본 학술기사에서는 최근 구조공학에 응용이 활성화되고 있는 퍼지 이론에 대하여 간단히 설명을 하였다. 그리고 퍼지이론의 구조공학 적용 예로, 본 저자가 수행한 퍼지이론을 이용한 원형 CFT의 구속응력 평가 과정을 간략히 소개하였다. 이 예에서도 알 수 있듯이 퍼지이론은 부정확성, 지식의 부족, 애매함에 기인하는 불확실성을 다루는데 있어 적합한 것을 알 수 있으며, 여러 불확성에 인하여 발생하는 오차를 줄이는데 적합한 것으로 판단된다.
In order to study the working mechanism of rectangular steel-concrete composite columns subjected to compression-bending load and further determine the seismic performance index, a bottom strengthened rectangular steel reinforced concrete (SRC) column with concealed steel plates and a bottom strengthened rectangular concrete filled steel tube (CFST) columns were proposed. Six column models with different configurations were tested under horizontal low cyclic loading. Based on the experiments, the load-bearing capacity, stiffness and degradation process, ductility, hysteretic energy dissipation capacity, and failure characteristics of the models were analyzed. The load-bearing capacity calculation formulas for a normal section and an oblique section of bottom strengthened rectangular steel-concrete composite columns were pesented and a finite element (FE) numerical simulation of the classical specimens was performed. The study shows that the load-bearing capacity, ductility, and seismic energy dissipation capacity of the bottom strengthened rectangular steel-concrete composite columns are significantly improved compared to the conventional rectangular steel-concrete composite columns and the results obtained from the calculation and the FE numerical simulation are in good agreement with those from the experiments. The rectangular steel-concrete composite column with bottom strengthened shows better seismic behavior and higher energy dissipation capacity under suitable constructional requirements and it can be applied to the structure design of high-rise buildings.
Proceedings of the Korea Concrete Institute Conference
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1998.04b
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pp.475-480
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1998
The composite framed structures, consisting of RC columns and steel beams more popular in korea because of their efficiency and quality. However the force transfer mechanisms between the column and beam may by very complicated since the materials of columns and beams are different. This study develops "the column penetration joint" which the web of steel beam doesn't penetrate and which could improve the strength, deformation, and energy dissipation capacities compared to existing composite joints. It is the concrete-filled square tube joint with the exterior diaphragms and the cruciform stiffening plates. This study evaluated the strength of RC column penetration to steel beam connection by analyzing the results of partial experiments, and reviewed the applicability the strength formula through the comparison of tested results of joint experiment.
Lee Heung-Su;Chung Chul-Hun;Choi Wae-Ho;Kim Seok-Ki;You Sung-Kun;Kim Young-Ho
Proceedings of the Korea Concrete Institute Conference
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2004.05a
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pp.778-781
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2004
This paper summarizes the results of push-out test specimens with a new type of shear connector called ㄱ type perfobond rib. This connector is a flat steel plate with a number of holes punched through and strengthen rib's head part. According to experiment result, ㄱ type perfobond rib shear connector appeared that resistance force is increased than stud shear connector by $108\%$ and perfobond rib shear connector by $26\%$. The results obtained indicate that the perfobond rib connector is a viable alternative to the headed studs. An appreciable improvement in the shear capacity of the connection was observed when additional reinforcing bars were passed through the perfobond rib holes. For composite beams with concrete filled steel tubes, ㄱ type perfobond shear connectors exhibit adequate ductility and substantially higher capacities.
Park, Hong Gun;Lee, Ho Jun;Park, Sung Soon;Kim, Sung Bae
Journal of Korean Society of Steel Construction
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v.26
no.1
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pp.55-68
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2014
In this study, the beam-to column connections of concrete-encased-and-filled steel tube columns were tested under cyclic loading. Two specimens using steel beams and two specimens using precast concrete beams were tested. The dimension of the column cross section was $670mm{\pm}670mm$. The beam depths were 488mm and 588mm for the steel beams and 700mm for the precast concrete beams. The longitudinal bar ratios of the precast concrete beams were 1.1% and 1.5%. For the connections to the steel beams, continuity plates were used in the tube columns. For the connections to the PC beams, couplers were used for beam re-bar connections. The test results showed that except for a specimen, deformation capacities of the specimens were greater than 4% rotation angle, which is the requirement for the Special Moment Frame. Particularly, specimens using precast concrete beam showed excellent performances in the strength, deformation, and energy dissipation.
In this study, cyclic loading tests were conducted to assess the seismic performance of cast-in-place (CIP) concrete-filled hollow core precast concrete columns (HPCC) constructed using steel ducts and rubber tubes. The outer shells of HPCC, with a hollow ratio of 47%, were fabricated using steel ducts and rubber tubes, respectively. Two combinations of shear studs & long threaded bars or cross-deformed bars & V-ties were employed to ensure the structural integrity of the old concrete (outer shell) and new CIP concrete. Up to a drift ratio of 3.8%, the hysteresis loop, yielding stiffness, dissipated energy, and equivalent damping ratio of the HPCC specimens were largely comparable to those of the solid columns. Besides the similarities in cyclic load-displacement responses, the strain history of the longitudinal bars and the transverse confinement of the three specimens also exhibited similar patterns. The measured maximum moment exceeded the predicted moment according to ACI 318 by more than 1.03 times. However, the load reduction of the HPCC specimen after reaching peak strength was marginally greater than that of the solid specimen. The energy dissipation and equivalent damping ratios of the HPCC specimens were 20% and 25% lower than those of the solid specimen, respectively. Taking into account the overall results, the structural behavior of HPCC specimens fabricated using steel ducts and rubber tubes is deemed comparable to that of solid columns. Furthermore, it was confirmed that the two combinations for securing structural integrity functioned as expected, and that rubber air-tubes can be effectively used to create well-shaped hollow sections.
Ma, Hyang Wook;Oh, Hyun Chul;Kim, Dong Wook;Kong, Davon;Shim, Chang Su
Journal of Korean Society of Steel Construction
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v.24
no.6
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pp.725-734
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2012
A new modular pier system using concrete filled circular steel tubes was suggested to realize modular bridge substructures for accelerated bridge construction. Structural details and connection details were proposed by connection multiple concrete filled tubes (CFT) for standardized products of fabrication, delivery and erection. Static tests were performed for the modular pier with suggested details under lateral load conditions for weak and strong axes. Due to the eccentricity by the bracing system, the modular pier showed 5.23 times higher flexural stiffness and 6 times greater flexural strength from the test. It is proper for the rational design to evaluate stress and deformation by frame modeling of the modular CFT pier. Structural capacity of the pier can be obtained by adjusting the spacing of the CFT columns. Design recommendations were derived from the test.
Journal of the Korean Society of Hazard Mitigation
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v.8
no.1
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pp.15-21
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2008
The internally confined hollow-concrete filled tube (ICH-CFT) column has two tubes on the both sides (hollow part and outer part) of the concrete. The inner tube and the outer tube perform great seismic abilities, ductility and absorption of energy due to the steel tubes and the hollow part. So, the study of this column type for the practical use is needed. In this study, the qualitative analysis about seismic capacities depending on parameters is performed for the practical design of the ICH-CFT column. The parameters are diameter of column, hollow ratio and thickness of tubes with the same resistance of the moment. Also, the economical evaluation of ductility and comparison with CFT column make this study to be of practical use. Especially, a change of seismic performance depends on the hollow ratio and the thickness of the outer tube, and the economical hollow ratios according to the thickness of the outer tube in the ICH-CFT column are suggested.
Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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v.28
no.2
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pp.213-220
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2015
CFT column has a lot of structural advantages due to the composite behavior between in-filled concrete and steel tube. This paper deals with the development of an effective numerical model which can consider the bond-slip behavior between both components of concrete matrix and steel tube without taking double nodes. Since the applied axial load to in-filled concrete matrix is delivered to steel tube by the confinement effect and the friction, the governing equation related to the slip behavior can be constructed on the basis of the force equilibrium and the compatability conditions. In advance, the force and displacement relations between adjacent two nodes make it possible to express the slip behavior with the concrete nodes only. This model results in significant savings in the numerical modeling of CFT columns to take into account the effect of bond-slip. Finally, correlation studies between numerical results and experimental data are conducted to verifying the efficiency of the introduced numerical model.
Proceedings of the Earthquake Engineering Society of Korea Conference
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2006.03a
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pp.269-275
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2006
In the design of bridge piers in seismic area, the ductility requirement is one of the most important design criteria. In order to enhance the seismic performance of RC columns, it is necessary to make the ductility of columns larger by covering RC columns with steel tubes or confining RC columns by arranging transverse reinforcement such as hoop ties closely. Concrete encased composite columns can be utilized for bridge piers especially in seismic area. In this paper, finite element analyses are performed to study the nonlinear behavior of concrete encased composite columns with single core steel or multiple steel elements under static and quasi-static loads. The cross-sections of these specimens ate composed of concrete-encased H-shaped structural steel columns and a concrete-encased circular tube with partial in-filled concrete. Test parameters were the amount of the transverse reinforcement, encased steel member, and loading axis. Through the comparison between FE analyses and test results, adequate material models for confined concrete and unconfined concrete ate investigated. After getting the proper analysis models for composite columns, several parameters are considered to suggest design considerations on the details of composite piers.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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