• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제8권3호
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• pp.189-196
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• 2004

RC 띠장과 철골 보의 스터드 접합부는 RC 띠장의 춤이 제한되므로 스터드의 인장 및 전단성능이 저하되어 접합부의 휨 및 전단 저항성능이 감소될 수 있다. 특히 RC 띠장-철골 보 접합부는 토압 및 수압에 의한 압축력을 받는다. 본 논문은 압축력과 전단력을 받는 RC 띠장-철골 보 접합부를 대상으로 접합연결재를 개발하기 위한 실험적 연구를 나타내고 있다. 본 연구에서 개발된 접합연결재는 개방형 C형 철근, 폐쇄형 C형 철근, U형 철근 등이다. 실험을 통하여 개발된 접합연결재를 사용한 접합부의 전단성능이 스터드 접합부와 비교된다. 실험결과에서 개발된 접합연결재가 RC 띠장 철골보 접합부의 전단강도를 증가시키는데 매우 효과적임을 나타내었다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제20권2호
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• pp.333-345
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• 2008

프리캐스트 콘크리트 바닥판 교량의 적용이 2거더 교량이나 개구제형 강박스 교량으로 확대되고 있다. 소수거더교에 프리캐스트 바닥판 교량의 적용에서 가장 어려운 점은 완전합성을 확보하기 위해 필요한 전단연결재의 배치이다. 좁은 영역에 많은 연결재를 배치해야 하기 때문에 프리캐스트 바닥판의 단면 손실이 커서 철근의 배치가 어렵게 된다. 이 논문에서는 현재 설계 기준에서 제시하고 있는 스터드 전단연결재의 최소 간격보다 좁은 연결재 간격을 가질 경우의 극한 강도 특성을 정적 실험을 통해 평가하였다. 실험결과로부터 최소 간격보다 좁은 간격으로 배치할 경우에 현재의 설계기준 강도보다 낮은 극한 강도를 발현하는 것으로 나타났고 프리캐스트 슬래브의 보강 혹은 포켓부의 부분보강의 효과로 인해 강도 증진이 나타났다. 그룹 스터드 전단연결부의 설계는 연결재 전단강도와 콘크리트 슬래브의 강도의 상대적인 비로부터 파괴모드를 예측하고 연결재 파괴를 유도할 수 있도록 이루어져야 한다. 실험결과로부터 스터드 간격을 고려한 그룹 스터드 전단연결부의 극한강도에 대한 경험식을 제안하였다. 피로실험을 수행한 결과로부터 이 연구의 실험범위내에서는 그룹스터드 전단연결부의 피로강도 감소가 나타나지 않는 것으로 밝혀졌다. 연구결과를 활용하여 프리캐스트 바닥판의 상세를 개선하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제17권6호
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• pp.1065-1074
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• 2005

Due to lack of information, current design methods to calculate bearing strength of connections are tacit about cases in which hybrid coupled walls have connection details of stud bolts and horizontal ties. In this study, analytical study was carried out to develop model for calculating the connections strength of embedded steel section. The bearing stress at failure in the concrete below the embedded steel coupling beam section is related to the concrete compressive strength and the ratio of the width of the embedded steel coupling beam section to the thickness of the shear walls. Experiments were carried out to determine the factors influencing the bearing strength of the connection between steel coupling beam and reinforced concrete shear wall. The test variables included the reinforcement details that confer a ductile behavior in connection between steel coupling beam and shear wall, i. e., the auxiliary stud bolts attached to the steel beam flanges and the transverse ties at the top and the bottom steel beam flanges. In addition, additional test were conducted to verify the strength equations of the connection between steel coupling beam and reinforced concrete shear wall. The results of the proposed equations in this study are in good agreement with both our test results and other test data from the literature.

• Steel and Composite Structures
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• 제32권6호
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• pp.743-752
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• 2019

Steel and concrete composite structures are commonly applied in multi-story buildings as they maximise the material strength through composite action. Despite the popularity of employing a trapezoidal deck slab, limited experimental data are available under elevated temperatures. The behaviour of the headed shear stud embedded in a transverse trapezoidal deck and solid slab was investigated at both ambient and fire conditions. Twelve push-out tests were conducted according to the ISO 834 standard fire utilising a customised electric furnace. A stud shearing failure was observed in the solid slab specimen, whereas the failure mode was changed from a concrete-dominated failure to the stud shearing in the transverse deck specimen with an increase in temperature. Comparisons between the experimental observations and design requirements are presented. The Eurocode design guidance on the transverse deck slab gives a highly conservative estimate for shear resistance. A new design formula was proposed to determine the capacity of the shear connection regardless of the slab type when the stud shearing occurs at high temperatures.

• Steel and Composite Structures
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• 제47권2호
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• pp.203-216
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• 2023

The composite beam connections often encountered fracture failure in the welded bottom flange joint, and a bottom flange bolted connection has been proposed to increase the deformation ability of the bottom flange joint. The seismic performance of the bottom flange bolted composite beam connection was suffered from both the composite action of concrete slab and the asymmetric load transfer mechanisms between top and bottom beam flange joints. Thus, this paper presents a comprehensive numerical study on the working mechanism of the bottom flange bolted composite beam connections. Three available modelling methods and a new modelling method on the flange-stud-slab interactions were compared. The efficient numerical modeling method was selected and then applied to the parametric study. The influence of the composite slab, the bottom flange bolts, the shear composite ratio and the web hole shape on the seismic performance of the bottom flange bolted composite beam connections were investigated. A hogging strength calculation method was then proposed based on numerical results.

• Steel and Composite Structures
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• 제26권3호
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• pp.375-386
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• 2018

Existing design codes for steel-concrete composite structures give only general information about the shear connection provided by headed studs in group arrangement. Grouting of the openings in prefabricated concrete slabs, where the grouped headed studs are placed in the deck pockets is alternative to cast-in-place decks to accomplish fast execution of composite structures. This paper considers the possibility to reduce the distance between the studs within the group, bellow the Eurocode limitations. This may lead to increased competitiveness of the prefabricated construction because more studs are placed in the group if negative effectives of smaller distances between studs are limited. The main purpose of this work is to investigate these limits and propose an analytical calculation model for prediction of the shear resistance of grouped stud arrangements in the deck pockets. An advanced FEA model, validated by results of push-out experiments, is used to analyze the shear behavior of the grouped stud with smaller distance between them than recommended by EN 1994-1. Calculation model for shear resistance, which is consistent with the existing Eurocode rules, is proposed based on a newly introduced equivalent diameter of the stud group, $d_G$. The new calculation model is validated by comparison to the results of FE parametric study. The distance between the studs in the longitudinal direction and the number of stud rows and columns in the group are considered as the main variables.

• 콘크리트학회논문집
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• 제20권2호
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• pp.231-237
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• 2008

복합 구조 형식인 PSC-강 혼합 거더는 신형식 구조로서 비대칭 경간 구조물이나 장대교량에 적용될 수 있다. 본 연구에서는 매입길이, 보강철근, 스터드, 프리스트레스 힘 등을 변수로 총 14개의 실험체를 제작하여 혼합 거더의 접합부 거동을 분석하고자 하였다. 모든 실험체는 보강철근, 스터드, 강판 등의 순서로 기능을 손실하면서 파괴되었다. 실험 결과에 의하면 접합부의 성능에는 스터드 배치와 보강철근에 비해 프리스트레싱 힘이 상대적으로 큰 영향을 미치는 것으로 분석되었다. 이와 함께 매입길이에 비하여 스터드의 배치가 접합부 성능에 보다 중요한 역할을 하는 것으로 평가되었다. 실험적 연구와 함께 슬립을 고려한 3차원 비선형해석을 수행하였다. 경계면의 거동은 인터페이스 요소와 슬립 물성을 통하여 완전 합성, 부분합성, 비합성으로 분석할 수 있는데 혼합 거더의 접합부 설계에 따른 경계면 거동을 해석과 실험 결과를 통하여 분석하였다. 특히, 스터드 전단연결재가 적용된 혼합 거더는 극한하중 단계에서 부분합성 거동을 나타내며 보강 철근 또한 혼합 거더의 극한강도 증진에 기여하는 것으로 분석되었다.

• Steel and Composite Structures
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• 제20권6호
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• pp.1369-1389
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• 2016

This paper investigates the flexural stiffness of simply supported steel-concrete composite I-beams under positive bending moment through combined experimental, numerical, and different standard methods. 14 composite beams are tested for experimental study and parameters including shear connection degree, transverse and longitudinal reinforcement ratios, loading way are also investigated. ABAQUS is employed to establish finite element (FE) models to simulate the flexural behavior of composite beams. The influences of a few key parameters, such as the shear connection degree, stud arrangement, stud diameter, beam length, loading way, on the flexural stiffness is also studied by parametric study. In addition, three widely used standard methods including GB, AISC, and British standards are used to estimate the flexural stiffness of the composite beams. The results are compared with the experimental and numerical results. The findings have provided comprehensive understanding of the flexural stiffness and the modelling of the composite beams. The results also indicate that GB 50017-2003 could provide better results in comparison to the other standards.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제15권2호
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• pp.109-116
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• 2003

벽체용 박판냉간성형 Lip-C-형강의 구조적인 거동에 관한 연구의 일환으로 횡하중을 받는 스터드 벽체의 휨강도에 관한 실험적인 연구가 수행되었다. 시험체는 3개 또는 4개의 Lip-C-형강 스터드 부재의 양단을 C-형강 트랙으로 고정하여 제작되었다. 실험의 주요 변수는 스터드 복부의 천공 여부, 보강채널(bridge channel)의 간격 및 개수 그리고 보강 채널의 고정 및 스터드 플랜지의 간격 유지용 특수 클립(Clip)의 개수 등이며, 스터드의 인장측 플랜지에 부착된 합판과 석고보드의 벽에 강도에 미치는 영향이 연구되었다. 실험에 의한 휨강도는 AISI시방서(1996)에 근거한 강도와 비교하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제28권5호
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• pp.491-496
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• 2015

합성보의 쉬어코넥트로 널리 사용되고 있는 스터드볼트는 현재 학회규준에 강재의 재질은 용접성을 고려한 SS400이 규정되어 있으며, 그 전단내력의 산정식은 압축강도 $300kgf/cm^2$ 이하의 콘크리트를 대상으로 하고 있다. 한편 합성구조의 보급에 따라 합성보 뿐만 아니라 다른 구조부분에서도 강재과 콘크리트를 결합하는 쉬어코넥트 혹은 다른 용도의 접합재의 필요성과 함께 강재와 콘크리트의 고강도화, 프리캐스트화가 예상된다. 따라서 본 연구에서는 고강도 콘크리트와 강부재를 결합하기 위한 고강도 스터드의 개발을 목적으로 행하여진 일련의 실험결과를 보고하였다. 또한 스터드의 강성을 증대시키기 위한 강관을 이용한 쉬어콘넥트(이하, 파이프 스터드라고 한다)를 고안하였다. 본 논문에서는 고강도 스터드의 용접성, 역학특성에 관한 실험적 검토와 동시에 고강도 고강성 스터드인 파이프 스터드의 강성 내력을 종래의 스터드 볼트와의 비교실험을 하여 파이프 스터드의 유효성을 검증한다.