• Structural Engineering and Mechanics
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• 제89권1호
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• pp.77-91
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• 2024

During strong seismic events, inelastic shear deformation occurs in beam-column joints. To capture inelastic shear deformation, an analytical model for beam-column joint in reinforced concrete (RC) frame structures has been proposed in this study. The proposed model has been developed using a rotational spring and rigid links. The stiffness properties of the rotational spring element have been assigned in terms of a moment rotation curve developed from the shear stress-strain backbone curve. The inelastic rotation behavior of joint has been categorized in three stages viz. cracking, yielding and ultimate. The joint shear stress and strain values at these stages have been estimated using analytical models and experimental database respectively. The stiffness properties of joint rotational spring have been modified by incorporating a geometry factor based on dimensions of adjoining beam and column members. The hysteretic response of the joint rotational spring has been defined by a pivot hysteresis model. The response of the proposed analytical model has been verified initially at the component level and later at the structural level with the two actually tested RC frame structures. The proposed joint model effectively emulates the inelastic behavior precisely with the experimental results at component as well as at structural levels.

• Architectural research
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• 제19권3호
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• pp.79-87
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• 2017

In earthquake engineering, dynamic analyses are usually conducted by using a nonlinear analytical model of the entire building in order to identify the performance against earthquakes. At the same time, a large number of dynamic analyses are required to consider uncertainties on analytical models and ground motions. Therefore, it is necessary for the analytical model to be adequate, that is to say, the runtime should not be too long as the entire building is modeled to be in much detail, or the nonlinear model should not yield outputs very far from the actual ones by excluding important behaviors too much. The analytical model is usually developed based on experimental results, which have been already conducted for reinforced concrete columns with relaxed details. Therefore, this study aimed at making analytical models to be able to simulate the hysteretic behavior of the columns simply and easily. The analytical model utilizes a lumped hinge model to represent nonlinear moment-rotation hysteretic behavior of RC columns, which is feasible for nonlinear dynamic analyses usually conducted in earthquake engineering and for matching the analytical model to test results. For the analytical model, elements and material models provided by OpenSees are utilized. The analytical model can define the envelope curve, pinching, and unloading stiffness deterioration, but shortcoming of this model is not to be able to consider axial force-moment interaction directly and to simulate strength deterioration after post-capping completely. However, the analytical model can still represent test results well by considering that the goal of this study is to propose a general way to represent the hysteretic behavior of RC columns with relaxed details, not to provide parameters for a refined hysteretic model that can be just applied case by case.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제27권2호
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• pp.243-250
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• 2015

확장단부판(extended end-plate) 접합부는 보-기둥 모멘트 접합부의 한 형태로 접합부를 구성하는 단부판(end-plate)의 두께 및 길이, 고장력볼트의 개수 및 직경, 고장력볼트의 게이지 거리, 용접부의 치수 및 길이 등에 따라서 상이한 거동특성과 에너지소산능력을 발현한다. 이러한 확장단부판(extended end-plate)는 미국 및 유럽 등지에서는 다양한 기하학적 형상으로 기둥-보 접합부에 적용되고 있다. 그러나 현재 우리나라에서는 강구조 보-기둥 접합부에 적극적으로 적용되고 있지 못한 상황이다. 이렇게 적용성이 높지 않은 이유로는 기하학적 형상변화에 따른 설계강도식 제안, 에너지소산능력 평가 및 시공지침의 제공이 적절하게 이루어지지 못하고 있기 때문이다. 따라서 이 연구에서는 단부판(end-plate) 두께가 상대적으로 얇은 기하학적 형상을 갖는 비보강 확장단부판(unstiffened extended end-plate) 접합부의 에너지소산능력을 평가하여 에너지소산능력 예측모델을 제안하기 위한 기초자료를 제공하기 위하여 진행하였다. 이를 위하여 비보강 확장단부판(unstiffened extended end-plate) 접합부에 대한 3차원 비선형 유한요소해석을 단부판(end-plate)의 두께를 변수로 하여 수행하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제28권6호
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• pp.439-448
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• 2016

확장단부판 접합부는 강구조물의 보-기둥 접합부 혹은 변단면 부재로 구성된 PEB 구조시스템에 적용되는 접합부의 한 형태이다. 확장단부판 접합부는 접합부를 구성하는 단부판의 두께, 고장력볼트의 게이지 거리, 고장력볼트 축부의 직경, 고장력볼트의 개수 등의 영향으로 상이한 거동특성을 나타낸다. 확장단부판 접합부는 미국 및 유럽 등지에서는 다양한 형태로 강구조물의 기둥-보 접합부에 적용되고 있으나 우리나라에서는 널리 적용되고 있지 않다. 이러한 이유로는 확장단부판 접합부에 대한 설계강도식 제안, 접합부상세 제안, 내진성능 평가, 제작 및 시공지침서 개발 등이 적절히 이루어지지 못하고 있기 때문이다. 따라서 이 연구는 비보강 확장단부판 접합부의 국내 적용을 위한 기초자료를 제공하기 위하여 진행하였다. 이를 위하여 두께 12mm의 비보강 확장단부판에 대한 비선형 유한요소해석 및 실험을 수행하였다.