• Steel and Composite Structures
• /
• 제24권4호
• /
• pp.441-453
• /
• 2017

In Y-shaped eccentrically braced frame fabricated with high strength steel (Y-HSS-EBF), link uses conventional steel while other structural members use high strength steel. Cyclic test for a 1:2 length scaled one-bay and one-story Y-HSS-EBF specimen and shake table test for a 1:2 length scaled three-story Y-HSS-EBF specimen were carried out to research the seismic performance of Y-HSS-EBF. These include the failure mode, load-bearing capacity, ductility, energy dissipation capacity, dynamic properties, acceleration responses, displacement responses, and dynamic strain responses. The test results indicated that the one-bay and one-story Y-HSS-EBF specimen had good load-bearing capacity and ductility capacity. The three-story specimen cumulative structural damage and deformation increased, while its stiffness decreased. There was no plastic deformation observed in the braces, beams, or columns in the three-story Y-HSS-EBF specimen, and there was no danger of collapse during the seismic loads. The designed shear link dissipated the energy via shear deformation during the seismic loads. When the specimen was fractured, the maximum link plastic rotation angle was higher than 0.08 rad for the shear link in AISC341-10. The Y-HSS-EBF is a safe dual system with reliable hysteretic behaviors and seismic performance.

• Geomechanics and Engineering
• /
• 제15권4호
• /
• pp.947-955
• /
• 2018

In this study, we propose a three-dimensional simplified slope stability analysis using a hybrid-type penalty method (HPM). In this method, a solid element obtained by the HPM is applied to a column that divides the slope into a lattice. Therefore, it can obtain a safety factor in the same way as simplified methods on the slip surface. Furthermore, it can obtain results (displacement and strain) that cannot be obtained by conventional limit equilibrium methods such as the Hovland method. The continuity condition of displacement between adjacent columns and between elements for each depth is considered to incorporate a penalty function and the relative displacement. For a slip surface between the bottom surface and the boundary condition to express the slip of slope, we introduce a penalty function based on the Mohr-Coulomb failure criterion. To compute the state of the slip surface, an r-min method is used in the load incremental method. Using the result of the simple three-dimensional slope stability analysis, we obtain a safety factor that is the same as the conventional method. Furthermore, the movement of the slope was calculated quantitatively and qualitatively because the displacement and strain of each element are obtained.

• 한국화재소방학회논문지
• /
• 제24권6호
• /
• pp.82-88
• /
• 2010

건축 구조물의 주요 구조부는 중력하중의 전달과 수평하중을 견디도록 설계, 시공되어야 함을 물론이고, 화재의 고열환경에서 부수적으로 발생되는 온도에 의한 추가하중을 지지하도록 설계되어야 한다. 강구조 건축물에서의 보부재는 중력 및 횡력 방향의 하중에 더 강한 지지력을 확보하기 위하여 H형강 웨브부분에 콘크리트를 충전하는 타입의 개발 및 적용이 이루어져 왔으나, 내화성능의 평가는 거의 이루어지지 않은 상태이다. 따라서 본 논문에서는 H형강 보부재의 웨브에 일반강도의 콘크리트로 충전된 시험체를 대상으로 열전도 해석에 의한 내화성능과 재하가열시험을 통한 내화성능을 각각 제시하고 상관성을 비교분석하였다.

• Journal of Forest and Environmental Science
• /
• 제17권1호
• /
• pp.104-115
• /
• 2001

이 연구는 변성암지역에 있어서 집중호우로 인하여 붕괴위험이 있는 토사사면과 풍화암사면을 대상으로 소경재 붕괴억지공법을 신(申)(1978, 1989)이 제시한 억지말뚝식을 이용하여 수립하였고, 그 결과는 다음과 같다. 말뚝의 설치간격은 말뚝이 받는 부담하중에 따라 틀려지나 토사사면의 상대적으로 급한 산지경사에서는 사면길이에 상관없이 말뚝의 타설간격을 0.5m~0.8m로 하는 것이 적절한 것으로 나타났고, 상대적으로 낮은 산지경사에서는 말뚝의 타설간격은 약 0.7~2.0m가 적당한 것으로 나타났다. 또한 풍화암사면의 경우 상대적으로 급한 경사에서는 말뚝의 타설간격을 대략 0.5m~1.3m로 설치하는 것이 바람직한 것으로 나타났고, 상대적으로 낮은 산지경사에서는 말뚝의 타설간격을 0.7m~2.0m로 하는 것이 적절한 것으로 나타났다. 그리고 말뚝의 길이는 말뚝 1, 2, 3은 약 4m, 말뚝 4, 5는 약 3m정도의 길이가 요구되는 것으로 나타났다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제23권5호
• /
• pp.683-692
• /
• 2011

필로티형 저층 RC 집합주택에서는 지진 발생 시 필로티층에 손상이 집중된다. 따라서, 이 연구에서는 필로티층의 비틀림과 X, Y방향의 강도와 강성을 증가시키기 위해 좌굴방지가새를 설치함과 동시에, 과도한 변형과 축력의 변동이 발생하는 외부기둥의 연성과 축성능, 전단 성능을 증가시키기 위해 외부기둥을 FRP로 보강하였다. 이와 같은 보강 효과를 실험적으로 검증하기 위해 순수 골조와 FRP와 좌굴방지가새로 보강된 골조에 대한 반복 횡하중 실험을 수행하였다. 실험 결과 항복강도(43.2 kN)는 설계항복강도(30 kN)와 압축부의 강도 증가 때문에 차이가 나타났고, 강성(11.6 kN/mm)은 설계강성(24.2 kN/mm)에 비하여 절반의 값을 가졌다. 이러한 강성의 차이는 골조와 가새의 접합부 사이의 미끄러짐과 기초의 회전 및 횡변위가 원인으로 나타났다. 보강된 골조의 에너지 흡수 능력은 순수 골조에 비해 7.5배 향상되었다. 기초당 설치된 로드셀의 개수를 2개에서 1개로 변화시키면, 횡강성이 11.6 kN/mm에서 6 kN/mm로 줄어 들었고, 이것은 단지 순수 골조의 강성에 3배에 지나지 않는다(2.1 kN/mm).

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제29권6호
• /
• pp.411-422
• /
• 2017

본 연구에서는 콘크리트피복 원형충전강관 기둥을 적용한 합성구조 접합부의 거동특성과 내진성능을 평가하기 위하여, 기둥-플랜지 접합부에 대한 인장실험과 보-기둥 접합부에 대한 반복하중 실험을 수행하였다. 기둥-플랜지 인장실험은 피복콘크리트의 유무와 플랜지 폭, 인장철근 보강을 변수로 하여 5개의 실험체에 대하여 하중재하능력과 파괴모드를 분석하였다. 실험결과, 접합부에서의 플랜지 단부 폭을 200mm에서 350mm로 증가시킬 경우 연결부의 강도 및 강성이 각각 1.61배와 1.56배가 증가했고, 인장철근을 보강할 경우 추가적으로 강성과 강도가 각각 1.35배와 1.92배 증가했다. 접합부 반복하중 실험에서는 접합 상세를 변수로 3개의 외부접합부 실험체를 구성했다. 접합부 보강상세로는 인장철근 보강과 강관의 두께, 수직강판 보강을 고려하였다. 모든 접합부 실험체는 보에서 뚜렷한 휨항복이 발생하였으며 접합부의 손상은 제한적이었다. 특히, 강재보가 강관에 직접 용접되는 경우 보의 웨브를 통해서도 하중이 전달되기 때문에, 플랜지 인장실험 결과보다 보수적인 설계가 가능하며, 접합부 강관 두께를 증가시키거나 수직강판으로 보강한 경우에는 추가적으로 패널존의 전단내력이 증가하는 것으로 나타났다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제22권5호
• /
• pp.675-684
• /
• 2010

철근콘크리트 부재는 연성파괴를 유도하기 위해서 휨인장 파괴가 선행 하도록 구조설계한다. 또한 보에서 파괴가 진행하도록 하여 기둥에는 피해가 적게 발생하도록 한다. 하지만 소성붕괴메카니즘에 의하여 소성힌지는 보의 양단부에 발생한 이후 최종적으로 최하층 기둥의 하부에도 발생한다. 철근콘크리트 구조물의 최하층 기둥은 축력이 크게 작용하고 전단경간이 비교적 작기 때문에 휨항복을 했다고 하더라도 최종적으로는 전단파괴하거나 부차파괴하여 설계보다 취성적으로 파괴 할 가능성이 있다. 이 논문에서는 휨항복 후 전단파괴하는 10개의 실험체를 통해 소성힌지 영역의 변형율과 길이 확장에 주는 요소에 대해 파악하였다. 실험결과 세 변수 중에서 축력이 가장 크게 영향을 미쳤는데 축력이 클수록 축방향 변형률과 연성비가 뚜렷하게 줄어드는 현상을 확인할 수 있었으며 소성힌지 길이는 약간 늘어났다. 실험을 통해서 산출한 소성힌지 길이는 약 0.7~1.4d였으며 이는 기존 연구자들이 제안했던 평가식과 차이를 보여주었다.

• Structural Engineering and Mechanics
• /
• 제68권4호
• /
• pp.475-483
• /
• 2018

Square tubular columns are commonly used in moment resisting frames, while through-diaphragm connection is the most typical configuration detail to connect the H-shaped beam to the column. However, brittle fracture normally occurs at the complete joint penetration weld between the beam flange and the through-diaphragm due to the stress concentration caused by the geometrical discontinuity. Accordingly, three improved types of through-diaphragm are presented in this paper to provide smooth force flow path comparing to that of conventional connections. Tensile tests were conducted on four specimens and the results were analyzed in terms of failure modes, load-displacement response, yield and ultimate capacity, and initial stiffness. Furthermore, strain distributions on the through-diaphragm, the beam flange plate, and the column face were comprehensively evaluated and discussed. It was found that all the proposed three types of improved through-diaphragm connections were able to reduce the stress concentration in the welds between the beam flange and the through-diaphragm. Furthermore, the stress distribution in connection with longer tapered through-diaphragm was more uniform.

• Geomechanics and Engineering
• /
• 제36권2호
• /
• pp.167-181
• /
• 2024

The soil-structure relative stiffness is a key factor affecting the seismic response of underground structures. It is of great significance to study the soil-structure relative stiffness for the soil-structure interaction and the seismic disaster reduction of subway stations. In this paper, the dynamic shear modulus ratio and damping ratio of an inhomogeneous soft soil site under different buried depths which were obtained by a one-dimensional equivalent linearization site response analysis were used as the input parameters in a 2D finite element model. A visco-elasto-plastic constitutive model based on the Mohr-Coulomb shear failure criterion combined with stiffness degradation was used to describe the plastic behavior of soil. The damage plasticity model was used to simulate the plastic behavior of concrete. The horizontal and vertical relative stiffness ratios of soil and structure were defined to study the influence of relative stiffness on the seismic response of subway stations in inhomogeneous soft soil. It is found that the compression damage to the middle columns of a subway station with a higher relative stiffness ratio is more serious while the tensile damage is slighter under the same earthquake motion. The relative stiffness has a significant influence on ground surface deformation, ground acceleration, and station structure deformation. However, the effect of the relative stiffness on the deformation of the bottom slab of the subway station is small. The research results can provide a reference for seismic fortification of subway stations in the soft soil area.

• Advances in concrete construction
• /
• 제9권3호
• /
• pp.313-326
• /
• 2020

Glass fiber-reinforced polymer (GFRP) bars have been introduced as an effective alternative for the conventional steel reinforcement in concrete structures to mitigate the costly consequences of steel corrosion. However, despite the superior performance of these composite materials in terms of corrosion, the effect of replacing steel reinforcement with GFRP on the seismic performance of concrete structures is not fully covered yet. To address some of the key parameters in the seismic behavior of GFRP-reinforced concrete (RC) structures, two full-scale beam-column joints reinforced with GFRP bars and stirrups were constructed and tested under two phases of loading, each simulating a severe ground motion. The objective was to investigate the effect of damage due to earthquakes on the service and ultimate behavior of GFRP-RC moment-resisting frames. The main parameters under investigation were geometrical configuration (interior or exterior beam-column joint) and joint shear stress. The performance of the specimens was measured in terms of lateral load-drift response, energy dissipation, mode of failure and stress distribution. Moreover, the effect of concrete damage due to earthquake loading on the performance of beam-column joints under service loading was investigated and a modified damage index was proposed to quantify the magnitude of damage in GFRP-RC beam-column joints under dynamic loading. Test results indicated that the geometrical configuration significantly affects the level of concrete damage and energy dissipation. Moreover, the level of residual damage in GFRP-RC beam-column joints after undergoing lateral displacements was related to reinforcement ratio of the main beams.