• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제17권5호통권78호
• /
• pp.581-591
• /
• 2005

본 논문의 목적은 지관이 종방향 플레이트인 냉간성형 각형강관 T형 접합부의 최대내력 평가를 통하여 설계내력식을 제안하는 것이다. 이러한 T형 접합부의 형상은 지관에 플레이트를 이용하여 각형강관 주관면에 길이방향으로 용접하는 형상이고, 지관 플레이트를 갖는 각형강관 T형 접합부 실험결과 중에서 주관 플랜지 휨파괴가 지배하는 접합부만을 대상으로 하였다. $16.7{\leq}2{\gamma}(B/T){\leq}31.3$ 이고 $0.20{\leq}{\beta}(b1/B){\leq}0.75$ 범위의 지관 플레이트를 갖는 T형 접합부에 대하여, 접합부의 내력은 강도보다는 사용성이 지배하는 나타나 최대내력을 주관폭(B)의 1.5 P1%B로 정의하였다. 기본 접합부 형상에 대해 제안된 항복선모델을 참조하여 지관 플레이트를 갖는 접합부 형상에 대한 새로운 수정된 항복선 모델을 제안하였다. 최종적으로 유한요소해석과 항복선 해석에 근거한 제안 설계내력식과 실험결과를 비교하여 타당성을 검증하였다.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제21권3호
• /
• pp.211-219
• /
• 2009

비렌딜 트러스가 면내 휨모멘트 하중을 받는 지관 정방형의 각형강관 T형 접합부의 거동을 실험적으로 조사하기 위한 것이 본 논문의 목적이다. T형 접합부에서 각형강관 주관 플랜지면의 위에 각형강관 지관이 용접으로 접합되어 있다. 주요 변수로는 주관 두께에 대한 폭의 비($2{\gamma}$)로 ${16.7{\leq}2{\gamma}{\leq}33.3}$의 범위이고, 주관 폭에 대한 지관 폭의 비인 폭비($\beta$)로 ${0.40{\leq}{\beta}{\leq}0.71}$이다. 접합부에 면내 휨모멘트 하중이 작용하도록 총 9개의 실험체를 제작하여 실험하였다. 실험결과, 각형강관 지관 정방형의 T형 접합부에 대한 면내 휨강도는 주관 폭두께비와 폭비에 관계없이 주관 플랜지 휨변형에 의해 결정됨을 알 수 있다. 또한, 지관 정방형의 각형강관 T형 접합부의 면내 휨강도는 사용성에 의해 지배되는 것으로 나타나 면내 최대 휨강도는 1%B 변형시의 휨강도($M_{1%B}$)에 1.5배로 평가할 수 있는 것을 알 수 있다. 최종적으로 지관 정방형의 각형강관 T형 접합부에 대한 면내 휨강도는 주관의 폭두께비가 작을수록, 주관 폭에 대한 지관 폭의 비인 폭비가 클수록 접합부의 휨강도는 선형으로 증가하는 것으로 나타났다.

• Steel and Composite Structures
• /
• 제23권5호
• /
• pp.501-516
• /
• 2017

Numerical simulations are prevalently used to evaluate the seismic behaviour of structures. The accuracy of the simulation results depends directly on the accuracy of the modelling techniques employed to simulate the behaviour of individual structural members. An empirical modelling technique is employed in this paper to simulate the behaviour of column members under cyclic and seismic loading. Despite the common modelling techniques, this technique is capable of simulating two important aspects of the cyclic and seismic behaviour of columns simultaneously. The proposed fiber-based modelling technique captures explicitly the interaction between the bending moment and the axial force in columns, and the cyclic deterioration of the hysteretic behaviour of these members is implicitly taken into account. The fiber-based model is calibrated based on the cyclic behaviour of square hollow steel sections. The behaviour of several column archetypes is investigated under a dual cyclic loading protocol to develop a benchmark database before the calibration procedure. The dual loading protocol used in this study consists of both axial and lateral loading cycles with varying amplitudes. After the calibration procedure, a regression analysis is conducted to derive an equation for predicting a varying calibrated modelling parameter. Finally, several nonlinear time-history analyses are conducted on a 6-story steel special moment frame in order to investigate how the results of numerical simulations can be affected by employing the intended modelling technique for columns instead of other common modelling techniques.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제26권5호
• /
• pp.453-461
• /
• 2014

본 연구에서는 건축구조용 고성능강 HSA800의 건축구조부재로의 적용을 위한 연구로써, 용접 제작된 각형강관 및 H형강에 대해 단주편심압축 실험을 바탕으로 해석모델을 이용한 검증이 이루어졌다. 특히, 고성능강 조립단주의 유한요소해석을 이용한 변수연구와 P-M 상관관계로부터 현행 기준의 적용여부를 평가하고자 하였으며, 폭두께비와 축력비를 주요변수로 두었다. 변수모델의 P-M상관도 분석결과, 압축력에 대한 비세장단면은 모두 현행기준의 요구에서 크게 상회하는 결과를 얻었고 축력비가 낮을수록 휨강도비에 충분한 여유를 갖는 것을 확인하였다. 압축력에 대한 세장판 단면을 갖는 각형강관의 경우, 현행기준의 요구에 못 미치는 결과를 보였다.

• Steel and Composite Structures
• /
• 제1권1호
• /
• pp.51-74
• /
• 2001

A series of tests on concrete-filled SHS (Square Hollow Section) stub columns (twenty), columns (eight) and beam-columns (twenty one) were carried out. The main parameters varied in the tests are (1) Confinement factor (${\xi}$) from 1.08 to 5.64, (2) concrete compression strength from 10.7MPa to 36.6MPa, (3) tube width to thickness ratio from 20.5 to 36.5. (4) load eccentricity (e) from 15 mm to 80 mm and (5) column slenderness (${\lambda}$) from 45 to 75. A mechanics model is developed in this paper for concrete-filled SHS stub columns, columns and beam-columns. A unified theory is described where a confinement factor (${\xi}$) is introduced to describe the composite action between the steel tube and filled concrete. The predicted load versus axial strain relationship is in good agreement with stub column test results. Simplified models are derived for section capacities and modulus in different stages of the composite sections. The predicted beam-column strength is compared with that of 331 beam-column tests with a wide range of parameters. A good agreement is obtained. The predicted load versus midspan deflection relationship for beam-columns is in good agreement with test results. A simplified model is developed for calculating the member capacity of concrete-filled SHS columns. Comparisons are made with predicted columns strengths using the existing codes such as LRFD (AISC 1994), AIJ (1997), and EC4 (1996). Simplified interaction curves are derived for concrete-filled beam-columns.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제8권4호통권29호
• /
• pp.59-76
• /
• 1996

Concrete filled steel tube column has a large load carrying capacity through its steel and concrete interaction which makes it useful in construction. However, it has not been used often in a practical construction field. This is partly due to the non-destructive inspection method for concrete filling which has yet to be established. Furthermore, there are the lack of test data and a practical method in evaluating the ultimate load carrying capacity of concrete filled steel tube column. This paper will attempt to predict the ultimate strength of short concrete filled square tubular steel columns through conducting several tests. To accumulate the new test data on concrete filled steel tube columns, a total of 42 specimens of steel tubular columns were monotonically tested under concentric axial force, having the slenderness ratio(${\lambda}=10,\;15,\;20$), width-thickness ratio(d/t=25.0, 33.3) and concrete strengths($F_{c}=210,\;240,\;270kg/cm^{2}$). The hollow sections and concrete filled steel columns were compared to check the lateral confinded effects by steel tube. Through these test results, we propose a coefficient k=3.64 for the strength evaluation formula(10) of concrte filled tubular steel short columns.

• 한국공간구조학회논문집
• /
• 제6권1호
• /
• pp.55-63
• /
• 2006

본 논문은 콘크리트 충전 원형 및 각형 합성 강관을 기둥부재로서의 적합성 및 적용성을 위한 연구로 두개의 강관을 합성한 콘크리트 충전 강관 기둥의 축압축 좌굴내력 및 변형형상에 대한 실험적 연구이다. 강관 기둥에 대한 연구는 콘크리트 충전 원형 강관 기둥, 콘크리트 충전 각형 강관 기둥, 콘크리트 충전 합성 강관 기둥으로 분류하여 실험을 수행하였다.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제21권5호
• /
• pp.451-459
• /
• 2009

본 논문은 냉간성형 각형강관 T형 접합부의 면내 휨모멘트를 평가하는데 목적이 있다. 이전 연구로부터, 주관 폭에 대한 지관 폭의 비가 0.71이하인 T형 접합부는 뚜렷한 최대 휨강도를 나타내지 못하는 접합부의 파괴모드는 주관 플랜지의 휨파괴이다. Zhao에 의해 수행된 실험을 포함한 결과로부터 주관 폭두께비는 ${16.7{\leq}2{\gamma}(=B/T){\leq}33}$이고, 주관 폭에 대한 지관 폭의 비인 폭비는 ${0.34{\leq}{\beta}(=b_{1}/B){\leq}0.71}$의 범위인 냉간성형 각형강관 T형 접합부에 대한 최대 휨강도 정의를 위한 변형제한치는 주관폭(B)의 1% 변형이며, 최대 휨강도는 1.5M1%B로 정의할 수 있다. 기본형에 대한 항복선 모델과 기존 연구자들에 의해 수정 제안된 항복선 모델식을 검토하여 실험결과와 비교한 결과, Zhao의 제안식이 가장 좋은 대응도와 분포도를 보였다. 따라서, 각형강관 T형 접합부에 대한 면내 설계 휨강도식으로 Zhao가 수정 제안한 항복선 모델식을 적용하는 것이 가장 합리적인 것으로 생각된다.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제15권6호통권67호
• /
• pp.673-681
• /
• 2003

본 논문은 냉간성형 각형강관 T형 접합부의 최대내력에 관한 실험 연구이다. 새로운 접합부로 지관을 트러스 평면에 대해 $45{^{\circ}}$회전시켜서 주관에 용접하고 주관 웨브 측면에는 플레이트로 보강한 형상을 연구 대상으로 설정하였다. $16.7{\leq}2{\gamma}(B/T){\leq}33.3$이고 $0.63{\leq}{\beta}(b1/B){\leq}0.7$ 범위의 지관 $45{^{\circ}}$회전시킨 T형 접합부에 대하여, 기존 최대내력식과의 비교 검토를 통하여 웨브 측면 보강에 따른 내력증대 및 파괴모드의 변화 등에 대하여 실험을 통해 조사하고자 한다. 실험결과, 보강판 두께 증가에 따라 보강 실험체의 접합부 내력이 상승하는 것으로 나타났다. $2{\gamma}=33.3$이고 플레이트로 웨브 보강한 실험체는는 접합부 파괴모드가 플랜지 파괴(M2)에서 복합파괴(M3) 형태로 전환되었으며, $2{\gamma}=16.7$이고 플레이트로 웨브 보강한 실험체에서는 웨브파괴(M1)에서 플랜지파괴(M2)로 지배 파괴모드가 변화하는 것으로 나타났다.

• Steel and Composite Structures
• /
• 제17권3호
• /
• pp.215-236
• /
• 2014

The flexural behaviour of steel beams significantly affects the structural performance of the steel frame structures. In particular, the flexural overstrength (namely the ratio between the maximum bending moment and the plastic bending strength) that steel beams may experience is the key parameter affecting the seismic design of non-dissipative members in moment resisting frames. The aim of this study is to present a new formulation of flexural overstrength factor for steel beams by means of artificial neural network (NN). To achieve this purpose, a total of 141 experimental data samples from available literature have been collected in order to cover different cross-sectional typologies, namely I-H sections, rectangular and square hollow sections (RHS-SHS). Thus, two different data sets for I-H and RHS-SHS steel beams were formed. Nine critical prediction parameters were selected for the former while eight parameters were considered for the latter. These input variables used for the development of the prediction models are representative of the geometric properties of the sections, the mechanical properties of the material and the shear length of the steel beams. The prediction performance of the proposed NN model was also compared with the results obtained using an existing formulation derived from the gene expression modeling. The analysis of the results indicated that the proposed formulation provided a more reliable and accurate prediction capability of beam overstrength.