• 제목/요약/키워드: concrete-filled steel tube

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The Structural Design of "China Zun" Tower, Beijing

  • Liu, Peng;Cheng, Yu;Zhu, Yan-Song
    • 국제초고층학회논문집
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    • 제5권3호
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    • pp.213-220
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    • 2016
  • The "China Zun" tower in Beijing will rise to 528 meters in height and will be the tallest building in Beijing once built. Inspired by an ancient Chinese vessel, the "Zun", the plan dimensions reduce gradually from the bottom of the tower to the waist and then expand again as it rises to form an aesthetically beautiful and unique geometry. To satisfy the structural requirement for seismic and wind resistance, the structure is a dual system composed of a perimeter mega structure made of composite mega columns, mega braces, and belt trusses, and a reinforced-concrete core with steel plate-embedded walls. Advanced parametric design technology is applied to find the most efficient outer-perimeter structure system. The seismic design basically follows a mixed empirical and performance-based methodology that was verified by a shaking table test and other specimen lab tests. The tower is now half-way through its construction.

관통형 다이아프램을 갖는 조립형 콘크리트 충전 각형 합성기둥-보 접합부의 내진성능 (Seismic Performance of Built-up Concrete Filled Square Composite Column-to beam Connection with Through Diaphragm)

  • 김선희;염경수;최성모
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제26권5호
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    • pp.431-439
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    • 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.

중심축 하중을 받는 CFT 기둥의 장기거동에 관한 연구 (Long-Term Behavior of CFT Column under Central Axial Load)

  • 권승희;김진근
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제13권1호
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    • pp.77-85
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    • 2001
  • CFT 기둥은 뛰어난 구조적 성능으로 사용이 증가하고 있는 추세이다. 하지만 CFT 기둥을 사용하여 건설된 구조물도 내부콘크리트의 시간의존적 변형으로 사용상태에 이상 응력집중이나 과다 처짐 등의 구조적 문제를 초래할 수 있다. 따라서 이에 대한 연구가 필요하다. 본 논문에서는 CFT 기둥에 하중이 가해지는 시점에서의 해석법과 이를 기초로 한 장기거동 해석법을 제안하였다. 또한 이에 대한 실험을 실시하여 해석결과와 비교.분석하였다. 이를 통해 제안된 해석법을 검증하고 아울러 해석에 적용된 부착강도 모델식의 정확성 또한 평가하였다.

몬테카를로 기법을 이용한 CFT 기둥축소량의 예측 (Column Shortening Prediction of Concrete Filled Tubes using Monte Carlo Method)

  • 장승우;송화철;소광호
    • 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.

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철골형 CFT 프레임을 활용한 내진보강 복합공법 개발 (Development of Seismic Strengthening Composite Method using Steel type CFT Frame)

  • 이동운;우종열;박현정
    • 한국건축시공학회:학술대회논문집
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    • 한국건축시공학회 2018년도 춘계 학술논문 발표대회
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    • pp.101-102
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    • 2018
  • There is a risk that the damage caused by frequent earthquakes can lead to the risk of personal injury due to cracks in buildings and collapse of major structures. Although the seismic design of the new building is designed to be reinforced, the existing structure is not exposed to the risk of earthquake. Therefore, it is aimed to develop the steel frame type CFT composite method which can easily reinforce the CFT structural system with excellent seismic performance against the old non - seismic structure.

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Effect of height-to-width ratio on composite wall under compression

  • Qin, Ying;Yan, Xin;Zhou, Guan-Gen;Shu, Gan-Ping
    • Steel and Composite Structures
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    • 제36권5호
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    • pp.507-519
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    • 2020
  • Double skin composite walls are increasingly popular and have been applied to many safety-related facilities. They come from the concept of composite slabs. Conventional connectors such as shear studs and binding bars were used in previous studies to act as the internal mechanical connectors to lock the external steel faceplates to the concrete core. However, the restraint effects of these connectors were sometimes not strong enough. In this research, a recently proposed unique type of steel truss was employed along the wall height to enhance the composite action between the two materials. Concrete-filled tube columns were used as the boundary elements. Due to the existence of boundary columns, the restraints of steel faceplates to the concrete differ significantly for the walls with different widths. Therefore, there is a need to explore the effect of height-to-width ratio on the structural behavior of the wall. In the test program, three specimens were designed with the height of 3000 mm, the thickness of 150 mm, and different widths, to simulate the real walls in practice. Axial compression was applied by two actuators on the tested walls. The axial behavior of the walls was evaluated based on the analysis of test results. The influences of height-to-width ratio on structural performance were evaluated. Finally, discussion was made on code-based design.

800MPa 고강도 강재 및 100MPa 초고강도 콘크리트를 활용한 CFT 합성 구조 시스템 개발을 위한 현장 성능평가에 관한 연구 (Research on the Mock-up for CFT Using 100MPa High Strength Concrete and 800MPa High Strength Steel)

  • 김우재;이영도;박희곤;이재삼;정상진
    • 한국건축시공학회:학술대회논문집
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    • 한국건축시공학회 2011년도 춘계 학술논문 발표대회 2부
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    • pp.35-37
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    • 2011
  • This study was a comparison result between the laboratory and mock up test to apply the ultra high strength concrete to CFT(Concrete Filled Tube) structure. The investigated result of tendency and quality similarity of each specimen, was set up a management range according to checking the validity and suitability analysis. Also, It wil be utilized to data as construction guidelines of CFT.

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긴장력이 도입된 콘크리트 충전 강관말뚝을 사용한 복합말뚝의 수평거동 특성 (Lateral Behavior of Hybrid Composite Piles Using Prestressed Concrete Filled Steel Tube Piles)

  • 박노원;백규호
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제34권12호
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    • pp.133-143
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    • 2018
  • 수평하중에 대한 말뚝의 휨강도를 증대시키기 위해 얇은 두께의 강관 내부에 PHC말뚝을 합성한 콘크리트 충전 강관(PCFT)말뚝이 개발되었다. PCFT말뚝의 휨강도를 강관말뚝과 비교하기 위하여 직경이 동일한 PCFT말뚝과 강관 말뚝에 대해 휨강도시험을 수행함과 동시에 한계상태설계법으로 P-M 상관도를 작도하였다. 그리고 PCFT말뚝의 하단에 PHC말뚝을 연결한 PCFT 복합말뚝의 수평지지력과 수평거동을 기존의 강관 복합말뚝(HCP) 및 강관말뚝과 비교하기 위하여 총 4본의 시험말뚝을 시공하고 수평재하시험을 수행하였다. 휨강도시험 결과 PCFT말뚝의 휨강도는 두께 12mm의 강관말뚝보다 18.7% 향상되었고, 동일한 휨하중에서 말뚝의 변위량은 강관말뚝보다 50% 감소하였다. 그리고 P-M 상관도로부터 연직하중을 받는 PCFT말뚝은 강관말뚝보다 휨내력이 크게 증가한 반면, 인발하중을 받는 PCFT 말뚝은 강관말뚝보다 휨내력이 감소함을 알 수 있었다. 또한 시험말뚝에 대한 수평재하시험의 결과에 따르면 상부말뚝의 길이가 동일한 경우 PCFT 복합말뚝은 HCP보다 수평지지력이 60.5% 컸고, 두께가 12mm인 강관말뚝보다 35.8% 큰 것으로 나타났다.

탄소섬유쉬트(CFRP Sheets)로 보강된 폭두께비가 큰 콘크리트 충전 각형강관 기둥의 중심축하중거동 (Axial Loading Behaviors of Square Concrete-Filled Tubular Columns with Large Width-to-Thickness Ratio Retrofitted using Carbon Fiber Reinforced Polymer Sheets(CFRP Sheets))

  • 박재우;유정한
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제26권3호
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    • pp.169-176
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    • 2014
  • 본 연구에서는 콘크리트 충전 각형강관 (CFTP) 단주기둥에 CFRP 쉬트를 횡방향으로 보강하고 중심축하중 실험을 수행하였다. 실험변수는 b/t, CFRP쉬트 보강겹수이며, 총 6개의 실험체가 제작되었다. 실험변수로 사용된 판폭두께비는 b/t는 60, 80, 100이고 CFRP쉬트는 3겹 보강하였다. 실험결과 판폭두께비 100 실험체에서 CFRP쉬트 3겹 보강을 통해 내력을 16% 상승시켜 보강효과를 검증하였다. 내력 저하율을 검토한 결과 국부좌굴이 발생하지 않는 단면강도를 기준으로 최대 41%정도 내력이 저하되었으나, CFRP보강을 통해 32% 정도의 내력이 저하되어 보강효과를 검증할 수 있었다. 하중-변형를 관계를 보면 강재는 항복강도 이전에 국부좌굴이 발생하였으며, CFRP쉬트의 보강을 통해 국부좌굴을 지연시킴을 확인하였다.

Performance control analysis of concrete-filled steel tube sepa-rated spherical joint wind power tower

  • Yang Wen;Guangmao Xu;Xiazhi Wu;Zhaojian Li
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제87권2호
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    • pp.137-149
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    • 2023
  • In this study, to explore the working performance of the CFST split spherical node wind power tower, two groups of CFST split spherical joint plane towers with different web wall thicknesses and a set of space systems were analyzed. The tower was subjected to a low-cycle repeated load test, and the hysteresis and skeleton curves were analyzed. ABAQUS finite element simulation was used for verification and comparison, and on this basis parameter expansion analysis was carried out. The results show that the failure mode of the wind power tower was divided into weld tear damage between belly bar, high strength bolt thread damage and belly rod flexion damage. In addition, increasing the wall thickness of the web member could render the hysteresis curve fuller. Finally, the bearing capacity of the separated spherical node wind power tower was high, but its plastic deformation ability was poor. The ultimate bearing capacity and ductility coefficient of the simulated specimens are positively correlated with web diameter ratio and web column stiffness ratio. When the diameter ratio of the web member was greater than 0.13, or the stiffness ratio γ of the web member to the column was greater than 0.022, the increase of the ultimate bearing capacity and ductility coefficient decreased significantly. In order to maximize the overall mechanical performance of the tower and improve its economy, it was suggested that the diameter ratio of the ventral rod be 0.11-0.13, while the stiffness ratio γ should be 0.02-0.022.