• Steel and Composite Structures
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• 제1권1호
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• pp.145-158
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• 2001

An experimental study was conducted to evaluate the effects of loading sequence and lateral bracing on the behavior of reduced beam section (RBS) steel moment frame connections. Four full-scale moment connections were cyclically tested-two with a standard loading history and the other two with a near-fault loading history. All specimens reached at least 0.03 radian of plastic rotation without brittle fracture of the beam flange groove welds. Two specimens tested with the nearfault loading protocol reached at least 0.05 radian of plastic rotation, and both experienced smaller buckling amplitudes at comparable drift levels. Energy dissipation capacities were insensitive to the types of loading protocol used. Adding a lateral bracing near the RBS region produced a higher plastic rotation; the strength degradation and buckling amplitude were reduced. A non-linear finite element analysis of a one-and-a-half-bay beam-column subassembly was also conducted to study the system restraint effect. The study showed that the axial restraint of the beam could significantly reduce the strength degradation and buckling amplitude at higher deformation levels.

• 한국지진공학회논문집
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• 제8권3호
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• pp.87-96
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• 2004

최근에 수행된 보 플랜지 절취형 (Reduced Beam Section, RBS) 내진 철골모멘트접합부의 실험 결과에 의하면, 보 웨브를 볼트 접합한 시험체는 보 웨브를 용접 접합한 시험체에 비해서 조기에 스캘럽을 가로지르는 취성파단이 발생하는 열등한 내진성능을 보였다. 실험결과에 의할 때, 이러한 접합부 취성파괴가 발생하는 주요 원인은 웨브 볼트의 슬립과 고전 휨이론에 의한 예측과는 전혀 다른 응력 전달메카니즘에 의한 스캘럽 부근의 응력집중 때문으로 사료된다. 이는 고전 휨이론에 기초한 전통적 보 웨브 볼트접합부의 설계법을 재검토할 필요가 있음을 시사하는 것이다. 본 연구를 통하여 고전 휨이론에 기초한 현행의 보 웨브 설계법에 문제가 있음을 지적하였다. 실험 및 해석결과를 바탕으로 RBS 접합부의 실제 응력전달경로에 부합되는 새로운 보 웨브 볼트접합 설계법을 제안하였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제11권6호
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• pp.489-504
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• 2011

This paper presents a theoretical investigation in free vibration of sigmoid functionally graded beams with variable cross-section by using Bernoulli-Euler beam theory. The mechanical properties are assumed to vary continuously through the thickness of the beam, and obey a two power law of the volume fraction of the constituents. Governing equation is reduced to an ordinary differential equation in spatial coordinate for a family of cross-section geometries with exponentially varying width. Analytical solutions of the vibration of the S-FGM beam are obtained for three different types of boundary conditions associated with simply supported, clamped and free ends. Results show that, all other parameters remaining the same, the natural frequencies of S-FGM beams are always proportional to those of homogeneous isotropic beams. Therefore, one can predict the behaviour of S-FGM beams knowing that of similar homogeneous beams.

• 한국방재학회 논문집
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• 제7권5호
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• pp.27-35
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• 2007

본 연구는 지진운동의 영향 하에서 강제 모멘트 골조로 이루어진 post-Northridge 연결부를 갖는 보의 탄성 및 비탄성 거동을 모델하기 위한 부등단면 보 요소를 제시한다. 단면감소 연결부를 갖는 부등단면 보의 탄성강성 행렬은 수치적분이 필요치 많은 수식으로 표현된다. 소성모델은 분포형이며 강체링크로 연결된 일련의 비선형 힌지로 구성 되어있고 경화법칙은 단조 및 임의 주기 하중에 대한 비탄성 거동과 국부좌굴의 효과를 고려할 수 있다. 모델의 대조와 검증은 동반논문에 제시되어있다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제10권3호
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• pp.149-158
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• 2006

보 플랜지 절취형(Reduced Beam Section, RBS) 내진 철골모멘트접합부는 국내외의 여러 실험프로그램에서 뛰어난 내진성능을 보여 주었다. 그러나 추가적으로 규명해야할 설계상의 몇몇 이슈들이 아직 남아있다. 그 중의 하나가 패널존의 보에 대한 적정강도이다. 다수의 실험결과가 존재함에도 불구하고 패널존과 보 사이의 적정강도비가 아직까지 명확하게 제시된 바가 없다. 본 연구에서는 독립적으로 수행된 국내외의 광범위한 실험 데이터베이스를 기초로 패널존 강도가 접합부의 내진거동에 미치는 영향을 포괄적으로 분석하였다. 이를 기초로 보의 좌굴을 감소시키는 동시에 충분한 접합부 소성회전능력을 보장할 수 있는 균형패널존의 강도범위를 제안하였다. 아울러 반복재하 실물대 실험결과를 만족스럽게 재현할 수 있는 유한요소모델을 구축한 후 다양한 수치해석을 통하여 실험자료에서 누락된 부분이나 실험적으로는 파악하기 어려운 거동을 고찰하였다. 이 과정에서 오늘날의 강력한 유한요소해석기법을 활용하여 많은 비용이 드는 철골접합부 실물대 내진실험을 보완하거나 적어도 부분적으로 대체할 수 있음을 확인하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제66권1호
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• pp.125-138
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• 2018

This paper proposes a transfer matrix method for the bending vibration of two types of tapered beams subjected to axial force, and it is applied to analyze tapered beams with an edge or multiple edge open cracks. One beam type is assumed to be reduced linearly in the cross-section height along the beam length. The other type is a tapered beam in which the cross-section height and width with the same taper ratio is linearly reduced simultaneously. Each crack is modeled as two sub-elements connected by a rotational spring, and the method can evaluate the effect of cracking on the desired number of eigenfrequencies using a minimum number of subdivisions. Among the power series available for the solutions, the roots of the differential equation are computed using the Frobenius method. The computed results confirm the accuracy of the method and are compared with previously reported results. The effectiveness of the proposed methods is demonstrated by examining specific examples, and the effects of cracking and axial loading are carefully examined by a comparison of the single and double tapered beam results.

• 한국건축시공학회지
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• 제13권3호
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• pp.291-305
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• 2013

This paper presents the continuous hoop reinforcement method as a means to overcome the difficulty of rebar construction due to the seismic detail of lateral reinforcement. Because the continuous hoop has no seismic hook, and there is less interference during the rebar work, rebar quantities and construction time can be reduced. Since the details of column and beam continuous hoops are different from those of conventional lateral reinforcements, the construction method should be developed through mock-up tests. The length of the beam mock-up is 8m and the section size is $500mm{\times}700mm$, the height of the column mock-up is 2.8m and 4m, and the section size is $800{\times}800mm$. The length and the size are determined based on the elements that are generally used in reinforced concrete basement parking lots and office buildings. The results of the mock-up test showed that the quantities of rebar could be reduced by 20% and the time could be reduced by up to 40% compared with conventional lateral reinforcements.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2006년도 정기 학술대회 논문집
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• pp.1033-1039
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• 2006

To overcome the drawback of currently available curved beam theories having non-symmetric thin-walled cross sections, a curved beam theory based on centroid-shear center formulation is presented for the spatially coupled free vibration and elastic analyses. For this, the elastic strain and kinetic energies considering the thickness-curvature effect and the rotary inertia of curved beam are derived by degenerating the energies of the elastic continuum to those of curved beam. And then the equilibrium equations and the boundary conditions are consistently derived for curved beams having non-symmetric thin-walled cross section. It is emphasized that for curved beams with L- or T-shaped sections, this thin-walled curved beam theory can be easily reduced to tl1e solid beam theory by simply putting the sectional properties associated with warping to zero. In order to illustrate the validity and the accuracy of this study, FE solutions using the Hermitian curved beam elements are presented and compared with the results by previous research and ABAQUS's shell elements.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제13권4호
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• pp.395-405
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• 2001

보-기둥 접합부의 내진성능을 향상시키기 위해 소성힌지의 발생위치를 보의 내부로 유도한 철골 모멘트 접합부에 대해 실험연구를 수행하였다. 이를 위해 보의 단면을 감소시키는 방안으로는 dogbone 접합부에서 처럼 플랜지를 감소시키는 대신에 웨브에 개구부를 설치하였다. 본 연구에서는 개구부의 형상 및 크기를 변수로 하여 총 4개의 실제 크기의 시험체에 대해 반복하중 실험을 수행하였다. 4개 시험체 모두 기둥은 $H-458{\times}417{\times}30{\times}50$, 보는 $H-792{\times}300{\times}14{\times}22$를 사용하였다. 실험결과 웨브 개구부를 이용한 접합부는 강진지역에서 철골 모멘트 연성골조에 요구되는 0.04 rad.의 총회전각을 발휘할 수 있는 것으로 나타났다.

• 한국지진공학회:학술대회논문집
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• 한국지진공학회 2003년도 춘계 학술발표회논문집
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• pp.337-348
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• 2003

본 연구는 8개의 RBS (reduced beam section) 내진 철골모멘트접합부의 실물대 실험결과를 요약한 것이다. 본 실험의 주요변수는 보 웨브 접합법 및 패널존 강도를 택하였다. 균형 패널존 시험체는 접합부의 내진성능을 감소시키지 않으면서, 보와 패널존이 함께 균형적으로 지진에너지를 소산시키도록 설계하여 값비싼 패널존보강판(doubler plates)의 수요를 줄이고자 시도한 것이다. 보 웨브를 용접한 시험체는 모두 특별 연성모멘트골조에서 요구되는 접합부 회전능력을 충분히 발휘하였다. 반면 보 웨브를 볼트접합한 시험체는 조기에 스캘럽을 가로지르는 취성파단이 발생하는 열등한 성능을 보였다. 보 그루브 용접부 자체의 취성파괴가 본 연구에서와 같이 양질의 용접에 의해 방지되면, 스켈럽 부근의 취성파단이 다음에 해결해야 할 문제로 대두되는 경향을 보인다. 보 웨브를 볼팅한 경우에 접합부 취성파단의 빈도가 월등히 높은 이유를 실험 및 해석결과를 토대로 제시하였다 측정된 변형도 데이터에 의할 때, 접합부의 전단력 전달메카니즘은 흔히 가정하는 고전 휨이론에 의한 예측과 전혀 다르다. 이는 전통적 보 웨브 설계법을 재검토할 필요가 있음을 시사하는 것이다. 아울러, 본 연구의 제한된 실험자료 및 접합부에서 요구되는 바람직한 거동기준을 근거로 균형 패널존의 강도범위에 대한 예비적 추정치를 제시하였다.