• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제6권2호
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• pp.211-216
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• 2002

A steel plate-concrete composite slab with pyramidal shear connectors, named TSC composite slab, is expected to have sufficient bending strength and flexural rigidity for loads during and after construction. Fatigue problems play an important role in designing composite slab as bridge decks under traffic conditions. In this paper, a series of fatigue tests was carried out on TSC beam specimens under various loading conditions, in order to evaluate the fatigue strength of TSC composite slabs. The results are as follows : (1) the fatigue failure of TSC composite beams results from the tensile fracture of bottom steel plate and shear connector, and (2) fatigue strength of the steel plate for two million cycles can be estimated to be $1144kgf/cm^2$ from the S-N curves.

• 콘크리트학회논문집
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• 제27권4호
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• pp.387-397
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• 2015

본 연구에서는 시공성 향상을 위해 데크플레이트와 비정질강섬유 콘크리트를 적용하여 현장 무배근 슬래브 시스템을 연구하였다. 제안한 슬래브에서는 온도철근을 강섬유로 대체하였다. 본 연구는 연속슬래브에서 상부 철근이 연속되지 않는 경우 슬래브의 상부 균열 제어를 주로 고려하였다. 실험변수로 비정질강섬유 혼입량, 강섬유 종류, 데크플레이트 종류, 연속구간의 철근 이음을 고려하였으며, 수직하중을 받는 2경간 슬래브를 실험하였다. 슬래브의 균열저항성능을 평가하기 위하여 연속슬래브의 하중에 따른 균열폭을 계측하였다. 실험결과, 상부 이음철근을 사용하지 않더라도 합성슬래브의 높은 휨강성으로 인하여 균열을 억제할 수 있는 것으로 나타났다.

• Steel and Composite Structures
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• 제21권3호
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• pp.537-551
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• 2016

A new type of composite beam which consists of a wide flange steel shape beam and an innovative type of composite slab was introduced. The composite slab is composed of concrete slab and normal flat steel plates, which are connected by perfobond shear connectors (PBL shear connectors). This paper describes experiments of two large-scale specimens of that composite beam. Both specimens were loaded at two symmetric points for 4-point loading status, and mechanical behaviors under hogging and sagging bending moments were investigated respectively. During the experiments, the crack patterns, failure modes, failure mechanism and ultimate bending capacity of composite beam specimens were investigated, and the strains of concrete and flat steel plate as well as steel shapes were measured and recorded. As shown from the experimental results, composite actions were fully developed between the steel shape and the composite slab, this new type of composite beams was found to have good mechanical performance both under hogging and sagging bending moment with high bending capacity, substantial flexure rigidity and good ductility. It was further shown that the plane-section assumption was verified. Moreover, a design procedure including calculation methods of bending capacity of this new type of composite beam was studied and proposed based on the experimental results, and the calculation methods based on the plane-section assumption and plastic theories were also verified by comparisons of the calculated results and experimental results, which were agreed with each other.

• Steel and Composite Structures
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• 제46권6호
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• pp.745-757
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• 2023

In order to study the fatigue performance of the flat steel plate-lightweight aggregate concrete hollow composite bridge slab subjected to fatigue load, both static test on two specimens and fatigue test on six specimens were conducted. The effects of the arrangement of the steel pipes, the amplitude of the fatigue load and the upper limit as well as lower limit of fatigue load on failure performance were investigated. Besides, for specimens in fatigue test, strains of the concrete, residual deflection, bending stiffness, residual bearing capacity and dynamic response were analyzed. Test results showed that the specimens failed in the fracture of the bottom flat steel plate regardless of the arrangement of the steel pipes. Moreover, the fatigue loading cycles of composite slab were mainly controlled by the amplitude of the fatigue load, but the influences of upper limit and lower limit of fatigue load on fatigue life was slight. The fatigue life of the composite bridge slabs can be determined by the fatigue strength of bottom flat steel plate, which can be calculated by the method of allowable stress amplitude in steel structure design code.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제24권3호
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• pp.313-323
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• 2012

본 연구의 목적은 콘크리트량을 저감시키기 위해 오메가형 강판을 삽입한 철선일체형 중공 데크플레이트 슬래브와 용접 H형강합성보의 휨성능 및 $CO_2$ 감소량을 평가하는 것이다. 중공 데크플레이트 슬래브는 콘크리트의 양을 줄여 건물의 중량을 저감시킬 수 있을 뿐만 아니라 환경친화적인 구조물을 확보할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 액츄에이터를 이용한 단조가력 실험을 실시하여 합성보의 휨성능을 평가하였으며, 기존연구를 바탕으로 이산화탄소의 배출량을 정량적으로 평가하였다. 주요 실험 변수는 오메가형 강판 상부 슬래브의 콘크리트 두께, 오메가형 강판의 단속길이 등이다. 실험결과, 용접 H형강 보에 오메가형 강판을 삽입한 철선일체형 중공 데크플레이트 슬래브를 적용하여 합성보로 사용하면, 콘크리트 양의 감소에 의한 합성보의 휨내력 저하는 없는 것으로 나타났으며, $CO_2$ 절감에도 효과적인 것으로 나타났다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제9권4호통권33호
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• pp.589-600
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• 1997

냉간성형된 데크플레이트는 건물의 바닥슬래브에 콘크리트 타설시 거푸집용으로만 주로 사용되었으나, 콘크리트와의 일체성을 높임으로써 주인장재 역할을 할 수 있는 합성용 데크가 등장하고 있다. 본 논문은 새로 개발된 합성용 데크의 구조성능 평가를 위한 연구의 결과를 제시하고 있다. 신형상의 데크는 콘크리트와 데크사이의 합성효과를 개선하기 위하여 locking rib와 dove tail 및 강력한 엠보싱이 추가되었다. 콘크리트와 데크플레이트사이의 합성효과를 규명하기 위하여 28개의 실험체가 실험되어 졌다. 본 연구의 중요, 변수는 스팬, 데크플레이트 두께, 지지조건, 지지점에 전단연결재의 유무등이다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제9권3호
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• pp.43-50
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• 2005

데크플레이트와 콘크리트가 합성되어 있는 합성 바닥판 구조물은 데크플레이트의 골 방향과 골 직각방향에 대하여 강성이 다르므로 직교이방성판 거동을 보이고 있으며 테크플레이트와 콘크리트의 합성 거동으로 인하여 적층 바닥판 구조물로 평가할 수 있다. 이러한 합성데크 바닥판 구조물의 진동에 대한 정확한 사용성 평가를 위해서는 합성데크 바닥판 구조물의 정밀 진동해석을 수행하여야 한다. 이를 위해서는 합성데크 바닥판 구조물의 강성에 대한 직교이방성 그리고 데크플레이트와 콘크리트의 합성에 대한 정확한 거동 평가가 수반되어야 한다. 본 논문에서는 합성데크 바닥판 구조물의 골 직각 방향에 대한 강성을 계산하기 위하여 각각의 토핑 콘크리트 두께와 데크플레이트 두께를 적용하였다. 또한 골 방향에 대한 강성을 계산하기 위하여 콘크리트와 데크플레이트의 단면 강성을 구하여 등가두께를 적용하였다. 그리고 콘크리트와 데크플레이트의 합성거동을 표현하기 위하여 적층판에 대한 등가 강성식을 적용, 합성데크 바닥판 구조물의 강성을 나타내었다. 본 논문에서 제안한 합성데크 바닥판 구조물의 실용적인 모형화방법을 적용할 경우에 합성데크 바닥판 구조물의 강성에 대한 직교이방성과 콘크리트와 데크플레이트의 합성 거동을 잘 표현할 수 있었다.

• Steel and Composite Structures
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• 제6권3호
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• pp.237-255
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• 2006

This paper presents a novel analytical formulation for the analysis of composite beams with partial shear interaction stiffened by a bolted longitudinal plate accounting for time effects, such as creep and shrinkage. The model is derived by means of the principle of virtual work using a displacement-based formulation. The particularity of this approach is that the partial interaction behaviour is assumed to exist between the top slab and the joist as well as between the joist and the bolted longitudinal stiffening plate, therefore leading to a three-layered structural representation. For this purpose, a novel finite element is derived and presented. Its accuracy is validated based on short-and long-term analyses for the particular cases of full shear interaction and partial shear interaction of two layers for which solutions in closed form are available in the literature. A parametric study is carried out considering different stiffening arrangements to investigate the influence on the short-and long-term behaviour of the composite beam of the shear connection stiffness between the concrete slab and the steel joist, the stiffness of the plate-to-beam connection, the properties of the longitudinal plate and the concrete properties. The values of the deflection obtained from the finite element simulations are compared against those calculated using the effective flexural rigidity in accordance with EC5 guidelines for the behaviour of elastic multi-layered beams with flexible connection and it is shown how the latter well predicts the structural response. The proposed numerical examples highlight the ease of use of the proposed approach in determining the effectiveness of different retrofitting solutions at service conditions.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제13권1호
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• pp.29-40
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• 2001

상업건축물에서 사용이 증가하고 있는 철골조 건물은 일반적으로 콘크리트 바닥 슬래브와 함께 합성거동하도록 설계된다. 현제 "합성 구조"가 사용성 측면에서 경제적이고 작업성이 좋으며, 시공상의 편의성 등의 장점이 있다는 것은 일반화된 사실이지만, 자체의 춤이 깊기 때문에 철골조 아파트에 적용되기에는 어려움이 있다. 따라서 본 연구는 이러한 합성의 전체 춤을 절감할 수 있는 반슬림플로어 시스템을 개발하였다. 본 시스템은 철골보 춤내에 콘크리트 슬래브를 삽입하여 일체화함으로써 철골조 고층건물에서 층고를 최소화 할 수 있는 공법이다. 실험은 12개의 합성슬래브 실험체를 데크현상, 슬래브폭, 스터드볼트의 유무와 콘크리트 토핑두께를 변수로하여 휨성능을 평가하였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제33권3호
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• pp.333-346
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• 2019

Foam ceramic materials contribute to the explosion effect weakening on concrete structures, due to the corresponding excellent energy absorption ability. The blast resistance of concrete members could be improved through steel-foam ceramics as protective cladding layers. An approach for the modeling of dynamic response of steel-foam ceramic protected reinforced concrete (Steel-FC-RC) slabs under blast loading was presented with the LS-DYNA software. The orthogonal analysis (five factors with five levels) under three degrees of blast loads was conducted. The influence rankings and trend laws were further analyzed. The dynamic displacement of the slab bottom was significantly reduced by increasing the thickness of steel plate, foam ceramic and RC slab, while the displacement decreased slightly as the steel yield strength and the compressive strength of concrete increased. However, the optimized efficiency of blast resistance decreases with factors increase to higher level. Moreover, an efficient design method was reported based on the orthogonal analysis.