• 국제강구조저널
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• 제18권5호
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• pp.1639-1653
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• 2018

Bolted connections are suitable due to high quality prefabrication in the factory and erection in the workplace. Prefabrication and modularization cause high speed of erection and fabrication, high quality and quick return of investment. Their technical hitches transportation can be removed by prefabrication of joints and small fabrication of components. Box-columns are suitable members for bolted structures such as welded steel structures with moment frames in two directions etc., but their continual fabrication in multi-story buildings and performing the internal continuity plate in them will cause some practical dilemmas. The details of the proposal technique introduced here, is to remove such problems from the box columns. Besides, some other advantages include new prefabricated bolted beam-to-column connections referred to BBCC. This connection is a set of plates joined to columns, beams, support, and bolts. For a better understanding of its fabrication and erection techniques, two connection and one structural maquettes are made. The present work aims to study the cyclic behavior of connection numerically. To verify the accuracy of model, a similar tested connection was modelled. Its verification was then made through comparison with test results. The behavior of connection was evaluated for an exterior connection using three different support shapes. The effects of support shapes on rigidity, ductility, rotation capacity, maximum strength, four rad rotation strength were compared to those of the AISC seismic provision requirements. It was found that single beams support has all the AISC seismic provision requirements for special moment frames with and without a continuity plate, and box with continuity plate is the best support in the BBCC connection.

• 콘크리트학회지
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• 제6권1호
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• pp.120-130
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• 1994

본 연구의 목적은 반목하중을 받는 철근콘크리트 부재의 이력거동을 적절히 예측할 수 있는 해석모델을 구축하고 기존 연구자들의 실험결과를 분석하여 부재의 다양한 이력거동을 예측할 수 있는 이력모델을 제안하는데 있다. 이력모델의 구축에는 골조의 동적해석에 정량적으로 사용할 수 없는 변수들을 배제함으로써 6개 자유도를 갖는 평면 프레임의 비선형 동적해석에 적용가능한 해석요소를 개발하였다. 해석모델은 소성힌지부를 단일 스프링으로 치환한 분리선형요소 모델을 사용하였으며 부재의 길이방향 철근 배근상태에 따라 소성힌지부의 이동을 고려할 수 있도록 하였다. 기존 연구자들의 실험결과를 비교$\cdot$분석한 결과, 반복하중에 의해 나타나는 부재의 강성저하는 기본 핀칭계수, 부재의 연성비 및 항복강도비의 함수로 적절히 예측할 수 있었으며, 부재의 강도저하에 대해서는 횡보강근 간격비, 단면형상비를 고려한 새로운 개념의 강도감소계수를 제안하였다. 본 해석모델에 의해 계산한 부재의 에너지 소산능력을 실험결과와 약 10%~20% 내외의 오차를 나타냄으로써 본 해석결과의 타당성을 입증하고 있다. 따라서 본 연구에서 제안하는 해석모델은 반복하중을 받는 철근콘크리트 보-기둥 접합부의 이력거동 해석에 사용 가능하다고 판단된다.

• 전산구조공학
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• 제2권3호
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• pp.77-84
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• 1989

본 논문의 내용은 철근콘크리트 보-기둥 접합부가 지진 하중을 받을 때의 거동에 대하여 관찰한 것이다. 똑같이 제작된 두개의 시험체에 정적 반복하중과 동적 반복하중을 가하여 하중-처짐 곡선이나 파괴 성상 등에 관하여 차이점을 기록하였다. 동적하중을 받는 시험체의 거동은 내진설계 규준에서 일반적으로 쓰여지는 정적하중 하에서의 시험체의 거동과는 판이한 양상을 보여주었다. 시험체가 동적하중을 받을 때에는 정적하중을 받을 때 보다 1. 극한하중이 20-25% 증가하고 2. 높은 취성을 보이며 3. 균열이 집중되고 4. 휨파괴 보다는 전단파괴현상을 나타내었다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제24권1호
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• pp.29-37
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• 2020

This study is to investigate the effect of a retrofitted reinforced concrete frame with non-seismic details strengthened by embedded steel moment frames with an indirect joint, which mitigates the problems of the direct joint method. First, full-scale experiments were conducted to confirm the structural behavior of a 2-story reinforced concrete frame with non-seismic details and strengthened by a steel moment frame with an indirect joint. The reinforced concrete frame with non-seismic details showed a maximum strength of 185 kN at an overall drift ratio of 1.75%. The flexural-shear failure of columns was governed, and shear cracks were concentrated at the beam-column joints. The reinforced concrete frame strengthened by the embedded steel moment frames achieved a maximum strength of 701 kN at an overall drift ratio of 1.5% so that the maximum strength was about 3.8 times that of the specimen with non-seismic details. The failure pattern of the retrofitted specimen was the loss of bond strength between the concrete and the rebars of the columns caused by a prying action of the bottom indirect joint because of lateral force. Furthermore, methods are proposed for calculation of the specified strength of the reinforced concrete frame with non-seismic details and strengthened by the steel moment frame with the indirect joint.

• Steel and Composite Structures
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• 제20권3호
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• pp.501-512
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• 2016

High-strength structural bolts have been utilized for beam-to-column connections in steel-framed structural buildings. Failure of these components may be caused by the bolt shank fracture or threads stripping-off, documented in the literature. Furthermore, these structural bolts are galvanized for corrosion resistance or quenched-and-tempered in the manufacturing process. This paper adopted the finite element simulation to demonstrate discrete mechanical performance for these bolts under tensile loading conditions, the coated and uncoated numerical model has been built up for two numerical integration methods: explicit and implicit. Experimental testing and numerical methods can fully approach the failure mechanism of these bolts and their ultimate load capacities. Comparison has also been conducted for two numerical integration methods, demonstrating that the explicit integration procedure is also suitable for solving quasi-static problems. Furthermore, by using precise bolt models in T-Stub, more accurately simulate the mechanical behavior of T-Stub, which will lay the foundation of the mechanical properties of steel bolted joints.

• Earthquakes and Structures
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• 제17권1호
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• pp.75-89
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• 2019

The paper presents experimental and numerical studies carried out on low-rise RC frames, typically found in developing countries. Shake table tests were conducted on 1:3 reduced scaled two-story RC frames that included a code conforming SMRF model and another non-compliant model. The later was similar to the code conforming model, except, it was prepared in concrete having strength 33% lower than the design specified, which is commonly found in the region. The models were tested on shake table, through multiple excitations, using acceleration time history of 1994 Northridge earthquake, which was linearly scaled for multi-levels excitations in order to study the structures' damage mechanism and measure the structural response. A representative numerical model was prepared in finite element based program SeismoStruct, simulating the observed local damage mechanisms (bar-slip and joint shear hinging), for seismic analysis of RC frames having weaker beam-column joints. A suite of spectrum compatible acceleration records was obtained from PEER for incremental dynamic analysis of considered RC frames. The seismic performance of considered RC frames was quantified in terms of seismic response parameters (seismic response modification, overstrength and displacement amplification factors), for critical comparison.

• 콘크리트학회논문집
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• 제20권3호
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• pp.271-282
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• 2008

PCS 구조 시스템은 공장 제작 콘크리트 기둥과 휨, 전단성능에 유리한 철골보를 접합한 복합구조의 일종이다. 접합부는 기둥을 관통하는 볼트를 사용하여 단부평판 접합하게 된다. 따라서 건식공법이 가능하여 작업환경이 양호하고 공기단축이 가능하며 해체가 용이한 장점이 있다. 하지만 실험을 통해 PCS 시스템의 내진성능을 분석한 결과 강도, 강성, 에너지소산 능력은 ACI 기준에 만족하였으나, 초기 강성의 경우 실험체 모두 ACI 기준에 부족하였다. 초기강성이 저하된 요인을 조사하여 접합부 강성을 증가시킬 수 있는 방안을 마련하고자 컴퓨터 시뮬레이션을 하였다. ABAQUS를 사용하여 네오프랜 패드의 유무와 두께, 단부평판과 기둥의 접촉면 형상, 볼트 긴장력의 크기, 단부평판의 강성 등과 같이 접합부 강성에 영향을 주는 변수들로 연구를 수행하였다. 그 결과 기둥과 단부평판 사이의 초기 변형이나 네오프랜과 같은 채움재와 단부평판의 낮은 강성이 초기 강성을 저하시키는 것으로 조사되었다. 접합부 성능을 개선하는 방안으로 볼트간격을 조정하거나 스티프너로 보강하여 단부평판의 강성을 높이는 방법도 효과가 있었으나, 볼트의 긴장력을 증가하는 방법이 가장 효과적이었다. 단부평판의 상하부에 분리형 네오프랜 패드를 끼워 갭의 영향을 최소화하는 방법도 꽤 우수하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제21권5호
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• pp.675-687
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• 2019

최근 대도시에는 교통량의 증가와 높은 토지 보상비 등으로 인해 도로 확충 시 대심도 복층 터널의 필요성이 증가하고 있으며, 국내에서도 일반적인 터널보다 단면이 작고 지하에서 다른 터널과 교차하는 네트워크형 터널이 계획되고 있다. 본 연구에서는 쉴드 터널 분기부에 있어서 기존 터널과 확폭부를 연결하는 연결상세에 있어 기존의 전단면 강재 접합부 대신 휨모멘트가 크게 발생하는 연결부에만 강재를 사용하는 부분 강재-콘크리트 접합부 상세와 쉴드 터널 분기부의 확폭 구간의 해석은 3차원 거동효과를 반영하기 위해 확폭부 시종점 구간의 기둥 효과와 종방향 부재의 강성효과를 고려할 수 있는 2차원 해석모델을 검토하였다. 2차원 해석기법으로 확폭부 시종점 구간에서 종방향 부재의 강성을 횡방향 모델에서 연결부의 탄성스프링 지점으로 고려하여 종방향 부재의 강성과 시종점부의 기둥효과를 반영하는 방법을 제안하였다. 제안된 2차원 해석기법을 이용한 구조해석 결과 일정값 이상의 강성을 갖는 종방향부재를 도입하면 접합부와 박스부의 휨모멘트를 저감 시킴으로써 부분 강재-콘크리트 접합부의 구조 안전성을 확보할 수 있는 것으로 검토되었다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제31권2호
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• pp.163-180
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• 2009

In the design of tall reinforced concrete (R/C) buildings, the serviceability stiffness criteria in terms of maximum lateral displacement and inter-story drift must be satisfied to prevent large second-order P-delta effects. To accurately assess the lateral deflection and stiffness of tall R/C structures, cracked members in these structures need to be identified and their effective member flexural stiffness determined. In addition, the implementation of the geometric nonlinearity in the analysis can be significant for an accurate prediction of lateral deflection of the structure, particularly in the case of tall R/C building under lateral loading. It can therefore be important to consider the cracking effect together with the geometric nonlinearity in the analysis in order to obtain more accurate results. In the present study, a computer program based on the iterative procedure has been developed for the three dimensional analysis of reinforced concrete frames with cracked beam and column elements. Probability-based effective stiffness model is used for the effective flexural stiffness of a cracked member. In the analysis, the geometric nonlinearity due to the interaction of axial force and bending moment and the displacements of joints are also taken into account. The analytical procedure has been demonstrated through the application of R/C frame examples in which its accuracy and efficiency in comparison with experimental and other analytical results are verified. The effectiveness of the analytical procedure is also illustrated through a practical four story R/C frame example. The iterative procedure provides equally good and consistent prediction of lateral deflection and effective flexural member stiffness. The proposed analytical procedure is efficient from the viewpoints of computational effort and convergence rate.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제10권2호통권35호
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• pp.221-232
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• 1998

본 연구에서는 지진 등과 같이 소성변형의 범위가 큰 Low-Cycle-Fatigue 범주에서 구조물의 응력변동을 중심으로 사용되는 기존의 피로곡선인 S-N선도 보다 실질적으로 간단하게 측정하여 분석할 수 있는 소성회전각에 의한 피로곡선을 제시하였다. 이는 소성힌지가 생성되는 곳의 소성변형율과 구조물의 소성회전각이 서로 정비례를 이루는 상관관계임을 입증하여, 실험을 통하여 밝혀진 소성변형율의 피로곡선의 기울기와 소성회전각의 기울기가 서로 같은 값을 가짐을 보여 주었다. 이론은 Manson과 Coffin의 변형을 피로곡선을 도입하였고, 실험은 ECCS 주관하에 실시하였으며, 수치해석을 통하여 소성힌지 부위의 위치와 정확한 소성변형율을 산정할 수 있었다.