• 대한건축학회논문집:구조계
• /
• 제36권5호
• /
• pp.137-146
• /
• 2020

In this study, an experimental research was performed to find the characteristics of the lateral load resistance of perforated steel plates which could be developed to retrofit existing RC framed buildings. The Specimens are tested with variables such as aspect ratio of plate, the ratio of perforation area, and the ratio of perforated diameter to strip which is more than 0.6. The lateral load was applied with displacement control until to reach 3.5% drift ratio. Through the experimental results, it was shown that the maximum strength of all specimens were reached at around 0.5% drift ratio and maintained until 3.5% drift ratio. From results, the modified strength prediction formula was derived with the variable ratio of the perforated diameter to strip. To evaluate seismic retrofit performance of RC frames using perforated steel plate, a simple design process was presented.

• Steel and Composite Structures
• /
• 제44권3호
• /
• pp.325-337
• /
• 2022

In this research, an earthquake-resistant structural system consisting of a pin-connected steel frame and a bracing with metallic fuses is proposed. Contrary to the conventional braced frames, the main structural elements are deemed to remain elastic under earthquakes and the seismic energy is efficiently dissipated by the damper-braces with an amplification mechanism. The superiority of the proposed damping system lies in easy manufacture, high yield capacity and energy dissipation, and an effortless replacement of damaged fuses after earthquake events. Furthermore, the stiffness and the yield capacity are almost decoupled in the proposed damper-brace which makes it highly versatile for performance-based seismic design compared to most other dampers. A special attention is paid to derive the theoretical formulation for nonlinear behavior of the proposed damper-brace, which is verified using analytical results. Next, a direct displacement-based design procedure is provided for the proposed system and an example structure is designed and analyzed thoroughly to check its seismic performance. The results show that the proposed system designed with the provided procedure satisfies the given performance objective and can be used for developing highly efficient low-damage structures.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제15권2호
• /
• pp.144-152
• /
• 2011

기존의 지하구조물 비개착축조공법은 구조물의 강성을 확보하기 위하여 가설구조인 강관에 철근을 설치하는데 시공시 좁은 공간으로 작업이 불편하고 배근작업으로 인한 자재비용이 과다하는 등 문제점이 있다. 이러한 문제점을 해결하는 차원에서 스틸 세그먼트를 이음부로서 연결하여 지하구조물 축조시 가설구조물을 형성하고 철근대신 강선이나 강봉을 설치하여 긴장력을 도입하는 새로운 공법인 P.S.T공법(Prestressed Segment Tunnel Method)이 모색되었다. 본 연구에서는 P.S.T공법 구조물의 휨성능을 평가하고자 그에 대한 실험적인 연구를 수행하였다. 세그먼트 형상비, 우각부 원형강관의 크기, 긴장량의 크기 및 이음부의 용접 유무를 실험변수로 설정하여 구조물의 휨거동 특성을 규명하고 부동한 변수에 따른 구조물의 처짐에 대한 효과를 분석하였다.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제22권2호
• /
• pp.129-137
• /
• 2010

본 연구에서는 횡력을 받는 구조물 거동에 대한 보-기둥 접합부의 영향을 확인하기 위하여 5층 철골구조물을 KBC2005 건축구조설계기준에 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 3-매개변수 파워모델을 이용하여 나타내었다. 구조물 거동에 대한 고차모드의 영향을 확인하기 위하여 KBC2005 등가정적 횡하중과 고차모드를 고려한 횡하중을 재하하였다. 5층 철골구조물은 개별 골조와 연결골조의 2차원 구조물로 이상화하였다. 횡하중을 받는 2차원 구조물에 대한 푸쉬오버 구조해석을 실시하여 지붕충변위-밑면전단력, 초과강도계수, 연성계수, 반응수정계수와 같은 설계계수, 접합부 요구연성도 그리고 소성힌지 분포 등을 확인하였다. 예제 구조물은 기준의 반응수정계수 보다 큰 값을 보였고 고차모드의 반응수정계수에 대한 영향은 거의 없었고 KBC2005 횡하중은 안전한 편에 속했다. TSD 접합부는 예제 구조물에서 경제성과 안전성을 확보할 수 있음을 확인할 수 있었다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
• /
• 한국전산구조공학회 2005년도 춘계 학술발표회 논문집
• /
• pp.97-104
• /
• 2005

The seismic behavior of framed structure with Chevron-type bucking restrained braces were investigated and their behavior factors were evaluated following the procedure proposed in ATC-19 & ATC-34. Two types of structures, building frame systems and dual systems, with 4, 8, 12, and 16 stories were designed per the IBC 2000, the AISC LRFD and the AISC/SEAOC Recommended Provisions for BRBF. Nonlinear static pushover analyses were carried out to observe the plastic hinge formation and to identify the loads and the displacements at the yield and the ultimate states. Time history analyses were also carried out to compute the permanent displacement md the dissipated hysteretic energy. According to the analysis results, the response modification factors of model structures fumed out to be larger than what is proposed in the provision in low story structures, and a little smaller in medium-story structures. The dual systems, even though designed with smaller seismic load, showed superior static and dynamic performances.

• Structural Engineering and Mechanics
• /
• 제31권1호
• /
• pp.93-112
• /
• 2009

In this study seismic analyses of steel structures were carried out to examine the effect of ground motion characteristics and structural properties on energy demands using 100 earthquake ground motions recorded in different soil conditions, and the results were compared with those of previous works. Analysis results show that ductility ratios and the site conditions have significant influence on input energy. The ratio of hysteretic to input energy is considerably influenced by the ductility ratio and the strong motion duration. It is also observed that as the predominant periods of the input energy spectra are significantly larger than those of acceleration response spectra used in the strength design, the strength demand on a structure designed based on energy should be checked especially in short period structures. For that reason framed structures with buckling-restrained-braces (BRBs) were designed in such a way that all the input energy was dissipated by the hysteretic energy of the BRBs, and the results were compared with those designed by conventional strength-based design procedure.

• 한국지진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국지진공학회 1997년도 춘계 학술발표회 논문집 Proceedings of EESK Conference-Fall 1997
• /
• pp.191-198
• /
• 1997

The subject of this thesis is the vibration response of framed structure for buildings of "damed beam" type. In steel rigid frame with damped beams, web plate in mid span of beams is perforated to form a rectangular opening, only upper and lower flanges being remained. When the frame is subjected to horizontal seismic forces, dominant shearing deformation takes place in the opening part of the beams. Energy absorber in stalled in the opening is driven by relative displacement caused by the shearing deformation and provide the frame with damping force. First, static deformation of portal frames having a beam with the web opening is discussed and formulas of elastic deformation is derived.s derived.

• 한국지진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국지진공학회 2003년도 춘계 학술발표회논문집
• /
• pp.286-293
• /
• 2003

In this study a story-wise distribution of hysteretic energy in multi-story steel moment-resisting framse (MRE), buckling restrained braced frames (BRBF-R), and hinge-connected framed structures with buckling restrained braces (BRBF-H) subjected to various earthquake ground excitations was investigated. According to analysis results the hysteretic energy in MRF and BRBF-R turned out to be the maximum at the base and monotonically diminishes with increasing height. In top stories the plastic deformation of members is almost negligible. However the story-wise distribution of hysteretic energy in BRBF-H was relatively uniform over the height of the structure. This is considered to be more desirable because damage is not concentrated in a single story.

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

• 대한토목학회논문집
• /
• 제33권2호
• /
• pp.443-453
• /
• 2013

하이브리드 실험은 수치해석 모형과 물리적 부분구조 모형사이의 상호작용을 통하여 구조물의 거동을 예측하는 실험법이다. 본 연구에서는 지진하중 재하 시 1경간 2층 강 뼈대 구조물에 대한 다자유도 하이브리드 실험을 수행하고 유효성을 확보하는데 그 목적이 있다. 이를 위해 전용 하이브리드 수치해석 프로그램인 FEAPH을 개발하였으며, 최적화된 시스템을 구축하였다. FEAPH은 고정 반복법(Fixed iteration)과 병렬화(Parallelization) 기법을 적용하여 순차적 해석에서 발생되는 비효율적 연산을 개선하였다. 또한, 종전에 데이터 통신과 부분구조물과 해석프로그램간의 인터페이스를 간략화하여 하이브리드 시스템 구성을 최적화 하였다. 그 결과, 입력 가진시간(30초) 대비 약 10%의 실험시간이 소요되었다. 시스템의 신뢰성을 검증하고 선형실험과 강 뼈대 구조물의 동적거동을 예측하기 위해 비선형 실험을 수행하였으며 수치해석과의 변위응답이력은 거의 일치 하였다. 그러나 최대변위에 대한 응답은 다소 차이를 보였으며, 이는 재료 비선형성에 대한 해석상의 오차와 영구변형에 의해 발생한 것으로 판단된다. 따라서 적절한 재료 비선형 모델과 알고리즘의 개선이 이루어지면, 실시간 하이브리드 시스템은 구조물의 동적거동을 예측하는데 유용하게 활용될 것이며, 추후 진동대 실험을 대체할 수 있는 효과적인 실험 방법이 될 것으로 판단된다.