• 한국공간구조학회논문집
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• 제7권2호
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• pp.83-90
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• 2007

건축물의 고층화, 대형화에 따라 기둥이 부담해야할 하중이 증대되고, 이로 인한 기둥단면적의 증대에 효율적으로 대처하기 위해 CFT(콘크리트 충전강관)기둥의 형식을 개발하게 되었다. CFT기둥은 이질재료로 구성된 복합구조형식으로, 역학적 거동을 규명하기 위해 많은 연구가 이루어지고 있다. 본 연구는 원형과 각형의 CFT기둥에 있어서 콘크리트 코어와 강관, 두 이질재료간의 접촉면 부착응력에 대한 해석적 연구로서 비선형 해석프로그램인 ABAQUS/Standard Version 5.8을 이용하여 shear-connector의 부착형태 및 위치에 따른 부착응력을 비교하고, 접촉면의 역학적 특성에 대한 개선된 해석기법을 제시하고자 한다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제27권1호
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• pp.13-22
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• 2015

본 연구에서는 콘크리트 내에 강섬유를 혼입하여 기둥자체의 인성력을 확대시키는 방안을 구조실험을 통해 분석하고자 한다. 내부 앵커형 용접조립 각형 기둥에 강섬유 보강 콘크리트를 충전하여 구조 거동을 고찰하였다. 강섬유 혼입량과 가력조건을 변수로 하여 총 10개의 단주를 제작하여 단조재하 실험을 수행하였다. 그 결과 휨 모멘트력이 발생될 때 강섬유 콘크리트는 특유의 성질인 균열 후 인장강도가 발현되어 내력 및 거동에 유리하게 작용되는 것으로 보인다. 미소 분량의 강섬유 혼입으로 축력과 휨내력이 향상 가능한 것은 매우 합리적인 단면설계가 가능하며 이를 적극적으로 설계에 반영될 필요가 있다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제26권1호
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• pp.55-68
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• 2014

본 논문에서는 콘크리트충전 각형강관에 구조용 피복콘크리트를 적용한 합성기둥 접합부의 내진 성능을 평가하였다. 이를 위하여 두 개의 강재 보와 두 개의 프리캐스트 콘크리트 보에 대한 접합부 실험체를 제작하고 반복주기하중실험을 실시하였다. 2/3 축소모델인 기둥 단면은 670mm이고 보춤은 강재보의 경우 488mm, 588mm, PC보의 경우 700mm이다. 강재 보는 보의 춤을 실험 변수로 하였으며 PC보는 보의 휨철근비를 실험 변수로 하였다. 프리캐스트 콘크리트 보의 상부 휨철근비는 1.1%, 1.5%이다. 플랜지는 연속강판을 사용하여 강관과 연결하였으며 휨철근의 정착 및 이음을 위해서는 커플러를 적용한 특수 상세가 사용되었다. 실험결과, 하나의 강재보 실험체를 제외한 모든 실험체는 특수모멘트골조 기준인 4% 이상의 회전각을 발휘하였다. 특히 PC보 실험체는 강도와 변형능력, 에너지 소산에 있어서 우수한 성능을 보였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제10권2호통권35호
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• pp.253-261
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• 1998

보항복형 강구조골조가 지진하중을 받아 보 단부에 소성힌지가 생기는 종국상태에서는 최하층 기둥의 좌굴길이가 명확하게 되지 않는다. 이 연구의 목적은 그러한 경우의 콘크리트 충전 각형강관 기둥재의 내력을 조사하고 등가좌굴세장비를 제안하여 기둥재의 설계에 적용하고자 하는 것이다. 외부기둥들은 수평변위 탄성구속 스프링으로 모델화하였다. 그리고 수치해석으로 기둥재의 좌굴내력과 좌굴길이를 평가하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제19권2호
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• pp.10-21
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• 2015

합성구조의 안전성의 보장을 위해 대부분의 설계기준은 경험적 사실을 기반으로 강재의 설계기준항복강도의 상한선을 제시하고 있다. 그러나 세장비가 큰 콘크리트충전강관기둥과 같이 탄성 좌굴하중에 영향을 받는 부재의 경우 설계강도를 크게 낮게 평가함에 따라 비경제적 설계가 수행될 경우가 발생한다. 따라서 세장한 기둥의 경제적 설계를 위해 현행 설계기준에서 제시하고 있는 강재의 설계기준항복강도 이상의 항복강도를 보유한 강재가 사용될 경우 설계기준의 안전성에 대한 평가를 수행하였다. 다양한 경우에서의 높은 설계기준항복강도의 적용성 평가를 위하여 유한요소해석을 사용한 변수분석을 계획하였으며, 680MPa 급의 항복강도를 보유한 강재가 적용된 세장한 직사각형 콘크리트 충전 강관기둥의 실험을 수행하여 유한요소해석 모델의 적합성 평가와 고강도 강재의 적용성 평가를 수행하였다. 변수분석에 적용된 변수는 강재의 항복강도, 콘크리트의 설계기준압축강도, 강재의 두께와 세장비로 구성되었다. 각 변수들은 KBC 2009에 의한 강도와 비교되었다. 54개의 모델에 대한 변수분석 결과와 기 수행 연구결과들을 통해 세장한 직사각형 콘크리트 충전 강관기둥은 KBC에서 제안하고 있는 강재항복강도의 제한을 초과할 경우에도 안전하게 설계될 수 있는 것으로 나타났다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제24권6호
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• pp.69-75
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• 2010

콘크리트가 충전된 각형강관 기둥(CFT)은 외부에 강재가 노출된 형상으로 외측의 강관은 화재시 급격한 온도상승으로 인해 강도가 저하되나, 내부의 콘크리트는 열용량이 큰 재료로써 내화성능을 확보할 수 있는 구조로 구성되어 있다. CFT 기둥을 내화구조로서 적용하기 위해서는 구조적 성능에 영향을 미치는 인자에 대한 연구가 필요하며, 이에 대한 조건별 영향성에 관한 연구가 필요하다. 내화성능에 영향을 주는 주요인자는 콘크리트 압축강도.단면크기.축력비.경계조건이며, 그 중 기둥과 보의 경계조건은 구조적 측면에서 하중지지능력에 영향을 미치므로 내화성능을 지배하는 주요 인자 중에 하나이다. 실험결과 360단면에서는 양단 고정조건에서는 106분의 내화성능이 확보되나 양단 힌지 조건에서는 89분의 내화성능을 확보하는 것으로 나타났다. 280단면에서는 양단 고정조건에서는 113분의 내화성능이 확보되나 양단힌지 조건에서는 78분의 내화성능을 확보하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제12권1호통권44호
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• pp.55-63
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• 2000

본 논문은 콘크리트충전 각형강관 기둥-H형강보 접합부로서 기둥을 관통하는 철근과 T-스티프너를 외부에 보강한 새로운 접합부상세를 제안하고, 5개의 십자형 접합부 실험체를 역대칭 반복가력 실험하였다. 실험변수는 T-스티프너의 길이(200, 250mm), 철근의 직경(HDl6, 19)이다. 실험결과 T-스티프너 길이의 증가가 철근의 강도비 증가보다 내력 및 강성에 미치는 영향이 보다 크고, T-스티프너의 보강만으로도 보붕괴형의 안정적인 이력거동을 나타내었다. 또한, T-스티프너와 강관 코너부의 용접 시에는 취성파괴의 가능성에 주의하고, 본 논문에서 제안한 용접방법을 따르는 것이 적절할 것으로 판단된다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제22권2호
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• pp.185-195
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• 2010

본 연구에서는 탄소섬유쉬트로 추가구속된 각형 CFT기둥 실험체의 단조압축실험을 수행하였고 이를 토대로 실험체의 연성능력을 평가하였다. 실험변수는 탄소섬유쉬트 보강겹수와 폭-두께비, 갭부착유무이며 실험변수에 따라 총 9개의 실험체를 제작하여 단조압축실험을 수행하였다. 실험을 통하여 각 실험체의 파괴거동, 하중-축변위 곡선, 최대내력, 변형성능을 비교한다. 탄소섬유쉬트의 추가구속은 기둥의 국부좌굴을 지연시켰으며 갭의 부착으로 탄소섬유쉬트의 구속분담시점을 지연시켜 연성능력은 상승한 것으로 나타났다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제14권1호
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• pp.69-78
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• 2002

본 논문에서는 외부 T 스티프너를 이용해 보강한 각형강관 기둥-H 형강보 접합부의 인장거동을 3차원 비선형 유한요소 해석을 하였다. 비선형 해석을 통하여 기존의 실험결과와 비교함으로써 비선형 해석의 신뢰성을 높였다. 접합부의 전체적인 응력흐름을 파악하기 위해 실험에서 수행되지 않았던 수직, 수평 스티프너의 형태를 변수로 하여 해석을 하였다. 해석한 결과를 탄성범위에서는 응력의 변화, 비탄성범위에서는 소성변형도의 분포등을 파악하여 제안된 설계식에 적용하고 설계식의 적용가능성을 검토하였다. 수직 및 수평 스티프너의 다양한 변수 해석의 결과를 통하여 접합부의 최종 파괴모드가 접합부가 아닌 플랜지의 인장파괴를 유도하는 T스티프너의 최소의 치수를 제안하였다. 또한 해석을 통해 얻은 결과로 접합부 T스티프너에 대한 설계 기본 자료를 제공하였다.

• 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.