• 한국강구조학회 논문집
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• 제21권5호
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• pp.461-470
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• 2009

기둥은 축하중과 지진하중에 저항하는 주부재로서 구조물에서 가장 중요한 부재중의 하나이다. 이러한 기둥은 화재 시 고온에 의해 그 성능이 저하되어 전체 구조물계에 심각한 균열을 초래할 수 있으며, 구조물의 붕괴로도 이어질 수 있다. 본 연구에서는 새로운 형식의 기둥인 내부구속 중공 콘크리트 충전강관 기둥 (ICH CFT column; Internally Confined Hollow Concrete Filled Tube column)의 내화 성능이 연구되어져 있지 않기 때문에 건축물에 적용을 하여 기준에 맞는 기둥을 만들기 위해서는 내화 성능 평가가 필요하다. 본 기둥은 콘크리트 충전 강관 기둥 (CFT column; Concrete Filled Tube column)과 같이 외부 강관에 의해 콘크리트가 구속되어 기둥의 성능을 발휘하므로, 외부 강관의 항복 여부가 전체 기둥의 강도를 결정하게 될 것이다. 그래서 본 연구에서는 화재에 의한 기둥의 온도 변화에 따른 ICH CFT 기둥의 강도를 콘크리트의 구속효과와 재료비선형성을 고려하여 해석을 수행하였고, 또한 기둥의 중공비, 외부강관의 두께, 콘크리트의 강도를 매개 변수로 선정하여 기둥의 내화 성능을 평가하였으며, 해석에는 범용 프로그램과 전용 프로그램을 병행하여 사용하였다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
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• pp.10-13
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• 2011

내진설계의 기본 개념은 보를 기둥보다 약하게 설계하여 보에 소성힌지를 발생시켜 구조물 전체의 큰 변형을 방지하는 것이다. ACI 352R-02에서는 지역의 지진특성에 따라서 접합부의 상세 설계법을 구분하여 적용한다. 하지만 보와 접합부의 내력 차이가 상대적으로 작게 설계된 구조물의 경우 탄성 범위를 유지해야 하는 경우의 접합부에도 파괴가 발생할 가능성이 있다. 횡하중이 작용할 때 접합부 내부는 전단력의 지배를 받게 되고, 전단내력과 부착내력에 따라서 파괴모드가 결정된다. 본 논문에서는 양방향 반복하중이 작용하는 10개의 보-기둥 접합부를 통해서 접합부와 인접보의 전단내력 차이에 따라서 발생하는 파괴모드를 관찰하고 접합부 내의 전단내력 및 부착내력의 감소로 인해 발생하는 부재의 연성에 대해서 관찰하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제15권1호
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• pp.165-172
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• 2002

일반적으로 모멘트 지지 강구조물은 유한요소법에 의해 이상화되고 해석되어 왔으며 기둥과 기둥의 연결부, 기둥과 보의 접합부의 정확한 비선형 해석 결과를 위해 많은 노력을 해온 반면에 기둥의 지지부에 대한 해석은 고정단 또는 힌지로 간단하게 이루어져 왔다 그러나 실제로 기둥의 지지부는 고정단도 힌지도 아닌 그 중간인 반강성으로 거동한다. 본 논문에서는 이러한 기둥 지지부를 반강성모델을 이용해서 해석하고 그 결과를 고찰하여 기둥 지지부의 강성 및 강도의 변화가 미치는 영향을 평가하였다. 미국 시방서에 의해 설계된 전형적인 두개의 3층 모멘트지지 강구조물을 이미 개발된 강성도법 및 유연도법에 기초한 7iber 유한 요소를 사용하여 해석하였다. 기등의 지지부는 고정단과 힌지사이에 있는 반강성 지지부를 모델하기 위해 다양한 강성도를 갖는 회전 스프링을 사용하였다. 실제의 기둥 지지부와 가깝게 모델된 반강성 지지부를 갖는 구조물의 해석 결과는 고정지지부를 갖는 구조물과 어느 정도 비슷한 결과를 보여주었다. 또한 pushover 해석과 비선형 시간 이력 해석을 통해 기둥 지지부의 강성도가 감소함에 따라 1층 보의 소요 처짐각(rotational demand)이 증가하는 현상이 관찰되었다 시공상의 문제 및 노화로 인한 기동 지지부의 강성도 감소는1층의 접합부에 대한 소요 터짐각의 증가를 유발하고 그것은 곧 soft-story mechanism을 유발하게 된다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제26권3호
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• pp.173-182
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• 2013

최근 진행되고 있는 건축 프로젝트는 기존의 정형적인 구조계획에서 벗어나 점차 복합적이고 다양한 형태를 지향하고 있다. 이와 같은 새로운 건축 트렌드 속에서, 비정형 건축물의 구조 시스템을 효율적으로 현실화하여 골조의 직교성을 해체시키는 기술에 대한 연구의 필요성이 대두되고 있다. 비정형 건축물의 중요한 구조적 특징 중 하나로 경사기둥의 빈번한 적용을 들 수 있다. 경사기둥은 접합된 보에 추가적으로 모멘트와 축력을 전달하므로, 이러한 현상이 골조 및 보-기둥 접합부의 거동에 어떠한 영향을 미치는지를 실험 혹은 해석을 통해 검증할 필요가 있다. 그러나 수직기둥-보 접합부에 비하면 경사기둥-보 접합부에 대한 연구는 현재까지 충분한 연구가 이루어지지 않고 있는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 비선형해석 및 유한요소해석을 사용하여 경사기둥을 포함한 보-기둥 접합부의 성능을 평가하였다. 경사기둥을 포함한 철골모멘트 골조의 비선형정적해석을 통하여 골조 전체의 거동을 분석하였고, 경사기둥-보 접합부 모델의 유한요소해석을 통해 좌굴거동 및 취성파단 잠재성을 검토하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제27권3호
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• pp.299-310
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• 2015

일반적인 CFT구조는 구조적 거동이 우수함에도 불구하고 폐단면으로 인한 제작 및 가공의 번거러움, 충전성 등의 문제를 가지고 있다. 이 연구는 CFT구조의 충전성을 개선한(보의 상플랜지에는 관통다이아프램, 하플랜지에는 외측다이아프램을 적용) 기둥-단순보의 접합부에서 외측 다이아프램의 치수에 따른 구조적 거동을 살펴보았다. 변수해석을 실시하여 EP-T 타입 접합부내력 영향을 주는 이유를 찾았다. 결과적으로 원형CFT기둥-보접합부에 대한 실험 및 해석을 통하여 원형 CFT구조의 구조적 거동을 조사했다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제20권5호
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• pp.581-592
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• 2007

이 논문은 일정체적 캔틸레버 기둥의 정확탄성곡선(elastica)에 관한 연구이다. 기둥의 자유단에 압축하중과 모멘트 하중으로 구성되는 조합하중이 작용하는 캔틸레버 기둥의 정확탄성곡선을 지배하는 비선형 미분방정식과 경계조건을 유도하였다. 미분방정식에는 전단변형효과를 고려하였다. 기둥의 변단면으로는 정다각형 단면을 갖는 선형, 포물선형 및 정현의 변단면을 채택하였다. 기둥의 정확탄성곡선을 해석하기 위하여 유도된 미분방정식을 수치해석하였다. 수치해석의 결과를 이용하여 기둥의 무차원 변수들이 정확탄성곡선에 미치는 영향을 분석하였다. 실험실 규모의 실험을 실시하여 이 연구에서 얻어진 수치해석의 결과를 검증하였다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제5권6호
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• pp.11-19
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• 2001

일정한 축하중과 반복적인 횡하중을 받는 콘크리트충전 강합성 기둥의 내진성능에 관한 실험적인 연구가 수행되었다. 강합성 기둥은 충전콘크리트가 강판의 국부좌굴로 인한 내측방향의 변형을 억제하고, 강판의 콘크리트 측압에 대한 구속효과와 같은 상호작용에 의해서 콘크리트와 강재의 단순누가강도 이상의 강도증진효과를 가지며, 강재 및 콘크리트기둥에 비해 우수한 연성 및 에너지 흡수능력을 나타내었다. 단면분할법을 이용하여 콘크리트충전 강합성 기둥의 비선형 모멘트-곡률 관계를 예측해 보았으며, 이는 실험결과와 비교적 잘 일치하는 것으로 나타났다. 또한, 구조물의 내진설계의 중요한 요소인 강합성 기둥의 연성 및 응답수정계수를 평가해 보았다. 실험결과 강합성 기둥은 효과적인 내진구조 부재로 판단되었다.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제10권1호
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• pp.75-84
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• 2010

CIT 기둥의 장기거동에 관한 기존의 연구과 실험자료에 의하면 크리프 및 건조수축계수는 외부 강관의 구속효과에 의하여 철근콘크리트 기둥보다 작은 값을 가진다. 본 연구에서는 불확실성이 큰 콘크리트 강도와 특정크리프값과 작용하중을 매개변수로 하여 37층 건물의 CFT 기둥에 대한 확률론적 해석을 수행하였으며 매개변수의 특성을 분석하고 CFT 기둥의 축소량 해석값의 예측범위를 정량화하였다. 본 논문에서는 CFT 기둥축소량의 확률론적 해석을 위한 몬테카를로 (Monte Carlo) 기법을 소개하며 다중매개변수를 동시에 적용하여 매개변수의 변동에 따른 축소량의 영향을 분석하고 신뢰지수별 변동폭을 산정하였다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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• pp.265-268
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• 2008

슬래브-기둥 접합부는 많은 구조물의 시공에 사용되고 있다. 그러나 횡하중을 받는 슬래브-기둥 접합부의 파괴거동 및 극한강도를 예측하는 것이 매우 어렵기 때문에 현행 구조물 설계기준은 횡하중을 받는 슬래브-기둥 접합부의 파괴 거동을 명확하게 설명하지 못하고 있다. 본 논문에서는 횡하중을 받는 슬래브-기둥 접합부의 극한해석과 설계를 위하여 응력교란영역을 가지는 3차원 구조의 해석과 설계를 위하여 제안된 3차원 격자 스트럿-타이 모델 방법을 파괴실험이 수행된 43개의 횡하중을 받는 슬래브-기둥 접합부의 극한강도 평가에 적용하고, ACI 318-05 기준과 FIB 1999 기준에 의한 극한강도 평가결과와 비교함으로써 3차원 격자 스트럿-타이 모델 방법의 타당성을 검토하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제28권2호
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• pp.129-139
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• 2016

대형 PC기둥의 양중부하를 줄이고 접합부의 구조일체성을 개선하기 위한 대안으로서, 중공 PC기둥이 사용될 수 있다. 본 연구에서는 PC부의 생산성과 구조일체성을 개선한 새로운 중공 PC기둥을 개발하였다. PC부를 제작하기 위하여 구조용 골형플레이트를 내부영구거푸집과 수평 관통철근을 사용하였다. 제안된 PC기둥의 내진성능을 검증하기 위하여, 1/2 스케일의 기둥 실험체 4개에 대하여 일정 축력에서 반복 횡가력실험을 수행하였다. 실험 변수로는 횡철근 간격, 강섬유 사용여부, 그리고 PC부의 두께가 고려되었다. 실험 결과, 제안된 PC기둥은 외곽 PC부의 취성적인 파괴 없이 우수한 하중재하능력과 변형능력을 보이는 것으로 나타났다. PC부에 횡철근을 촘촘히 배근하거나 강섬유를 사용할 경우, PC 콘크리트의 탈락을 제한하여 변형능력을 증가시킬 수 있었다.