개폐식 대공간 구조물의 시공기술 사례

박금성,김형도,곽명근,이상섭,Park, Keum-Sung,Kim, Hyung-Do,Kwak, Myong-Keun,Lee, Sang-Sup 한국공간구조학회 2015 한국공간구조학회지 Vol.15 No.4

강-PC 복합모듈 부재에 대한 해석적 평가

박금성,이상섭,배규웅 청운대학교 건설환경연구소 2015 청운대학교 건설환경연구소 논문집 Vol.10 No.2

This study was performed in order to develop new modular construction system. For the modular construction method that is currently applied in the country, it is very expensive in terms of material costs and fire resistance because it uses only the steel. In order to overcome this, and the practical application of new steel–PC hybrid module construction system. Improvement and development of the cross-section of the structural member in order to be carried out first. Based on the existing research results it was used for the analysis model adequacy secured. The structure performance of the basic of the steel cross members and composite members consisting of concrete (column, beam) and to evaluate through a nonlinear analysis. 본 연구는 새로운 모듈러 구조시스템을 개발하기 위한 목적으로 수행하였다. 현재 국내에서 적용하고 있는 모듈러 공법의 경우, 강재만을 이용하기 때문에 내화성능이나 재료비 측면에서 매우 고가이다. 이를 극복하고 새로운 강-PC 복합모듈 건축시스템의 실용화를 위해서는 복합모듈을 구성하는 구조 부재에 대한 단면의 개선 및 개발이 우선 수행되어야 한다. 기존 연구결과를 기반으로 적정성이 확보된 해석모델을 이용하여 강-PC 복합모듈을 구성하는 기본 부재인 강재단면과 콘크리트로 구성된 합성형 부재(기둥, 보)에 대한 구조성능을 비선형 해석을 통해 평가해보고자 한다.

인장용 연결 플레이트를 갖는 각형강관 갭 N형 접합부의 거동에 관한 실험적 연구

박금성,배규웅,문태섭,Park, Keum Sung,Bae, Kyu Woong,Moon, Tae Sup 한국강구조학회 2004 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.16 No.6

본 논문의 목적은 인장용 연결 플레이트를 갖는 냉간성형 각형강관 갭 N형 접합부의 실험연구를 통하여 접합부 거동을 평가하는데 있다. 실험을 위한 주요 변수로는 주관의 폭두께비, 주관에 대한 지관의 폭의 비, 편심비, 압축지관 형상, 지관의 각도, 주관 상부 플랜지면 보강 등이 있다. 이와 같은 변수들로 구성된 갭 N형 접합부에 대한 내력 및 파괴모드 등에 대하여 실험을 통해 고찰하고자 한다. 실험결과, 갭 N형 접합부는 폭비에 관계없이 접합부의 인장측 변위가 선행하여 접합부의 내력이 결정되었으며, 접합부 파괴는 접합된 주관면의 찢어짐 파괴모드로 결정되었다. 인장 및 압축측 폭비(${\beta}$)가 클수록 주관 폭두께비가 작을수록 접합부의 항복하중 및 최대하중은 선형으로 상승하는 것으로 나타났다. 주관의 폭두께비($2{\gamma}$)가 작을수록 접합부의 내력비교 곡선은 급격히 상승함을 알 수 있다. 인장용 연결 플레이트를 갖는 갭 N형 접합부에 대하여 변수에 따른 접합부의 하중, 초기강성, 연성능력 및 파괴모드 변화 등에 대한 결과에 대해서도 정리하여 나타내었다. This paper's objective is to evaluate the experimental behavior of gap N-joints made of cold-formed, square, hollow steel sections, with a connection plate as a tension member. The principal parameters for testing included the ratio of chord width to thickness, the ratio of brace width to chord width, eccentric ratio, the shape of the compression member, the branch angle, and the stiffening plate of the chord flange. The strength and failure mode were examined through the test for the gap N-joint, consisting of several parameters. Based on the results of the test, the gap N-joints were determined according to the capacity preceding the displacement of the tension, regardless of the width ratio, and the split failure mode-connected surface for a chord in joints. The strength of the gap N-joints increased proportionally as the $2\gamma$(B/T) ratio decreased, and as the width ratio(${\beta}$) of branch to chord increased. Particularly, $2\gamma$(B/T) decreased as the capacity of gap N-joint increased. The results of the test were summarized for the capacity, initial stiffness, ductility, and change of the failure mode of each gap N-joint.

목재-강재 합성 부재의 전단 부착 성능에 대한 실험적 평가

박금성,이상섭,곽명근 한국공간구조학회 2019 한국공간구조학회지 Vol.19 No.4

In this study, an experimental study was carried out to evaluate the bond shear performance according to the shear connector between the glue-laminated timber and steel interface. Ten block shear specimens were fabricated according to the configuration of the adhesive surface of wood and steel. In addition, four test specimens were produced according to the main variable shape of the wood-concrete shear connector. As a result of the block shear test, the shear strength of the steel-wood adhesive is shown to have a shear performance greater than the wood-wood shear strength. As a result of the push-out test according to the shape of the shear connector, the shear strength increased linearly with the attachment area. The complete composite behavior between the glued-laminated timber and the steel can be secured.

비대칭 단면으로 구성된 모듈 간 접합부의 구조 성능 평가

박금성,이상섭,문지호 한국공간구조학회 2019 한국공간구조학회지 Vol.19 No.2

The purpose of this paper is to evaluate the structural performance of joints between modules with steel plate press forming type non-symmetric cross section. The main experimental variables are direction of load, whether vertical bolts are fastened, and whether the concrete inside the column is filled. A total of three experiments were performed for each variable. Experimental results show that the behavior of the joints dominated by the local buckling deformation of the upper and lower beam flanges of the module joints, and the final failure was the fracture of the column-beam welds. In case of short side direction, it is possible to secure the performance of intermediate moment frame (0.02 rad). In case of long side direction, it is evaluated that the performance of special moment frame (0.04 rad) is secured regardless of whether or not concrete is infilled in the column.

강판 보강 집성재 보의 휨성능 평가 연구

박금성,이상섭,곽명근 한국공간구조학회 2020 한국공간구조학회지 Vol.20 No.2

In this study, we will develop a hybrid cross-sectional shape of steel inserted type glued-laminated timber that can improve the strength of structural glued-laminated timber and maximize the ductility by using steel plate with excellent tensile and deformation ability. A total of three specimens were fabricated and the flexural performance test was carried out to evaluate the structural performance of the steel inserted type glued-laminated timber. In order to compare the effect of steel inserted glued-laminated timber, one structural glued-laminated timber test specimen composed of pure wood was manufactured. In addition, in order to evaluate the adhesion performance of the steel inserted, one each of a screw joint test specimen and a polyurethane joint test specimen was prepared. As a result, all the specimens showed the initial crack in the finger joint near the force point. This has been shown to be a cause of crack diffusion and strength degradation. The use of finger joints in the maximum moment section is considered to affect the strength and ductility of the glued-laminated timber beam. Polyurethane-adhesive steel inserted glued-laminated timber showed fully-composite behavior with little horizontal separation between the steel plate and glued-laminated timber until the maximum load was reached. This method has been shown to exhibit sufficient retention bending performance.

각형강관 T형 접합부의 휨거동에 관한 실험 연구

박금성,이상섭,최영환,배규웅,Park, Keum Sung,Lee, Sang Sup,Choi, Young Hwan,Bae, Kyu Woong 한국강구조학회 2009 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.21 No.3

비렌딜 트러스가 면내 휨모멘트 하중을 받는 지관 정방형의 각형강관 T형 접합부의 거동을 실험적으로 조사하기 위한 것이 본 논문의 목적이다. T형 접합부에서 각형강관 주관 플랜지면의 위에 각형강관 지관이 용접으로 접합되어 있다. 주요 변수로는 주관 두께에 대한 폭의 비($2{\gamma}$)로 ${16.7{\leq}2{\gamma}{\leq}33.3}$의 범위이고, 주관 폭에 대한 지관 폭의 비인 폭비($\beta$)로 ${0.40{\leq}{\beta}{\leq}0.71}$이다. 접합부에 면내 휨모멘트 하중이 작용하도록 총 9개의 실험체를 제작하여 실험하였다. 실험결과, 각형강관 지관 정방형의 T형 접합부에 대한 면내 휨강도는 주관 폭두께비와 폭비에 관계없이 주관 플랜지 휨변형에 의해 결정됨을 알 수 있다. 또한, 지관 정방형의 각형강관 T형 접합부의 면내 휨강도는 사용성에 의해 지배되는 것으로 나타나 면내 최대 휨강도는 1%B 변형시의 휨강도($M_{1%B}$)에 1.5배로 평가할 수 있는 것을 알 수 있다. 최종적으로 지관 정방형의 각형강관 T형 접합부에 대한 면내 휨강도는 주관의 폭두께비가 작을수록, 주관 폭에 대한 지관 폭의 비인 폭비가 클수록 접합부의 휨강도는 선형으로 증가하는 것으로 나타났다. The purpose of the study described in this paper was to experimentally investigate branch squared T joints with cold formed hollow structural sections under the in plane moment in a Vierendeel Truss. The branch in the T joints was welded to the upper flange of the chord. The main experimental parameters were the ratio of the width to the thickness of the chord ($2{\gamma}$), with ${16.7{\leq}2{\gamma}{\leq}33.3}$, and the width ratio of the branch to the chord ($\beta$), with ${0.40{\leq}{\beta}{\leq}0.71}$. Nine specimens were tested and manufactured in joints under the in plane bending moment. Based on the results of the test, the in plane moment strength of the branch squared T joints was determined according to the bending deformation of the chord flange yielding, regardless of the ratio of the width to the thickness of the chord and the ratio of the width of the branch to the width of the chord. Also, the in plane moment strength of the branch squared T joints in the hollow structural sections can be defined as 1.5 times the moment load at M1%B the strength of the joints that governed the serviceability in the control group. Finally, the experimental results with the branch squared T joints show that the in lane moment strength of the joint increased as $2{\gamma}$ decreased and $\beta$ increased.

철골조 모듈러 시스템의 횡력저항 성능 평가

박금성,이상섭,홍성엽,허병욱,Park, Keum-Sung,Lee, Sang-Sup,Hong, Seong-Yup,Heo, Byung-Wook 대한건축학회 2011 대한건축학회논문집 Vol.27 No.10

The object of this paper is to evaluate on lateral resistance performance of lateral cyclic test for unit modular steel frame with the cold-formed the hollow structural steel sections column and light weight ㄷ-sections steel beam. Major variables include bracket-type and C-type is shaped joint. Lateral resistance in order to evaluate the performance of the unit frame having first and second floors by making full scale framing experiments were carried out. This study will be evaluated about stiffness and strength variations by form of joints, deformation shapes and failure modes through the test. Comparisons on the test of results in the story drift elastic limited ratio(0.01rad), the unit frame with joints bracket-shape showed highly lateral yielding load to 3~12%, peak load to 30~35% and lateral stiffness to 7~12%. The stiffness and strength of 2nd story unit frame were estimated some low at the same position. For the security of lateral structure safety regardless of joints shape and scale with the unit frame modular system that was determined to a fixed connector additional in light weight ㄷ-shape beams of between column-to-column with long-direction.

지관이 회전되고 주관 웨브 보강한 각형강관 T형 접합부의 거동에 관한 연구

박금성,배규웅,정상민,강석규,문태섭,Park, Keum Sung,Bae, Kyu Woong,Jeong, Sang Min,Kang, SeokGyu,Moon, Tae Sup 한국강구조학회 2003 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.15 No.6

본 논문은 냉간성형 각형강관 T형 접합부의 최대내력에 관한 실험 연구이다. 새로운 접합부로 지관을 트러스 평면에 대해 $45{^{\circ}}$회전시켜서 주관에 용접하고 주관 웨브 측면에는 플레이트로 보강한 형상을 연구 대상으로 설정하였다. $16.7{\leq}2{\gamma}(B/T){\leq}33.3$이고 $0.63{\leq}{\beta}(b1/B){\leq}0.7$ 범위의 지관 $45{^{\circ}}$회전시킨 T형 접합부에 대하여, 기존 최대내력식과의 비교 검토를 통하여 웨브 측면 보강에 따른 내력증대 및 파괴모드의 변화 등에 대하여 실험을 통해 조사하고자 한다. 실험결과, 보강판 두께 증가에 따라 보강 실험체의 접합부 내력이 상승하는 것으로 나타났다. $2{\gamma}=33.3$이고 플레이트로 웨브 보강한 실험체는는 접합부 파괴모드가 플랜지 파괴(M2)에서 복합파괴(M3) 형태로 전환되었으며, $2{\gamma}=16.7$이고 플레이트로 웨브 보강한 실험체에서는 웨브파괴(M1)에서 플랜지파괴(M2)로 지배 파괴모드가 변화하는 것으로 나타났다. This paper describes the experiment that determines the ultimate strength of new uniplanar T-joints made of cold-formed square hollow sections. The new T-joint focused on the configuration of a branch member that is oriented 45 degrees to the plane of the truss and welded to the chord member whose web is stiffened with plate. The strength and failure mode are examined using the existing strength formula for the branch-rotated T-joint $(16.7{\leq}2{\gamma}(B/T){\leq}33.3$ and $0.63{\leq}{\beta}(b1/B){\leq}0.7)$. The test result shows that the capacity of the stiffened joint increases with thicker stiffening plate. The failure mode of the specimen $(2{\gamma}=33.3)$ is stiffened with plate changes from M2 (flange failure) to M3 (combined failure). On the other hand, the failure mode of the specimen $(2{\gamma}=16.7)$ is stiffened with plate changes from M1 ( web failure) to M2 (flange failure)

지관 플레이트가 주관에 용접된 각형강관 접합부의 설계내력 평가에 관한 연구

박금성,배규웅,문태섭,Park, Keum Sung,Bae, Kyu Woong,Moon, Tae Sup 한국강구조학회 2005 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.17 No.5

본 논문의 목적은 지관이 종방향 플레이트인 냉간성형 각형강관 T형 접합부의 최대내력 평가를 통하여 설계내력식을 제안하는 것이다. 이러한 T형 접합부의 형상은 지관에 플레이트를 이용하여 각형강관 주관면에 길이방향으로 용접하는 형상이고, 지관 플레이트를 갖는 각형강관 T형 접합부 실험결과 중에서 주관 플랜지 휨파괴가 지배하는 접합부만을 대상으로 하였다. $16.7{\leq}2{\gamma}(B/T){\leq}31.3$ 이고 $0.20{\leq}{\beta}(b1/B){\leq}0.75$ 범위의 지관 플레이트를 갖는 T형 접합부에 대하여, 접합부의 내력은 강도보다는 사용성이 지배하는 나타나 최대내력을 주관폭(B)의 1.5 P1%B로 정의하였다. 기본 접합부 형상에 대해 제안된 항복선모델을 참조하여 지관 플레이트를 갖는 접합부 형상에 대한 새로운 수정된 항복선 모델을 제안하였다. 최종적으로 유한요소해석과 항복선 해석에 근거한 제안 설계내력식과 실험결과를 비교하여 타당성을 검증하였다. This paper proposes a design formulae that evaluates the design strength of T-joints made of cold-formed square hollow steel sections with longitudinal branch plate. The T-joints had a configuration that a branch member used to longitudinal plate to the main chord in the plane. This study focused on the branch plate T-joints governed by the main chord flange failure mode among the experimental results. Based on the test results of the longitudinal branch plate T-joint in the square hollow sections, the ultimate strength on the T-joints was defined as 1.5 times the load at 1% B the strength of joints that governed the serviceability in control for $16.7{\leq}2\gamma(B/T){\leq}31.3$ and $0.20{\leq}{\beta}(b1/B){\leq}0.75$. Existing yield line models for normal T-joints were investigated to be the main chord flange failure for the branch plate T-joint, and this proposal design formula was based on the theory of the yield line model. Finally, the value of the finite element method compared with the value of the test and theory for the T-joints verified the validity of the design formulae.