• 콘크리트학회논문집
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• 제18권3호
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• pp.313-320
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• 2006

콘크리트 충전 강관을 갖는 프리스트레스트 합성거더(PSC-CFT girder)는 PSC 합성거더와 콘크리트 충전 강관의 이중합성작용으로 인하여 구조물의 저항능력을 증대시킨 새로운 개념의 교량형식이다. 정모멘트 구간에서 콘크리트 충전 강관을 갖는 합성거더의 휨 거동은 지간장 4.4m인 2개의 실험체를 제작하여 수행한 실험결과로부터 분석하였다. 보요소를 사용한 비선형 유한요소해석, 3차원 비선형 유한요소해석 및 단면해석법에 의해 예측된 수치해석결과와 실험결과의 비교를 통해 PSC 합성거더와 콘크리트 충전 강관의 합성작용에 대한 역학적 및 구조적 역할과 파괴메커니즘을 비교하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권2호
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• pp.617-624
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• 2021

각형강관 기둥에 콘크리트를 충전하여 사용하는 콘크리트충전 강관구조가 구조부재로 사용되면 기둥 부재의 내력과 변형 능력이 증가되어 높은 효율성을 가진 구조물 구현이 가능해 진다. 콘크리트충전 강관구조에 대한 국내의 설계 기준은 대한건축학회에서 2005년에 제정한 후, 2009년과 2016년에 각각 개정되었다. 연구 목적은 콘크리트충전 각형강관 단주를 대상으로 일축 압축실험을 실시하여 압축내력 및 변형능력에 주는 영향을 파악하고, 국내의 건축구조기준의 기준식을 검증하여 차후 수정 및 보완에 필요한 자료를 제공하는데 있다. 실험에서 강관은 냉간가공으로 제작된 각형강관을 사용하였고, 시험체는 강관의 폭두께비를 변수로 총 26개를 제작하여 중심 압축실험을 실시하였다. 실험결과 콘크리트충전 각형강관 단주의 압축내력과 변위관계 및 파괴모드를 얻었고, 실험결과를 분석하여 콘크리트의 충전효과와 폭두께비의 영향을 파악하였다. 충전된 콘크리트의 압축내력은 일축응력 상태보다 9%정도 증가하였는데, 이것은 차후 건축구조기준에 반영할 필요가 있다. 실험결과를 건축구조기준과 비교한 결과, 냉간가공된 각형강관의 경우 건축구조기준의 콤팩트단면 한계폭두께비 2.26은 다소 과대 평가하고 있기 때문에 수정이 필요하며, 보수적으로 보완한 계수 1.35로 제한하여 보다 더 안정적인 설계식을 제안하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제9권4호통권33호
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• pp.649-658
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• 1997

강관에 콘크리트를 충전하는 경우, 콘크리트 충전강관 기둥은 뛰어난 내력과 변형성능을 발휘한다. 그리고 콘크리트의 축열효과에 의해서 일정시간은 내화피복 없이도 내력을 유지할 수 있다. 화재발생동안 콘크리트 충전강관 기둥의 거동을 알아보고자 강관과 콘크리트의 온도에 따른 특성치 변화를 가정하고 온도 해석 및 축력-모멘트관계에 대한 수치해석을 수행하여 시간변화에 따른 변수별로 비교평가하였다. 온도에 따른 특성치는 기존문헌의 데이터를 이용하였으며 온도해석은 범용 해석프로그램인 ANSYS로 유한요소해석을 하였고 이를 바탕으로 내력에 대한 수치해석을 수행하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제9권3호통권32호
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• pp.391-400
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• 1997

본 연구의 목적은 콘크리트충전 각형강관 기둥의 최대내력을 산정할 수 있는 내력식을 제안하는데 있다. 내력식을 제안하기 위해서 수치해석과 실험을 통해 최대내력를 정량적으로 평가하고 기존의 한계상태설계법의 규준식에 근거하여 적절한 보정방안을 제안하여 콘크리트 충전 각형강관 기둥의 최대내력을 산정할 수 있는 내력식을 제안하고자 한다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제25권6호
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• pp.587-599
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• 2013

본 연구에서는 EC4의 내화설계 관점에서 표준화재하의 무피복 콘크리트충전강관기둥의 내화성능을 해석적으로 예측하는 개선된 방안을 제시하고자 하였다. Lawson 등이 제안한 콘크리트충전강관기둥에 대한 단면온도평가식의 한계를 분석하고, 기존 실험결과와 유한요소 열전달해석을 바탕으로 콘크리트충전강관기둥의 단면온도분포 예측식을 새로이 제안하였다. 본 연구에서 제안한 온도분포 예측식과 EC4의 내화설계법을 이용하여 예측한 콘크리트충전강관기둥의 축강도는 기존 설계법과 비교하여 더욱 정확하고 설계목적에 합당하다고 판단된다. 본 연구의 결과는 무피복 콘크리트충전강관기둥의 내화설계 및 성능평가에 매우 편리하게 활용될 수 있다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제23권6호
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• pp.737-745
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• 2011

콘크리트충전강관(Concrete Filled Tube 이하 CFT)구조는 강관 속에 콘크리트를 충전시킨 구조물로서 강관은 콘크리트를 구속시켜 압축내력을 증가시키며 콘크리트는 강관의 국부좌굴을 감소시키는 역할을 한다. CFT구조의 기둥-보 접합부는 강관의 국부좌굴을 방지하기위해 다이아프램이 필요하다. 외측다이아프램 형식은 관통다이아프램 형식보다 콘크리트의 충전성이 좋으나 시공성과 건축설비와 공조하는 측면에서 불편함이 있다. 이 연구는 원형CFT구조의 접합부의 상, 하부에 각각 다른 형식의 다이아프램을 적용시켜 콘크리트 충전성을 개선시킨 구조의 구조성능을 실험과 유한요소해석 프로그램을 통하여 알아보았다. CFT구조 접합부의 상부 다이아프램은 외측다이아프램 형식으로 하고 하부 다이아프램은 관통다이아프램 형식으로 하였다. 이것은 건축물에서 바닥슬래브가 있으므로 상부 다이아프램은 바닥슬래브와 일체가 되고 하부 다이아프램으로 관통다이아프램을 적용하여 건축설비와의 마찰을 피하고자 한 것이다. 결과적으로 충전성을 개선시킨 CFT구조의 구조성능은 상, 하부 모두 관통다이아프램을 적용한 구조와 비교하면 동일 하다는 것을 알 수 있다.

• 콘크리트학회지
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• 제7권3호
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• pp.199-210
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• 1995

충전형 강관콘크리트 구조는 강관과 콘크리트 두 재료의 이질적인 재료특성을 상호 보완적으로 발휘하여 구조적 성능향상을 꾀한 것으로서 제구조 특성상 우수한 구조형식이라 할 수 있다. 강관으로 구속된 콘크리트가 중심축력을 받게 되면 내부의 콘크리트는 압괴에 의한 체적 팽창을 외부의 강관에 의해 구속 받게 되므로 3축 압축응력 상태로 되어 압축강도가 증대된다. 또한 콘크리트의 압괴에 의한 탈락 현상이 방지되므로서 단면의 결손이 없어져 내력 저하가 작아진다는 잇점을 가진다. 따라서 본 연구에서는 원형강관으로 구속된 내부 콘크리트의 구조적 거동 특성을 규명하기 위한 것으로서 폭두께비와 충전 콘크리트의 강도를 주요 변수로 하여 일련의 실험을 통하여 강관으로 구속(3축 응력)된 콘크리트의 구조적 거동 특성을 고찰하였다. 일련의 실험을 통하여 얻어진 결론을 요약하면 다음과 같다. (1)강관에 의한 콘크리트의 구속효과는 강관의 폭두께비와 충전 콘크리트의 강도가 낮을수록 현저하며, 원형강관으로 구속된 내부 콘크리트는 최대내력시의 변형능력에 있어서 횡방향 구속이 없는 콘크리트보다 4~7배 정도까지 증대시켜 연성효과를 높일 수 있을 것으로 기대된다. (2)콘크리트의 구속계수를 이용하여 강관으로 구속된 내부 콘크리트의 강도와 콘트리트 충전강관 기둥의 최대내력을 산정할 수 있는 식을 제시하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제14권4호
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• pp.481-487
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• 2002

콘크리트충전 강관기둥의 외다이아프램 접합부형식에서, 철골보의 하중이 내부의 콘크리트로 전달되는 하중전달 메카니즘이 아직 명확하게 규명되지 않았다. 여기서 각 층에서 철골보의 전단력은 외부의 강관과 내부의 콘크리트 사이의 부착응력에 의해 전달된다고 본다. 따라서 본 연구는 콘크리트충전 강관기둥의 부착응력을 파악하기 위해, 콘크리트면에만 하중을 가하는 단순가력실험을 실시하였다. 콘크리트 종류, 강관의 형상/길이, 이음부의 유무/뒷댐재의 두께 등을 변수로 총 30개의 실험체를 제작하여 실험을 실시했으며, 각 변수에 따른 실험결과를 비교/분석하고자 했다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제9권2호통권31호
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• pp.205-220
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• 1997

본 연구는 콘크리트충전 각형강관을 이용한 기둥-보 접합부에 있어서 시공성과 충전성을 고려하여 외부다이아프램으로 보강한 콘크리트충전 각형강관 기둥-H형강보 접합부를 제시하고, 1차적으로 보의 인장플랜지와 충전 각형강관 기둥 접합부와의 인장거동을 실험적으로 관찰한 후, 내진설계 개념을 적용하여 수평 하중을 반복적으로 가할 경우의 접합부 실험을 실시하고 제시한 접합부의 내력 및 변형 특성을 파악한다. 실험결과로부터 항복선 이론을 적용하여 내력을 평가하고 접합부의 내력식을 제안하며, 향후 국내의 콘크리트충전 강관구조 규준 제정에 필요한 기초 자료를 제시하는데 그 목적이 있다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제9권3호통권32호
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• pp.377-390
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• 1997

본 연구는 콘크리트충전 각형강관을 이용한 기둥-보 접합부에 있어서 시공성과 충전성을 고려하여 철근으로 보강한 콘크리트충전 각형강관 기둥-H형강보 접합부를 제시하고, 1차적으로 보의 인장플랜지와 충전 각형강관 기둥 접합부와의 인장거동을 실험적으로 관찰한 후, 내진 설계 개념을 적용하여 수평 하중을 반복적으로 가할 경우의 접합부 실험을 실시하고 제시한 접합부의 내력 및 변형 특성을 파악한다. 실험결과로부터 항복선이론을 적용하여 내력을 평가하고 접합부의 내력식을 제안하며, 향후 국내의 콘크리트충전 강관구조 규준 제정에 필요한 기초 자료를 제시하는데 그 목적이 있다.