• 한국전산구조공학회논문집
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• 제28권5호
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• pp.491-496
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• 2015

합성보의 쉬어코넥트로 널리 사용되고 있는 스터드볼트는 현재 학회규준에 강재의 재질은 용접성을 고려한 SS400이 규정되어 있으며, 그 전단내력의 산정식은 압축강도 $300kgf/cm^2$ 이하의 콘크리트를 대상으로 하고 있다. 한편 합성구조의 보급에 따라 합성보 뿐만 아니라 다른 구조부분에서도 강재과 콘크리트를 결합하는 쉬어코넥트 혹은 다른 용도의 접합재의 필요성과 함께 강재와 콘크리트의 고강도화, 프리캐스트화가 예상된다. 따라서 본 연구에서는 고강도 콘크리트와 강부재를 결합하기 위한 고강도 스터드의 개발을 목적으로 행하여진 일련의 실험결과를 보고하였다. 또한 스터드의 강성을 증대시키기 위한 강관을 이용한 쉬어콘넥트(이하, 파이프 스터드라고 한다)를 고안하였다. 본 논문에서는 고강도 스터드의 용접성, 역학특성에 관한 실험적 검토와 동시에 고강도 고강성 스터드인 파이프 스터드의 강성 내력을 종래의 스터드 볼트와의 비교실험을 하여 파이프 스터드의 유효성을 검증한다.

• Advances in concrete construction
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• 제14권3호
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• pp.195-204
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• 2022

As a brittle failure mode, punching-shear failure can be widely found in traditional RC slab-column connections, which may lead to the entire collapse of a flat plate structure. In this paper, a novel RC slab-column connection with inner steel truss was proposed to enhance the punching strength. In the proposed connection, steel trusses, each of which was composed of four steel angles and a series of steel strips, were pre-assembled at the periphery of the column capital and behaved as transverse reinforcements. With the aim of exploring the punching behavior of this novel RC slab-column connection, a static punching test was conducted on two full-scaled RC slab specimens, and the crack patterns, failure modes, load-deflection and load-strain responses were thoroughly analyzed to explore the contribution of the applied inner steel trusses to the overall punching behavior. The test results indicated that all the test specimens suffered the typical punching-shear failure, and the higher punching strength and initial stiffness could be found in the specimen with inner steel trusses. The numerical models of tested specimens were analyzed in ABAQUS. These models were verified by comparing the results of the tests with the results of the analyzes, and subsequently the sensitivity of the punching capacity to different parameters was studied. Based on the test results, a modified critical shear crack theory, which could take the contribution of the steel trusses into account, was put forward to predict the punching strength of this novel RC slab-column connection, and the calculated results agreed well with the test results.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권8호
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• pp.4048-4057
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• 2013

부모멘트를 받는 합성보 슬래브에서 인장균열 발생과 균열의 진행에 따른 슬래브의 강성저하가 전단연결부의 합성거동에 미치는 영향을 실험적으로 분석하기는 매우 어렵다. 본 논문에서는 부모멘트를 받는 합성보에서 콘크리트 슬래브 및 강재 보, 스터드를 포함한 전단연결부 등의 형상과 물성을 최대한 실제와 유사하게 모델링하는 기법을 이용함으로써, 부재 간 합성작용을 해석할 수 있는 3차원 유한요소모델을 개발하였다. 개발된 3차원 유한요소모델을 이용하여 부모멘트 구간에 설치되는 합성보의 전체 휨거동 및 기존의 1차원 또는 2차원 모델로는 해석이 어려운 전단합성작용을 분석할 수 있었다. 해석결과에 따르면 부모멘트를 받는 합성보에서의 전단연결부 거동은 철근콘크리트 슬래브의 철근비 및 인장 균열거동에 지배를 받게 됨을 알 수 있었다. 전단연결부의 하중-슬립 관계를 검토해 본 결과, 전단연결부의 슬립강성은 슬래브의 초기균열 및 철근의 항복이 발생한 시점을 기준으로 변화됨을 알 수 있었다. 또한, 구간별로 합성율이 100% 미만으로 설계되는 부분합성 설계가 합성설계의 효율성 측면에서 더 유리할 수 있다는 기존의 실험적 연구결과를 간접적으로 확인할 수 있었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제11권6호
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• pp.201-212
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• 2007

연구에서는 전 후면판 공용방식의 접합부를 갖는 강-PSC 혼합구조의 휨모멘트와 처짐의 관계 및 하중과 변위의 관계 특성을 파악하기 위해 기존 접합부(R형) 방식과 개선된 접합부 방식에 대하여 실험을 수행하였으며, 프리스트레싱력이 강-PSC 혼합구조의 하중과 변위에 미치는 영향을 파악하기 위해 접합부 형상에 따라 프리스트레싱력을 도입한 경우와 도입하지 않은 경우에 대하여도 실험을 수행하였다. 개선된 L형 전후면판 공용 접합부 방식의 하중-처짐 및 파괴모드를 비교 분석한 결과, 프리스트레싱을 가한 개선된 접합부 방식이 기존 접합부 방식에 비해 보다 우수한 하중저항성능을 나타냈으며, 강도 및 강성 측면에서도 우수한 것으로 나타났다. 따라서 개선된 접합부 방식을 강-PSC 혼합구조에 적용이 가능할 것으로 판단된다.

• Steel and Composite Structures
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• 제23권4호
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• pp.399-408
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• 2017

This paper experimentally studies the cyclic behavior of hybrid connections between steel coupling beams and concrete shear walls with embedded steel columns. Four beam-to-wall connection specimens with short and long embedded steel columns are tested under monotonic and cyclic loads, respectively. The influence of embedment length of columns on the failure mode and performance of connections is investigated. The results show that the length of embedded steel columns has significant effect on the failure mode of connections. A connection with a long embedded column has a better stiffness, load-bearing capacity and ductility than that of a short embedded column. The former fails due to the shear yielding of column web in the joint panel, while failure of the latter is initiated by the yielding of horizontal reinforcement in the wall due to the rigid rotation of the column. It is recommended that embedded steel columns should be placed along the entire height of shear walls to facilitate construction and enhance the ductility.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제19권5호
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• pp.503-513
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• 2007

구조물의 지진응답은 구조물의 강성도에 영향을 미치는 접합부의 특성에 영향을 받는다. 본 연구에서는 합성반강접 접합부를 갖는 2차원 8층 비가새 철골구조물에 대하여 동적 비선형 해석 프로그램을 이용한 푸쉬오버 해석과 시간이력해석을 실시하여 구조물의 거동을 예측하였다. 접합부 비선형 모멘트-회전 특성, 합성보 및 철골기둥의 재료 비선형 특성을 고려하여 구조해석을 실시하였다. 합성반강접 접합부를 완전 강접합부로 이상화하면 푸쉬오버 해석에서 구조물의 초기강성도와 종국강도가 증가되었고 시간이력해석에서는 밑면전단력, 최대층간변위, 보 및 기둥에 발생되는 최대 휨모멘트가 접합부 강성 및 이력거동의 영향을 받았다. 최대지반가속도가 0.4g인 지진파에 대하여 합성반강접 구조물에서는 FEMA 273의 최대 층간변위에 대한 인명손상방지 기준을 만족하였으며 보와 기둥이 비탄성 거동을 경험하지 않은 반면 완전 강접합부로 이상화한 구조물에서는 보 및 기둥이 비탄성 거동을 경험하였다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제3권2호
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• pp.29-40
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• 1999

본 연구는 초기 내진설계단에서 프리캐스트 병렬전단벽의 연결보의 필요한 연성도의 간단한 계산방법을 제시한다 프리캐스트 병렬 전단벽의 최상층 변위는 연속체 접근 방법으로 구한 부부과 구한 부분과 분절적으로 나타나는 수평접합부의 개폐로 인한 소성변위의 합으로 나타난다. 이러한 계산을 통해 시스템 레벨의 연성도와 부재 레벨의 연성도의 관계를 구한다 여기서 제안되 연성도 관계식으로부터 연결보의 강성이 증가하거나 강도가 벽체에 비해 작은 경우에는 연결보의 과다한 연성도가 필요하 것으로 나타난다 또한 이러한 연성도는 해당 층의 수평접합부의 개폐정도에 비례함을 보여준다 그러나 고층부의 연결보는 수평접합부 개폐정도에 관계가 적음을 보여준다.

• Steel and Composite Structures
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• 제34권6호
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• pp.803-818
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• 2020

Semi-rigid connections with blind bolts could solve the difficulty that traditional high strength bolts were unavailable to splice a steel/composite beam to a closed section column. However, insufficient investigations have focused on the performance of semi-rigid connection to square concrete filled double-skin steel tubular (CFDST) columns. In this paper, a component model was developed to evaluate the mechanical behavior of semi-rigid composite connections to CFDST columns considering the stiffness and strength of column face in compression and column web in shear which were determined by the load transfer mechanism and superstition method. Then, experimental investigations on blind bolted composite joints to square CFDST columns were conducted to validate the accuracy of the component model. Dominant failure modes of the connections were analyzed and this type of joint behaved semi-rigid manner. More importantly, strain responses of CFDST column web and tubes verified that stiffness and strength of column face in compression and column web in shear significantly affected the connection mechanical behavior owing to the hollow part of the cross-section for CFDST column. The experimental and analytical results showed that the CFDST column to steel-concrete composite beam semi-rigid joints could be employed for the assembled structures in high intensity seismic regions.

• Coupled systems mechanics
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• 제9권2호
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• pp.183-200
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• 2020

Connection of adjacent buildings with stiff links is an efficient approach for seismic pounding mitigation. However, use of highly rigid links might alter the torsional response in asymmetric plans and although this was mentioned in the literature, no quantitative study has been done before to investigate the condition numerically. In this paper, the effect of rigid coupling on the elastic lateral-torsional response of two adjacent one-story column-type buildings has been studied by comparison to uncoupled structures. Three cases are considered, including two similar asymmetric structures, two adjacent asymmetric structures with different dynamic properties and a symmetric system adjacent to an adjacent asymmetric one. After an acceptable validation against the actual earthquake, the traditional random vibration method has been utilized for dynamic analysis under Ideal white noise input. Results demonstrate that rigid coupling may increase or decrease the rotational response, depending on eccentricities, torsional-to-lateral stiffness ratios and relative uncoupled lateral stiffness of adjacent buildings. Results are also discussed for the case of using identical cross section for all columns supporting eachplan. In contrast to symmetric systems, base shear increase in the stiffer building may be avoided when the buildings lateral stiffness ratio is less than 2. However, the eccentricity increases the rotation of the plans for high rotational stiffness of the buildings.

• Steel and Composite Structures
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• 제29권1호
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• pp.1-22
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• 2018

Multi-storey precast concrete skeletal structures are assembled from individual prefabricated components which are erected on-site using various types of connections. In the current design of these structures, beam-to-column connections are assumed to be pin jointed. Welded plate beam to-column connections have been used in the precast concrete industry for many years. They have many advantages over other jointing methods in component production, quality control, transportation and assembly. However, there is at present limited information concerning their detailed structural behaviour under bending and shear loadings. The experimental work has involved the determination of moment-rotation relationships for semi-rigid precast concrete connections in full scale connection tests. The study reported in this paper was undertaken to clarify the behaviour of such connections under symmetrical vertical loadings. A series of full-scale tests was performed on sample column for which the column geometry and weld arrangements conformed with successful commercial practice. Proprietary hollow core slabs were tied to the beams by tensile reinforcing bars, which also provide the in-plane continuity across the connections. The strength of the connections in the double sided tests was at least 0.84 times the predicted moment of resistance of the composite beam and slab. The secant stiffness of the connections ranged from 0.7 to 3.9 times the flexural stiffness of the attached beam. When the connections were tested without the floor slabs and tie steel, the reduced strength and stiffness were approximately a third and half respectively. This remarkable contribution of the floor strength and stiffness to the flexural capacity of the joint is currently neglected in the design process for precast concrete frames. In general, the double sided connections were found to be more suited to a semi-rigid design approach than the single sided ones. The behaviour of double sided welded plate connection test results are presented in this paper. The behaviour of single sided welded plate connection test results is the subject of another paper.