원형강관으로 구속된 콘크리트의 역학적 거동 특성에 관한 연구

A Study on Properties of Mechanical Behaviors of Concrete Confined by Circular Steel Tube

충전형 강관콘크리트 구조는 강관과 콘크리트 두 재료의 이질적인 재료특성을 상호 보완적으로 발휘하여 구조적 성능향상을 꾀한 것으로서 제구조 특성상 우수한 구조형식이라 할 수 있다. 강관으로 구속된 콘크리트가 중심축력을 받게 되면 내부의 콘크리트는 압괴에 의한 체적 팽창을 외부의 강관에 의해 구속 받게 되므로 3축 압축응력 상태로 되어 압축강도가 증대된다. 또한 콘크리트의 압괴에 의한 탈락 현상이 방지되므로서 단면의 결손이 없어져 내력 저하가 작아진다는 잇점을 가진다. 따라서 본 연구에서는 원형강관으로 구속된 내부 콘크리트의 구조적 거동 특성을 규명하기 위한 것으로서 폭두께비와 충전 콘크리트의 강도를 주요 변수로 하여 일련의 실험을 통하여 강관으로 구속(3축 응력)된 콘크리트의 구조적 거동 특성을 고찰하였다. 일련의 실험을 통하여 얻어진 결론을 요약하면 다음과 같다. (1)강관에 의한 콘크리트의 구속효과는 강관의 폭두께비와 충전 콘크리트의 강도가 낮을수록 현저하며, 원형강관으로 구속된 내부 콘크리트는 최대내력시의 변형능력에 있어서 횡방향 구속이 없는 콘크리트보다 4~7배 정도까지 증대시켜 연성효과를 높일 수 있을 것으로 기대된다. (2)콘크리트의 구속계수를 이용하여 강관으로 구속된 내부 콘크리트의 강도와 콘트리트 충전강관 기둥의 최대내력을 산정할 수 있는 식을 제시하였다.

We could say that the concrete filled steel tube structure is superior in the vlew of various structure properties as to promote improvement of structural capacity to dtmonstrate heterogeneous material properties interdependently. The compressive strength is increased by putting to tri axial stress because lateral expansion of concrete 1s confined by the steel tube, when concrete conflned by steel tube fall under centric axial load. Also, it have an advantage that decreasr of load carrying capacity 1s small, not occuring section deficiency due to protect falling piienornonon by co~nprrssion fallurc of concrete. So this study investigated for structural behaviors yroprrtiex of concwir. confined by steel tube throughout a series of experlmerit with kcy parxncter, such as diameter-to-thickness(D / t) ratio, strength of concrete as a study on properties of structural behaviors of confined concrete confined by circular steel tube( tri axial stress). Frorn the expcrment results, the obtained results, are surnrnarised as foliow. (1) The restraint effect of concrete by steel tube was presented significantly as the D /t ratio of steel tube and the strength of filled concrete decrease, and the confined concrete by circular steel tube was increased respectively twice as much as 4-7 in deformation capacity at the ultimate strength ,compared with those of non-confined concrete, so expected to increase flexible effect of concrete. (2) The emprical formula to predict the ultimate capacity of confined concrete by steel tube and concrete filled steel tube column using restraint coefficient of concrete were proposed.