• 제목/요약/키워드: restrained steel column

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CFT 합성골조의 내진성능을 위한 스마트 반강접합의 이력거동 (Hysteresis Behavior of Partially Restrained Smart Connections for the Seismic Performance of Composite Frame)

  • 김주우
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제27권1호
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    • pp.99-108
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    • 2015
  • 상하부 스플릿 T 접합부를 이용한 스마트 CFT 기둥-보 접합부는 긴결재의 직경과 체결력, 스플릿 T 형강의 기하학적 형상, 재료적 물성 특성 등의 변화에 의하여 상이한 거동특성을 나타낸다. 본 논문은 반복하중을 받는 상 하부 스플릿 T 접합부의 구조적 거동에 대해 체계적으로 수행된 3차원 비선형 유한요소 해석으로부터 얻은 결과를 제시하고 있다. 이러한 상 하부 스플릿 T 접합부는 CFT 합성골조의 변위복원 및 충분한 에너지 소산 능력을 확보하기 위하여 초탄성 성질을 갖는 형상기억합금(SMA)과 강으로 제작된 봉과 T-stub가 적용된다. 부가적인 다양한 구조적 거동은 T-stub의 두께 및 게이지 거리로 상 하부 스플릿 T 접합부의 파라미터에 대한 영향을 설명하고 있다.

내화성능 개선을 위한 강섬유 보강 내부 앵커형 각형강관 합성기둥의 실험연구 (An Experimental Study of Improving Fire Performance with Steel-fibers for Internally Anchored Square Composite Columns)

  • 김선희;염경수;김용환;최성모
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제26권6호
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    • pp.499-509
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    • 2014
  • 본 연구에서는 해결방안으로 내부 콘크리트를 강섬유와 혼입하여 기둥자체의 연성과 인성을 증대시키는 것에 중점을 맞추고 있다. 즉, 강섬유 혼입량과 하중조건에 따른 내력 및 변형능력을 종합적으로 파악하여 강섬유 콘크리트와 용접조립각형 강관기둥의 상호작용을 구조, 내화측면에서 분석해 보고자 한다. 동일한 형상과 경계조건(하중비)에서 강섬유 혼입(0.375%)으로 내화성능은 약 1.1~1.3배 향상된 실험결과를 얻을 수 있었다. 강섬유 콘크리트의 균열 억제 특성은 열 하중에 의한 콘크리트의 변형저항 성능을 증가 시키면서 내화성능의 향상을 가져온 것으로 판단된다. 또한, 내부 리브의 열 변형에도 내부 콘크리트 단면은 건전한 상태로 남아있어 하중 분담능력이 증폭된 결과로 분석됐다.

Structural Design and Construction of High-rise Building to Feature the High-performance Oil Dampers for Vibration Control - Hibiya Mitsui Tower -

  • Kato, Takashi;Hara, Kenji;Tanaka, Hiroyuki
    • 국제초고층학회논문집
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    • 제8권3호
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    • pp.229-234
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    • 2019
  • This report introduces the structural design of Hibiya Mitsui Tower built in Tokyo Midtown Hibiya. The upper part of this tower is used for offices and the lower portion is for commercial facilities and a cinema complex which need the large open spaces. The 192m-high building has 35 floors above ground and 4 below ground. The structure is a steel frame using CFT columns to feature the high-performance oil dampers and the buckling restrained braces for vibration control. First, an outline of the structural design of this building is presented. Second, we introduce the transfer frame adopted to realize the large open spaces in the lower part, and the long column supporting the corner part of the high-rise building to avoid making a shade on the adjacent Hibiya Park, which are the feature of this building. Finally, we present an outline of the latest highly efficient semi-active oil dampers adopted in this building, and the vibration responses of this tower.

Boundary Conditions and Fire Behavior of Concrete Filled Tubular Composite Columns

  • Rodrigues, Joao Paulo C.;Correia, Antonio J.M.;Kodur, Venkatesh
    • 국제초고층학회논문집
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    • 제7권4호
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    • pp.313-325
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    • 2018
  • Concrete-filled steel tubular (CFST) members are commonly used as composite columns in modern construction. However, the current guidelines for members' fire design (EN1994-1-2) have been proved to be unsafe in case the relative slenderness is higher than 0.5. In addition, the simplified design methods of Eurocode 4 are limited to circular and square CFST columns, while in practice columns with rectangular and elliptical hollow sections are being increasingly used because of their architectural aesthetics. In the last years a large experimental research has been carried out at Coimbra University on the topic. They have been tested concrete filled circular, square, rectangular and elliptical hollow columns with restrained thermal elongation. Some parameters such as the slenderness, the type of cross-section geometry as well as the axial and rotational restraint of the surrounding structure to the column have been tested in order to evaluate their influence on the fire resistance of such columns. In this paper it is evaluated the influence of the boundary conditions (pin-ended and semi-rigid end-support conditions) on the behavior of the columns in case of fire. In these tests it could not be seen a marked effect of the tested boundary conditions but it is believed that the increasing of rotational stiffness increases the fire resistance of the columns.

비탄성 국부좌굴을 고려한 철골 모멘트 접합부 회전능력 평가를 위한 모델 개발 (Evaluation of Rotation Capacity of Steel Moment Connections ConsideringInelastic Local Buckling - Model Development)

  • 이경구
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제20권5호
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    • pp.617-624
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    • 2008
  • 잘 설계된 철골 모멘트 접합부의 경우, 유효회전능력에 도달하기 전에 국부좌굴이 발생하고 비탄성 후좌굴 변형이 접합부 회전능력을 정의하는데 중대한 역할을 한다. 이 연구에서는 국부좌굴로 인한 강도저하와 보 소성힌지의 회전을 모델링하여, 단조증가하중 및 반복하중이 작 용하는 특별철골모멘트골조의 강접합 보-기둥 접합부의 회전능력을 예측하기 위한 근사적 해석모델을 제안한다. 제안된 항복선 소성힌지 모델은 좌굴된 소성힌지부의 형상에 기초하여 항복선과 소성존으로 구성되고, 소성메커니즘을 통해 국부좌굴후의 거동까지 포함한 모멘트-회전각 관계를 제 공한다. 향상된 WUF-W 와 RBS 접합부를 위해 제안된 모델을 개발한 후 실험결과와 비교를 통해 검증하였다. 동반논문(변수연구)에서는 광범위 한 H-형강의 기하학적 변수 따른 접합부 회전능력에 대하여 논의하였다.

강판과 가새로 보강된 무량판 구조물의 내진 성능평가 (Seismic Performance Evaluation of Flat Plate Structures Retrofitted with Steel Plates and Braces)

  • 신우승;김진구
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제21권5호
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    • pp.451-458
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    • 2008
  • 본 논문에서는 중 약진 지역에서 중력 저항시스템인 중간 모멘트골조로 설계된 3층, 6층 RE 플랫플레이트 구조물을 KBC 2005를 만족하도록 RC구조물에 강판과 가새/ BRB 등의 보강방법을 적용하여 보강하고, 내진성능을 평가하여 보강 효과를 검증하였다. 비탄성 정적해석과 동적해석 결과에 따르면 내진 보강된 구조물은 강도와 강성이 크게 향상된 것으로 나타났다 특히 기둥을 철판으로 보강한 경우 슬래브를 철판으로 보강하여 조기 뚫림 전단파괴를 방지함으로써 강도를 크게 향상할 수 있다. BRB로 보강된 구조물은 Brace로 보강된 구조물보다 다소 연성적 거동을 보였으며, 그 효과는 3층 모델에서 현저하게 나타났다.

비탄성 국부좌굴을 고려한 철골 모멘트 접합부의 회전능력에 대한 변수 연구 (Evaluation of Rotation Capacity of Steel Moment Connections ConsideringInelastic Local Buckling - Parametric Studies)

  • 이경구
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제20권5호
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    • pp.625-632
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    • 2008
  • 동반논문(모델개발)에서는 특별철골모멘트골조의 강접합 보-기둥 접합부의 회전능력을 예측하기 위한 해석모델을 제안하였다. 본 논문에서는 접합부 회전능력 기준으로 두 개의 극한상태를 고려하였다. 첫째, 보 단면의 국부좌굴로 인해 공칭소성강도까지 강도저하가 발생하였을 때를 회전능력으로 보는 강도저하 극한상태를 고려하였다. 둘째, 큰 진폭의 변형이 몇 번 반복 후에 좌굴된 플랜지에서 소성변형률 축적으로 야기 되는 저주기 피로 파단을 극한상태로 고려하였다. 두 극한상태까지 제안한 모델을 이용하여 단조증가하중 및 반복하중하에 일련의 해석을 수행하였다. 실무설계에서 사용되는 범위안의 다양한 H-형강 보를 모델링한 후, 플랜지 및 웨브 폭-두께비와 같은 보 단면의 기하학적 변수가 WUF-W 접합부의 회전능력과 저주기 피로수명에 미치는 영향을 관찰하였다.

천장 브래킷을 이용한 완전강접합 모듈러 시스템의 구조성능 (Structural Performance of the Modular System with Fully Restrained Moment Connections using Ceiling Bracket)

  • 이승재;곽의신;박재성;강창훈;손수덕
    • 대한건축학회논문집:구조계
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    • 제33권12호
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    • pp.37-44
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    • 2017
  • Due to structural characteristics, construction costs and duration of a modular system would be saved by minimizing the schedule on the job site. As such, it is crucial to develop a connection that can guarantee stiffness while allowing for simple assembling. Particularly, the mid- to high-rise construction of the modular system necessitates the securing of the structural stability and seismic performance of multi-unit frames and connections, and thus, the stiffness of unit-assembled structures needs to be re-evaluated and designed. However, evaluating a frame consisting of slender members and reinforcing materials is a complicated process. Therefore, the present study aims to examine the structural characteristics of a modular unit connection based a method for reinforcing connection brackets and hinges while minimizing the loss of the cross section. Toward this end, the study modeled the beam-to-column connection of a modular system with the proposed connection, and produced a specimen which was used to perform a cycling loading test. The study compared the initial stiffness, the attributes of the hysteretic behavior, and the maximum flexural moment, and observed whether the model acquired the seismic performance, compared to the flexural strength of the steel moment frame connection that is required by the Korean Building Code. The test results showed that the proposed connection produced a similar initial stiffness value to that of the theoretical equation, and its maximum strength exceeded the theoretical strength. Furthermore, the model with a larger ceiling bracket showed higher seismic performance, which was further increased by the reinforcement of the plate.

천장 브래킷형 모듈러 시스템의 브래킷 길이와 볼트에 따른 내진성능평가 (Seismic Performance Evaluation of the Ceiling Bracket-type Modular System with Various Bracket Lengths and Bolt Types)

  • 곽의신;강창훈;손수덕;이승재
    • 대한건축학회논문집:구조계
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    • 제34권4호
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    • pp.25-33
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    • 2018
  • In regard to modular systems, new methods, as well as middle and high-story unit design ideas, are currently being studied. These studies need to focus on the enhanced stiffness and seismic performance of these connections, and see that the development of fully restrained moment connections can improve the seismic performance. For this reason, this study evaluates the performance of the connections of the ceiling bracket-typed modular system through repeated loading tests and analyses. In order to compare them with these modular units, new unit specimens with the bracket connection being different from that of the traditional modular unit specimens were designed, and the results of repeated loading tests were analyzed. In the traditional units, the structural performances of both welding connection and bolt connection were evaluated. In regard to the testing results, the initial stiffness of the hysteresis curve was compared with the theoretical initial stiffness, and the features of all specimens were also analyzed with regard to the maximum moment. In addition, the test results were examined with regard to the connection flexural strength of the steel special moment frame specified under the construction criteria KBC2016. The connections, which were proposed in the test results, were found to be fully restrained moment connections for designing strong column-weak beams and meeting the requirements of seismic performance of special moment frames.

더블 웨브앵글 반강접 CFT 기둥-보 접합부의 이력거동 (Hysteresis Behavior of Semirigid CFT Column-to-Beam Connections with a Double Web-Angle)

  • 이성주;김주우
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제25권1호
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    • pp.15-24
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    • 2013
  • 본 논문은 반복하중을 받는 CFT 합성골조의 더블 웨브앵글 접합부의 휨모멘트 내력에 대해 체계적으로 수행된 유한요소 연구로부터 얻은 결과를 제시하고 있다. 합성 부분강접 CFT 접합부의 회전강성, 휨모멘트 내력 및 파괴모드를 연구하기 위하여 3차원 비선형 유한요소 해석이 수행되었다. 부가적인 다양한 구조적 거동은 앵글의 두께 및 고강도 강봉 게이지 거리로 더블 웨브앵글 접합부의 파라미터에 대한 영향을 설명하고 있다. 해석모델의 적합성은 정적 유한요소해석 결과로부터 얻은 모멘트-회전각 곡선을 Richard의 회귀분석을 통하여 비교 분석하였다.