No specific guidelines are for computing the shear strength of steel coupling beam connections embedded in the reinforced concrete shear wall. In this paper, a theoretical study of the strength of hybrid coupled shear wall connections is achieved. The bearing stress at failure in the concrete below the steel coupling beam section is related to the concrete compressive strength and the ratio of the width of the steel coupling beam section to the thickness of the hybrid coupled shear wall. To revise factor affecting shear transfer strength across connections between coupled shear walls and steel coupling beam, experimental studies are achieved. The main test variables were auxiliary details of stud bolts. In this studies, these proposed equations are shown to be in good agreement with the test results reported in the paper and with other test data in the literature.
동토지반의 기초구조물을 설계하는데 있어 기초의 안정성을 지배하는 설계정수인 동결토의 전단강도 및 동착강도를 측정하기 위하여 지난 50여 년 동안 많은 연구가 수행되어 오고 있다. 하지만, 아직까지 동결토의 전단강도 특성에 관한 많은 연구들은 토사 종류, 수직구속응력, 동결온도조건 등 여러 가지 영향인자 중 제한된 영향인자의 변화를 통해 수행되어 왔다. 동결토는 일반 토질과는 달리 토립자, 물, 공기뿐만 아니라 얼음을 포함한 4상으로 구성되어 있으며, 동토의 역학적인 성질의 변화는 일반적으로 온도, 수직구속응력, 동토의 구성물질에 따라 영향을 받는다. 이와 같은 동결토의 전단강도 특성을 측정하기 위하여 영하 30도의 저온환경에서도 동작이 가능하도록 설계된 동결토 직접전단시험기를 활용하였으며, 동토지역의 저온환경을 모사하기 위하여 대형 냉동챔버 내에 직접전단시험기를 설치하였다. 동결토의 전단강도 특성을 측정하기 위하여 비교적 균질한 입경분포를 지닌 주문진표준사 및 실리카모래와 입도분포가 좋은 화강풍화토를 활용하였다. 각각 세가지 시료에 대하여 전단시험은 세가지 동결온도 조건 및 수직구속응력 조건에서 수행되었으며, 그 결과를 바탕으로 동결온도조건 및 수직구속응력이 동결토의 전단강도에 미치는 영향을 분석하였다. 전반적으로 동결토의 전단강도는 동결온도가 낮아질수록 증가하는 경향을 보였으나, 수직구속응력에 의한 영향은 미미한 것으로 나타났다.
앵커가 보강된 비탈면에 활동이 발생한 경우에는 활동면을 따라 전단면에 전단응력과 휨 응력이 작용하게 되고, 전단변형의 증가는 앵커의 긴장력 변화를 야기한다. 본 연구에서는 전단에 따른 앵커의 긴장력 변화를 확인하기 위해 앵커의 수직방향으로 전단변형을 유발하여 앵커의 긴장력을 측정하는 방법으로 대형 직접전단시험기를 통해 전단시험을 수행하였다. 전단시험은 앵커 설치 유무, 정착부에서 전단면까지의 이격거리(1D, 2D, 4D) 및 측압(0.1MPa, 0.2MPa)을 변수로 총 8가지 조건에 대해 시험을 실시하였다. 전단시험 결과, 이격거리와 주변지반의 측압은 앵커가 설치된 모형 지반의 전단력 및 앵커의 긴장력에 영향을 미치는 것으로 나타났으며, 전단력 변화는 앵커 두부 및 선단부의 축력변화와 관련이 있음을 규명하였다. 따라서 앵커 두부에서의 긴장력 변화 경향을 분석함으로써, 간접적으로 앵커 정착부에서의 전단변형에 따른 거동을 예측할 수 있음을 확인하였다.
직접전단시험은 전단상자의 경계조건에 따라 흙의 전단거동이 달라지는 것으로 알려져있다. 본 연구의 목적은 Type-A 형태의 기존 직접전단시험기의 문제점에 대해 분석하고 Type-C 형태의 직접전단시험기의 개발을 통해 신뢰성 높은 직접전단결과를 도출하는데 있다. 기존 직전단시험기와 새로 개발된 직접전단시험기를 사용하여 상대밀도가 60%로 조성된 모래시료에 대해 초기 구속응력 50kPa, 100kPa, 200kPa, 300kPa, 400kPa에서 0.5mm/min의 일정한 전단속도로 직접전단시험을 수행하였다. 일정수직하중 조건에서 수행된 Type-A의 직접전단시험기와 Type-C 시험기의 결과를 비교하여 새로 개발된 시험기의 신뢰성을 평가하였다. 또한 새로 개발된 시험기를 사용하여 일정 수직하중 조건과 정압조건의 두 가지 구속조건에 대한 직접전단시험을 수행하여 그 결과를 비교, 분석하였다. 실험결과, Type-A의 직접전단시험기에서는 하중재하판과 상부 전단상자가 기울거나, 흙의 체적변화로부터 발생되는 시료와 전단상자 내부 벽면간의 마찰이 전단면에 작용하는 응력에 영향을 끼치게 되는 문제가 발생하였다. Type-A의 직접전단시험기에서는 전단상자 형태와 경계조건에 따라 전단강도가 과대 혹은 과소평가 되었다. Type-C의 직접전단시험기에서는 구속조건에 상관없이 일관성있는 실험결과를 나타내었다. 본 연구는 Type-C의 형태로 개발된 직접전단시험기를 통해 Type-A 직접전단시험법의 문제점을 해결하고 신뢰성있는 결과를 도출할 수 있음을 보여준다.
In order to evaluate the design shear strength of composite slabs with truss-shaped shear connectors(TSC), a series of push-out tests on several types of specimens was carried out. The test results for the two parameters of bearing area and solid angle of the connector were compared to obtain the design shear force of the truss-shaped connectors. The results obtained from this study are as follows: (1) The slip-coefficients of TSC ranges from 0.87 to 3.12(${\times}10^6kgf/cm$). (2) The slip stiffness and the shear strength of TSC with $60.6cm^2$ bearing area are greater than those with $14.6cm^2$. (3) For estimating the allowable shear force of TSC, a design equation that is based on the bearing strength of the connector is suggested. (4) The mean safety factors of the critical force and the ultimate force are 2.38 and 4.62. respectively.
An experimental study has been carried out to reveal the shear-bond failure mechanism of composite deck slabs. Thirteen full scale simply supported composite slabs are studied experimentally, with the influence parameters like span length, slab depth, shear span length and end anchorage provided by steel headed studs. A dozen of strain gauges and LVDTs are monitored to capture the strain distribution and variation of the composite slabs. Before the onset of shear-bond slip, the longitudinal shear forces along the span are deduced and found to be proportional to the vertical shear force in terms of the shear-bond strength in the m-k method. The test results are appraised using the current design procedures. Based on the partial shear-bond connection at the ultimate state, an improved method is proposed by introducing two reduction factors to assess the moment resistance of a composite deck slab. The new method has been validated and the results predicted by the revised method agree well with the test results.
완만한 거칠기를 갖는 석회암 자연절리면에 대하여 KSRM 표준시험법에 의거한 개별적 직접전단시험과 수직응력을 단계별로 조절하는 다단계 직접전단시험을 실시하였다. 각 시험을 통해 전단시험 전후의 절리면 거칠기 변화를 알아보았고, 두 가지 시험에서 얻은 전단특성 값의 차이를 분석하였다. 두 가지 시험에서 모두 절리면의 거칠기가 클수록 전단저항은 증가하였으며, 수직응력이 증가할수록 절리면의 전단에 필요한 최대전단응력 값은 증가하였다. 다단계 직접전단시험으로 구한 최대마찰각은 개별적 직접 전단시험으로 구한 것의 63% 수준에 불과하였다. 다단계시험은 절리면 요철부의 초기 맞물림이 단계적인 전단과정에 따라 시험 중 수시로 변화되어 원래의 거칠기가 변형되기 때문에 암석 절리면의 마찰각을 구할 때는 개별적 직접전단시험이 더 유효한 방법으로 판단된다. JRC값 4~8의 완만한 거칠기를 갖는 석회암 절리면의 물성값은 최대마찰각 $47^{\circ}$, 잔류마찰각 $38^{\circ}$, 점착력 37 kPa으로 평가되었다.
The push-out tests have been conducted on the specimens which consist of the steel beam with U-shape section and the continuous cap-type shear connector. Existing formulas for the elevation of shear connector capacity were investigated on the basis of test results. The shear capacities of continuous cap-type shear connectors distinctly declined as the diameters of side-hole in the shear connector increased. The rebars through side-hole for the transverse reinforcement improved the shear capacity of continuous cap-type connector by 20 to 30 percent. It was not feasible to obtain the appropriate capacity values of continuous cap-type shear connectors made of thin steel plate like those of in this study, using the existing formulas. The new formula for reflecting the shear strength of penetrative bars was proposed based on the shear equation of Eurocode 4. The slip capacities of continuous cap-type shear connectors were shown to exceed the limit value of 6mm for the sufficiently ductile behavior.
이 연구에서는 FRP 전단보강 및 무보강 콘크리트 보의 전단강도를 정확하게 평가하기 위하여 통합전단설계방법을 개발하였다. 이를 위하여, FRP의 전단강도 기여분과 콘크리트의 전단강도 기여분을 각각 정의하였다. 기존의 FRP 전단강도 평가모델과 실험 결과를 비교 분석한 결과, Triantafillou의 FRP 전단강도 평가모델이 FRP의 유효변형률과 전단강도의 추정이 우수하므로 Triantafillou의 모델을 이용하여 FRP의 전단강도 기여분을 정의하였다. 콘크리트 전단강도 기여분은 선행 연구에서 제안된 변형도 기반 전단강도모델을 이용하여 정의하였다. 콘크리트 단면의 압축대에 작용하는 압축응력과 전단응력의 상관관계를 고려하기 위하여 콘크리트 재료파괴기준을 이용하여 콘크리트 전단강도 기여분을 산정하였다. 제안한 설계방법은 기존 실험 연구 결과와 비교하여 유효성을 검증하였다. 비교 결과 제안한 설계방법은 다양한 설계변수 범위에서 FRP 전단보강 및 무보강 콘크리트 보의 전단강도를 정확하게 평가하는 것으로 나타났다.
The rotation capacities of the plastic hinges located at beam-ends are significantly reduced in traditional steel framed-tube structures (SFTSs) because of the small span-to-depth ratios of the deep beams, leading to the low ductility and energy dissipation capacities of the SFTSs. High-strength steel framed-tube structures with replaceable shear links (HSSFTS-RSLs) are proposed to address this issue. A replaceable shear link is located at the mid-span of a deep spandrel beam to act as a ductile fuse to dissipate the seismic energy in HSSFTS-RSLs. A 2/3-scaled HSSFTS-RSL specimen with a shear link fabricated of high-strength low-alloy Q355 structural steel was created, and a cyclic loading test was performed to study the hysteresis behaviors of this specimen. The test results were compared to the specimens with soft steel shear links in previous studies to investigate the feasibility of using high-strength low-alloy steel for shear links in HSSFTS-RSLs. The effects of link web stiffener spaces on the cyclic performance of the HSSFTS-RSLs with Q355 steel shear links were investigated based on the nonlinear numerical analysis. The test results indicate that the specimen with a Q355 steel shear link exhibited a reliable and stable seismic performance. If the maximum interstory drift of HSSFTS-RSL is designed lower than 2% under earthquakes, the HSSFTS-RSLs with Q355 steel shear links can have similar seismic performance to the structures with soft steel shear links, even though these shear links have similar shear and flexural strength. For the Q355 steel shear links with web height-to-thickness ratios higher than 30.7 in HSSFTS-RSLs, it is suggested that the maximum intermediate web stiffener space is decreased by 15% from the allowable space for the shear link in AISC341-16 due to the analytical results.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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