• Steel and Composite Structures
• /
• 제18권6호
• /
• pp.1451-1464
• /
• 2015

Recently, in recognition of their outstanding structural performance, the use of Concrete Filled Steel Tube (CFT) columns has been increased. New shape welded built-up square tube was developed by the authors for broader usability using thin steel plates which were bent to be L-shaped (Channel) and each unit members were welded to form square steel tube as an cost-efficient use of expensive steel. In addition, since the rib placed at the center of the tube width acts as an anchor; higher load capacity of buckling is achievable. In order to apply the new shape built-up square columns, the structural behavior and stress distribution with parameter width of thickness (b/t), with and without rib were predicted. The New shape welded built-up square tube effectively delayed the local buckling of the steel tube, which led to a greater strength and ductility than regular HSS.

• 복합신소재구조학회 논문집
• /
• 제6권2호
• /
• pp.32-39
• /
• 2015

So far, square concrete filled tubular(CFT) columns have been used in a limited width thickness ratio. The reason is that local buckling occurs in steel tube easily. Once the local buckling occurs, the confinement effect of steel tube on concrete disappears. In this study, we developed welded built-up square steel tube with reinforcement which are placed at the center of the tube width acts as an anchor. 3 specimens of slender welded built-up square CFT columns and 3 specimens of slender welded built-up square steel tube columns were manufactured with parameters of width(B) of steel tube, width thickness ratio(B/t). we conducted a experimental test on the 6 specimens under eccentric load, and evaluated the structural resistance and behavior of 6 specimens.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제20권5호
• /
• pp.645-653
• /
• 2008

용접조립 각형강관은 얇은 강판을 L형으로 절곡한 4개의 단위 부재를 플레어 용접으로 용접한 강관으로 용접조립 각형강관이 CFT 기둥으로 사용될 경우 콘크리트와 강관 폭의 중앙에 설치된 리브가 국부좌굴을 방지하는 역할을 하며 강관은 내부의 콘크리트의 구속하여 콘크리트의 구조내력을 향상시키는 역할을 한다. 본 연구에서는 용접조립 각형강관기둥의 제작방법을 소개하고 용접조립 각형강관과 용접조립 각형CFT 기둥 의 구조성능을 평가하기 위해 강관의 형상(용접조립 각형강관, 일반강관)과 폭두께비(B/t=50, 58, 67), 콘크리트의 강도(f'c=, 10MPa, 40MPa) 를 변수로 총 15개의 실대형 실험체를 제작하여 구조실험을 수행하였으며 용접조립 각형강관의 단면효율과 구조내력의 우수성을 확인하였다.

• 복합신소재구조학회 논문집
• /
• 제6권2호
• /
• pp.23-31
• /
• 2015

CFST columns are structurally superior because the concrete inside the steel tubes prevents local buckling at the tubes and the tubes confine the concrete. And, the thickness of steel tube in CFST column has been thinner with development of high-strengh steel. The thinner the steel tube of a square CFST column is, the more local buckling is likely to occur. For this reason, we developed welded built-up square steel tube with stiffeners which are placed at the center of the tube width acts as an anchor. In this study, we conduct experimental test for three specimens of the 4m long span welded built-up square CFT column with parameters of L/D and D/t. And, the test results were compared with the analysis results by M-${\phi}$-P Program.

• Steel and Composite Structures
• /
• 제10권3호
• /
• pp.261-279
• /
• 2010

Generally, a box tube, which is used for an existing square CFT structure, is made by welding four plates. The manufacturing efficiency of this steel tube is poor, and it also needs special welding technology to weld its internal diaphragm and the through diaphragm. Therefore, an interior-anchor-type square steel tube was developed using the method of cold-forming thin plates to prevent welding of the stress concentration position, and to maximize the section efficiency. And, considering of the flow of beam flange load, the efficiency of erection and the weldability of the diaphragm to thin walled steel column, the external diaphragm connection was selected as the suitable type for the welded built-up square CFT column to beam connection. And, an analytical study and tests were conducted to evaluate the structural performance of the suggested connection details and to verify the suggested equations for the connection details. Through this study, the composite effect of the internal anchor to concrete, the resistance and stress distribution of the connections before and after the existing column is welded to the beam, the effective location of welding in connection were analyzed.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제28권2호
• /
• pp.75-83
• /
• 2016

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 용접조립 각형강관을 개발하게 되었다. 용접조립 각형강관은 강관내부에 스티프너가 설치되어 내측 다이아프램과 관통 다이아프램과 간섭이 발생하게 되므로 본 연구에서는 용접조립 각형CFT 기둥-보 접합부로 외다이아프램형식을 채택하고 외다이아프램의 설계식을 제안하였으며, 기둥-보 접합부의 거동을 파악하기 위해 실대형 4개 실험체를 제작하여 구조거동 및 내력을 분석하였다.

• Steel and Composite Structures
• /
• 제38권6호
• /
• pp.617-635
• /
• 2021

This paper numerically investigated the behavior of built-up square concrete-filled steel tubular (CFST) columns under combined preload and axial compression. The finite element (FE) models of target columns were verified in terms of failure mode, axial load-deformation curve and ultimate strength. A full-range analysis on the axial load-deformation response as well as the interaction behavior was conducted to reveal the composite mechanism. The parametric study was performed to investigate the influences of material strengths and geometric sizes. Subsequently, influence of construction preload on the full-range behavior and confinement effect was investigated. Numerical results indicate that the axial load-deformation curve can be divided into four working stages where the contact pressure of curling rib arc gradually disappears as the steel tube buckles; increasing width-to-thickness (B/t) ratio can enhance the strength enhancement index (e.g., an increment of 1.88% from B/t=40 to B/t=100), though ultimate strength and ductility are decreased; stiffener length and lip inclination angle display a slight influence on strength enhancement index and ductility; construction preload can degrade the plastic deformation capacity and postpone the origin appearance of contact pressure, thus making a decrease of 14.81%~27.23% in ductility. Finally, a revised equation for determining strain εscy corresponding to ultimate strength was proposed to evaluate the plastic deformation capacity of built-up square CFST columns.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제25권4호
• /
• pp.347-357
• /
• 2013

최근, 콘크리트 충전강관 기둥(CFT)은 우수한 구조성능을 인정받아 현장적용이 활발하게 이뤄지고 있다. 한편 강재개발과 가격 상승으로 인해 단면을 효율적으로 사용하고자 하는 연구가 지속적으로 진행되고 있다. 본 연구실에서는 단면의 효율을 극대화 하기 위해 얇은 L형 플레이트 4개를 각형강관으로 형성한 단면을 제안한다. 이로 인해 강관 내부에 형성된 리브는 폭 중앙에 위치하고 있어 콘크리트와의 앵커역할이 가능하다. 또한 동일한 단면적을 갖는 일반 CFT기둥에 비해 우수한 좌굴내력과 변형성능이 발휘됨을 실험으로 평가되었다. 본 연구에서는 활용범위를 넓히고자 얇은 강판으로 조립된 신형상 기둥을 제안하며 구조적 성능을 재평가 하고자 한다. 실험 주요변수 폭두께비(b/t: 78,96,107) 이다. 실험결과 규준에서 제시하고 있는 폭두께비를 초과했음에도 내부에 설치된 리브의 앵커역할로 인해 충분한 내력을 발휘하며, 변형성능 향상에 유리한 것으로 분석되었다.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제25권3호
• /
• pp.223-231
• /
• 2013

최근 구조물의 고층화, 대형화 및 장스팬 활용 등의 요구로 고강도 고성능 재료의 건축물과 교량에의 적용이 증가하는 추세이다. 본 논문은 고성능강(HSA800)의 건축구조용 재료 특성과 고성능강재를 사용한 부재의 설계 기준을 위한 기본적인 연구의 일부이다. 조립각형강관 기둥의 국부좌굴 거동과 현행 폭두께비 설계 제한치를 검토하기 위하여 다양한 폭두께비 변수를 계획하고, 단축압축실험을 실시하였다. 또한, 유한요소결과로 얻어낸 단주의 국부좌굴거동을 실험결과와 비교하였으며 검증된 해석모델을 이용하여 변수연구를 수행하였고 현행 설계기준의 적용성에 대해 검토하였다.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제26권5호
• /
• pp.431-439
• /
• 2014

콘크리트 충전형 기둥은 두 재료의 상호작용으로 인해 강도와 연성이 증대되어 기둥부재로 많이 사용되고 있다. 부재를 효율적으로 사용하고자 하는 노력에서 얇은 강판을 사용한 폭두께비가 큰 용접조립각형 기둥형상을 제안하였다. 세장비가 큰 용접조립 각형 기둥-보 접합부에 관한 연구로써 구조적 특성을 명료하게 평가하고 접합부의 내진성능을 고찰하고자 한다. 따라서 본 논문에서는 T자형 기둥-보 접합부의 반복가력 실험을 수행하였으며, 주 변수는 다이아프램 설치 유무와 콘크리트 충전유무이다. 모멘트-회전각 관계, 소산에너지, 파괴거동등을 비교하여 변수에 따른 용접조립각형기둥-보 접합부의 응력전달 메커니즘을 평가하고자 한다.