• 한국전산구조공학회논문집
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• 제28권5호
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• pp.503-510
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• 2015

본 논문에서는 부분 보강된 CFT 기둥의 폭발저항성능을 일반 CFT 기둥과 비교하여 강판 보강의 효과를 확인하였다. 폭발하중을 받는 CFT 기둥의 구조해석에는 폭발과 충돌 해석을 위한 특수한 하이드로코드인 Autodyn을 사용하여 수치해석을 수행하였다. 콘크리트와 이를 둘러싸고 있는 강판 사이의 상호작용을 모델링하는 여러 방법이 있다. 본 연구에서는 기둥의 실제 파괴를 표현하기 위해 마찰 옵션 및 조인 옵션으로 모델링하였다. 해석에 따르면, 부분 보강된 CFT 기둥은 일반 CFT 기둥에 비해 더 나은 폭발저항효과를 나타내었다. 보강 CFT 기둥의 폭발저항성능은 콘크리트를 둘러싸고 있는 부분 보강된 강판의 높이가 높을수록 향상되었으며 CFT 기둥의 단면 크기 이상으로 보강할 것을 추천한다.

• 복합신소재구조학회 논문집
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• 제2권1호
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• pp.23-29
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• 2011

본 연구에서는 CFRP쉬트로 보강된 원형 CFT기둥의 압축거동을 관찰하고 설계식을 제안하였다. 원형 CFT기둥의 CFRP쉬트의 보강효과를 관찰하기 위해 10개의 실험체를 제작하여 중심축하중 실험을 수행하였다. 실험변수로는 CFRP쉬트 보강겹수와 직경-두께비(D/t)이다. 실험결과 원형CFT기둥에 CFRP쉬트 보강을 통해 압축내력을 증가시킨 것으로 나타났다. 끝으로 ACI 440code를 응용하여 CFRP 보강된 원형 CFT기둥의 압축내력을 예측하기 위한 설계식을 제안한다. 제안식을 분석한 결과 실험결과와 비교적 일치한 것으로 나타났다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제11권10호
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• pp.4024-4030
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• 2010

본 연구에서는 FRP 보강된 각형 CFT기둥의 중심축하중 실험과 이력거동실험을 수행하였다. 실험변수는 중심축하중 실험에서는 폭-두께비, FRP보강겹수이며, 이력실험에서는 콘크리트 강도와 FRP 보강겹수이다. 실험체의 내력과 연성능력을 정리하였고, FRP로 보강된 각형 CFT기둥의 압축내력 설계식을 제안한다.

• 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.

• 한국지진공학회논문집
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• 제13권5호
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• pp.61-71
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• 2009

본 연구에서는 기존 원형 CFT기둥 실험체와 탄소섬유쉬트로 추가구속된 원형 CFT기둥 실험체의 단조압축거동 및 압축내력평가에 관한 실험을 수행하였다. 실험변수는 탄소섬유쉬트 보강겹수와 직경-두께비이며, 실험변수에 따라 총 10개의 실험체를 제작하여 단조압축실험을 수행하였다. 실험을 통하여 기존 CFT 실험체와 탄소섬유쉬트로 구속된 CFT 실험체의 파괴거동, 하중-축변위 곡선, 최대내력, 변형성능을 비교한다. 끝으로 탄소섬유쉬트의 추가구속을 통해 기둥의 국부좌굴을 지연시켰으며 구속효과로 인해 내력은 상승하는 것으로 나타났다.

• Steel and Composite Structures
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• 제16권1호
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• pp.97-114
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• 2014

This paper deals with a study on ultimate strength behaviour of eccentrically loaded CFT columns with and without shear connectors. Thirty specimens are subjected to experimental investigation under eccentric loading condition. P-M curves are generated for all the test specimens and critical eccentricities are evaluated. Three different D/t ratios such as 21, 25 and 29 and L/D ratios varying from 5 to 20 are considered as experimental parameters. Six specimens of bare steel tubes as reference specimens, twelve specimens of CFT columns without shear connectors and twelve specimens of CFT columns with shear connectors, in total thirty specimens are tested. The P-M values at the ultimate failure load of experimental study are found to be well agreed with the results of the proposed P-M interaction model. The load-deflection and load-strain behaviour of the experimental column specimens are presented. The behaviour of the CFT columns with and without shear connectors is compared. Experimental results indicate that the percentage increase in load carrying capacity of CFT columns with shear connectors compared to the ordinary CFT columns is found to be insignificant with a value ranging from 6% to 13%. However, the ductility factor of columns with shear connectors exhibit higher values than that of the CFT columns without shear connectors. This paper presents the proposed P-M interaction model and experimental results under varying parameters such as D/t and L/D ratios.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제21권3호
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• pp.311-320
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• 2009

본 연구에서는 기존 각형 CFT기둥 실험체와 탄소섬유쉬트로 추가구속된 각형 CFT기둥 실험체의 단조압축거동 및 압축내력평가에 관한 실험을 수행하였다. 실험변수는 탄소섬유쉬트 보강겹수와 폭-두께비이며, 실험변수에 따라 총 9개의 실험체를 제작하여 단조압축실험을 수행하였다. 실험을 통하여 기존 CFT 실험체와 탄소섬유쉬트로 구속된 CFT 실험체의 파괴거동, 하중-축변위 곡선, 최대내력, 변형성능을 비교한다. 끝으로 탄소섬유쉬트의 추가구속은 기둥의 국부좌굴을 지연시켰으며 이로 인해 실험체의 최대내력이 상승한 것으로 나타났다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제12권3호
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• pp.29-36
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• 2008

TR-CFT(Transversely Reinforced Concrete Filled Steel Tube) 기둥은 CFT 기둥의 국부좌굴부위를 탄소섬유쉬트로 보강을 하여 국부좌굴을 방지하거나 지연시키는 기둥부재이다. 본 연구에서는TR-CFT 기둥의 휨내력 산정을 위한 설계식을 제안하였다. CFT 기둥의 ACI 설계식은 강관내부에 발생하는 콘크리트의 구속효과를 고려하지 않아 저평가 되고 있다. 따라서 본 연구에서는 구속효과를 고려한 콘크리트의 응력-변형률 곡선를 이용하여 CFT 기둥과 TR-CFT 기둥의 휨내력 산정식을 제안했으며 해석에 의한 예측 값들은 실험값과 잘 일치함을 확인할 수 있었다.

• Steel and Composite Structures
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• 제43권3호
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• pp.327-340
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• 2022

A vast amount of experimental and analytical research has been conducted related to the seismic behavior and performance of concrete filled steel tubular (CFT) columns. This research has resulted in a wealth of information on the component behavior. However, analytical and experimental data for structural systems with CFT columns is limited, and the well-known behavior of steel or concrete structures is assumed valid for designing these systems. This paper presents the development of an analytical model for nonlinear analysis of composite moment resisting frame (CFT-MRF) systems with CFT columns and steel wide-flange (WF) beams under seismic loading. The model integrates component models for steel WF beams, CFT columns, connections between CFT columns and WF beams, and CFT panel zones. These component models account for nonlinear behavior due to steel yielding and local buckling in the beams and columns, concrete cracking and crushing in the columns, and yielding of panel zones and connections. Component tests were used to validate the component models. The model for a CFT-MRF considers second order geometric effects from the gravity load bearing system using a lean-on column. The experimental results from the testing of a four-story CFT-MRF test structure are used as a benchmark to validate the modeling procedure. An analytical model of the test structure was created using the modeling procedure and imposed-displacement analyses were used to reproduce the tests with the analytical model of the test structure. Good agreement was found at the global and local level. The model reproduced reasonably well the story shear-story drift response as well as the column, beam and connection moment-rotation response, but overpredicted the inelastic deformation of the panel zone.

• Steel and Composite Structures
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• 제34권3호
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• pp.377-391
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• 2020

A concrete filled steel tube (CFT) column with stiffeners has preferable behavior subjected to axial loading condition due to delay local buckling of the steel wall than traditional CFT columns without stiffeners. Welding lines in welded built-up steel box columns is expected to behave as longitudinal stiffeners. This study has presented a numerical investigation into the behavior of built-up concrete filled steel tube columns under axial pressure. At first stage, a finite element model (FE) has been built to simulate the behavior of built-up CFT columns. Comparing the results of FE and test has shown that numerical model passes the desired conditions and could accurately predict the axial performance of CFT column. Also, by the raise of steel tube thickness, the load bearing capacity of columns has been increased due to higher confinement effect. Also, the raise of concrete strength with greater cross section is led to a higher load bearing capacity compared to the steel tube thickness increment. In CFT columns with greater cross section, concrete strength has a higher influence on load bearing capacity which is noticeable in columns with more welding lines.