• Computers and Concrete
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• 제17권2호
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• pp.227-240
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• 2016

An analytical study was conducted to investigate the effect of the shape and spacing of modified inclined studs used as shear connector between concrete and steel plate on the cyclic behavior of steel plate concrete (SC) shear wall. 9 different analysis cases were adopted to determine the optimized shape and spacing of stud. As the results, the skeleton curves were obtained from the load-displacement hysteresis curves, and the ultimate and yielding strengths were increased as the spacing of studs decrease. In addition, the strength of inclined studs is shown to be bigger compared to that of conventional studs. The damping ratios increased as the decrease of stiffness ratio. Finally, with decreasing the spacing distance of studs, the cumulative dissipated energy was increased and the seismic performance was improved.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제16권4호통권71호
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• pp.425-432
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• 2004

강합성교량 상부 구조의 단면 단순화 경향과 더불어 프리캐스트 교량과 같이 전단연결재를 위한 전단포켓의 등간격 배치를 필요로 하는 전단연결부의 설계를 위해서 대직경 스터드가 제안되었다. 25mm 이상의 직경을 가진 스터드 전단연결재에 대한 push-out 실험 결과를 바탕으로 합성보에서의 거동을 평가하기 위하여 40% 합성정도를 가진 부분합성보를 제작하여 정적실험을 수행하였다. 전단연결재의 직경과 배치를 변수로 설계된 부분합성보의 극한 강도 및 수평전단력의 재분배를 평가하고 전단지간내의 스터드들의 그룹파괴를 확인하였다. 전단연결부의 강도가 부분합성보의 강도를 지배하기 때문에 이로부터 전단연결재의 전단강도를 평가하였는데 push-out 실험결과에 비해서 상당히 높은 수준의 강도 증가를 보여주었다. 하중-상대변위 곡선으로부터 대직경 스터드의 합성보에서의 충분한 연성과 하중재분배 능력을 확인하였다. 대직경 스터드를 적용하여 등간격 배치를 할 경우에 정적 거동에는 문제가 없는 것으로 나타났다.

• 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.

• Steel and Composite Structures
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• 제18권2호
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• pp.467-480
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• 2015

The steel-concrete composite decks have high fatigue durability and deformability in comparison with ordinary RC slabs. Withal, the steel-concrete composite deck is mostly heavier than the RC slabs. We have proposed herein a new type of steel-concrete composite deck which is lighter than the typical steel-concrete composite decks. This can be achieved by arranging hollow sectional members as shear connectors, namely, half-pipe or channel shear connectors. The present study aims to experimentally investigate mechanical characteristics of the half-pipe shear connectors under the direct shear force. The shear bond capacity and deformability of the half-pipe shear connectors are strongly affected by the thickness-to-diameter ratio. Additionally, the shear strengths of the hollow shear connectors (i.e. the half-pipe and the channel shear connectors) are compared. Furthermore, shear capacities of the hollow shear connectors equivalent to headed stud connectors are also discussed.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제20권4호
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• pp.519-528
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• 2008

초간편 강합성 바닥판은 H형강을 거더로 활용하면서 교량가설시 H형강의 횡-비틀림 좌굴을 방지하고 공기를 단축시키기 위하여 개발하였다. 또한 초간편 강합성 바닥판과 H형강 거더의 합성거동을 확보하기 위하여 사용되는 전단연결재를 초간편 강합성 바닥판의 강판과 H형강 거더의 연결방식에 따라 연결볼트를 길게 뽑아 스터드를 대체하여 전단연결재로 사용하는 방식과 유공I형강을 전단연결재로 활용하는 방식으로 개발하였다. 본 연구에서는 이렇게 개발한 신형식 전단연결재에 대한 전단내력 평가를 위하여 Push-Out 실험을 실시하고, 기존 전단연결재의 전단내력 평가식과 비교 분석하였다. Push-Out 실험을 통하여 연결볼트는 스터드와 같은 거동을 하는 것으로 확인하였으며, 도로교 설계기준의 전단내력 평가식은 지름이 큰 연결볼트의 전단내력을 과대평가하는 것으로 나타났다. 용접량의 변화에 따른 유공I형강의 Push-Out 실험에서는 용접량이 적은 경우에는 용접부의 전단내력이 지배하였으나, 용접량이 일정정도 이상인 경우에는 일정한 전단내력을 발휘하는 것으로 나타났다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제9권4호
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• pp.400-412
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• 2013

CFT 구조는 내부의 콘크리트와 강관의 합성거동을 위한 전단연결재를 필요로 한다. 하지만, 현행 설계기준에서는 통상적으로 무근콘크리트로 채워지는 CFT 구조에 적용할 수 있는 전단연결재에 대한 설계기준을 제시하고 있지 않다. 본 연구는 강-콘크리트 합성구조에 널리 사용되는 스터드 전단연결재를 CFT 구조에 적용하기 위한 설계기준 즉, CFT 구조에 적용된 스터드 전단연결재의 전단강도를 제안하기 위한 연구의 일환으로 수행되었다. 본 연구에서는 CFT 구조에 적용된 스터드의 전단강도를 결정하는 주된 파괴모드를 검토하기 위하여 무근콘크리트를 적용한 직접전단실험체를 이용하여 실험을 수행하고 파괴모드를 분석하기 위한 유한요소해석을 실시하였다. 직접전단실험 및 유한요소해석결과로부터 CFT 구조에 적용된 스터드 전단연결재의 주된 파괴모드는 콘크리트의 쪼갬파괴이며, 이러한 파괴모드로 인하여 철근콘크리트에 적용된 스터드에 비해 전단강도가 감소한다는 사실을 확인할 수 있었다.

• Steel and Composite Structures
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• 제23권2호
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• pp.239-250
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• 2017

In the concept of two-parameter fatigue failure criterion, the material fatigue failure is determined by the damage degree and the current stress level. Based on this viewpoint, a residual strength degradation model for stud shear connectors under fatigue loads is proposed in this study. First, existing residual strength degradation models and test data are summarized. Next, three series of 11 push-out specimen tests according to the standard push-out test method in Eurocode-4 are performed: the static strength test, the fatigue endurance test and the residual strength test. By introducing the "two-parameter fatigue failure criterion," a residual strength calculation model after cyclic loading is derived, considering the nonlinear fatigue damage and the current stress condition. The parameters are achieved by fitting the data from this study and some literature data. Finally, through verification using several literature reports, the results show that the model can better describe the strength degradation law of stud connectors.

• 콘크리트학회논문집
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• 제20권5호
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• pp.573-581
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• 2008

본 연구에서는 무지주 지하합성벽에서 흙막이용 H-말뚝과 콘크리트 벽체의 전단성능을 구명하고 특히 전단 연결재를 폼타이로 대체하였을 경우의 폼타이 직경에 따른 전단성능 평가와 폼타이의 배치 방법에 따른 전단성능을 평가할 수 있는 방안을 제시하고 있다. 지하합성벽의 전단성능을 평가하고자 폼타이의 직경, 배치 방법, 전단연결재를 폼타이로 대체하였을 경우를 주요변수로 선정하여 6개의 실험체를 제작하였다. 폼타이의 직경에 따라서는 전단성능이 효과적인 것으로 나타났으며, 폼타이 배치에 따라서는 거의 유사한 전단성능을 발휘하였으며, 전단연결재를 폼타이로 대체한 경우에서는 전단성능이 10% 정도 크게 나타나 무지주 지하옹벽에 적용가능한 것으로 판단된다. ACI 349-06과 PCI, ACI 318-05, AISC 360-05에서 제시하고 있는 식으로 계산한 결과와 실험 결과를 비교하였을 경우 전단연결재의 전단 강도를 ASIC 식이 가장 유사하게 나타내고 있음을 볼 수 있다. 또한 콘크리트와 철골부재의 접합면에 생기는 마찰력에 추후 연구를 통한 전단내력을 평가할 경우 지하합성벽의 전단내력을 예측할 수 있을 것으로 판단된다.

• Steel and Composite Structures
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• 제25권6호
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• pp.705-716
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• 2017

The objective of this study is to investigate the actual behavior of studs in structures under earthquake load through laboratory tests and numerical simulation. A test program including eighteen specimens was devised with consideration of different concrete strengths and stud diameters. Six of specimens were subjected to monotonically increasing loading while the others were subjected to cyclic loading. Mechanical behavior including the failure mechanism, load-slip relationship, stiffness degradation, energy dissipation and the damage accumulation was obtained from the test results. An accurate numerical model based on the ABAQUS software was developed and validated against the test results. The results obtained from the finite element (FE) model matched well with the experimental results. Furthermore, based on the experimental and numerical data, the design formulas for expressing the skeleton curve were proposed and the simplified hysteretic model of load versus displacement was then established. It is demonstrated that the proposed formulas and simplified hysteretic model have a good match with the test results.

• 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.