• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제3권2호
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• pp.169-175
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• 1999

Shear connectors are completely important to composite each other in steel concrete composite structures. Therefore a strength of shear connectors and relation of a load-slip have been carried out experimentally and analytically by the Push-Out test for this study. In this paper, eleven specimens were tested and the behavior of shear connectors in steel concrete composite structures are investigated.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제17권5호통권78호
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• pp.549-559
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• 2005

철도교는 강성이 주요한 설계인자이기 때문에 기존의 2거더 교량의 구조적 효율성을 높이기 위해서 이중합성 구조를 가진 철도교를 제안하였다. 일반적으로 강합성 연속교를 설계할 경우, 부모멘트 구간에 존재하는 콘크리트 바닥판은 인장에 저항하지 못한다고 가정하고 바닥판 단면을 무시하게 된다. 부모멘트 구간에서는 합성단면의 강성이 감소하게 되므로 이를 보완하기 위해 강재단면이 커지게 되는데, 이러할 경우 변단면의 적용이 불가피하게 되고 강합성형으로서의 장점이 반감된다고 할 수 있다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 다양한 접근법이 존재하지만 그 중에서도 경간을 확대하고 강성이 중요한 설계인자가 되는 경우에 적절하게 사용될 수 있도록 제안된 교량의 형태가 이중합성구조이다. 따라서 본 연구에서는 이중합성 전단연결부의 거동을 파악하기 위하여 수평스터드, 수평스터드와 수직스터드가 함께 배치된 복합스터드 부재에 대한 push-out 실험을 수행하였다. 실험결과의 분석을 통하여 기존의 설계식과의 비교를 수행하고 정적 거동을 평가하였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제36권4호
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• pp.369-381
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• 2020

Nowadays, in prefabricated composite construction, composite action between steel beam and concrete slab is often achieved with positioning of shear connectors in envisaged openings of concrete slabs. Prefabricated concrete slabs are used for composite steel-concrete buildings and bridges, both for the construction of new structures and for renovation of existing ones, significantly reducing construction time. Development of different types of shear connectors represent alternative solution to the traditionally used headed studs, considering their shear resistance, stiffness and ductility. New types of shear connectors tend to reduce the construction time and overall construction cost. Mechanically fastened shear connectors represent a viable alternative to headed studs, considering their fast installation process and shear resistance. X-HVB shear connectors are attached to the steel beam with two cartridge fired pins. The first step towards extensive implementation of X-HVB shear connectors in composite construction is to understand their behaviour through experimental investigation. Results of the push-out tests, in accordance to Eurocode 4, with X-HVB 110 shear connectors positioned in envisaged openings of prefabricated concrete slabs are presented in this paper. The experimental investigation comprised three different specimen's layout. Group arrangement of X-HVB shear connectors in envisaged openings included specimens with minimal recommended distances and specimens with reduced distances between connectors in both directions. Influence of different installation procedures on overall behaviour of the connection is presented, as well as the orientation of shear connectors relative to the shear force direction. Influence of variations is characterized in terms of failure mechanisms, shear resistance and ductility.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제24권1호
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• pp.73-80
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• 2012

합성보는 철골보와 콘크리트슬래브를 스터드볼트로 일체화한 구조이며, 일반적으로 용접을 이용한 스터드볼트(Stud Bolts)가 연결재로 많이 사용된다. 그러나, 스터드볼트는 감전사고와 같은 전기재해나 용접불량 등 문제점을 가지고 있다. 따라서, 드라이빙핀을 이용한 기계적 접합이 대안으로 대두되고 있다. 본 연구는 드라이빙핀 전용 제안형 전단연결재를 이용한 합성보의 횡하중(지진하중이나 풍하중)시 구조적 성능을 평가하고자 한다. 기존형 합성보과 제안형 합성보는 안정된 탄소성 거동을 나타내었으며 기둥주변에서 콘크리트 압괴로 내력이 저하되었다. 따라서, 제안형 합성보는 기존형 합성보를 대체할 수 있을 것으로 판단된다.

• 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.

• Steel and Composite Structures
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• 제18권6호
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• pp.1369-1389
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• 2015

In order to investigate the behaviour of lying multi-stud connectors in cable-pylon anchorage zone, twenty-four push-out tests are carried out with different stud numbers and diameters. The effect of concrete block width and tensile force on shear strength is investigated using the developed and verified finite element model. The results show that the shear strength of the lying multi-stud connectors is reduced in comparison with the lying single-stud connector. The reduction increases with the increasing of the number of studs in the vertical direction. The influence of the stud number on the strength reduction of the lying multi-stud connectors is decreased under combined shear and tension loads compared with under pure shear. Yet, due to multi-stud effect, they still can't be ignored. The concrete block width has a non-negligible effect on the shear strength of the lying multi-stud connectors and therefore should be chosen properly when designing push-out specimens. No obvious difference is observed between the strength reductions of the studs with 22 mm and 25 mm diameters. The shear strengths obtained from the tests are compared with those predicted by AASHTO LRFD and Eurocode 4. Eurocode 4 generally gives conservative predictions of the shear strength, while AASHTO LRFD overestimates the shear strength. In addition, the lying multi-stud connectors with the diameters of 22 m and 25 mm both exhibit adequate ductility according to Eurocode 4. An expression of load-slip curve is proposed for the lying multi-stud connectors and shows good agreement with the test results.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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• pp.209-212
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• 2008

I형강 접합 절곡 강합성 바닥판은 절곡 바닥판내에 I형강을 매입하여 기존의 현장타설 철근콘크리트바닥판보다 경량화되고 하중저항성능 및 시공성을 향상시킨 강합성 바닥판이다. 현재 일반적인 철근콘크리트 구조물의 유효휨강성에 대한 계산은 도로교설계기준 및 ACI에서 제안하고 있는 방법을 사용하고 있다. 본 논문에서는 도로교설계기준 및 ACI에서 제안된 유효휨강성에 대한 산정 방법과 CEB-FIP MC-90에서 제안하고 있는 방법을 사용해 I형강 접합절곡강합성 바닥판의 유효휨강성을 계산하고 그에 대한 적합성을 평가하였다. 또한 전단연결재의 유 무, 단면의 변화, 부재연결 그리고 일반철근콘크리트보와의 비교등 4가지 실험변수를 두고 총 5개의 실험체를 제작 실험하였고 실험결과와 이론식으로 산정된 휨강성값을 비교,평가하여 실험변수에 따른 휨강성의 변화를 분석하였다. 실험결과 CEB-FIP MC-90에서 제안하고 있는 방법이 ACI에서 제안하고 있는 방법보다 만족스러운 결과를 나타냈으며, 전단연결재가 있고 콘크리트와 바닥판의 부착면적이 많은 경우에 하중저항 성능과 휨강성이 높게 나타났다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제74권5호
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• pp.657-670
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• 2020

Due to the high compressive and tensile strength of ultra-high performance concrete (UHPC), UHPC used in steel concrete composite structures provided thinner concrete layer compared to ordinary concrete. This leaded to the headed stud shear connectors embedded in UHPC had a low aspect ratio. In order to systematic investigate the effect of headed stud with low aspect ratio on the structural behaviors of steel UHPC composite structure s this paper firstly carried out a test program consisted of twelve push out specimens. The effects of stud height, aspect ratio and reinforcement bars in UHPC on the structural behaviors of headed studs were investigated. The push out test results shows that the increasing of stud height did not obviously influence the structural behaviors of headed studs and the aspect ratio of 2.16 was proved enough to take full advantage of the headed stud strength. Based on the test results, the equation considering the contribution of weld collar was modified to predict the shear strength of headed stud embedded in UHPC. The modified equation could accurately predict the shear strength of headed stud by comparing with the experimental results. On the basis of push out test results, bending tests consisted of three steel UHPC composite slabs were conducted to investigate the effect of shear connection degree on the structural behaviors of composite slabs. The bending test results revealed that the shear connection degree had a significantly influence on the failure modes and ultimate resistance of composite slabs and composite slab with connection degree of 96% in s hear span exhibited a ductile failure accompanied by the tensile yield of steel plate and crushing of UHPC. Finally, analytical model based on the failure mode of composite slabs was proposed to predict the ultimate resistance of steel UHPC composite slabs with different shear connection degrees at the interface.

• Advances in concrete construction
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• 제9권4호
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• pp.413-421
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• 2020

For steel-concrete girders made composite using shear studs, initial damage on studs induced by weld defect, unexpected overloading, fatigue and others might degrade the service performance and even threaten the structural safety. This paper conducted a numerical study to investigate the static behavior of damaged stud shear connectors that were embedded in ultra high performance concrete (UHPC). Parameters included damage degree and damage location. The material nonlinear behavior was characterized by multi-linear stress-strain relationship and damage plasticity model. The results indicated that the shear strength was not sensitive to the damage degree when the damage occurred at 2/3d (d is the stud diameter) from the stud root. An increased stud area would be engaged in resisting shear force as the distance of damage location from stud root increased and the failure section becomes inclined, resulting in a less reduction in the shear strength and shear stiffness. The reduction factor was proposed to consider the degradation of the shear strength of the damaged stud. The reduction factor can be calculated using two approaches: a linear relationship and a square relationship with the damage degree corresponding to the shear strength dominated by the section area and the nominal diameter of the damaged stud. It was found that the proposed method is preferred to predict the shear strength of a stud with initial damage.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제18권2호
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• pp.74-81
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• 2014

본 연구에서는 휨모멘트를 받는 SC 벽체 스터드의 성능을 최적화시키기 위해 비선형 유한요소법을 사용한 해석적 연구를 수행하였다. SC 벽체에 대한 유한요소모형에서는 접촉, 연결, 그리고 재료에 대한 비선형성을 고려하였다. 그리고 해석모형의 검증을 위해 선행된 실내 실험을 모사하여 계측결과와 해석결과를 비교하였고, 제안된 해석방법의 타당성을 검증하였다. 문헌조사를 통해 해석 대상물의 크기를 결정하였고, 다양한 스터드의 형식과 배치간격을 고려한 해석을 수행하였다. 또한, KEPIC SNG를 만족하는지에 대한 추가적인 검토를 수행하였다. 최종적으로 수치해석과 기준의 검토를 통하여 개선된 스터드의 최적 형식 및 배치안을 제시하였다.