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구속효과를 고려한 내부 구속 중공 CFT 부재의 비선형 콘크리트 모델 개발
한택희,염응준,한상윤,강영종,Han, Taek Hee,Youm, Eung Jun,Han, Sang Yun,Kang, Young Jong 한국강구조학회 2007 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.19 No.1
CFT(Concrete Filled Steel Tube, 콘크리트 충전 강관) 부재는 뛰어난 구조거동으로 인하여 그 사용 영역이 점차 확대되고 있는 추세이나, 대단면의 부재로 사용될 경우에는 자중과 경제성에서 불리할 수 있다. 본 연구에서는 CFT 부재의 단면을 중공으로 만듦으로써, 콘크리트 사용량을 절감하여 부재의 자중을 감소시키고, 중공면에 강관 또는 FRP 튜브를 삽입하여 성능을 향상시킨 내부 구속 중공 CFT 부재의 합리적인 해석을 위하여 비선형 콘크리트 모델을 개발하였다. 개발된 비선형 콘크리트 모델은 구속효과를 고려한 Mander의 일축 압축 콘크리트 모델을 기본으로 하였으며, 내부 구속 중공 CFT 부재 내 콘크리트의 응력-변형율 선도를 결정하기 위해서, 내부 구속 중공 CFT 부재의 발생 가능한 파괴 형상을 제시하고, 각각의 파괴 형상이 발생할 때의 구속응력을 평형방정식을 통하여 유도하였다. 유도된 식을 통하여, 컴퓨터를 이용한 해석 프로그램이 작성되었으며, 매개변수 연구가 수행되었다. 해석결과, 내부 구속된 콘크리트는 비구속 상태 또는 이축 구속 상태의 콘크리트에 비하여, 향상된 강도와 연성을 갖는다는 것을 확인하였다. There is a growing range of applications for concrete-filled steel tube (CFT) member because of its superior performance. But a CFT member may be uneconomical or has weight problems because it is fully filled with concrete. In this study, a new type of member, called internally confined hollow (ICH) CFT member, was developed to solve the high cost and weight problems of the CFT member. To determine stress-strain model of the concrete in an ICH CFT column, possible failure modes of an ICH CFT column were suggested and confining pressure was derived from equilibriums for each failure mode. From the derived equations, a computer program was coded and parametric studies were performed for some examples. Analytical results showed that internally confined concrete has enhanced strength and ductility compared with those of unconfined or biaxially confined concrete.
한택희(Han Taek Hee),염응준(Youm Eung-Jun),윤기용(Yoon Ki-Yong),강진욱(Kang Jin-Ook),이명섭(Lee Myeoung-Sub),강영종(Kang Young-Jong) 한국철도학회 2006 한국철도학회 학술발표대회논문집 Vol.- No.-
Concrete in a R.C column has enhanced strength and ductility because it is confined by transverse reinforcements. But R.C columns are designed based on linear analyses by stress block method without the confining effect or the nonlinearity of the concrete. These make the significantly difference between the analysis results and the experimental results. And also ICH R.C column(Internally Confined Hollow R.C column), a new-typed column, has enhanced moment capacity and axial strength by a settled steel tube when it is compared with a hollow R.C column. Thus in this study, nonlinear P-M interaction models for a general R.C column and an ICH R.C column were developed considering the confining effect on the concrete in a column. With the developed model, parametric studies were performed and the developed column models showed reasonable and accurate results.