• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2010년도 정기 학술대회
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• pp.255-258
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• 2010

최근 초고층 구조물은 다양한 형태에 따른 건축 계획 및 설계에 대한 요구되어지며 이를 충족시키기 위해 다양한 구조시스템이 개발되어지고 있다. 특히 경사기둥은 구조물의 높이가 증가할수록 구조물의 면적이 점차적으로 감소하는 Tapered 형태의 비정형 초고층 구조물의 중요한 설계 및 구조요소이다. 본 논문에서는 경사기둥의 축하중에 의해 발생하는 수평력으로 인한 접합부의 영향 및 보 플랜지의 취성파괴에 대한 저항성능을 평가하기 위하여 강구조물 경사기둥 접합부에 대한 유한요소해석을 수행하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제27권1호
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• pp.43-52
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• 2015

구조물의 기둥은 층에 따라 받는 내력이 상이함에도 시공의 오차를 줄이고 구조설계의 편의를 위해 상부층부터 하부층의 기둥단면은 동일하게 설계되고 있다. 그럼에도 불가피하게 상하부의 기둥의 단면이 상이하는 경우가 발생된다. 예를들어 초고층 구조물 또는 증축 및 보수에 의해 기둥을 보강할 경우이다. 이렇듯. 선 기둥과 후 피복이 되는 기둥을 피복충전형 콘크리트 충전기둥이라 할 때, 가력조건이 다르므로 재하상태를 나뉘어 구조적 안정성을 확인할 필요가 있다. 그럼에도 국내외적으로 가력조건에 따른 합성기둥에 대한 내력과 변형연구는 전무한 상태에 있다. 따라서 본 연구에서는 구조실험을 통해 가력조건 및 콘크리트 강도, 피복두께 변화에 의한 피복충전형 콘크리트 각형 기둥의 내력과 거동을 분석하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제24권5호
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• pp.517-524
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• 2012

이 논문에서는 푸쉬오버해석을 통해 보-기둥 접합부 비탄성 전단거동과 고차모드를 고려한 횡하중 수직분포 형태가 구조물 거동에 미치는 영향을 알아보기 위해 지반조건 $S_B$ 내진설계범주 C에 대해서 5층 철근콘크리트 보통모멘트골조를 KBC2009에 맞게 구조설계 하였다. 보 및 기둥 부재의 휨모멘트-곡률 관계는 섬유모델(fiber model)로 확인하였으며 보-기둥 접합부 모멘트-회전각 관계는 simple and unified joint shear behavior model과 보-기둥 접합부 모멘트 평형관계를 이용하여 확인하였다. 푸쉬오버해석 결과 보-기둥 접합부를 강체로 고려하는 경우 구조물의 강성도 및 강도가 과대평가 되었으나 반응수정계수는 접합부 비탄성거동과 관계없이 KBC2009 보통모멘트골조 계수를 만족하여 구조 설계 과정에서 보-기둥 접합부의 비탄성 전단거동을 고려하지 않아도 문제가 없을 것으로 판단된다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제28권2호
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• pp.121-128
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• 2016

고장력 볼트를 적용한 원형단면 콘크리트 충전 강재 기둥-기초 연결부의 합리적인 설계범위를 제안하기 위하여 축하중과 수평하중을 동시에 받는 기둥-기초 연결부의 전반적인 구조적 거동과 설계변수에 따른 거동특성을 상용 유한요소해석 프로그램인 ABAQUS를 이용하여 해석적으로 검토하였다. 이를 위해 앵커볼트를 고장력 볼트로 대신하는 선행연구의 실험을 토대로 수치해석을 실시하였으며, 해석방법의 타당성을 검증하였다. 또한 현행 설계기준을 분석하여 기둥-기초 연결부 거동에 영향을 미치는 설계변수(앵커의 묻힘깊이, 앵커의 강종, 리브의 높이, 리브의 두께)를 선정하였으며, 설계변수에 따른 기둥-기초 연결부의 거동특성을 비교 분석하였다. 일반 앵커에 비해 고장력 볼트를 적용하는 것이 기둥-기초 연결부의 거동에 유리한 것으로 나타났으며, 고장력 볼트의 최소 묻힘깊이는 기둥 직경(D)을 기준으로 0.5D이상으로 설계하는 것이 합리적이라고 판단된다. 리브의 높이는 0.5D이상, 리브의 두께는 베이스플레이트 두께($t_b$)를 기준으로 $0.4t_b$이상으로 설계하는 것이 합리적이라고 판단된다.

• 한국지진공학회:학술대회논문집
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• 한국지진공학회 2006년도 학술발표회 논문집
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• pp.620-627
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• 2006

강재기둥으로부터 전달되어 내려오는 모멘트 하중에 의한 베이스판의 변형을 고려한 앵커볼트의 설계방법에 대해 소개하였다. 기둥-베이스판 접합부의 설계를 위해 간략해석 모델 (Simple Beam Model) 이 개발되었으며 인장력과 모멘트 하중에 동시에 저항하는 앵커볼트의 설계를 위해 국부 메카니즘 개념이 도입되었다. 제안된 새로운 설계법을 적용하여 앵커볼트와 베이스판 사이의 최대지압력을 계산할 수 있었으며 이를 바탕으로 앵커볼트의 사이즈를 결정할 수 있었다. 본 논문에서는 상기 간략히 소개된 앵커볼트 설계법을 보다 상세히 기술하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제27권4호
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• pp.399-410
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• 2015

콘크리트 충전형 합성기둥(Concrete filled steel tube, CFT)은 철근콘크리트, 강구조보다 뛰어난 변형 능력과 강도 갖고 있다. CFT 현장타설말뚝은 지진하중, 토양액상화 등에 의해 큰 국부전단력을 경험하게 되며 이를 방지하기 위해 큰 직경으로 설계되어 진다. 그러나 현행 기준의 전단 설계식은 CFT의 구속효과를 고려하지 못하고 있으며, 상당히 보수적인 설계식을 제시하고 있다. 전단 설계식의 개선을 위한 선행 전단 실험연구가 거의 없으며 그조차 소구경의 실험연구로만 존재한다. 이 연구는 대구경 콘크리트 충전형 합성기둥의 개선된 전단 설계식을 제안하기 위한 기초연구로써, 원형 CFT 기둥 전단의 선행 실험연구와 현행 설계기준 비교분석을 실행하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권6호
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• pp.2804-2811
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• 2012

본 연구에서는 직접변위기반 설계법에 의하여 철근콘크리트 기둥이 목표변위에 도달하도록 하는 보강설계를 수행하였다. 철근콘크리트 기둥의 비선형 거동은 등가 선형 시스템으로 단순화하여 해석한다. 먼저 목표변위를 결정하고, 단자유도 시스템의 등가고유주기를 추정하기 위하여 탄성 변위스펙트럼을 작성하였다. 고유주기가 결정되면 시스템의 질량을 근거로 강성을 이용하여 요구강도를 계산한다. 이후 비선형 층상화 단면해석을 통해 얻어진 하중-변위관계에 따라 요구강도를 만족하는 보강설계를 수행하였다. 비선형 층상화 단면해석 프로그램을 개발하고 보강설계 절차를 제안하였으며 이를 적용한 결과, 보강설계를 통해 보강한 철근콘크리트 기둥은 보강하지 않은 기둥과 비교하여 내진 성능이 향상 된 것을 확인 할 수 있었다.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제10권4호
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• pp.49-57
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• 2010

본 연구는 기존 철근콘크리트 구조물에 대하여 대표적인 변위-기반 설계법인 Chopra&Goel 이 제안한 직접변위-기반 설계법의 기본개념을 적용하여 최대 설계지반 가속도에 대한 보강 Steel Jacket의 두께를 결장하고, 결정된 보강 두께를 적용하여 보강전 후 성능설계기법에 의한 비선형 해석 및 보강설계법에 의한 보다 개선된 알고리즘 및 프로그램을 제시하였다. Steel Jacket 보강된 철근콘크리트 기둥에 대한 설계 변위 추정을 위해 Steel Jacket 보강된 철근콘크리트 부재의 비선형 층상화 세그멘트 해석 모델을 제시하고, 성능기반설계에 의한 성능개선설계를 위하여 목표성능변위 및 설계자전가속도 조건에 대해 직접 변위-기반 설계 방법 및 변위계 수법에 의한 내진성능개선 설계 방법을 제시하였다. 적용 예에서 본 방법은 기존 철근콘크리트 기둥과 비교하여 성능개선설계 결과 보강 전에 비해 변위 연성비 및 변위성능에서 크게 개선된 성능설계 결과를 제공해 주었다.

• 전산구조공학
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• 제5권3호
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• pp.113-118
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• 1992

적재하중은 설계편의상 등가등분포하중으로 환산하여 사용하며 따라서 영향면적이 커짐에 따라 하중은 감소하는 경향이 있다. 특히 고층건물 기둥의 축하중은 지지하는 각층으로부터의 축하중이 누적되므로 결과적으로 영향면적이 커지게 되며 사용기간 최대값은 줄어들게 된다. 따라서 현행 국내 시방서와 같이 설계하중이 영향면적에 따라 제시되어 있지 않고 구조부재의 종류별로 주어져 있는 경우에는 기둥과 같이 받치는 바닥의 수가 증가함에 따라 영향면적이 급격히 변할 수 있는 부재에 대하여 적정한 감소계수를 사용하고 있다. 본 연구에서는 단층바닥을 받치는 기둥의 축하중에 대해 현장조사를 통해 분석한 하중모형을 이용하여 고층기둥 축하중의 특성을 분석하였으며, 현행 건축물의 구조설계규준에 제시되어 있는 받치는 바닥의 수에 따른 감소계수의 타당성을 검토하였다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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• pp.145-148
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• 2008

현행 AISC-LRFD, ACI 318과 국내의 설계지침에서는 CFT 기둥의 탄성계수와 항복강도 산정 시구속효과에 의한 축 강성의 증가를 반영하고 있지 않고 있다. 또한 AISC-LRFD와 ACI 318의 제시된 탄성계수와 항복강도의 산정방법으로 계산된 값이 차이가 큰 문제점이 있다. 본 연구에서는 CFT(Rectangular) 기둥을 강관의 두께 및 충진 콘크리트의 강도에 따른 시험체를 9개 제작하여, 실험을 통하여 AISC-LRFD, ACI 318과 국내의 설계지침과 비교하였다. 본 연구에서의 실험결과 현행 AISC-LRFD, ACI 318과 국내의 설계지침의 CFT 기둥의 항복강도는 실제 CFT 기둥의 항복강도와는 큰 차이가 있는 것으로 나타났다.