Influence of Concrete Strength and Lateral Ties on Behavior of High-Strength Concrete Columns Subjected to Eccentric Compressive Load

This study was focused on the effect of concrete strength and lateral ties of concrete columns subjected to eccentric compressive loads. The twenty-four concrete columns with $200mm{\times}200mm$ square cross-section were tested. The main variables were concrete strength, spacing and configuration of lateral ties, and eccentricity ratios. From the experiment, the followings were investigated ; 1) In all cases, it was observed that the increase of concrete compressive strength led to the decrease of ductility. Also, as the eccentricity ratios increased, the effect of ductility enhancement by lateral ties decreased. 2) As the ties spacing decreased from 100mm to 30mm, the magnitude of axial load acting on the concrete column showed an enhancement of 1.1~1.2 times and the descending curve after a peak moment presented a smooth decline. 3) The high-strength concrete columns required a design of lateral ties to increase the volumetric ratios and density of tie spacing to sustain a proper strength and ductility. Accordingly, regardless of concrete strength, the current AIK design code to specify the maximum tie spacing of concrete columns was proven to lead to the poor strength and ductility for seismic design. Therefore, it is necessary to develop a new seismic design code that connects volumetric ratios and tie spacing of concrete columns with concrete strength.

편심 압축력을 받는 고강도 콘크리트 기둥의 거동에 미치는 띠철근 및 콘크리트 강도의 영향

편심 하중을 받는 철근 콘크리트 기둥에서 띠철근과 콘크리트 강도의 영향을 파악하기 위하여 콘크리트 압축강도, 띠철근 배근간격 및 형상, 편심비를 주요 변수로 하여 단면 $200mm{\times}200mm$의 시험체 24개를 실험하였다. 이러한 연구를 통하여 콘크리트 기둥은 편심거리비, 띠철근 배근간격, 띠철근 배근형태 등에 관계없이 콘크리트 강도가 증가할수록 취성적으로 거동하였고, 편심거리비가 증가할수록 띠철근 배근에 의한 연성 증가 효과는 감소함을 알 수 있었다. 띠철근 배근간격이 100mm에서 30mm로 줄어들 경우, 최대 내력은 10~20% 증가하였으며, 최대 내력 이후에도 보다 연성적으로 거동하였다. 그러므로 고강도 콘크리트 기둥에서 적당한 연성과 강도를 확보하기 위해서는 일반강도 콘크리트에 비하여 더 많은 띠철근 체적비와 밀실한 띠철근 배근이 필요하였으며, 띠철근 배근 간격만을 제한하는 현재의 대한건축학회 내진 기준은 고강도 콘크리트 사용 시 띠철근의 배근 효과와 부재 연성 확보 측면에서 불안전하였으며, 띠철근을 콘크리트 강도와 연계하는 새로운 내진 기준이 필요한 것으로 나타났다.