• Earthquakes and Structures
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• 제16권1호
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• pp.97-107
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• 2019

The frame structures investigated in this paper is composed of Concrete encased columns with L-shaped steel section and steel beams. The seismic behavior of this structural system is studied through experimental and numerical studies. A 2-bay, 3-story and 1/3 scaled frame specimen is tested under constant axial loading and cyclic lateral loading applied on the column top. The load-displacement hysteretic loops, ductility, energy dissipation, stiffness and strength degradation are investigated. A typical failure mode is observed in the test, and the experimental results show that this type of framed structure exhibit a high strength with good ductility and energy dissipation capacity. Furthermore, finite element analysis software Perform-3D was conducted to simulate the behavior of the frame. The calculating results agreed with the test ones well. Further analysis is conducted to investigate the effects of parameters including concrete strength, column axial compressive force and steel ratio on the seismic performance indexes, such as the elastic stiffness, the maximum strength, the ductility coefficient, the strength and stiffness degradation, and the equivalent viscous damping ratio. It can be concluded that with the axial compression ratio increasing, the load carrying capacity and ductility decreased. The load carrying capacity and ductility increased when increasing the steel ratio. Increasing the concrete grade can improve the ultimate bearing capacity of the structure, but the ductility of structure decreases slightly.

• 대한건축학회논문집:구조계
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• 제35권5호
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• pp.117-124
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• 2019

Nonstructural elements are installed according to the function of a building, and refer to the elements other than a structural system that resists external loads. Although the nonstructural elements had the largest part of seismic loss of buildings, seismic design of buildings mainly focuses on structural system and the seismic design of nonstructural elements are rarely conducted. In this study, the seismic design provisions of nonstructural elements presented in Uniform Building Code (UBC) and International Building Code (IBC) were investigated in order to analyze the seismic design considerations of nonstructural elements presented in Korean Building Code (KBC). The results showed that the equivalent static load applied to seismic design of nonstructural elements was revised to take into consideration a total of five items such as effective ground acceleration, vertical amplification factor, response amplification factor, response modification factor, importance factor.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제22권2호
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• pp.129-137
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• 2010

본 연구에서는 횡력을 받는 구조물 거동에 대한 보-기둥 접합부의 영향을 확인하기 위하여 5층 철골구조물을 KBC2005 건축구조설계기준에 맞게 구조설계 하였으며 접합부를 완전 강접합부로 이상화한 경우와 반강접 접합부로 설계하였다. 철골 보 및 기둥의 모멘트-곡률관계는 화이버모델을 이용하여 확인하였으며 반강접 접합부의 모멘트-회전각 관계는 3-매개변수 파워모델을 이용하여 나타내었다. 구조물 거동에 대한 고차모드의 영향을 확인하기 위하여 KBC2005 등가정적 횡하중과 고차모드를 고려한 횡하중을 재하하였다. 5층 철골구조물은 개별 골조와 연결골조의 2차원 구조물로 이상화하였다. 횡하중을 받는 2차원 구조물에 대한 푸쉬오버 구조해석을 실시하여 지붕충변위-밑면전단력, 초과강도계수, 연성계수, 반응수정계수와 같은 설계계수, 접합부 요구연성도 그리고 소성힌지 분포 등을 확인하였다. 예제 구조물은 기준의 반응수정계수 보다 큰 값을 보였고 고차모드의 반응수정계수에 대한 영향은 거의 없었고 KBC2005 횡하중은 안전한 편에 속했다. TSD 접합부는 예제 구조물에서 경제성과 안전성을 확보할 수 있음을 확인할 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제29권7호
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• pp.57-74
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• 2013

본 연구에서는 단일 현장타설말뚝의 가상고정점 해석과 기둥과 말뚝을 3차원 전체 모델링한 해석을 비교 분석하여 가상고정점 해석의 적정성을 평가하였다. 또한, 가상고정점 해석을 보완하기 위하여 단일 현장타설말뚝의 기둥과 말뚝을 분리하여 등가 지반면 스프링 모델을 적용한 분리해석을 수행하였다. 이 때 지반조건, 하중, 말뚝직경 등의 주요 영향인자에 따라 그 거동을 분석하였다. 본 연구결과, 가상고정점을 고려한 해석에서의 침하량과 수평 변위는 전체 모델링한 해석과 비교하여 작게 발생했으나, 축력과 휨모멘트는 크게 나타났다. 따라서 가상고정점을 통한 해석법은 실제 구조물 거동과 다른 단부조건으로 단일 현장타설말뚝의 정확한 거동을 파악하기엔 무리가 있음을 알 수 있었다. 또한, 기둥과 말뚝을 단일부재로 모델링하는 일체해석과 기둥-말뚝의 상호작용을 고려한 분리해석의 결과에는 서로 차이가 없었으며, 이를 통해 기둥-말뚝의 상호작용을 고려한 분리해석은 가상고정점 해석에서 상하부 일체해석으로 넘어가는 중간단계의 비교적 정확하고 경제적인 설계법임을 알 수 있었다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제22권4호
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• pp.325-334
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• 2010

본 연구에서는 반강접 접합부 배치에 따른 구조물 거동특성을 파악하기 위하여 KBC2005 건축구조설계기준으로 비가새 5층 철골 구조물을 설계하여 모든 접합부를 완전 강접합부과 반강접 접합부로 이상화한 경우 그리고 반강접 접합부를 수직배치 및 수평배치한 경우에 대하여 푸쉬오버 구조해석을 실시하였다. 철골 보 및 기둥의 모멘트-곡률관계는 화이버모델을 이용하여 확인하였으며 반강접 접합부의 모멘트-회전각 관계는 3-매개변수 파워모델을 이용하여 나타내었다. KBC2005 등가정적횡하중을 받는 2차원 구조물에 대한 푸쉬오버 구조해석을 실시하여 지붕충변위, 밑면전단력, 접합부 요구연성도, 소성힌지 발생순서 그리고 초과강도계수, 연성계수, 반응수정계수와 같은 설계계수 등을 확인하였다. 반강접 접합부를 부분적으로 사용하면 모든 접합부에 반강접 접합부를 사용한 골조 보다 큰 강도 및 강성도를 확보 할 수 있었고 모든 접합부에 강접 접합부를 사용한 골조 보다 큰 연성능력을 확보할 수 있었다. 초과강도계수는 기준과 비슷하였지만 반응수정계수는 기준 보다 훨씬 큰 값을 보였다. TSD 접합부는 예제 구조물에서 경제성과 안전성을 확보할 수 있음을 확인할 수 있었다.

• Composites Research
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• 제16권4호
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• pp.66-73
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• 2003

충격 시나 충격 후 압축 할 때 구조용 복합재의 거동에 대한 중요성은 충격 손상과 충격후압축강도 예측에 대한 해석적 모델을 개발하기 위해 간과될 수 없을 것이다. 본 연구는 3mm두께의 $[45/-45/0/90_{3s}$ - IM7/8552린복합재판들을 이용하여 준정적횡하중시험, 저속충격시험, 충격후압축강도시험 및 구멍이 있는 시편의 압축강도시험 등을 수행한 후 이로 부터 발견된 결과들을 제시하였다 준정적횡하중과 충격하중시험에서 발생한 손상면적들이 서로 유사하며. 또한 5.4 J 부터 18.7 J 까지의 다양한 에너지준위들을 가진 낙하충격 시험 곡선들과 정적시험 곡선들도 서로 유사하다는 결론을 얻었으며. 이때 주어진 에너지 준위에서 정적과 충격시의 최대하중 값들이 잘 일치한다는 사실을 확인 하였다. 충격 후 압축시험에 의한 시편들의 파괴거동이 압축하중하의 구멍이 있는 적층판에서 관찰된 파괴거동과 매우 유사하과는 사실도 확인 되었다. 충격손상 후 잔류강도는 충격손상 등가구멍이 있는 경우의 시편에서 측정된 압축 강도와 잘 일치 하였다. 이와 같은 실험적 연구 결과들은 충격손상면적과 충격후압축강도의 예측에 대한 단순만 해석모델들이 이들 시험결과들로부터 관찰된 파괴기구를 기초로 하여 개발될 수 있음을 제시하고 있다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제15권1호
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• pp.1-10
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• 2003

철근 콘크리트 구조 벽체는 횡력에 대해 효과적으로 저항하고 변위를 제어할 수 있어 널리 이용되지만 지진 발생시 구조벽체가 붕괴에 이르지 않는다 하더라도 어느 정도의 손상은 예상해야 한다. 본 연구에서는 심하게 손상된 유효전단스팬비가 다른 철근 콘크리트 구조벽체의 단순 보수를 통해서 그 구조적 성능이 원래의 실험체에 비해 어느 정도 회복되는가를 평가하였다. 본 연구를 위하여 3개의 실험체 (전단스팬비 1, 2, 3)를 만들어 실험하였다. 실험은 원실험체를 점증 반복가력 재하로 심하게 손상시킨 후 실험체를 보수한 후 다시 재하하였다. 보수는 0.2mm이상의 균열부분의 콘크리트는 새 콘크리트로 교체하였고, 0.2mm이하의 균열은 단지 에폭시로 보수하였다. 또한 심하게 손상된 벽체 단부 부분의 철근은 같은 종류의 새 철근으로 교체되었다. 본 실험 연구를 통하여 단순보수를 통하여 벽체 강도는 회복 가능하나 변형능력은 회복이 되지 않는 것으로 나타났다.

• Earthquakes and Structures
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• 제18권2호
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• pp.215-222
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• 2020

In this paper, slit steel rubber bearing is presented as an innovative seismic isolator device. In this type of isolator, slit steel damper is an energy dissipation device. Its advantages in comparison with that of the lead rubber bearing are its simplicity in manufacturing process and replacement of its yielding parts. Also, slit steel rubber bearing has the same ability to dissipate energy with smaller value of displacement. Using finite element method in ABAQUS software, a parametric study is done on the performance of this bearing. Three different kinds of isolator with three different values of strut width, 9, 12 and 15 mm, three values of thickness, 4, 6 and 8 mm and two steel types with different yield stress are assessed. Effects of these parameters on the performance characteristics of slit steel rubber bearing are studied. It is shown that by decreasing the thickness and strut width and by selecting the material with lower yield stress, values of effective stiffness, energy dissipation capacity and lateral force in the isolator reduce but equivalent viscous damping is not affected significantly. Thus, by choosing appropriate values for thickness, strut width and slit steel damper yield stress, an isolator with the desired behavior can be achieved. Finally, the performance of an 8-storey frame with the proposed isolator is compared with the same frame equipped with LRB. Results show that SSRB is successful in base shear reduction of structure in a different way from LRB.

• Earthquakes and Structures
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• 제17권6호
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• pp.635-647
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• 2019

Tests and theoretical studies for seismic responses of a transmission tower-line system under coupled horizontal and tilt (CHT) ground motion were conducted. The method of obtaining the tilt component from seismic motion was based on comparisons from the Fourier spectrum of uncorrected seismic waves. The collected data were then applied in testing and theoretical analysis. Taking an actual transmission tower-line system as the prototype, shaking table tests of the scale model of a single transmission tower and towers-line systems under horizontal, tilt, and CHT ground motions were carried out. Dynamic equations under CHT ground motion were also derived. The additional P-∆ effect caused by tilt motion was considered as an equivalent horizontal lateral force, and it was added into the equations as the excitation. Test results were compared with the theoretical analysis and indicated some useful conclusions. First, the shaking table test results are consistent with the theoretical analysis from improved dynamic equations and proved its correctness. Second, the tilt component of ground motion has great influence on the seismic response of the transmission tower-line system, and the additional P-∆effect caused by the foundation tilt, not only increases the seismic response of the transmission tower-line system, but also leads to a remarkable asymmetric displacement effect. Third, for the tower-line system, transmission lines under ground motion weaken the horizontal displacement and acceleration responses of transmission towers. This weakening effect of transmission lines to the main structure, however, will be decreased with consideration of tilt component.

• Advances in concrete construction
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• 제8권3호
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• pp.173-185
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• 2019

This article presents a comparative study of the effect of steel layouts on the seismic behavior of transition steel-concrete composite connections, both experimental and analytical investigations of concrete filled steel tube-reinforced concrete (CFST-RC) and steel reinforecd concrete-reinforced concrete (SRC-RC) structures were conducted. The steel-concrete composite connections were subjected to combined constant axial load and lateral cyclic displacements. Tests were carried out on four full-scale connections extracted from a real project engineering with different levels of axial force. The effect of steel layouts on the mechanical behavior of the transition connections was evaluated by failure modes, hysteretic behavior, backbone curves, displacement ductility, energy dissipation capacity and stiffness degradation. Test results showed that different steel layouts led to significantly different failure modes. For CFST-RC transition specimens, the circular cracks of the concrete at the RC column base was followed by steel yielding at the bottom of the CFST column. While uncoordinated deformation could be observed between SRC and RC columns in SRC-RC transition specimens, the crushing and peeling damage of unconfined concrete at the SRC column base was more serious. The existences of I-shape steel and steel tube avoided the pinching phenomenon on the hysteresis curve, which was different from the hysteresis curve of the general reinforced concrete column. The hysteresis loops were spindle-shaped, indicating excellent seismic performance for these transition composite connections. The average values of equivalent viscous damping coefficients of the four specimens are 0.123, 0.186 and 0.304 corresponding to the yielding point, peak point and ultimate point, respectively. Those values demonstrate that the transition steel-concrete composite connections have great energy dissipating capacity. Based on the experimental research, a high-fidelity ABAQUS model was established to further study the influence of concrete strength, steel grade and longitudinal reinforcement ratio on the mechanical behavior of transition composite connections.