• Structural Engineering and Mechanics
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• 제11권1호
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• pp.1-16
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• 2001

This paper discusses the elastic stability of unbraced frames under non-proportional loading based on the concept of storey-based buckling. Unlike the case of proportional loading, in which the load pattern is predefined, load patterns for non-proportional loading are unknown, and there may be various load patterns that will correspond to different critical buckling loads of the frame. The problem of determining elastic critical loads of unbraced frames under non-proportional loading is expressed as the minimization and maximization problem with subject to stability constraints and is solved by a linear programming method. The minimum and maximum loads represent the lower and upper bounds of critical loads for unbraced frames and provide realistic estimation of stability capacities of the frame under extreme load cases. The proposed approach of evaluating the stability of unbraced frames under non-proportional loading has taken into account the variability of magnitudes and patterns of loads, therefore, it is recommended for the design practice.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제17권4호통권77호
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• pp.469-479
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• 2005

강구조 비가새 골조의 접합부로서 반강접합부를 적용하게 되면 접합부의 비선형적인 모멘트-회전각 관계는 강구조 비가새 골조의 거동($P-\Delta$ 효과) 및 안정성에 영향을 미치게 된다. 따라서 본 연구에서는 이러한 접합부 비선형 거동이 골조의 거동 및 안정성에 미치는 영향을 2차 비탄성 해석을 통하여 고찰하고, 안정성에 영향을 미치는 주요 인자 및 그 경향들을 분석하였다. 연구 결과 접합부의 비선형 거동은 골조의 안정성에 직접적인 영향을 미치는 것으로 나타났으며 주요 영향인자는 접합부의 회전강성, 반강접합부의 적용 위치 등으로 나타났다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제19권6호
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• pp.679-705
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• 2005

This paper presents a practical method to evaluate the effective length factors for columns in multi-storey unbraced frames based on the concept of storey-based elastic buckling by means of decomposing a multi-storey frame into a series of single-storey partially-restrained (PR) frames. The lateral stiffness of the multi-storey unbraced frame is derived and expressed as the product of the lateral stiffness of each storey. Thus, the stability analysis for the multi-storey frame is conducted by investigating the lateral stability of each individual storey, which is facilitated through decomposing the multi-storey frame into a series of single-storey PR frames and applying the storey-based stability analysis proposed by the authors (Xu and Liu 2002) for each single-storey PR frame. Prior to introducing decomposition approaches, the end rotational stiffness of an axially load column is derived and rotational stiffness interaction between the upper and lower columns is investigated. Three decomposition approaches, characterized by means of distributing beam-to-column rotational-restraining stiffness between the upper and lower columns, are proposed. The procedure of calculating storey-based column effective length factors is presented. Numerical examples are then given to illustrate the effectiveness of the proposed procedure.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제22권1호
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• pp.87-97
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• 2010

본 연구는 비대칭 비가새 골조를 대상으로 강구조 설계기준에서 제시하고 있는 하중증폭계수를 적용한 2차 해석법의 타당성을 해석적 방법을 통해 평가하는데 그 목적이 있다. 이를 위해 KBC 2005에서 제안하고 있는 B1 및 B2 계수를 적용한 2차 해석과 KBC 2009에서 제안하고 있는 하중증폭계수를 적용한 직접해석을 5층 2스팬 및 5층 4스팬 비대칭 비가새 강구조 골조에 대해 실시하고, 그 해석 결과를 2차 비탄성 해석 결과와 비교하여 기준에서 제안된 2차 해석법들을 평가하였다. 해석의 주요 변수로는 골조 형상, 기둥 축력비, 해석방법, 기둥수평위치 등이 적용되었다. 연구 결과 구조물의 비대칭성은 B2 계수 및 제안된 해석법의 유효성에 영향을 미치는 것으로 나타났으며, 특히 기둥삭제 및 경사 기둥의 경우 오차의 범위가 증가하는 것으로 나타났다.

• 한국농촌건축학회논문집
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• 제12권3호
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• pp.27-34
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• 2010

Unbraced vinyl house frame that is economically installed is certainly easy to collapse under the influence of excess snow load. To make it more cheaply in putting up as well as more efficiently in withstanding the applied snow load, it is essential to insert additional bracing into the existing unbraced vinyl house frame. On the other hand, there are varieties of possible bracing shapes that can be formed. However, their efficiencies are different. Therefore, it is important to identify the most effective bracing shape. In this study, 2 different kinds of bracing shapes, horizontal and inclined bracing, are used to additionally install in the ordinary single frames in order to show the effect of the bracing resisting the applied snow load and compare the bending moment, axial force, combined stress and vertical displacement of the vinyl house frame.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제6권1호
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• pp.45-54
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• 2006

A steel frame is one of the most commonly used structural systems due to its resistance to various types of applied loads. Many studies have been conducted to investigate the effects of connection flexibility, support conditions, and beam-to-column stiffness ratio on the story drift of a frame. Based on the results of these studies, several design guides have been proposed. This research has been conducted to predict the actual behavior of a double angle connection, and to establish its effect on the story drift and the maximum allowable load of a steel frame. For these purposes, several experimental tests were conducted and a simplified analytical model was proposed. This simplified analytical model consists of four spring elements as well as a column member. In addition, a point bracing system was proposed to control the excessive story drift of an unbraced steel frame.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제11권3호
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• pp.287-299
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• 2001

Columns in multi-storey frames are presently categorised as either braced or unbraced, usually by means of the stability index criterion, for estimating their effective length ratios by design aids such as 'alignment charts'. This procedure, however, ignores the transition in buckling behaviour between the braced condition and the unbraced one. Hence, this results in either an overestimation or an underestimation of effective length estimates of columns in frames that are in fact 'partially braced'. It is shown in this paper that the transitional behaviour is gradual, and can be approximately modelled by means of a 'fuzzy logic' based technique. The proposed technique is simple and intuitively agreeable. It fills the existing gap between the braced and unbraced conditions in present codal provisions.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제19권1호
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• pp.55-71
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• 2005

In several design codes and specifications, simplified formulae and diagrams are given for determining the buckling lengths of frame columns. It is shown that these formulae may yield rather erroneous results in certain cases. This is due to the fact that, the code formulae utilise only local stiffness distributions. In this paper, a simplified procedure for determining approximate values for the buckling loads of multi-storey frames is developed. The procedure utilises lateral load analysis of frames and yields errors in the order of 10%, which may be considered suitable for design purposes. The proposed procedure is applied to several numerical examples and it is shown that all the errors are in the acceptable range and on the safe side.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제21권6호
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• pp.627-636
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• 2009

본 연구는 강구조 설계기준에서 제시하고 있는 하중증폭계수를 적용한 2차 해석법의 타당성을 해석적 방법을 통해 평가하는데 그 목적이 있다. 이를 위해 KBC 2005에서 제안하고 있는 B1 및 B2 계수를 적용한 2차 해석과 KBC 2009(안)에서 제안하고 있는 하중증폭계수를 적용한 직접해석을 3층 1스팬 및 5층 3스팬 비가새 강구조 골조에 대해 실시하고, 그 해석 결과를 2차 비선형 해석 결과와 비교하여 기준에서 제안된 2차 해석법들을 평가하였다. 해석의 주요 변수로는 골조의 규모, 기둥의 축력비, 해석방법 등이 적용되었다. 연구 결과 고축력 조건시 KBC 2005에서 제안된 하중증폭계수를 적용한 2차 해석은 2차 효과의 영향을 적절하게 고려하지 못하나 KBC 2009(안)에서 제안된 직접해석법의 경우 적절한 수준에서 2차 효과를 고려하고 있는 것으로 나타났다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제13권4호
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• pp.363-372
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• 2001

본 연구의 목적은 보항복형 비가새 골조의 $P-{\Delta}$영향을 실험적 방법을 통하여 조사하는데 있다. 이를 위하여 4개의 1층 1스팬의 보항복형 비가새 골조에 대한 가력실험을 실시하였다. 실험의 변수로는 기둥의 강성과 축력비를 적용하였다. 실험결과 저축력 상태의 보항복형 비가새 골조에서는 축력의 정량적인 크기가 $P-{\Delta}$효과로서 골조의 안정성에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 그리고 최대수평하중은 기둥의 강성과 지점 회전강성에 비례하여 증가하며 저축력상태의 보항복형 비가새 골조는 붕괴가구 형성이 비교적 안정적인 상태에서 이루어짐을 알 수 있었다. 그리고 한계상태설계기준의 $B_2$ 계수는 골조의 비탄성거동시 $P-\Delta$효과를 적절히 고려하지 못하는 것으로 판단된다.