• 한국지진공학회논문집
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• 제3권4호
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• pp.61-70
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• 1999

1994년 Northridge 지진과 1995년 Kobe 지진에서 많은 철골구조물의 보-기둥 접합부에 발생한 규열은 내진성능이 우수한 것으로 알려진 모멘트 저항 철골골조의 내진성능 개선에 대한 연구필요성을 제시하였다 일반적으로 모멘트 저항 골조가 강한 지진을 받을 때 보-기둥 접합부는 강도의 저하없이 소성 회전변형능력이 0.015이면 만족할 수 있다고 한다. 본 연구의 목적은 강한 지진하중에서도 철골구조의 보-기둥 접합부에서 용접부의 균열이 방지되고 연성적으로 충분한 에너지를 흡수하고 소산할 수 있는 접합부의 형태를 제안하고 그 거동을 조사하는 것이다 본 연구에서는 접합부의 형태를 제안하였으며 실험을 통하여 그 거동을 분석하였다 제안된 접합부 시험체에 대한 실험결과는 용접부에 균열이 발생하지 않았으며충분한 변형능력을 나타냈다.

• Steel and Composite Structures
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• 제6권1호
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• pp.71-85
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• 2006

This paper presents the results of a series of tests carried out on cold-formed steel rectangular hollow and concrete infilled beam to column connections and frames. A stub column was chosen such that overall buckling does not influence the connection behaviour. The beam chosen was a short-span cantilever with a concentrated load applied at the free end. The beam was connected to the columns along the strong and weak axes of columns and these connections were tested to failure. Twelve experiments were conducted on cold-formed steel direct welded tubular beam to column connections and twelve experiments on connections with concrete infilled column subjected to monotonic loading. In all the experiments conducted, the stiffness of the connection, the ductility characteristics and the moment rotation behaviour were studied. The dominant mode of failure in hollow section connections was chord face yielding and not weld failure. Provision of concrete infill increases the stiffness and the ultimate moment carrying capacity substantially, irrespective of the axis of loading of the column. Weld failure and bearing failure due to transverse compression occurred in connections with concrete infilled columns. Six single-bay two storied frames both with and without concrete infill, and columns loaded along the major and minor axes were tested to failure. Concentrated load was applied at the midspan of first floor beam. The change in behaviour of the frame due to provision of infill in the column and in the entire frame was compared with hollow frames. Failure of the weld at the junction of the beam occurred for frames with infilled columns. Design expressions are suggested for the yielding of the column face in hollow sections and bearing failure in infilled columns which closely predicted the experimental failure loads.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제28권5호
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• pp.345-354
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• 2016

최근 합성 보-기둥 접합부를 위한 복합모멘트접합(hybrid moment connection)상세가 개발되었다. 기둥으로 팔각형태의 콘크리트 충전강관이 사용되었고, 보에는 U단면 콘크리트 충전강관이 사용되었다. 보-기둥 모멘트접합을 위해 보 강관은 기둥 강판에 직접 용접되었다. 하지만 보 하부 플랜지는 응력집중을 피하기 위하여 기둥 강판에 용접되지 않았고, 대신 보 플랜지의 인장력을 전달하기 위해 기둥 관통철근이 사용되었다. 기존 외다이어프램 보강상세 및 복합모멘트접합 상세를 갖는 총 4개의 실험체를 제작하고, 반복하중실험을 수행하였다. 실험결과 복합모멘트접합 상세는 보 플랜지의 인장력이 기둥 내부로 효과적으로 전달되었다. 또한, 하중재하능력 및 변형능력이 기존 외다이어프램 상세와 거의 동일한 수준으로 나타났다. 하지만, 최종 접합부 파괴모드는 복합모멘트접합 상세에 따라 영향을 받았다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제26권4호
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• pp.263-275
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• 2014

본 연구에서는 SRC 기둥-H형단면과 U형단면으로 구성된 합성보 접합부에 관해서 반복가력실험을 실시하였다. 합성보에 관한 핵심요소는 H형단면과 U형단면 간 용접접합부의 구조적 성능이다. 이 두 부재 접합부의 성능을 향상시키기 위해서는 수직스티프너와 사다리꼴 스티프너가 필요하다. 접합부의 반복적인 성능을 평가하기 위해서 5개의 실대형 실험체를 계획하였으며, 실험변수는 H형단면의 크기($H-500{\times}200{\times}10{\times}16$, $H-600{\times}200{\times}11{\times}17$), 스티프너와 상부근의 유무 및 용접접근공(WAH)의 유무 등이다. 실험결과, H-500 시리즈 및 H-600 시리즈 보가 있는 실험체의 회전각은 각각 4%와 3%로 나타났으며, 이는 특수모멘트골조와 중간모멘트골조에 요구되는 값이다. 실험결과는 스티프너와 상부근이 있는 실험체의 변형능력이 그렇지 않은 실험체에 비해서 우수한 결과를 보였다. 끝으로, 실험체의 에너지소산능력과 변형도 분포를 요약하였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제8권3호
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• pp.243-264
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• 2008

This paper details a testing facility ("NATURAL FIRE FACILITY") that allows closely-controlled experimental testing on full-scale sub-frames while reproducing the spatially transient temperature conditions measured in real fires. Using this test facility, an experimental investigation of six steel sub-frames under a natural fire was carried out at the Department of Civil Engineering of the University of Coimbra. The main objective of these tests was to provide insight into the influence of these connection types on the behaviour of steel sub-structures under fire. The experimental layout is defined by two thermally insulated HEA300 columns and an unprotected IPE300 beam with 5.7 m span, supporting a composite concrete slab. Beam-to-column connections are representative of the most common joint type used on buildings: welded joints and extended, flush and partial depth plate. Finally, the available results are presented and discussed: evolution of the steel temperature; development of displacements and local deformations and failure modes on the joints zone.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제26권5호
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• pp.385-396
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• 2014

1994년 미국 노스리지 지진 당시 상당 부분의 피해가 보 하부 플랜지에서 발생하였는데, 이의 원인으로 여러 가지가 거론되었지만 바닥슬래브와 합성작용에 의한 중립축 상승이 주요한 역학적 원인으로 인정되고 있다. 국내의 경우 지진에 저항하는 모멘트골조에 속하는 보(moment frame beam)의 경우에 순철골보로서 설계하고도 실제 시공시에는 보 상부 플랜지에 전단스터드를 필요 이상으로 과도하게 배치하는 오랜 관행이 존재하고 있어 내진성능 확보 차원에서 문제를 유발할 소지가 있다. 본 논문에서는 의도하지 않은 또는 과도한 합성작용이 내진성능에 미치는 부작용을 실물대 실험을 통해 재현하고 이의 개선방향을 모색하고자 하였다. 국내 관행에 따른 접합상세와 합성바닥구조를 갖는 실험체(PN700-C)의 경우, 합성도가 23% 정도임에도 불구하고, 상부플랜지 압축응력에 대해 중립축이 현저히 상승하였고 결국 3% 층간변위에서 콘크리트 압괴를 수반하면서 하부플랜지 취성파단이 발생하였다. 반면 합성바닥이 포함되어 있으나 합성작용이 최소화되도록 설계된 RBS접합부실험체(DB700-C)는 순철골(비합성) RBS접합부실험체(DB700-NC)와 유사한 이력거동을 보이면서 어떤 취성파괴도 없이 5% 수준의 뛰어난 층간변형 능력을 발휘하였다. 본 연구결과는 강구조접합부의 내진보강이나 신축에 있어 모멘트골조에 속한 철골보 및 접합부는 바닥구조와의 합성작용이 최소화되도록 설계 및 시공되어야 함을 시사한다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제19권6호
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• pp.751-760
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• 2007

본 연구에서는 Welded Unreinforced Flange-Bolted web(WUF-B) 접합부로 설계된 골조의 내진 성능 평가를 수행 하였다. WUF-B 접합부의 설계는 FEMA 350에서 제시한 방법을 사용하였으며, FEMA 350에 따르면 WUF-B 접합부 골조를 보통모멘트 골조(Ordinary Moment Resisting Steel Frames: OMFSFs)로 사용을 제한하고 있다. 이를 위해 WUF-B 접합부 실험결과를 바탕으로 패널존 강도 비를 변수로 하여 Post-Northridge WUF-B 접합부 해석 모델을 제안하였다. 이 해석 접합부 모델을 이용하여 SAC Phase II에서 사용된 3층, 9층 골조를 모델링 하고 내진 해석을 수행하였다. 해석 방법 중 비선형 정적 푸쉬오버 해석을 통하여 Post-Northridge 접합부 골조의 연성능력과 최대 모멘트 강도비, 최대 층간변위비를 구하였고, Incremental Dynamic Analysis(IDA)를 통해 각 성능 레벨(IO, CP)지점에서의 최대 층간변위비를 구하였다. 해석 결과는 Pre-Northridge 접합부 골조와 ductile 접합부 골조의 성능과 비교 검토 하였으며 접합부 상세 보강이 이루어진 Post-Northridge 접합부 골조의 성능이 Pre-Northridige 접합부 골조보다 향상된 것을 확인 할 수 있었다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제20권3호
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• pp.445-454
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• 2008

철골모멘트접합부에 관한 이전의 연구에 의하면 RHS 기둥과 기존의 스캘럽을 가진 접합부실험체의 변형능력은 매우 열등했고, 보단부의 응력집중은 보에서 기둥으로 전달되는 모멘트의 전달효율에 영향을 받는다는 사실을 실험이나 해석적으로 밝혔다. 본 연구는 보강된 RBS 접합부와 용접수평스티프너를 사용한 효고현남부지진 이전에 지어진 모멘트 접합부를 내진보강하는데 주안점을 두었다. 이러한 내진보강은 시공성과 경제성을 고려하여 보의 하부플랜지에만 실시하였다. 접합부의 내진보강방법을 발견하고 이를 향상시키기 위해서 비선형유한요소해석을 통해서 다양한 변수를 바탕으로 한 파라메타 연구를 실시하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제10권4호통권37호
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• pp.629-639
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• 1998

본 연구에서는 반복재하 실물대 실험에 의해 철골 모멘트접합부(column-tree 형식)의 내진거동을 평가하였다. 시험체는 $H-600{\times}200$ (보) 및 $H-400{\times}400$ (기둥) 계열의 SS41 (SS400) 압연형강으로 제작되었으며 보에 대한 패널존의 상대강도를 실험의 주요변수로 고려하였다. 본 실험결과에 의할 때 패널존의 강도가 클수록 열등한 내진성능을 보였다. 시험체의 모멘트 접합부에서 접합부의 파괴 이전까지 발휘된 총소성회전각은 1.8 (% rad)에서 3 (% rad) 범위에 있었다. 시험체의 접합부는 보플랜지 열영향부의 파단 또는 기둥플랜지 두께방향의 뽑힘으로 인하여 파괴되었다. 비록 제한된 실험자료이긴 하나 본 연구의 결과는 보에만 항복을 유발하는 것 보다는 패널존의 항복도 허용하는 것이 접합부의 전체적 소성변형능력을 높이는데 유리할 것임을 시사한다. 이러한 실험결과를 역학적으로 설명할 수 있는 모델도 제시하고자 하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제9권4호통권33호
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• pp.611-623
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• 1997

연직하중을 받는 콘크리트충전 원형강관기둥 외다이아프램 접합부의 거동을 파악하고자 실험을 통하여 그 내력을 평가하고 각 변수에 따른 영향도를 분석하였다. 이를 위해 다층골조의 보-기둥을 실물크기 1/4규모로 모델화시켜 총 20개의 실험체를 제작하였으며 스티프너 보강유무, 스티프너 폭, 강관두께, 강관과 스티프너의 용접유무 등을 주요변수로 두어 본 연구를 수행하였다.