• Structural Engineering and Mechanics
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• 제56권1호
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• pp.67-83
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• 2015

The load transfer mechanism and load-bearing capacity of cast steel joints for H-shaped beam to square tube column connection are studied based on the deformation compatibility theory. Then the monotonic tensile experiments are conducted for 12 specimens about the cast steel joints for H-shaped beam to square tube column connection. The findings are that the tensile bearing capacity of the cast steel joints for beam-column connection depends on the ring of cast steel stiffener. The tensile fracture happens at the ring of the cast steel stiffener when the joint fails. The thickness of square tube column has little influence on the bearing capacity of the joint. The square tube column buckles while the joint without concrete filled, but the strength failure happens for the joint with concrete filled column. And the length of welding connection between square tube column and cast steel stiffener has little influence on the load-bearing capacity of the cast steel joint. Finally it is shown that the load-bearing capacity of the joints for H-shaped beam to concrete filled square tube column connection is larger than that of the joints for H-shaped beam to square tube column connection by 10% to 15%.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제18권5호
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• pp.525-534
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• 2006

기둥과 보를 핀접합부로 연결하는 경우 볼트열과 기둥플랜지면 사이의 편심거리에 의해 강관면에 국부적인 모멘트가 유발 되어 기둥의 내력을 저하시킬 수 있다. 본 논문에서는 각형강관 기둥-보 핀접합부를 대상으로 유한요소해석 프로그램을 이용하여 기둥의 폭과 두께 변화, 내부보강 유무, 축력의 유무에 의한 변수로 모멘트에 의한 각형강관 기둥의 내력저하를 규명하기위해 해석을 수행 하였다. 유한요소해석결과에 대한 신뢰성을 확보하기 위해 일부 실험체를 제작하여 실험을 수행하였다. 각형강관 기둥-보 핀접합부의 내력식을 제안하기 위해 항복선 이론을 적용하였다. 그 결과 각형강관 기둥-보 편접합부의 모멘트에 의한 기둥의 내력은 폭과 두께의 증가에 따라 향상되었으며 기둥의 폭두께비가 동일하여도 기둥의 크기 증가로 내력이 향상되었다. 각형강관 기둥의 무보강형태에 대한 내력의 한계치를 제시 하였으며 한계치를 만족하지 못하는 경우 기둥 내부의 보강이 필수적이다. 따라서 각형강관 기둥의 내력 향상과 제작성을 고려하여 수평보강재 의 형태를 제안하였다. 최종적으로 모멘트에 의한 내력저하를 고려한 각형강관 기둥-보 핀접합부의 내력식을 무보강형태와 수평보강형태로 각각 제안하였다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2006년도 춘계학술발표회 논문집(I)
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• pp.430-433
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• 2006

The reinforced concrete column confined by square steel tubes(RCST) is a reinforced column (RC) confined by thin steel tubes which cover over the full length of the column but terminates 15mm from the column's ends. The steel tube is in uniaxial tension stress state and won't buckle when the column sustains axial load. This will highly increase the bearing capacity and ductility of the columns. The hysteretic behavior of four square RCST columns and one square RC column were experimentally studied under constant axial load and lateral cyclic load. The wide-to-thickness (D/t) ratio of RCST columns employed in this research is 75. The main variables of the experiment were axial load ratio and compressive strength of the concrete. Based on the findings in this research, RCST columns exhibits high lateral strength, ductility, and energy dissipation ability.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제21권5호
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• pp.515-526
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• 2009

콘크리트 충전강관에 사용되는 강관의 제작법은 재단된 4장의 플레이트를 모서리에서 용접하는 일반강관 제작법과, ㄷ형으로 절곡성형과정을 거쳐 2-Seam으로 용접하는 제작방법, 그리고 원형강관을 압축하여 4각형태로 만드는 방법등이 일반적으로 사용되며, 강관제작에 사용되는 용접방법과 용접량의 선택은 강관 제작비용에 큰 부분을 차지하고 있다. 새로운 제작형식으로 개발된 각형강관은 4장의 플레이트를 ㄱ형으로 절곡성형한 후 강관 폭의 중앙에서 4-Seam Flare 용접하는 방식이다. 본 연구에서는 새로운 제작형식의 CFT 각형 기둥에 대하여 용접량 평가를 위한 실험방법을 제시하고, 강관 제작법, 강관두께 및 용접량을 변수로 총 6개의 실험체를 제작하여 구조실험 및 해석을 수행하여 강관내부의 수압에 따른 강관의 거동을 평가하였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제34권6호
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• pp.803-818
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• 2020

Semi-rigid connections with blind bolts could solve the difficulty that traditional high strength bolts were unavailable to splice a steel/composite beam to a closed section column. However, insufficient investigations have focused on the performance of semi-rigid connection to square concrete filled double-skin steel tubular (CFDST) columns. In this paper, a component model was developed to evaluate the mechanical behavior of semi-rigid composite connections to CFDST columns considering the stiffness and strength of column face in compression and column web in shear which were determined by the load transfer mechanism and superstition method. Then, experimental investigations on blind bolted composite joints to square CFDST columns were conducted to validate the accuracy of the component model. Dominant failure modes of the connections were analyzed and this type of joint behaved semi-rigid manner. More importantly, strain responses of CFDST column web and tubes verified that stiffness and strength of column face in compression and column web in shear significantly affected the connection mechanical behavior owing to the hollow part of the cross-section for CFDST column. The experimental and analytical results showed that the CFDST column to steel-concrete composite beam semi-rigid joints could be employed for the assembled structures in high intensity seismic regions.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제20권5호
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• pp.645-653
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• 2008

용접조립 각형강관은 얇은 강판을 L형으로 절곡한 4개의 단위 부재를 플레어 용접으로 용접한 강관으로 용접조립 각형강관이 CFT 기둥으로 사용될 경우 콘크리트와 강관 폭의 중앙에 설치된 리브가 국부좌굴을 방지하는 역할을 하며 강관은 내부의 콘크리트의 구속하여 콘크리트의 구조내력을 향상시키는 역할을 한다. 본 연구에서는 용접조립 각형강관기둥의 제작방법을 소개하고 용접조립 각형강관과 용접조립 각형CFT 기둥 의 구조성능을 평가하기 위해 강관의 형상(용접조립 각형강관, 일반강관)과 폭두께비(B/t=50, 58, 67), 콘크리트의 강도(f'c=, 10MPa, 40MPa) 를 변수로 총 15개의 실대형 실험체를 제작하여 구조실험을 수행하였으며 용접조립 각형강관의 단면효율과 구조내력의 우수성을 확인하였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제10권3호
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• pp.261-279
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• 2010

Generally, a box tube, which is used for an existing square CFT structure, is made by welding four plates. The manufacturing efficiency of this steel tube is poor, and it also needs special welding technology to weld its internal diaphragm and the through diaphragm. Therefore, an interior-anchor-type square steel tube was developed using the method of cold-forming thin plates to prevent welding of the stress concentration position, and to maximize the section efficiency. And, considering of the flow of beam flange load, the efficiency of erection and the weldability of the diaphragm to thin walled steel column, the external diaphragm connection was selected as the suitable type for the welded built-up square CFT column to beam connection. And, an analytical study and tests were conducted to evaluate the structural performance of the suggested connection details and to verify the suggested equations for the connection details. Through this study, the composite effect of the internal anchor to concrete, the resistance and stress distribution of the connections before and after the existing column is welded to the beam, the effective location of welding in connection were analyzed.

• Advances in concrete construction
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• 제10권6호
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• pp.559-571
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• 2020

This study aimed to inspect the axial compression mechanical performance of basalt-fiber-reinforced recycled - concrete (BFRRC)-filled square steel tubular stub column. The replacement ratio of recycled coarse aggregate (RCA) and the basalt fiber (BF) dosage were used as variation parameters, and the axial compression performance tests of 15 BFRRC-filled square steel tubular stub column specimens were conducted. The failure mode and the load-displacement/strain curve of the specimen were measured. The working process of the BFRRC-filled square steel tubular stub column was divided into three stages, namely, elastic-elastoplasticity, sudden drawdown, and plasticity. The influence of the design parameters on the peak bearing capacity, energy dissipation performance, and other axial compression performance indexes was discussed. A mathematical model of segmental stiffness degradation was proposed on the basis of the degradation law of combined secant-stiffness under axial compression. The full-process curve equation of axial compressive stress-strain was proposed by introducing the influencing factors, including the RCA replacement ratio and the BF dosage, and the calculated curve agreed well with the test-measured curve.

• 복합신소재구조학회 논문집
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• 제6권2호
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• pp.23-31
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• 2015

CFST columns are structurally superior because the concrete inside the steel tubes prevents local buckling at the tubes and the tubes confine the concrete. And, the thickness of steel tube in CFST column has been thinner with development of high-strengh steel. The thinner the steel tube of a square CFST column is, the more local buckling is likely to occur. For this reason, we developed welded built-up square steel tube with stiffeners which are placed at the center of the tube width acts as an anchor. In this study, we conduct experimental test for three specimens of the 4m long span welded built-up square CFT column with parameters of L/D and D/t. And, the test results were compared with the analysis results by M-${\phi}$-P Program.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제21권2호
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• pp.13-23
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• 2017

본 연구는 사각형 콘크리트 압축부재를 CFRP 쉬트로 감쌌을 때의 보강효과와 거동 특성에 대한 연구로, CFRP 쉬트로 보강한 경우 쉬트의 구속효과에 의하여 압축내력이 향상되었으나 사각형 단면이므로 원형단면보다 구속효과는 작게 나타났다. 보강효과와 거동특성을 확인하기 위하여 CFRP 쉬트의 보강겹수, 시험체의 크기, 형상비, 모따기, 및 단면 개량을 변수로 선정하여 실험을 계획하였다. 11개의 실험변수별로 각각 5개씩, 총 55개의 실험체를 제작하여 실험하였다. 압축시험결과 CFRP 쉬트의 구속에 의해 보강효과가 나타났으나 실험체의 크기가 증가함에 따라 구속효과는 떨어졌다. 반면에 CFRP 쉬트의 구속효과에 의하여 사각형 콘크리트 기둥의 연성은 매우 크게 증가되었다. 단면형상을 사각형에서 원형으로 변형한 경우 압축강도와 연성 모두 증가되었다. 또한 실험결과와 기존연구결과를 사용하여 CFRP로 구속된 사각형 콘크리트 부재에 대한 기존 강도추정식의 정확성과 신뢰성을 검증하였다.