• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제15권1호
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• pp.138-147
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• 2011

본 연구의 목적은 직접전단응력 및 휨 전단응력의 비교분석을 통하여 Perfobond Rib 전단연결재를 사용한 구조물의 하중방향에 따른 전단응력 분석이다. 직접전단응력 분석을 위해서 5개의 변수로 Perfobond Rib 전단연결재 실험체 5개를 제작하고 Push-out Test를 실시하였다. 실험 후 Perfobond Rib 전단연결재의 전단저항 메커니즘을 규명하고, 직접전단응력에 영향을 미치는 주요 인자를 바탕으로 직접전단력을 산출할 수 있는 제안식을 제시하였다. 또한 휨 전단응력의 분석을 위해 강-콘크리트 합성 바닥판 실험체를 제작하고 정적 휨실험을 실시하였다. 정적 휨실험을 바탕으로 휨 거동특성을 분석하고 휨 전단응력을 계산하였다. 직접전단응력과 EN 1994-1-1을 통해 계산된 휨 전단응력을 비교하여 하중방향에 따른 전단저항응력에 대해서 분석을 하였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제31권1호
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• pp.53-67
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• 2019

This study presents finite element analysis (FEA) on a Y-type perfobond rib shear connection using Abaqus software. The performance of a shear connection is evaluated by conducting a push-out test. However, in practice, it is inefficient to verify the performance by conducting a push-out test with regard to all design variables pertaining to a shear connector. To overcome this problem, FEA is conducted on various shear connectors to accurately estimate the shear strength of the Y-type perfobond rib shear connection. Previous push-out test results for 14 typical push-out test specimens and those obtained through FEA are compared to analyze the shear behavior including consideration of the design variables. The results show that the developed finite element model successfully reflects the effects of changes in the design variables. In addition, using the developed FEA model, the shear resistance of a stubby Y-type perfobond rib shear connector is evaluated based on the concrete strength and transverse rebar size variables. Then, the existing shear resistance formula is upgraded based on the FEA results.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권1A호
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• pp.91-97
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• 2006

본 연구에서는 강-콘크리트 합성 바닥판용 유공판재형 전단연결재의 전단성능을 평가하기 위한 전단실험을 수행하고 그 실험결과를 고찰하였다. 전단 실험체는 절곡된 강판, 유공판재형 전단연결재, 철근, 콘크리트로 구성되었으며, 절곡된 강판과 콘크리트 사이에 작용하는 수평전단력에 저항할 수 있도록 다수의 구멍이 가공된 유공판재형 전단연결재가 적용되었다. 실험체설계에 적용된 변수는 구멍의 간격과 위치, 구멍관통 철근의 유무이며, 총 12개의 실험체를 제작하여 전단실험을 수행하였다. 제한적 범위 내에서 수행한 실험결과에 따르면 유공판재형 전단연결재가 강-콘크리트 합성 바닥판에 효과적으로 사용될 수 있을 것으로 판단된다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제67권2호
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• pp.131-142
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• 2018

The perfobond connector, composed of a steel plate with a number of holes, serves as a certain type of shear connector in steel and concrete composite structures. Depending on limits in hole distances and rib heights, various hole shapes including circular-hole and long-hole are alternatives for perfobond connectors. This study presented the results of tests performed on 72 push-out specimens with perfobond connectors. The purpose was to evaluate the shear strength of perfobond connectors with circular-hole and long-hole. The effects of various parameters were investigated, including the hole diameter, the hole length, the hole height, the concrete strength, the existence, diameter and strength of rebar in the hole, the thickness, height and distance of perfobond ribs, and the thickness of concrete slabs. On the basis of 132 push-out test results in references and in this study, an analytical model was proposed by regression analysis to predict the shear strength of perfobond connectors. The proposed equation agreed reasonably well with the experimental results of perfobond connectors with different hole shapes.

• 콘크리트학회지
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• 제27권3호
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• pp.43-47
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• 2015

• Steel and Composite Structures
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• 제42권2호
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• pp.221-241
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• 2022

Perfobond rib connectors are widely used in composite structures to achieve the composite action between the steel and the concrete, and empirical expressions for their strength and secant stiffness have been obtained by numerical simulations or push-out tests. Since perfobond connections are generally in an elastic state in the service process and the structural analysis are always based on the elastic properties of the members, the secant stiffness is not applicable for the normal structural analysis. However, the tangent stiffness of perfobond connections has not been introduced in previous studies. Moreover, the perfobond connections are bearing tension and shear force simultaneously when the composite beams subjected to torque or local loads, but the current studies fail to arrive at the elastic stiffness considering the combined effects. To resolve these discrepancies, this paper investigates the initial elastic stiffness of perfobond connections under combined forces. The calculation method for the elastic stiffness of perfobond connections is analyzed, and the contributions of the perfobond rib, the perforating rebar and the concrete dowel are investigated. A finite element method was verified with a high value of correlation for the test results. Afterwards, parametric studies are carried out using the reliable finite element analysis to explore the trends of several factors. Empirical equations for predicting the initial elastic stiffness of perfobond connections are proposed by the numerical regression of the data extracted by parametric studies. The equations agree well with finite element analysis and test results, which indicates that the proposed empirical equations reflect a high accuracy for predicting the initial elastic stiffness of perfobond connections.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권6A호
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• pp.843-851
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• 2008

본 연구에서는 현행 설계기준상의 강관말뚝머리 연결부 결합방법이 갖고 있는 전단키 용접, 철근 배근 및 정착길이 확보 등의 문제점을 개선하고자 결합용 구조 요소로 유공강판 전단연결재(Perforated Flat Shear Connector)를 활용한 새로운 보강방법을 고안하고 이에 대한 구조적 거동 특성을 실험적으로 규명하였다. 실험 결과, 유공강판 전단연결재를 활용한 보강방법은 기존 방법을 대체할 만한 동등 수준 이상의 구조 안전성은 물론 시공성 및 경제성 측면에서도 우수한 성능을 갖는 구조 시스템인 것으로 나타났으며, 이에 따라 효율적인 강관말뚝머리 연결부 보강방법의 하나로 자리매김할 것으로 기대된다.

• Steel and Composite Structures
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• 제21권5호
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• pp.1157-1182
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• 2016

A newly puzzle shape of crestbond rib shear connector is a type of ductile perfobond rib shear connector. This shear connector has some advantages, including relatively easy rebar installation and cutting, as well as the higher shear resistance strength. Thus, this study proposed a newly puzzle shape of crestbond rib with a "${\mho}$" shape, and its shear resistance behaviors and shear strengths were examined using push-out tests. Five main parameters were considered in the push-out specimens to evaluate the effects of shear resistance parameters such as the dimensions of the crestbond rib, transverse rebars in the crestbond dowel, concrete strength, rebar strength, and dowel action on the shear strength. The shear loading test results were used to compare the changes in the shear behaviors, failure modes, and shear strengths. It was found that the concrete strength and number of transverse rebars in the crestbond rib were significantly related to its shear resistance. After the initial bearing resistance behavior of the concrete dowel, a relative slip occurred in all the specimens. However, its rigid behavior to shear loading decreased the ductility of the shear connection. The cross-sectional area of the crestbond rib was also shown to have a minor effect on the shear resistance of the crestbond rib shear connector. The failure mechanism of the crestbond rib shear connector was complex, and included compression, shear, and tension. As a failure mode, a crack was initiated in the middle of the concrete slab in a vertical direction, and propagated with increasing shear load. Then, horizontal cracks occurred and propagated to the front and rear faces of the specimens. Based on the results of this study, a design shear strength equation was proposed and compared with previously suggested equations.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제10권6호
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• pp.175-182
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• 2006

강 콘크리트 합성구조에서 강재와 콘크리트 사이의 경계면에 효과적인 응력전달과 합성거동을 유도하기 위하여 스터드, 채널, 유공강판 등이 사용된다. 가장 광범위하게 사용하는 전단연결재는 스터드 형식이고, 최근에 들어서는 강판에 구멍을 뚫은 유공강판전단연결재인 Perfobond가 주목을 받고 있다. 본 연구는 강 콘크리트 합성교량에 적용하기 위한 Perfobond형 전단연결재의 연성능력과 전단성능을 향상시킬 목적으로 횡방향 전단구속철근을 배치하고, Push-out 실험을 수행하여 전단내력을 비교하였다. 실험결과, 유공강판 전단연결재에 전단구속철근, 횡방향 관통철근, 단부 지압판 등을 설치함에 따른 수평 저항성능이나 다웰효과 등에 의해 전단내력이 상승하였으며, 또한 최대내력 이후 변형능력이 유지되면서 연성거동 특성을 보였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제24권2호
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• pp.233-243
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• 2012

본 연구에서는 PHC(Pretensioned spun High strength Concrete)파일에 CT형강을 합성시킨 합성형 벽체파일을 실물 크기로 4개 제작한 후 휨 실험을 수행하여 합성형 벽체파일의 극한 강도와 합성작용 등의 구조 성능을 분석하였다. 합성형 벽체파일은 천공홀이 설치된 CT형강의 복부가 perfobond rib 전단연결재 역할을 하여 콘크리트와 CT형강을 합성시킨 구조물로써 CT형강의 플랜지를 이용하여 벽체파일과 버팀보 또는 상 하부 슬래브의 연결이 가능하므로 기능성과 구조적 성능이 동시에 향상된 구조이다. 모든 실험체의 파괴모드는 휨 파괴였으며, 극한강도는 설계기준에 따라 계산된 목표 설계값보다 큰 것으로 분석되어 개발된 합성형 벽체파일은 충분한 강도를 확보한 것으로 판단되었다. 또한 천공홀을 갖는 CT형강의 복부는 perfobond rib 전단연결재 역할을 적절히 수행할 수 있는 것으로 분석되었다.