• Computers and Concrete
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• 제14권4호
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• pp.463-477
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• 2014

The modelling approach in the case of connections in precast buildings is specific. The assembly of the constitutive parts of the connection requires the inclusion of contact definitions in the model. In addition, the material non-linearity including the influence of the spatial stress distribution should be taken into account where appropriate. Here a complex model of a beam-to-column dowel connection is presented. Experiments on the analysed connection were performed within the framework of the European project SAFECAST (Performance of Innovative Mechanical Connections in Precast Building Structures under Seismic Conditions). Several material and interaction parameters were investigated and the influence of each of them was evaluated. The set of parameters which gave the best match with the experiments was chosen.

• 한국지진공학회논문집
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• 제28권2호
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• pp.85-92
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• 2024

This study presents code-compliant seismic details by addressing dry mechanical splices for precast concrete (PC) beam-column connections in the ACI 318-19 code. To this end, critical observations of previous test results on precast beam-column connection specimens with the proposed seismic detail are briefly reported in this study, along with a typical reinforced concrete (RC) monolithic connection. On this basis, nonlinear dynamic models were developed to verify seismic responses of the PC emulative moment-resisting frame systems. As the current design code allows only the emulative design approach, this study aims at identifying the seismic performances of PC moment frame systems depending on their emulative levels, for which two extreme cases were intentionally chosen as the non-emulative (unbonded self-centering with marginal energy dissipation) and fully-emulative connection details. Their corresponding hysteresis models were set by using commercial finite element analysis software. According to the current seismic design provisions, a typical five-story building was designed as a target PC building. Subsequently, nonlinear dynamic time history analyses were performed with seven ground motions to investigate the impact of emulation level or hysteresis models (i.e., energy dissipation performance) on system responses between the emulative and non-emulative PC moment frames. The analytical results showed that both the base shear and story drift ratio were substantially reduced in the emulative system compared to that of the non-emulative one, and it indicates the importance of the code-compliant (i.e., emulative) connection details on the seismic performance of the precast building.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제19권6호
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• pp.18-28
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• 2015

이 연구의 목표는 학교 건물과 같은 저층 보-기둥 철근콘크리트 구조 건물에서 프리캐스트 벽패널을 사용한 새로운 내진보강 방법을 개발하는데 있다. 1개의 무 보강 보-기둥 실험체와 U형 PC 패널로 보강한 2개의 보강 보-기둥 실험체에 대한 정적 이력 하중실험을 진행하였다. 앵커 접합부 실험체는 전단 파괴될 것으로 해석되었고 철판 용접 접합부 실험체는 휨 파괴할 것으로 예측되었다. 실험체의 종국 내력은 상부 접합부의 전단 내력과 PC 패널 절곡 부 휨 위험단면에서 휨 내력 중 약한 것으로 결정되었다. 이 실험체에서, 한쪽 RC기둥이 가 하중(미는 실험 하중)을 받아 PC 패널 부재를 밀게 된다면, 다른 쪽 내부 수직부재는 상부 전단 접합부로부터 부 하중(당기는 실험 하중)을 받게 되어있었다. 가 하중을 받는 2개의 부재는 합성 휨 거동이 지배적이므로 합성단면의 휨 내력이 실험체의 최종 내력을 결정하게 되지만, 이 경우 최종 내력에 대하여 상부 전단 접합부 강도의 직접적인 영향은 없다고 볼 수 있다. 그러나 부 하중(당기는 하중)을 받는 RC 기둥과 PC 패널 부재는 비합성 거동이 지배적이고 실험체의 최종 내력은 상부 전단 접합부 전단내력의 크기에서 직접 영향을 받는 것으로 파악되었다. ACI 318M-11 Appendix-D 앵커 전단설계에 기초한 전단내력 그리고 실험에서 얻은 최대하중을 적용하여 마이다스 젠 탄성설계에 의하여 계산한 전단 외력에 대한 비교 해석결과는 실험결과와 일치하는 해석결과를 보여주었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제18권5호
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• pp.657-666
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• 2006

본 연구에서는 공동주택 리모델링에 활용할 수 있는 완전 건식공법에 의한 프리캐스트 콘크리트 보-기둥 연결부를 개발하는데 있다. 독일에서 개발한 DDC 연결부를 국내 실정에 적합하도록 그 개선모델을 제안하기 위하여 총 5개의 건식연결부 시험체를 제작하였다. 아울러, 아파트 외곽보로 활용할 경우를 고려하여, H형 철물을 사용하여 기둥과 보의 폭을 최소화하였다. 실험결과 보-기둥 연결부에 DDC 시스템을 적용하게 되면 역학적 특성의 향상을 기대할 수 있었으나 기둥에 발생한 경사균열에 의하여 주도적으로 파괴 메커니즘이 형성되는 취약성을 초래하였다. 고가의 DDC 시스템의 덕타일 로드를 대신하여 고강도 강봉을 적용한 공법은 DDC 연결부와 역학적 특성은 유사한 거동을 보였으며, 파괴 메커니즘은 더 우수한 것으로 나타났다. 또한 연결부에 연결철근을 쉬스관 안에 그라우팅하여 부착시키게 되면, 비부착 시키는 공법보다 역학적 특성을 향상시킬 수 있을 것으로 판단된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제18권4호
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• pp.497-506
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• 2006

본 연구에서는 주상복합건물에 적용가능한 건식공법에 의한 프리캐스트 콘크리트 보-기둥 연결부에 대하여 실험을 통하여 분석하였다. 현재 국내에 활용하고 있는 프리캐스트 콘크리트 보-기둥 연결부와 현재 미국에서 사용되고 있는 DDC 연결부, 그리고 DDC 연결부와 개선된 연결부에 포스트텐션을 도입한 시험체를 제작하였고, 실험을 통하여 그 거동을 평가하였다. 실험 결과 보-기둥 연결부에 DDC 시스템을 적용하게 되면 연결부의 강도와 연성능력의 향상을 기대할 수 있었으나 파괴 메커니즘이 보에 에너지를 분산시키지 않고, 연결부에서 사인장 균열에 의하여 에너지를 소산시키게 되어 연결부가 파괴되는 단점이 나타났다. 개량 DDC 연결부는 기둥에 사인장균열이 발생하지 않고 보다 연성적인 파괴거동을 보여주었다. 또한 보-기둥 연결부에 포스트텐션의 도입은 연결부 강도의 증가는 크게 기대할 수 없었으나 자가조정(self-centering) 등을 통하여 연결부의 안정성 및 연성능력에 기여하는 것으로 나타났다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2000년도 가을 학술발표회논문집(I)
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• pp.769-774
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• 2000

The first thing in developing precast post-tensioned concrete frame system verify the shear resistance capacity of the beam-column connection at which the transfer of member forces become discontinuous. Complying with the necessity of such experimental research, shear tests have been performed for six test specimens which were cast and cured at Dong-Ah Concrete Manufacturing Company and post-tensioning at Concrete Laboratory of Inha University. Shear key and magnitude of post-tensioned force are taken test variables. From the test results, it has been observed that the shear resistance of the specimens attained to higher values than those of theoritical calculations based on the shear friction with shear friction coefficient being 0.6.

• 콘크리트학회지
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• 제16권5호
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• pp.10-15
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• 2004

• 콘크리트학회논문집
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• 제17권1호
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• pp.85-94
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• 2005

PPS(post-tensioned precast concrete system)공법은 U자형 PC로 제작한 넓은 보와 PC 또는 현장 타설 콘크리트로 제작한 기둥으로 구성되며 PC 보와 기둥의 일체성 확보를 위하여 프리스트레스를 도입하였다. 본 연구는 PPS 공법 개발의 일부로 넓은 보의 기둥 폭 내부에 정착되어진 휨철근의 양에 따른 거동특성을 분석하고자 실험적 연구를 수행하였다. 실험체는 기둥 폭내, 외부에 위치한 휭 철근의 양을 달리한 정착비와 동일한 정착비내에서 철근과 긴장재의 양을 주요변수로 하여 대상건물의 내부접합부를 대상으로 1/2크기로 제작하였다. 그 결과 NEHRP 권고사항에서 규정한 한계변위각 0.035까지 내력저하 없이 충분한 내력을 보유하였으며, 보의 휨 파괴가 주요 파괴모드로 접합부에서 전단파괴는 일어나지 않았다. 그리고 넓은 보에 포스트텐션을 도입한 PPS 공법은 기둥 폭 내부의 정착비가 $35\%$인 경우 다소 높은 비틀림 응력을 나타내었으나, 기둥 폭 외부에 위치한 인장철근의 항복 이후 긴장재가 응력을 충분히 발휘함으로서 일체식 구조의 넓은 보-기둥 접합부와 달리 비탄성 이력거동을 통하여 에너지를 효과적으로 소산하였다. 또한 ACI의 proposed provisional standard의 PC 접합부 구조성능 평가지침에 의해 분석한 결과, 모든 실험체에서 허용기준을 모두 만족하고 있으며, 강도의 큰 저하 없이 연성적인 거동을 하고 있음을 알 수 있었다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제45권3호
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• pp.277-309
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• 2013

Beam-to-column connections behaviour plays an important role in the analysis and design of steel and precast concrete structures. The paper presents a computer-based method for geometrically nonlinear frames with semi-rigid beam-to-column connections. The analytical procedure employs modified stability functions to model the effect of axial force on the stiffness of members. The member modified stiffness matrix, and the modified fixed end forces for various loads were found. The linear and nonlinear analyses were applied for two planar steel structures. The method is readily implemented on a computer using matrix structural analysis techniques and is applicable for the efficient nonlinear analysis of frameworks.

• 콘크리트학회논문집
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• 제25권6호
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• pp.631-639
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• 2013

이 연구에서는 기존에 수행된 시공성과 경제성이 향상되고 중진 지역에서 사용 가능한 새로운 프리캐스트 콘크리트 보-기둥 접합상세의 비선형 유한요소해석이 수행되었다. 해당 상세는 복합구조를 기반으로 함으로써 기둥 내에는 각관을 보유하고 있으며 보에는 강판이 매입되어 있는 복잡한 단면을 보유하고 있다. 또한 콘크리트와 강재뿐만 아니라 ECC라는 새로운 재료를 사용함에 따라 요소의 선택 및 재료모델의 결정에 대한 방법론을 제시하였다. 비선형 유한요소해석은 상용 유한요소해석 프로그램인 ABAQUS를 통해 수행되었으며 요소 및 재료 모델은 ABAQUS에서 제공하는 모델들을 사용하였다. 비선형 유한요소해석 결과 기 수행되었던 실험 결과에 유사하거나 보수적으로 평가함으로써 변수분석에 사용할 수 있을 것으로 판단하였다. 구축된 유한요소해석 모델을 통해 해당 상세의 성능에 대한 압축력의 영향, 휨강도비의 영향에 대해 분석하였다. 압축력의 경우 기둥 압축강도의 10~20%에서 가장 좋은 성능을 발휘할 수 있었으며, 휨강도비 1.2 이상에서 기둥의 항복 없이 보의 소성힌지를 유도할 수 있음을 확인하였다.