Journal of Korean Society of Steel Construction (한국강구조학회 논문집)

Korean Society of Steel Construction (한국강구조학회)
권호 표지

Torsional Behaviour of Concrete Filled Circular Steel Tube Column Considering Confinement Effect

구속효과를 고려한 콘크리트 충전 원형강관 기둥의 비틀림 거동

  • Received : 2004.06.15
  • Accepted : 2004.08.02
  • Published : 2004.10.27
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Abstract

Concrete filled steel tube structures were recently used in constructing high-rise buildings due to their effectiveness. Studies on concrete filled steel tubes have been focused on the experiments of uni-axial compression and bending and eccentric compression. There were also a few studies that investigated CFT member behavior under combined compression and torsion. The behavior of a circular CFT column under combined torsion and compression was theoretically investigated, considering the confinement of steel tubes on the concrete, the softening of the concrete, and the spiral effect, which were the dominant factors that influenced compression and torsion strength. The biaxial stress effects due to diagonal cracking were also taken into account. By applying those factors to compatibility and equilibrium conditions, the basic equation was derived, and the equation could be used to incorporate the torsional behavior of the entire loading history of the CFT member.

콘크리트 충전 강관에 대한 기존의 연구는 단일 압축상태, 휨모멘트 상태, 편심 압축력 상태의 연구만이 행해 졌을 뿐 압축력과 비틀림이 조합된 응력 상태에 대한 연구는 거의 이루어지지 않고 있다. 따라서 본 연구에서는 압축력과 비틀림을 받는 원형 CFT 부재의 거동에 대한 특성을 살펴보고 합리적인 해석법을 연구하였다. 원형 CFT부재가 압축력과 비틀림을 받을 경우의 압축 강도와 비틀림 강도를 결정하는데 중요 요소인 구속효과와 부착 응력에 의한 스파이럴 효과를 본 모델에 고려하였다. 이를 위하여 단일 압축응력을 받을 경우 원형 강관에 의해 구속된 콘크리트 코어에 대한 연구가 선행되었다. 또한 비틀림을 받을 경우는 비틀림에 의한 크랙이 콘크리트의 표면을 따라 발생하게 된다. 크랙 발생이후 비틀림을 계속 받게 되면 크랙은 나선형태로 진전되어 콘크리트가 솟아 나오려 하나 강관과 콘크리트 사이의 부착 응력에 의해 억제 되게 된다. 이러한 이유 때문에 코어 콘크리트는 압축응력을 받게 되고 강관만 인장응력을 받게 되는데 이러한 영향 효과를 실제적으로 고려하였다. 연구 결과는 기존의 실험결과와 비교하였으며 제안된 이론은 압축력과 비틀림을 받는 원형 CFT부재의 실제 거동을 합리적으로 설명하고 있다.

Keywords

Acknowledgement

Supported by : 한국건설교통기술평가원

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