• 한국화재소방학회:학술대회논문집
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• 한국화재소방학회 2010년도 추계학술발표회 자료집
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• pp.29-32
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• 2010

콘크리트 충전 강관기둥부재(이하 CFST)는 대칭성을 유지하는 기하학적 특성과 내부에 충전된 콘크리트의 구조 및 내화성능의 향상으로 최근 초고층 건축물의 주요 요소로 활용되는 추세에 있다. 반면 CFST는 실험적 결과에 의존하는 경향을 보이고 있으나 이는 많은 비용과 시간이 소요되는 단점이 있으므로 강재의 고온특성을 적용한 해석적 결과와의 상관성은 매우 중요한 의미가 있다. 따라서 본 연구의 목적은 CFST 내화성능을 해석 및 실험결과를 활용하여 상호 관계를 파악하고자 한다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제28권2호
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• pp.213-220
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• 2015

본 논문에서는 CFT 구조의 강관과 내부 충전 콘크리트 간 복합거동을 유한요소해석 시 적절하게 반영하기 위해 강관과 콘크리트 간 부착 슬립관계 묘사를 위한 알고리즘을 제시하였다. 내부 충전 콘크리트에 축방향 하중 발생 시, 강관과 콘크리트 간 마찰로 인해 강관으로 하중이 전달되며, 이에 따른 강관 슬립량과 힘의 평형관계를 통해 등가강성을 통해 부착관계를 파악할 수 있다. 실제 원형 CFT 부재의 부착응력 실험을 통해 측정된 수직 및 수평 방향 응력 분포 결과와 제안된 해석 기법을 통해 산정된 응력 분포의 비교를 통해 제안된 해석 기법의 타당성을 검증하였다. 또한 비선형 유한요소해석 시 강관과 콘크리트의 부착 거동 묘사에 따라 CFT 기둥의 거동 특성에 영향을 미치게 되므로 축방향 하중이 작용하는 CFT 부재 실험 결과와 제안된 부착-슬립 모델을 반영한 유한요소해석 결과의 하중-변위 곡선 관계 비교를 통해 제안된 기법의 적합성을 검증하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제19권6호
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• pp.227-243
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• 2003

강관말뚝의 속채움 콘크리트 B방법에서 미끌림방지턱의 구조적인 특성을 알아보기 위하여, 강관말뚝머리의 내부에 미끌림방지턱을 설치하지 않은 시험체와 2단의 곡률 강편 미끌림방지턱을 강관말뚝내부에 용접한 시험체(시방서 방법), 그리고 미끌림방지턱을 다수의 곡률 강편과 고장력볼트로 체결한 시험체(개발형 방법)에 대하여 실물크기 인발 및 압발 실험을 수행하였다. 그 결과, 미끌림방지턱이 없는 시험체는 최대인발하중 15.6tonf에서, 최대압발하중 27.57tonf에서 콘크리트의 화학적 부착파괴가 발생하였다. 그리고 미끌림방지턱이 있는 시방서 방법과 개발형 방법의 시험체는 없는 시험체보다 최대인발하중의 약 8.9배와 최대압발하중의 6.2배 크게 나타났다. 또한 시방서 방법과 개발형 방법의 하단 미끌림방지턱에 대한 하중분담비율은 거의 동일한 거동을 보인 반면에, 상단 미끌림방지턱은 시방서방법보다 개발형 방법의 하중분담비율이 크게 기여하였다. 그리고 시방서 방법과 개발형 방법의 미끌림방지턱 형상에 의한 합성작용과 구조성능은 거의 동일하였다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제16권2호
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• pp.67-77
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• 2017

본 연구에서는 콘 장비를 강관말뚝 중공에 설치함에 따른 말뚝의 거동을 분석하기 위해 축소 모형실험을 진행하였다. 콘 장비를 항타하여 설치 할 경우 먼저 강관 내부에 유입되는 관내토의 높이를 수치상으로 확인 할 수 있으며, 이를 통해 플러깅을 예측하여 플러깅에 따른 말뚝의 거동을 분석 할 수 있다. 또한 물리적인 항타 에너지로 지반의 강성과 강도를 증가 시켜 지지력을 상승 시킬 것으로 기대된다. 강사 장치를 이용하여 상대밀도 90%의 지반을 조성하고 거칠기가 다른 두 강관말뚝을 항타높이를 200mm와 500mm로 나누어 근입깊이 600mm까지 설치한다. 그리고 콘 장비의 유무에 따라 총 8가지 케이스를 나누어 말뚝의 지지력을 분석하였다. 말뚝의 항타높이, 말뚝의 거칠기, 콘 장비의 유무에 따른 세 가지 변수 중 항타높이가 약 70%로 지지력에 미치는 영향이 가장 컸으며 다음으로 콘 장비의 유무가 약 40%, 말뚝의 거칠기가 약 21%로 나타났다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제26권6호
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• pp.707-714
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• 2014

콘크리트 충전강관(CFT)은 강관의 내부에 콘크리트로 채워진 기둥이다. CFT는 강재와 콘크리트로 구성되며, 강재는 콘크리트를 내부에서 구속시켰고, 내부 콘크리트는 기둥의 압축하중을 감당한다. 본 실험에서 73~100MPa급 고강도 콘크리트에 관해 유동성실험, 압축강도실험, 압송압력실험을 실시하였으며, CFT용 고강도 콘크리트의 물리적 성질을 알아보기 위해 슬럼프, 슬럼프 플로우, 공기량, U-box시험, O-Lot시험, L-flow시험이 진행되었다. 이러한 연구의 결과를 바탕으로 Mock-up테스트에서 콘크리트 충전성 시험, 수화열 측정 시험, 응력계측 시험을 수행하였다. 현장적용은 상암동 및 서강대 현장의 두 곳에 각각 ${\Box}-566{\times}566{\times}10$, ${\Box}-400{\times}400{\times}25$의 대상기둥을 선정하여 현장계측을 진행하였다. CFT기둥의 장기거동 예측에 관하여 설계하중에 대해 콘크리트의 탄성변형과 건조수축, 크리프 수축을 고려한 ACI 209 재료모델을 사용한 결과는 계측결과와 거의 일치하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제34권12호
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• pp.133-143
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• 2018

수평하중에 대한 말뚝의 휨강도를 증대시키기 위해 얇은 두께의 강관 내부에 PHC말뚝을 합성한 콘크리트 충전 강관(PCFT)말뚝이 개발되었다. PCFT말뚝의 휨강도를 강관말뚝과 비교하기 위하여 직경이 동일한 PCFT말뚝과 강관 말뚝에 대해 휨강도시험을 수행함과 동시에 한계상태설계법으로 P-M 상관도를 작도하였다. 그리고 PCFT말뚝의 하단에 PHC말뚝을 연결한 PCFT 복합말뚝의 수평지지력과 수평거동을 기존의 강관 복합말뚝(HCP) 및 강관말뚝과 비교하기 위하여 총 4본의 시험말뚝을 시공하고 수평재하시험을 수행하였다. 휨강도시험 결과 PCFT말뚝의 휨강도는 두께 12mm의 강관말뚝보다 18.7% 향상되었고, 동일한 휨하중에서 말뚝의 변위량은 강관말뚝보다 50% 감소하였다. 그리고 P-M 상관도로부터 연직하중을 받는 PCFT말뚝은 강관말뚝보다 휨내력이 크게 증가한 반면, 인발하중을 받는 PCFT 말뚝은 강관말뚝보다 휨내력이 감소함을 알 수 있었다. 또한 시험말뚝에 대한 수평재하시험의 결과에 따르면 상부말뚝의 길이가 동일한 경우 PCFT 복합말뚝은 HCP보다 수평지지력이 60.5% 컸고, 두께가 12mm인 강관말뚝보다 35.8% 큰 것으로 나타났다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제24권6호
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• pp.104-111
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• 2010

CFT기둥은 강관내부에 콘크리트를 채워 넣은 구조로서, 화재 시 강관의 강도는 저하되나 내부 콘크리트의 높은 열용량 효과로 내화성능을 확보할 수 있는 구조이다. 본 연구에서는 강관내부의 충전된 콘크리트의 압축강도 및 축력비 변화에 따른 CFT기둥의 내화성능을 평가하였다. 내화성능의 평가는 KS F 2257-1 및 KS F 2257-7에 따라 수행되었으며, 적용 부재 단면은 $280{\times}280{\times}6$, 콘크리트 압축강도 24MPa, 40MPa 및 축력비 0.9, 0.6, 0.2를 실험변수로 설정하였다. 재하가열시험을 통한 내화성능평가 결과, 콘크리트 압축강도 24Mpa의 경우 축력비 0.9, 0.6, 0.2에서는 각각 27분, 113분, 3시간 이상으로 나타나 축력비 변화에 따른 내화성능이 크게 변화하는 것으로 나타났다. 콘크리트 압축강도 40MPa의 경우, 축력비 0.9, 0.6에서는 각각 19분, 28분으로 나타났다. 40MPa는 24MPa에 비해서 축력비 변화에 따른 내화성능 향상 효과는 크지 않은 것으로 나타났다. 이는 고강도의 경우 가열시 발생되는 내부 압력의 상승로 성능저하가 크게 발생되는 것으로 판단되었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제9권3호
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• pp.195-202
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• 2005

본 연구에서는 순수 휨을 받는 중공 원형강관, 내부에 경량기포콘크리트 및 보통콘크리트를 충전한 원형강관 부재에 대하여 강재의 압축부에 대한 좌굴특성을 고려하고, 충전된 콘크리트의 삼축압축응력 발생에 따른 강도증가 현상을 고려하여 모멘트-곡률 관계를 계산하였다. 경량기포콘크리트를 충전하더라도 해석적으로 간편하게 모멘트-곡률 관계를 계산할 수 있다는 것을 확인하였으며, 보통콘크리트를 충전한 경우에는 해석값이 실험값에 근접한 결과를 추정함을 알 수 있었다. 또한 기존의 실험결과를 이용하여 본 연구에서 개발된 모멘트-곡률 관계 해석방법의 유효성을 검증하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제35권12호
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• pp.91-100
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• 2019

수평하중에 대한 휨강성을 증대시키기 위해 얇은 두께의 강관 내부에 PHC말뚝을 합성한 중공형 콘크리트 충전강관(HCFT)말뚝을 개발하였고, HCFT말뚝의 현장 적용 시 말뚝의 구조안전성 평가에 필요한 한계상태에서 P-M 상관도를 작도할 수 있는 산정식을 제안하였다. HCFT말뚝을 구성하는 강관과 PC강봉에 대한 강도 값으로 항복응력을 적용할 경우 제안식은 HCFT말뚝의 극한휨내력을 큰 폭으로 과소평가하였고, 축력이 작용하지 않을 때 휨강도시험결과와 달리 HCFT말뚝보다 직경이 동일하고 두께가 12mm인 강관말뚝의 극한휨내력을 더 크게 산정하였다. 그러나 HCFT말뚝을 구성하는 강관과 PC강봉에 대해 항복강도인 f_y 대신 극한강도인 f_u를 사용하면 제안식은 휨강도시험 측정결과에 매우 근접한 극한휨내력을 제공하는 것으로 나타났다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권3호
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• pp.1764-1769
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• 2014

본 논문에서는 기존의 단일대형강관 타워의 일부를 복수의 강관으로 대체한 멀티기둥-단일대형강관 하이브리드형식 풍력타워의 적용성을 평가하기 위하여 연결부의 성능을 수치해석적으로 평가하였다. 연결부의 형태는 멀티기둥의 단일대형강관 단부 관통 여부, 멀티기둥 하단부 날개 보강재의 유무 및 단일대형강관 내부 가로보 배치형식으로 구분하였다. 해석은 응력집중을 평가하기 위한 선형탄성해석과 극한강도을 평가하기 위한 재료 및 기하비선형 해석이 수행되었다. 수직력과 수평력에 대한 구조성능 분석 결과, 가로보 배치형식과 날개 보강재는 타워 구조계의 극한강도에 민감하게 영향을 주는 것으로 확인되었다.