천연골재의 부족으로 골재 수급이 날이 갈수록 심각해지면서 재활용 가능한 재료에 대한 사회적 관심이 높아지고 있다. 하지만 국내에서는 선진외국에 비해 순환골재에 대한 연구데이터와 그를 사용한 현장 적용실정이 매우 부족한 실정이다. 본 논문에서는 현장에서 사용하는 레미콘 사의 가이드 배합에 순환골재를 전량 치환하는 배합비를 추출하여 압축강도를 평가하였 고 추출된 배합비의 순환골재 콘크리트를 원형강관 내부에 충전하여 순환골재콘크리트충전 합성기둥이 국내ㆍ국외 설계식을 반 영한 내력과 비교하여 구조부재로써 사용이 적합하다고 사료되는 결과를 얻었다. 또한, 강관의 콘크리트 구속효과로 인해 강관 내부의 콘크리트 강도가 미세하게 증가함을 확인하였다.

콘크리트로 채워진 강관기둥은 많은 구조 시스템에서 기둥으로 널리 사용되며 강재가 항복하고 구속효과가 감소하여 국부 좌굴이 발생한다. 이러한 단점을 극복하기 위해 FRP를 보강하여 국부 좌굴을 지연시키는 방법을 제안한다. 이 논문은 반복 압축하에서 FRP로 보강된 CFT의 압축성능에 관한 것이다. 두 가지 유형의 FRP (Aramid FRP, SRF Polyester Belt)가 다양한 보강두께와 겹수로 CFT 외부에서 보강하여 비교 분석된다. 또한, CFRP에서 제안 및 사용된 공식에 기초하여 시험 기관의 실험 값을 평가하고 그것이 사용될 수 있는지를 결정할 것이다.

Recycled aggregate is a solution to reduce construction waste and to be environmentally friendly, but concrete using it has various disadvantages in terms of structure. Therefore, the interaction effect of the two materials can be expected by filling the cyclic aggregate concrete in the CFT column. Eighteen specimens were constructed to confirm the compressive behavior of RCFT (Recylced Concrete Filled Tube) columns, which can be applied to real buildings by making high strength concrete with recycled aggregate. Variable is the shape and thickness of steel pipe, concrete strength and mixing ratio, and coarse aggregate and fine aggregate are all used as recycled aggregate. A total of three recycled aggregate concrete preformulations were used to find the optimal mixing ratio and the compressive behavior was analyzed through the load - displacement curves of RCFT columns.

Concrete using recycled aggregate instead of natural aggregate reduces environmental waste and is a future oriented material. However, use of the structure is limited to negative recognition of recycled aggregate quality. In this study, 50 MPa concrete was developed using recycled aggregate. In order to verify the possibility of using as a column member, we aimed to confirm the compressive behavior of RCFT (Recycled Concrete Filled Tube) columns filled with concrete using recycled aggregate. Circular type steel pipe was used, and concrete strength (30, 40, 50MPa) and mixing ratio were the experimental parameters. Through 72 specimen compression tests, 50MPa strength of recycled aggregate concrete was confirmed and stable behavior of 9 RCFT columns was confirmed.

The present study analyzes the flexure behavior of the circular CFT member through experiment and numerical analysis. Through comparison between experimental and numerical results, whether or not the member was a full composite have little effect on the behavior. There circular CFT’s flexure behavior when considering pure moment is almost similar regardless of the interface characteristics between the steel and concrete. This is because there is no difference in the neutral axis of the full-composite and non-composite circular CFT member.

The Axial compression tests were conducted on FRP strengthened circular CFT short clumns with the test parameters of D/t ratio and the number of FRP sheet ply. The ultimate strength design formula were proposed by applying ACI 440 code for FRP strengthened circular CFT columns.

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 설계식 을 제안한다. 제안식을 분석한 결과 실험결과와 비교적 일치한 것으로 나타났다.

최근 도심지에 건설되는 건축물의 초고층화는 기둥에 작용하는 하중을 증가시켜 기둥단면 증가와 사용면적 확보의 어려움을 발생 시키고 있다. 이에 최근에는 CFT와 같은 합성기둥의 사용이 증가하고 있는 추세이다. 그러나 CFT 기둥의 경우 폐단면으로 이루어져 있어 보- 기둥 접합부 개발의 어려움과 성능저하의 문제가 발생하게 된다. 특히, 원형CFT 기둥과 외다이아프램을 이용한 접합상세 개발의 연구가 미비 한 실정이다. 이에 본 연구에서는 Y형 플레이트를 적용한 원형 CFT 기둥-H형강 보 접합부 접합상세를 개발하여 Y형 플레이트를 적용한 접합 부 구조성능에 영향을 미치는 Y형 플레이트 폭 및 두께를 주요변수로 설정하여 실험을 통해 구조성능을 평가하였다. 또한 실험체에 사용된 Y 형 플레이트는 설계기준에 제시된 장기허용인장력이 Y형 플레이트에 접합된 인장 측 플랜지의 축방향력 이하가 되도록 설계하여 파괴형태를 통해 Y형 플레이트의 구조적 안전성과 성능을 확인하고자 한다.

The result of structural performance evaluation about circular CFT column-H shape steel beam which was performed as in previous study, even though we designed the Y type plate tension as below the axial force which was under design criteria, the flexure of steel beam was happened. For these reasons, in this study, to figure out the time of connections failure and the minimum value of parameters in order to evaluate the performance of advanced Y type plate in detail.

본 연구에서는 기존의 원형단면 CFT 기둥-기초부 연결부의 문제점을 분석하고 이를 개선하기 위한 구조상세를 제안하였다. 앵커를 이용한 구조물의 연결은 원형단면을 가진 CFT 기둥의 경우 하부에 베이스플레이트를 설치하게 된다. 기초부 설계시 앵커의 연결성능을 향상시키기 위하여 앵커프레임을 설치하게 되는데 이는 설계시 구조물의 구조상세가 복잡해지게 되며 시공 규모 또한 증가하게 된다. 또한 상부의 하중이 커짐에 따라 연결부의 앵커배치가 2열,3열로 증가하여 기초부와 콘크리트의 연결상세가 복잡해지고 경제적인 설계의 어려움이 있다. 이러한 기초부의 과도한 설계를 개선하기 위하여 새로운 구조상세에 대한 연구가 필요하다. 앵커연결을 지지하는 앵커프레임에 대한 구조상세를 개선하기 위하여 기존에 사용된 앵커대신 고장력 볼트를 사용하여 연결성능을 향상시켰으며 앵커프레임의 생략을 유도한 구조상세를 제안하였다. 이러한 연결상세의 합리적인 검토를 위하여 기존의 설계법과 고장력 볼트를 이용한 시험체를 각각 제작하였고 실험을 통하여 거동특성을 분석하였다. 고장력 볼트의 적용성을 확인하여 CFT 기둥-기초부의 연결성능을 향상시키기 위한 다양한 구조상세를 제안하였다. 고장력 볼트의 전단연결재 설치, 내부보강형식에 따른 구조상세 등 총 4가지의 설계변수를 기준으로 하여 시험체를 제작하였으며 탄성영역에서의 변형률 분포특성과 하중-변위관계를 통한 이력거동특성에 대한 검토를 수행하였다. 또한, 실험결과의 분석을 통하여 기둥부와 연결부의 강도평가를 실시하여 연결구조에 대한 개선된 구조상세를 제안하였다. 개선된 구조상세를 기준으로 유한요소해석을 실시하고, 이에 대한 타당성 검증 및 설계변수를 설정하여 이론에 의한 강도평가를 실시하고 개선된 구조상세에 대한 영향을 검토하였다.