• 대한토목학회논문집
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• 제31권3A호
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• pp.207-214
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• 2011

높은 강도와 우수한 연성을 가지는 초고성능 콘크리트(Ultra High Performance Concrete, UHPC)는 교량 부재의 두께 및 자중을 감소시키는데 적합하여, 교량의 장대화, 장경간화에 유리한 재료로 각광 받고 있다. 그러나 초고성능 콘크리트는 타설 과정이 복잡하고 어렵기 때문에 현장 타설을 통한 적용이 어려운 재료이다. 따라서 이에 대한 대안으로 프리캐스트 공법을 활용하는 방안이 중점적으로 연구되고 있다. 본 연구에서는 이와 같은 연구의 일환으로 초고성능 콘크리트의 재료 특성을 고려하여 하이브리드 사장교 바닥판 접합부의 철근 이음방법에 따른 구조적 성능을 평가하였다. 바닥판의 접합부에 적용할 수 있는 철근 이음을 형상에 따라 RC 부재에 적용하고, 이에 대한 비선형 해석을 통해 구조적 성능을 예측하였다. 또한 600 m급 사장교를 선정하여 단면력 해석을 통해 접합부에서 발생하는 부착 응력의 크기를 파악하고, 이를 접합부 형상에 따른 부착 강도의 크기와 비교하여 구조적 성능을 평가하였다. 해석 결과, 접합부 철근의 형상에 따라 U형 루프 타입이 가장 큰 하중을 견딜 수 있고, 직선형 타입이 가장 큰 부착 강도를 발현하는 것으로 예측되었다. 또한, 세 가지 형상의 접합부 철근 모두 초고성능 콘크리트의 사장교의 완성계에서 요구되는 부착 성능을 만족시켰다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제20권2호
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• pp.231-237
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• 2008

복합 구조 형식인 PSC-강 혼합 거더는 신형식 구조로서 비대칭 경간 구조물이나 장대교량에 적용될 수 있다. 본 연구에서는 매입길이, 보강철근, 스터드, 프리스트레스 힘 등을 변수로 총 14개의 실험체를 제작하여 혼합 거더의 접합부 거동을 분석하고자 하였다. 모든 실험체는 보강철근, 스터드, 강판 등의 순서로 기능을 손실하면서 파괴되었다. 실험 결과에 의하면 접합부의 성능에는 스터드 배치와 보강철근에 비해 프리스트레싱 힘이 상대적으로 큰 영향을 미치는 것으로 분석되었다. 이와 함께 매입길이에 비하여 스터드의 배치가 접합부 성능에 보다 중요한 역할을 하는 것으로 평가되었다. 실험적 연구와 함께 슬립을 고려한 3차원 비선형해석을 수행하였다. 경계면의 거동은 인터페이스 요소와 슬립 물성을 통하여 완전 합성, 부분합성, 비합성으로 분석할 수 있는데 혼합 거더의 접합부 설계에 따른 경계면 거동을 해석과 실험 결과를 통하여 분석하였다. 특히, 스터드 전단연결재가 적용된 혼합 거더는 극한하중 단계에서 부분합성 거동을 나타내며 보강 철근 또한 혼합 거더의 극한강도 증진에 기여하는 것으로 분석되었다.

• Steel and Composite Structures
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• 제23권2호
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• pp.143-152
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• 2017

This paper focuses on the seismic performance of pallet-type steel storage rack structures in their down aisle direction. As evidenced by experimental research, the seismic response of storage racks in the down-aisle direction is strongly affected by the nonlinear moment-rotation response of the beam-to-column connections. In their down-aisle direction, rack structures are designed to resist lateral seismic loads with typical moment frames utilizing proprietary beam-to-column moment-resisting connections. These connections are mostly boltless hooked type connections and they exhibit significantly large rotations resulting in large lateral frame displacements when subjected to strong ground motions. In this paper, typical hooked boltless beam-to-column connections are studied experimentally to obtain their non-linear reversed cyclic moment-rotation response. Additionally, a compound type connection involving the standard hooks and additional bolts were also tested under similar conditions. The simple introduction of the additional bolts within the hooked connection is considered to be a practical way of structural upgrade in the connection. The experimentally evaluated characteristics of the connections are compared in terms of some important performance indicators such as maximum moment and rotation capacity, change in stiffness and accumulated energy levels within the cyclic loading protocol. Finally, the obtained characteristics were used to carry out seismic performance assessment of rack frames incorporating the tested beam-to-column connections. The assessment involves a displacement based approach that utilizes a simple analytical model that captures the seismic behavior of racks in their down-aisle direction. The results of the study indicate that the proposed method of upgrading appears to be a very practical and effective way of increasing the seismic performance of hooked connections and hence the rack frames in their down-aisle direction.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제29권4호
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• pp.303-310
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• 2017

WUF-W 접합부는 부재의 접합이 모두 용접으로 이루어진 접합부이며, 특수모멘트골조(SMF) 인증접합부 중 하나이다. 하지만 선행 연구들을 통해 일부 WUF-W 접합부 실험체가 4% 층간변위비의 특수모멘트골조(SMF) 요구성능을 만족하지 못하였으며, 이는 액세스 홀 형상과 연관이 있음이 보고되었다. 본 연구에서는 비선형 유한요소 해석을 이용하여 WUF-W 접합부의 요구성능을 만족하기 위한 주요 액세스홀 형상변수의 허용범위를 결정하였다. 또한 WUF-W 접합부 설계과정에서 주요 액세스 홀 형상변수의 타당성을 평가할 수 있는 간단한 경험식을 제안하였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제20권2호
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• pp.251-266
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• 2016

The paper combines two distinct parts. First the behavior of welded headed studs with small diameters of 10 and 13 mm acting as shear connectors (which are not embraced in current standards) is studied. Based on standard push tests the load-slip relationships and strengths are evaluated. While the current standard (Eurocode 4 and AISC) formulas used for such studs give reasonable but too conservative strengths, less conservative and full load-slip rigidities are evaluated and recommended for a subsequent investigation or design. In the second part of the paper the partially encased beams under bending are analyzed. Following former experiments showing rather indistinct role of studs used for shear connection in such beams their role is studied. Numerical model employing ANSYS software is presented and validated using former experimental data. Subsequent parametric studies investigate the longitudinal shear between steel and concrete parts of the beams with respect to friction at the steel and concrete interface and contribution of studs with small diameters required predominantly for assembly stages (concreting). Substantial influence of the friction and effect of concrete confinement was observed with rather less noticeable contribution of the studs. Distribution of the longitudinal shear and its sharing between friction and studs is presented with concluding remarks.

• Steel and Composite Structures
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• 제21권6호
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• pp.1307-1325
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• 2016

Nonlinear behavior of two-span, continuous composite steel-concrete girders strengthened with Carbon Fiber Reinforced Polymers (CFRP) bonded to the top of concrete slab over the negative moment region was evaluated using a non-linear Finite Element (FE) model in this paper. A three-dimensional FE model of continuous composite girder using commercial software ABAQUS simulated and validated with experimental results. The interfacial regions of the composite girder components were modeled using suitable interface elements. Validation of the proposed numerical model with experimental data confirmed the applicability of this model to predict the loading history, strain level for the different components and concrete-steel relative slip. The FE model captured the different modes of failure for the continuous composite girder either in the concrete slab or at the interfacial region between CFRP sheet and concrete slab. Through a parametric study, the thickness of CFRP sheet and shear connection required to develop full capacity of the continuous composite girder at negative moment zone have been investigated. The FE results showed that the proper thickness of CFRP sheet at negative moment region is a function of the adhesive strength and the positive moment capacity of the composite section. The shear connection required at the negative moment zone depends on CFRP sheet's tensile stress level at ultimate load.

• Earthquakes and Structures
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• 제24권2호
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• pp.141-153
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• 2023

The presented paper considers infill masonry walls' influence on the seismic reliability of precast concrete frames. The recent Bojnord earthquake on May 13th, 2017 in Iran (MW 5.4) illustrated that the infill masonry walls play a crucial role in the damage extent and life safety issues of inhabitants in the precast concrete buildings. The incremental dynamic analysis (IDA) approach was used to determine the fragility curves of the represented damaged precast frame. Then, by integrating site hazard and structural fragilities, the seismic reliability of the represented precast frame was evaluated in different damage limit states. Additionally, the static pushover analysis (SPA) approach was used to assess the seismic performance assessment of the precast frame. Bare and infilled frames were modeled as 2D frames employing the OpenSees software platform. The multi-strut macro-model method was employed for infill masonry simulation. Also, a relatively efficient and straightforward nonlinear model was used to simulate the nonlinear behavior of the precast beam-column joint. The outputs show that consideration of the masonry infilled wall effect in all spans of the structural frame leads to a decrease in the possibility of exceedance of specified damage limit states in the structures. In addition, variation of hazard curves for buildings with and without consideration of infilled walls leads to a decrease in the reliability of the building's frames with masonry infilled walls. Furthermore, the lack of infill walls in the first story significantly affects the precast concrete frame's seismic reliability and performance.

• Steel and Composite Structures
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• 제20권1호
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• pp.107-125
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• 2016

Steel shear wall system has been used in recent years in tall buildings due to its appropriate behavior advantages such as stiffness, high strength, economic feasibility and high energy absorption capability. Coupled steel plate shear walls consist of two steel shear walls that are connected to each other by steel link beam at each floor level. In this article the frames of 3, 10, and 15 of (C-SPSW) floor with rigid connection were considered in three different lengths of 1.25, 2.5 and 3.75 meters and link beams with plastic section modulus of 100% to the panel beam at each floor level and analyzed using three pairs of accelerograms based on nonlinear dynamic analysis through ABAQUS software and then the performance of walls and link beams at base shear, drift, the period of structure, degree of coupling (DC) and dissipated energy evaluated. The results show that the (C-SPSW) system base shear increases with a decrease in the link beam length, and the drift, main period and dissipated energy of structure decreases. Also the link beam length has different effects on parameters of coupling degrees.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권6A호
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• pp.661-669
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• 2009

강 콘크리트 합성구조에서 강재와 콘크리트 사이의 경계면에 효과적인 응력전달과 합성거동을 유도하기 위하여 스터드, 채널, 유공강판 등이 사용된다. 많은 연구자들이 여러 종류의 전단연결재의 특성을 개선시키기 위해 많은 노력을 기울이고 있다. 본 연구에서는 확대기초와 말뚝과의 합성을 위해 개방형 퍼포본드로 보강된 강관 말뚝머리의 인발 및 압발거동을 분석하였다. 다양한 변수해석에서 요구되는 자료를 제공하고자 비선형 유한요소해석 프로그램인 ABAQUS를 사용하여 매개변수 해석을 수행하였다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2010년도 춘계 학술대회 제22권1호
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• pp.153-154
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• 2010

최적의 완전 조립식 교량 하부구조 시스템을 완성하기 위한 일환으로 전단저항 연결구조를 갖는 프리캐스트 세그먼트 PSC 교각구체 및 프리캐스트 기초부 개발에 대한 선행 연구에 이어, 프리캐스트 교각 코핑부에 대한 요소 실험체를 개발 제작하여 이에 대한 실험을 수행하였다. 신뢰성 있는 비선형 유한요소해석 프로그램(RCAHEST)을 통한 실험결과와의 비교 분석을 수행하여 프리캐스트 교각 코핑부에 대한 안정성 및 극한 거동에 대한 평가를 수행하였다.