용접조립 각형 CFT 기둥-보 외다이아프램 접합부의 구조 거동

이성희,김영호,최성모,Lee, Seong Hui,Kim, Young Ho,Choi, Sung Mo 한국강구조학회 2016 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.28 No.2

기존 콘크리트충전 각형강관(CFT) 구조에 사용하는 각형강관은 4개의 판을 용접하여 제작하는 박스칼럼이 일반적이다. 그러나 이러한 강관은 제작효율이 저하되며, 또한 기둥-보 접합부에는 내측 다이아프램과 관통 다이아프램을 용접하는데 특수한 용접기술이 필요하다. 따라서, 얇은 강판을 절곡하는 방식으로 응력집중 위치의 용접을 피하고, 단면효율이 극대화된 내부앵커 돌출형의 용접조립 각형강관을 개발하게 되었다. 용접조립 각형강관은 강관내부에 스티프너가 설치되어 내측 다이아프램과 관통 다이아프램과 간섭이 발생하게 되므로 본 연구에서는 용접조립 각형CFT 기둥-보 접합부로 외다이아프램형식을 채택하고 외다이아프램의 설계식을 제안하였으며, 기둥-보 접합부의 거동을 파악하기 위해 실대형 4개 실험체를 제작하여 구조거동 및 내력을 분석하였다. Existing tubes for concrete filled tubular structure are made through welding of four plates irrespective, but the production performance is poor and special welding technique is needed to weld the internal or through diaphragm. Accordingly, We developed a welded built-up square steel tube having a welding lines and a stiffeners at location out of stress concentration. The welded built-up square steel tube occurred a interference with stiffeners at the internal or through diaphragm, therefore researches of a external diaphragm for welded built-up square CFT column connections are needed for the purpose of avoidance of a interfere with stiffeners. In this study we suggest a design formulation for external diaphragm of the welded built-up square CFT external diaphragm connections. Four specimens were manufactured for a experimental test, then we analyzed the behaviors of the specimens.

내부유공판을 사용한 각형 CFT 기둥-보 단순인장 접합부의 실험적 연구

이성희,정헌모,양일승,최성모,Lee, Seong Hui,Jung, Hun Mo,Yang, Il Seung,Choi, Sung Mo 한국강구조학회 2009 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.21 No.6

As the height of buildings rises, new structural systems are being applied other than theexisting S, RC, and SRC to decrease the weight of buildings and to make their construction more efficient, CFT structureshad been applied in many building construction projects due to their superior structural performance and construction efficiency. CFT structures need a diaphragm to harmoniously transmit the beam flange load to the column and the opponent beam in connections. Especially, on the right and left sides of the column other beams are connected, The establishment of a diaphragm for the lower part flange load delivery of the beam and guarantee for concrete filing capacity difficulty have (What does this mean?). In this paper, connection details are proposed in the form of a welded vertical plate with a circular hole on the CFT column's interior to harmoniously transmit the lower-part beam flange load to the column and the opponent beam. Thesediaphragm details use the concrete anchor effect in the beam flange load delivery, with the concrete-filled CFT column interior piercing the hole of the perforated plate, and a perforated board is established vertically to improve the concrete filling capacity. To analyze the structural performance of the proposed connection details, five simple tension specimens were made with the following parameters: with our without vertical and horizontal perforated plates, shear hole number, concrete filled or not, thickness of the perforated plate, etc. Then experimental tests were performed on these specimens. 최근 건물이 고층화 됨에 따라 건물의 중량감소와 시공의 효율성 확보를 위해 기존 S, RC, SRC 이외에 새로운 구조시스템이 적용되고 있으며, 그중에서도 CFT 구조는 우수한 구조성능과 시공성으로 많은 건설현장에 적용되어 왔다. CFT 구조는 접합부 구성시 보 플랜지 하중을 기둥과 반대편 보에 원활히 전달하기 위한 다이아그램이 필요하며 특히 기둥 좌우에 춤이 다른 보가 접합될 때 보의 하부 플랜지 하중전달을 위한 다이아프램 구성과 콘크리트 충전성 확보에 어려움이 있었다. 본 연구에서는 하부 보 플랜지 하중을 기둥에 원활히 전달하기 위해 CFT 기둥 내부에 유공판을 세로로 접합하는 형식의 접합상세를 제안하였다. 이 접합형식은 CFT 기둥 내부에 콘크리트가 충전될 때 콘크리트가 내부 유공판의 구멍을 관통하여 채워짐으로써 보 플랜지 하중전달에 콘크리트의 앵커효과를 이용하는 방법이며 유공판이 수직으로 설치됨으로써 콘크리트 충전성도 향상시킬 수 있다. 제안된 접합부의 구조거동분석을 위해서 내부유공판의 설치방향, 콘크리트의 충전 유/무, 내부유공판의 두께, 전단구멍의 개수등을 변수로하여 5개의 실험체를 제작하고 실험체의 실험적연구를 진행하였다.

용접조립 각형 CFT 단주의 구조특성에 관한 실험적 연구

이성희,최영환,염경수,김진호,최성모,Lee, Seong Hui,Choi, Young Hwan,Yom, Kyong Soo,Kim, Jin Ho,Choi, Sung Mo 한국강구조학회 2008 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.20 No.5

용접조립 각형강관은 얇은 강판을 L형으로 절곡한 4개의 단위 부재를 플레어 용접으로 용접한 강관으로 용접조립 각형강관이 CFT 기둥으로 사용될 경우 콘크리트와 강관 폭의 중앙에 설치된 리브가 국부좌굴을 방지하는 역할을 하며 강관은 내부의 콘크리트의 구속하여 콘크리트의 구조내력을 향상시키는 역할을 한다. 본 연구에서는 용접조립 각형강관기둥의 제작방법을 소개하고 용접조립 각형강관과 용접조립 각형CFT 기둥 의 구조성능을 평가하기 위해 강관의 형상(용접조립 각형강관, 일반강관)과 폭두께비(B/t=50, 58, 67), 콘크리트의 강도(f'c=, 10MPa, 40MPa) 를 변수로 총 15개의 실대형 실험체를 제작하여 구조실험을 수행하였으며 용접조립 각형강관의 단면효율과 구조내력의 우수성을 확인하였다. Welded built-up square tubes are manufactured by flare welding at the center of the column width for cold-formed L-shaped four-piece plates and improved composite effect of concrete and steel by vertical inner anchor. Also, the axial resistance of concrete is increased by the thinness of the steel column, and the composite effect of concrete and steel prevents the steel column from local buckling. In this study, we introduced a manufacturing method of built-up square column steel square concrete-filled tubular column with vertical inner anchor and superior structural performance of the square stub column verified by the structural test for 15 specimens with parameters of shape of tube (built-up square tube, general steel tube), width over thickness of the steel tube (B/t=50, 58, 67) and the strength of concrete (f'c=10MPa, 50MPa).

용접조립 각형 CFT 기둥-보 외다이아프램 접합부의 구조특성

이성희,정헌모,김대중,김진호,최성모,Lee, Seong Hui,Jung, Hun Mo,Kim, Dae Jung,Kim, Jin Ho,Choi, Sung Mo 한국강구조학회 2008 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.20 No.6

기존 콘크리트충전 각형강관(CFT) 구조에 사용하는 각형강관은 4개의 판을 용접하여 제작하는 박스칼럼이 일반적이다. 그러나 이러한 강관은 제작효율이 저하되며, 또한 기둥-보 접합부에는 내측 다이아프램과 관통 다이아프램을 용접하는데 특수한 용접기술이 필요하다. 따라서, 얇은 강판을 절곡하는 방식으로 응력집중 위치의 용접을 피하고, 단면효율이 극대화된 내부앵커 돌출형의 각형강관을 개발하게 되었다. 본 연구에서는 이 개발된 강관의 기둥-보 접합부로 외다이아프램형식을 채택하고. 보 플랜지의 응력 전달을 명확히 하기 위한 기둥-보 접합부 상세를 확 정하고자 이 접합부에 대한 단순인장 실험체를 제작하여 성능평가 실험을 수행하였다. 이 실험을 통해 콘크리트충전 기둥-보 접합부의 기둥-보 플랜지 용접 유무, 기둥-다이아프램 용접량, 콘크리트 충전유무, 다이아프램 설치 기둥과 일반기둥의 비교 등에 따른 인장영역 응력분포 및 내력평가를 진행하고 내부 앵커와 콘크리트 사이의 합성효과를 파악하였다. Existing tube for concrete filled tubular structure is made through welding of four plates irrespective of tube thickness, so production performance is poor and special welding technique is needed to weld the internal diaphragm and through the diaphragm. Therefore, through manufacturing by cold forming development of beam to column connections that is no welding in position of stress concentration is needed. In this study the proposal of beam to column connections details and to making tube specimens by method of bending steel plates, we want to know the compositeeffect between internal anchor and concrete by processing on stress distribution and internal force evaluation of concrete filled tube beam to column connections with a variable of flange welding existence between column and beam, welding quantity between column and diaphragm, existence of concrete in tube, column with diaphragm and general column.

경량콘크리트를 사용한 철선일체형 바닥구조의 휨내력 및 전단내력 실험적 평가

이성희,방중석,원용안,류재용,최성모,Lee, Seong-Hui,Bang, Jung-Seok,Won, Yong-An,Ryoo, Jae-Yong,Choi, Sung-Mo 한국강구조학회 2011 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.23 No.3

최근 내진설계의 발달과 친환경 건설자재에 대한 관심으로 건물의 자중을 줄이기 위한 경량콘크리트에 대한 관심이 높아지고 있으며, 증축건물을 중심으로 경량콘크리트를 이용한 설계가 점차 증가하는 추세에 있다. 따라서 본 연구는 철선일체형 데크플레이트와 경량콘크리트를 사용한 바닥구조시스템의 휨내력과 전단내력을 평가하기 위해 하부 강판 플레이트의 설치유무를 변수로 4개의 실험체를 제작하여 구조실험을 수행하였다. 이를 통해 경량콘크리트를 이용한 합성바닥구조의 구조성능은 KCI(2007)의 설계기준을 만족하는 것으로 나타났다. A recent development of seismic design, which is required among environmentally friendly members, increased the concern on light-weight concrete. Extending around the building, the structural design which is applied for light-weight concrete has been increased. This study therefore evaluates the bending resistance and the shear resistance involved using four specimens that were manufactured and tested. The parameters used in this study exist. This study investigates the structural performance of composite slab using light-weight concrete with KCI (2007).

엔드플레이트 항복형 보-기둥 접합부의 구조특성에 관한 실험적 연구

이성희,이세정,양일승,김진호,최성모,Lee, Seong-Hui,Lee, Se Jung,Yang, Il Seung,Kim, Jin Ho,Choi, Sung Mo 한국강구조학회 2009 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.21 No.6

엔드플레이트 접합부는 보의 단부에 엔드플레이트를 공장 용접하여 현장에서 볼트로 체결하는 접합법이다. 이 접합부는 유럽, 미국 등 선진국에서 일반적으로 이용되는 접합부로서 Eurocode 3, AISC LRFD, FEMA 350등에서 그 설계법과 접합상세를 제시하고 있다. 우리나라는 최근 미국의 IBC 2000을 근간으로 KBC 2005의 내진설계 기준을 강화하였고, 향후 제정될 보-기둥 접합부의 설계 기준도 미국의 접합상세가 도입될 것으로 예상된다. 미국의 엔드플레이트 접합상세는 보 파괴형을 유도하기 위하여 두꺼운 엔드플레이트를 사용하기 때문에 국내 적용은 사실상 과다설계의 문제점이 있다. 따라서 본 연구에서는 국내 실정에 적합한 End-Plate 접합부를 제시하기 위하여 미국의 FEMA-350에서 제시하고 있는 End-Plate 접합부 설계기준을 분석하여 엔드플레이트 항복형의 유도와 Shim Plate 유무에 따른 접합부 거동, 접합부의 형상에 따른 거동을 변수로 총 6개의 실험체를 제작하여 구조실험을 수행하고 내진성능을 평가하였다. In the construction of end-plate connections, the end-plate is welded to the end of the beam in a factory and fastened by bolts in the field. This connection is widely used in advanced countries such as European countries and the U.S. Its design and connection details are prescribed in Eurocode 3, AISC LRFD, and FEMA 350. In Korea, the standards for seismic design in KBC 2005 have been reinforced based on IBC 2000 in the U.S., and it is expected that the connection details in the U.S. will be adopted for the establishment of beam-to-column design standards. In the U.S. thick end-plates are used for the connections to prevent beam rupture. The use of the connections in Korea, however, may lead toover-design. In this experimental study, the design standards for the end-plate connections provided by FEMA-350 were analyzed and structural tests for six specimens were conducted with the variables being the shim plate and the connection shape, to provide the best specifications for connections with plastic deformation in the end-plate for use in Korea.

춤이 큰 웨브 변단면 H형 보의 휨내력에 대한 해석적 평가

이성희,심현주,이은택,홍순조,최성모,Lee, Seong Hui,Shim, Hyun Ju,Lee, Eun Taik,Hong, Soon Jo,Choi, Sung Mo 한국강구조학회 2007 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.19 No.5

Recently, in the domestic amount of materials,curtailment and economic efficiency security by purpose, tapered beam application is achieved, but the architectural design technology of today based on the material non-linear method does not consider solutions to problems such as brittle fracture. So, geometric non-linear evaluation thatincludes initial deformation, width-thickness ratio, web stiffener and unbraced length is required. Therefore, in this study, we used ANSYS, a proven finite elementanalysis program,and material and geometric non-linear analysis to study existing and completed tapered H-section as deep beam's analysis model. Main parameters include the width-thickness ratio of web, stiffener, and flange brace, with the experimental result obtained by main variable buckling and limit strength evaluation. We made certain that a large width-thickness ratio of the web decreases the buckling strength and short unbraced web significantly improves ductility. 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.

조립각형 CFT 기둥의 용접크기 결정을 위한 수압실험 및 해석

이성희,김선희,김영호,최성모,Lee, Seong-Hui,Kim, Sun Hee,Kim, Young Ho,Choi, Sung Mo 한국강구조학회 2009 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.21 No.5

콘크리트 충전강관에 사용되는 강관의 제작법은 재단된 4장의 플레이트를 모서리에서 용접하는 일반강관 제작법과, ㄷ형으로 절곡성형과정을 거쳐 2-Seam으로 용접하는 제작방법, 그리고 원형강관을 압축하여 4각형태로 만드는 방법등이 일반적으로 사용되며, 강관제작에 사용되는 용접방법과 용접량의 선택은 강관 제작비용에 큰 부분을 차지하고 있다. 새로운 제작형식으로 개발된 각형강관은 4장의 플레이트를 ㄱ형으로 절곡성형한 후 강관 폭의 중앙에서 4-Seam Flare 용접하는 방식이다. 본 연구에서는 새로운 제작형식의 CFT 각형 기둥에 대하여 용접량 평가를 위한 실험방법을 제시하고, 강관 제작법, 강관두께 및 용접량을 변수로 총 6개의 실험체를 제작하여 구조실험 및 해석을 수행하여 강관내부의 수압에 따른 강관의 거동을 평가하였다. There are three main production processes in the manufacture of concrete-filled square steel columns. The first process is known as the 'box-type process' or 'four-seam method,' wherein four beams are welded together at the seams. The second is the 'cold-forming process' or 'two-seam method,' wherein the seams of two channel beams are welded together. The third is the 'pressing process' or 'one-seam method,' wherein a circular column is pressed until it becomes a square column. In calculating the production cost for the making of a steel tube, it is very important to consider the welding process to be used and the desiredthickness of the steel tube, such as a square column that was developed under a new method, formed through the four-seam flare welding method at the center of the steel column width, following the L-shape formation. Certain tests were suggested in this study to evaluate the welding amount of concrete-filled square steel columns. With the parameters of the production method of a square steel column, the thickness of the steel square columns, and the welding amount, six specimens were produced. A structural test and finite-element analysis were conducted to assess the behavior of the steel column according to the water pressure inside the steel columns.

합성구조의 내진설계

이성희(Seong Hui Lee),최성모(Sung Mo Choi) 한국강구조학회 2011 韓國鋼構造學會誌 Vol.23 No.2

한외여과를 이용한 Mozzarella Cheese Analogue 제조에 관한 연구

이성희 ( Sung Hui Lee ),송광영 ( Kwang Young Song ),서건호 ( Kun Ho Seo ),윤여창 ( Yoh Chang Yoon ) 한국유가공기술과학회 2013 한국유가공기술과학회지 Vol.31 No.1

The purpose of this study was to improve the production of Mozzarella cheese analogues manufactured using mixtures of soy milk and concentrated raw milk by performing ultrafiltration (UF) and to assess the quality of these cheeses during a 30-day storage period at 4℃, relative to that of Mozzarella cheese manufactured with the traditional method. The solid consistency of Mozzarella cheese analogue prepared from milk mixtures was lower than that of cheese manufactured from raw milk or soy milk and increased during storage, which is considered to be the result of decreasing water levels, as well as with increasing soy milk concentrations. In the Mozzarella cheese analogue generated using the milk mixtures, the fat content decreased with increase in the soy milk concentration, while it decreased during the storage period. Lactose levels were lowest in cheese composed of soy milk or raw milk and processed by UF, and decreased during storage in cheese produced using milk mixtures. In milk mixtures containing soy milk, the protein concentration increased with increasing amounts of raw milk and did not change during the storage period. The water-soluble nitrogen compound level was similar between cheeses and increased only slightly during storage. The amount of non-protein nitrogen compounds was higher in the cheese analogue than in the control cheese and tended to increase during storage. Analysis of the physicochemical traits of the Mozzarella cheese analogue yielded the following results: During storage, titratable acidity levels increased while pH tended to decrease. After analysis using electropherograms, it was classified as α-, β-, or κ-casein. The results of rheometry tests showed that in the Mozzarella cheese analogue prepared from milk mixtures, with raw milk concentrated by UF, increases in concentration rate lead to lowered hardness, elasticity, cohesiveness, and brittleness. When cheese was produced from milk mixtures and concentrated by UF, meltability increased as the concentration rate increased, although to an extent that was less than that observed for the control cheese, and tended to increase during storage. Sensory evaluation showed that the analogue cheese was much better than the control cheese in terms of formation, appearance, and flavor.