• 한국강구조학회 논문집
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• 제8권4호통권29호
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• pp.59-76
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• 1996

Concrete filled steel tube column has a large load carrying capacity through its steel and concrete interaction which makes it useful in construction. However, it has not been used often in a practical construction field. This is partly due to the non-destructive inspection method for concrete filling which has yet to be established. Furthermore, there are the lack of test data and a practical method in evaluating the ultimate load carrying capacity of concrete filled steel tube column. This paper will attempt to predict the ultimate strength of short concrete filled square tubular steel columns through conducting several tests. To accumulate the new test data on concrete filled steel tube columns, a total of 42 specimens of steel tubular columns were monotonically tested under concentric axial force, having the slenderness ratio(${\lambda}=10,\;15,\;20$), width-thickness ratio(d/t=25.0, 33.3) and concrete strengths($F_{c}=210,\;240,\;270kg/cm^{2}$). The hollow sections and concrete filled steel columns were compared to check the lateral confinded effects by steel tube. Through these test results, we propose a coefficient k=3.64 for the strength evaluation formula(10) of concrte filled tubular steel short columns.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제15권5호통권66호
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• pp.579-589
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• 2003

콘크리트충전 강판(CFT)기둥과 H-형강 보 접합부의 기존 보강 방식은 상 하 동일 다이아프램 형태로 처리하는 것이 일반적이지만, 우리나라와 같은 중 약진지역에서는 하부플랜지에 인장 발생률이 적으므로 하부측을 단순화시켜 경제적인 접합부를 만들 수 있다. 우선적으로 본 논문에서는 단순인장실험을 실시하여 인장거동을 파악하고, 그 결과를 확장 적용하여 하부측 단순화의 타당성을 검증하였다. 본 실험에서는 상부에 복합십자형 다이아프램(Combined Diaphragm)을 하부에는 네 가지 형식 즉, 복합십자형, 무보강, 수평 T-bar, 수직 Plate를 다아아프램으로 제작한 실대크기의 실험체를 ANSI/AISC SSPEC-2002 가력 프로그램(AISC,2002)에 따라 반복가력실험을 하였다. 하부다이아프램에 사용된 수평 T-bar와 수직 Flat bar의 스터드 볼트는 횡력에 의해 하부다이아프램에 인장력이 가해질 때 보 플랜지의 인장력을 내부 콘크리트에 전달하기 위함이다. 각각의 실험체는 하부 인장시 내력의 차이가 조금 있었으나 모든 실험체가 AISC에서 규정하고 있는 합성보통모멘트 골조인(AISC,2002) 0.01rad의 비탄성회전 능력을 발휘하였다. 하부 접합부의 거동을 분석한 결과, 단순화된 하부다이아프램은 내력과 강성뿐만 아니라 소성 변형 능력이 우수하며 현장에 사용하기에 충분한 내진성능을 나타냄을 입증하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제8권4호통권29호
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• pp.85-94
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• 1996

This paper investigated structural behaviors of joint of concrete filled steel tube column and P.C reinforced concrete beam through a series of hysteretic behavior experiment. The results are summarised as follows: (1) The joint stiffness of concrete filled square steel tube column and P.C reinforecd beam was higher than that of concrete filled circular steel tube column and P.C reinforecd beam, and it was decreased as the increase of the number of hysteretic cycle. (2) The aspects of the hysteretic behavior in the joint was stable as the increase of the number of hysteretic cycle, and rotation resisting capacity of joint of concrete filled square steel tube column and P.C reinforced concrete beam was higher than those of the concrete filled circular steel tube column and P.C reinforced concrete beam. (3) Some restriction must be put upon the ratio of axial force in this joint model because the load carrying capacity was decreased by flexural and flexural-torsional buckling in case of the ratio of axial force 0.6. (4) The emprical formula to predict the ultimate capacity of joint model to superimpose shearing strength of steel web(H section) and bending strength of reinforced concrete beam was expected.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제31권2호
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• pp.9-16
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• 2017

본 연구는 단면형태 및 단면크기에 따라 무피복 및 무용접 조건에서 CFT기둥의 내화성능을 평가하기 위하여 내화실험을 실시하였다. 실험결과, 슬롯형 CFT기둥(${\square}500$)은 무피복 조건에서 180분 이상의 내화성능을 발휘하였다. 슬롯형 CFT기둥(${\square}300$)은 무피복 조건에서 125분의 내화성능을 발휘하였고, 이때 변형률을 분석한 결과 슬롯형 CFT 기둥이 용접형 CFT기둥에 비해 연성파괴를 하는 것으로 나타났다. 또한 용접형 CFT기둥이 내화성능을 상실한 시점에서 중심부 온도는 슬롯형 CFT기둥에 비해 높게 나타났다. 따라서 슬롯접합이 콘크리트 내부온도에 미치는 영향은 크지 않은 것으로 판단된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제31권3A호
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• pp.163-172
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• 2011

CFTA 거더는 아치형상을 갖는 콘크리트 충전 강관구조이며 초기처짐 및 공용 중 응력제어를 위해 외부긴장재를 배치한 거더 형식이다. 본 연구에서는 차량진행에 따른 거더의 동적거동에 긴장재가 미치는 영향을 분석하였다. 이를 위해 유한요소 프로그램을 이용하여 거더 및 긴장재 등을 수치모델링하였으며 긴장재의 양과 긴장력을 다양한 값으로 변화시켰다. 차량하중은 도로교설계기준의 DB-24 하중을 고려하였으며 3축-2트랙으로 모델링하였다. 차량하중은 등가절점하중으로 적용시켰으며 차량하중의 이동은 차량통과 시간 및 절점수를 고려한 각 절점에서의 시간함수로 나타내었다. 차량속도는 40 km/hr에서 100 km/hr까지 20 km/hr씩 증가시켰다. 해석결과 긴장재의 긴장력 변화는 거더의 동적거동에 영향을 주지않았으며 초기처짐에만 영향을 주었다. 긴장재의 양에 따라서는 거더의 동적거동이 다르게 나타났으며 긴장재의 양이 적을수록 동적처짐은 증가하였다. 이를 바탕으로 거더의 동적증폭계수(DAF)를 산출하였으며 긴장재가 없는 경우에도 AASHTO LRFD와 도로교 표준시방서에서 정한 기준값보다 매우 작은 안정적인 거동을 보였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권6A호
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• pp.625-639
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• 2009

본 연구에서는 f/L비가 다른 CFT 트러스 거더의 구조거동에 관한 실험 및 해석적 연구를 수행하기 위해서 2개의 실험체를 제작하였고, CFT 트러스 거더의 구조특성을 평가하기 위하여 휨실험을 수행하였다. ABAQUS에 의한 비선형 유한요소해석을 통해서 축력과 모멘트를 받는 CFT 부재의 비선형 재료모델을 비교분석하였다. CFT 부재의 구속 콘크리트 및 강재의 응력-변형률 모델은 많은 연구자들에 의해서 제시되어 왔다. 본 연구에서는 Mander, Sakino, Han, Susantha 및 Ellobody 등이 제안한 구속 콘크리트의 응력-변형률 모델을 적용하여 비선형해석을 수행하였고, 해석결과를 통해서 CFT 트러스 거더의 하중-처짐 관계, 하중-변형률 관계 등을 비교하였다. 하중-처짐 관계에서 Mander와 Susantha의 모델을 적용한 해석결과는 실험결과보다 약 12.0~13.8% 높은 하중을 예측하며, Sakino의 모델은 실험결과보다 약 7.6% 높은 하중을 예측하였다. Han과 Ellobody의 모델은 실험결과보다 약 0.2~1.2% 높은 하중을 예측하여 실험치와 가장 잘 맞는 결과를 보였다. 그러나 각 연구자의 응력-변형률 모델을 적용한 비선형 해석을 통해 산정된 하중-변형률 관계는 하중-처짐 관계와는 반대로 안전측의 결과를 보여 전반적으로 실험치보다 큰 수준의 변형률을 보였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제24권4호
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• pp.423-433
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• 2012

본 논문은 전단머리를 갖는 CFT기둥-RC 무량판 접합부에 대한 실물대 실험연구를 요약한 것이다. CFT구조는 여러 가지 구조 및 시공 상의 장점으로 인하여 국내 건설현장에서 상대적으로 짧은 시간에 폭넓게 수용되고 있다. 한편 RC 무량판 구조는 층고절감 및 공기 단축 측면의 장점으로 국내의 지하주차장이나 주거용 건물에 필수적 구조시스템으로 널리 사용되고 있다. 이 두 구조시스템을 조합함으로써 공사기간의 획기적 단축 등 여러 시공 및 구조상의 이점을 극대화할 수 있을 것으로 예상된다. 그러나 CFT기둥-RC 무량판 접합부의 효율적인 디테일은 국내 외적으로 아직 충분히 연구된 바가 없어서 이 분야의 연구가 매우 필요한 실정이다. CFT기둥-RC 무량판 접합부의 구조성능에 영향을 미칠 수 있는 여러 가지 변수를 고려하여 접합상세를 제안하고 실험을 통하여 검증하였다. 실험결과 본 연구에서 제시된 CFT기둥-RC 무량판 접합상세의 펀칭강도는 ACI에서 규정한 RC 무량판 펀칭강도와 동등하거나 상회하는 것을 확인할 수 있었다. 실험결과를 토대로 CFT기둥-RC 무량판의 펀칭전단강도 예측식을 제안하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권1A호
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• pp.19-30
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• 2009

본 연구에서는 CFT 트러스 거더의 자유진동실험 결과를 토대로 주요 코드에서 규정하고 있는 CFT(concrete filled tube) 합성단면의 초기 휨강성 산정식을 평가하였다. 각 코드에서 규정하는 합성단면 초기 휨강성 산정식에 의한 CFT 트러스 거더의 자유진동 해석결과와 실험결과를 비교하였으며, 그 결과 CFT 트러스 거더의 자유진동실험 결과는 ACI의 휨강성 산정식을 적용하는 경우의 해석결과와 잘 일치하는 결과를 보였다. 이를 반영하여 f/L비 변화에 따른 CFT 트러스 거더의 자유진동해석을 수행하여 f/L비가 CFT 거더의 고유진동수에 미치는 영향을 분석하였다. CFT 트러스 거더의 f/L비는 거더의 전체강성에 영향을 주기 때문에 고유진동수를 변화시킨다. 수평모드에서의 고유진동수는 f/L비가 증가하면 감소하지만, 연직 모드에서의 고유진동수는 f/L비가 증가하면 선형적으로 증가하는 경향을 보였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제17권3호통권76호
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• pp.325-335
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• 2005

본 연구의 목적은 CFT각형기둥과의 접합에 성능이 개선된 합성 반강접 접합디테일을 제안하고 기둥-보 접합부의 단조가력시 역학적 거동을 보기 위함이다. 극한 거동에 결정적 영향을 끼치는 하부 접합부의 전단내력을 보강하고 시공성을 고려하여 합성 반강접 접합을 CFT구조 형식에 시도하여 CFT기둥-보 접합부의 접합디테일을 제안하였다. 본 연구에서 제안하는 하부 보 플랜지 용접접합(M-2)을 기존 합성 반강접 접합상세인 시트앵글접합(M-1)과 비교/검토하였다. 두 개의 실대형 CFT기둥-보 합성 반강접 접합부 실험체에 대한 단조가력실험을 수행하였다. 실험 결과, 제안형인 하부 보플랜지 용접접합된 실험체는 강접합된 철골보의 약 85%의 강성을 확보하였다. 이는 기존형 실험체와 거의 동일하였으며, 반강접으로 분류됨을 확인할 수 있었다. 제안형 실험체가 웨브 접합부에서 볼트지압에 의한 전단파괴가 발생하였으나 파단 직전까지는 슬래브 연성파괴가 일어난 기존형 실험체와 유사한 거동을 보였다. 슬래브 보강근에 의해 충분한 강성 및 내력이 확보되며, 웨브부분의 강관내의 앵커보강에 의해 전소성모멘트에 상응하는 내력 및 변형성능이 확보되어 충분한 연성거동을 보이는 것으로 판단된다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제17권4호통권77호
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• pp.419-429
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• 2005

본 연구의 목적은 기존의 복합십자형 다이아프램을 사용한 CFT 기둥-보 인장측 접합부에 관한 연구에 이어서 접합부 각 요소의 구조적 특성을 명료하게 하는데 있다. 복합십자형 다이아프램은 기존 접합부의 하중전달 경로 및 다이아프램의 갑작스런 기하학적인 형상 변화에 대한 디테일을 개선함으로서, 보 플랜지 및 다이아프램에 응력을 고르게 분포시키고 접합부의 응력집중이 완화된 접합방식이다. 복합십자형 다이아프램을 접합부에서 중요한 요소 중 하나인 슬리브에서의 응력전달에 관하여 연구를 수행하였다. 슬리브의 두께 및 길이를 변수로 하여 해석한 결과, 슬리브의 길이 및 두께는 접합부의 내력에 큰 영향을 주지 않고 다이아프램으로부터의 하중을 콘크리트로 전달시키는 매개체의 역할을 하였다. 또한 적정 슬리브의 길이 및 두께를 각각 직경의 1배, 슬리브 직경/두께비를 20으로 제안한다. 기존의 내력식을 검토하여 메커니즘을 수정한 후 적용가능한 접합부의 극한내력식 및 항복내력식을 제안하였다.