• 한국강구조학회 논문집
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• 제23권4호
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• pp.503-514
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• 2011

본 연구에서는 콘크리트채움 U형 합성보와 H형강 기둥 십자형 합성접합부의 내진상세를 제시하고, 2개의 실물대 실험체를 설계/제작하여 강구조내진기준의 표준실험절차에 따라 내진성능을 평가하였다. 주요 실험체 구성요소는 춤 450mm(실험체 A) 및 550mm(실험체 B) U형 강재보, 두께 165mm의 골데크플레이트 위에 타설된 콘크리트 바닥슬래브, U형보의 완전합성작용을 하기 위한 전단스터드, 부모멘트 전달을 위한 4개의 주철근 및 H형강 기둥에 정착을 위한 용접커플러 그리고 접합부 보강을 위한 보강판으로 구성된다. 순수 강재 보-기둥 접합부와 상이한 U형 합성접합부의 독특한 특성을 고려하여, 지진하중 하에서 내진성능에 결정적 영향을 미치는 보-기둥 접합부의 용접부 취성파단, 강판의 국부좌굴, 주철근의 휨좌굴, 콘크리트 압괴 등의 한계상태가 적절히 제어되도록 실험체를 설계하였다. 강구조내진기준의 지진하중 가력프로그램에 따른 실험결과, 설계에서 의도한 바와 같이 여러 한계상태가 적절히 제어되어 실험체 A 및 B는 각각 6% 및 6.8% 라디안에 이르는 매우 뛰어난 층간변형능력을 발휘하였다. 이는 특수모멘트골조에 요구되는 4% 라디안 수준을 충분히 상회하는 만족스런 층간변형능력이다. 특히 접합부 강화전략에 의해 제안된 합성접합부 상세는 설계에서 의도한 것과 같이 소성힌지를 보강단부로서 밀어냄으로서 취약할 수 있는 보-기둥 용접접합부를 효과적으로 보호하였다. 실험체 A의 최종 파괴모드는 6.0% 층간변위에서 발생한 보강단부에 인접한 냉간성형 코너부의 점진적 저사이클피로에 의한 하부플랜지의 파단에 의해 발생하였다. 한편, 실험체 B는 8.0%의 높은 수준의 층간변위에서 발생한 볼트이음부 파단에 의해 내력을 상실하였다.

• Smart Structures and Systems
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• 제25권5호
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• pp.515-530
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• 2020

A new type of pure torsional yielding damper made from steel pipe is proposed and introduced. The damper uses a special mechanism to apply force and therefore applies pure torsion in the damper. Uniform distribution of the shear stress caused by pure torsion resulting in widespread yielding along pipe and consequently dissipating a large amount of energy. The behavior of the damper is investigated analytically and the governing relations are derived. To examine the performance of the proposed damper, four types of the damper are experimentally tested. The results of the tests show the behavior of the system as stable and satisfactory. The behavior characteristics include initial stiffness, yielding load, yielding deformation, and dissipated energy in a cycle of hysteretic behavior. The tests results were compared with the numerical analysis and the derived analytical relations outputs. The comparison shows an acceptable and precise approximation by the analytical outputs for estimation of the proposed damper behavior. Therefore, the relations may be applied to design the braced frame system equipped by the pure torsional yielding damper. An analytical model based on analytical relationships was developed and verified. This model can be used to simulate cyclic behavior of the proposed damper in the dynamic analysis of the structures equipped with the proposed damper. A numerical study was conducted on the performance of an assumed frame with/without proposed damper. Dynamic analysis of the assumed frames for seven earthquake records demonstrate that, equipping moment-resisting frames with the proposed dampers decreases the maximum story drift of these frames with an average reduction of about 50%.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제26권1호
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• pp.55-68
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• 2014

본 논문에서는 콘크리트충전 각형강관에 구조용 피복콘크리트를 적용한 합성기둥 접합부의 내진 성능을 평가하였다. 이를 위하여 두 개의 강재 보와 두 개의 프리캐스트 콘크리트 보에 대한 접합부 실험체를 제작하고 반복주기하중실험을 실시하였다. 2/3 축소모델인 기둥 단면은 670mm이고 보춤은 강재보의 경우 488mm, 588mm, PC보의 경우 700mm이다. 강재 보는 보의 춤을 실험 변수로 하였으며 PC보는 보의 휨철근비를 실험 변수로 하였다. 프리캐스트 콘크리트 보의 상부 휨철근비는 1.1%, 1.5%이다. 플랜지는 연속강판을 사용하여 강관과 연결하였으며 휨철근의 정착 및 이음을 위해서는 커플러를 적용한 특수 상세가 사용되었다. 실험결과, 하나의 강재보 실험체를 제외한 모든 실험체는 특수모멘트골조 기준인 4% 이상의 회전각을 발휘하였다. 특히 PC보 실험체는 강도와 변형능력, 에너지 소산에 있어서 우수한 성능을 보였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제42권4호
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• pp.501-511
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• 2022

Earthquake Resistant Design Philosophy seeks (a) no damage, (b) no significant structural damage, and (c) significant structural damage but no collapse of normal buildings, under minor, moderate and severe levels of earthquake shaking, respectively. A procedure is proposed for seismic design of low-rise reinforced concrete special moment frame buildings, which is consistent with this philosophy; buildings are designed to be ductile through appropriate sizing and reinforcement detailing, such that they resist severe level of earthquake shaking without collapse. Nonlinear analyses of study buildings are used to determine quantitatively (a) ranges of design parameters required to assure the required deformability in normal buildings to resist the severe level of earthquake shaking, (b) four specific limit states that represent the start of different structural damage states, and (c) levels of minor and moderate earthquake shakings stated in the philosophy along with an extreme level of earthquake shaking associated with the structural damage state of no collapse. The four limits of structural damage states and the three levels of earthquake shaking identified are shown to be consistent with the performance-based design guidelines available in literature. Finally, nonlinear analyses results are used to confirm the efficacy of the proposed procedure.