• Structural Engineering and Mechanics
• /
• 제67권1호
• /
• pp.1-8
• /
• 2018

Shake table tests performed on five 1:3 reduced scale two story RC moment resisting frames having construction defects, have shown severe joint damageability in deficient RC frames, resulting in joint panels' cover spalling and core concrete crushing. Haunch retrofitting technique was adopted herein to upgrade the seismic resistance of the deficient RC frames. Additional four deficient RC frames were built and retrofitted with steel haunch; both axially stiffer and deformable with energy dissipation, fixed to the beam-column connections to reduce shear demand on joint panels. The as-built and retrofitted frames' seismic response parameters are calculated and compared to evaluate the viability of haunch retrofitting technique. The haunch retrofitting technique increased the lateral stiffness and strength of the structure, resulting in the increase of structure's overstrength. The retrofitting increased response modification factor R by 60% to 100%. Further, the input excitation PGA was correlated with the lateral roof displacement to derive structure response curve that have shown significant resistance of retrofitted models against input excitations. The technique can significantly enhance the seismic performance of deficient RC frames, particularly against the frequent and rare earthquake events, hence, promising for seismic risk mitigation.

• Structural Engineering and Mechanics
• /
• 제29권2호
• /
• pp.187-201
• /
• 2008

Earthquake induced hysteretic energy demand for a structure can be used as a limiting value of a certain performance level in seismic design of structures. In cases where it is larger than the hysteretic energy dissipation capacity of the structure, failure will occur. To be able to select the limiting value of hysteretic energy for a particular earthquake hazard level, it is required to define the variation of hysteretic energy in terms of probabilistic terms. This study focuses on the probabilistic evaluation of earthquake induced worst failure probability and approximate confidence intervals for inelastic single-degree-of-freedom (SDOF) systems with a typical steel moment connection based on hysteretic energy. For this purpose, hysteretic energy demand is predicted for a set of SDOF systems subject to an ensemble of moderate and severe EQGMs, while the hysteretic energy dissipation capacity is evaluated through the previously published cyclic test data on full-scale steel beam-to-column connections. The failure probability corresponding to the worst possible case is determined based on the hysteretic energy demand and dissipation capacity. The results show that as the capacity to demand ratio increases, the failure probability decreases dramatically. If this ratio is too small, then the failure is inevitable.

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

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제17권4호통권77호
• /
• pp.419-429
• /
• 2005

본 연구의 목적은 기존의 복합십자형 다이아프램을 사용한 CFT 기둥-보 인장측 접합부에 관한 연구에 이어서 접합부 각 요소의 구조적 특성을 명료하게 하는데 있다. 복합십자형 다이아프램은 기존 접합부의 하중전달 경로 및 다이아프램의 갑작스런 기하학적인 형상 변화에 대한 디테일을 개선함으로서, 보 플랜지 및 다이아프램에 응력을 고르게 분포시키고 접합부의 응력집중이 완화된 접합방식이다. 복합십자형 다이아프램을 접합부에서 중요한 요소 중 하나인 슬리브에서의 응력전달에 관하여 연구를 수행하였다. 슬리브의 두께 및 길이를 변수로 하여 해석한 결과, 슬리브의 길이 및 두께는 접합부의 내력에 큰 영향을 주지 않고 다이아프램으로부터의 하중을 콘크리트로 전달시키는 매개체의 역할을 하였다. 또한 적정 슬리브의 길이 및 두께를 각각 직경의 1배, 슬리브 직경/두께비를 20으로 제안한다. 기존의 내력식을 검토하여 메커니즘을 수정한 후 적용가능한 접합부의 극한내력식 및 항복내력식을 제안하였다.

• Steel and Composite Structures
• /
• 제50권1호
• /
• pp.107-122
• /
• 2024

Following an internal column failure, adjacent double-span beams above the failed column will play a critical role in the load transfer and internal force redistribution within the remaining structure, and the span-to-depth ratios of double-span beams significantly influence the structural resistance capacity against progressive collapse. Most existing studies have focused on the collapse-resistant performances of single-story symmetric structures, whereas limited published works are available on the collapse resistances of multi-story steel frames with unequal spans. To this end, in this study, numerical models based on shell elements were employed to investigate the structural behavior of multi-story steel frames with unequal spans. The simulation models were validated using the previous experimental results obtained for single- and two-story steel frames, and the load-displacement responses and internal force development of unequal-span three-story steel frames under three cases were comprehensively analyzed. In addition, the specific contributions of the different mechanism resistances of unequal-span, double-span beams of each story were separated quantitatively using the energy equilibrium theory, with an aim to gain a deeper level of understanding of the load-resistance mechanisms in the unequal-span steel frames. The results showed that the axial and flexural mechanism resistances were determined by the span ratio and linear stiffness ratio of double-span beams, respectively.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
• /
• 제35권6호
• /
• pp.1-12
• /
• 2007

한국형 목조건축 실현 및 국내산 조림 낙엽송의 유효 이용을 위해 전통목구조에 있어 널리 사용되는 짜맞춤 공법을 응용한 기계 프리컷 방식으로 드리프트 핀 접합한 낙엽송 집성재 기둥-보 곡법에 대해 수평전단내력성능을 평가하였다. 기계 프리컷 가공된 부재로부터 기둥-보 공법으로 이루어진 골조구조체, 골조와 경골목구조 공법을 혼용한 벽구조체에 대해 현행 KS F 2154 기준에 의거하여 수평전단반복시험을 행하여 얻어진 하중-변위로부터 전단 변형과 전단력의 관계를 산출하였다. 무재하식 수평전단 가력에 의해 최대 전단내력을 골조구조체에서 1.9 kN/m, 벽구조체에서 9.7 kN/m, 전단강성계수는 167 kN/rad, 8198 kN/rad로 각각 나타났다. 골조구조체는 벽구조체에 비해 하중 분담률이 20% 정도, 강성에 있어서는 2% 정도로 나타났으며, 전단내력벽의 최대 전단내력은 골조에 비해 상대적으로 변형성능이 낮게 나타났다. 일본건축학회의 벽배율 산정법에 의한 전단내력벽의 벽배율은 1.5로 산출되었다. 전단내력벽의 전단성능 향상을 위해서는 주각부 및 기둥-보, 못과 면재에 대한 차후 검토와 수평전단 가력법에 대한 검토가 필요한 것으로 판단되었다.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제16권2호통권69호
• /
• pp.275-284
• /
• 2004

기둥-보 약축 접합 디테일 개발을 위해서 접합부의 거동을 파악하는 것이 선행되어야한다. 약축 접합부의 형식에 따른 강축 접합부의 거동을 파악하기위하여 기존 브라켓타입 용접접합부의 각 요소들 즉 패널존, 수평스티프너의 유무 및 위치를 변수로 고려하였다. 본 연구에서는 접합부에 수평스티프너가 있는 경우는 접합부를 수직스티프너로 보강한 단순보로 치환하여 접합부의 내력을 산정하였으며, 수평스티프너가 없는 경우는 기둥플랜지의 국부휨강도, 기둥 웨브의 국부인장강도, 기둥 웨브의 크립플링강도 및 기둥웨브의 최대 좌굴강도를 고려한 내력 평가식을 사용하였고 이론해석결과와 실험결과를 비교 분석하였다.

• Steel and Composite Structures
• /
• 제35권4호
• /
• pp.579-598
• /
• 2020

Consideration of the panel zone (PZ) deformations in the analysis of steel moment frames (SMFs) has a substantial effect on structural response. One way to include the PZ effect on the structural response is Krawinkler's PZ model, which is one of the best and conventional models. However, modeling of Krawinkler's PZ model has its complexity, and finding an alternative procedure for PZ modeling is of interest. In this study, an efficient model is proposed to simplify Krawinkler's PZ model into an Adjusted Rigid-End Zone (AREZ). In this way, the rigid-end-zone dimensions of the beam and column elements are defined through an appropriate rigid-end-zone factor. The dimensions of this region depend on the PZ stiffness, beam(s) and columns' specifications, and connection joint configuration. Thus, to obtain a relationship for the AREZ model, which yields the dimensions of the rigid-end zone, the story drift of an SMF with Krawinkler's PZ model is equalized with the story drift of the same structure with the AREZ model. Then, the degree of accuracy of the resulting relationship is examined in several connections of generic SMFs. Also, in order to demonstrate the applicability of the proposed model in SMFs, several SMFs ranging from 3- to 30-story representing low- to high-rise buildings are examined through linear static and dynamic time history analysis. Furthermore, non-linear dynamic analyses of three SMFs conducted to validate the degree of accuracy of the proposed model in the non-linear analysis of SMFs. Analytical results show that there is considerable conformity between inter-story drift ratio (IDR) results of the SMFs with Krawinkler's PZ model and those of the centerline SMFs with AREZ.

• 한국방재학회 논문집
• /
• 제6권1호
• /
• pp.9-16
• /
• 2006

모멘트 저항골조는 내진성능이 매우 우수한 것으로 알려져 왔으며 많은 건축물의 설계에 이용되며 시공되어지고 있으나 노스리지 지진과 고베 지진시 충분한 내진성능을 발휘하지 못하고 접합부에서 균열 또는 취성파괴가 발생하였다. 양지진 이후 접합부의 내진성능을 향상시키고자 접합부 상세에 대한 연구가 활발히 진행되고 있으며, 우리나라에서도 지진에 대한 사회적 관심과 일본에서 발생한 지진이 한반도에 영향을 주는 상황에서, 이에 대한 사회전반의 관심과 우려가 제기되고 있다. 본 논문에서는 H형 보 웨브의 고장력볼트 전단접합과 H형 플랜지의 리브보강 유무를 변수로 한 실대형 실험체를 가지고 실험을 실시하였다. 실험을 통해 보 웨브의 2면 전단접합을 통해 고장력 볼트수 감소와 시공성 향상을 기대하며, 리브플레이트 보강을 통해 내진성능을 향상시키고자 한다. 또한 논 스켈럽을 통해 응력집중에 의한 취성파괴를 방지하고자 한다.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제23권4호
• /
• pp.503-514
• /
• 2011

본 연구에서는 콘크리트채움 U형 합성보와 H형강 기둥 십자형 합성접합부의 내진상세를 제시하고, 2개의 실물대 실험체를 설계/제작하여 강구조내진기준의 표준실험절차에 따라 내진성능을 평가하였다. 주요 실험체 구성요소는 춤 450mm(실험체 A) 및 550mm(실험체 B) U형 강재보, 두께 165mm의 골데크플레이트 위에 타설된 콘크리트 바닥슬래브, U형보의 완전합성작용을 하기 위한 전단스터드, 부모멘트 전달을 위한 4개의 주철근 및 H형강 기둥에 정착을 위한 용접커플러 그리고 접합부 보강을 위한 보강판으로 구성된다. 순수 강재 보-기둥 접합부와 상이한 U형 합성접합부의 독특한 특성을 고려하여, 지진하중 하에서 내진성능에 결정적 영향을 미치는 보-기둥 접합부의 용접부 취성파단, 강판의 국부좌굴, 주철근의 휨좌굴, 콘크리트 압괴 등의 한계상태가 적절히 제어되도록 실험체를 설계하였다. 강구조내진기준의 지진하중 가력프로그램에 따른 실험결과, 설계에서 의도한 바와 같이 여러 한계상태가 적절히 제어되어 실험체 A 및 B는 각각 6% 및 6.8% 라디안에 이르는 매우 뛰어난 층간변형능력을 발휘하였다. 이는 특수모멘트골조에 요구되는 4% 라디안 수준을 충분히 상회하는 만족스런 층간변형능력이다. 특히 접합부 강화전략에 의해 제안된 합성접합부 상세는 설계에서 의도한 것과 같이 소성힌지를 보강단부로서 밀어냄으로서 취약할 수 있는 보-기둥 용접접합부를 효과적으로 보호하였다. 실험체 A의 최종 파괴모드는 6.0% 층간변위에서 발생한 보강단부에 인접한 냉간성형 코너부의 점진적 저사이클피로에 의한 하부플랜지의 파단에 의해 발생하였다. 한편, 실험체 B는 8.0%의 높은 수준의 층간변위에서 발생한 볼트이음부 파단에 의해 내력을 상실하였다.