Inelastic Analysis of Steel-Concrete Composite Column with Non-Compact Steel Section

There were already several studies conducted on the steel-concrete (SC) composite column, which was developedcomplement the weaknesses and maintain the advantages of previous composite columns. The axial compressive capacity of the SC composite column was estimated by the tests in previous studies, but the experiments for the large-scale column could not be performed because of the limitation with the laboratory's capacity. In this study, the analytical study was performed using the general finite element analysis program to reflect the interaction of concrete and steel and the local buckling of steel flange composed of the non-compact section. The appropriateness of the analytical model was verified by the comparison between experimental and analytical results. The nonlinear behavior of full-scale SC composite column was analyzed using the verified analytical model. From these analytical studies, it was concluded that the width-to-thickness ratio of the steel cross-section of the SC composite column should not exceed 25:0. The section area of the link is best when it is over 0.025 dt, and the link distance is to be less than D/2 or 300mm.

비조밀단면을 가진 SC 합성 기둥의 비선형 해석

최근 기존의 합성 기둥들이 가지는 단점은 보완하고 장점은 유지시킬 수 있는 효율적인 기둥 시스템으로 철골-콘크리트 합성 기둥(SC 합성 기둥)에 대한 연구가 수행되고 있다. 본 연구자는 선행 실험 연구를 통해 SC 합성 기둥의 압축 내력을 평가하였지만, 실험실의 용량 부족으로 대형 기둥에서의 실험은 수행하지 못하였다. 따라서 이 연구에서는 실험 연구의 후속 연구로서 범용 유한요소 해석프로그램을 이용하여 콘크리트와 철골의 상호 작용 및 비조밀단면을 가진 철골 플랜지의 국부좌굴을 반영할 수 있도록 하였다. 이러한 유한요소해석 모델은 기 수행된 압축 실험값과 비교하여 적합성을 검증하였다. 또한 이렇게 검증된 해석적 모델을 이용하여 대형 크기의 기둥에 대해 비선형 해석을 수행하여 단면 증대에 따른 SC 합성 기둥의 비선형 거동에 대해 비교 분석하였다. 비선형 해석 결과 SC 합성 기둥의 철골 단면의 폭-두께비는 25.0을 초과하지 않아야 하고, 연결재의 단면적은 $0.025d{\cdot}t$ 이상, 연결재의 간격은 d/2 또는 최대 300mm이하로 설치하는 것이 바람직하다는 결론을 얻었다.