정계수에 의한 기둥-보 접합부의 반강접성과 P-delta효과를 고려한 골조의 비선형 해석 프로그램을 작성하고, 수치해석을 통해 평면 강골조의 변형과 내력에 미치는 접합강성의 영향을 검토하였으며, 상용의 해석프로그램인 MIdas Gen과 비교하였다.

• 국제초고층학회논문집
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• 제7권3호
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• pp.223-232
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• 2018

Two novel types of construction detailings, including using the distributive beam and the inner ring diaphragm in the joint between large-section CFT columns and outrigger truss to enhance the transferring efficiency of huge vertical load, and using the T-shaped stiffeners in the steel tube of large-section CFT columns to promote the local buckling capacity of steel tubes, were tested to investigate their working mechanism and design methods. Experimental results show that the co-working performance between steel tube and inner concrete could be significantly improved by setting the distributive beam and the inner ring diaphragm which can transfer the vertical load directly in the large-section CFT columns. Meanwhile, the T-shaped stiffeners are very helpful to improve the local bulking performance of steel tubes in the column components by the composite action of T-shaped stiffeners together with the core concrete under the range of flange of T-shaped stiffeners. These two approaches can result in a lower steel cost in comparison to normal steel reinforced concrete columns. Finally, a practical engineering case was introduced to illustrate the economy benefits achieved by using the two typical detailings.

• Steel and Composite Structures
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• 제30권5호
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• pp.433-441
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• 2019

The aim of this research is reinforcing of concrete with variety of fiber reinforced polymer (FRP) configurations and investigates the load capacity and ductility of these connections using an experimental investigation. Six scaled-down RC exterior joints were tested under moderately monotonic loads. The results show that, the shape of the FRP had a different effect on the joint capacity and the connection ductility coefficient. The greatest effect on increasing the ductility factor was seen in the sample where two reinforcement plates were used on both sides of the beam web (RCS5 sample). For the sample with the presence of FRP plates at the top and bottom of the beam (RCS3 sample), the ductility factor was reduced even the load capacity of this sample increased. Except for the RCS3 sample, the rest of the samples exhibited an increase in the ductility factor due to the FRP reinforcement.

• 한국지반공학회논문집
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• 제27권2호
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• pp.91-101
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• 2011

본 연구에서는 소성힌지를 고려한 단일 현장타설말뚝의 수평거동을 분석하기 위하여 Beam-Column 해석모델을 토대로 단일 현장타설말뚝 기초의 거동특성을 파악하고, 소성힌지를 고려한 최적설계법을 제안하였다. 단일 현장타설말뚝의 소성힌지를 지상부로 유도하기 위한 최적의 기둥-말뚝의 직경비를 분석하기 위해, 변단면 단일 현장타설말뚝의 단면조건에 따른 균열 휨모멘트를 산정하고 지반조건과 수평하중에 따른 말뚝의 거동을 해석하였다. 연구 결과, 최적의 단면 조건은 기둥/말뚝 직경비($D_c/D_p$)와 정규화된 수평균열하중($F/F_{Dc}=D_p$)의 관계를 나타내는 이중직선의 변곡점 이하 부분에서 산정할 수 있었으며, 이로부터 최적의 단면 조건을 제안하였다. 또한 실제 시공사례 분석을 통해, 깊이별 휨모멘트를 바탕으로 최소철근비 적용이 가능한 구간을 분석하였으며, 그 결과 말뚝길이($L_p$)로 정규화된 최소 철근비 적용이 가능한 한계깊이($L_{As=0.4%}$)는 말뚝 직경으로 정규화된 말뚝길이($L_p/D_p$)에 따라 선형적으로 감소하였으며, $L_p/D_p=17.5$ 이후부터는 일정한 값(${\simeq}0.3$)에 수렴함을 알 수 있었다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제6권1호
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• pp.9-16
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• 2006

모멘트 저항골조는 내진성능이 매우 우수한 것으로 알려져 왔으며 많은 건축물의 설계에 이용되며 시공되어지고 있으나 노스리지 지진과 고베 지진시 충분한 내진성능을 발휘하지 못하고 접합부에서 균열 또는 취성파괴가 발생하였다. 양지진 이후 접합부의 내진성능을 향상시키고자 접합부 상세에 대한 연구가 활발히 진행되고 있으며, 우리나라에서도 지진에 대한 사회적 관심과 일본에서 발생한 지진이 한반도에 영향을 주는 상황에서, 이에 대한 사회전반의 관심과 우려가 제기되고 있다. 본 논문에서는 H형 보 웨브의 고장력볼트 전단접합과 H형 플랜지의 리브보강 유무를 변수로 한 실대형 실험체를 가지고 실험을 실시하였다. 실험을 통해 보 웨브의 2면 전단접합을 통해 고장력 볼트수 감소와 시공성 향상을 기대하며, 리브플레이트 보강을 통해 내진성능을 향상시키고자 한다. 또한 논 스켈럽을 통해 응력집중에 의한 취성파괴를 방지하고자 한다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제28권1호
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• pp.13-21
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• 2016

기존의 강재 보가 콘크리트에 매립되어 볼트접합 연결되는 기존 하이브리드 접합법의 한계와 단점을 개선하기 위하여 단순한 강접합 절점을 갖는 하이브리드 PC 콘크리트 보 시스템을 개발하였다. 개발된 하이브리드 시스템의 원할한 하중전달을 파악하기 위하여 양단 고정단의 보 실험체 3개를 반복 집중하중 하에서 실험하였다. 주요 변수는 강재 보의 길이로서 지점에서 변곡점까지의 거리의 0.25, 0.5 및 1.0배로 변하였다. 모든 실험체는 동일 주철근 지수를 갖는 철근콘크리트 보에 비해 높은 변위 연성비를 나타냈는데, 보의 반복하중-처짐 관계 및 연성은 강재 보의 길이에 영향을 받지 않았다. 보 길이에 따른 연속 변형률 분포 및 붕괴하중에 기반한 극한하중 예측으로부터 제시된 강접합 절점은 구조적 효율성을 갖는다고 판단된다.

• 콘크리트학회지
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• 제6권1호
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• pp.120-130
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• 1994

본 연구의 목적은 반목하중을 받는 철근콘크리트 부재의 이력거동을 적절히 예측할 수 있는 해석모델을 구축하고 기존 연구자들의 실험결과를 분석하여 부재의 다양한 이력거동을 예측할 수 있는 이력모델을 제안하는데 있다. 이력모델의 구축에는 골조의 동적해석에 정량적으로 사용할 수 없는 변수들을 배제함으로써 6개 자유도를 갖는 평면 프레임의 비선형 동적해석에 적용가능한 해석요소를 개발하였다. 해석모델은 소성힌지부를 단일 스프링으로 치환한 분리선형요소 모델을 사용하였으며 부재의 길이방향 철근 배근상태에 따라 소성힌지부의 이동을 고려할 수 있도록 하였다. 기존 연구자들의 실험결과를 비교$\cdot$분석한 결과, 반복하중에 의해 나타나는 부재의 강성저하는 기본 핀칭계수, 부재의 연성비 및 항복강도비의 함수로 적절히 예측할 수 있었으며, 부재의 강도저하에 대해서는 횡보강근 간격비, 단면형상비를 고려한 새로운 개념의 강도감소계수를 제안하였다. 본 해석모델에 의해 계산한 부재의 에너지 소산능력을 실험결과와 약 10%~20% 내외의 오차를 나타냄으로써 본 해석결과의 타당성을 입증하고 있다. 따라서 본 연구에서 제안하는 해석모델은 반복하중을 받는 철근콘크리트 보-기둥 접합부의 이력거동 해석에 사용 가능하다고 판단된다.

• Steel and Composite Structures
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• 제44권1호
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• pp.33-47
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• 2022

This paper presents a finite element model for predicting the monotonic behaviour of bolted endplate joints connecting steel-concrete composite walls and steel beams. The demountable Hollo-bolts are utilised to facilitate the quick installation and dismantling for replacement and reuse. In the developed model, material and geometric nonlinearities were included. The accuracy of the developed model was assessed by comparing the numerical results with previous experimental tests on hollow/composite column-to-steel beam joints that incorporated endplates and Hollo-bolts. In particular, the Hollo-bolts were modelled with the expanded sleeves involved, and different material properties of the Hollo-bolt shank and sleeves were considered based on the information provided by the manufacture. The developed models, therefore, can be applied in the present study to simulate the wall-to-beam joints with similar structural components and characteristics. Based on the validated model, the authors herein compared the behaviour of wall-to-beam joints of two commonly utilised composite walling systems (Case 1: flat steel plates with headed studs; Case 2: lipped channel section with partition plates). Considering the ease of manufacturing, onsite erection and the pertinent costs, composite walling system with flat steel plates and conventional headed studs (Case 1) was the focus of present study. Specifically, additional headed studs were pre-welded inside the front wall plates to enhance the joint performance. On this basis, a series of parametric studies were conducted to assess the influences of five design parameters on the behaviour of bolted endplate wall-to-beam joints. The initial stiffness, plastic moment capacity, as well as the rotational capacity of the composite wall-to-beam joints based on the numerical analysis were further compared with the current design provision.

• 대한토목학회논문집
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• 제34권2호
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• pp.437-446
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• 2014

현 논문에서는 전편 논문에서 제안한 3차원 격자요소를 활용하는 스트럿-타이 모델 방법의 타당성 및 효율성을 검증하기 위해 파괴실험이 수행된 13개의 슬래브-기둥 접합부 및 51개의 비틀림 보 등의 극한강도를 평가하였으며, 또한 3축 방향의 하중을 받는 교각코핑부에 대한 설계를 수행하였다. 현 연구의 방법에 의한 철근콘크리트 슬래브-기둥 접합부 및 비틀림 보의 극한강도 평가결과는 실험결과, ACI 318 설계기준을 비롯한 세계 주요설계기준, 그리고 몇몇 연구자의 방법에 의한 평가결과 등과 비교하여 현 연구방법의 타당성을 검증하였다. 교각코핑부의 설계결과는 ACI 318 설계기준의 단면법 및 AASHTO-LRFD의 스트럿-타이 모델 설계기준에 의한 설계결과와 비교하여 그 결과의 타당성을 검토하였다.