• 한국재난정보학회 논문집
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• 제9권4호
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• pp.400-412
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• 2013

CFT 구조는 내부의 콘크리트와 강관의 합성거동을 위한 전단연결재를 필요로 한다. 하지만, 현행 설계기준에서는 통상적으로 무근콘크리트로 채워지는 CFT 구조에 적용할 수 있는 전단연결재에 대한 설계기준을 제시하고 있지 않다. 본 연구는 강-콘크리트 합성구조에 널리 사용되는 스터드 전단연결재를 CFT 구조에 적용하기 위한 설계기준 즉, CFT 구조에 적용된 스터드 전단연결재의 전단강도를 제안하기 위한 연구의 일환으로 수행되었다. 본 연구에서는 CFT 구조에 적용된 스터드의 전단강도를 결정하는 주된 파괴모드를 검토하기 위하여 무근콘크리트를 적용한 직접전단실험체를 이용하여 실험을 수행하고 파괴모드를 분석하기 위한 유한요소해석을 실시하였다. 직접전단실험 및 유한요소해석결과로부터 CFT 구조에 적용된 스터드 전단연결재의 주된 파괴모드는 콘크리트의 쪼갬파괴이며, 이러한 파괴모드로 인하여 철근콘크리트에 적용된 스터드에 비해 전단강도가 감소한다는 사실을 확인할 수 있었다.

• Steel and Composite Structures
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• 제12권6호
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• pp.523-540
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• 2012

It was clear from the former researches on reinforced concrete filled tubular steel (RCFT) structures that RCFT structures have different performance than concrete filled steel tubular (CFT) structures. However, despite of that, load-sharing ratio of RCFT is evaluating by the formula and range of CFT given by JSCE. Therefore, the aim of this investigation is to study the load-sharing ratio of RCFT columns subjected to axial compressive load by performing numerical simulations of RCFT columns with the nonlinear finite element analysis (FEA) program - ADINA. To achieve this goal, firstly proper material constitutive models for concrete, steel tube and reinforcement are proposed. Then axial compression tests of concrete, RC, CFT, and RCFT columns are carried out to verify proposed material constitutive models. Finally, by the plenty of numerical analysis with small-sized and big-sized columns, load-sharing ratio of RCFT columns was studied, the evaluation formulas and range were proposed, application of the formula was demonstrated, and following conclusions were drawn: The FEA model introduced in this paper can be applied to nonlinear analysis of RCFT columns with reliable results; the load-sharing ratio evaluation formula and range of CFT should not be applied to RCFT; The lower limit for the range of load-sharing ratio of RCFT can be smaller than that of CFT; the proposed formulas for load-sharing ratio of RCFT have practical mean in design of RCFT columns.

• 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.

• 복합신소재구조학회지
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• 제1권3호
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• pp.21-31
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• 2010

• Steel and Composite Structures
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• 제11권5호
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• pp.391-402
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• 2011

It is clear from the former researches on reinforced concrete filled steel tubular (RCFT) structures that RCFT structures have higher strength and deformation capacity than concrete filled steel tubular (CFT) structures. However, in the case of actual applications to large-scaled structures, the thin-walled steel tube must be used from the view point of economic condition. Therefore, in this study, compression tests of RCFT columns which were made by thin-walled steel tube or small load-sharing ratio in cooperation with high strength concrete were carried out, meanwhile corresponding tests of CFT, reinforced concrete (RC), pure concrete and steel tube columns were done to compare with RCFT. By the a series of comparison and analysis, characteristics of RCFT columns were clarified, and following conclusions were drawn: RCFT structures can effectively avoided from brittle failure by the using of reinforcement while CFT structures are damaged due to the brittle failure; with RCFT structures, excellent bearing capacity can be achieved in plastic zone by combining the thin-walled steel tube with high strength concrete and reinforcement. The smaller load-sharing ratio can made the reinforcement play full role; Combination of thin-walled steel tube with high strength concrete and reinforcement is effective way to construct large-scaled structures.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제10권1호
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• pp.75-84
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• 2010

CIT 기둥의 장기거동에 관한 기존의 연구과 실험자료에 의하면 크리프 및 건조수축계수는 외부 강관의 구속효과에 의하여 철근콘크리트 기둥보다 작은 값을 가진다. 본 연구에서는 불확실성이 큰 콘크리트 강도와 특정크리프값과 작용하중을 매개변수로 하여 37층 건물의 CFT 기둥에 대한 확률론적 해석을 수행하였으며 매개변수의 특성을 분석하고 CFT 기둥의 축소량 해석값의 예측범위를 정량화하였다. 본 논문에서는 CFT 기둥축소량의 확률론적 해석을 위한 몬테카를로 (Monte Carlo) 기법을 소개하며 다중매개변수를 동시에 적용하여 매개변수의 변동에 따른 축소량의 영향을 분석하고 신뢰지수별 변동폭을 산정하였다.

• 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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• 제25권2호
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• pp.187-196
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• 2013

CFT구조의 기둥-보 접합부는 강관의 국부좌굴을 방지하기위해 다이아프램이 필요하다. 외측다이아프램 형식은 관통다이아프램 형식보다 콘크리트의 충전성이 좋으나 시공성과 건축설비와 공조하는 측면에서 불편함이 있다. 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 동일하다는 것을 알 수 있다.

• 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.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제35권3호
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• pp.315-333
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• 2010

The structural behaviors of circular concrete filled steel tube (CFT) structures are investigated by nonlinear finite element method. An efficient three-dimensional (3D) degenerated beam element is adopted. Based on those previous studies, a modified stress-strain relationship for confined concrete which introduces the influence of eccentricity on confining stress is presented. Updated Lagrange formulation is used to consider the geometrical nonlinearity induced by large deformation effect. The nonlinear behaviors of CFT structures are investigated, and the accuracy of the proposed constitutive model for confined concrete is mainly concerned. The results demonstrate that the confining effect in CFT elements subjected to combining action of axial force and bending moment is far sophisticated than that in axial loaded columns, and an appropriate evaluation about this effect may be important for nonlinear numerical simulation of CFT structures.