• Steel and Composite Structures
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• 제34권6호
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• pp.863-875
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• 2020

After medium or strong earthquakes, damage in the reduced portion of RBS connections occurs due to plastic deformations. The purpose of this paper is to numerically and experimentally investigate the reduced depth section connection as a replaceable fuse. In this regard, three commonly used rigid connections with RBS, a replaceable fuse with RBS, and a replaceable fuse with Reduced Depth Section (RDS-F) were evaluated. All specimens were subjected to quasi-static cyclic load until failure. Although the final strength of the RDS-F is lower than that of the other two, laboratory results showed that it had the maximum ductility among the three samples. The numerical models of all three laboratory samples were constructed in ABAQUS, and the results were verified with great accuracy. The results of more than 28 numerical analyses showed that the RDS-F sample is more ductile than the other specimens. Moreover, the thickness of the web and the plastic section modulus increasing, the final strength would be equal to the other specimens. Therefore, the modified RDS-F with replaceability after an earthquake can be a better alternative for RBS connections.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제17권6호통권79호
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• pp.689-697
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• 2005

보 플랜지 절취형 (Reduced Beam Section, RBS) 내진 철골모멘트접합부의 최근 실험결과를 살펴보면, 보 웨브를 볼트 접합한 시험체는 보 웨브를 용접한 시험체에 비해 조기에 스캘럽에서 취성파단이 발생하는 열등한 내진성능을 나타냈다. 과거 여러 연구자들이 수행한 실험 결과 및 본 연구의 수치해석 결과를 종합해 볼 때, 이러한 접합부의 조기 취성파괴는 고전 휨이론과 매우 다른 응력전달 메카니즘에서 기인하는 웨브 볼트의 슬립, 그리고 재료의 인성이 가장 낮은 스캘럽 부근의 응력집중과 밀접한 관련이 있는 것으로 분석된다. 본 연구에서는 실험 및 해석결과를 바탕으로 RBS 접합부의 실제 응력전달경로에 부합되는 새로운 보 웨브 볼트 설계법 및 개선된 상세를 제시하고 실물대 실험을 통하여 방안의 타당성을 입증하였다.

• 대한건축학회논문집:구조계
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• 제35권4호
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• pp.135-146
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• 2019

Deep beam has high section modules compared with shallow beam of the same weight. However, deep beam has low rotational capacity and high possibility of brittle failure so it is not possible to apply deep beams with a long span to intermediate moment frames, which should exhibit a ductility of 0.02rad of a story drift angle of steel moment frames. Accordingly, KBC and AISC limit the beam depth for intermediate and special moment frame to 750mm and 920mm respectively. The purpose of this paper is to improve the seismic performance of intermediate moment frame with 1200mm depth beam. In order to enhance vulnerability of plastic deformation capacity of deeper beam, Multi-Reduced Taper Beam(MRTB) shape that thickness of beam flange is reinforced and at the same time some part of the beam flange width is weakened are proposed. Based on concept of multiple plastic hinge, MRTB is intended to satisfy the rotation requirement for intermediate moment frame by dividing total story drift into each hinge and to prevent the collapse of the main members by inducing local buckling and fracture at the plastic hinge location far away from connection. The seismic performance of MRTB is evaluated by cyclic load test with conventional connections type WUF-W, RBS and Haunch. Some of the proposed MRTB connection satisfies connection requirements for intermediate moment frame and shows improved the seismic performance compared to conventional connections.

• 한국지진공학회논문집
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• 제8권3호
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• pp.87-96
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• 2004

최근에 수행된 보 플랜지 절취형 (Reduced Beam Section, RBS) 내진 철골모멘트접합부의 실험 결과에 의하면, 보 웨브를 볼트 접합한 시험체는 보 웨브를 용접 접합한 시험체에 비해서 조기에 스캘럽을 가로지르는 취성파단이 발생하는 열등한 내진성능을 보였다. 실험결과에 의할 때, 이러한 접합부 취성파괴가 발생하는 주요 원인은 웨브 볼트의 슬립과 고전 휨이론에 의한 예측과는 전혀 다른 응력 전달메카니즘에 의한 스캘럽 부근의 응력집중 때문으로 사료된다. 이는 고전 휨이론에 기초한 전통적 보 웨브 볼트접합부의 설계법을 재검토할 필요가 있음을 시사하는 것이다. 본 연구를 통하여 고전 휨이론에 기초한 현행의 보 웨브 설계법에 문제가 있음을 지적하였다. 실험 및 해석결과를 바탕으로 RBS 접합부의 실제 응력전달경로에 부합되는 새로운 보 웨브 볼트접합 설계법을 제안하였다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제7권3호
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• pp.69-77
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• 2003

본 연구는 8개의 RBS(reduced beam section) 내진 철골모멘트접합부의 실물대 실험결과를 요약한 것이다. 실험의 주요변수는 보 웨브 접합법 및 패널존 강도를 택하였다. 균형 패널존 시험체는 접합부의 내진성능을 감소시키지 않으면서, 보와 패널존이 함께 균형적으로 지진에너지를 소산시키도록 설계하여 값비싼 패널존 보강판(doubler plates)의 수요를 줄이고자 시도한 것이다. 보 웨브를 용접한 시험제는 모두 특별 연성모멘트골조에서 요구되는 접합부 회전능력을 충분히 발휘하였다. 반면 보 웨브를 볼트 접합한 시험체는 조기에 스캘럽을 가로지르는 취성파단이 발생하는 열등한 성능을 보였다. 보 그루브 용접부 자체의 취성파괴가 본 연구에서와 같이 양질의 용접에 의해 방지되면, 스켈럽 부근의 취성파단이 다음에 해결해야 할 문제로 대두되는 경향을 보인다. 보 웨브를 볼팅한 경우에 접합부 취성파단의 빈도가 월등히 높은 이유를 실험 및 해석결과를 토대로 제시하였다. 측정된 변형도 데이터에 의할 때, 접합부의 전단력 전달메카니즘은 흔히 가정하는 고전 휨이론에 의한 예측과 전혀 다르다. 이는 전통적 보 웨브 설계법을 재검토할 필요가 있음을 시사하는 것이다. 아울러, 접합부에서 요구되는 바람직한 거동기준을 제시하고 이를 근거로 균형 패널존의 강도범위에 대한 예비적 추정치를 제시하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제19권5호
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• pp.557-567
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• 2007

아파트의 지하주차장은 보 아래로 각종 설비 배관이 배치되기 때문에 층고가 $300{\sim}400mm$ 정도 추가로 필요하다. 본 연구에서는 설비 배관에 의한 층고 증가를 방지할 수 있도록 설비 배관이 배치되는 부분의 깊이를 줄이고 대신 강재 보를 매입하여 보강한 PC 보의 상부를 현장콘크리트로 타설하여 마무리하는 하이브리드 보 (hybrid beam)를 제안하였다. 그리고 이 하이브리드 보의 휨 거동을 검토하기 위해서 강재 의의 형상, 보의 깊이를 줄인 부분의 길이, 시공 단계 및 콘크리트 양생 후인 합성 단계, 슬래브 및 전단연결재 포함 여부 등을 주요 실험 변수로 실물 실험체 9개를 제작하고 휨 실험을 수행하였다. 그 결과, 본 연구에서 제안한 하이브리드 보는 합성 단계인 경우 강재 보의 형상, 보의 깊이를 줄인 부분의 길이, 슬래브 및 전단연결재의 포함 여부에 관계없이 설계 내력을 상회하는 우수한 휨 거동을 보여주는 것을 확인하였다. 시공 단계에서는 구조적 안정성 및 시공 품질의 확보를 위하여 가설 지지대 (support)가 필요한 것으로 판단된다.

• 한국지진공학회:학술대회논문집
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• 한국지진공학회 2003년도 추계 학술발표회논문집
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• pp.221-230
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• 2003

Employing classical beam theory for the design of RBS seismic steel moment connections was brought into question in this study, Both the experimental strain data and analytical results from the calibrated finite element analysis confirmed that the shear transfer mechanism in the RBS connection is completely different from that as predicted by classical beam theory Plausible explanations of a higher incidence of brittle fractures observed in the specimens with bolted-webs were presented. It was pointed out that the practice of providing web bolts uniformly along the beam depth is not consistent with the load path identified by both experimental and analytical results. More rational bolted-web details were proposed based on the identified principal load path,.

• Steel and Composite Structures
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• 제22권1호
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• pp.183-201
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• 2016

Perforated steel beams can be optimised by increased beam depth and the moment of inertia combined with a reduced web thickness, favouring the use of original I-section beams. The designers are often confronted with situations where optimisation cannot be carried out effectively, taking account of the buckling risk at web posts, moment-shear transfers and local plastic deformations on the transverse holes of the openings. The purpose of this study is to suggest solutions for reducing these failure risks of tested optimal designed beams under applying loads in a self-reacting frame. The design method for the beams is the hunting search optimisation technique, and the design constraints are implemented from BS 5950 provisions. Therefore, I have aimed to explore the strengthening effects of reinforced openings with ring stiffeners, welded vertical simple plates on the web posts and horizontal plates around the openings on the ultimate load carrying capacities of optimally designed perforated steel beams. Test results have shown that compared to lateral stiffeners, ring and vertical stiffeners significantly increase the loadcarrying capacity of perforated steel beams.

• 국제강구조저널
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• 제18권4호
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• pp.1336-1349
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• 2018

Generally, a precast prestressed concrete (PSC) beam is used as girders for short-to-medium span (less than 30 m) bridges due to the advantages of simple design and construction, reduction of construction budget, maintenance convenience. In order to increase the span length beyond 50 m of precast PSC girder, PSC hollow box girder with unbonded prestressed H-type steel beam placed at the compressive region is proposed. The unbonded compressive prestressing in the H-type steel beams in the girder is made to recover plastic deflection of PSC girder when the pre-stressing is released. Also, the H-steel beams allow minimization of depth-to-length ratio of the girder by reducing the compressive region of the cross-section, thereby reducing the weight of the girder. A quasi-static 3-point bending test with 4 different loading steps is performed to verify safety and plastic deflection recovery of the girder. The experimental results showed that the maximum applied load exceeded the maximum design load and most of the plastic deflection was recovered when the compressive prestressing of H-type steel beams is released. Also using prestressed H-type steel as compression reinforcements in the upper part of cross section, repair and restoration difficulty and cost of PSC girders should be significantly reduced. The study result and analysis are discussed in detail in the paper.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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• pp.57-60
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• 2008

기존의 철근콘크리트 구조물 시스템에서 철근은 사용연한이 지날수록 염분 및 습기, 염화물 등 외부환경에 의해 부식된다. 이러한 철근의 부식은 최종적으로 콘크리트 구조물의 성능 저하와 수명 단축을 유발시키는 주요 원인이 되기 때문에 최근 Fiber Reinforced Polymers(FRP)를 이용하여 철근을 대체할 수 있는 보강근을 개발하고자 하는 연구가 활발히 진행 중이다. FRP 보강근 콘크리트 보의 전단강도에 대한 기존 연구에 따르면 FRP 보강근은 철근에 비해 탄성계수가 낮기 때문에 동일 하중 수준에서 철근 콘크리트보다 균열폭이 커지고 균열이 크게 진행하게 되어 전단강도도 감소하는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 FRP 보강근 콘크리트 보의 전단강도를 실험적으로 측정하고 기존에 제시 된 선행 규준의 예측식을 실험값과의 비교를 통해 검증해보고자 하였다. 본 연구에서 수행한 실험결과에서는 전단경간비가 증가할수록 전단강도는 감소하는 것으로 나타났다.