• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제10권3호
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• pp.106-114
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• 2006

본 논문에서는 역강성법을 비좌굴 가새골조시스템의 내진설계에 적용하여 목표 변위를 만족시키는 비좌굴 가새의 단면적을 산정하였으며, 기존 연구와 비교하여 타당성을 검토하였다. 본 설계 방법은 개념이 직관적이고 적용이 간편하며, 고차모드 고려가 가능하고 각 층의 연성도를 개별적으로 조절할 수 있는 장점이 있다. 각 모델에 본 설계법을 적용한 결과, 전반적으로 목표변위 증가에 따라 가새 단면적이 감소하지만 층수와 연성도의 증가에 따라 일부층에서 오히려 가새 단면적이 증가하는 것을 확인하였다. 또한 항복 후 강성비의 변화가 단면적에 끼치는 영향은 가새의 항복 후 강성비가 작은 경우 더 민감한 차이를 보이는 것으로 나타났다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제13권2호
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• pp.37-46
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• 2009

본 연구에서는 1층 1경간 실제크기의 가력 프레임에서 내진보강에 적합한 비좌굴 knee brace을 설치하여 주기하중을 통해 가새의 지진저항능력을 실험하였다. 볼트 고정 채널이 이용된 비좌굴 knee brace는 지진력에 저항하는 코어와 두 개의 철골 플레이트로 만들어졌고 단면의 형태는 코어의 국부좌굴과 횡좌굴에 저항하도록 하였다. 비좌굴 kneebrace는 현장에서 조립이 용이하고, 시공방법 또한 간단하여 공간에 제약이 있는1층에 필로터를 가진 중저층 RC건물의 내진 보수/보강에 효과적으로 사용할 수 있다. 각 실험체에 대한 변수로 중심코어의 크기와 외부 보강재의 크기, 가이드 플레이트의 유무 등으로 정하였으며, 실험을 통해 얻어진 힘-변위 이력곡선을 통해 중심코어의 크기가 가장 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 또한 가이드 플레이트의 유무에 따라 압축강도 수정계수와 파괴형태가 달라지는 것을 알 수 있었다. 각 실험체에 대한 결과는 AISC 2005 Seismic Provisions 규정에서 제시한 누적 연성도와 누적 소산에너지 측면에서도 충분한 효과를 발휘하는 것으로 나타났다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제12권4호
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• pp.35-44
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• 2008

최근 새로운 지진하중 저항시스템으로 셀프센터링(SCED) 가새 시스템이 개발되었다. 진보된 가새 시스템인 비좌굴 가새(BRB) 시스템과는 달리 큰 지진이 발생한 후 구조물의 잔류 변형을 줄이거나 없앨 수 있는 셀프센터링 능력은 SCED 가새 시스템의 장점이다. 본 논문에서는 SCED 가새와 BRB 가새 시스템의 거동에 비틀림의 영향을 조사하기 위하여 세 가지 다른 편심을 가진 3차원 구조물의 응답을 비선형 동적해석을 수행하여 비교하였다. 해석결과에 따르면 층간변위의 높이방향의 변화는 비정형성에 관계없이 SCED 가새골조의 응답이 BRB 가새골조보다 일정하였으며, 잔류 층간변위와 잔류 회전 응답은 비정형성이 증가함에 따라 감소하였다. 중층 구조물에서 SCED 가새골조의 변형집중계수(DCF)는 BRB 가새골조보다 작은 것으로 나타났다. 이것은 SCED 가새골조가 건물 높이에 따라 보다 일정하게 변형함을 의미한다. DCF의 크기에 대한 비틀림 비정형의 효과는 작았다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제25권6호
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• pp.667-674
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• 2013

기존 강재 브레이싱 내진보강법은 정착부의 안정성 문제와 브레이싱의 국부좌굴이 발생할 문제가 있으며, 이를 방지하기 위한 추가보강으로 인해 불필요한 자중증가 등으로 경제적인 내진보강성능 확보에 어려움이 있다. 이 연구에서는 지진피해를 받은 건물에 지진피해로 인한 기존 기둥의 연성확보를 위해서 유리섬유시트(glass fiber sheet)로 래핑을 함과 동시에 기존 철골 X-브레이싱 내진보강법에 비교해서 경량의 고강도 재료로 보강 후 추가적인 중량증가가 거의 없으며, 브레이싱 압축 좌굴거동에 자유로운 탄소섬유 앵커 X-브레이싱공법(carbon fiber X-brace)을 조합한 경제적이며 효과적인 새로운 내진보강법(GFS-CFXB)을 제안하였다. 이 연구에서 제안한 GFS-CFXB공법의 유용성을 검증할 목적으로 지진피해를 받은 골조를 대상으로 반복가력에 의한 구조실험을 실시하여 내진성능 및 내진보강 효과를 검증하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제81권6호
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• pp.715-728
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• 2022

A new type of buckling-restrained braces (BRBs) with a longitudinally profiled steel plate working as the core (LPBRB) is proposed and experimentally investigated. Different from conventional BRBs with a constant thickness core, both stiffness and strength of the longitudinally profiled steel core along its longitudinal direction can change through itself variable thickness, thus the construction of LPBRB saves material and reduces the processing cost. Four full-scale component tests were conducted under quasi-static cyclic loading to evaluate the seismic performance of LPBRB. Three stiffening methods were used to improve the fatigue performance of LPBRBs, which were bolt-assembled T-shaped stiffening ribs, partly-welded stiffening ribs and stiffening segment without rib. The experimental results showed LPBRB specimens displayed stable hysteretic behavior and satisfactory seismic property. There was no instability or rupture until the axial ductility ratio achieved 11.0. Failure modes included the out-of-plane buckling of the stiffening part outside the restraining member and core plate fatigue fracture around the longitudinally profiled segment. The effect of the stiffening methods on the fatigue performance is discussed. The critical buckling load of longitudinally profiled segment is derived using Euler theory. The local bulging behavior of the outer steel tube is analyzed with an equivalent beam model. The design recommendations for LPBRB are presented finally.

• Steel and Composite Structures
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• 제34권4호
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• pp.561-580
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• 2020

Buckling restrained braces (BRBs) were developed as an enhanced alternative to conventional braces by restraining their global buckling, thus allowing development of a stable quasi-symmetric hysteretic response. A wider adoption of buckling restrained braced frames is precluded due to proprietary character of most BRBs and the code requirement for experimental qualification. To overcome these problems, BRBs with capacities corresponding to typical steel multi-storey buildings in Romania were developed and experimentally tested in view of prequalification. In the second part of this paper, a complex nonlinear numerical model for the tested BRBs was developed in the finite element environment Abaqus. The calibration of the numerical model was performed at both component (material models: steel, concrete, unbonding material) and member levels (loading, geometrical imperfections). Geometrically and materially nonlinear analyses including imperfections were performed on buckling restrained braces models under cyclic loading. The calibrated models were further used to perform a parametric study aiming at assessing the influence of the strength of the buckling restraining mechanism, concrete class of the infill material, mechanical properties of steel used for the core, self-weight loading, and frame effect on the cyclic response of buckling restrained braces.

• Steel and Composite Structures
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• 제15권5호
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• pp.539-566
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• 2013

This paper summarises the results of a numerical study on the non linear response of steel concentric braced frames under monotonic and cyclic loads, using force-based finite elements with section fibre discretisation. The first part of the study is addressed to analyse the single brace response. A parametric analysis was carried out and discussed to evaluate the accuracy of the model, examining the influence of the initial camber, the material modelling, the type of force-based element, the number of integration points and the number of fibers. The second part of the paper is concerned with the modelling issues of whole braced structures. The effectiveness of the modelling approach is verified against the nonlinear static and dynamic behaviour of different type of bracing configurations. The model sensitivity to brace-to-brace interaction and the capability of the model to mimic the response of complex bracing systems is analyzed. The influence of different approaches for modelling the inertia, the equivalent viscous damping and the brace hysteretic response on the overall structural response are also investigated. Finally, on the basis of the performed numerical study general modelling recommendations are proposed.

• Earthquakes and Structures
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• 제10권1호
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• pp.105-123
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• 2016

In this paper, using the probabilistic methods, the seismic demand of buckling restrained braced frames subjected to earthquake was evaluated. In this regards, 4, 6, 8, 10, 12 and 14-storybuildings with different buckling restrained brace configuration (including diagonal, split X, chevron V and Inverted V bracings) were designed. Because of the inherent uncertainties in the earthquake records, incremental dynamical analysis was used to evaluate seismic performance of the structures. Using the results of incremental dynamical analysis, the "capacity of a structure in terms of first mode spectral acceleration", "fragility curve" and "mean annual frequency of exceeding a limit state" was determined. "Mean annual frequency of exceeding a limit state" has been estimated for immediate occupancy (IO) and collapse prevention (CP) limit states using both Probabilistic Seismic Demand Analysis (PSDA) and solution "based on displacement" in the Demand and Capacity Factor Design (DCFD) form. Based on analysis results, the inverted chevron (${\Lambda}$) buckling restrained braced frame has the largest capacity among the considered buckling restrained braces. Moreover, it has the best performance among the considered buckling restrained braces. Also, from fragility curves, it was observed that the fragility probability has increased with the height.

• 한국공간구조학회지
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• 제8권6호
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• pp.10-14
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• 2008

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2009년도 정기 학술발표대회
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• pp.57.1-57.1
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• 2009