• Structural Engineering and Mechanics
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• 제10권1호
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• pp.27-36
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• 2000

The Oktalok nodal connection system is an aesthetic and efficient system. It has been widely used throughout Australia. The paper will briefly introduce the concept and application of the Oktalok nodal system. The existing design method is based on the assumption that the joints are pin-ended, i.e., the rotational stiffness of the joints is zero. However the ultimate capacity of the frame may increase significantly depending on the rotational stiffness of the joints. Stiffness tests and finite element simulations were carried out to determine the rotational stiffness of the Oktalok joints. Column buckling tests and non-linear finite element analyses were performed to determine the member capacity of columns with semi-rigid end conditions. A simple formulae for the effective length factor of column buckling is derived based on the above experimental and theoretical investigations.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제26권3호
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• pp.143-154
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• 2014

본 연구에서는 부분강절 뼈대구조물의 비탄성 좌굴해석기법을 제시하기 위하여, 이전의 연구[16]에서 제시되었던 부분강절 뼈대구조의 엄밀한 강도행렬과 선형해석을 위한 탄성 및 기하학적 강도행렬을 도입하고 비탄성 좌굴해석을 위해 도로교시방서의 극한내하력 기준과 EF법을 이용하여 부분강절 뼈대구조의 비탄성 좌굴해석 프로그램을 새롭게 개발하였다. 본 연구에서 제시한 부분강절 뼈대구조의 접선강도행렬은 안정함수를 사용함에 따라 부재 당 하나의 요소만으로 정확한 비탄성 좌굴해석 결과를 얻을 수 있으며 고유벡터를 이용하여 비탄성 좌굴형상을 얻을 수 있는 장점을 갖는다. 또한, 엄밀한 접선강도행렬에 대해 Taylor 전개를 수행하여 4차항까지 고려함으로서 탄성 강도행렬과 기하학적 강도행렬을 유도하고 선형화된 좌굴해석기법을 제시하였다. 결국, 접선강도행렬을 이용한 비선형 해석프로그램(M1)과 탄성 및 기하학적 강도행렬을 이용한 선형 해석프로그램(M2)이 개발되었으며 이를 이용하여 부분강절로 연결된 뼈대구조물의 비탄성좌굴에 대한 시스템 좌굴하중과 개별부재의 유효좌굴계수를 제시함에 따라 부분강절이 전체 구조계의 좌굴과 개별부재의 유효좌굴길이에 미치는 영향을 다양한 해석예제를 통해 조사하였다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 1997년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.211-218
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• 1997

Analysis of structures are usually executed under the assumption that connections are either ideally pinned joint or fully rigid joint. But in general all structures is connected under the semi-rigid connections. Semi-rigid connect ions have demerits that is simplification work on connection's behavior, moment-rotation relationships of connect ions , apprehension of nonlinear analysis etc. On the other hand there is merits that is improvements of serviceability, economic efficiency, construction in predicting real behavior frames. This study is to make model of connect ions by based on experimental study and after analysis on frames considering characteristics of semi-rigid connections. semi-rigid connection's influence on the behavior of structures and fundamental data on application of structures that is connected between S H S column and H beam is exhibited.

• Steel and Composite Structures
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• 제28권2호
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• pp.209-221
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• 2018

An empirical and efficient method is presented for calculating the dynamic increase factor to amplify the applied loads on the affected bays of a steel frame structure with semi-rigid connections. The nonlinear static alternate path analysis is used to evaluate the dynamic responses. First, the polynomial models of the extended end plate and the top and seat connection are modified, and the proposed polynomial model of the flush end plate connection shows good agreement as compared with experimental results. Next, a beam model with nonlinear spring elements and plastic hinges is utilized to incorporate the combined effect of connection flexibility and material nonlinearity. A new step-by-step analysis procedure is established to obtain quickly the dynamic increase factor based on a combination of the pushdown analysis and nonlinear dynamic analysis. Finally, the modified dynamic increase factor equation, defined as a function of the maximum ratio value of energy demand to energy capacity of an affected beam, is derived by curve fitting data points generated by the different analysis cases with different column removal scenarios and five types of semi-rigid connections.

• Steel and Composite Structures
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• 제6권6호
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• pp.513-529
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• 2006

This paper deals with the dynamic behaviour of cold-formed steel hollow frames with different connection stiffnesses. An analytical model of a semi-rigid frame was developed to study the influence of connection stiffnesses on the fundamental frequency and dynamic response of the frames. The flexibilities of the connections are modeled by rotational springs. Neglect of semi-rigidity leads to an artificial stiffening of frames resulting in shorter fundamental period, which in turn results in a significant error in the evaluation of dynamic loads. In the seismic design of structures, of all the principal modes, the fundamental mode of translational vibration is the most critical. Hence, experiments were conducted to study the influence of the connection stiffnesses on the fundamental mode of translational vibration of the steel hollow frames. From the experimental study it was found that the fundamental frequency of the frames lie in the semi-rigid region. From the theoretical investigation it was found that the flexibly connected frames subjected to lateral loads exhibit larger deflection as compared to rigidly connected frames.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제11권5호
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• pp.1805-1813
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• 2010

본 연구의 목적은 복합소재패널 즉 FRP 내력패널을 이용한 반강접 강골조의 내진성능평가이다. 강골조의 최적내진보강을 제안하기 위하여 중약지진 규모의 지진자료를 이용하여 모멘트골조에 복합소재패널의 보강위치를 바뀌어가며 해석을 수행하였다. 복합소재패널이 보강된 강골조의 지진해석은 시간이력해석을 이용하여 수행하였으며, 활용된 지반운동자료는 미국 NEHRP 프로젝트의 모멘트저항 골조에 활용한 자료 중, 50년 동안 지진이 일어날 가능성 10%, 50%의 확률을 가진 지진 20개씩을 활용하였다. 접합부는 현장에 많이 쓰이고 있는 반강접 접합부를 고려하였으며, 복합소재패널 연결부는 비선형 연결요소는 GAP을 사용하였다. 복합소재패널을 이용한 강골조가 패널을 보강하지 않은 무보강에 비해 보강패턴에 따라 보강효과를 검증해 보았으며, 보강 후 구조물응답에 대하여 고찰하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제16권2호통권69호
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• pp.201-213
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• 2004

본 논문에서는 유전자 알고리즘과 보-기둥 접합부, 부재, 그리고 구조물 전체의 재료 및 기하학적 비선형 거동을 고려할 수 있는 개선소성힌지해석 방법을 접목시킨 평면 반강접 강골조 구조물의 최적설계법을 제안하였다. 개선소성힌지해석에서는 강골조 구조물의 기하학적 비선형성을 고려하기 위해 보-기둥 요소의 안정함수를 사용하였으며, 재료적 비선형성을 고려하기 위해 잔류응력, 소성힌지, 반강접 접합부 그리고 기하학적 불완전성 등에 의한 점진적인 강성감소모델을 사용하였다. 최적설계시 마이크로 유전자 알고리즘과 재생산을 위한 개체 선택 도구로 토너먼트 선택방법을 사용하였으며, 적합도 함수는 목적함수 및 벌칙함수로 나타낸 무제약 함수값의 조합으로 구성하였다. 목적함수로는 구조물의 중량을, 제약조건으로는 하중-저항능력, 사용성, 연성도, 그리고 시공성에 관한 기준을 사용하였다. 강접 및 반강접 접합부를 갖는 강골조 구조물의 최적설계결과의 비교를 통해 본 연구에서 제시한 방법의 적합성을 검증하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제13권5호
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• pp.535-545
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• 2001

철골조의 비탄성 거동을 해석하는데 있어 많은 고차해석법이 소개되고 있다. 이 해석법들은 부재의 불완전성과 잔류응력과 같은 재료적인 비선형성 그리고 기하학적 비선형성에 의한 2차 효과를 직접 해석과정에 반영하여 골조의 거동을 좀더 정확히 예측할 수 있다. 이 가운데 비교적 간편하면서도 정확성이 높은 수정소성힌지 해석법을 도입하고 반강접합부의 모델링을 위해 이미 개발하여 제안한 로그 모델을 적용 해석프로그램(RPH-2DF)을 작성하였다. 이 프로그램의 검증을 위해 두께 중복형 접합부를 갖는 골조실험 결과와 해석 결과를 비교하였다. 또한 강접 골조의 거동과 반강 접합부를 갖는 골조의 거동 차이를 규명하기 위해 MIDAS-GEN v4.2.2로 설계된 10층 가새 골조를 대상으로 RPH-2DF를 이용한 해석결과와 비교하였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제9권4호
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• pp.381-395
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• 2009

This paper presents the details of an advanced Finite Element (FE) analysis of a plane steel portal frame with semi-rigid beam-to-column connections subjected cyclic loading. In spite of several component models on cyclic behaviour of connections presented in the literature, works on numerical investigations on cyclic behaviour of full scale frames are rather scarce. This paper presents the evolution of an FE model which deals comprehensively with the issues related to cyclic behaviour of full scale steel frames using ABAQUS software. In the material modeling, combined kinematic/isotropic hardening model and isotropic hardening model along with Von Mises criteria are used. Connection non-linearity is also considered in the analysis. The bolt slip which happens in friction grip connection is modeled. The bolt load variation during loading, which is a pivotal issue in reality, has been taken care in the present model. This aspect, according to the knowledge of the authors, has been first time reported in the literature. The numerically predicted results using the methodology evolved in the present study, for the cyclic behaviour of a cantilever beam and a rigid frame, are validated with experimental results available in the literature. The moment-rotation and deflection responses of the evolved model, match well with experimental results. This proves that the methodology for evolving the steel frame and connection model presented in this paper is closer to real frame behaviour as evident from the good comparison and hence paves the way for further parametric studies on cyclic behaviour of flexibly connected frames.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제22권3호
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• pp.281-291
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• 2010

본 연구에서는 횡력을 받는 구조물 거동에 대한 보-기둥 접합부의 영향을 확인하기 위하여 5층 철골구조물을 KBC2005 건축구조 설계기준에 맞게 구조설계 하였으며 접합부를 완전 강접합부로 이상화한 경우와 반강접 접합부로 설계하였다. 철골 보 및 기둥의 모멘트-곡률관계는 화이버모델을 이용하여 확인하였으며 반강접 접합부의 모멘트-회전각 관계는 파워모델 그리고 철골 보, 기둥 및 접합부의 이력거동은 3-매개변수 모델을 이용하여 나타내었다. 5층 철골구조물은 개별골조와 연결골조의 2차원 구조물로 이상화하였다. 4개 지진파의 재현주기 수준별로 산정한 최대지반가속도와 푸쉬오버해석의 최대밑면전단력을 위한 지반가속도에 대하여 시간이력해석을 실시하여 지붕층 변위, 밑면전단력, 층간변위, 접합부 요구연성도, 기둥, 보 및 접합부의 최대모멘트 그리고 소성힌지 분포 등을 확인하였다. 반강접 접합부 골조는 완전 강접합 골조에 비해 적은 밑면전단력이 발생하였으며 기둥, 보 및 접합부에 발생하는 휨모멘트의 크기와 증가율도 적었다. TSD 접합부는 우리나라 설계수준의 지진하중에 대하여 예제 구조물에서 경제성과 안전성을 확보 할 수 있음을 확인할 수 있었다.