This study aimed at construction of text and graphic database for moment-rotation curves of partially restrained composite beam-to-column connections. key words The M-θ data or figures under monotonic or cyclic tests are made as text files. Also, Eurocode 3 classification is added to the M-θ curve to verify as semi-rigid connections. For structural analysis, linear rotational stiffeness or nonlinear M-θ curves are transformed three-parameter power model. Although this database has some limitation, it will be used for further PRCC researches and tests.

CFT(Concrete Filled Steel Tube)기둥은 부재의 합성효과와 경제적인 측면 때문에 최근 고층건물 시공 시 널리 쓰이고 있다. 그러나 기존의 연구문헌을 살펴보면 CFT 기둥은 강관의 항복이후 강관의 일정지점에 국부좌굴이 생기는 단점을 지니고 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 예상 국부좌굴부위를 탄소섬유쉬트로 보강하여 국부좌굴을 방지하거나 지연시키는 TR-CFT (Transversely Reinforced Concrete Filled Steel Tube) 기둥에 관한 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 고강도 콘크리트를 사용한 TR-CFT기둥의 실험을 수행하였으며 휨내력에 대한 해석을 수행한 결과 실험값과 해석값이 잘 일치하였다. 또한 기존의 ACI 318 설계법은 강관내부에서 발생하는 콘크리트에 대한 구속효과를 고려하지 않아 저평가가 되어있음을 알 수 있었다.

이 연구에서는 새로운 접합장치인 자동체결장치(Self-Locking Connectors)를 사용한 강재보-PC기둥 접합부의 내진성능에 대한 연구를 수행하였다. PC기둥(또는 합성기둥)과 강재보로 이루어진 합성모멘트골조는 각각의 재료의 장점을 최대한으로 이용한 합리적인 구조형식이다. 그러나 서로 다른 두 재료 사이의 접합에 따른 어려움으로 인해 접합부의 상세가 복잡해지고 제작비가 상승하는 단점을 가지고 있다. 반면에 자동체결장치는 쐐기의 원리를 이용한 접합장치로서 시공이 단순한 장점이 있다. 또한 자동체결장치를 사용한 접합부는 용접을 사용하지 않음으로써 기존의 접합부에 비해 내진성능을 개선할 수 있다. 본 연구에서는 자동체결장치를 사용한 강재보-PC기둥(또는 합성기둥) 접합부에 대한 내진성능을 검증하기 위해 반복하중 실험을 수행하였다. 실험결과 자동체결장치를 사용한 보-기둥 접합부는 우수한 내진성능을 발휘할 수 있는 것으로 나타났다.

합성 교각의 설계에서 요구 내진성능을 만족하기 위한 철근상세 규정이 명확하지 않은 측면이 있다. 합성 교각은 단면치수를 감소시키고 지진하중하에서 기둥의 연성을 개선하기 위해 제안되었다. 이 논문에서는 400mm 직경을 가진 단일 강재를 콘크리트에 매입한 합성기둥 부재를 5기 제작하여 합성기둥의 내진성능을 연구하였다. 진동대 실험과 유사동적 실험이 수행되었는데 근단층지반운동을 고려한 축소모형의 구조적 거동이 평가되었다. 실험 변수는 횡철근의 간격, 주철근의 겹침이음, 매입 강재 단면으로 설정하였다. 진동대 실험에 의해 평가된 변위연성도가 유사동적 실험에 비해 적게 나타났고 한정연성설계, 주철근의 겹침 이음 50%를 가진 부재가 기준 부재에 비해서 낮은 연성도를 보였다. 강재비는 극한강도에 영향을 미치고 겹침이음과 횡철근 비의 감소는 변위능력을 감소시켰다. 합성 교각의 상세에 따른 에너지 소산능력의 차이는 뚜렷하게 나타나지 않았다.

본 논문은 콘크리트 충전 원형 및 각형 합성 강관을 기둥부재로서의 적합성 및 적용성을 위한 연구로 두개의 강관을 합성한 콘크리트 충전 강관 기둥의 축압축 좌굴내력 및 변형형상에 대한 실험적 연구이다. 강관 기둥에 대한 연구는 콘크리트 충전 원형 강관 기둥, 콘크리트 충전 각형 강관 기둥, 콘크리트 충전 합성 강관 기둥으로 분류하여 실험을 수행하였다.

This paper is presented an experimental studies on bond stress between steel and concrete in concrete filled Rectangular steel tubes. In the actual building frames, vertical dead and live loads on beams are usually transferred to columns by beam-to-column connections. In case when concrete filled steel tubes are used as columns of an actual building frame which has a simple connection, shear forces in the beam ends are not directly transferred to the concrete core but directly to the steel tube. Provided that the bond effect between steel tube and concrete core should not be expected, none of the end shear in the beams would be transferred to the concrete core but only to the steel tube. Therefore, it is important to investigate the bond strength between steel tube and concrete core in the absence of shear connectors.

일정한 축하중과 반복적인 횡하중을 받는 콘크리트충전 강합성 기둥의 내진성능에 관한 실험적인 연구가 수행되었다. 강합성 기둥은 충전콘크리트가 강판의 국부좌굴로 인한 내측방향의 변형을 억제하고, 강판의 콘크리트 측압에 대한 구속효과와 같은 상호작용에 의해서 콘크리트와 강재의 단순누가강도 이상의 강도증진효과를 가지며, 강재 및 콘크리트기둥에 비해 우수한 연성 및 에너지 흡수능력을 나타내었다. 단면분할법을 이용하여 콘크리트충전 강합성 기둥의 비선형 모멘트-곡률 관계를 예측해 보았으며, 이는 실험결과와 비교적 잘 일치하는 것으로 나타났다. 또한, 구조물의 내진설계의 중요한 요소인 강합성 기둥의 연성 및 응답수정계수를 평가해 보았다. 실험결과 강합성 기둥은 효과적인 내진구조 부재로 판단되었다.

본 연구에서는 화재시 매입형 합성기둥의 높은 축력비에 따른 내화성능을 알아보기 위해 유한요소해석 프로그램(ANSYS)을 통한 해석을 실시하였다. 온도에 따른 응력-변형률 곡선을 적용하여 ASTM E 119 가열곡선과 축력비 0.7, 0.6, 0.5에 따른 과도상태 열전달해석 및 정적구조해석을 실시하였으며, 해석조건과 동일한 조건에서의 재하가열실험을 실시하였다. 또한, 기준식(Eurocode 4)에 따라 가열시간에 따 른 합성기둥의 공칭압축강도를 산정하고, 축력비로 나타내어 해석값 및 실험값과 비교하였다. 해석 및 실험과 기준(Eurocode 4)을 통해 가열시 간에 따른 단면별 온도분포를 확인하고, 이에 따른 내화성능을 측정해 비교분석하였다. 유한요소해석 결과 축력비 0.5에서는 내화시간 180분 으로 실험값과 유사한 값이 도출된 반면, 축력비 0.6, 0.7에서 내화시간 150분과 60분이 도출되어 실험결과에 비해 다소 높은 결과가 도출된 것을 알 수 있었다. 그리고 기준식(Eurocode 4)에 따라 산정한 축력비에 따른 내화시간이 실제 실험값에 비해 다소 낮게 평가하고 있다는 것을 확인하였다. 그러나 축력비 0.7에서는 기준(Eurocode 4)이 실험값에 비해 다소 높게 평가하는 것을 확인하였다. 이에 따라 고축력에서의 매입형 합성기둥의 내화특성(시간-축력비 관계)을 확인하고, 도출된 매입형 합성기둥의 실험 및 해석데이터를 Eurocode기준의 검증의 자료로 활용할 수 있을 것으로 보인다.

모듈형 구조시스템은 학교 및 아파트 건물과 같은 저층 및 중층 구조물에 점점 더 많이 사용되고 있다. 최근에는 고층 건물에 모듈러 구조시스템을 적용하는 방법에 대한 연구가 수행되고 있다. 고층 모듈러 구조시스템에 대해 충분한 저항력과 경제적인 구조를 제공하기 위해 복합모듈 구조시스템이 제안되었다. 본 연구에서는 일련의 실험을 통해 단위 복합모듈 구조에 적용하기 위한 목적으로 비대칭 복합 기둥의 강도를 평가하고자 하였다. 실험적 연구는 기둥의 세장비, 편심율 및 관통바 유무에 따라 기둥의 강도에 미치는 영향에 중점을 두었다. 단위 모듈 구조에 대한 비대칭 기둥단면의 설계식을 제안하였다. 결과로부터, 설계식은 단위 복합모듈 구조에서 비대칭 기둥단면의 적절한 강도 예측을 제공한다는 것을 알 수 있다.

In this study, axial-stress distribution of enlarged concrete column according to degree of composite is analysed. The analysis showed that axial-stress on existing concrete and new concrete was concentrated to edge in case of lower degree of composite. On the other hand, axial-stress was evenly distributed in case of higher degree of composite.

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.

We compared the Load transfer area of the composite column rechargeable through FEM in this study. We compared by the method of comparative analysis of the Abaqus program. Load transfer is easy to position the stud in the same transmission with the load direction, and the stud is to be arranged densely in the FEM is KBC2009 and KBC2013. We serve as resources for establishing a non-diaphragm type filled composite column standard through shear connectors in Load transfer area with this result.

In this research, we evaluate the workability of 100 MPa concrete for CFT column thru Batch plant test. Also, we evaluate the fire resistance performance of steel composite column.

현재 교량 시공 시 대부분의 교각은 경제성 및 시공성이 우수한 중실 RC교각이 많이 사용되고 있으며, 고교각의 경우 지진력을 저감시키기 위하여, 중공 단면의 RC 교각이 설계에 이용되고 있다. 가장 흔한 교각인 중실 RC교각은 교각의 휨과 내진성능을 만족하기 위하여, 단면 이차모멘트가 크도록 대단면의 교각 설계가 주로 행해지고 있다. 이렇게 설계된 중실 RC 교각은 설계하중 보다 필요이상의 축강도를 가지고 있어, 교각 단면의 효율성은 매우 합리적이지 않다.반면, 중공식 기둥의 한 종류로 선행 연구자들에 의해 개발된 이중 강관 합성 기둥(Double Skinned Composite Tubular Columns)은 대표적인 합성 중공 교각으로 내외부 강관에 의한 구속효과로 인하여, 중실 RC교각에 비하여 콘크리트의 구속 강도가 매우 우수하다.본 연구에서는 중실교각과 DSCT교각의 축력-모멘트 저항성능의 차이점에 대하여 정성적으로 분석을 수행하였다. 이를 위하여, DSCT교각의 중공비를 매개변수로써 선정하여, 각각 중공비 0.7, 0.8, 0.9의 교각 단면을 설계하였으며, 중공비에 따른 축력과 모멘트 저항성능의 관계를 비교분석하였다. 결론적으로, DSCT교각은 중실 RC교각대비 축강도가 매우 우수하여, 작은 직경으로도 필요한 축강도와 우수한 모멘트저항성능을 발휘함으로써, 교각 단면의 합리적인 설계가 가능함을 알 수 있었다.

The purpose of this study is to evaluate strength and ductility capacity of strengthening using synthetic fiber rope as lateral reinforcement member of the concrete column and confirm possibility using it as alternative material of rebar. As a result, lateral binding effect of concrete column through synthetic fiber rope was shown to be insufficient.

원형 강합성 중공 철근 콘크리트 기둥은 중공 철근 콘크리트 기둥의 내부에 튜브를 보강하여 코어 콘크리트를 3축 구속 상태를 만들어 주어 강도, 강성, 연성도를 향상 시킨 매우 성능이 우수한 기둥이다. 본 기둥을 교량의 하부구조에 적용하기 위해서는 횡방향 철근량 및 종방향 철근량의 기준을 제시하는 것이 필요하다. 교각에서는 횡방향 하중에 저항하기 위하여 소성힌지 부분에 심부 구속 횡방향 철근을 배근하여 구속 효과를 증대시키고 있다. 이것은 심부 구속 횡방향 철근 배근을 통하여 교각에 필요한 강성 및 연성을 확보하여 내진성능을 향상 시킨다. 철근 콘크리트 기둥의 심부 구속 횡방향 철근량을 산정하는 방법은 국내의 도로교 설계 기준과 국외의 대다수 설계 기준이 동일하다. 이 설계식을 원형 강합성 중공 철근 콘크리트 기둥에 적용하기에는 그 구성 요소가 상이하고 거동 특성이 다르기 때문에 새로운 방법이 적용되어야 할 것으로 판단된다. 본 연구에서는 현행 기준을 적용하였을 때를 분석하였고 이때에 연성도에 영향을 미치는 인자를 도출한 후 이를 이용하여 합리적인 수정식을 제안하였다.

본 연구에서는 이중강관-콘크리트 합성 (double-skinned composite tube; DSCT) 기둥 단면을 자동으로 설계하는 소프트웨어를 개발하고, 이를 이용한 단면 설계 예를 제시하였다. 본 설계 소프트웨어는 DSCT 기둥의 외경 및 콘크리트와 내부·외부 강관의 재료 물성치를 입력하고, 모멘트 및 축력과 같은 요구 성능을 입력하면, 외부 강관의 두께, 중공비, 내부 강관의 두께 등의 인자를 변화시켜 수백 개의 단면 종류에 대해 해석을 실시하고, 이 중 요구 조건에 맞는 10개의 설계안과 각 안에 대한 축력-모멘트 상관 관계도를 제시하여 준다. 해석 방법은 기존 연구자에 의해 개발된 DSCT 기둥의 비선형 해석 솔버(한택희 등, 2011)를 이용하였으며, 콘크리트의 구속효과에 의한 강도 증진, 콘크리트 및 강관의 재료 비선형성을 고려하였다. 본 연구에서는 내부 강관으로 일반 강관을 갖는 경우와 파형강관을 갖는 경우에 대해 해석 예제를 수행하였으며, 제시된 해석 예제 중 만족하는 설계 안이 없을 경우에 대한 재설계 예를 제시하였다. 단면 설계 수행 결과 개발 소프트웨어는 요구 성능을 만족하는 최적 설계안을 제시함을 알 수 있었다.