• 제목/요약/키워드: existing reinforced concrete beam-column joint

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보 관통형 RCS 접합부의 전단강도 평가 (Shear Strength of Through Beam Type Beam-Column Joint composed of Reinforced Concrete Column and Steel Beam)

  • 최근도;유영찬;이리형
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제11권4호
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    • pp.62-70
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    • 2007
  • 본 연구는 철근콘크리트 기둥과 철골보로 이루어진 내부 접합부의 전단강도에 관한 연구이다. 일반적으로 RCS 접합부의 공칭전단강도는 철골웨브와 콘크리트의 전단저항 합으로 산정하고 있다. 본 연구에서는 기존에 RCS 접합부의 콘크리트 전단강도 계산에 사용되었던 압축장 이론의 단점을 분석하여 보다 합리적인 압축스트러트 모델을 제안하였다. 제안된 모델의 적합성을 기존 연구자에 의해 수행된 실험결과와의 비교평가를 통하여 실시해 본 결과, 실험결과와 계산값이 잘 일치하는 것으로 나타났다.

순환굵은골재 치환과 하이브리드섬유 혼입에 따른 철근콘크리트 외부 보-기둥 접합부의 내진성능 평가 및 개선 (Improvement and Seismic Performance Evaluation of RC Exterior Beam-Column Joints Using Recycled Coarse Aggregate with Hybrid Fiber)

  • 하재훈;하기주;신종학
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제19권2호
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    • pp.160-169
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    • 2015
  • 이 연구에서는 순환굵은골재와 고로슬래그미분말을 치환한 콘크리트를 철근콘크리트 외부 보-기둥 접합부의 위험단면영역에 하이브리드 섬유 (PVA섬유+강섬유)를 적용한 외부 보-기둥 접합부 실험체를 7개 제작하여 실험을 수행하여 내진성능을 평가하였다. 이 연구의 실험결과를 근거로 다음과 같은 결론을 얻었다. 철근콘크리트 보-기둥 접합부의 접합부 영역에 하이브리드섬유를 보강한 결과 초기 재하시 접합부 영역의 균열억제 효과와 재하 전 과정을 통하여 하이브리드섬유의 가교역할로 인하여 균열억제 효과가 커서 안정적인 파괴형태 및 내력향상 효과를 나타내었다. 철근콘크리트 보-기둥 접합부영역에 하이브리드섬유를 보강한 실험체 BCJGPSR 시리즈는 표준실험체 BCJS와 비교하여 최대내력은 1.01~1.04배 증가하였다. 그리고 에너지 소산능력은 1.06~1.29배 증가하였다. 또한 하이브리드섬유 (강섬유+PVA섬유)를 보강한 실험체 $BSJGPSR_1$은 최대강도를 확보한 변위연성 9에서 실험체 BCJS, BCJP, BCJGPR 시리즈 보다 에너지 소산능력이 1.33~1.65배 증가한 것으로 나타났다.

고강도 RC 보-기둥 접합부의 비탄성 거동에 대한 슬래브의 영향 (Slab Effect on Inelastic Behaviors of High Strength RC Beam-Column Joints)

  • 장극관;김윤일;오영훈
    • 콘크리트학회지
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    • 제9권2호
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    • pp.167-177
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    • 1997
  • 모멘트 연성골조의 접합부와 기둥은 적절한 에너지흡수 능력과 구조물의 횡붕괴를 방지하기 위하여 탄성적으로 거동해야 하며, "강한 기둥-약한 보"의 설계개념을 채택하고 있다. 접합부는 골조구조의 취약부분으로 인정되고 있지만 부재설계에서는 접합부를 구성하는 보와 기둥에 의해서 접합부의 치수가 결정되기 때문에 접합부가 부담해야 하는 하중조건과 보강방법을 결정하는데에 어려움이 있다. 또한 콘크리트의 고강도화, 경량화에 의해 부재단면은 작아지게 되고 상대적으로 철근량은 늘어나게 되므로 접합부 영역의 응력부담은 이전보다 훨씬 높아지게 되었다. 따라서 접합부의 적절한 구조성능 확보 및 시공상의 문제점을 개선하기 위하여 접합부의 설계 및 상세에 특별한 주의가 필요하다고 할 수 있다. 이에 본 연구에서는 슬래브의 기여도를 고려한 접합부의 적절한 보강방법을 제시하기 위한 기초자료로서 $\frac{2}{3}$의 실물크기로 4개의 고강도 콘크리트 보-기둥 접합부를 제작하고, 반복하중 실험을 수행하였다.실험을 수행하였다.

재료 융합 단계와 임시 스트럿의 경계조건을 이용한 기둥-보 강결 구조물의 효율적인 거동 연구 (A Study for Efficient Behavior of Beam-column Joint Structure Using Material Convergence Section Stage and a Temporary Boundary Condition by Strut)

  • 조재형;송재호
    • 한국산업융합학회 논문집
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    • 제23권2_2호
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    • pp.361-374
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    • 2020
  • Recently, small and medium-sized rahmen-type bridges have been developed as a technology that ensures the stability of structural behavior and the safety of use at the same time by using efficient and economical materials that make up the convergence section of reinforced bar, structural steel and concrete. This study is about a rahmen-type structure applied with the installation and dismantling of the strut. It improves the serviceability of the structure by forming multi-points and efficiently applies the convergence section of structural steel and concrete materials to the structural system changes to induce the displacement improvement effect additionally. By constructing mock-up models for the beam-column joint, the displacement was calculated and compared, and this was compared and analyzed by numerical analysis. The final displacement showed an improvement effect of 13.46% to 36.28% based on the vertical displacement of the existing structure without struts through the experiment of the mock-up models. As a result of analysis by numerical analysis method, the displacement improvement effect of 42.89% could be derived.

Single and multi-material topology optimization of CFRP composites to retrofit beam-column connection

  • Dang, Hoang V.;Lee, Dongkyu;Lee, Kihak
    • Computers and Concrete
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    • 제19권4호
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    • pp.405-411
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    • 2017
  • Carbon Fiber Reinforced Plastic (CFRP) has commonly been used to strengthen existing RC structures. Wrapping the whole component with CFRP is an effective method and simple to execute. Besides, specific configuration of CFRP sheets (L, X and T shape) has also been considered in some experiments to examine CFRP effects in advance. This study aimed to provide an optimal CFRP configuration to effectively retrofit the beam-column connection using continuous material topology optimization procedure. In addition, Moved and Regularized Heaviside Functions and penalization factors were also considered. Furthermore, a multi-material procedure was also used to compare with the results from the single material procedure.

Experimental and numerical verification of hydraulic displacement amplification damping system

  • Chung, Tracy Sau-Kwai;Lam, Eddie Siu-Shu;Wu, Bo;Xu, You-Lin
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제33권1호
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    • pp.1-14
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    • 2009
  • Hong Kong is now recognized as an area of moderate seismic hazard, but most of the buildings have been designed with no seismic provision. It is of great significance to develop effective and practical measures to retrofit existing buildings against moderate seismic attacks. Researches show that beam-column joints are critical structural elements to be retrofitted for seismic resistance for reinforced concrete frame structures. This paper explores the possibility of using a Hydraulic Displacement Amplification Damping System (HDADS), which can be easily installed at the exterior of beam-column joints, to prevent structural damage against moderate seismic attacks. A series of shaking table tests were carried out with a 1/3 prototype steel frame have been carried out to assess the performance of the HDADS. A Numerical model representing the HDADS is developed. It is also used in numerical simulation of the shaking table tests. The numerical model of the HDADS and the numerical simulation of the shaking table tests are verified by experimental results.

Modelling beam-to-column joints in seismic analysis of RC frames

  • Lima, Carmine;Martinelli, Enzo;Macorini, Lorenzo;Izzuddin, Bassam A.
    • Earthquakes and Structures
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    • 제12권1호
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    • pp.119-133
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    • 2017
  • Several theoretical and analytical formulations for the prediction of shear strength in reinforced concrete (RC) beam-to-column joints have been recently developed. Some of these predictive models are included in the most recent seismic codes and currently used in practical design. On the other hand, the influence of the stiffness and strength degradations in RC joints on the seismic performance of RC framed buildings has been only marginally studied, and it is generally neglected in practice-oriented seismic analysis. To investigate such influence, this paper proposes a numerical description for representing the cyclic response of RC exterior joints. This is then used in nonlinear numerical simulations of RC frames subjected to earthquake loading. According to the proposed strategy, RC joints are modelled using nonlinear rotational spring elements with strength and stiffness degradations and limited ductility under cyclic loading. The proposed joint model has been firstly calibrated against the results from experimental tests on 12 RC exterior joints. Subsequently, nonlinear static and dynamic analyses have been carried out on two-, three- and four-storey RC frames, which represent realistic existing structures designed according to old standards. The numerical results confirm that the global seismic response of the analysed RC frames is strongly affected by the hysteretic damage in the beam-to-column joints, which determines the failure mode of the frames. This highlights that neglecting the effects of joints damage may potentially lead to non-conservative seismic assessment of existing RC framed structures.