Behavior of Hybrid Stud under Compressive Load

An investigation was conducted on the activities around Europe in order to solve the problem of the thermal bridging of steel studs, which had caused a significant disadvantage. This study included the following: diminishing the contact area between the studs and the sheathing, lengthening the heat transfer route, replacing the steel web with a less conductive material, and placing foam insulation in locations where the thermal shorts are most critical. Although energy efficiency is usually the focus of such foreign cases because their stud application is mostly limited to low-rise residential buildings, both structural and thermal performance are taken into consideration in this study because these target middle-story buildings. A hybrid stud composed of steel and polymer was also developed. This hybrid stud, which is 150 SL in size, is made of a galvanized steel sheet (SGC58) and a glass fiber reinforced polymer (GFRP) withepoxy bonding. A total of 32 specimens were manufactured. Its parameters comprise two types of connection detail,s: the thickness of steel (1.0mm and 1.2mm) and of the GFRP (4mm-4ply and 6mm-6ply), and the ratio of the length to the depth (L/D = 3, 6, 9, 12). Steel stud specimens with the same conditions were compared to the hybrid stud. The test revealed that in the case of the steel specimen with a thickness of 1.0mm, the maximum load of hybrid studs increased an average of 1.62 times comparedto that of the steel stud. In the case of the steel specimen with a thickness of 1.2mm, on the other hand, the average increase was 1.46times. All specimens showed full composite action until the collapse.

복합스터드의 압축 좌굴 거동

유럽을 중심으로 스틸스터드의 약점으로 지목 받고 있는 열교현상을 억제하기 위한 스터드 개선 연구가 활발히 진행되고 있다. 이 연구는 크게 마감재와 접촉 면적을 줄이는 방법, 웨브면에서 열전달 경로를 늘이는 방법, 열전도성이 낮은 소재를 사용하는 방법, 그리고 스터드를 피복하는 방법으로 구분할 수 있다. 비교적 저층의 주거용 건축물을 대상으로 하는 국외의 경우 에너지 소비에 초점이 맞춰져 있지만, 본 연구의 경우 중층화를 대비하여 구조적 성능도 고려하여 아연도금강판(SGC58)과 FRP를 에폭시로 부착하여 150SL 형태의 복합스터드를 개발하였다. 복합스터드의 소재로는 두께 1.0mm과 1.2mm 강판과 두께 4mm(4ply), 6mm(6ply)의 FRP를 적용하였고, 4가지의 접합 상세에 대한 제작 및 실험을 통해 최종적으로 우수한 결과를 보인 2가지를 선택하였다. 이와 같은 과정을 거쳐 개발된 복합스터드의 압축 성능을 확인하기 위해 2가지 접합 상세에 대해 단면 높이인 150mm에 대해 3, 6, 9, 12배 길이에 대해 압축 실험을 계획하였고, 기존 스틸 스터드와 비교하기 위하여 동일 형태의 비교 실험체도 제작하였다. 실험결과, 복합스터드의 최대하중은 강판 두께 1.0mm인 경우 동일 두께의 스틸 스터드보다 평균 1.62배, 1.2mm인 경우 평균 1.46배 증가하였으며, 가력 종료 시점에 이르기까지 일체 거동을 보여 구조적으로 우수함이 입증되었다.