• 한국강구조학회 논문집
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• 제16권4호통권71호
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• pp.425-432
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• 2004

강합성교량 상부 구조의 단면 단순화 경향과 더불어 프리캐스트 교량과 같이 전단연결재를 위한 전단포켓의 등간격 배치를 필요로 하는 전단연결부의 설계를 위해서 대직경 스터드가 제안되었다. 25mm 이상의 직경을 가진 스터드 전단연결재에 대한 push-out 실험 결과를 바탕으로 합성보에서의 거동을 평가하기 위하여 40% 합성정도를 가진 부분합성보를 제작하여 정적실험을 수행하였다. 전단연결재의 직경과 배치를 변수로 설계된 부분합성보의 극한 강도 및 수평전단력의 재분배를 평가하고 전단지간내의 스터드들의 그룹파괴를 확인하였다. 전단연결부의 강도가 부분합성보의 강도를 지배하기 때문에 이로부터 전단연결재의 전단강도를 평가하였는데 push-out 실험결과에 비해서 상당히 높은 수준의 강도 증가를 보여주었다. 하중-상대변위 곡선으로부터 대직경 스터드의 합성보에서의 충분한 연성과 하중재분배 능력을 확인하였다. 대직경 스터드를 적용하여 등간격 배치를 할 경우에 정적 거동에는 문제가 없는 것으로 나타났다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권6호
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• pp.126-136
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• 2018

강판 콘크리트 합성보는 2개의 이질 재료를 결합하기 위해 강판, 콘크리트 및 전단 연결재로 구성된다. 일반적으로 강판은 기존의 합성보에 용접하여 조립된다. 본 연구에서는 전단 강도를 줄이고 작업성을 향상시키기 위해 SPC Beam이라 불리는 새로운 강판 콘크리트 합성 보(Beam)를 개발했다. SPC 보는 전단 연결재 없이 절곡된 강판과 콘크리트로 구성된다. 절곡된 강판은 용접 대신 고강도 볼트로 조립된다. 현장 건설의 작업성을 향상시키기 위해 슬래브와 접합부에 모자 모양의 Cap이 부착되어 있다. 변위 제어 모드에서 2점 가력의 단조 하중 시험을 수행했다. 정모멘트와 부모멘트에 대한 시편의 굽힘강도는 소성 응력 분포법에 의해 계산되었다. 수행한 시험 결과에 따르면 새로운 SPC 보의 휨 강도는 완전 합성보의 강도의 80% 이다. Cap의 간격을 조절하여 합성율의 증가가 가능했다. 본 연구에서는 정 부모멘트 역에서의 대표 형상을 대상으로 하였기 때문에, 단면 형상과 Cap을 변수로 추가적인 실험과 해석을 통해 SPC Beam의 성능 검증이 수행될 것이다.

• Steel and Composite Structures
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• 제17권3호
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• pp.237-252
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• 2014

The use of composite structures is increasingly present in civil building works. Composite Box Girder Bridges (CBGB), particularly, are study of effect of shear connector's numbers and distribution on the behavior of CBGBs is submitted. A Predicti structures consisting of two materials, both connected by metal devices known as shear connectors. The main functions of these connectors are to allow for the joint behavior of the girder-deck, to restrict longitudinal slipping and uplifting at the element's interface and to take shear forces. This paper presents 3D numerical models of CBGBs to simulate their actual structural behavior, with emphasis on the girder-deck interface. Additionally, a Prediction of several FE models is assessed against the results acquired from a field test. A number of factors are considered, and confirmed through experiments, especially full shear connections, which are obviously essential in composite box girder. A good representation for shear connectors by suitable element type is considered. Numerical predictions of vertical displacements at critical sections fit fairly well with those evaluated experimentally. The agreement between the FE models and the experimental models show that the FE model can aid engineers in design practices of box girder bridges. Preliminary results indicate that number of shear studs can be significantly reduced to facilitate adoption of a new arrangement in modeling CBGBs with full composition. However, a further feasibility study to investigate the practical and economic aspects of such a remedy is recommended, and it may represent partial composition in such modeling.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제10권4호통권37호
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• pp.749-758
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• 1998

현장타설 콘크리트 바닥판 교량의 전단연결부의 강성 평가를 분석하고 프리캐스트 콘크리트 바닥판 교량의 전단연결부의 강성을 평가하기 위한 실험을 통해 전단강성을 구하였다. 전단연결부 채움재료의 강도특성에 대한 변수연구와 국부적인 응력분포를 파악하기 위하여 push-out 실험부재에 대한 3차원 유한요소해석을 수행하였다. 해석을 통해 구한 하중-슬립관계를 실험에서 구한 것과 비교하여 타당성을 검증하고 프리캐스트 바닥판 교량 전단연결부의 초기 강성에 대한 평가식을 제안하였다. 선형해석을 수행하여 전단연결재 지름과 모르터의 강도에 따른 손상의 양상과 전단연결재와 무수축모르터에 각각 파괴기준을 적용하여 파괴하중을 예측하고 실험값과 비교하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제15권6호통권67호
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• pp.611-620
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• 2003

강합성교량에서 19mm 또는 22mm 직경을 갖는 전단연결재가 일반적으로 사용되고 있다. 강교 상세의 단순화와 향후 바닥판 제거의 용이성 및 프리캐스트 바닥판 전단포켓의 효율적인 배치를 위해서는 대직경 스터드 전단연결재가 필요하다. 현재의 전단연결재 설계범위를 넘어서는 대직경 스터드 전단연결재에 대한 push-out 실험을 통해서 정적거동에 관한 항목들을 검토하고 기존 설계식과의 비교를 수행하였다. 25, 27, 30mm 직경의 스터드에 대한 전단실험을 통해서 탄성영역에서의 전단강성을 평가하고 세 개의 직선으로 구성된 하중-상대변위 곡선을 제안하였다. 파괴시의 극한상대변위를 평가하고 극한강도를 유로코드-4의 설계식과 비교하여 설계의 안전율을 평가하였다. 또한 30mm 스터드의 경우는 용접과 콘크리트 지압능력의 개선이 필요한 것으로 나타났다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제14권6호
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• pp.803-811
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• 2002

일반적으로 강콘크리트 합성형교는 불완전합성에 대한 해석의 복잡함 때문에 강재와 콘크리트 계면에서의 상대변위가 발생하지 않는 완전합성형으로 설계된다. 그러나, 이러한 설계는 기존 강합성형 의 거동을 평가하는 경우 실제 구조물의 내하력과 내구성을 정확하게 도출하지 못하게 된다. 이러한 경우에는 불완전합성이론을 이용하여 구조물의 거동을 정확히 반영해야 한다. 본 연구에서는 집중하중을 받는 단순합성형교에 대하여 처짐 거동을 고려한 불완전합성곡률의 변화양상을 확인하기 위하여 유한요소해석 모델을 이용하여 전단연결재의 배치간격과 배치열수 그리고 콘크리트 탄성계수를 매개변수로 선택하여 해석을 수행하였다. 본 연구의 결과로서 합성형의 처짐이 증가할수록 불완전합성 정도가 증가함을 알 수 있었으며, 콘크리트 슬래브에서 균열이 발생으로 인한 강성 및 강도의 감소가 합성정도에 큰 영향을 미치는 것을 알 수 있었다.

• Steel and Composite Structures
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• 제39권4호
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• pp.435-451
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• 2021

Shear lag effect was a significant mechanical behavior of steel-concrete composite beams, and the effective flange width was needed to consider this effect. However, the effective flange width is mostly determined by static load test. The cyclic vehicle loading cases, which is more practical, was not well considered. This paper focuses on the study of shear lag effect of the concrete slab in the negative moment region under fatigue cyclic load. Two specimens of two-span steel-concrete composite beams were tested under fatigue load and static load respectively to compare the differences in the negative moment region. The reinforcement strain in the negative moment region was measured and the stress was also analyzed under different loads. Based on the OpenSees framework, finite element analysis model of steel-concrete composite beam is established, which is used to simulate transverse reinforcement stress distribution as well as the variation trends under fatigue cycles. With the established model, effects of fatigue stress amplitude, flange width to span ratio, concrete slab thickness and shear connector stiffness on the shear lag effect of concrete slab in negative moment area are analyzed, and the effective flange width ratio of concrete slab under different working conditions is calculated. The simulated results of effective flange width are compared with calculated results of the commonly used specifications, and it is found that the methods in the specifications can better estimate the shear lag effect in concrete slab under static load, but the effective flange width in the negative moment zone under fatigue load has a large deviation.

• 대한치과보철학회지
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• 제38권5호
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• pp.675-694
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• 2000

The purpose of this study was to investigate the displacement of and the stress distribution on the prosthesis, abutment, and its supporting tissues under functional load, and the effect of alteration in root length of 2nd abutment. The 3-dimensional finite element method was used and the finite element models were prepared in which the abutments of left mandibular 5 unit axed partial denture were canine, the 1st pre-molar and the 2nd molar, and the root lengths of canines were as follows. Model I : Root length of canine was 2mm longer than the 1st premolar Model II : Root length of canine was 2mm shorter than the 1st premolar Static compressive force of 300N was applied to connector between 2nd premolar & 1st molar, and then von Mises stress, displacement and reaction force were obtained. The results were as follows : 1. In fixed partial denture, prosthesis under load on pontic was rotated around mesio-distal long axis of it from longual side to buccal, and simultaneously bended in buccal and gingival direction with mesial end deformed in gingival direction and distolingual end in occlusal. 2. Clinical crowns of abutments were bended in the same directions with those in which prosthesis deforms. Due to that, roots of anterior abutments were twisted in counterclockwise with concentration of shear stress on distal or distobuccal sides of their cervices, and that of posterior was in clockwise with concentration of shear stress on mesiobuccal side of it in the same level with anterior abutments. 3. In case that root length of the 2nd abutment was longer than that of the 1st abutment, its displacement and reaction force which means the force tooth exerts on the surrounding periodontal tissues were smaller but shear stress on itself was larger than in the case root length of 2nd abutment was shorter.

• 한국가구학회지
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• 제25권4호
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• pp.331-337
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• 2014

The purpose of this paper is to evaluate the moment resistance of glulam post-to-base connections by applying quasi-static cyclic loads. The connectors consisted of inserted plates and drifted pins according to the load direction. The connection types employed in this study were total three including two unidirectional types (H, V) and the multi-directional type (M). The moment resistance of 8 mm-plate M-type is compared to 6 mm plate. Total four types of Post-to-base connection are prepared and tested under pseudo-static reversed cyclic loading. Test results showed that the yield moment of multi-directional connection is about 2 times higher than that uni-directional connections. The ductility ratio of multi-directional connection determined by EEEP was higher that that of uni-directional connection. It was becoming higher as the thickness of plate is increased. The Finite Element Analysis was conducted to estimate the stress distribution behavior of tested connections. Results showed the failure of multi-directional type were caused by the split of pined hole and the shear failure of lifted part of post.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제15권5호통권66호
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• pp.509-518
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• 2003

본 논문에서는 강 콘크리트 경계면에 대한 비선형 해석 모델을 바탕으로 합성 구조체에 대한 비선형 구조해석을 실시하여 강 콘크리트 경계면을 모사한 인터페이스 요소에 발생하는 접선응력선 상대슬립 분포 등 합성 구조체의 경계면 거동 특성을 해석적으로 규명하였다. 연구결과 본 논문의 해석 모델인 합성 바닥판에서는 T형강-콘크리트 경계면 보다는 하부강판-콘크리트 경계면에서 접선응력의 증가가 빠르게 나타났으며, 하부강판-콘크리트 경계면에서도 인장부보다는 중립부 경계면에서 접선응력의 증가가 빠르게 진행되었다. 횡방향으로는 하중재하 위치에서 외부 측면으로 갈수록 접선응력이 완화되는 현상을 나타내었으며 종방향으로는 중앙부에서 최소, 지지점에서 $0.6{\sim}0.7L$ 지점에서 최대를 나타냈으며 이후 지지점으로 갈수록 감소하는 경향을 나타내었고, 하층이 증가하면서 경계면의 파괴가 최고 접선응력지점에서 전체영역으로 점차 확대되는 경향을 나타내었다. 이상의 연구결과는 합성 구조체의 경계면의 거동 특성과 하중전달 메카니즘을 이해하고 합리적인 전단연결재 설계를 위한 바탕을 제공할 것으로 기대된다.