• 국제초고층학회논문집
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• 제7권4호
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• pp.343-362
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• 2018

A simplified spring connection modelling approach for steel flush endplate beam-to-column connections in fire has been developed to enable realistic behaviour of connections to be incorporated into full-scale frame analyses at elevated temperature. Due to its simplicity and reliability, the proposed approach permits full-scale high-temperature frame analysis to be conducted without high computational cost. The proposed simplified spring connection modelling approach has been used to investigate the influence of connection ductility (both axial and rotational) on frame behaviour in fire. 2D steel and 3D composite frames with a range of beam spans were modelled to aid the understanding of the differences in frame response in fire where the beam-to-column connections have different axial and rotational ductility assumptions. The modelling results highlight that adopting the conventional rigid or pinned connection assumptions does not permit the axial forces acting on the connections to be accurately predicted, since the axial ductility of the connection is completely neglected when the rotational ductility is either fully restrained or free. By accounting for realistic axial and rotational ductilities of beam-to-column connections, the frame response in fire can be predicted more accurately, which is advantageous in performance-based structural fire engineering design.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제22권4호
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• pp.355-363
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• 2010

각형강관 기둥은 H형강에 비해서 구조효율성이 높고, 많은 장점이 있음에도 불구하고, 접합 디테일의 부족 및 경험 부족 등의 이유로 현장에서 적용이 제한적이다. 각형강관 기둥을 사용한 기존의 모멘트 접합부는 관통형 다이아프램, 내/외측 다이어프램 형식 등이 있으며 일반적으로 관통형 다이어프램을 사용하고 있다. 이는 시공과정이 복잡하여 현장에서의 적용을 어렵게 한다. 그러므로 이 연구에서는 원사이드 볼트를 적용하여 각형강관 기둥의 절단 및 용접을 하지 않는 접합상세에 대한 구조성능 및 내진성능을 평가하고자 하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제17권3호통권76호
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• pp.325-335
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• 2005

본 연구의 목적은 CFT각형기둥과의 접합에 성능이 개선된 합성 반강접 접합디테일을 제안하고 기둥-보 접합부의 단조가력시 역학적 거동을 보기 위함이다. 극한 거동에 결정적 영향을 끼치는 하부 접합부의 전단내력을 보강하고 시공성을 고려하여 합성 반강접 접합을 CFT구조 형식에 시도하여 CFT기둥-보 접합부의 접합디테일을 제안하였다. 본 연구에서 제안하는 하부 보 플랜지 용접접합(M-2)을 기존 합성 반강접 접합상세인 시트앵글접합(M-1)과 비교/검토하였다. 두 개의 실대형 CFT기둥-보 합성 반강접 접합부 실험체에 대한 단조가력실험을 수행하였다. 실험 결과, 제안형인 하부 보플랜지 용접접합된 실험체는 강접합된 철골보의 약 85%의 강성을 확보하였다. 이는 기존형 실험체와 거의 동일하였으며, 반강접으로 분류됨을 확인할 수 있었다. 제안형 실험체가 웨브 접합부에서 볼트지압에 의한 전단파괴가 발생하였으나 파단 직전까지는 슬래브 연성파괴가 일어난 기존형 실험체와 유사한 거동을 보였다. 슬래브 보강근에 의해 충분한 강성 및 내력이 확보되며, 웨브부분의 강관내의 앵커보강에 의해 전소성모멘트에 상응하는 내력 및 변형성능이 확보되어 충분한 연성거동을 보이는 것으로 판단된다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제26권3호
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• pp.191-204
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• 2014

본 논문에서는 반복하중을 받는 CFT 합성골조에서 부분강접 접합부인 상 하부 ㄱ형강 접합부의 휨모멘트 내력을 구하기 위하여 체계적인 수치해석이 수행되었다. 고강도강 연결봉으로 조립된 합성 부분강접 CFT 접합부의 회전강성, 휨모멘트 내력 및 파괴모드를 연구하기 위하여 3차원 비선형 유한요소 해석이 수행되었다. 부가적인 다양한 구조적 거동은 ㄱ형강의 두께 및 고강도 강봉 게이지 거리로 상 하부 ㄱ형강 접합의 파라미터에 대한 영향을 설명하고 있다. 해석모델의 적합성은 유한요소해석 결과로부터 얻은 모멘트-회전각 곡선을 Richard의 회귀분석을 통하여 비교 분석하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제29권4호
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• pp.269-280
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• 2017

본 연구에서는 기존 소규모 철골조에서 나타나는 현장상세 노출형 주각부와 이를 보완한 상세를 가진 약축방향 주각부에 대한 반복 가력 실험을 통해 다양한 상세를 가진 약축방향 노출형 주각부의 내진성능을 평가하였다. 실험변수는 베이스 플레이트의 두께, 앵커볼트의 개수와 매립깊이, 그리고 리브 플레이트의 유무이다. 앵커볼트의 부착성능이 주각부 내진성능에 미치는 영향을 알아보기 위해 본 연구에서는 원형강봉과 나사산이 있는 L형 갈고리 앵커볼트를 사용하였다. 실험결과, 앵커볼트의 부착성능과 베이스 플레이트의 항복유무는 주각부의 에너지 소산능력에 영향을 끼치는 것으로 나타났다. 특히, 베이스 플레이트가 현행 기준에서 제시하고 있는 최소 두께를 만족하더라도 강재 기둥이 소성모멘트에 도달하기 전 베이스 플레이트가 항복할 경우, 주각부의 구조성능이 저하될 수 있는 소지가 있는 것으로 나타났다. 하지만, 현행 구조기준에 따라 접합부 성능을 조사한 결과, 제안된 약축방향 주각부 상세는 부분 강접합으로 가정할 수 있는 것으로 나타났다. 기존의 원형강봉에 비해 부착성능이 우수한 나사산이 있는 L형 갈고리 앵커볼트는 반강접 노출형 주각부에 사용가능할 것으로 판단된다.

• Steel and Composite Structures
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• 제5권4호
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• pp.271-287
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• 2005

The seismic behavior of two steel moment-resisting frames, which satisfy all the current seismic design requirements, are evaluated and compared in the presence of pre-Northridge connections denoted as BWWF and an improved post-Northridge connections denoted as BWWF-AD. Pre-Northridge connections are modeled first as fully restrained (FR) type. Then they are considered to be partially restrained (PR) to model their behavior more realistically. The improved post-Northridge connections are modeled as PR type, as proposed by the authors. A sophisticated nonlinear time-domain finite element program developed by the authors is used for the response evaluation of the frames in terms of the overall rotation of the connections and the maximum drift. The frames are excited by ten recorded earthquake time histories. These time histories are then scaled up to produce some relevant response characteristics. The behaviors of the frames are studied comprehensively with the help of 120 analyses. Following important observations are made. The frames produced essentially similar rotation and drift for the connections modeled as FR type and PR type represented by BWWF-AD indicating that the presence of slots in the web of beams in BWWF-AD is not detrimental to the overall response behavior. When the lateral displacements of the frames are significantly large, the responses are improved if BWWF-AD type connections are used in the frames. This study analytically confirms many desirable features of BWWF-AD connections. PR frames have longer periods of vibration in comparison to FR frames and may attract lower inertia forces. However, calculated periods of the frames of this study using FEMA 350 empirical equation is longer than those calculated using dynamic characteristics of the frames. This may result in even lower design forces and may adversely influence the design.

• 한국지진공학회논문집
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• 제13권2호
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• pp.69-77
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• 2009

본 연구는 반복 횡하중 하에서의 기둥부재와 보-기둥 연결부에 대한 구조 성능 확인을 위하여 기 수행된 실험을 토대로 해석모델을 수립하고 사용 프로그램의 유용성과 실용성을 평가하는 것을 목적으로 하였다. 기존 연구자들에 의해 제안된 콘크리트와 철근의 이력 모델을 비선형 해석 프로그램인 PERFORM3D에 적용하여 수행되었다. 결과로서, 반복 횡하중 하의 비보강 보-기둥 연결부재의 해석과 실험결과가 비교적 일치함을 확인하였다. 이로써 입증된 비보강 시험체의 해석 모델에 탄소와 아라미드 섬유시트 그리고 비좌굴 가새를 추가 적용하여 실험결과와 비교.검증하여 내진 성능 보강의 해석모델을 수립하였다. 이는 기존 구조물에 대한 보강에 있어서, 해석을 통한 사전 성능 검토에 활용함으로써 시간과 물질적 측면에서의 경제성 도모에 기여할 것으로 예상된다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제24권5호
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• pp.511-520
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• 2012

상 하부 스플릿 T 접합부는 부분강접 접합부의 한 형태로 접합부에 사용된 T-stub의 두께 및 고력볼트 게이지 거리 변화에 따라서 충분한 휨강도를 갖는다. 뿐만 아니라 상 하부 스플릿 T 접합부는 강재의 종류, 보 및 기둥의 규격, 접합부 형상 등의 조합에 의하여 보통모멘트골조 혹은 특수모멘트골조에 적용 가능한 충분한 연성능력을 갖는 내진접합부로 설계 및 시공 된다. 그러나 이러한 상 하부 스플릿 T 접합부에 대한 국내의 연구는 아직 미흡한 상황이며 적합한 설계식의 제안도 이루어지고 있지 않다. 그러므로 상 하부 스플릿 T 접합부의 국내 적용을 위해서는 많은 실험 및 해석적 연구가 필요한 상황이다. 따라서 이 연구는 FEMA의 상 하부 스플릿 T 접합부에 대한 설계식을 검토하고 국내의 적용 가능성을 타진하고자 진행하였다.

• Advances in concrete construction
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• 제12권5호
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• pp.399-409
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• 2021

The existing method to improve the coordination performance of the inner and outer parts of concrete-encased concrete-filled steel tube (CFST) composite columns by increasing the volume-stirrup ratio causes difficulties in construction due to over-dense stirrups. Thus, this paper proposes an open polygonal composite stirrup with high strength and high ductility CRB600H reinforced rebar, and seventeen specimens were constructed, and their axial compressive performance was tested. The main parameters considered were the volume-stirrup ratio, the steel tube size, the stirrup type and the stirrup strength. The test results indicated: For the specimens restrained by open octagonal composite stirrups, compared with the specimen of 0.5% volume-stirrup ratio, the compressive bearing capacity increased by 14.6%, 15.7% and 21.5% for volume-stirrup ratio of 0.73%, 1.07% and 1.61%, respectively. For the specimens restrained by open composite rectangle stirrups, compared with the specimen of 0.79% volume-stirrup ratio, the compressive bearing capacity increased by 7.5%, 6.1%, and -1.4% for volume-stirrup ratio of 1.12%, 1.58% and 2.24%, respectively. The restraint ability and the bearing capacity of the octagonal composite stirrup are better than other stirrup types. The specimens equipped with open polygonal composite stirrup not only had a higher ductility than those with the traditional closed-loop stirrup, but they also had a higher axial bearing capacity than those with an HPB300 strength grades stirrup. Therefore, the open composite stirrup can be used in practical engineering. A new calculation method was proposed based on the stress-strain models for confined concrete under different restrain conditions, and the predicted value was close to the experimental value.

• 한국지진공학회:학술대회논문집
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• 한국지진공학회 2003년도 추계 학술발표회논문집
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• pp.319-325
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• 2003

The fragility curves of seismic retrofitted bridges by steel jacketing of bridge columns and restrainers at expansion joints after the 1994 Northridge earthquake are developed. Fragility curves are represented by lognormal distribution functions with two parameters(fragility parameters consisting of median and log-standard deviation) and developed as a function of peak ground acceleration (PGA). Two parameters in the lognormal distribution are estimated by the maximum likelihood method. The sixty ground acceleration time histories for Los Angeles area developed for FEMA SAC project are used for the dynamic analysis of the bridges and a computer code is developed to calculate hysterestic parameters of bridge columns before and after steel jacketing. The effect of retrofit is expressed in terms of the increase of the median value of the fragility curve for the retrofitted bridge from that of the bridge before retrofit. The comparison of fragility curves of the bridges before and after column retrofit demonstrates that the improvement of the bridges with steel jacketing on the seismic performance is excellent for the damage states defined in this study. The comparison of fragility curves of the bridges before and after restrainers at expansion joints also shows the improvement in the seismic performance of restrained bridges for the severe damage states.