• 한국강구조학회 논문집
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• 제11권3호통권40호
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• pp.271-279
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• 1999

보와 기둥과의 반강접에 관한 최근 연구로서 기둥 면과 T-stub 플랜지 사이에 격리재를 설치하는 개량된 T-stub 요소를 개발하고 있다. 개량된 T-stub에 대한 비탄성 해석을 수행하였으며, 그 결과를 실험값과 비교 분석하였다. 비탄성 해석 방법은 기둥 면과 격리재 사이에 간격요소(gap element)를 적용하고, 고력볼트에 초기 응력을 부여하여 실험값과 잘 일치하는 결과를 보인다. 실무에서의 설계와 해석에 적용할 수 있는 약산식으로서 T-stub의 초기 강성도와 압축하중에 의한 소성내력에 관한 설계식을 제시한다.

• Steel and Composite Structures
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• 제13권3호
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• pp.295-308
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• 2012

This paper experimentally investigated the buckling capacity of built-up steel columns mainly, Cruciform Columns (CC) and Side-to-Side (SS) columns fabricated from two Universal Beam (UB) sections. A series of nine experimental tests comprised of three UB sections, three CC sections and three SS sections with different lengths were tested to failure to measure the ultimate axial capacity of each column section. The lengths used for each category of columns were 1.8, 2.0, and 2.2 m with slenderness ratios ranging from 39-105. The measured buckling loads of the tested specimens were compared with the predicted ultimate axial capacity using Eurocode 3, AISC LRFD, and BS 5959-1. It was observed that the failure modes of the specimens included flexural buckling, local buckling and flexural-torsional buckling. The results showed that the ultimate axial capacity of the tested cruciform and side-by-side columns were higher than the code predicted design values by up to 20%, with AISC LRFD design values being the least conservative and the Eurocode 3 design values being the most conservative. This study has concluded that cruciform column and side-to-side welded flange columns using universal beam sections are efficient built-up sections that have larger ultimate axial load capacity, larger stiffness with saving in the weight of steel used compared to its equivalent universal beam counterpart.

• Steel and Composite Structures
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• 제1권2호
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• pp.187-200
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• 2001

Most of the portal frames are designed these days by the application of plastic analysis, with the normal assumption being made that the column bases are pinned. However, the couple produced by the compression action of the inner column flange and the tension in the holding down bolts will inevitably generate some moment resistance and rotational stiffness. Full-scale portal frame tests conducted during a previous research program had suggested that this moment can be as much as 20% of the moment of resistance of the column. The size of this moment of resistance is particularly important for the design of the tensile capacity of the holding down bolts and also the bearing resistance of the foundation. The present research program is aiming at defining this moment of resistance in simple design terms so that it could be included in the design of the frame. The investigation also included the study of the semi-rigid behaviour of the column base/foundation, which, to a certain extent, affects the overall loading capacity and stiffness of the portal frames. A series of column bases with various details were tested and were used to calibrate a finite element model which is able to simulate the action of the holding down bolts, the effect of the concrete foundation and the deformation of the base plate.

• Steel and Composite Structures
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• 제47권3호
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• pp.423-436
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• 2023

In this research, we tested 10 simply supported concrete-encased composite columns under monotonic eccentric loads and investigated their shear behaviour. The specimens tested were two reinforced concrete specimens, three steel-reinforced concrete (SRC) specimens with an H-shaped steel section (also called a beam section), and five SRC specimens with a cruciform-shaped steel section (also called a column section). The experimental variables included the transverse steel shape's depth and the longitudinal steel flange's width. Experimental observations indicated the following. (1) The ultimate load-carrying capacity was controlled by web compression failure, defined as a situation where the concrete within the diagonal strut's upper end was crushed. (2) The composite effect was strong before the crushing of the concrete outside the steel shape. (3) We adjusted the softened strut-and-tie SRC (SST-SRC) model to yield more accurate strength predictions than those obtained using the strength superposition method. (4) The MSST-SRC model can more reasonably predict shear strength at an initial concrete softening load point. The rationality of the MSST-SRC model was inferred by experimentally observing shear behaviour, including concrete crushing and the point of sharp variation in the shear strain.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제23권1호
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• pp.53-60
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• 2023

A bending experiment was conducted to verify the structural performance of the U-flange truss hybrid bean using rebars or steel pipes to reinforce the upper compression zone. As a result of evaluating the bending strength of the truss hybrid beam according to the Structural Design Standard (KDS 14 2020: 2022) by introducing the lattice member as a tensile resistance element, the following conclusions were obtained. Considering the lattice element as a tensile resistance element, the nominal bending strength was increased by 38.57 to 47.90 kN.m. As a result of reviewing the experiment as to whether the flexural member has proper ductility, it was found that it is desirable to place appropriate rebars, steel quality plans, and lateral restraints on the upper and lower parts of the hybrid beam to have sufficient ductility ratio.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제22권5호
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• pp.421-433
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• 2010

강구조물의 장기간 사용에 있어 가장 대표적인 노화현상의 하나로 부식손상을 들 수 있다. 그러나 부식 손상된 강재의 지속사용 여부 및 보수 보강 필요 여부를 판단하기 위한 잔존 내하력 평가법이 확립되어 있지 않은 실정이다. 본 연구에서는 부식손상으로 인한 단면결손 또는 두께감소의 정도가 H형 강재의 복부좌굴강도에 미치는 영향을 검토하고 잔존 복부좌굴하중 추정법을 제안하기 위하여, H형 강재의 복부좌굴실험과 유한요소해석을 실시하였다. 본 실험에서는 지하철 공사 현장에서 다년간 대기 노출로 인하여 부식 손상된 주형받침보를 절단한 H형 강재와 부식손상을 모사하기 위하여 인위적으로 복부 하단부의 부식손상 두께와 높이를 달리하여 제작한 H형 강재의 총 13개의 시험체를 사용하였다. 그리고 다양한 하중재하면적 또는 지지단면적을 모사하기 위해, 이들 중 5개의 시험체는 상부플랜지의 상면 전체에 걸쳐 압축하중을 전면재하 하였으며, 나머지 8개는 상부플랜지의 일부분에만 부분적으로 압축하중을 부분재하 하였다. 또한 이들 시험체에 대한 유한 요소해석을 수행하여 실험결과와 비교, 분석하였다. 그 결과, 복부의 부식두께 및 손상높이와 복부좌굴하중과의 상관관계를 정량화하였으며, 평균 부식감소량과 표준편차를 이용하여 H형 강재의 복부좌굴하중 감소계수를 추정할 수 있는 잔존 복부좌굴하중 추정법을 제안하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제26권2호
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• pp.119-132
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• 2014

본 연구에서는 수평보강재가 설치된 세장한 복부판을 갖는 플레이트 거더의 휨강도 평가를 위한 해석적 연구를 수행하였다. SM490강재를 대상으로 해석에서 구해진 휨강도를 AASHTO LRFD 기준 및 Eurocode 3 기준과 비교한 결과, 특히 AASHTO LRFD 기준은 수평보강재로 보강된 복부판의 세장비가 감소함에 따라 휨강도를 크게 과소평가하는 것으로 나타났다. 그 원인은 현재 AASHTO LRFD 기준은 수평보강재 보강에 따른 복부판의 비조밀 및 조밀 한계세장비 증가를 고려하지 않은 점과 보강 복부판이 압축플랜지의 회전을 구속하는 효과가 증가하는 것을 적절히 고려하지 않기 때문으로 분석되었다. 이에 본 연구에서는 보강 시 복부판과 플랜지의 한계세장비를 제안하였으며, 이를 AASHTO LRFD 기준에 적용함으로써 휨강도를 비교적 합리적으로 평가할 수 있음을 제시하였다.

• 국제초고층학회논문집
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• 제6권3호
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• pp.249-259
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• 2017

The use of high-strength steels in construction of highrise and mega building structures can bring about many technological advantages from fabrication to erection. However, key design criteria such as local and lateral stability in current steel design specifications were developed based on tests of ordinary steels which have stress-strain characteristics very different from that of high strength steels. A series of tests on 800 MPa tensile strength steel (HSA800) members are summarized in this paper which were conducted to investigate the appropriateness of extrapolating current ordinary-steel based design criteria to high strength steels. 800 MPa I-shape beam specimens designed according to flange local buckling (FLB) criteria of the AISC Specification developed a sufficient strength for elastic design and a marginal rotation capacity for plastic design. It is shown that, without introducing distinct and significant yield plateau to the stress-strain property of high-strength steel, it is inherently difficult to achieve a high rotation capacity even if all the current stability limits are met. 800 MPa I-shape beam specimens with both low and high warping rigidity exhibited sufficient lateral torsional buckling (LTB) strength. HSA800 short-column specimens with various edge restraint exhibited sufficient local buckling strength under uniform compression and generally outperformed ordinary steel specimens. The experimental P-M strength was much higher than the AISC nominal P-M strength. The measured residual stresses indicated that the impact of residual stress on inelastic buckling of high-strength steel is less. Cyclic seismic test results showed that HSA800 members have the potential to be used as non-ductile members or members with limited ductility demand in seismic load resisting systems. Finally, recent applications of 800 MPa high strength steel to highrise and mega building structures in Korea are briefly presented.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제21권3호
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• pp.257-266
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• 2009

다이아그리드 노드의 지진 및 바람에 의한 반복하중에 대한 구조성능을 해석적으로 평가하는 것은 용접특성의 반영이 어려워서 한계가 있다. 이 연구에서는 횡하중을 받는 다이아그리드 노드의 구조거동을 알아보기 위해 다이아그리드의 노드부를 축소한 모형을 이용해 실험을 수행했다. 실험체는 총 5개이며 실험의 변수는 각 부분의 용접방법, 측면스티프너와 가새 웨브의 겹침길이이다. 한쪽 대각가새에는 인장력을, 다른쪽 대각가새에는 압축력을 가하는 반복가력 실험을 수행하였다. 실험 결과 주요 파괴 원인은 축력과, 방향이 상이한 두 힘의 합력으로 인한 부가적 모멘트에 의한 작용으로 나타났다. 인장력에 의해서 가새 부재의 플랜지가 파단하였고, 압축력에 의해서 가새 플랜지의 국부좌굴이 일어났다. 또한 겹침길이와 용접타입은 초기 강성, 항복 내력 및 에너지 흡수능력에 영향을 미치는 것으로 나타났다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제21권6호
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• pp.619-626
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• 2009

저층 장스팬 철골프레임에는 강재절감을 위해 휨모멘트 저항에 극대화한 판폭 두께비가 큰 단면 부재를 사용하고 있다. 한편, 외부환경에 노출된 강부재는 수년간을 걸쳐 부식이 진행된다. 부식에 의한 단면결손에 따른 내력감소는 판폭두께비가 큰 부재의 경우가 판폭두께비가 작은 부재에 비하여 상대적으로 크다. 또한, 부식에 의한 압축측 플랜지 및 웨브 판두께의 감소(판폭두께비 증가)에 의한 한계상태 영역이 변경될 여지도 있다. 본 논문에서, 국내 장스팬 철골프레임을 대상으로 판폭두께비가 큰 단면에 대해서 부식진행정도에 따른 모멘트-회전각관계, 초기강성, 최대내력, 최대내력이후 강성 및 에너지흡수능력에 대해서 평가를 행하였다.