• 한국강구조학회 논문집
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• 제16권5호통권72호
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• pp.575-586
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• 2004

본 논문은 새롭게 개발된 춤이 깊은 데크 플레이트(이하 Deep Deck) 및 비대칭 H형강 하부플랜지에 플레이트를 용접한 비대칭 철골보로 구성된 매립형(슬림플로어) 합성보의 웨브면에 개구부를 가진 유공 합성보의 휨성능에 관한 실험적 연구이다. 실험은 철골보 춤(250mm, 300mm), 개구부의 위치 및 가력조건에 따라 5개의 유공 합성보에 대한 단순지지 휨실험 수행하였다. 실험결과, 매립형 유공합성보는 전단연결재를 사용하지 않고도 콘크리트의 면내 부착력에 의해 충분한 합성작용을 하는 것으로 나타났고, 개구부 주변이 콘크리트에 의해 구속되어 개구부의 보강없이 충분한 구조적 성능을 발휘할 수 있음을 확인하였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제8권3호
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• pp.217-230
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• 2008

The increasing use of performance-based approaches in structural fire engineering design of multi-storey composite buildings has prompted the development of various tools to help quantify the influence of tensile membrane action in composite slabs at elevated temperatures. One simplified method which has emerged is the Bailey-BRE membrane action method. This method predicts slab capacities in fire by analysing rectangular slab panels supported on edges which resist vertical deflection. The task of providing the necessary vertical support, in practice, requires protecting a panel's perimeter beams to achieve temperatures of no more than $620^{\circ}C$ at the required fire resistance time. Hence, the integrity of this support becomes critical as the slab and the attached beams deflect, and large deflections of the perimeter beams may lead to a catastrophic failure of the structure. This paper presents a finite element investigation into the effects of vertical support along slab panel boundaries on the slab behaviour in fire. It examines the development of the membrane mechanism for various degrees of edge-beam protection, and makes comparisons with predictions of the membrane action design method and various acceptance criteria.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제21권6호
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• pp.637-646
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• 2009

바닥슬래브가 있는 경우 국내에서 설계되는 트러스보는 바닥 슬래브와의 합성효과를 고려하지 않고 있다. 이 연구에서는 상하현재를 H형강으로 구성한 합성트러스를 사용하여 기본적인 실험을 수행하였다. 실험에서는 합성트러스의 역학적 거동을 조사하기 위하여 전단연결재의 유무에 따른 영향을 검토하였다. 실험체로서는 철골트러스, 비합성 및 합성트러스 등으로 이루어지며 가력방법으로는 중앙집중재하와 균등휨의 두가지 방법을 사용하였다. 시어 커넥터를 사용한 합성트러스의 합성효과가 실험적으로 확인되어졌다.

• Steel and Composite Structures
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• 제3권1호
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• pp.47-64
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• 2003

In a nonlinear finite element study on the mechanical behavior of simple beam connections to continuous concrete-filled steel tube columns, two principally different connection types were analyzed: one with plates attached to the outside of the tube wall, relying on shear transfer, and one with an extended plate inserted through the steel section to ensure bearing on the concrete core. The load was applied partly at the connection within the column length and partly at the top, representing the load from upper stories of a multistory building. The primary focus was on the increased demand for load transfer to ensure composite action when concrete with higher compressive strength is used. The results obtained from the analyses showed that the design bond strength derived from push tests is very conservative, mainly due to the high frictional shear resistance offered by pinching and contraction effects caused by connection rotation. However, with higher concrete strength the demand for load transfer increases, and is hard to fulfill for higher loads when connections are attached only to the steel section. Instead, the connection should penetrate into the concrete core to distribute load to the concrete by direct bearing.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제20권1호
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• pp.67-79
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• 2008

본 연구에서는 매입형 합성보에서 전체 보의 휨거동 및 합성면에서의 상대변위(Slip) 등을 분석함으로써 화학적 부착, 부착파괴 후 기계적 맞물림 및 마찰작용, 전단 스터드가 합성보 전체의 강도 및 강성과 합성단면에서의 전단합성거동에 기여하는 정도를 해석해 보고자 한다. 이를 위해 U자형 성형강판을 이용한 합성보 및 CT형강 용접방식 강판성형 합성보에 대해 구조성능 실험과 유한요소해석을 수행하였다. 실험 및 해석결과에 의하면, 전단 스터드의 설치 유무에 따라 매입형 합성보의 극한 모멘트성능 차이는 약 10% 미만을 나타내었다. 이것은 강재 보의 단면형상으로 인한 화학적 및 기계적 부착력이 크기 때문에 이에 의한 합성작용으로도 일정 이상의 모멘트성능 발휘가 가능하여 완전합성상태에 해당하는 소성 모멘트내력과의 차이가 비교적 크지 않으며, 합성율이 증가하는 것에 비해 휨모멘트 내력은 완만하게 증가하기 때문으로 나타났다.

• Steel and Composite Structures
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• 제17권6호
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• pp.907-927
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• 2014

Ultra-lightweight cement composite (ULCC) with a compressive strength of 60 MPa and density of $1450kg/m^3$ has been developed and used in the steel-concrete-steel (SCS) sandwich structures. ULCC was adopted as the core material in the SCS sandwich composite beams to reduce the overall structural weight. Headed shear studs working in pairs with overlapped lengths were used to achieve composite action between the core material and steel face plates. Nine quasi-static tests on this type of SCS sandwich composite beams were carried out to evaluate their ultimate strength performances. Different parameters influencing the ultimate strength of the SCS sandwich composite beams were studied and discussed. Design equations were developed to predict the ultimate resistance of the cross section due to pure bending, pure shear and combined action between shear and moment. Effective stiffness of the sandwich composite beam section is also derived to predict the elastic deflection under service load. Finally, the design equations were validated by the test results.

• Steel and Composite Structures
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• 제14권2호
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• pp.105-120
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• 2013

Flexural behavior of thin walled steel-concrete composite sections as cross sections for beams is investigated by conducting an experimental study supported by applicable analytical predictions. The experimental study consists of testing up to failure, simply supported beams of effective span 1440 mm under two point loading. The test specimens consisted of composite box and channel (with lip placed on tension side and compression side) sections, the behavior of which was compared with companion empty sections. To understand the role of shear connectors in developing the composite action, some of the composite sections were provided with novel simple bar type and conventional bolt type shear connectors in the shear zone of beams. Two RCC beams having equivalent ultimate moment carrying capacities as that of composite channel and box sections were also considered in the study. The study showed that the strength to weight ratio of composite beams is much higher than RCC beams and ductility index is also more than RCC and empty beams. The analytical predictions were found to compare fairly well with the experimental results, thereby validating the applicability of rigid plastic theory to cold-formed steel concrete composite beams.

• Steel and Composite Structures
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• 제1권1호
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• pp.51-74
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• 2001

A series of tests on concrete-filled SHS (Square Hollow Section) stub columns (twenty), columns (eight) and beam-columns (twenty one) were carried out. The main parameters varied in the tests are (1) Confinement factor (${\xi}$) from 1.08 to 5.64, (2) concrete compression strength from 10.7MPa to 36.6MPa, (3) tube width to thickness ratio from 20.5 to 36.5. (4) load eccentricity (e) from 15 mm to 80 mm and (5) column slenderness (${\lambda}$) from 45 to 75. A mechanics model is developed in this paper for concrete-filled SHS stub columns, columns and beam-columns. A unified theory is described where a confinement factor (${\xi}$) is introduced to describe the composite action between the steel tube and filled concrete. The predicted load versus axial strain relationship is in good agreement with stub column test results. Simplified models are derived for section capacities and modulus in different stages of the composite sections. The predicted beam-column strength is compared with that of 331 beam-column tests with a wide range of parameters. A good agreement is obtained. The predicted load versus midspan deflection relationship for beam-columns is in good agreement with test results. A simplified model is developed for calculating the member capacity of concrete-filled SHS columns. Comparisons are made with predicted columns strengths using the existing codes such as LRFD (AISC 1994), AIJ (1997), and EC4 (1996). Simplified interaction curves are derived for concrete-filled beam-columns.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제24권1호
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• pp.109-117
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• 2012

연구대상은 콘크리트 충전강관 (Concrete Filled steel tube)기둥과 보의 접합부를 합성반강접으로 적용한 구조물의 설계 적용에 관한 것이다. 합성반강접으로 기둥접합부의 강성을 조절함으로서 구조적 안전성을 확보하고 경제적인 부재를 적용하고자 하였다. 저층건물을 모멘트골조로 구조물의 안정성을 검토한 결과 합성작용으로 인하여 합성반강접을 이용하면 횡강성이 증대하여 저층건물의 경우 특별한 횡 보강재 없이 저항할 수 있음을 확인 하였다. 고층건물의 경우 모멘트골조가 횡저항 분담이 10%정도 되었으며 반강접 비율은 60%정도가 적절하였다. 경제적인 면에서 보 부재는 등분포하중이 작용하는 경우는 반강접 효과가 크나 집중하중이 작용하는 보는 반강접 효과가 크지 않았으며 등분포의 경우 60% 반강접이 단부 모멘트 저감에 따른 경제성이 가장 좋은 것으로 분석되었다. 단부 모멘트는 약 25% 감소되는 것을 확인 할 수 있었다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제24권6호
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• pp.637-645
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• 2012

슬래브와 트러스 보의 합성효과를 고려한 합성트러스의 경우 단순히 고정하중으로 취급되던 슬래브를 구조체로서 활용할 수 있으므로 구조재료를 매우 효과적으로 활용할 수 있게 되고 구조체의 강성이 증가하게 되므로 장스팬 설계의 중요 변수인 사용성 측면에서도 상당한 이점을 확보할 수 있게 된다. 이와 더불어 슬래브 하부에 다양한 설비 시설을 위한 공간이 확보되므로 보의 춤이 깊어지는데 대한 단점을 상당부분 상쇄할 수 있게 된다. 본 연구는 합성 트러스 시스템을 개발함에 있어 상하현재를 600MPa급 고강도강을 사용하여 실험과 수치해석을 통해 스터드 커넥터의 유 무에 따른 합성 트러스의 역학적 거동 특성을 평가하는 것을 목적으로 한다. 또한 상하현재로 일반강재를 사용한 연구결과와 비교하였다. 그 결과 고강도강으로 T형강을 사용한 경우는 일반강재를 T형강으로 사용한 경우보다 구조성능에서 더욱 효율적임을 알 수 있었다.