콘크리트가 충전된 강관 합성기둥은 화재 시 내부 콘크리트가 내력을 견딜 수 있어 높은 하중을 받는 건축물에 적용되고 있으나 높은 내화성능을 요구하는데 반해 이를 평가할 수 있는 방법은 제한되어 있다. 본 논문에서는 폭 700mm 이상인 무피복 대형합성기둥의 온도분포를 확인하기 위해서 수평가열로에서 3시간 내화실험을 수행하고 이후에 압축실험에 수행하여 잔존내력을 확인하였다. 실험 결과 3시간의 화재 노출 후에 폭 700mm 대형합성기둥은 57%의 잔존내력을 가지는 것으로 나타났으며, 재료의 화재 강도저감만을 고려한 잔존내력 예측은 내력을 낮게 평가하는 것으로 나타났다.

ACT Column은 기존 CFT 기둥보다 얇은 강판으로도 동일한 구조적 성능을 발휘할 수 있으며, 콘크리트의 구속효과와 강관의 항복 후 좌굴응력의 향상을 기대할 수 있다. ACT Column은 보-기둥 접합부에 외다이아프램을 사용한 접합상세가 적용된다. 그러나 ACT Column 외부에 콘크리트가 피복되는 SRC 타입에서는 외다이아프램을 사용한 접합부의 적용이 난해하다. 그래서 ACT Column의 외부에 수직 스티프너와 수평 스티프너를 사용한 접합상세를 제안하였다. 본 논문에서는 제안상세를 대상으로 단순인장실험을 통해 성능검증을 수행하였다. 실험체는 현장에 사용량이 많은 크기의 ACT Column 으로 2개의 실험체를 제작하였다. 보 플랜지와 보 플랜지의 양측부에 부착된 윙플레이트를 통해 보 플랜지의 단면 내력이 링다이아프램으로 전달되는 명확한 응력전달매커니즘을 나타내었으며, 보 플랜지 전단면이 소성화되어 파괴되었다. 윙플레이트의 크기가 클수록 하중전달량이 증가하였으며, 제안한 접합상세의 강도평가식을 제시하였다.

This study develops numerical model of mega composite columns in fire and investigates the residual areas using 500℃ isotherm method and residual capacity of mega composite columns after 3 hours. In order to perform heat transfer analysis, thermal properties of steels and concrete were adopted from Eurocodes. In addition to, the temperature distributions of composite columns with respect to fire tests were compared with numerical analysis results. As a result, residual capacity of mega composite column with 1m width remained more than 45%. The residual capacity of mega composite column was only increased to 2.3∼2.6% with the use of additional rebars.

The utilization of composite columns is increasing due to the construction of high-rise buildings and large buildings. The commercially available concrete chimney steel column (ACT I) is a stable and economical structure, but there is a limit in the section size to be applied to a composite column subjected to a high load. We have developed a composite mega column with an integral structure by adding a plate to the central part of the ACT I column and installing a binding frame at a certain interval inside the central plate. In this study, to evaluate the compressive performance of the composite mega column, four test specimens were constructed with binding frame reinforcement, reinforcement spacing, and reinforced cross - sectional area. The structural performance of the composite section is compared with that of KBC2016 to evaluate the behavior of the specimen.

본 논문은 유닛 모듈러를 구성하는 주구조체인 각형강관 기둥과 냉간성형 LEB C-형강 보로 볼트 접합된 접합부의 거동을 실험적으로 평가하는 것이 연구의 목적이다. 접합부에서 기둥과 LEB C-형강 보를 접합하기 위한 브라켓의 두께변화, LEB C-형강 보와 브라켓 접합부 볼트 개수 등의 주요변수에 대한 실험을 통하여 기둥-보 접합부의 내력증대와 변형성상 및 파괴모드 변화 등을 고찰하였다. 실험결과, 접합부의 보강형상과 관계없이 또한 접합부의 파괴 없이 LEB C-형강 보의 국부좌굴강도가 지배하는 것으로 파악되었으며, 브라켓 두께 크기에 따라 내력과 강성이 조금 높게 나타남을 알 수 있었다. 또한 접합부에 사용된 볼트 수량에 관계없이 강성면에서 큰 차이를 나타내지 않았으며 LEB C-형강과 브라켓을 볼트접합으로 반강접합의 역학적 거동 가능성을 확인하였다.

This paper examined the flexural behavior of section enlargement strengthening columns with prefabricated reinforcement units in the jacket section. The developed strengthening column was particularly effective in enhancing the ductility of the columns.

In this study, Flexural tests for prefabricated composite columns using steel angle and band steel were carried out. The composite columns are fabricated by bolting the angles and the band steels before casting concrete and named, therefore, B-PSRC(Bolt-connected Prefabricated Steel Reinforced Concrete) columns. A SRC composite column and four of B-PSRC columns were prepared for flexural load tests. From the test results, all the specimens showed flexural failure, which is due to rupture of hole-section at the angle-bolt joints. Shear failure caused by bond slip between the angles and concrete was not found in any of specimens. The flexural strength of B-PSRC columns which were designed, the same steel ratio as the SRC columns was shown to be higher than that of SRC columns.

근래에 들어 공기단축 및 녹색 성장에 대응하기 위한 교량 건설 기술이 다양하게 개발되고 있다. 교량 건설 공기의 약 50%를 차지하는 교각의 경우, 모듈화를 통한 시공 방법의 개선은 공기 단축을 통한 녹색성장의 주요한 원동력으로 평가 될 수 있다. 교각의 조립에서 기초와 기둥 연결부 및 기둥과 기둥의 연결부는 여러 차례 수행⋅검증되었으나, 코핑과 기둥부분의 경우에는 조립 성능검증이 부족하여 이에 대한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 조립식 기둥과 코핑 접합부의 축소 모델을 제작하여 접합방법에 따른 성능검증 실험을 수행하였다. 기존의 조립식 교각 타설방법인 현장타설방법(원덕희,2012)과 비교하기 위하여 현장타설 시험체 3개, 직경이 동일한 철근(Deformed bar, Headed bar, Circle bar) 및 Sub Tube의 종류(파형이 작은 쉬스관, PVC 재질의 파형관, Flat Hole), 그리고 Sub Tube의 직경(100mm, 80mm, 65mm)을 변수로 하여 27개의 시험체를 제작, 조립부분의 접합성능을 보기위해 하중의 방향이 바뀌는 양진 반복하중을 재하하여 상세거동 및 균열특성을 분석하였다. 실험 결과, 쉬스관에 비하여 파형이 큰 PVC 재질의 파형관 시험체(CP 모델) 가 가장 우수한 성능을 나타냈고, 철근 튜브 직경 비 40%의 모델(Sub Tube 직경 80mm)이 가장 우수한 성능을 보였다. 그리고 Headed bar의 성능이 Deformed bar에 비해 우수할 것으로 예측하였으나, Sub tube 내의 Headed bar와 Deformed bar의 인장·압축 강도의 차이가 없음을 확인 할 수 있었다.

연구는 ㄱ형강과 y형 강판으로 형태를 구성하고, 내부에 콘크리트를 타설하여 ㄱ형강과 콘크리트가 합성구조재로 거동하는 조립기둥에 대한 것이다. 연구 개발하고 있는 합성 기둥은 철근콘크리트 공사의 거푸집과 철근 배근을 삭제 또는 최소화하여 공기단축과 시공성 증대를 고려하였다. 1차 실험은 13개의 실험체를 실대 기둥의 1/3 크기로 제작하였으며 실험 변수는 다음과 같다. 첫째 ; 조립기둥에 적용 된 ㄱ형강과 y형 강판의 영향, 둘째 ; 기둥 폭에 대한 기둥 길이 비의 영향, 셋째 ; 편심의 영향 등이다. 실험결과 조립기둥은 철근콘크리트 구조 기준에 의한 내력평가와 잘 일치하는 것으로 판단되며, 앵글의 크기에 비례하여 하중이 증가 하는 것으로 나타났다