• 한국공간구조학회논문집
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• 제6권1호
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• pp.45-54
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• 2006

A steel frame is one of the most commonly used structural systems due to its resistance to various types of applied loads. Many studies have been conducted to investigate the effects of connection flexibility, support conditions, and beam-to-column stiffness ratio on the story drift of a frame. Based on the results of these studies, several design guides have been proposed. This research has been conducted to predict the actual behavior of a double angle connection, and to establish its effect on the story drift and the maximum allowable load of a steel frame. For these purposes, several experimental tests were conducted and a simplified analytical model was proposed. This simplified analytical model consists of four spring elements as well as a column member. In addition, a point bracing system was proposed to control the excessive story drift of an unbraced steel frame.

• 콘크리트학회지
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• 제7권1호
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• pp.156-164
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• 1995

기둥의 축력-모멘트-곡률곡선으로 결정된 등가강성을 이용하여 P-${\Delta}$- 해석을 수행하는 방법은 횡화중을 받는 철근콘크리트 장주의 극한지지력을 비교적 정확하게 예측할 수 있으나 실무설계에 이용하기에는 복잡한 방법이다. 보다 효율적인 해석과정을 위하여 시방서상 사용가능한 기둥단면에 대한 축력-모멘트-곡률곡선과 이에 따른 등가강성을 구하고, 이를 간편하게 계산할 수 있는 등가강성식을 제안하였다. 제안된 강성식을 P-${\Delta}$ 해석법과 모멘트확대법에 적용하여 실험치와 비교하여 해석의 정확도를 확인하였다. 횡하중을 받는 철근콘크리트장주의 설계시 제안된 강성식을 입력자료로 이용한다면 좀더 간편하게 P-${\Delta}$ 해석을 수행할 수 있을 것이며, 시방서에서 규정된 모멘트확대법의 기둥강성식 대신 사용한다면 모멘트확대법의 정확도를 향상시킬 수 있을 것이다.

• Steel and Composite Structures
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• 제52권1호
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• pp.77-87
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• 2024

Analytical methods for assessment of the out-of-plane buckling of unbraced top chords of truss bridges may look obsolete while comparing them to finite element analysis. However they are, usually, superior when rapid assessment is necessary. Analytical methods consider the top chord as a bar on elastic supports provided by bracing (Holt, Timoshenko). Correct assessment of the support elasticity (stiffness) is crucial. In the case of truss bridge spans of traditional structural layout (cross-beams at the truss chord nodes only), the elasticity may be set based on the analysis of the, so called, U-frame stiffness. Here the analyses consider the U-frame itself (a pair of verticals and a cross-beam) or the U-frame with adjacent diagonals or the pair of diagonals (in the absence of verticals) and the members of the bottom chord in the adjacent panels. For all the cases, the stability analysis of the chord as a bar in compression is necessary. Unfortunately, the method cannot be applied to contemporary truss bridges without verticals, that usually have independent cross-beam decks (the cross-beams attached to truss chords at their nodes and between them). This is the motivation for the analysis resulting in the method of setting the stiffness of the equivalent U-frame for the aforementioned truss bridges. Truss girders of both, gussetless and gusseted, joints are taken into account.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제22권4호
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• pp.325-334
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• 2010

본 연구에서는 반강접 접합부 배치에 따른 구조물 거동특성을 파악하기 위하여 KBC2005 건축구조설계기준으로 비가새 5층 철골 구조물을 설계하여 모든 접합부를 완전 강접합부과 반강접 접합부로 이상화한 경우 그리고 반강접 접합부를 수직배치 및 수평배치한 경우에 대하여 푸쉬오버 구조해석을 실시하였다. 철골 보 및 기둥의 모멘트-곡률관계는 화이버모델을 이용하여 확인하였으며 반강접 접합부의 모멘트-회전각 관계는 3-매개변수 파워모델을 이용하여 나타내었다. KBC2005 등가정적횡하중을 받는 2차원 구조물에 대한 푸쉬오버 구조해석을 실시하여 지붕충변위, 밑면전단력, 접합부 요구연성도, 소성힌지 발생순서 그리고 초과강도계수, 연성계수, 반응수정계수와 같은 설계계수 등을 확인하였다. 반강접 접합부를 부분적으로 사용하면 모든 접합부에 반강접 접합부를 사용한 골조 보다 큰 강도 및 강성도를 확보 할 수 있었고 모든 접합부에 강접 접합부를 사용한 골조 보다 큰 연성능력을 확보할 수 있었다. 초과강도계수는 기준과 비슷하였지만 반응수정계수는 기준 보다 훨씬 큰 값을 보였다. TSD 접합부는 예제 구조물에서 경제성과 안전성을 확보할 수 있음을 확인할 수 있었다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제22권4호
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• pp.313-324
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• 2010

본 연구에서는 반강접 접합부 배치에 따른 구조물 거동특성을 파악하기 위하여 KBC2005 건축구조설계기준으로 비가새 5층 철골 구조물을 설계하여 모든 접합부를 완전 강접합부와 반강접 접합부로 이상화한 경우 그리고 반강접 접합부를 수직배치 및 수평배치한 경우에 대하여 비탄성 시간이력 구조해석을 실시하였다. 철골 보 및 기둥의 모멘트-곡률 관계는 화이버모델을 이용하여 확인하였으며 반강접 접합부의 모멘트-회전각 관계는 3-매개변수 파워모델 그리고 철골 보, 기둥 및 접합부의 이력거동은 3-매개변수 모델을 이용하여 나타내었다. 4개 지진파에 대한 재현주기 2400년 위험수준에 해당하는 최대지반가속도와 5% 층간변위에 대한 푸쉬오버 구조해석의 최대밑면전단력 발생 최대지반가속도에 대하여 시간이력 구조해석을 실시하여 밑면전단력, 지붕층 변위, 층간변위, 접합부 요구연성도, 기둥, 보 및 접합부의 최대휨모멘트 그리고 소성힌지 분포 등을 확인하였다. 반강접 접합부를 수직적으로 외부에 배치할수록 최대밑면전단력과 층간변위는 감소하며, 수평적으로 상부층에 배치할수록 접합부 요구연성도가 감소하였다. 푸쉬오버 구조해석과 시간이력 구조해석에서 최대층간변위 발생 위치가 다르고 크기는 푸쉬오버 구조해석에서 과대평가되었다. 밑면전단력, 층간변위 및 접합부 요구연성도를 위한 가장 바람직한 반강접 접합부 배치는 수직적으로 외부에 배치하는 것이다.

• Coupled systems mechanics
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• 제2권4호
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• pp.329-348
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• 2013

This study aims at observing the coupling behaviours between suspended ceilings and partition walls in terms of their global seismic performance using full-scale shake table tests. The suspended ceilings with planar dimensions of $6.0m{\times}3.6m$ were tested with two types of panels: acoustic lay-in and metal clip-on panels. They were further categorized as seismic-braced, seismic-unbraced, and non-seismic installations. Also, two configurations of 2.7 m high partition wall specimens, with C-shape and I-shape in the plane layouts, were tested. In total, seven ceiling-partition-coupling (CPC) specimens were tested utilizing a unidirectional seismic simulator. The test results indicate that the damage patterns of the tested CPC systems included failure of the ceiling grids, shearing-off of the wall top railing, and, most destructively, numerous partial detachments and falling of the ceiling panels. The loss of panels was mostly concentrated near the center of the tested partition wall. The testing results also confirmed that the failure mode of the non-seismic CPC systems was brittle: The whole system would collapse suddenly all at once when the magnitude of the inputs hit the capacity threshold, rather than displaying progressive damage. Overall, the seismic capacity of the unbraced and braced CPC systems could be up to 1.23 g and 2.67 g, respectively; these accelerations were both achieved at the base of the partition wall. Nonetheless, for practical applications, it is noteworthy that the three-dimensional nature of seismic excitations and the size effect of the ceiling area are parameters that exacerbate the CPC's seismic response so that their actual capacity may be dramatically decreased, leading to important losses even in moderate seismic events.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제22권4호
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• pp.293-303
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• 2010

본 연구는 강구조 설계기준(KBC 2009)에서 골조 안정성 평가를 위해 제시한 하중증폭계수를 적용한 직접해석법의 적용 방법에 따른 영향을 해석적 방법을 통해 평가하는데 목적이 있다. 이를 위해 KBC 2009에서 제안하고 있는 가상수평하중 적용 방법, 휨강성 감소 방법, B2 계수 산정 방법 등을 각각 적용한 직접해석을 3층 1스팬 및 5층 3스팬 비가새 강구조 골조에 대해 실시하고, 그 해석 결과를 2차 비탄성 해석 결과와 비교하여 각 적용 방법의 영향을 평가하였다. 직접해석법 적용 방법 이외에 외적 요인의 영향을 고찰하기 위해 골조의 규모, 기둥의 축력비, 축력의 층별분포 등도 변수로 추가하였다. 연구 결과 소요압축강도는 직접해석법 적용 방법에 따른 차이가 크지 않은 것으로 나타났으며, 소요휨강도는 가상수평하중 누계 및 추가 적용, 층강성 개념 B2 계수를 직접해석법에 적용시 적절한 결과를 나타내었다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제19권5호
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• pp.503-513
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• 2007

구조물의 지진응답은 구조물의 강성도에 영향을 미치는 접합부의 특성에 영향을 받는다. 본 연구에서는 합성반강접 접합부를 갖는 2차원 8층 비가새 철골구조물에 대하여 동적 비선형 해석 프로그램을 이용한 푸쉬오버 해석과 시간이력해석을 실시하여 구조물의 거동을 예측하였다. 접합부 비선형 모멘트-회전 특성, 합성보 및 철골기둥의 재료 비선형 특성을 고려하여 구조해석을 실시하였다. 합성반강접 접합부를 완전 강접합부로 이상화하면 푸쉬오버 해석에서 구조물의 초기강성도와 종국강도가 증가되었고 시간이력해석에서는 밑면전단력, 최대층간변위, 보 및 기둥에 발생되는 최대 휨모멘트가 접합부 강성 및 이력거동의 영향을 받았다. 최대지반가속도가 0.4g인 지진파에 대하여 합성반강접 구조물에서는 FEMA 273의 최대 층간변위에 대한 인명손상방지 기준을 만족하였으며 보와 기둥이 비탄성 거동을 경험하지 않은 반면 완전 강접합부로 이상화한 구조물에서는 보 및 기둥이 비탄성 거동을 경험하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제19권5호
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• pp.493-501
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• 2007

최근, 국내에서는 물량절감과 경제성 확보를 목적으로 변단면 부재의 적용이 활발히 이루어지고 있으나 재료비선형을 이용한 설계방법으로는 취성파괴의 문제점에 대한 명확한 해결책을 제시하지 못하고 있으며, 변단면 부재의 초기변형, 폭두께비, 웨브 스티프너, 횡지지 거리등에 관한 연구가 부족한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 기존에 연구된 이론식과 재료 및 기하 비선형 해석으로 신뢰성이 입증된 범용 유한요소 해석 프로그램인 ANSYS 9.0을 이용하여 춤이 큰 변단면 H형 보의 해석 모델을 완성하고 실험결과를 바탕으로 판-폭두께비와 비지지거리를 주요변수로 좌굴 및 극한내력을 평가하여, 웨브의 판폭두께비가 클 경우 좌굴내력이 감소하며, 횡 비지지 거리를 짧게 할 경우 연성능력을 향상시킬수 있음을 확인 하였다.

• Wind and Structures
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• 제18권5호
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• pp.497-510
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• 2014

Seismic and wind load performances of buildings are commonly improved by using bracing systems. In practice, standard bracing systems, such as X, Y, V, and K types are used. To determine the appropriate bracing type, the designer uses trial & error method among the standard bracings to obtain better results. However, using topology optimization yields more efficient bracing systems or new bracing can be developed depending on building and loading types. Determination of optimum bracing type for minimum deformation on a building under the effect of wind load is given in this study. A new bracing system is developed by using topology optimization. Element removal method is used to determine and remove the comparatively inefficient materials. Optimized bracing is compared with proposed bracing types available in the related literature. Maximum deformation value of building is used as performance indicator to compare effectiveness of different bracings to resist wind loads. The proposed bracing, yielded 99%, deformation reduction compared to the unbraced building.