바닥 슬래브를 고려한 철골 건물의 내진 거동

오명호,김명한,Oh. Myoung Ho,Kim. Myeong Han 한국방재학회 2013 한국방재학회논문집 Vol.13 No.6

이 논문은 철골조 건물에서 바닥슬래브의 영향을 파악하기 위해 PERFORM 3D의 합리적인 해석모델을 이용하여 기 수행했던 실험결과와 비교하여 해석모델의 신뢰성을 확인하였다. 또한 신뢰성이 검증된 해석모델을 이용하여 10층 사례건물을 대상으로 비탄성정적해석 및 비탄성동적시간이력해석을 수행하여 철골조 건물의 내진성능을 분석하였다. 바닥슬래브는 Fiber Model을 이용하면 철골조 건물의 내진 거동에 반영할 수 있으며, 바닥슬래브로 인해 철골조 건물의 초기 강성 및 최대 강도에 증가하여 철골조 건물의 내진 거동에 영향을 미친다. 그러나 그 영향 정도는 국내 철골조와 같이 접합부가 강하지 않은 경우 크지 않고 국내와 같이 중약진 지역에서는 바닥슬래브의 반영 여부가 철골 건물의 전체적인 내진 거동에 큰 영향을 미치지 않는 것으로 분석되었다. This paper was evaluated the reliability of the analytical model compared the experimental with the analytical results using the Fiber Model of PERFORM 3D to find the effect of the floor slab on the steel building. Then the seismic performance of the steel building was analyzed to perform the nonlinear static analysis and nonlinear dynamic time history analysis on the 10-story case study building. The floor slab could be added the seismic response of the steel building if it was modeled by the Fiber Model and it was affected on the seismic performance because of the incremental effect of the initial stiffness and ultimate strength. But the impact of the floor slab was not critical if the beam-column connection was not strong like the domestic steel building. Thus the addition of the floor slab model was not the important impact on the seismic performance of the steel structure building at the moderate seismic zone.

U-플랜지 트러스 복합보의 휨 내력에 대한 실험 연구

오명호,김영호,김명한,Oh, Myoung Ho,Kim, Young Ho,Kim, Myeong Han 한국공간구조학회 2018 한국공간구조학회지 Vol.18 No.4

U-flanged truss beam is composed of u-shaped upper steel flange, lower steel plate of 8mm or more thickness, and connecting lattice bars welded on the upper and lower sides. The hybrid beam with U-flanged steel truss is made in the construction site through pouring the concrete, and designated as U-flanged truss hybrid beam. In this study the structural experiments on the 4 hybrid beams with the proposed basic shapes were performed, and the flexural capacities from the tests were compared with those from the theoretical approach. The failure modes of each specimen were quite similar. The peak load was reached with the ductile behavior after yielding, and the failure occurred through the concrete crushing. The considerable increasement of deformation was observed up to the concrete crushing. The composite action of concrete and steel member was considered to be reliable from the behavior of specimens. The flexural strength of hybrid beam has been evaluated exactly using the calculation method applied in the boubly reinforced concrete beam. The placement of additional rebars in the bottom instead of upper side is proposed for the efficient design of U-flanged truss hybrid beam.

철골-콘크리트 합성기둥의 후좌굴 거동에 관한 해석 연구

오명호,김명한,김상대,Oh, Myoung Ho,Kim, Myeong Han,Kim, Sang Dae 한국강구조학회 2007 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.19 No.6

이 연구에서는 두께가 얇은 강판을 가진 철골-콘크리트 합성기둥에서 강판의 국부 좌굴 강도 및 국부 좌굴 후 강도에 대한 해석적인 연구를 수행하였다. 콘크리트 충전에 의하여 합성기둥에서 판의 국부 좌굴 성능이 향상되는 것을 경계 조건을 조정하여 해석에 반영하였고, 탄성 좌굴 해석을 통해 한계 폭-두께비를 제안하였다. 또한 초기 처짐 및 잔류 응력을 해석에 반영하여, 다양한 폭-두께비에 해당하는 평판의 비선형 유한 요소 해석을 통해 초기 국부 좌굴 강도 및 좌굴 후 강도를 산정하였다. 이러한 비선형 해석 결과를 이용하여 판의 유효 폭을 산정하였고, 유효 폭을 이용한 철골-콘크리트 합성기둥의 최대 압축 내력식을 제안하였다. 제안식에 의한 계산된 값과 기존의 실험결과를 비교함으로서 제안식의 타당성을 검증하였다. The local buckling strength and post-local buckling strength of thin steel plates in the steel-concrete composite column were evaluated by nonlinear finite element analyses. The proposed width-to-thickness limit ratio was based on elastic buckling analyses, in which the increased local buckling capacity of the plate due to the in-filled concrete was considered by the boundary conditions of the thin plate. Considering the initial imperfections and residual stresses, we determined the initial local buckling strength and post-local buckling strength of the thin plates with various width-to-thickness ratios. The formula to evaluate the compressive capacity of the steel-concrete composite column based on the effective width of the plate was proposed. For verification, values determined by the formula were compared with the experimental results.

장경간 변단면 보의 성능 실험

오명호,Oh, Myoung-Ho 한국공간구조학회 2013 한국공간구조학회지 Vol.13 No.3

U-플랜지 트러스 복합보를 사용한 근린생활시설의 경제성 분석

오명호,박성진,김영호,Oh, Myoung Ho,Park, Sung Jin,Kim, Young Ho 한국공간구조학회 2021 한국공간구조학회지 Vol.21 No.3

In this study, In order to apply the U-flanged truss hybrid beam to the actual construction site, the structural design of the basic module of the middle and low-rise neighborhood living facilities was performed according to the Korea Design Standard, and the construction cost and construction period were compared with the traditional reinforced concrete structure system. As a result of analyzing the construction cost for the basic module, if the U-flanged truss hybrid beam and D-Deck slab system are used, the construction cost can be reduced by 86% compared to the traditional reinforced concrete structure system. In addition, as a result of analyzing the construction period for a floor area of 1,000m², using the U-flanged truss hybrid beam and D-Deck slab system can save 2.0days in construction period compared to the traditional reinforced concrete structure system. Therefore, the U-flange truss hybrid beam can secure sufficient economic feasibility compared to the existing reinforced concrete method in terms of cost reduction and shortening of construction period.

단속배치된 캡 형상의 전단연결재의 전단내력에 관한 실험 연구

오명호,이민석,김영호,김명한,Oh, Myoung Ho,Lee, Min Seok,Kim, Young Ho,Kim, Myeong Han 한국공간구조학회 2018 한국공간구조학회지 Vol.18 No.2

The push-out tests have been conducted on the specimens which consist of the steel beam with U-shape section and the cap-type shear connectors with constant intervals. Existing equations for the evaluation of shear connector strength have been investigated on the basis of test results. The reinforcing bars for longitudinal reinforcement and the penetrative bars for transverse reinforcement didn't have much effect on the shear capacity of the cap-type shear connector. The larger the width of cap-type shear connector was profiled, the greater the shear strength turned. The shear capacities of cap-type shear connectors with constant intervals were evaluated on the basis of push-out test results, and those were possible to be determined with proper safety margin using the Eurocode 4. The slip capacity of cap-type shear connector was shown to exceed the limit value of 6mm for sufficiently ductile behavior.

비조밀단면을 가진 SC 합성 기둥의 휨-압축 내력에 관한 실험 연구

오명호,김범래,김명한,김대중,김상대,Oh, Myoung Ho,Kim, Bum Rae,Kim, Myeong Han,Kim, Dae Joong,Kim, Sang Dae 한국강구조학회 2005 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.17 No.4

철골-콘크리트 합성 기둥(이하 SC 합성 기둥)은 철골 플랜지 사이를 연결재로 용접하고, 이런 플랜지 사이에 콘크리트를 채워 시공성과 경제성을 얻을 수 있는 새로운 합성 부재이다. 이 연구의 전단계로서 비조밀단면을 사용한 SC 합성 기둥의 축력 실험을 통해 구조 내력이 우수하다는 것을 입증하였으나, 기둥의 특성상 축력과 휨을 동시에 받고 있기 때문에 후속 실험 연구가 필요하게 되었다. 따라서 일정 축력을 받는 비조밀단면을 가진 SC 합성 기둥의 휨 성능을 강축 및 약축 방향으로 실험을 실시하여 각국 기준식과 비교하여 분석하였다. 실험 결과 모든 방향에 대해서 각국 기준식에서 제시하고 있는 축력-휨 모멘트 내력식을 만족하는 결과를 보이고 있었다. 특히 AISC-LRFD 기준식은 합성 기둥의 내력을 지나치게 안전측으로 고려하고 있다. 또한 추후 SC 합성 기둥의 축력-휨 모멘트 내력식은 EC4 기준식으로 산정하는 것이 철골과 콘크리트의 적합 조건을 고려하지 않은 일본 기준식과 약축 방향 내력을 산정하기 어려운 ACI 기준식보다는 바람직하다. A steel-concrete composite column is a recently developed composite system in which the two opposite flanges of the H-shape section are connected by welded links, and the vacant space enclosed by the flanges, web, and links is filled with concrete. Previous experiments on the SC composite column were performed to evaluate its compression and bending and shear strengths, respectively, and they showed fairly good results. In addition to thesestudies, it may be necessary to evaluate the flexural-axial capacity of an SC composite column, because itscolumn members are generally subjected to axial force and bending moment at the same time. In this study, the bending strength of an SC composite column subjected to axial compression force was investigated experimentally. The results of the study showed that the AISC-LRFD provisions representedexcessively low values compared with those of the ACI, Eurocode-4, and Japan Code provisions. The Eurocode-4 provisions represented reasonable evaluations of the strength of the SC composite column composed of a non-compact section.

선설계기법을 이용한 장경간 유리온실 구조시스템 개발

오명호,김용석,Oh,Myoung-Ho,Kim,Yong-Seok 한국방재학회 2010 한국방재학회논문집 Vol.10 No.1

최근 급속도로 가속화되는 농촌인구의 고령화 등으로 인해 농촌시설물도 기업화, 대형화, 대공간 시설물로 변경되어야 할 필요성이 있다. 이 논문에서는 현행 한국형유리온실의 대표적인 시스템인 벤로형 유리온실을 장경간화하기 위해 변단면 부재를 이용한 선설계기법을 적용하여 최적의 구조시스템을 개발하였다. 설계하중은 기존의 설계기준들을 검토하여 합리적인 값들을 적용하였다. 그 결과 스팬이 16 m 이상인 구조시스템에서 선설계기법을 적용하면 효율적이었으며 종방향 간격도 기존의 4 m 보다는 12 m로 증가시키는 것이 철골물량측면에서 유리함을 알 수 있었다. Rural facilities need to be changed to be industrialized and long span structures due to accelerating aging of the rural population. In this study, the optimized structure was developed by applying Pre-Engineered Building System using the tapered member to make that the Korea standard green house has a long span. When considering design load, reasonable values were adapted by reviewing existing design codes. As a result, applying pre-engineered building system was efficient in structural system that has span longer than 16 m. And it was concluded that the increase with the longitudinal span from 4 m to 12 m was more efficient in aspect of steel amount.

비조밀단면을 가진 SC 합성 기둥의 비선형 해석

오명호,장태영,김명한,김대중,김상대,Oh, Myoung Ho,Jang, Tae Young,Kim, Myeong Han,Kim, Dae Joong,Kim, Sang Dae 한국강구조학회 2005 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.17 No.1

최근 기존의 합성 기둥들이 가지는 단점은 보완하고 장점은 유지시킬 수 있는 효율적인 기둥 시스템으로 철골-콘크리트 합성 기둥(SC 합성 기둥)에 대한 연구가 수행되고 있다. 본 연구자는 선행 실험 연구를 통해 SC 합성 기둥의 압축 내력을 평가하였지만, 실험실의 용량 부족으로 대형 기둥에서의 실험은 수행하지 못하였다. 따라서 이 연구에서는 실험 연구의 후속 연구로서 범용 유한요소 해석프로그램을 이용하여 콘크리트와 철골의 상호 작용 및 비조밀단면을 가진 철골 플랜지의 국부좌굴을 반영할 수 있도록 하였다. 이러한 유한요소해석 모델은 기 수행된 압축 실험값과 비교하여 적합성을 검증하였다. 또한 이렇게 검증된 해석적 모델을 이용하여 대형 크기의 기둥에 대해 비선형 해석을 수행하여 단면 증대에 따른 SC 합성 기둥의 비선형 거동에 대해 비교 분석하였다. 비선형 해석 결과 SC 합성 기둥의 철골 단면의 폭-두께비는 25.0을 초과하지 않아야 하고, 연결재의 단면적은 $0.025d{\cdot}t$ 이상, 연결재의 간격은 d/2 또는 최대 300mm이하로 설치하는 것이 바람직하다는 결론을 얻었다. There were already several studies conducted on the steel-concrete (SC) composite column, which was developedcomplement the weaknesses and maintain the advantages of previous composite columns. The axial compressive capacity of the SC composite column was estimated by the tests in previous studies, but the experiments for the large-scale column could not be performed because of the limitation with the laboratory's capacity. In this study, the analytical study was performed using the general finite element analysis program to reflect the interaction of concrete and steel and the local buckling of steel flange composed of the non-compact section. The appropriateness of the analytical model was verified by the comparison between experimental and analytical results. The nonlinear behavior of full-scale SC composite column was analyzed using the verified analytical model. From these analytical studies, it was concluded that the width-to-thickness ratio of the steel cross-section of the SC composite column should not exceed 25:0. The section area of the link is best when it is over 0.025 dt, and the link distance is to be less than D/2 or 300mm.

슬림 AU 합성보 내화성능 평가

오명호,김명한,Oh, Myoung-Ho,Kim, Myeong-Han 한국공간구조학회 2016 한국공간구조학회지 Vol.16 No.4

SLIM AU(A plus U-shaped) composite beam was developed for reducing the story height in the residential buildings, and saving the cosrtuction cost of floor structures. Structural performance and economic feasibility of the composite beam have been sufficiently approved through the structural experiments and the analytical studies. However, the verification for fire safety is necessary for the practical application of the composite beam. The fire resistance tests with and without loading were performed for the fire safety verification, and the test results were summarized in this paper.