• Smart Structures and Systems
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• 제26권1호
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• pp.103-115
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• 2020

The cold-formed steel storage racks are extensively employed in various industries applications such as storing products in reliable places and storehouses before distribution to the market. Racking systems lose their stability under lateral loads, such as seismic actions due to the slenderness of elements and low ductility. This justifies a need for more investigation on methods to improve their behavior and increase their capacity to survive medium to severe loads. A standardized connection could be obtained through investigation on the moment resistance, value of original rotational stiffness, ductility, and failure mode of the connection. A total of six monotonic tests were carried out to determine the behavior of the connection of straight 2.0 mm, and 2.6 mm thickness connects to 5 lug end connectors. Then, the obtained results are benched mark as the original data. Furthermore, an extreme learning machine (ELM) technique has been employed to verify and predict both moment and rotation results. Out of 4 connections, increase the ultimate moment resistance of connection by 13% and 18% for 2.0 mm and 2.6 mm upright connection, respectively.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제28권4호
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• pp.231-242
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• 2016

대형기둥의 제작성과 시공성을 고려한 철근콘크리트기둥-강재보 접합부의 상세를 제안하였으며, 이를 적용한 접합부의 내진성능을 연구하였다. 접합부의 보강을 위하여, 교차보, 스터드, U형 타이 등의 상세를 고려하였다. 내진성능의 평가를 위해, 2/3 스케일의 대형내부접합부에 대하여 반복가력실험을 수행하였다. 실험체들은 층간변위비 4.0%를 넘는 우수한 변형능력을 발휘하였으며, 보의 항복과 접합부의 항복이 동시에 발생하였다. 최종적으로는, 접합부의 전단파괴로 하중이 감소하였다. 실험강도는 기존 설계모델과 비교되었다.

• 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.

• Steel and Composite Structures
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• 제34권6호
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• pp.891-907
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• 2020

Many studies reveal that during destructive earthquakes, most of the structures enter the inelastic phase. The amount of hysteretic energy in a structure is considered as an important criterion in structure design and an important indicator for the degree of its damage or vulnerability. The hysteretic energy value wasted after the structure yields is the most important component of the energy equation that affects the structures system damage thereof. Controlling this value of energy leads to controlling the structure behavior. Here, for the first time, the hysteretic behavior and energy dissipation capacity are assessed at presence of elliptical braced resisting frames (ELBRFs), through an experimental study and numerical analysis of FEM. The ELBRFs are of lateral load systems, when located in the middle bay of the frame and connected properly to the beams and columns, in addition to improving the structural behavior, do not have the problem of architectural space in the bracing systems. The energy dissipation capacity is assessed in four frames of small single-story single-bay ELBRFs at ½ scale with different accessories, and compared with SMRF and X-bracing systems. The frames are analyzed through a nonlinear FEM and a quasi-static cyclic loading. The performance features here consist of hysteresis behavior, plasticity factor, energy dissipation, resistance and stiffness variation, shear strength and Von-Mises stress distribution. The test results indicate that the good behavior of the elliptical bracing resisting frame improves strength, stiffness, ductility and dissipated energy capacity in a significant manner.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제18권3호
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• pp.1-9
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• 2014

본 연구에서는 기존 강재브레이스 내진보강법이 가지는 좌굴문제 등 단점을 극복할 수 있는 중 저층 철근콘크리트 건축물에 효과적으로 적용할 수 있는 새로운 내진보강법을 개발하였다. Carbon Fiber Composite Cable (CFCC)을 이용하여 건축물 골조 외부에 X자 형태로 내진보강을 실시하고, 상부 및 하부 보 양 단부에 CFCC X-브레이싱을 고정하기 위해서 평판 및 돌출형 나사식 접합으로 내진보강을 실시하는 내진보강법으로서, 반복하중 실험을 통하여 내진보강 효과를 규명하였다. 실험체는 비교용 비보강 골조, 평판형 및 돌출형 CFCC X-브레이싱 내진보강 골조 실험체 총 3개를 제작하였다. 실험결과, 본 연구에서 개발한 CFCC 내진보강법은 강도증진형 내진보강법으로 드러났으며, 기존 강재브레이스 보강법 대비 중량증가가 거의 없으며, 재료자체가 압축에 대한 좌굴이 없으며, 경량이므로 시공성이 매우 우수하고 중량 및 체적대비 우수한 강도가 발휘될 뿐만 아니라 특히, CFCC의 직경을 변경함으로서 내진보강 목적 (강도 보강량)에 대응하여 내진성능을 쉽게 변화시킬 수 있는 장점이 있다.

• Steel and Composite Structures
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• 제37권2호
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• pp.175-191
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• 2020

In this article, for the first time, the seismic behavior of elliptic-braced moment resisting frame (ELBRF) is assessed through a laboratory program and numerical analyses of FEM specifically focused on the development of global- and local-type failure mechanisms. The ELBRF as a new lateral braced system, when installed in the middle bay of the frames in the facade of a building, not only causes no problem to the opening space of the facade, but also improves the structural behavior. Quantitative and qualitative investigations were pursued to find out how elliptic braces would affect the failure mechanism of ELBRF structures exposed to seismic action as a nonlinear process. To this aim, an experimental test of a ½ scale single-story single-bay ELBRF specimen under cyclic quasi-static loading was run and the results were compared with those for X-bracing, knee-bracing, K-bracing, and diamond-bracing systems in a story base model. Nonlinear FEM analyses were carried out to evaluate failure mechanism, yield order of components, distribution of plasticity, degradation of structural nonlinear stiffness, distribution of internal forces, and energy dissipation capacity. The test results indicated that the yield of elliptic braces would delay the failure mode of adjacent elliptic columns and thus, help tolerate a significant nonlinear deformation to the point of ultimate failure. Symmetrical behavior, high energy absorption, appropriate stiffness, and high ductility in comparison with the conventional systems are some of the advantages of the proposed system.

• 콘크리트학회지
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• 제8권6호
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• pp.183-193
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• 1996

내진상세를 가진 2경간 2층 모멘트 저항 철근콘크리트 평면구조물을 설계하고 상사법칙에 근거하여 1/2.5 크기의 구조물과 1/10 축소모델을 제작하였다. 다음, 이 구조물에 변위 조절하에서 반복횡하중 실험을 실시하였다. 이들 실험결과에 근거하여 강도, 강성, 에너지 소산능력, 파괴모드, 국부변형등과 같은 구조적 거동 특성을 상사성의 관점에서 비교하였다. 이 결과를 근거로 하여 다음과 같은 결론을 얻었다. ; (1)1/10 축소모델에서의 강도는 1/2.5구조물의 강도와 매우 유사하였다. (2)1/10축소모델의 초기 강성은 대략 1/2.5구조물의 초기 강성의 2/3 정도로 나타났다. (3)1/10축소모델은 1/2.5 구조물 보다 더 작은 에너지 소산능력을 나타내었다. (4) 1/2.5구조물과 1/10축소모델의 비탄성 붕괴 메카니즘이 약간의 차이를 나타내고 있다.

• Steel and Composite Structures
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• 제41권5호
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• pp.681-695
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• 2021

Many existing transmission or communication towers designed several decades ago have undergone nonreversible performance degradation, making it hardly meet the additional requirements from upgrades in wind load design codes and extra services of electricity and communication. Therefore, a new-type non-destructive reinforcement method was proposed to reduce the on-site operation of drilling and welding for improving the quality and efficiency of reinforcement. Six built-up steel angle members were tested under compression to examine the reinforcement performance. Subsequently, the cyclic loading test was conducted on a pair of steel angle tower sub-structures to investigate the reinforcement effect, and a simplified prediction method was finally established for calculating the buckling bearing capacity of those new-type retrofitted built-up steel angles. The results indicates that: no apparent difference exists in the initial stiffness for the built-up specimens compared to the unreinforced steel angles; retrofitting the steel angles by single-bolt clamps can guarantee a relatively reasonable reinforcement effect and is suggested for the reduced additional weight and higher construction efficiency; for the substructure test, the latticed substructure retrofitted by the proposed reinforcement method significantly improves the lateral stiffness, the non-deformability and energy dissipation capacity; moreover, an apparent pinching behavior exists in the hysteretic loops, and there is no obvious yield plateau in the skeleton curves; finally, the accuracy validation result indicates that the proposed theoretical model achieves a reasonable agreement with the test results. Accordingly, this study can provide valuable references for the design and application of the non-destructive upgrading project of steel angle towers.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제28권6호
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• pp.467-476
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• 2016

모듈러 건축물에서 모듈러 유닛 사이의 접합은 연결 강판을 이용하여 볼트 접합하는 것이 일반적이다. 건축물의 강도는 가장 약한 부분에 의해 결정되며, 접합부는 부재보다 약한 부분이 될 가능성이 있다. 따라서 모듈러 건축물의 안전성을 확인하기 위해 모듈 내부 기둥-보 접합부의 구조성능뿐 아니라 모듈러 유닛과 유닛 접합부의 구조성능도 평가되어야 한다. 이 연구에서는 각형강관 기둥과 ㄷ형강보가 사용된 모듈이 일자형 접합철물과 십자형 접합철물로 연결된 접합부의 거동을 KBC2009 0722.2.4에 따라 모듈의 폭 방향과 길이 방향에 대해 층간 변위각으로 반복 가력을 제어하는 실험을 통해 조사하였다. 실험결과 모든 실험체는 0.04rad 변위각까지 비교적 안적정인 거동을 보였고, 길이 방향 실험체의 결과가 에너지 흡수능력 면에서 좋은 거동을 보였다. 그러나 일자형 연결 강판이 십자형 연결 강판에 비해 변위각이 커질수록 강성이 저하하고, 기둥의 실제 변위각이 늘어나는 결과를 보였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제26권3호
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• pp.103-110
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• 2022

본 연구의 목표는 수직분할된 철근콘크리트 전단벽의 철근상세에 따른 강성 및 강도 저감에 대해 실험적으로 평가하는 것이다. 본 연구에서는 수직분할에 따른 강도 및 강성 저감효과를 확인하기 위해 실 스케일 실험체 4개를 제작하여 반복 횡가력 실험을 수행하였다. 실험결과, 수직분할에 따라 강도 및 강성이 감소되는 것을 확인하였다. 특히 강도 저하율보다 강성 저하율이 큼에 따라 수직분할에 따른 하중 재분배 시 극한강도에 대한 안전성을 확보할 수 있을 것으로 기대된다. 균열양상을 확인한 결과, 분할된 벽체 중 압축지배를 받는 벽체에서 사인장 균열이 발생하였기 때문에 강도 평가 시 휨 강도 뿐만 아니라 전단저항 메커니즘을 같이 고려해야 한다. 벽체 단면 수직철근의 변형률 분포 분석 결과, 분할 후 두 개의 중립축이 발생하며 상부에서는 반전된 변형률 분포가 나타나 이중 곡률을 갖는 벽체의 양상을 보였다. 추후 연구에서는 벽체의 유효높이를 고려한 강성 저감률 평가가 필요하며 추가로 벽체 형상비 등 추가 변수에 대한 평가 및 유한요소해석을 이용한 다양한 벽체에 대한 해석적 연구가 필요하다.