• 한국강구조학회 논문집
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• 제14권3호
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• pp.413-421
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• 2002

본 연구에서는 반복 재하실험에 의해서 단부 철근콘크리트 중앙부 철골로 이루어진 복합보의 접합부 형상에 따른 역학적 거동을 파악하고자 한다. 실험결과와 종국내력식을 비교 검증하고 합성효과, 내진성능 및 응력전달의 유효성을 검토한다. 각 실험체의 유형은 주근용접형, 정착판 보강형, 시어코넥터 보강형, 시어코넥터형으로 한다. 그 결과 정착판 보강형과 시어코넥터 보강형은 내력 및 내진성능이 우수한 것으로 평가되었으며, 철근콘크리트와 철골 접합부분이 일체성을 확보하여 응력전달에 유리한 것으로 나타났다. 그러나 기존의 종국내력식은 실험결과와 다소 차이가 있는 것으로 나타나 보다 명확한 종국내력식이 요구되고 있다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2004년도 추계 학술발표회 제16권2호
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• pp.93-96
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• 2004

Since a ductile coupled shear wall system is the primary seismic load resisting systems of many structures, a coupling beams of these system must exhibit excellent ductility and energy absorption capacity. In this paper, the seismic response of coupled shear wall system is discussed. The cyclic response of steel coupling beams embedded into reinforced concrete boundary elements was studied. Three half-scale subassemblies representing a portion of a prototype structure were designed. constructed, and tested. The main test variables were the connection details of hybrid coupled shear wall. These efforts have resulted in details for increasing the seismic capacity of steel coupling beam in the seismic behavior of buildings.

• Steel and Composite Structures
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• 제1권3호
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• pp.329-340
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• 2001

Cyclic response of "shear" connections between steel outrigger beams and reinforced concrete core walls is presented in this paper. The connections investigated in this paper consisted of a shear tab welded onto a plate that was connected to the core walls through multiple headed studs. The experimental data from six specimens point to a capacity larger than the design value. However, the mode of failure was through pullout of the embedded plate, or fracture of the weld between the studs and plate. Such brittle modes of failure need to be avoided through proper design. A capacity design method based on dissipating the input energy through yielding and fracture of the shear tab was developed. This approach requires a good understanding of the expected capacity of headed studs under combined gravity shear and cyclic axial load (tension and compression). A model was developed and verified against test results from six specimens. A specimen designed based on the proposed design methodology performed very well, and the connection did not fail until shear tab fractured after extensive yielding. The proposed design method is recommended for design of outrigger beam-wall connections.

• 콘크리트학회논문집
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• 제22권3호
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• pp.325-333
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• 2010

이 연구에서는 시공성과 경제성이 향상되고 중진 지역에서 사용할 수 있는 새로운 프리캐스트 콘크리트 보-기둥 접합부 상세를 복합구조로 개발하고 실험을 통하여 이를 검증하였다. 이 상세는 기둥 속에 매립된 각형강관과 보U형 단부를 갖는 보 단부에 매립된 플레이트를 볼트로 결합시킬 수 있는 구조로 되어있다. 하이브리드 스틸-콘크리트 접합합부에 앞서 콘크리트가 조기에 파괴되는 것을 막기 위하여 접합부 부분에 ECC(engineered cementitious composite)를 사용하였다. 개발된 접합부 상세에 대한 성능을 검증하기 위하여 보-기둥 접합부 실험체를 계획하여 이에 대한 내진성능 실험을 실시하였다. 내부 접합부에 있어서는 접합부 횡보강근 유무와 현장타성 범위를 변수로 3개의 실험체를 제작하였다. 실험은 기둥에 일정 축력을 가한 상태에서 PC기둥 단부에 액츄에이터를 설치하여 변위제어로써 반복가력 하여 실시하였다. 실험에서 얻은 자료를 접합부 내력, 강성, 에너지 소산능력 등에 대하여 분석하였으며, 그 결과 이 연구에서 제시한 새로운 보-기둥 접합부 상세는 강재와 콘크리트 그리고 ECC 사이에서의 다른 부착 특성 때문에 구조거동에서 차이점이 관찰되었으며, 기준 실험체를 제외한 두 실험체의 경우 ECC 및 철골연결재에 의해 소성힌지를 유도할 수 있는 것으로 나타났다. 그리고 프리캐스트 접합부는 높은 일체성과 모멘트 저항 능력을 보이며 중진 지역에서 사용가능함을 보였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제20권2호
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• pp.231-237
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• 2008

복합 구조 형식인 PSC-강 혼합 거더는 신형식 구조로서 비대칭 경간 구조물이나 장대교량에 적용될 수 있다. 본 연구에서는 매입길이, 보강철근, 스터드, 프리스트레스 힘 등을 변수로 총 14개의 실험체를 제작하여 혼합 거더의 접합부 거동을 분석하고자 하였다. 모든 실험체는 보강철근, 스터드, 강판 등의 순서로 기능을 손실하면서 파괴되었다. 실험 결과에 의하면 접합부의 성능에는 스터드 배치와 보강철근에 비해 프리스트레싱 힘이 상대적으로 큰 영향을 미치는 것으로 분석되었다. 이와 함께 매입길이에 비하여 스터드의 배치가 접합부 성능에 보다 중요한 역할을 하는 것으로 평가되었다. 실험적 연구와 함께 슬립을 고려한 3차원 비선형해석을 수행하였다. 경계면의 거동은 인터페이스 요소와 슬립 물성을 통하여 완전 합성, 부분합성, 비합성으로 분석할 수 있는데 혼합 거더의 접합부 설계에 따른 경계면 거동을 해석과 실험 결과를 통하여 분석하였다. 특히, 스터드 전단연결재가 적용된 혼합 거더는 극한하중 단계에서 부분합성 거동을 나타내며 보강 철근 또한 혼합 거더의 극한강도 증진에 기여하는 것으로 분석되었다.

• Steel and Composite Structures
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• 제45권1호
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• pp.1-21
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• 2022

In the structural analysis of steel frames, joints are generally considered as rigid or hinged considering their moment transfer ability. However, the first studies conducted with the beginning of the 20th century showed that the joints do not actually fit these two definitions. In reality, a joint behaves between these two extreme points and is called semi-rigid. Including the actual state of the joint in the structural analysis provides significant economic advantages, so the subject is an intense field of study today. However, it does not find enough application area in practice. For this reason, a large-scale literature published from the first studies on the subject to the present has been examined within the scope of the study. Three important points have been identified in order to examine a joint realistically; modelling the load-displacement relationship, performing the structural analysis and how to design. Joint modelling methods were grouped under 7 main headings as analytical, empirical, mechanical, numerical, informational, hybrid and experimental. In addition to the moment-rotation, other important external load effects like axial force, shear and torsion were considered. Various evaluations were made to expand the practical application area of semi-rigid connections by examining analysis methods and design approaches. Dynamic behaviour was also included in the study, and besides column-beam connections, other important connection types such as beam-beam, column-beam-cross, base connection were also examined in this paper.

• Steel and Composite Structures
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• 제23권4호
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• pp.409-420
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• 2017

This paper theoretically studies the cyclic behavior of hybrid connections between steel coupling beams and concrete shear walls with embedded steel columns. Finite element models of connections with long and short embedded steel columns are built in ABAQUS and validated against the test results in the companion paper. Parametric studies are carried out using the validated FE model to determine the key influencing factors on the load-bearing capacity of connections. A close-form solution of the load-bearing capacity of connections is proposed by considering the contributions from the compressive strength of concrete at the interface between the embedded beam and concrete, shear yielding of column web in the tensile region, and shear capacity of column web and concrete in joint zone. The results show that the bond slip between embedded steel members and concrete should be considered which can be simulated by defining contact boundary conditions. It is found that the loadbearing capacity of connections strongly depends on the section height, flange width and web thickness of the embedded column. The accuracy of the proposed calculation method is validated against test results and also verified against FE results (with differences within 10%). It is recommended that embedded steel columns should be placed along the entire height of shear walls to facilitate construction and enhance the ductility. The thickness and section height of embedded columns should be increased to enhance the load-bearing capacity of connections. The stirrups in the joint zone should be strengthened and embedded columns with very small section height should be avoided.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제14권1호
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• pp.79-91
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• 2012

곡면 FRP 패널 부재는 생산방식 및 생산설비 등의 제한으로 일정한 폭을 갖는 제품으로 생산되며, 이러한 곡면 FRP 부재를 이용하여 제작 공장 또는 현장에서 FRP 부재간 연결을 통한 연속 시공으로 목적대상 구조물을 시공할 수 있다. FRP 부재간 연결방법은 크게 화학적 연결, 기계적 연결, 그리고 복합적인 연결방법 등이 있으며, 이 가운데 접착용 수지를 이용한 화학적 연결이 가장 보편적으로 적용되고 있다. 따라서 FRP 부재의 연결부 최적화설계를 위하여 표면처리 조건 및 접착제 종류 등을 매개변수로 직접전단 시험을 수행하였다. 시험결과 sand paper를 이용한 연마 또는 sand blasting으로 FRP 부재 표면 처리 조건 및 에폭시 또는 아크릴계 접착제가 가장 효과적인 접합방식인 것으로 나타났다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제78권3호
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• pp.319-332
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• 2021

The wood-concrete composite is an interesting solution in the field of Civil Engineering to create high performance bending elements for bridges, as well as in the building construction for the design of wood concrete floor systems. The authors of this paper has been working for the past few years on the development of the bonding process as applied to wood-concrete composite structures. Contrary to conventional joining connectors, this assembling technique does ensure an almost perfect connection between wood and concrete. This paper presents a careful theoretical investigation into interfacial stresses at the level of the two interfaces in composite wooden beam- reinforced concrete slab strengthened by external bonding of prestressed composite plate under a uniformly distributed load. The model is based on equilibrium and deformations compatibility requirements in all parts of the strengthened composite beam, i.e., the wooden beam, RC slab, the CFRP plate and the adhesive layer. The theoretical predictions are compared with other existing solutions. This research is helpful for the understanding on mechanical behaviour of the interface and design of the CFRP- wooden-concrete hybrid structures.

• 콘크리트학회논문집
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• 제14권6호
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• pp.823-829
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• 2002

철근콘크리트 기둥-철골 보 합성골조는 철근콘크리트와 철골부재의 재료적인 장점을 살린 합리적인 구조물이나, 이질 재료간의 접합으로 인해 보-기둥 접합부의 설계와 해석에서는 많은 구조적인 문제점들이 생기게 된다. 이 연구에서는 철골 보의 하중이 콘크리트 기둥으로 원활히 전달되면서 현장 시공성이 우수한 새로운 형태의 합성골조 접합부의 형식을 제안하고자 한다. 이 연구에서 고안된 접합부는 H 형강을 반분한 T 형강을 시스템 내부 및 외부의 모든 응력 전달 요소를 연결하는 주요 요소로 하고, 보 플랜지의 인장력 전달을 위해 한 방향은 고강도 강봉을, 이와 직교하는 방향은 강재 연결판을 사용하였다. 스티프너보강된 ㄱ형강을 사용하여 보 플랜지의 인장력을 기둥면에 전달하도록 하였으며, T 형강에 용접된 전단 접합판을 보의 웨브와 고력볼트로 접합하여 전단력을 지지하도록 설계하였다. 이 연구에서는 보의 플랜지로부터 스티프너 보강된 ㄱ형강을 통해 강봉이나 연결판으로 전달되는 휨모멘트 전달성능을 확인하고자 구조성능 시험을 수행하였다. 시험체는 실제 보-기둥 접합부를 모델로 하여, 실물크기로 4개가 제작되었으며, 구조실험은 철골 보의 양 단부를 단순지지한 상태에서 기둥 중앙에 집중하중을 가해 보-기둥 접합부에 휨모멘트와 전단력을 작용시키는 방식으로 진행되었다. 실험결과, 이 연구에서 제안된 접합부는 현장 적용이 가능한 가공성과 운반성 및 시공성을 가지며, 철골 보-접합용 ㄱ형강 -연결용 강봉 및 연결판에 의한 응력전달이 매우 순조로운 것으로 나타났다.