• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제5권1호
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• pp.43-54
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• 2003

현재 복개 터널구조물의 해석 및 설계에는 구조공학적 모델링 기법이 널리 적용되고 있으나, 이러한 구조공학적 모델링 기법은 지형적인 영향인자 및 soil arching 등과 같은 지반공학적 측면의 영향인자를 고려하기에 많은 어려움이 있다. 따라서, 본 연구에서는 복개 터널구조물의 합리적이고 경제적인 설계를 위하여 복개 터널구조물의 거동에 영향을 미치는 인자로써 콘크리트 라이닝과 성토체의 계면요소, 굴착사면의 경사, 이격거리 및 성토사면 등을 고려하여 지반공학적 모델링 기법을 이용한 수치해석 수행하였다. 이의 결과를 토대로 각 영향인자 변화에 따른 복개 터널구조물의 역학적 거동특성을 분석하였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제5권6호
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• pp.443-458
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• 2005

Steel angles are widely used in roof trusses as web and chord members and in lattice towers. Very often angle members are connected eccentrically. As a result, not only an angle member is under an axial force, but it is also subject to a pair of end eccentric moments. Moreover, the connection at each end provides some fixity so neither pinned nor the fixed end represents the reality. Many national design codes allow for the effects due to eccentricities by modifying the slenderness ratio and reducing the compressive strength of the member. However, in practice, it is difficult to determine accurately the effective length. The concept behind this method is inconsistent with strength design of members of other cross-sectional types such as I or box sections of which the buckling strength is controlled by the Perry constant or the initial imperfection parameters. This paper proposes a method for design of angle frames and trusses by the second-order analysis. The equivalent initial imperfection-to-length ratios for equal and unequal angles to compensate the negligence of initial curvatures, load eccentricities and residual stresses are determined in this paper. From the obtained results, the values of imperfection-to-length ratios are suggested for design and analysis of angle steel trusses allowing for member buckling strength based on the Perry-Robertson formula.

• Steel and Composite Structures
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• 제23권4호
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• pp.483-491
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• 2017

This paper presents an experimental study on the behavior of concrete-encased composite columns with multiseparate steel sections subjected to axial and eccentric loads. Six 1/4-scaled concrete-encased composite columns were tested under static loads. The specimens were identical in geometric dimensions and configurations, and the parameter of this experiment was the eccentricity ratio of the applied load. Each two of the specimens were loaded with 0, 10%, and 15% eccentricity ratios. The capacity, deformation pattern, and failure mode of the specimens were carefully examined. Test results indicate that full composite action between the concrete and the steel sections can be realized even though the steel sections do not connect with one another. The concrete-encased composite columns can develop stable behavior and sufficient deformation capacity by providing enough transverse reinforcing bars. Capacities of the specimens were evaluated based on both the Plain Section Assumption (PSA) method and the superimposition method. Results show that U.S. and Chinese codes can be accurate and safe in terms of bending capacities. Test results also indicate that the ACI 318 and Mirza methods give the best predictions on the flexural stiffness of this kind of composite columns.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제22권1호
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• pp.17-24
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• 2022

Currently, the construction trend of high-rise structures is changing from a cube-shaped box to a free-form. In the case of free-form structures, it is difficult to predict the behavior of the structure because it induces torsional deformation due to inclined columns and the eccentricity of the structure by the horizontal load. For this reason, it is essential to review the stability by considering the design variables at the design stage. In this paper, the position of the weak vertical member was analyzed by analyzing the behavior of the structure according to the change in the core position of the twisted high-rise structures. In the case of the shear wall, the shear force was found to be high in the order of proximity to the center of gravity of each floor of the structure. In the case of the column, the component force was generated by the axial force of the outermost beam, so the bending moment was concentrated on the inner column with no inclination.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제91권3호
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• pp.301-313
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• 2024

Plastic buckling of tubular columns has been attributed to rotational instability of plastic hinges. The present study aimed to characterize the plastic hinges for two different grades of strain-hardening, examined in mild-steel (MS) and stainless-teel (SS) tubes with un-strengthened and strengthened conditions. At the primary stage, the formerly tested experimental specimens were simulated using full-scale FE models considering nonlinear response of the materials, then to estimate the characteristics of the plastic hinges, a meso model was developed from the critical region of the tubes and the moment-rotation diagrams were depicted under pure bending conditions. By comparison of the relative rotation diagram obtained by the full-scale models with the critical rotation under pure bending, the length and critical rotation of the plastic hinges under eccentric axial load were estimated. The stress and displacement diagrams indicated the mechanism of higher energy absorption in the strengthened tubes, compared to unstrengthened specimens, due to establishment of stable wrinkles along the tubes. The meso model showed that by increasing the critical rotation in the strengthened MS tube equal to 1450%, the energy absorption of the tube has been enhanced to 2100%, prior to collapse.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제14권4호
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• pp.471-479
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• 2002

본 논문에서는 고강도콘크리트충전 각형강관장주에 대한 실험결과와 탄소성해석결과를 비교분석했다. 실험체는 모두 고강도콘크리트 충전 각형강관장주로 18개를 제작하였으며, 편심비에 따라 중심 및 편심가력하였다. 본 연구의 주요 파라메타는 단면폭에 대한 유효좌굴 길이의 비($L_K$/D)= 4, 8, 12, 24, 30와 가력편심비(e)=0, k, 3k이다. 본 논문에서 고강도콘크리트 충전 각형강관장주의 내력에 관한 해석 및 실험을 통하여 다음과 같은 결과를 얻었다. $L_K$/D=12 이하의 고강도콘크리트충전 각형강관단주는 콘크리트 감소계수 $c{\gamma}u=0.85$를 고려한 전소성내역에 도달했으나, $L_K$/D=18 이상의 장주실험체는 콘크리트 감소계수를 고려한 전소성내력에 도달하지 않았다. 실험에 의한 고강도콘크리트충전 각형강관장주의 탄소성거동은 제안된 해석치의 종국내력$N_{ASSUMED}$과 비교적 양호한 접근을 보여주었다. 콘크리트 압축강도의 감소계수 $c{\gamma}u=0.85$를 고려하지 않은 CFT설계기준과 고강도 콘크리트를 충전한 각형강관기둥의 실험결과치는 비교적 잘 일치함을 알 수 있었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제11권3호
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• pp.95-104
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• 2007

편심 하중을 받는 철근 콘크리트 기둥에서 띠철근과 콘크리트 강도의 영향을 파악하기 위하여 콘크리트 압축강도, 띠철근 배근간격 및 형상, 편심비를 주요 변수로 하여 단면 $200mm{\times}200mm$의 시험체 24개를 실험하였다. 이러한 연구를 통하여 콘크리트 기둥은 편심거리비, 띠철근 배근간격, 띠철근 배근형태 등에 관계없이 콘크리트 강도가 증가할수록 취성적으로 거동하였고, 편심거리비가 증가할수록 띠철근 배근에 의한 연성 증가 효과는 감소함을 알 수 있었다. 띠철근 배근간격이 100mm에서 30mm로 줄어들 경우, 최대 내력은 10~20% 증가하였으며, 최대 내력 이후에도 보다 연성적으로 거동하였다. 그러므로 고강도 콘크리트 기둥에서 적당한 연성과 강도를 확보하기 위해서는 일반강도 콘크리트에 비하여 더 많은 띠철근 체적비와 밀실한 띠철근 배근이 필요하였으며, 띠철근 배근 간격만을 제한하는 현재의 대한건축학회 내진 기준은 고강도 콘크리트 사용 시 띠철근의 배근 효과와 부재 연성 확보 측면에서 불안전하였으며, 띠철근을 콘크리트 강도와 연계하는 새로운 내진 기준이 필요한 것으로 나타났다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제24권6호
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• pp.613-625
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• 2012

철도교는 일반적으로 설계하중에 근접한 열차하중이 빈번하게 통과할 가능성이 있으므로, 초기설계단계부터 여러 구조상세에 대해 피로특성을 충분한 반영하는 것이 필요하다. 그럼에도 불구하고 철도교에 작용하는 축하중의 크기 및 배치 특성, 피로에 대한 부적절한 구조상세의 적용 등으로 인하여 강철도 플레이트거더교에서 부분적으로 피로균열이 보고되고 있다. 상부플랜지와 복부의 용접이음부에서의 피로균열의 주요 발생 원인의 하나는 침목을 지지하는 주거더와 열차하중이 작용되는 레일과의 중심간격 차이에 따른 열차하중의 편심작용에 의한 것이다. 이 연구에서는 공용중인 강철도 상로플레이트거더교를 대상으로 현장조사 및 현장계측, 일련의 구조해석을 실시하고, 대상교량의 구조거동 특성 및 피로균열의 발생 원인의 규명, 보수 보강(안)에 대하여 검토하였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제36권2호
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• pp.187-196
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• 2020

Double skin composite wall system owns several structural merits in terms of high load-carrying capacity, large axial stiffness, and favorable ductility. A recently proposed form of truss connector was used to bond the steel plates to the concrete core to achieve good composite action. The structural behavior of rectangular high walls under compression and T-shaped high walls under eccentric compression has been investigated by the authors. Furthermore, the influences of the truss spacings, the wall width, and the faceplate thickness have been previously studied by the authors on short walls under uniform compression. This paper experimentally investigated the effect of width-to-thickness ratio on the compressive behavior of short walls. Compressive tests were conducted on three short specimens with different width-to-thickness ratios. Based on the test results, it is found that the composite wall shows high compressive resistance and good ductility. The walls fail by local buckling of steel plates and crushing of concrete core. It is also observed that width-to-thickness ratio has great influence on the compressive resistance, initial stiffness, and strain distribution across the section. Finally, the test results are compared with the predictions by modern codes.