• KIEAE Journal
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• 제10권6호
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• pp.159-165
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• 2010

The composite frame system suggested in this paper consists of steel reinforced concrete beam encased with structural tee and precast concrete column. This system has advantages such as reduction of materials, CO2 emissions and waste. To commercialize the new composite frame system, it is necessary to develop connections that can effectively connect each member. Therefore, a hybrid connection that has steel type connection and reinforced concrete together is utilized to connect easily at the composite frame system. To evaluate the structural performance of the composite frame system, an experimental investigation is presented. In this study, the flexural moment capacity of the composite frame was determined using the strain compatibility approach. The strain compatibility approach can be used to predict the flexural moment capacity at each limit state. As a result, all elements of the beam to column connection are represented to fully interact between each other. The specimens show errors of -1.9% in the yield limit state and 0.9% at the maximum load limit state. Also, testing shows that beam to column connections have characteristics of semi-rigid connection as per Eurocode 3.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 1998년도 가을 학술발표논문집(II)
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• pp.597-602
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• 1998

The composite systems, consisting of R/C Columns-Steel Beams, are reasonable structures because of their constructional and economical advantages, workability and so on. But, it is difficult to apply the composite systems to actual design due to material dissimilarity and complicate stress flow in the connection. This study aims to propose the hybrid beam-column connection system with structural tee and through experimental research make clear the shear and moment resistance capacity and stress transfer mechanism.

• Coupled systems mechanics
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• 제9권5호
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• pp.473-498
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• 2020

This paper presents a careful theoretical investigation into interfacial stresses in reinforced concrete foundation beam repairing with composite plate. The essential issue in the analysis of reinforced structures with composite materials is to understand the individual behaviour of each material and its interaction with the remaining ones. The present model is based on equilibrium and deformations compatibility requirements in and all parts of the repaired RC foundation beam, i.e., the reinforced concrete foundation beam, the composite plate and the adhesive layer. The theoretical predictions are compared with other existing solutions, By comparisons between the existing solutions and the present new solution enable a clear appreciation of the effects of various parameters such as the geometric characteristics and mechanical properties of the components of the repaired beam, as well as the geotechnical stresses of the soil are considered. This research is helpful for the understanding on mechanical behaviour of the interface and design of the composite-concrete hybrid structures.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제28권5호
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• pp.345-354
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• 2016

최근 합성 보-기둥 접합부를 위한 복합모멘트접합(hybrid moment connection)상세가 개발되었다. 기둥으로 팔각형태의 콘크리트 충전강관이 사용되었고, 보에는 U단면 콘크리트 충전강관이 사용되었다. 보-기둥 모멘트접합을 위해 보 강관은 기둥 강판에 직접 용접되었다. 하지만 보 하부 플랜지는 응력집중을 피하기 위하여 기둥 강판에 용접되지 않았고, 대신 보 플랜지의 인장력을 전달하기 위해 기둥 관통철근이 사용되었다. 기존 외다이어프램 보강상세 및 복합모멘트접합 상세를 갖는 총 4개의 실험체를 제작하고, 반복하중실험을 수행하였다. 실험결과 복합모멘트접합 상세는 보 플랜지의 인장력이 기둥 내부로 효과적으로 전달되었다. 또한, 하중재하능력 및 변형능력이 기존 외다이어프램 상세와 거의 동일한 수준으로 나타났다. 하지만, 최종 접합부 파괴모드는 복합모멘트접합 상세에 따라 영향을 받았다.

• International Journal of Concrete Structures and Materials
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• 제18권3E호
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• pp.199-205
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• 2006

The composite frame system with reinforced concrete column and steel beam can be improved in its structural efficiency by complementing the shortcomings of the two systems. The system, however, has many inherent problems in practical design and construction process due to the dissimilarities of the materials. Considering these circumstance, this research aims for the development of a composite structural system which connects the steel beams to the R/C columns with higher structural safety and economy. Basically, the proposed connection system is composed of four split tees, structural angles reinforced by a stiffener, high strength steel rods, connecting plates and shear plates. Structural tests have been carried out to investigate the moment transfer mechanism 1Tom the beam flange to steel rods or connecting plates through the structural angle reinforced by a stiffener. The four prototype specimens have been tested until the flange of the beam reached a plastic state. The test results indicated that no distinct material dissimilarities between concrete and steel have been detected for the proposed hybrid beam-column connection system and that the stress transfer through the structural angle between the beam flange and steel rods or connecting plates was very encouraging.

• 토지주택연구
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• 제6권3호
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• pp.129-138
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• 2015

최근 국내의 건축구조는 공간활용을 극대화할 수 있도록 계획되고 있다. 공간활용의 장점을 실현하기 위하여 하이브리드 OCB(Optimized Composite Beam)보를 개발하였다. 본 논문에서 개발된 건축용 OCB보는 부모멘트 구간에서는 노출강연선으로 보강된 H형강으로 구성되고 정모멘트 영역에서는 프리텐션 방식의 PSC 구조로 구성된다. 본 연구에선 유한요소법을 이용하여 건축용 OCB보의 휨성능을 조사하였다. 15m, 20m, 30m 길이의 OCB모형을 구성하여 재료 및 기하학적 비선형 정적해석을 수행하였다. 해석결과로부터 다음과 같은 결과를 얻었다. 1)해석모델의 초기균열은 사용하중이상에서 모두 발생되었다. 2)사용하중단계에서 처짐은 건축구조설계기준에 제시된 허용처짐량 이내로 만족하였다. 3)유한요소모델의 파괴 시 극한하중은 모두 단면의 설계공칭강도 이상에서 발생되었다. 해석결과로부터 건축용 OCB보의 구조적인 신뢰성이 입증되었다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제29권2호
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• pp.135-145
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• 2017

본 연구는 춤이 큰 하이브리드 합성보의 1차 휨 성능 평가 후, 2차 연구로써 춤이 큰 하이브리드 합성보와 기둥 접합부의 내진성능평가 실험이다. 실험 변수는 보 춤, 부모멘트 철근 수, 브라켓과 보 이음부의 볼트 수 등으로 3개의 실험체를 제작하였다. 접합부 상세는 기둥에 브라켓을 접합 후, 브라켓에 하이브리드 보를 이음하였다. 브라켓과 보 이음은 하부와 웨브는 볼트접합, 상부는 용접접합하였다. 실험결과 내력은 정 부모멘트 모두 소성모멘트($M_p$) 이상을 확보하였으며, 변형능력은 3% 이상의 층간변위각을 확보하여 합성중간모멘트골조의 요구조건을 만족하는 것으로 나타났다. 그러므로 춤이 큰 하이브리드 합성보에 철골철근콘크리트 기둥을 적용하는 경우 본 연구결과의 접합부상세를 적용하면, 중간모멘트골조의 내진성능을 확보할 수 있다고 판단된다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제29권5호
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• pp.331-340
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• 2017

본 연구는 새로운 모듈러 시스템을 개발하기 위한 목적으로 수행하였다. 현재 국내에서 적용되고 있는 모듈러 시스템은 C형 강재보만을 사용하기 때문에 재료비와 내화 측면에서 매우 고가이다. 이를 극복하기 위하여 새로운 강-PC형의 복합모듈러 시스템을 개발하고자 하였다. 우선, 보 단면 형상을 개선하여 개발하기 위한 연구를 진행하였다. 3개의 실험체를 제작하여 휨성능 평가를 위한 실험을 수행하였다. 실험결과, 합성보는 수평전단 파괴에 의해 지배되는 것으로 나타났다. 또한, 비선형 유한요소해석을 수행하여 실험과 이론식과 비교를 통해 구조적 성능을 평가하였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제45권2호
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• pp.231-248
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• 2022

Hybrid Steel-Trussed Concrete Beam (HSTCB) is structural typology suitable for light industrialization. HSTCBs usually cover long span with small depths, which lead to significant amount of longitudinal rebars. The latter make beam-column joints more prone to damage due to earthquake-induced cyclic actions. This phenomenon can be avoided using friction-based BCCs. Friction devices at Beam-to-Column Connections (BCCs) have become promising solutions to reduce the damage experienced by structural members during severe earthquakes. Few solutions have been developed for cast-in-place Reinforced Concrete (RC) and steel-concrete composite Moment Resisting Frames (MRFs), because of the difficulty of designing cost-effective damage-proof connections. This paper proposes a friction-based BCC for RC MRFs made with HSTCBs. Firstly, the proposed connection is described, and its innovative characteristics are emphasized. Secondly, the design method of the connection is outlined. A detailed 3D FE model representative of a beam-column joint fitted with the proposed connection is developed. Several monotonic and cyclic analyses are performed, investigating different design moment values. Lastly, the numerical results are discussed, which demonstrate the efficiency of the proposed solution in preventing damage to RC members, and in ensuring satisfactory dissipative capacity.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제22권3호
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• pp.65-72
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• 2022

A typical low and medium-sized neighborhood living facility in reinforced concrete building secures a high floor and pursues an efficient module plan(long span). Accordingly, research on the development of new hybrid beams that can innovatively reduce labor costs such as on-site installation and assembly while securing strength and rigidity is ongoing. In order to verify the structural performance of the U-flanged truss composite beam with newly developed shape, Experiments with various variables are required. Based on the results, this study is to evaluate the strength of U-flanged truss hybrid beam through the flexural strength of the Korea Design Code and experimental values. It was evaluated that nominal flexural strength was 110% to 135% higher than the experimental value.