• 한국강구조학회 논문집
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• 제15권3호
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• pp.261-269
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• 2003

편심브레이스골조의 설계에서 가장 중요한 인자는 링크보의 길이이다. 링크보의 길이에 따라 편심브레이스골조의 거동과 파괴메카니즘이 결정된다. 링크보의 길이가 짧아져 전단력에 의해 소성화되면 중심브레이스골조와 대등한 수평방향강성과 모멘트 연성골조의 연성을 동시에 확보할 수 있다. 또한 링크보의 길이가 길어지게 되면 링크보는 모멘트에 의해 소성화 되어 연성적인 거동을 확보할 수 없게 된다. 근래에 이르러 건축계획적인 측면에서는 링크보의 길이가 길어지는 것이 입면 및 단면계획이 용이하며, 그 필요성이 증대되고 있지만, 모멘트 링크에 대한 기존의 연구가 많이 수행되어 있지 않으며, 이와 관련된 자료가 부족한 실정이다. 본 연구에서는 실험을 통해 다양한 접합디테일을 가진 모멘트링크보의 거동을 규명하고 모멘트링크보의 거동을 개선시킬 수 있는 접합디테일을 제시하고자 한다. 4개의 접합 디테일을 가진 총 16개의 실험체를 계획하여 이력거동 실험을 수행하였다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제11권5호
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• pp.1-9
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• 2007

본 논문에서는 철근콘크리트 모멘트 골조의 보-기둥 접합부에 대한 비탄성 회전 능력의 성능을 조사한 연구 결과를 하고 있다. 총 91개의 보-기둥 접합부 실험체에 대해 상세히 조사되었으며, 그 중 28개의 실험체는 ACI 318-02의 상세 요구에 기초하여 특수 모멘트 골조 접합부로서 분류되었다. AISC-97 내진 기준에서 철골 모멘트 골조 접합부를 위해 정의된 허용기준이 분류된 철근콘크리트 모멘트 골조의 접합부에 대해 평가하기 위해서 사용되었다. 특수 모멘트 골조 접합부에 대한 설계 상세를 만족하는 28개의 실험체 중 27개의 특수 모멘트 골조 접합부가 충분한 강도를 가지고 있었으며, 급격한 강도 감소 없이 0.03 rad.의 소성 회전에 대해 연성 거동을 발휘할 수 있음을 보여 주었다. 접합부의 전단 강도, 기둥과 보에 대한 휨 강도 비율, 접합부내에서의 횡방향 철근비 등에 대한 제한이 보-기둥 접합부의 만족스런 내진 성능을 보여주는데 중요한 역할을 하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제20권5호
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• pp.617-624
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• 2008

잘 설계된 철골 모멘트 접합부의 경우, 유효회전능력에 도달하기 전에 국부좌굴이 발생하고 비탄성 후좌굴 변형이 접합부 회전능력을 정의하는데 중대한 역할을 한다. 이 연구에서는 국부좌굴로 인한 강도저하와 보 소성힌지의 회전을 모델링하여, 단조증가하중 및 반복하중이 작 용하는 특별철골모멘트골조의 강접합 보-기둥 접합부의 회전능력을 예측하기 위한 근사적 해석모델을 제안한다. 제안된 항복선 소성힌지 모델은 좌굴된 소성힌지부의 형상에 기초하여 항복선과 소성존으로 구성되고, 소성메커니즘을 통해 국부좌굴후의 거동까지 포함한 모멘트-회전각 관계를 제 공한다. 향상된 WUF-W 와 RBS 접합부를 위해 제안된 모델을 개발한 후 실험결과와 비교를 통해 검증하였다. 동반논문(변수연구)에서는 광범위 한 H-형강의 기하학적 변수 따른 접합부 회전능력에 대하여 논의하였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제17권1호
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• pp.83-103
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• 2014

The objective of this research is to study the ultimate moment capacity of the connections between steel I-beams and concrete-filled steel tube columns using different stiffener configurations. The main parameters considered are column cross section shape, square or circular, and filling the column with concrete. This analytical study includes finite element models using ANSYS program taking geometric and material nonlinearities into consideration. These models are verified against the experimental results obtained from previous researches and current design guides. The results show that using proper stiffener configuration affects the stress distribution through the connection and increases the ultimate moment capacity of the connections. Also, circular column is advantageous than the square column for all stiffener configurations and dimensions.

• Earthquakes and Structures
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• 제15권2호
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• pp.155-164
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• 2018

Design of structures subjected to blast loads are usually carried out through nonlinear inelastic dynamic analysis followed by imposing acceptance criteria specified in design codes. In addition to comprehensive aspects of inelastic dynamic analyses, particularly in analysis and design of structures subjected to transient loads, they inherently suffer from convergence and computational cost problems. In this research, a strategy is proposed for design of steel moment resisting frames under far range blast loads. This strategy is inspired from performance based seismic design concepts, which is here developed to blast design. For this purpose, an algorithm is presented to calculate the capacity modification factors of frame members in order to simplify design of these structures subjected to blast loading. The present method provides a simplified design procedure in which the linear dynamic analysis is preformed, instead of the time-consuming nonlinear dynamic analysis. Nonlinear and linear analyses are accomplished in order to establish this design procedure, and consequently the final design procedure is proposed as a strategy requiring only linear structural analysis, while acceptance criteria of nonlinear analysis is implicitly satisfied.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제21권3호
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• pp.295-313
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• 2005

This paper evaluates the effective width of composite steel beams with precast hollowcore slabs numerically using the finite element method. A parametric study, carried out on 27 beams with different steel cross sections, hollowcore unit depths and spans, is presented. The effective width of the slab is predicted for both the elastic and plastic ranges. 8-node three-dimensional solid elements are used to model the composite beam components. The material non-linearity of all the components is taken into consideration. The non-linear load-slip characteristics of the headed shear stud connectors are included in the analysis. The moment-deflection behaviour of the composite beams, the ultimate moment capacity and the modes of failure are also presented. Finally, the ultimate moment capacity of the beams evaluated using the present FE analysis was compared with the results calculated using the rigid - plastic method.

• Steel and Composite Structures
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• 제25권1호
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• pp.1-17
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• 2017

Seismic performance of hybrid steel frames defined as mixture of rigid and semi-rigid connections is investigated in this paper. Three frames with 10, 15 and 20 stories are designed with fully rigid connections and then with 4 patterns for semi-rigid connection placement, some of beam to column rigid connections would turn to semi-rigid. Each semi-rigid connection is considered with 4 different moment capacities and all rigid and semi-rigid frames consisting of 51 models are subjected to 5 selected earthquake records for nonlinear analysis. Maximum story drifts, roof acceleration and base shear are extracted for those 5 earthquake records and average values are obtained for each case. Based on numerical results for the proposed hybrid frames, story drifts remain in allowable range and the reductions in the maximum roof acceleration of 22, 29 and 25% and maximum base shear of 33, 31 and 54% occur in those 10, 15 and 20-story frames, respectively.

• Steel and Composite Structures
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• 제32권1호
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• pp.21-35
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• 2019

This study investigates the flexural behavior of steel-concrete composite beams strengthened with prestressed carbon fiber-reinforced polymer (CFRP) plates. An innovative mechanical anchorage system was developed. The components of the system can be easily assembled on site before applying a prestressing force, and removed from the structures after strengthening is completed. A total of seven steel-concrete composite specimens including four simply supported beams strengthened at the positive moment region and three continuous beams strengthened at the negative moment region were tested statically until failure. Experimental results showed that the use of prestressed CFRP plates enhanced the flexural capacity and reduced the mid-span deflection of the beams. Furthermore, by prestressing the CFRP laminates, the material was used more efficiently, and the crack resistance of the continuous composite specimens at the central support was significantly improved after strengthening. Overall, the anchorage system proved to be practical and feasible for the strengthening of steel-concrete composite beams. The theoretical analysis of ultimate bearing capacity is reported, and good agreement between analytical values and experimental results is achieved.

• 한국지진공학회논문집
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• 제10권4호
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• pp.67-76
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• 2006

본 논문에서는 철골 각형강관단면(RHS) 기둥-보 접합부에서 웨브의 모멘트 전달효율을 평가하였다. 먼저, 5개의 철골보접합부에 대한 비선형 유한요소해석을 수행하였다. 이들은 접합부 상세가 다르게 설계되었고, 따라서 휨저항 성능이 각기 다르다. 해석결과 RHS 기둥을 가진 모델은 기둥 플랜지의 면외변형 때문에 WF(Wide Flange) 기둥을 가진 모델에 비해 모멘트 전달효율이 저하함을 보였다. 스캘럽(WAH)과 얇은 강관기둥 두께도 모멘트 전달효율의 저하를 가져오는 원인으로서, 결과적으로 보-기둥 접합부의 파단을 초래할 가능성이 크다. 해석과 이전의 실험결과를 기초로 하면, 응력집중은 모멘트 전달효율과 반비례하고, 접합부의 변형능력은 모멘트 전달효율의 저하에 따라 감소하는 것을 알 수 있다. 더 나아가서 바닥슬래브가 있는 합성보 접합부에 대한 유한요소해석결과는 중립축이 상부플랜지 방향으로 상승함으로써 모멘트 전달효율이 저하했고, 이러한 영향은 접합부의 조기 취성파단을 초래하는 것을 보였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제68권6호
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• pp.647-660
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• 2018

The Incremental Dynamic Analysis (IDA) procedure is currently known as a robust tool for estimation of seismic collapse capacity. However, the procedure is time-consuming and requires significant computational efforts. Recently some simplified methods have been developed for rapid estimation of seismic collapse capacity using pushover analysis. However, a comparative review and assessment of these methods is necessary to point out their relative advantages and shortcomings, and to pave the way for their practical use. In this paper, four simplified pushover analysis-based methods are selected and applied on four regular RC intermediate moment-resisting frames with 3, 6, 9 and 12 stories. The accuracy and performance of the different simplified methods in estimating the median seismic collapse capacity are evaluated through comparisons with the results obtained from IDAs. The results show that reliable estimations of the summarized 50% fractile IDA curve are produced using SPO2IDA and MPA-based IDA methods; however, the accuracy of the results for 16% and 84% fractiles is relatively low. The method proposed by Shafei et al. appears to be the most simple and straightforward method which gives rise to good estimates of the median sidesway collapse capacity with minimum computational efforts.