• 한국강구조학회 논문집
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• 제21권4호
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• pp.351-360
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• 2009

본 연구에서는 스테인리스 강관의 구조재로서 적용성 검토를 위해 편심 축하중을 받는 스테인리스 원형강관 보-기둥에 대한 좌굴강 도와 거동을 파악하고자 한다. 주요변수는 축력과 양단 비대칭 모멘트를 받는 이중곡률 보-기둥에 세장비(細長比)와 편심비(e/k)로 한 스테인리 스 원형강관의 최대내력 및 변형능력 등의 역학적 특성을 규명하며, 이론해석을 통한 실험값과 비교함으로서 스테인리스 강관 구조설계을 위한 기초 자료를 구하는데 그 목적이 있다. 실험결과를 해석결과와 비교해본 결과, 세장비 70의 편심비가 0인 시험체만이 낮고, 그 외 모든 시험체는 해석을 통한 M-P 상관곡선을 상회하는 결과를 보이나, 편심비가 작을수록 해석값에 근접하고 있어, 이론해석에서 적용한 세장비를 고려한 좌굴계수나 강도저감계수가 스테인리스 원형강관에 대해서는 별도의 값이 적용될 가능성이 있는 것으로 판단되며, 더 많은 실험에 의해 확증되어야 할 것이다.

• Earthquakes and Structures
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• 제22권2호
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• pp.169-184
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• 2022

The importance of seismicity in developing countries and the strengthening of buildings is a topic of major importance. Therefore, the study of several solutions with the development of new technologies is of great importance to investigate the damage on retrofitted structures by using probabilistic methods. The Federal Emergency Management Agency considers three types of performance levels by considering different scenarios, intensity and duration. The selection and scaling of ground motions mainly depends on the aim of the study. Intensity-based assessments are the most common and compute the response of buildings for a specified seismic intensity. Assessments based on scenarios estimate the response of buildings to different earthquake scenarios. A risk-based assessment is considered as one of the most effective. This research represents a practical method for developing countries where exists many active faults, tall buildings and lack of good implementable approaches. Therefore, to achieve the main goal, two high-rise steel buildings have been modeled and assessed. The contribution of buckling-restrained braces in the elastic design of both buildings is firstly verified. In the nonlinear static range, both buildings presented repairable damage at the central top part and some life safety hinges at the bottom. The nonlinear incremental dynamic analysis was applied by 15 representative/scaled accelerograms to obtain levels of performance and fragility curves. The results shown that by using probabilistic methods, it is possible to estimate the probability of collapse of retrofitted buildings by buckling-restrained braces and tuned mass dampers, which are practical retrofitting options to protect existing structures against earthquakes.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제20권5호
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• pp.641-652
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• 2007

본 논문에서는 풍하중에 대한 기존 송전철탑의 좌굴 및 구조적 안전성을 평가하기 위해서 축소부분구조 실험을 수행하였다. 원 송전철탑에 작용하는 중력 및 풍하중을 재현하기 위해서 1/2크기의 상사법칙을 적용한 축소모델의 상부에 설치된 삼각형태의 지그를 이용하여 가력하는 방법을 고안하였다. 설계하중에 대한 실험체의 안정성을 평가하기 위해서 예비수치 해석을 수행한 결과, 계산된 주주재의 축력은 허용좌굴하중의 $80{\sim}90%$사이에 분포하고 있음을 확인하였다. 최대허용좌굴 하중의 270%까지 가력한 결과, 주주재의 면외거동을 구속하는데 취약한 절점에서 발생한 국부좌굴로 인하여 송전철탑이 파괴되었다. 하중-변위 곡선, 변위, 부재별 변형률을 검토한 결과, 이러한 국부좌굴의 발생은 동일한 단면내에서도 휨모멘트로 인해 항복응력에 도달하는 시간이 위치별로 다르기 때문에 변형의 불균형에 의해서 발생한 부가적인 편심에 기인한 것으로 판단된다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제17권2호통권75호
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• pp.207-216
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• 2005

본 논문은 스테인리스 각형강관 및 원형강관에 대한 좌굴내력에 관한 연구로서 건축구조용 강재로서의 적용성 검토를 위해, 세장비를 주요 변수로 한 소재의 인장강도실험과 stub-column의 압축강도실험, 기둥의 중심압축실험을 실시하여 강재의 기계적 성질과 기둥의 강도 및 거동을 파악한다. 또한 이론해석과 각국 기준식(AIK-LSD, AISC-LRFD, AIJ-LSD, SIJ-ASD) 및 복수강도곡선의 적용을 통한 이론값과 실험값을 비교함으로서 건축구조용 강재로서 적용성 검토와 구조설계기준 확립을 위한 기초 자료를 구하는데 목적이 있다.

• Steel and Composite Structures
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• 제44권2호
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• pp.199-210
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• 2022

This study build finite element analysis (FEA) models describing the bending events of coiled tubing (CT) at the wellhead and trips into the hole, accurately provide the state of stress and strain while the CT is in service. The bending moment and axial force history curves are used as loads and boundary conditions in the diametrical growth models to ensure consistency with the actual working conditions in field operations. The simulation diametrical growth results in this study are more accurate and reasonable. Analysis the factors influencing fatigue and diametrical growth shows that the internal pressure has a first-order influence on fatigue, followed by the radius of the guide arch, reel and the CT diameter. As the number of trip cycles increase, fatigue damage, residual stress and strain cumulatively increase, until CT failure occurs. Significant residual stresses remain in the CT cross-section, and the CT exhibits a residual curvature, the initial residual bending configuration of CT under wellbore constraints, after running into the hole, is sinusoidal. The residual stresses and residual bending configuration significantly decrease the buckling load, making the buckling and buckling release of CT in the downhole an elastic-plastic process, exacerbating the helical lockup. The conclusions drawn in this study will improve CT models and contribute to the operational and economic success of CT services.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제13권2호
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• pp.123-131
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• 2001

본 연구의 목적은 고강도 H형강 기둥재(beam-column)의 폭두께비에 관한 기준을 조사하고 좌굴내력을 평가하여, 강구조 한계상태설계기준과 허용응력설계기준(안)과 비교함으로써, 고강도강을 사용한 기둥부재 설계시 적용된 기준식의 타당성을 검토하기 위한 것이다. 실험에 사용된 고강도강은 SM520TMC, SM570Q 등을 사용하였고, 강재의 기계적 성질과 단주의 응력-변형도 관계를 파악하기 위하여 인장시험 및 단주압축시험을 실시하였다. 또한 고강도강 기둥재의 좌굴내력을 산정하기 위하여 수치해석을 수행하였다. 수치해석에 사용된 축력-모멘트-곡률 관계는 단주압축실험에서 구해진 응력-변형도 관계를 사용하였다

• 한국공간구조학회논문집
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• 제10권1호
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• pp.119-126
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• 2010

쉘형 구조물의 동적 불안정 문제를 다룬 연구결과는 다소 발표되고 있으나 위상곡면을 이용하여 카오스 생성에 관한 기본적 현상을 다룬 연구는 거의 없는 실정이다. 동적 비선형 문제에서 여러 가지 초기조건에 의해 불안정 현상이 민감하게 발생하는 이유를 파악하기 위해서는 위상곡면에서 끌개의 특성을 조사하여 동적 불안정 생성과정을 검토하는 일은 매우 중요하다. 본 연구에서는 얕은 EP 쉘이 스텝하중을 받을 때, 직접 좌굴과 간접 좌굴의 발생 경로를 파악하기 위하여 Galerkin 법에 의해 전개된 이산화 방정식을 구한다. 이를 수치해석 기법으로 위상곡선과 연속응답스펙트럼을 구해 동적 불안정 특성을 규명한다.

• Steel and Composite Structures
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• 제20권3호
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• pp.545-569
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• 2016

Stiffeners have widely been used in lateral load resisting systems to improve the buckling stability of shear panels in steel frames. However, due to major differences between plate girders and steel plate shear walls (SPSWs), use of plate girder equations often leads to uneconomical and, in some cases, incorrect design of stiffeners. Hence, this paper uses finite element analysis (FEA) to describe the effect of the rigidity and arrangement of stiffeners on the buckling behavior of plates. The procedures consider transverse and/or longitudinal stiffeners in various practical configurations. Subsequently, curves and formulas for the design of stiffeners are presented. In addition, the influence of stiffeners on the inward forces subjected to the boundary elements and the tension field angle is investigated as well. The results indicate that the effective application of stiffeners in SPSW systems not only improves the structural behavior, such as stiffness, overall strength and energy absorption, but also leads to a reduction of the forces that are exerted on the boundary elements.

• Steel and Composite Structures
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• 제43권6호
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• pp.689-706
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• 2022

Thin-walled square concrete-filled double steel tubular (CFDST) columns composed of the inner circular tube filled with concrete can be used to carry the large axial loads or strengthen existing CFST columns in composite constructions. This paper reports an experimental program carried out on short square CFDST columns loaded concentrically. The influences of important column parameters on the post-buckling performance of such columns are investigated. Test results exhibit that the inner circular tube significantly improves the ultimate loads and the ductility of such columns compared to conventional concrete-filled steel tubular (CFST) and double-skin CFST (DCFST) columns with an inner void. A mathematical model developed is used to simulate the ultimate strengths and load-strain curves of such columns loaded axially. Furthermore, the ultimate strengths of such columns are predicted using existing codified design models for conventional CFST columns as well as the formulas proposed by previous researchers and compared against a large database comprising 500 CFDST columns. Lastly, an accurate artificial neural network model is developed for the practical applications of such columns under axial loading.

• Steel and Composite Structures
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• 제46권3호
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• pp.417-433
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• 2023

The maximum ductility and cumulative ductility of connection joints of Buckling-Restrained Braced Frames (BRBF) are critical to the structural overall performance, which should be matched with the BRB ductility. The two-story and one-span BRBF with a one-third scale was tested under cyclic quasi-static loading, and the top-flange beam splice (TFBS) rotational connections were proposed and adopted in BRBF. The deformation capacity of TFBS connections was observed during the test, and the relationship between structural global ductility and local connection ductility was studied. The rotational capacity of the beam-column connections and the stability performance of the BRBs are highly relevant to the structural overall performance. The hysteretic curves of BRBF are stable and full under large displacement demand imposed up to 2% story drift, and energy is dissipated as the large plastic deformation developed in the structural components. The BRBs acted as fuses and yielded first, and the cumulative plastic ductility (CPD) of BRBs is 972.6 of the second floor and 439.7 of the first floor, indicating the excellent energy dissipation capacity of BRBs. Structural members with good local ductility ensure the large global ductility of BRBF. The ductile capacity and hysteretic behavior of BRBF with TFBS connections were compared with those of BRBF with Reduced Beam Section (RBS) connections in terms of the experimental results.