• 한국공간구조학회논문집
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• 제19권2호
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• pp.73-81
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• 2019

The high-temperature properties of mild steels were studied by comparing the test results of Kwon and the yield strength, tangent modulus predicted by the design provisions of ASCE and Eurocode(EC3). The column strengths for steel members at high temperatures were determined by the elastic and inelastic buckling strengths according to elevated temperatures. The material properties at high temperatures should be used in the strength evaluations of high temperature members. The buckling strengths obtained from the AISC, EC3 and approximate formula proposed by Takagi et al. were compared with ones calculated by the material nonlinear analysis using the EC3 material model. The newly simplified formulas for yield stress, tangent modulus, proportional limit and buckling strength which were proposed through a comparative study of the material properties and buckling strengths. The buckling strengths of proposed formulas were approximately equivalent to ones obtained from the formulas of Takagi et al. within 4%. They were corresponded to the lower bound values among the buckling strengths calculated by the design formulas and inelastic buckling analysis.

• 콘크리트학회논문집
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• 제16권2호
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• pp.229-240
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• 2004

불균형 휨모멘트를 재하받는 플랫플레이트-기둥 접합부의 편심전단강도와 모멘트강도를 규명하기 위해 그동안 많은 실험연구가 수행되어 왔다. 기존 실험들은 서로 다른 실험방식을 사용하고 있는데, 접합부의 전단강도는 실험방식에 따라 차이가 있는 것으로 나타났다. 따라서 기존 실험에 근거하여 개발된 현행 설계기준들은 플랫플레이트의 강도를 정확히 설명하고 있지 못한 실정이다. 선행 연구에서는 연속 플랫플레이트에 대한 비선형 유한요소해석에 근거하여, 슬래브-기둥 접합부에 패한 새로운 설계방법을 개발하였다. 그러나 제안된 설계방법에서는 휨모멘트 강도산정에 필요한 접합부 편심강도를 경험식에 의존하여 산정하고 있다. 본 연구에서는, 접합부 파괴 메카니즘을 분석하기 위해서, Rankine 재료파괴기준을 이용하는 이론적인 접근법을 채택하였다. 분석결과에 근거하여 개선된 편심전단강도모델이 개발되었고, 기존 실험과의 비교를 통해 검증되었다. 개발된 강도식을 이용하여, 선행연구에서 개발된 설계방법을 재검증하였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제38권2호
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• pp.121-139
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• 2021

Ultra-high strength concrete (UHSC) encased steel columns are receiving growing interest in high-rise buildings owing to their economic and architectural advantages. However, UHSC encased steel columns are not covered by the modern fire safety design code. A total of 14 fire tests are conducted on UHSC (120 MPa) encased steel columns under constant axial loads and exposed to ISO-834 standard fire. The effect of load ratio, slenderness, stirrup spacing, cross-section size and concrete cover to core steel on the fire resistance and failure mode of the specimens are investigated. The applicability of the tabulated method in EC4 (EN 1994-1-2-2005) and regression formula in Chinese code (DBJ/T 15-81-2011) to fire resistance of UHSC encased steel columns are checked. Generally, the test results reveal that the vertical displacement-heating time curves can be divided into two phases, i.e. thermal expansion and shortening to failure. It is found that the fire resistance of column specimens increases with the increase of the cross-section size and concrete cover to core steel, but decreases with the increase of the load ratio and slenderness. The EC4 method overestimates the fire resistance up to 186% (220 min), while the Chinese code underestimates it down to 49%. The Chinese code has a better agreement than EC4 with the test results since the former considers the effect of the load ratio, slenderness, cross section size directly in its empirical formula. To estimate the fire resistance precisely can improve the economy of structural fire design of ultra-high strength concrete encased steel columns.

• Steel and Composite Structures
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• 제18권4호
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• pp.833-852
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• 2015

Self-compacting Concrete Filled steel Tubes (SCFT), which combines the advantages of steel and concrete materials, can be applied to strengthen the RC columns. In order to investigate the eccentric loading behavior of the strengthened columns, this paper presents an experimental and numerical investigation on them. The experimental results showed that the use of SCFT is interesting since the ductility and the bearing capacity of the RC columns are greatly improved. And the performance of strengthened columns is significantly affected by four parameters: column section type (circular and square), wall thickness of the steel tube, designed strength grade of strengthening concrete and initial eccentricity. In the numerical program, a generic fiber element model which takes in account the effect of confinement is developed to predict the behavior of the strengthened columns subjected to eccentric loading. After the fiber element analysis was verified against experimental results, a simple design formula based on the model is proposed to calculate the ultimate eccentric strength. Calibration of the calculated results against the test results shows that the design formula closely estimates the ultimate capacities of the eccentrically compressed strengthened columns by 5%.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제26권4호
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• pp.311-322
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• 2014

콘크리트 충전강관 기둥에 모멘트 접합부를 만들기 위해서는 추가적인 다이아프램 설치가 필요하다. 그 중 내측 다이아프램과 관통 다이아프램을 용접하기 위해서는 기둥강관에 특수한 용접기술이 필요하다. 하지만 이런 기술은 제작업체의 특수장비 보유에 따라서 제작성 저하와 생산단가 상승 유도 등의 문제를 갖고 있다. 따라서 본 연구에서는 외다이아프램을 갖는 실대형 기둥-보 접합부를 제작하였고, 반복가력 실험을 수행하였다. 다이아프램의 용접 유무와 콘크리트 충전 여부, 형상에 따른 총 6개의 T자형 접합부 실험을 통해 내진성능을 평가하였다. 또한 외다이아프램 내력식에 대한 분석이 이뤄졌다. 본 실험에서 나온 결과를 인장내력식의 적절성을 검토 하였다.

• 콘크리트학회지
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• 제7권5호
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• pp.133-144
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• 1995

본 연구는 콘크리트 충전강관을 고층 건물의 구조부재로 이용하기 위한 연구의 일환으로서 강관의 폭두께비, 세장비와 충전콘크리트의 강도를 주요 변수로 하여 강관이 콘크리트를 단순 구속하는 경우의 재하조건으로서 일련의 실험을 콘크리트 충전강관 기둥의 역학적인 거동 특성을 고찰하였다. 얻어진 결론을 요약하면 다음과 같다. (1)구속 콘크리트의 파괴양상은 단주의 경우 시험체 단부에서의 압괴에 의한 $45^{\circ}$정도의 사인장 파괴가 이루어졌으며 장주의 경우 횡방향 휨 파괴 양상을 나타내었다. (2)원형강관으로서 콘크리트를 구속함으로서 변형능력의 향상과 동시에 콘크리트의 연성 효과를 증대시킬 수 있었다. (3)강관의 세장비, 폭두께비, 콘크리트의 강도를 고려하여 콘크리트의 구속계수를 이용하여 강관에 의해 구속된 내부 콘크리트와 충전 강관 기둥의 최대내력 산정식을 제안하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제24권5호
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• pp.511-520
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• 2012

상 하부 스플릿 T 접합부는 부분강접 접합부의 한 형태로 접합부에 사용된 T-stub의 두께 및 고력볼트 게이지 거리 변화에 따라서 충분한 휨강도를 갖는다. 뿐만 아니라 상 하부 스플릿 T 접합부는 강재의 종류, 보 및 기둥의 규격, 접합부 형상 등의 조합에 의하여 보통모멘트골조 혹은 특수모멘트골조에 적용 가능한 충분한 연성능력을 갖는 내진접합부로 설계 및 시공 된다. 그러나 이러한 상 하부 스플릿 T 접합부에 대한 국내의 연구는 아직 미흡한 상황이며 적합한 설계식의 제안도 이루어지고 있지 않다. 그러므로 상 하부 스플릿 T 접합부의 국내 적용을 위해서는 많은 실험 및 해석적 연구가 필요한 상황이다. 따라서 이 연구는 FEMA의 상 하부 스플릿 T 접합부에 대한 설계식을 검토하고 국내의 적용 가능성을 타진하고자 진행하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제8권4호통권29호
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• pp.85-94
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• 1996

This paper investigated structural behaviors of joint of concrete filled steel tube column and P.C reinforced concrete beam through a series of hysteretic behavior experiment. The results are summarised as follows: (1) The joint stiffness of concrete filled square steel tube column and P.C reinforecd beam was higher than that of concrete filled circular steel tube column and P.C reinforecd beam, and it was decreased as the increase of the number of hysteretic cycle. (2) The aspects of the hysteretic behavior in the joint was stable as the increase of the number of hysteretic cycle, and rotation resisting capacity of joint of concrete filled square steel tube column and P.C reinforced concrete beam was higher than those of the concrete filled circular steel tube column and P.C reinforced concrete beam. (3) Some restriction must be put upon the ratio of axial force in this joint model because the load carrying capacity was decreased by flexural and flexural-torsional buckling in case of the ratio of axial force 0.6. (4) The emprical formula to predict the ultimate capacity of joint model to superimpose shearing strength of steel web(H section) and bending strength of reinforced concrete beam was expected.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제15권1호
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• pp.69-76
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• 2003

본 논문에서 새로운 냉간성형 각형강관 T형 접합부의 최대내력과 변형제한치에 대한 연구이다. 새로운 접합부는 지관을 트러스 평면에 대하여 $45^{\circ}$회전시켜서 주관에 용접하는 형상이고, 지관 $45^{\circ}$회전형 T형 접합부 실험결과 중에서 주관 웨브 파괴가 지배하는 접합부만을 대상으로 설정하였다. $16.7{\leq}2{\gamma}(B/T){\leq}33.3$이고 $0.63{\leq}{\beta}(b_1/B){\leq}0.7$ 범위의 지관 $45^{\circ}$회전형 T형 접합부에 대하여, 최대내력을 정의를 위한 변형제한치는 주관폭의 3% 변형량(3%B) 으로 제안하였다. $0.63{\leq}{\beta}{\leq}0.7$ 범위의 기본형에 대한 기존의 항복선모델을 검토하고, 지관 $45^{\circ}$회전형에 대한 내력식을 제안하였다. 제안내력식은 기둥좌굴이론에 근거하고 있고, 냉간성형시 발생한 곡률부분을 고려하였다. 최종적으로 최적화된 주관단면 선택을 위한, 항복응력도와 $2{\gamma}$의 최적조건을 제안하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제58권2호
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• pp.327-345
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• 2016

Many experimental and analytical studies have been conducted with beam-column subassemblages composed of a two-span beam to investigate the progressive collapse resistance of RC frames. Most study results reveal a strength-decreased transition phase in the nonlinear static load-deflection curve, which may induce dynamic snap-through response and increase the chord rotation demand for effective catenary action (ECA). In this study, the nonlinear static response is idealized as a piecewise linear curve and analytical pseudo-static response is derived for each linearized region to investigate the rotation demands for the ECA of the two-span RC beams. With analytical parameters determined from several published test results, numerical analysis results indicate that the rotation demand of 0.20 rad recommended in the design guidelines does not always guarantee the ECA. A higher rotation demand may be induced for the two-span beams designed with smaller span-to-depth ratios and it is better to use their peak arch resistance (PAR) as the collapse strength. A tensile reinforcement ratio not greater than 1.0% and a span-to-depth ratio not less than 7.0 are suggested for the two-span RC beams bridging the removed column if the ECA is expected for the collapse resistance. Also, complementary pseudo-static analysis is advised to verify the ECA under realistic dynamic column loss even though the static PAR is recovered in the nonlinear static response. A practical empirical formula is provided to estimate an approximate rotation demand for the ECA.