A Study on Seismic Performance for CFT Square Column-to-Beam Connections Reinforced with Asymmetric Lower Diaphragms

Most beam-to-column connections are symmetrically reinforced because of the reverse action caused by earthquakes. However, in weak-earthquake regions like Korea, asymmetrically reinforced connections could be used. In particular, the connections between concrete-filled tube (CFT) column and H-shape beam could be applied using a simplified lower diaphragm. The tensile capacity or Combined Cross Diaphragm for upper reinforcing was tested using a simple tension test. Four types for lower reinforcing combined Cross, none, horizontal T-bar, and vertical plate were tested using the ANSI/AISC SSPEC 2002 loading program. Horizontal T-bar and stud bolts in vertical flat, bar transmit tensile stress from the beam's bottom flange to filled concrete. All test specimens satisfied 0.01 radian inelastic rotational requirement in ordinary moment frame of AISC seismic provision. According to the results of the parametric studies simplified lower diaphragms demonstrated outstanding strength, stiffness, and plastic deformation capacity which could lead to more sufficient seismic performance in the field.

이형 하부다이아프램으로 보강된 각형 CFT 기둥-보 접합부의 내진성능에 관한 연구

콘크리트충전 강판(CFT)기둥과 H-형강 보 접합부의 기존 보강 방식은 상 하 동일 다이아프램 형태로 처리하는 것이 일반적이지만, 우리나라와 같은 중 약진지역에서는 하부플랜지에 인장 발생률이 적으므로 하부측을 단순화시켜 경제적인 접합부를 만들 수 있다. 우선적으로 본 논문에서는 단순인장실험을 실시하여 인장거동을 파악하고, 그 결과를 확장 적용하여 하부측 단순화의 타당성을 검증하였다. 본 실험에서는 상부에 복합십자형 다이아프램(Combined Diaphragm)을 하부에는 네 가지 형식 즉, 복합십자형, 무보강, 수평 T-bar, 수직 Plate를 다아아프램으로 제작한 실대크기의 실험체를 ANSI/AISC SSPEC-2002 가력 프로그램(AISC,2002)에 따라 반복가력실험을 하였다. 하부다이아프램에 사용된 수평 T-bar와 수직 Flat bar의 스터드 볼트는 횡력에 의해 하부다이아프램에 인장력이 가해질 때 보 플랜지의 인장력을 내부 콘크리트에 전달하기 위함이다. 각각의 실험체는 하부 인장시 내력의 차이가 조금 있었으나 모든 실험체가 AISC에서 규정하고 있는 합성보통모멘트 골조인(AISC,2002) 0.01rad의 비탄성회전 능력을 발휘하였다. 하부 접합부의 거동을 분석한 결과, 단순화된 하부다이아프램은 내력과 강성뿐만 아니라 소성 변형 능력이 우수하며 현장에 사용하기에 충분한 내진성능을 나타냄을 입증하였다.