• Steel and Composite Structures
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• 제49권5호
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• pp.533-546
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• 2023

Cost-effective solutions provided by composite construction are gaining popularity which, in turn, promotes the appearance on the market of new types of composite sections that allow not only to take advantage of the synergy of steel and concrete working together at room temperature, but also to improve their behaviour at high temperatures. When combined with high performance materials, significant load-bearing capacities can be achieved even with reduced cross-sectional dimensions. Steel-reinforced concrete-filled steel tubular (SR-CFST) columns are one of these innovative composite sections, where an open steel profile is embedded into a CFST section. Besides the renowned benefits of these typologies at room temperature, the fire protection offered by the surrounding concrete to the inner steel profile, gives them an enhanced fire performance which delays its loss of mechanical capacity in a fire scenario. The experimental evidence on the fire behaviour of SR-CFST columns is still scarce, particularly when combined with high performance materials. However, it is being much needed for the development of specific design provisions that consider the use of the inner steel profile in CFST columns. In this work, a new experimental program on the thermo-mechanical behaviour of SR-CFST columns is presented to extend the available experimental database. Ten SR-CFST stub columns, with circular and square geometries, combining high strength steel and concrete were tested. It was seen that the circular specimens reached higher failure times than the square columns, with the failure time increasing both when high strength steel was used at the embedded steel profile and high strength concrete was used as infill. Finally, different proposals for the reduction coefficients of high performance materials were assessed in the prediction of the cross-sectional fire resistance of the SR-CFST columns.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 1997년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.565-570
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• 1997

This study is on the strength capacity and the strengthening effects of crarbon fiber sheets(CFS) and glass fiber sheets (GFS) on steel reinforced concrete(SRC) beams. SRC beams are often used on high-rise building construction to save story height and construction cost. However, there are no strengthening design code in Korea and most engineers design it as steel beams ignored the composite effect if reinforced concrete. Test results on steel reinforced concrete beams reveal thar the strength capacity of SRC beam is more than simple addition of steel and reinforced concrete beams. In case of steel reinforced concrete beams, ultimate moment capacity of strengthening beam of carbon fiber sheets is 120% of non-strengthening one.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제10권2호통권35호
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• pp.233-251
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• 1998

이 논문은 바닥판 콘크리트 타설 순서에 따른 합성형 교량의 거동을 예측하는 내용을 다루고 있다. 교량의 시간의존적 거동을 묘사하기 위하여 Dirichlet 급수를 사용한 크리프 함수를 사용하였고 단면해석은 적층단면을 사용하였다. 교량의 거동은 단면의 형태와 타설순서의 변화 효과를 고려하여 바닥판 콘크리트 타설에 따른 교축 방향의 모멘트 변화로써 나타내었으며 이 결과들을 이용하여 현장에서 널리 사용되고 있는 폐단면강 box 거더의 연속 바닥판 타설의 적합성을 보이고 있다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제19권4호
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• pp.425-434
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• 2007

SC 합성기둥은 기존의 합성기둥들이 가지는 내력상승, 방청효과, 공사기간 단축이 가능하고, 충전상태의 육안확인도 용이하여 이와 관련된 연구가 활발히 진행되고 있지만 SC합성기둥의 내화성능에 관한 연구는 미흡한 실정이다. 이에 본 논문에서는 SC합성기둥의 내화성능평가를 위해 하중비, 콘크리트 면적비, 피복유무를 변수로 두어 실험을 수행하였다. 또한 온도증가에 따른 실험체의 강도감소를 단순 수치해석으로 산출하여 내화성능시간을 유추하였고, 실험결과와 비교분석 하였다. 이 실험을 통하여 하중비가 작을수록 내화성능은 향상되었다. 그러나 콘크리트 면적비는 SC합성기둥의 내화성능 향상에 큰 영향을 미치지 못하였다.

• Advances in concrete construction
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• 제12권5호
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• pp.399-409
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• 2021

The existing method to improve the coordination performance of the inner and outer parts of concrete-encased concrete-filled steel tube (CFST) composite columns by increasing the volume-stirrup ratio causes difficulties in construction due to over-dense stirrups. Thus, this paper proposes an open polygonal composite stirrup with high strength and high ductility CRB600H reinforced rebar, and seventeen specimens were constructed, and their axial compressive performance was tested. The main parameters considered were the volume-stirrup ratio, the steel tube size, the stirrup type and the stirrup strength. The test results indicated: For the specimens restrained by open octagonal composite stirrups, compared with the specimen of 0.5% volume-stirrup ratio, the compressive bearing capacity increased by 14.6%, 15.7% and 21.5% for volume-stirrup ratio of 0.73%, 1.07% and 1.61%, respectively. For the specimens restrained by open composite rectangle stirrups, compared with the specimen of 0.79% volume-stirrup ratio, the compressive bearing capacity increased by 7.5%, 6.1%, and -1.4% for volume-stirrup ratio of 1.12%, 1.58% and 2.24%, respectively. The restraint ability and the bearing capacity of the octagonal composite stirrup are better than other stirrup types. The specimens equipped with open polygonal composite stirrup not only had a higher ductility than those with the traditional closed-loop stirrup, but they also had a higher axial bearing capacity than those with an HPB300 strength grades stirrup. Therefore, the open composite stirrup can be used in practical engineering. A new calculation method was proposed based on the stress-strain models for confined concrete under different restrain conditions, and the predicted value was close to the experimental value.

• Steel and Composite Structures
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• 제19권4호
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• pp.1035-1053
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• 2015

A genetic algorithm-based minimum weight design method is presented for steel frames containing composite beams, semi-rigid connections and column bases. Genetic Algorithms carry out optimum steel frames by selecting suitable profile sections from a specified list including 128 W sections taken from American Institute of Steel Construction (AISC). The displacement and stress constraints obeying AISC Allowable Stress Design (ASD) specification and geometric (size) constraints are incorporated in the optimization process. Optimum designs of three different plane frames with semi-rigid beam-to-column and column-to-base plate connections are carried out first without considering concrete slab effects on floor beams in finite element analyses. The same optimization procedures are then repeated for the case of frames with composite beams. A program is coded in MATLAB for all optimization procedures. Results obtained from the examples show the applicability and robustness of the method. Moreover, it is proved that consideration of the contribution of concrete on the behavior of the floor beams enables a lighter and more economical design for steel frames with semi-rigid connections and column bases.

• 한국건설관리학회:학술대회논문집
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• 한국건설관리학회 2007년도 정기학술발표대회 논문집
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• pp.113-118
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• 2007

이번 연구는, 실제 공사 현장에서 적용할 수 있는 프리캐스트 복합화 콘크리트 공법을 선정하였다. 현장에서 프리캐스트 복합화 콘크리트 공법의 실제 공사비와 철근콘크리트 공법에 적용되는 추정 공사비를 비교하였다. 고강도 콘크리트와 프리스트레스트 콘크리트의 사용함으로서, 50%이상의 콘크리트 양을 줄일 수 있었지만, 프리캐스트 콘크리트 복합화공법의 주된 비용인 생산비와 운송비를 포함한 재료비는 큰 차이가 없었다. 그러나 철근콘크리트인 경우, 철근과 거푸집 노무비가 30%를 차지하며 추가비용으로 비계, 가설공사가 큰 비중을 차지하는 철근콘크리트 공법이 프리캐스트 콘크리트 복합화 공법과 비교하여 2배정도의 시공비용이 소요된다. 위의 결과를 분석하면 프리캐스트 복합화 공법이 철근콘크리트 공법의 비용보다 11%의 훌륭한 비용절감 효과가 나타났다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제19권2호
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• pp.203-212
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• 2006

합성형은 비합성형에 비해 역학적 측면에서 큰 장점을 지닌 것이 사실이지만 사각이 심한 사교들의 경우 합성형은 매우 큰 상판응력을 유발할 수 있기 때문에 종종 이들 사교들에 대한 비합성형 설계가 검토되어지곤 한다. 하지만 이러한 비합성형은 상판과 주형 경계면에서의 미끄러짐(slip)과 같은 구조적인 문제점을 지니고 있어 현장에 적용하기에는 다소 어려움이 있다. 본 연구에서는 사교들의 전반적인 거동에 영향을 미치는 상판과 주형간의 두 가지 상호작용(합성작용과 비합성작용) 효과를 분석하여 사각이 심한 사교들에 대한 합성형의 적용 타당성을 조사하였다. 주형간격, 사각, 상판 종횡비를 매개변수로 총 27개의 단순지지된 사교들에 대한 일련의 연구를 수행하였다. 이전 연구에서 제안된 바 있는 받침들간의 강성조정 개념을 이용하여 합성형 사교의 거동을 개선시킬 수 있는 가능성도 함께 검토하였다. 해석결과로부터 비합성 사교들보다 합성형 사교들에서 훨씬 바람직한 거동이 나타나며 받침들간의 강성조정 방법은 보다 합리적이며 경제적인 합성형 사교 및 하부구조의 설계를 가능하게 해준다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제29권5호
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• pp.353-359
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• 2017

본 연구는 콘크리트 충전 강관을 터널의 강지보재로 활용하기 위한 것으로서, 콘크리트 충전강관 부재가 콘크리트 내에 매립되어 합성부재로 거동하는 경우에 대한 부재의 강도와 거동특성을 실험적으로 평가하였다. 이를 위하여 두 종류의 강관과 강관 내부를 일반콘크리트와 기포콘크리트로 충전한 경우, 콘크리트 슬래브에 철근으로 보강한 경우를 대상으로 총 6개의 보 시험체를 제작하였으며 정적 휨시험을 수행하였다. 그 결과, 일반콘크리트로 충전한 강관이 기포콘크리트로 충전한 것보다 더 높은 강도를 나타내었다. 그러나 강관 주변을 철근으로 보강한 경우 휨강도는 충전콘크리트의 종류보다 철근량의 영향이 더 큰 것으로 나타났다.

• Steel and Composite Structures
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• 제3권2호
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• pp.97-110
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• 2003

An experimental study was conducted to investigate the behavior of eccentric lightweight aggregate concrete-encased composite columns. This study aims at verifying the validity of such type of concrete in composite construction and checking the adequacy of the AISC-LRFD and the British Bridge Code BS 5400 specifications in predicting the column strength. Sixteen full-scale pin ended columns subjected to uniaxial bending about the major axis in symmetrical single curvature were tested.