• 한국강구조학회 논문집
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• 제18권3호
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• pp.339-347
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• 2006

2거더 철도교량의 사용성, 특히 부모멘트 영역의 휨강성을 증대시키기 위해서 이중합성단면이 제안되었다. 이 논문에서는 제안된 이중합성구조를 갖는 5m-5m의 연속 2거더 교량 모델에 대한 실험적 연구를 수행하였다. 교량 모델에 대한 실험적 연구를 통해서 유효폭,전단연결부, 이중합성단면의 극한강도에 대한 설계 고려사항을 연구하였다. 하부 콘크리트 바다판의 전단열결부는 완전합성 거동을 나타내어 제안된 경험식의 타당성을 검증하였다. 이중합성단면의 휨거동을 통해서 하부 콘크리트 슬래브의 유효폭은 압축을 받는 콘크리트 슬래브의 유효폭으로 계산될 수 있다. 교량모델의 극한 휨 강도 평가에서 이중합성단면의 완전소성해석이 타당함을 밝혔다. 실험결 과에 근거한 설계사항들이 제안되었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권4호
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• pp.1993-1999
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• 2013

강합성 구조는 교량의 상하부 구조, 풍력 타워, 건축물의 기둥 등의 많은 분야에서 연구되어지고 있다. 강합성 구조의 가장 큰 특징은 강재와 콘크리트를 합성시킴으로서 두 요소의 단점을 극복하여 더욱 우수한 성능을 발휘하게 한다. 강합성 구조에서 강재와 콘크리트가 합성거동을 하지 않을 경우에 성능의 향상을 기대하기 어렵기 때문에 반드시 합성구조화 시켜야 한다. 교량의 상부구조에서는 강합성 보를 합성 거동시키기 위하여 다양한 방법의 합성방법을 제시하였으나 내부 구속 중공 RC 기둥이나 내부 구속 중공 CFT 기둥과 같은 새롭게 제안된 강합성 부재의 경우에는 거의 연구가 되지 않은 실정이다. 이러한 강합성 부재는 내 외부와 콘크리트가 합성되지 않을 경우, 두 재료간 슬립이 발생하여 설계 성능보다 성능이 감소할 가능성이 매우 크기 때문에 반드시 콘크리트와 강재가 일체 거동을 할 수 있도록 합성 방법을 제시하여 주어야 한다. 본 연구에서는 전단 연결재를 위의 기둥들에 적용하는 방안을 마련하기 위하여 전단 연결재의 실험적 거동 특성을 분석을 통해 추후에 전단 연결재 설계법 제시를 위한 기초 자료를 구축하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제16권5호통권72호
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• pp.575-586
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• 2004

본 논문은 새롭게 개발된 춤이 깊은 데크 플레이트(이하 Deep Deck) 및 비대칭 H형강 하부플랜지에 플레이트를 용접한 비대칭 철골보로 구성된 매립형(슬림플로어) 합성보의 웨브면에 개구부를 가진 유공 합성보의 휨성능에 관한 실험적 연구이다. 실험은 철골보 춤(250mm, 300mm), 개구부의 위치 및 가력조건에 따라 5개의 유공 합성보에 대한 단순지지 휨실험 수행하였다. 실험결과, 매립형 유공합성보는 전단연결재를 사용하지 않고도 콘크리트의 면내 부착력에 의해 충분한 합성작용을 하는 것으로 나타났고, 개구부 주변이 콘크리트에 의해 구속되어 개구부의 보강없이 충분한 구조적 성능을 발휘할 수 있음을 확인하였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제37권1호
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• pp.15-26
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• 2020

The top-and-seat angles with double web angles are commonly used in the design of beam-to-column joints in Asian and North American countries. The seismic behavior analysis of these joints with large cross-section size of beam and column (often connected by four or more bolts) is a challenge due to the effects from the relatively larger size of stiffened angles and the composite action from the adjacent concrete slab. This paper presents an experimental investigation on the seismic performance of exterior composite beam-to-column joints with stiffened angles under cyclic loading. Four full-scale composite joints with different configuration (only one specimen contain top angle in concrete slab) were designed and tested. The joint specimens were designed by considering the effects of top angles, longitudinal reinforcement bars and arrangement of bolts. The behavior of the joints was carefully investigated, in terms of the failure modes, slippage, backbone curves, strength degradation, and energy dissipation abilities. It was found that the slippage between top-and-seat angles and beam flange, web angle and beam web led to a notable pinching effect, in addition, the ability of the energy dissipation was significantly reduced. The effect of anchored beams on the behavior of the joints was limited due to premature failure in concrete, the concrete slab that closes to the column flange and upper flange of beam plays an significant role when the joint subjected to the sagging moment. It is demonstrated that the ductility of the joints was significantly improved by the staggered bolts and welded longitudinal reinforcement bars.

• Steel and Composite Structures
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• 제7권1호
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• pp.1-18
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• 2007

Additional cutouts in the floorbeam webs of orthotropic plated bridge decks relieve the highly stressed lower flange of the ribs passing through these floorbeam webs from possible fatigue damage. Conversely, the floorbeam webs themselves suffer from high stress concentrations, especially along the free edges of the additional cutouts. These stresses result from a combination of direct introduction of vertical traffic loads in the weakened web and from the truss action of the floorbeam. The latter differs from a simple beam action due to the presence of the openings and corresponds more to the behaviour of a Vierendeel truss. Close assessment of the appearing stresses, highly relevant for fatigue resistance, requires the use of elaborate finite element modelling. However, a full finite element analysis merely provides the results of total stresses, leaving the researcher or designer the difficult task of finding the origin of these stress components. This paper presents a calculation method for cutout stresses based on a combination of a framework analysis and a two dimensional finite element analysis of much smaller parts of the floorbeam. This method provides more insight in the origin of the stress components, as well as it simplifies any comparison of different additional cutout geometries, independent of the floorbeam topology.

• Steel and Composite Structures
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• 제1권2호
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• pp.187-200
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• 2001

Most of the portal frames are designed these days by the application of plastic analysis, with the normal assumption being made that the column bases are pinned. However, the couple produced by the compression action of the inner column flange and the tension in the holding down bolts will inevitably generate some moment resistance and rotational stiffness. Full-scale portal frame tests conducted during a previous research program had suggested that this moment can be as much as 20% of the moment of resistance of the column. The size of this moment of resistance is particularly important for the design of the tensile capacity of the holding down bolts and also the bearing resistance of the foundation. The present research program is aiming at defining this moment of resistance in simple design terms so that it could be included in the design of the frame. The investigation also included the study of the semi-rigid behaviour of the column base/foundation, which, to a certain extent, affects the overall loading capacity and stiffness of the portal frames. A series of column bases with various details were tested and were used to calibrate a finite element model which is able to simulate the action of the holding down bolts, the effect of the concrete foundation and the deformation of the base plate.

• Steel and Composite Structures
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• 제32권4호
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• pp.443-454
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• 2019

With the aim to put forward the analytical model for calculating the shear capacity of precast steel reinforced concrete (PSRC) beams, a static test on two full-scale PSRC specimens was conducted under four-point loading, and the failure modes and strain developments of the specimens were critically investigated. Based on the test results, a modified truss-arch model was proposed to analyze the shear mechanisms of PSRC and cast-in-place SRC beams. In the proposed model, the overall shear capacity of PSRC and cast-in-place SRC beams can be obtained by combining the shear capacity of encased steel shape with web concrete determined by modified Nakamura and Narita model and the shear capacity of reinforced concrete part determined by compatible truss-arch model which can consider both the contributions of concrete and stirrups to shear capacity in the truss action as well as the contribution of arch action through compatibility of deformation. Finally, the proposed model is compared with other models from JGJ 138 and AISC 360 using the available SRC beam test data consisting of 75 shear-critical PSRC and SRC beams. The results indicate that the proposed model can improve the accuracy of shear capacity predictions for shear-critical PSRC and cast-in-place SRC beams, and relatively conservative results can be obtained by the models from JGJ 138 and AISC 360.

• 한국지반공학회논문집
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• 제19권6호
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• pp.227-243
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• 2003

강관말뚝의 속채움 콘크리트 B방법에서 미끌림방지턱의 구조적인 특성을 알아보기 위하여, 강관말뚝머리의 내부에 미끌림방지턱을 설치하지 않은 시험체와 2단의 곡률 강편 미끌림방지턱을 강관말뚝내부에 용접한 시험체(시방서 방법), 그리고 미끌림방지턱을 다수의 곡률 강편과 고장력볼트로 체결한 시험체(개발형 방법)에 대하여 실물크기 인발 및 압발 실험을 수행하였다. 그 결과, 미끌림방지턱이 없는 시험체는 최대인발하중 15.6tonf에서, 최대압발하중 27.57tonf에서 콘크리트의 화학적 부착파괴가 발생하였다. 그리고 미끌림방지턱이 있는 시방서 방법과 개발형 방법의 시험체는 없는 시험체보다 최대인발하중의 약 8.9배와 최대압발하중의 6.2배 크게 나타났다. 또한 시방서 방법과 개발형 방법의 하단 미끌림방지턱에 대한 하중분담비율은 거의 동일한 거동을 보인 반면에, 상단 미끌림방지턱은 시방서방법보다 개발형 방법의 하중분담비율이 크게 기여하였다. 그리고 시방서 방법과 개발형 방법의 미끌림방지턱 형상에 의한 합성작용과 구조성능은 거의 동일하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제78권3호
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• pp.231-253
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• 2021

Pure bending loading conditions are not frequently occurred in practical engineering, but the flexural researches are important since it's the basis of mechanical property researches under complex loading. Hence, the objective of this paper is to investigate the flexural behavior of concrete-filled rectangular steel tube (CFRT) through combined experimental and numerical studies. Flexural tests were conducted to investigate the mechanical performance of CFRT under bending. The load vs. deflection curves during the loading process was analyzed in detail. All the specimens behaved in a very ductile manner. Besides, based on the experimental result, the composite action between the steel tube and core concrete was studies and examined. Furthermore, the feasibility and accuracy of the numerical method was verified by comparing the computed results with experimental observations. The full curves analysis on the moment vs. curvature curves was further conducted, where the development of the stress and strain redistribution in the steel tube and core concrete was clarified comprehensively. It should be noted that there existed bond slip between the core concrete and steel tube during the loading process. And then, an extensive parametric study, including the steel strength, concrete strength, steel ratio and aspect ratio, was performed. Finally, design formula to calculate the ultimate moment and flexural stiffness of CFRTs were presented. The predicted results showed satisfactory agreement with the experimental and FE results. Additionally, the difference between the experimental/FE and predicted results using the related design codes were illustrated.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제10권4호통권37호
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• pp.759-767
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• 1998

프리캐스트 콘크리트 바닥판을 갖는 교량은 각각의 프리캐스트 바닥판에 전단연결재를 위한 흠을 두어서 강주형과 합성시키는 시스템을 갖는다. 전단연결재를 위한 홈을 무수축모르터로 채울 경우의 전단연결재 설계에 필요한 전단연결부의 강도와 강성의 산정식에 대한 해석적 검토를 수행한다. 허용응력 설계법을 프리캐스트 콘크리트 교량 바닥판에 적용할 경우에 대해 전단연결재의 배치방법을 단순교에 대해 신설과 보수의 경우로 나누어 교량 시스템에 적합하도록 제시하고 지점부 프리캐스트 바닥판의 상세를 제안한다. 강도설계 및 피로설계에 의한 설계방법을 적용할 경우에 대해서 부분합성 이론을 이용한 변수연구를 통해서 프리캐스트 콘크리트 바닥판 교량에 적합한 전단연결재의 배치방법을 제안한다. 실험 및 해석적 연구결과로부터 무수축모르터의 강도 영향을 제시하고 실제 적용시 적절한 강도기준을 제시한다.