• Steel and Composite Structures
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• 제32권3호
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• pp.373-388
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• 2019

This study proposes a new concept of an axial damper using the combination of shape memory alloy (SMA), friction devices, and polyurethane springs. Although there are many kinds of dampers to limit the damages, large residual deformation may happen and it causes much repairing cost for restoring the structure to the initial position. Also in some of the dampers, a special technology for assembling and fabricating is needed. One of the most important advantages of this damper is the ability to remove all the residual deformation using SMA plates and simple assembling without any special technology to fabricate. In this paper, four different dampers (in presence or omission of friction devices and polyurethane springs) are investigated. All four cases are analyzed in ABAQUS platform under cyclic loadings. In addition, the SMA plates are replaced by steel ones in four cases, and the results are compared to the SMA dampers. The results show that the axial polyurethane friction (APF) damper could decrease the residual deformation effectively. Also, the damper capacity and dissipated energy could be improved. The analysis showed that APF damper is a good recentering damper with a large amount of energy dissipation and capacity, among others.

• 한국해양공학회지
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• 제33권5호
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• pp.411-420
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• 2019

It is essential to design crashworthy marine structures for operations in Arctic regions, especially ice-covered waters, where the structures must have sufficient capacity to resist iceberg impact. In this study, a numerical analysis of a colliding accident between an iceberg and stiffened plates was carried out employing the commercial finite element code ABAQUS/Explicit. The ice material model developed by Liu et al. (2011) was implemented in the simulations, and its availability was verified by performing some numerical simulations. The influence of the ambient temperature on the structural resistance was evaluated while the local stress, plastic strain, and strain energy density in the structure members were addressed. The present study revealed the risk of fracture in terms of steel embrittlement induced by ambient temperature. As a result, the need to consider the possibility of brittle failure in a plate-stiffener junction during operations in Arctic regions is acknowledged. Further experimental work to understand the structural behavior in a plate-stiffener junction and HAZ is required.

• 국제강구조저널
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• 제18권4호
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• pp.1363-1372
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• 2018

Recently, there have been studies about the increasing effect on the local plate buckling strength of flat plates when longitudinally stiffened with closed-section ribs and an approximate solution to quantitatively estimate these effects were suggested for flat plates. Since there are few studies to utilize such increasing effect on curved panels and a proper design method is not proposed, thus, this study aims to numerically evaluate such effect due to the rotational stiffness of closed-section ribs on curved panels and to propose an approximate method for estimating the buckling strength. Three-dimensional finite element models were set up using a general structural analysis program ABAQUS and a series of parametric numerical analyses were conducted in order to examine the variation of buckling stresses along with the rotational stiffness of closed-section ribs. By using a methodology that combine the strength increment factor due to the restraining effect by closed-section ribs and the buckling coefficient of the panel curvature, the approximate solutions for the estimation of buckling strength were suggested. The validity of the proposed methods was verified through a comparative study with the numerical analysis results.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제22권5호
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• pp.399-409
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• 2010

강구조물은 부식에 의한 단면감소와 이로 인한 내하성능의 저하가 우려된다. 그러나 부식손상이 강부재의 내하성능에 미치는 영향과 잔존 내하성능 평가법은 명확하게 정립되어 있지 않은 실정이다. 본 연구에서는 부식 손상된 지하철 가시설 주형보의 웨브와 플랜지에서 절취한 부식시편의 인장실험을 실시하여, 부식손상이 인장 내하성능에 미치는 영향과 인장 잔존 내하성능 평가법에 대하여 검토하였다. 부식 가시설 주형보로부터 절취한 총 21개의 부식시편은 먼저 화학적 방법에 의해 부식생성물을 제거하고 1mm간격으로 표면형상을 측정한 후 인장실험을 실시하였다. 이러한 인장실험 결과는 주형보의 플랜지에서 절취하여 두께 13mm로 기계 가공한 무부식 기준시편의 인장실험 결과와 비교하여, 잔존두께와 표면형상이 부식강재의 항복하중, 인장하중 및 연신율에 미치는 영향을 정량화하였다. 그리고 부식의 유무에 상관없이 일정한 강재의 극한강도를 이용하여 무부식 등단면 강재와 동일하게 인장응력을 평가할 수 있는 불규칙 변단면 부식강재의 유효두께를 표면형상 측정결과로 산출한 평균잔존두께와 표준편차로 정식화하였다. 또한 이러한 결과를 실무에도 적용할 수 있도록 부식강재의 합리적인 잔존두께 측정간격도 제시하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제26권6호
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• pp.605-615
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• 2014

본 연구의 목적은 파형 복부판과 허니컴 샌드위치 패널에 사용된 강판 보강 방법을 강바닥판에 적용하고, 새로운 리브와 기존 개단면 및 폐단면 리브와의 비교를 통하여 경제적인 새로운 형태의 리브를 제안하는데 있다. 새로운 리브 형태로 사다리꼴 파형, ㄹ형, 벌집형, ㅁ형 리브를 고려하고, 개단면 및 폐단면 리브와 리브 강재량을 비교한 결과, 경제성 측면에서 벌집형과 ㅁ형 리브가 좋은 결과를 나타내었으며, ㅁ형 리브가 벌집형보다 좀 더 좋음을 알 수 있었다. 실제 강바닥판에 적용 가능한 ㅁ형 리브를 만들기 위하여, 민감도 분석과 매개변수 연구를 수행하였으며, 특정 응력 조건하에서 적정한 단면을 선택할 수 있는 시스템을 구축하였다. 실 교량의 폐단면 리브와 제안한 시스템의 ㅁ형 리브의 강재량을 비교한 결과, 새로운 형태의 리브가 더 경제적임을 알 수 있었다. 따라서, ㅁ형 리브를 갖는 보강판에 대하여 본 연구에서 제안한 시스템을 이용하면 보다 더 경제적인 강바닥판을 얻을 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제29권3호
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• pp.249-260
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• 2017

볼트접합 앵글을 사용한 선조립-SRC 합성기둥(이하 PSRC 합성기둥)의 구조성능을 평가하기 위하여 PSRC 기둥실험체 6개와 일반 SRC 기둥실험체 2개에 대하여 편심축 압축실험을 수행하였다. 횡보강재의 수직간격 및 단면형상과 축하중의 편심율을 실험변수로 고려하였다. 실험결과, 편심율이 큰 경우 PSRC 실험체는 단면 코너에 위치한 고강성 앵글로 인하여 압축하중 재하능력 및 변형능력이 기존 SRC 실험체보다 향상되었다. PSRC 기둥 실험체에서 횡방향 강판의 좁은 횡보강 간격과 Z형 단면의 횡방향 강판은 우수한 횡구속력을 제공하였으며, 하중재 하능력을 향상시켰다. 실험 및 수치해석을 통한 합성기둥의 휨 압축 강도는 현행설계기준에 의한 휨-압축 상관도를 상회하였다. 수치해석결과는 각 실험체의 강성, 최대강도, 최대하중 이후 강도감소거동을 비교적 잘 예측하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제15권1호
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• pp.9-15
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• 2003

최근 건축물의 고층화 및 장스팬화 됨에 따라서 부재단면이 점차 증대되서 용접시공 등이 어려워지고 있다. 이에 대한 해결방안의 하나로 고강도강을 사용하면 부재단면을 감소시킬 수 있다. 고강도강의 주 사용 부위은 높은 축력을 받는 기둥재이다. 휨모멘트와 축력을 동시에 받는 박스형 및 H형 단면을 갖는 고강도 기둥부재의 성능실험을 축력과 세장비를 변수로 수행하였다. 실험 결과 기둥부재의 최대내력이 허용응력도 설계법과 한계상태 설계법을 모두 만족하였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제19권4호
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• pp.877-895
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• 2015

Connections to circular hollow steel sections (CHS) are considered one of the most complex and time consuming connections in steel construction. Such connections are usually composed of gusset plates welded to the outside of the steel tube or penetrating the steel tube. Design guides, accounting for the effect of connection configuration on the strength of the connection, are not present. This study aims to investigate, through experimental testing and a parametric study, the influence of connection configuration on the strength of one sided branch plate-to-CHS members. A notable effect was observed on the behavior of the connections due to its detailing changes with respect to capacity, failure mode, ductility, and stress distribution. A parametric study is performed using the calibrated analytical model to include a wider range of parameters. The study involves 26 numerical analyses of finite element models including parameters of the diameter-to-thickness (D/t) ratio, length of gusset plate, and connection configuration. Accordingly, a modification to the formulas provided by the current design recommendations was suggested to include connection configuration effects for the one sided branch plate-to-CHS members.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제18권5호
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• pp.665-675
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• 2006

건출물이 고층화되고 장스팬화될 수록 고강도이면서 신뢰성이 우수한 강재의 사용요구가 증대된다. 이러한 이유로 개발된 강재가 SM570TMC 강재이다. 그러나 아직까지는 SM570TMC 강재는 우수한 기계적 성질에도 불구하고, 동급의 타 강재보다 우수하다고 하는 용접성이 검증되지 않은 상태이다. 본 연구에서는 현장 작업조건으로 국산 용접재료 2종류와 일본산 용접재료 1종류에 대해서 SA 및 FCA 용접하여 용접성을 평가하였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제26권5호
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• pp.595-606
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• 2018

A calculation method was presented to calculate the deflection of GFRP-concrete-steel beams with full or partial shear connections. First, the sectional analysis method was improved by considering concrete nonlinearity and shear connection stiffness variation along the beam direction. Then the equivalent slip strain was used to take into consideration of variable cross-sections. Experiments and nonlinear finite element analysis were performed to validate the calculation method. The experimental results showed the deflection of composite beams could be accurately predicted by using the theoretical model or the finite element simulation. Furthermore, more finite element models were established to verify the accuracy of the theoretical model, which included different GFRP plates and different numbers of shear connectors. The theoretical results agreed well with the numerical results. In addition, parametric studies using theoretical method were also performed to find out the effect of parameters on the deflection. Based on the parametric studies, a simplified calculation formula of GFRP-concrete-steel composite beam was exhibited. In general, the calculation method could provide a more accurate theoretical result without complex finite element simulation, and serve for the further study of continuous GFRP-concrete-steel composite beams.