• 국제초고층학회논문집
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• 제2권1호
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• pp.39-48
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• 2013

The fire resistance performance of generic CFT columns has been verified through various tests and analyses and the columns are widely used for fire resistance designs abroad. In this study, 3 groups of specimens (Non-fire protection, reinforcement with steel fiber and fire resistance paint) are suggested in order to evaluate the fire resistance performance of interior anchor type concrete-filled steel tubular columns having efficient cross-sections through loaded heating tests. Axial deformation-time relationship and in-plane temperatures are compared to evaluate the fire resistance performance of the specimens associated with variables. Suggested from the fact that the interior anchors exposed to fire exert influence on fire resistance performance due to thermal expansion, the reinforcements using steel fiber and fire resistance paint are verified to mitigate contraction and improve fire resistance performance. The result obtained from the tests of interior anchor type concrete-filled tubular columns is expected to be used for effective fire resistance design in association with previously conducted studies.

• 국제초고층학회논문집
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• 제7권4호
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• pp.327-342
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• 2018

Geopolymer concrete (GPC), which is recognised as an environmentally friendly alternative to ordinary Portland cement (OPC) concrete, has been reported to possess high fire resistance. However, very limited research has been conducted to investigate the behaviour of geopolymer concrete-filled steel tubular (GCFST) columns at either ambient or elevated temperatures. This paper presents the compressive test results of a total of 15 circular concrete-filled steel tubular (CFST) stub columns, including 5 specimens tested at room temperature, 5 specimens tested at elevated temperatures and the remaining 5 specimens tested for residual strength after exposure to elevated temperatures. The main variables in the test program include: (a) concrete type; (b) concrete strength; and (c) curing condition of geopolymer concrete. The test results demonstrate that GCFST columns have similar ambient temperature behaviour compared with the conventional CFST counterparts. However, GCFST columns exhibit better fire resistance than the conventional CFST columns. Meanwhile, it is found that the GCFST column made with heat cured GPC has lower strength loss than other columns after exposure to elevated temperatures. The research results highlight the possibility of using geopolymer concrete to improve the fire resistance of CFST columns.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제23권1호
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• pp.51-59
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• 2011

높은 축력비가 적용된 무피복 CFT기둥은 보통 중저층 건물에서 2시간 이하의 내화성능을 확보하는데 적용 가능하나, 고층건물에서 요구되는 3시간의 내화성능을 만족시키지는 못한다. 따라서 고층건물에 무피복 CFT기둥을 적용하기 위해서는 추가적인 내화성능 향상방안이 제시되어야 한다. 이에 본 연구에서는 무피복 CFT기둥의 내화성능 향상방안으로써 Double CFT기둥을 설정하였다. 본 연구에서는 실대크기의 무피복 CFT기둥과 Double CFT기둥에 대한 재하가열실험을 수행하였다. 이를 통해, Double CFT기둥의 적용에 따른 내화성능 향상 효과 및 강관의 단면형상 변화에 따른 영향을 비교 평가해 보고자 한다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제20권6호
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• pp.711-722
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• 2008

기존 콘크리트충전 각형강관(CFT) 구조에 사용하는 각형강관은 4개의 판을 용접하여 제작하는 박스칼럼이 일반적이다. 그러나 이러한 강관은 제작효율이 저하되며, 또한 기둥-보 접합부에는 내측 다이아프램과 관통 다이아프램을 용접하는데 특수한 용접기술이 필요하다. 따라서, 얇은 강판을 절곡하는 방식으로 응력집중 위치의 용접을 피하고, 단면효율이 극대화된 내부앵커 돌출형의 각형강관을 개발하게 되었다. 본 연구에서는 이 개발된 강관의 기둥-보 접합부로 외다이아프램형식을 채택하고. 보 플랜지의 응력 전달을 명확히 하기 위한 기둥-보 접합부 상세를 확 정하고자 이 접합부에 대한 단순인장 실험체를 제작하여 성능평가 실험을 수행하였다. 이 실험을 통해 콘크리트충전 기둥-보 접합부의 기둥-보 플랜지 용접 유무, 기둥-다이아프램 용접량, 콘크리트 충전유무, 다이아프램 설치 기둥과 일반기둥의 비교 등에 따른 인장영역 응력분포 및 내력평가를 진행하고 내부 앵커와 콘크리트 사이의 합성효과를 파악하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제13권2호
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• pp.93-98
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• 2001

CFT 기둥은 탁월한 구조적 성능을 발휘하는데, 이는 강관과 콘크리트의 복합거동에 기인하는 것이다. 이러한 CFT 기둥의 거동을 예측하기 위해서는 강관과 콘크리트 사이의 부착거동을 파악해야 한다. 그러나 이형철근을 대상으로 한 대부분의 기존 모델식은 CFT 기둥에 적용할 수 없으므로, 새로운 모델식의 개발이 필요하다. 본 논문의 목적은 구속압이 발현된 상태의 CFT 기둥에서 콘크리트와 강관의 부착응력과 수직응력의 관계, 기둥단면에서의 응력 분포도를 고려한 부착거동에 관한 모델식의 개발이다. 평형조건으로부터 콘크리트와 강관의 부착응력과 수직응력의 관계를 유도하였으며, 이차원 문제의 Airy 응력함수(stress function)로부터 CFT 기둥 단면에서의 횡방향 응렬 관계를 파악하였다. 그리고 5개의 CFT 기둥 실험체에 대해 콘크리트에만 하중을 가하는 실험을 실시하였고, 측정된 변형률로부터 회귀분석의 방법을 통해 부착강도와 횡방향 구속압의 관계를 파악하였다. 이로부터 새로운 부착강도 모델식을 제안하였으며, CFT 기둥에서 콘크리트만 가압한 경우의 각 방향 응력관계를 파악하였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제21권4호
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• pp.805-827
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• 2016

A new type of precast CFST column to RC beam braced frame is proposed in this paper. A series of shake table tests were conducted to excite a one-third scale six-story model for investigating the global seismic performance of this type of structure against earthquake actions. Particular emphasis was given to its dynamic property, global seismic responses and failure path. Correspondingly, a numerical model built on the basis of fiber-beam-element model, multi-layer shell model and element-deactivation method was developed to simulate the seismic performance of the prototype structure. Numerical results were compared with the measured values from shake table tests to verify the validity and reliability of the numerical model. The results demonstrated that the proposed novel precast CFST column to RC beam braced frame performs excellently under strong earthquake excitations; the "strong CFST column-weak RC beam" and "strong connection-weak member" anti-seismic design principles can be easily achieved; the maximum deflections of precast CFSTC-RCB braced frame satisfied the deflection limitations proposed in national code; the numerical model can properly simulate the dynamic property and responses of the precast CFSTC-RCB braced frame that are highly concerned in engineering practice.

• Steel and Composite Structures
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• 제37권1호
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• pp.75-90
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• 2020

This paper introduces a new composite joint, which is the composite CFST beam- concrete column joint, and it is more convenient for transportation and erection than conventionally welded joints. The main components of this joint include steel H-beams welded with CFST beams, reinforced concrete columns, and reinforced concrete slabs. The steel H-beams and CFST beams are connected with a concrete slab using shear connectors to ensure composite action between them. An experimental investigation was conducted to evaluate the proposed composite joint performance. A three-dimensional (3D) finite element (FE) model was developed and analyzed for this joint using the ABAQUS/explicit. The FE model accuracy was validated by comparing its results with the relevant test results. Additionally, the parameters that consisted of the steel box beam thickness, concrete compressive strength, steel yield strength, and reinforcement ratio in the concrete slab were considered to investigate their influence on the proposed joint performance.

• Computers and Concrete
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• 제25권1호
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• pp.1-14
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• 2020

This study presents applications of the multivariate adaptive regression splines (MARS) method for predicting the ultimate loading carrying capacity (N_u) of rectangular concrete-filled steel tubular (CFST) columns subjected to eccentric loading. A database containing 141 experimental data was collected from available literature to develop the MARS model with a total of seven variables that covered various geometrical and material properties including the width of rectangular steel tube (B), the depth of rectangular steel tube (H), the wall thickness of steel tube (t), the length of column (L), cylinder compressive strength of concrete (f'_c), yield strength of steel (f_y), and the load eccentricity (e). The proposed model is a combination of the MARS algorithm and the grid search cross-validation technique (abbreviated here as GS-MARS) in order to determine MARS' parameters. A new explicit formulation was derived from MARS for the mentioned input variables. The GS-MARS estimation accuracy was compared with four available mathematical methods presented in the current design codes, including AISC, ACI-318, AS, and Eurocode 4. The results in terms of criteria indices indicated that the MARS model was much better than the available formulae.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제16권1호통권68호
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• pp.113-121
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• 2004

T-스티프너로 보강한 모멘트 접합부의 실대형 실험이 수행되었다. 극심한 반복하중하에서 접합부의 변형모멘트 저항능력을 높이기 위해서 T-스티프너의 수직 및 수평요소로 보강하였다. 본 연구에서는 모두 5개의 실험체에 대한 실험을 수행하였는데, 접합부를 구성함에 있어서 CFT기둥 (${\boxe}-500{\times}500{\times}12$)과 H형강보 ($H-506{\times}201{\times}11{\times}19$)를 사용하였다. 접합부의 변형능력을 향상시키기 위해 RBS 상세(Dog-bone)와 수평요소 홀(HEH) 상세를 조합했다. 실험결과 RBS와 HEH 상세를 가진 실험체는, VE가 취성파단한 실험체를 제외하면, 모두 우수한 내진성능을 보였다. 또한, 모든 접합부의 최대내력은, 보의 실제의 항복하중을 사용한 값으로 구한 전소성모멘트를 적어도 15%에서 많게는 36%정도로 상회하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제16권1호통권68호
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• pp.11-20
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• 2004

본 눈문은 C.F.T구조에서 폐단면인 각형강관기둥과 H형강보의 접합방법중의 하나인 외측형 다이아프램을 대상으로 한다. 본 연구에서의 내력평가는 기존의 단순인장형 접합부 실험결과를 기초로 항복선이론을 이용한 내력평가, 범용 유한요소해석 프로그램을 이용한 비선형 해석, 규준식 등을 통하여 수행되었다. 항복선이론은 수정된 K. Morita 역학모델을 이용하였고, 범용 유한요소해석프로그램은 Abaqus/Standard를 사용하였으며 비탄성 정역학적 유한요소해석을 하였다. 규준식에서의 최대내력 예측식은 장기하중에 대한 계수와 재질을 고려한 항복비를 적용하였으며, 규준식에서의 항복내력은 비충전형의 경우 2.6의 안전율을 갖는 값으로 하였고, 충전형의 경우 2.2의 안전율을 갖는 값으로 하였다. 연구결과, 본 연구에 사용된 기존의 단순인장형 접합부 내력평가는 항복선이론, 유한요소해석, 규준식을 통하여 모두 가능한 것으로 판단되며, 이들 중 규준식이 기존의 실험결과를 가장 과소평가하였다. 유한요소 해석결과에서의 내력과 변형모듈은 기존의 단순인장형 접합부 실험결과와 잘 일치하였다.