In this work, we deal with the feasibility of structural topology optimization for beam designs using retrofits that optimally allocates the reinforcement to the web under the condition that designers set bolt regions for H-beams of different dimensions. Mean compliance or minimal strain energy is considered for the optimization. Volume fraction is given to the design space to assign appropriate steel material quantities. The purpose of this study is to evaluate optimal shapes of stiffeners with the maximum rigidity that improves the axial and shear performance of the H-beam and to satisfy a given safety design standard of H-beam and stiffeners in case arbitrary load effect and resistances. Finally, the effectiveness of stiffness-based topology optimization on stiffeners is verified with several practical applicable examples.

PS 강거더의 비선형, 비탄성 거동에 대한 편향부 효과를 조사하기 위하여 PS 시스템의 거동특성에 대한 실험적 및 이론적 연구를 수행한다. 이를 위하여 H빔, 편심을 갖는 직선 케이블, 정착부, 그리고 편향부를 갖는 4개의 시험체를 제작하여 2점 하중에 의한 파괴거동시험을 수행한다. 또한, 편향부가 없는 경우와 등간격으로 3개의 편향부가 설치된 경우의 PS 시스 템에 대하여 면내 변형이론을 새로이 정식화하고 symbolic 연산을 수행할 수 있는 메스메티카를 이용하여 비선형해를 구한다. 실험 및 이론적 연구의 타당성을 검증하기 위하여 박벽보요소, 강성이 매우 큰 보요소, 그리고 케이블-트러스요소로 구성되는 유한요소모델을 구축하고 비탄성해석을 수행하여 그 결과를 실험결과 및 해석해와 비교한다. 결과적으로 외부에 설치된 비부착 편향부로 인하여 H빔의 횡변위가 강하게 구속되어 PS 시스템의 강성 및 파괴강도는 편향부가 없는 경우와 비교할 때 크게 증가한다.

대공간 단층래티스 돔의 골조프레임 재질로는 알루미늄, 목재, 그리고 강재 등이 사용된다. 소규모 돔에서는 알루미 늄, 목재 등이 사용되는 사례도 많이 있지만, 300m 이상의 대공간 돔에서는 강재를 주로 사용하며, 강재의 단면 형상은 강관 또는 H형강 등이 유리하다. H형강은 기성재가 시중에 판매되고 있어 다양한 종류를 선택할 수 있으며, 지붕 마감 공사 시 시공 성이 우수하다. 본 연구의 목적은 H형강 단면을 사용한 스팬 300m 단층래티스 돔의 좌굴특성을 연구하는 것이다.

최근 친환경에 대한 관심의 증가로 목조주택에 대한 수요가 증가하고 있다. 하지만, 목구조의 물성치에 대한 연구와 설계에 대한 지침 및 시공상세는 매우 부족하고 이에 대한 연구도 미흡하여 실무자들이 구조설계 및 시공을 하는데 많은 어려움을 겪고 있다. 특히, 내진성능이 중요시 되고 있는 현시점에서 내진성능을 확보할 수 있는 접합부의 개발이 요구된다. 따라서, 이 연구에서는 다른등급구성집성재에 대한 휨실험과 압축실험을 수행하여 재료의 물성치에 대한 소재시험을 진행하였다. 제안된 접합부의 구조성능을 검증하기 위하여 접합부에 반복하중을 가력하는 실험을 수행하였다. 또한, 진행한 재료시험의 결과를 사용하여 접합부에 대하여 유한요소해석을 진행하였다. 실험 및 해석결과 개발된 접합부는 충분한 구조성능을 확보할 수 있을 것으로 판단된다.

The TRM method applied in this study is a method aiming at long span and low girder hight of the temporary bridge. When the preload is introduced to the girder member and the preload is removed after by welding the stiffener, a prestress is introduced through the stiffener to increase the load capacity of the member. Therefore, in this study, the structural performance improvement through the application of the TRM method was verified experimentally by the bending tests of the specimens with and without the TRM method.

Main topics in this study is a new structural detail for connection between H-Steel or SRC column and flat plate slab. We carried out to evaluate the punching shear performance of H-steel or SRC column + RC slab system for vertical load and lateral load. From the test results structural characteristics - yield moment, yield rotation, maximum moment, deformation capabilities ect. - are obtained and evaluated. In this paper as a shear reinforcement for supporting region of plate closed stirrup type and shear band are used, and their test results are compared.

An experimental study was carried out to evaluate the punching shear performance of H-steel column + RC slab system for vertical load. Three specimens were constructed for interior column-slab system. All specimens were the same configuration and material properties except for columns such as RC column+flat plate slab and H-Steel column+flat plate slab. From the test results structural characteristics (maximum proof stress, maximum displacement, deformation capabilities and so on) are obtained and evaluated.

The flat plate slab system have many good features, which are design flexibilities, saving of story-height and economy of construction etc. But the study of flat plate slab system for H-steel column have been rare both at home and abroad. Recently high-rise residential and commercial buildings have been constructed in urban areas in Korea. The suggested dowel connection system is more likely to adoptable because it remarkably contribute to save inter story height and also to have many advantages compared with conventional steel works such as H-Steel frame + Deck plate slab system. This study aims at developing design method and program for connection between H-Steel column and flat plate slab system, which contribute to save significantly inter-story height.

This study presents an experimental study of the structural behavior for steel plate-concrete column-to-steel girder connections. Experiments were carried out to investigate the moment-rotation characteristics, failure behavior and ultimate moment capacity of these connections. The results of this experimental study involving three welded moment-resisting connections subjected to cyclic loading are presented. The specimens were fabricated at full scale to evaluate their hysteretic behavior. A description of the test specimens, the details of the joint, the test system and the testing methods are described. The test results showed that the structural behavior of these composite connections was influenced by the connection details.

This study proposed proposes a retrofitting method using an H‐beam frame to improve the seismic performance of non‐seismic designed reinforced concrete frames. To evaluate the seismic performance with the H‐beam frames, a cyclic lateral load test was performed and the experimental result was compared with the bared frame, and a masonry infilled RC frame. The results was were analyzed regarding aspects of the load‐displacement hysteresis behavior, effective stiffness, displacement ductility, and cumulative energy dissipation. AlsoIn addition, it was possible to prove both an increase of in the maximum load capacity, effective stiffness, and energy dissipation capacity using the H‐beam frame.

2001년 9월 11일 세계무역센터 붕괴 후. 그리고 지진발생시 빈번히 발생하는 건물의 화재피해 때문에 구조부재의 내화에 대한 사회적 관심이 증대되었다. 최근에는 전통적인 방법이 아니라 콘크리트의 내화성능과 철골의 구조적 특성을 복합한 내화성능이 향상된 합성구조에 대한 연구가 진행 중이다. 본 논문에서는 내화성능향상을 목적으로 개발된 부분적으로 철근콘크리트로 채워진 H형강-국부 콘크리트 합성 보의 상온에서의 휨 거동을 조사하기 위하여 몇 가지 합성상세를 갖는 실험체들의 휨실험을 실시하였다. 실험결과 6\~8의 변위 연성계수를 얻었다. 콘크리트와 철골의 일체화를 위한 합성상세간의 횡 거동 차이는 미미하였고, 극한 휨 강도에 가장 영향을 주는 것은 배근된 주철근 양임을 알 수 있었다. 따라서 중진 지역의 내진설계시 이 타입의 합성보를 사용하면 단일 H형강에 철근배근만 달리하여 상당부분의 층에서의 보의 춤을 동일하게 유지할 수 있다.

본 논문은 화재시 온도상승에 따른 H-형강 기둥의 내력에 관한 연구이다. 주요 매개변수는 온도, 세장비와 하중비이다. 온도 상승시 강재의 물리적 특성은 EC3 Part1.2에 따랐다. 온도상승에 따른 국부좌굴의 임계온도는 재료의 항복강도와 판폭두께비가 클수록 더 낮아진다. 균등한 열을 받는 철골 기둥의 내혁 평가는 LRFD에 따른 축력과 강축 및 약축 모멘트에 대하여 고려하였다.

본 논문은 기존 RC 보강방법인 철골프레임 적용방법의 단점을 보완하고자, 접합철물을 최소화하고 팽창형 모르타르를 사용하여 H형강 프레임을 기존 RC 골조에 보강하고자 하였다. 철골프레임 적용 유․무를 변수로 RC 골조에 대한 반복가력실험을 실시하여 내진성능을 평가하였다. 철골프레임을 적용한 RC 골조의 최대내력이 기존 RC 골조에 비해 약 1.4배 향상되었으며, 등가점성감쇠비 평가결과 또한 평균 2.4% 향상되어 에너지 소산능력이 개선되었다. 유한요소해석결과 해당 실험결과가 신뢰성을 가질 수 있는 것으로 판단된다.

This paper was conducted to evaluate structural performance of modular system connection with bracket. It was evaluated to two external connection specimens and two internal connection specimens. As a result of experiment, excessive shear deformation of the bracket was observed in all of the specimens. However, all of the specimens satisfied the requirement for intermediate moment frames (IMF) targeted in the experiment.

The objective of the study is to compare theoretical displacement and strain values with those obtained from experiment. The elastic load method was used to obtain the theoretical values. For comparison purpose, H-beams were tested using a three point bending test method. The load-displacement and load-strain curves from the experiment were compared to those from the theory. According to the comparison, displacement was in good agreement with less than 10% difference. Strain values showed difference ranging from approximately 11 to 30%.

In this study, experiment using H-beam specimens was carried out and finite element analysis was conducted using the same method as the test. As a result, although experimental strength value was approximately 10% higher than analytical value, load-strain relationships from the experiment and analysis were relatively similar to each other.

최근 도심지에 건설되는 건축물의 초고층화는 기둥에 작용하는 하중을 증가시켜 기둥단면 증가와 사용면적 확보의 어려움을 발생 시키고 있다. 이에 최근에는 CFT와 같은 합성기둥의 사용이 증가하고 있는 추세이다. 그러나 CFT 기둥의 경우 폐단면으로 이루어져 있어 보- 기둥 접합부 개발의 어려움과 성능저하의 문제가 발생하게 된다. 특히, 원형CFT 기둥과 외다이아프램을 이용한 접합상세 개발의 연구가 미비 한 실정이다. 이에 본 연구에서는 Y형 플레이트를 적용한 원형 CFT 기둥-H형강 보 접합부 접합상세를 개발하여 Y형 플레이트를 적용한 접합 부 구조성능에 영향을 미치는 Y형 플레이트 폭 및 두께를 주요변수로 설정하여 실험을 통해 구조성능을 평가하였다. 또한 실험체에 사용된 Y 형 플레이트는 설계기준에 제시된 장기허용인장력이 Y형 플레이트에 접합된 인장 측 플랜지의 축방향력 이하가 되도록 설계하여 파괴형태를 통해 Y형 플레이트의 구조적 안전성과 성능을 확인하고자 한다.

The result of structural performance evaluation about circular CFT column-H shape steel beam which was performed as in previous study, even though we designed the Y type plate tension as below the axial force which was under design criteria, the flexure of steel beam was happened. For these reasons, in this study, to figure out the time of connections failure and the minimum value of parameters in order to evaluate the performance of advanced Y type plate in detail.

The changes in mechanical performance of steel beams are necessarily occurred by mechanical property degradation under fire exposure conditions. Therefore, in this paper, the residual stress, deflection and mechanical performance of H-section steel beams after exposure to fire were analyzed using ABAQUS.