• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제24권5호
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• pp.111-118
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• 2020

본 연구에 사용된 U-형 복합보는 슬래브는 철근콘크리트구조로 되어 있고, 슬래브를 지지해 주는 보는 철골구조와 철근콘크리트구조, 그리고 U-형 강판으로 이루어져 있다. U-형 복합보는 시공성이 우수하고 낮은 층고와 장경간이 가능하기 때문에 공작물 주차장으로 사용하기 위한 목적으로 개발되었다. 시공성 향상을 위해 U-형 복합보 단부는 규격화된 H형강으로 계획하여 기둥에 직접 접합시키고, 강재 물량을 감소시키기 위해 U-형 복합보의 중간 부분에는 H형강 대신 얇은 강판(t=6)을 사용하여 U자형 형태로 접은 U-형 강판으로 구성되어 있다. U형 강판이 위치하는 복합보 중앙부에는 보의 춤을 작게 계획함으로서 공작물 주차장의 제한 높이에 만족하도록 계획할 수 있다. 낮은 보의 춤은 층고 단축에는 유리하지만 휨성능에는 저해 요인이 되기 때문에 춤 변화에 따른 구조성능을 파악하는 것이 중요하다. 또한, U-형 복합보는 철골구조와 철근콘크리트구조 및 U-형 강판이 혼합되어 있기 때문에 일체성 확보가 구조성능을 확보하는데 큰 영향을 준다. 따라서 본 연구에서는 U-형 복합보의 춤을 변화에 따른 구조성능을 파악하기 위한 구조실험을 실시하였다. 실험체는 일반주차장용으로 계획된 실험체를 기준실험체로 하여 춤을 변화시킨 2개의 실험체를 포함하여 총 3개를 계획하였다. 실험결과 춤을 크게 계획한 실험체가 기준실험체보다 항복강도, 최대강도, 에너지 등 구조성능이 우수하게 나타났다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제22권6호
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• pp.533-541
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• 2010

H형강 보는 기둥 사이에 설치되어 건물의 각 층 바닥인 슬래브를 지지하기 위해 널리 사용되고 있다. 그러나, H형강 보의 경우 접합부가 고정단이면서 등분포하중 작용시 양 단부에 발생하는 휨 모멘트는 중앙부에 발생하는 모멘트에 비해 약 2배가량 크다. 보는 최대 모멘트에 의해 설계가 이루어지기 때문에 보 춤이 커지게 되고, 이로 인하여 각 층의 가용 공간이 줄어드는 문제점이 있다. 이를 개선하기 위해, 최대 휨 모멘트가 발생하는 H형강 보 양 단부만을 별도로 보강하면, 보 중앙부에서 발생하는 휨 모멘트로 보를 설계할 수 있다. 따라서, 단부 보강한 철골보(Eco-girder)의 구조적 성능을 분석하기 위해, 단부 보강 강판의 용도, 철근 보강, 하중전달방법 등을 변수로 하여 4개의 실험체를 제작하여 구조성능실험을 수행하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제56권1호
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• pp.67-83
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• 2015

The load transfer mechanism and load-bearing capacity of cast steel joints for H-shaped beam to square tube column connection are studied based on the deformation compatibility theory. Then the monotonic tensile experiments are conducted for 12 specimens about the cast steel joints for H-shaped beam to square tube column connection. The findings are that the tensile bearing capacity of the cast steel joints for beam-column connection depends on the ring of cast steel stiffener. The tensile fracture happens at the ring of the cast steel stiffener when the joint fails. The thickness of square tube column has little influence on the bearing capacity of the joint. The square tube column buckles while the joint without concrete filled, but the strength failure happens for the joint with concrete filled column. And the length of welding connection between square tube column and cast steel stiffener has little influence on the load-bearing capacity of the cast steel joint. Finally it is shown that the load-bearing capacity of the joints for H-shaped beam to concrete filled square tube column connection is larger than that of the joints for H-shaped beam to square tube column connection by 10% to 15%.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제16권2호통권69호
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• pp.267-274
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• 2004

본 실험의 목적은 H형강보에 작용하는 매달림 하중 중 연직하중인 인장하중을 그 대상으로 구조설계시 적용되는 설계하중에 대하여 인장하중이 스터드 커넥터를 통하여 슬래브에 전달되는 하중전달 경로와 그 성능을 파악하는데 있다. 이를 위하여 스터드 커넥터의 기초실험을 실시하고 2개의 실대형 시험체를 제작하여 인장하중에 대한 전달성능을 파악하였다. 실험의 변수로는 H형강보의 크기가 적용되었다. 인장하중 가력실험결과 현행 강구조계산기준을 따라 설계하면 스터드 커넥터에 의한 H형강보의 인장하중의 전달성능은 설계하중을 만족하고 있음을 확인하였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제43권3호
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• pp.311-325
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• 2022

For multi-story structural systems, Korean steel industry has fostered development of a steel-concrete composite beam. Configuration of the composite beam is characterized by steel angle shear connectors welded to a U-shaped cold formed-steel beam. Effects of shear connector orientation and spacing were studied to evaluate current application of the angle shear connector design equation in AC495. For the study, interfacial shear resistance behavior was investigated by conducting 24 push-out tests and attuned using unreinforced push-out specimens. Interfacial shear to horizontal slip response was reported along with corresponding failure patterns. Pure shear connector strength was also evaluated by excluding concrete shear contribution, which was estimated in relation to steel beam-slab interface separation or interfacial crack width.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제14권1호
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• pp.121-130
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• 2002

This paper presents the tensile behavior of a Concrete-Filled Square Steel Tubular (CFT) column to H-beam welded connections. These connections were externally reinforced with T-shaped stiffeners at the junction of CFT column and beam. The tensile loading tests of eighteen tee-joint connections and finite element analysis using ANSYS were carried out. The main parameters of tests are as follows: 1) the thickness of Square Steel Tubular Column : 6 mm, 9 mm, 2) the strength ratios of tensile strength of horizontal stiffeners to tensile strength of beam flange : 70 %, 100 %, 150 %, 3) the strength ratios of shear strength of vertical stiffeners to tensile strength of beam flange : 80 %, 115 %, 160 %. The results of the tests demonstrate that overall behavior and failure modes of all the specimens are governed mainly by the horizontal stiffeners rather than the vertical stiffeners, and the vertical stiffener played only a role in transferring load introduced from beam to column.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제15권6호통권67호
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• pp.639-648
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• 2003

연구의 목적은 H형강보에 작용하는 매달림 하중 중 면내 및 면외 모멘트를 그 대상으로 구조설계시 적용되는 설계하중에 대하여 면내 및 면외 모멘트가 스터드 커넥터를 통하여 슬래브를 전달되는 하중전달 경로와 그 성능을 파악하는데 있다. 이를 위하여 면내 및 면외 모멘트를 받는 경우에 대하여 각각 2개의 실험체를 대상으로 가력실험 및 수치해석을 수행하였다. 실험의 변수로는 H형강보의 크기가 적용되었다. 면내 및 면의 모멘트 가력실험결과 현행 강구조계산기준을 따라 설계하면 스터드 커넥터에 의한 H형강보의 모멘트 전달성능을 설계하중을 만족하고 있음을 확인하였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제47권3호
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• pp.375-382
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• 2023

The H-shaped steel beam is popular due to its ease of manufacturing and connection to the column. This profile, which is used as a shallow beam, needs the high weak-axis bending stiffness and torsional stiffness to meet the overall stability. Achieving the local beam flange stability, bearing capacity, bending stiffness, and torsional requirements need a great thickness and width of the beam flange, which causes, which will cause more uneconomical structural design. So, the box-section beam is the ideal alternative. However, the current design specifications do not have design rules for the bolt-and-welded connection of the box-section beam and box-section column. The paper proposes a novel bolt-and-welded connection of the box-section beams and box-section columns based on a high-rise structural design scheme. Three connection models, BASE, WBF, and RBS, are analyzed under cyclic loading in ABAQUS software. The failure modes, hysteresis response, bearing capacity, ductility, plastic rotation angle, energy dissipation, and stiffness degradation of all models are determined and compared. Compared with the other two models, the model WBF exhibited excellent seismic performance, ductility, and plastic rotation ability. Finally, model WBF was chosen as the connection scheme used in the project design.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제4권3호
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• pp.145-152
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• 2000

In simply supported composite beams, the neutral axis of the composite cross section is usually located near the top flange of the steel H-shape, so that the top flange does not impart much strength to the member. This suggests that omitting the top flange entirely could be a means to lower the cost of the beam without greatly reducing the strength. However, It is not easy for inverted T-shaped composite beam to construct and to apply continuous beam which has negative bending moment. As a result, it would get more workability and decrease capability of lateral buckling and local buckling, if the bottom flange of inverted T-shaped steel used as a form. Therefore. the objectives of this study are to investigate strength and behaviors of inverted T-shaped composite beam which web is encased by concrete and to grasp bending capacity and efficiency of composite by comparing and analyzing in test piece.

• Steel and Composite Structures
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• 제26권4호
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• pp.439-452
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• 2018

This paper presents experimental and numerical study on buckling behaviors and hysteretic performance of Class 1 H-shaped steel beam subjected to cyclic pure bending within the scope of ultra-low cycle fatigue (ULCF). A loading device was designed to achieve the pure bending loading condition and 4 H-shaped specimens with a small width-to-thickness ratio were tested under 4 different loading histories. The emphasis of this work is on the impacts induced by local buckling and subsequent ductile fracture. The experimental and numerical results indicate that the specimen failure is mainly induced by elasto-plastic local buckling, and is closely correlated with the plastic straining history. Compared with monotonic loading, the elasto-plastic local buckling can occur at a much smaller displacement amplitude due to a number of preceding plastic reversals with relative small strain amplitudes, which is mainly correlated with decreasing tangent modulus of the material under cyclic straining. Ductile fracture is found to be a secondary factor leading to deterioration of the load-carrying capacity. In addition, a new ULCF life evaluation method is proposed for the specimens using the concept of energy decomposition, where the cumulative plastic energy is classified into two categories as isotropic hardening and kinematic hardening correlated. A linear correlation between the two energies is found and formulated, which compares well with the experimental results.