• Steel and Composite Structures
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• 제26권3호
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• pp.361-373
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• 2018

This paper presents the development of finite element (FE) models to simulate the behavior of diagonally stiffened steel plate shear wall systems (SPSWs) with differently shaped openings subjected to a cyclic load. This walling system has the potential to be used for shear elements that resist lateral loads in steel-framed buildings. A number of $\text\tiny{^1/_2}$-scale one-story buildings that were un-stiffened, stiffened and stiffened with opening SPSWs are modeled and simulated using the finite element method based on experimental data from previous research. After validating the finite element (FE) models, the effects of infill plate thickness on the cyclic behavior of steel shear walls are investigated. Furthermore, triple diagonal stiffeners are added to the steel infill plates of the SPSWs, and the effects are studied. Moreover, the effects of a number of differently shaped openings applied to the infill plate are studied. The results indicate that the bearing capacity and shear resistance are affected positively by increasing the infill plate thickness and by adding triple diagonal stiffeners. In addition, the cyclic behavior of SPSWs is improved, even with an opening in the SPSWs.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제21권5호
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• pp.471-481
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• 2009

본 연구는 SSC(Stiffened Steel Plate-Concrete) 구조와 NSC(Non-Stiffened Steel Plate-Concrete) 구조의 압축거동 특성을 비교 분석하여 SSC 구조의 구조적 성능 향상 효과를 파악하는데 그 목적이 있다. 여기서, SSC 구조는 강판에 리브(H형강)을 사용하여 선지지하고 스터드로 점지지하여 콘크리트와 일체화 시킨 구조이다. 한편 NSC 구조는 강판에 스터드로 점지지하여 콘크리트와 일체화 시킨 구조이다. 실험을 통해 다음과 같은 결과를 얻었다. SSC 구조가 NSC 구조에 비해 시험체의 강판좌굴 억제 및 급격한 콘크리트의 취성파괴를 방지하는 것으로 나타났다. 또한 SSC 구조가 NSC 구조에 비해 약 5%~28%정도 최대압축강도가 증가한 것으로 나타났다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제16권5호통권72호
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• pp.621-628
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• 2004

본 연구에서는 보강판의 좌굴방지를 위해 기존에 주로 사용되는 보강재를 복합재료를 사용하여 대체하는 새로운 개념을 소개한다. 강재 보강재를 복합재료로 대체함으로써 용접의 불편함과 피로 등에 의한 손상 및 부식을 원천적으로 제거할 수 있다. 강판에 접착되는 복합재료는 강판이 좌굴할 때까지 완전히 접착된 것으로 가정하였다. 이렇게 구성되는 판은 길이와 폭 방향으로 변단면의 형태를 가지며 비등방성의 재료특성을 나타낸다. 이러한 비등방성 변단면 판의 좌굴해석을 위해 범용 유한요소 프로그램인 LUSAS를 사용하였으며 여러 가지 매개변수 변화 해석을 통해 비등방성 변단면 판의 좌굴거동 특성을 살펴보았다.

• 한국해양공학회지
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• 제12권2호통권28호
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• pp.22-32
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• 1998

Many of steel structures having little internal damping consist of stiffened plates. In case that viscoelastic materials are adhered to the stiffened plates for the reduction of structure-borne noise, their effects are varied by the adhered position and dynamic characteristics of the structures as well as their material properties and adhered amount. In this paper, sound reduction effects of viscoelastic materials partially adhered to the different positions of a stiffened steel plate have been investigated by the measurement of vibratory velocity and sound intensity. The results show that optimal adherent positions of viscoelastic materials to reduce sound radiation power are the loop areas of modes.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제26권4호
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• pp.277-288
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• 2014

본 연구에서는 여러 가지 제원 변화에 따른 폐단면 리브 보강판의 국부 처짐과 국부 모멘트의 특성을 살펴보고자 하였다. 여러가지 사다리꼴 리브를 갖는 보강판에 정사각형 분포하중을 재하하고 분석한 결과, 재하 패널 폭이 국부 거동에 미치는 영향이 가장 큰 것으로 나타났으며, 옆 패널 폭이 미치는 영향은 매우 작은 것을 알 수 있었다. 또한, 기준 보강판의 국부 거동은 강판과 리브가 이루는 각도로 표현되고, 다른 보강판의 국부 거동은 기준값에 재하 패널 폭, 판 두께, 리브 두께, 리브 높이, 옆 패널 폭의 비율 함수를 곱하여 구할 수 있음을 알 수 있었으며, 결과 또한 상당한 정확도를 나타내었다. 비율 함수를 다른 재하 크기에 적용한 결과, 재하 패널 폭을 제외한 다른 비율 함수의 타당성을 확인할 수 있었으며, 재하 패널 폭의 함수를 보정한 결과, 오차율이 크게 개선되었다. 따라서 본 연구에서 제안한 비율 함수식을 이용하면, 제원과 상관없이 폐단면 리브를 갖는 보강판의 국부 처짐과 국부 모멘트에 대하여 간편하게 타당한 결과를 얻을 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제19권6호
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• pp.643-653
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• 2007

본 연구에서는 일반 강재로 제작된 수평보강재가 설치된 플레이트 거더에 대한 3차원 비선형 유한요소해석을 수행하여 휨에 대한 극한 거동과 연성에 대해 고찰하였다. AASHTO LRFD (2002)의 규정에 의하면 수평보강재가 설치된 플레이트 거더는 조밀단면 검토에서 제외되어 비조밀단면으로 간주되는데, 소성모멘트 구현과 휨연성 조건 등을 엄밀히 검토하여 조밀단면으로 설계될 수 있는 가능성에 대하여 살펴보았다. 복부판의 세장비, 수평보강재의 강성, 압축플랜지의 세장비 등을 주요 변수로 설정하여 다양한 조합에 대한 해석을 수행하였다. 복부판에 설치된 보강재의 강성이 보장된 상태에서 복부판 압축 패널의 국부좌굴을 방지하기 위한 세장비의 값을 제한함으로써 수평보강재가 설치된 플레이트거더일지라도 조밀단면의 조건이 충분히 만족될 수 있다는 것이 확인되었다. 해석 결과에 근거하여 수평보강재가 설치된 플레이트거더가 조밀단면으로 설계되기 위한 조건식이 제안되었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제11권11호
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• pp.5-18
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• 2010

본 연구에서는 지간 15m 이하의 지중파형강판 박스구조물의 3차원 해석 시 적용 가능한 3차원 보강판 모델을 제안하고 검증하였다. 3차원 보강판 모델은 실제 파형강판의 단면계수와 종방향과 길이방향의 단면특성을 고려하여 지중강판 박스구조물을 모델링함으로써, 3차원 해석 시 모델링을 간편하게 하고 해석시간을 단축할 수 있는 유용한 해석 모델이다. 이 모델을 검증하기 위해 3단계의 시공과정(정점부까지의 뒷채움, 토피고까지의 뒷채움, 활하중재하)에 따른 거동분석으로부터 최대 변위와 최대모멘트를 유발하는 재하상태를 도출하였고, 제안된 단면을 통해 파형강판의 거동을 분석하였다. 분석 결과를 3차원 등가판 모델, 2차원 모델, 실제파형강판 구조물과 동일하게 모델링한 3차원 Corrugated 판 모델과 비교 검증하였다. 해석결과 2차원 모델과 3차원 등가판 모델은 활하중 조건에서 3차원 Corrugated 판 모델과 큰 차이를 나타내었으나, 3차원 보강판 모델은 모든 해석 결과에서 3차원 Corrugated 판 모델과 일치하는 결과를 나타내었다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제22권3호
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• pp.219-228
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• 2010

본 논문에는 압축력을 받는 국부좌굴, 뒤틀림좌굴 및 두 좌굴의 혼합좌굴이 발생하는 종방향 보강재가 부착된 강판의 거동 및 극한 강도에 대한 실험적인 연구를 서술하였다. 압축력을 받는 보강판의 경우 서브패널의 폭-두께비와 보강재의 휨강성에 따라서 국부좌굴, 뒤틀림좌굴 또는 두 좌굴의 혼합형태의 좌굴이 발생하게 되고, 상당한 크기의 후좌굴강도가 발현되어 보강판의 극한강도를 지배하게 된다. 보강재의 휨강성과 보강재로 구분된 서브패널의 폭-두께비가 다른 두께 4.0mm, 공칭항복강도 235MP인 SM400 강판으로 제작된 보강판의 중심압축실험을 수행하고 유한요소해석결과와 비교하여 검증하였다. 실험 결과에 근거하여 보강판의 극한강도를 예측할 수 있는 직접강도법을 적용한 설계압축강도식을 제안하였다. 제안된 직접강도법은 뒤틀림좌굴 또는 국부좌굴과 뒤틀림좌굴이 혼합하여 발생하는 종방향 보강재로 보강된 강판의 극한강도를 적절하게 예측할 수 있는 것으로 판단되었다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제24권6호
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• pp.659-670
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• 2012

본 연구에서는 개단면 리브 보강판에 대하여 여러 가지 제원 변화에 따른 국부 처짐과 국부 모멘트를 정형화하고자 하였다. 평강 리브와 역T형 리브를 갖는 여러 가지 보강판을 분석한 결과, 하부 플랜지가 국부 거동에 미치는 영향이 매우 작아 국부 거동은 리브 간격, 복부 두께와 높이, 판 두께에 대한 비율 함수로 표현할 수 있음을 알 수 있었다. 또한, 평강 리브와 역T형 리브를 갖는 보강판의 비율 함수가 유사한 결과를 나타내어 하나의 비율 함수로 통합 가능하였으며, 이를 적용한 결과 타당한 결과를 나타내었다. 다른 형태의 보강판에 비율 함수를 적용한 결과, 오차율 증가가 크지 않아 본 연구의 적용성을 확인할 수 있었다. 따라서 본 연구에서 제안한 국부 거동에 대한 비율 함수식을 이용하면, 개단면 리브를 갖는 보강판의 국부 처짐과 국부 모멘트에 대하여 제원과 상관없이 간편하게 타당한 결과를 얻을 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제12권6호
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• pp.681-690
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• 2000

최근, 장스팬 구조물이 많이 요구되어지고 있다. 그로인하여 지진하중 및 풍하중에 의한 바닥의 진동방지 및 과대변형을 억제하기 위하여 강성을 증대시킬 필요가 있다. 이러한 목적으로, 철골의 단부를 철근콘크리트로 보강하는 것이 효과적이다. 이러한 유효 보강 방법을 실현하기 위해서는 철골 부분과 철골 단부를 철근콘크리트로 보강한 부분 사이의 경계부에서 원활한 응력전달이 이루어져야 한다. 따라서 원활한 응력전달을 위하여 그 경계부에 정착판을 설치하였다. 본 연구는 기존 실험을 기초로 한 수치해석을 통하여 유효 응력 전달 방법을 평가한 것이다.