An Experimental Study on the Bending Capacities of Steel-Concrete Column under the Axial Load

축력을 받는 SC 기둥의 휨 성능에 관한 실험 연구

The Ssteel-Cconcrete (SC) Ccomposite Ccolumn is a new Ccomposite Ccolunin system, where hoops are welded between flanges of H-shapesd steel and concrete is filled in spaces between flanges are filled with con crete. Tests of SC composite columns were performed previously to determine their compression, bending and shear strength, and it showed good structural behavior. But sSince a column is usually subjected to an axial compression force, and bending it ihas needed to be bent forevaluate its structural behavior to be evaluated when its axial load and bending isaresimultaneously applied to the SC composite column. In this paper, tests were conducted to investigate the bending strength of SC composite columns subjected to axial compression force and bending moment. The parameters of the tests were concrete, a stud bolt, a hoop and a magnitude of axial compression. The test results showed that the maximum bending strength and ductility of an SC composite column were increased by 33-42% and 33-63%, respectively, comparinged to those of a bare steel column. Also, the results obtained bywith the Korean Limit State Design Code (LSD) presents a considerably safe side value compared to those of the Eurocode-4 and the Japan Code. However, wWhen the axial compression force is was increased, however, there awere considerable differences between the maximum strength obtained by the test and the LSD analysis. For this reason, it is recommended tothe use of the Eurocode-4 is recommended when calculates the strength of an SC composite column is being calculated, since the Eurocode-4 gives us a better estimation.

SC 합성기둥은 H형강 플랜지 사이에 후프를 용접하고, 플랜지 사이의 공간에 콘크리트가 채워진 새로운 합성기둥 시스템이다. 본 연구의 전단계로서 SC 합성기둥의 압축, 휨, 전단 실험을 통하여 SC 합성 기둥의 우수한 구조적인 거동을 확인하였다. 그러나 기둥은 특성상 축력과 휨을 동시에 받고 있기 때문에 SC 합성기둥에 축력과 휨이 작용할 경우에 대한 평가가 이루어져야 한다. 따라서 본 연구에서는 축력을 받고 있는 SC 합성기둥의 휨 내력을 내부 콘크리트의 충전 유무, 후프와 스터드 볼트의 사용 유무, 축력의 크기를 변수로 하여 실험을 수행하였다. 그 결과 SC 합성 기둥은순철골 기둥에 비하여 최대 내력은 약 33%~42% 정도. 연성 능력은 약 33%~63% 정도의 증가 효과를 보이고 있음을 알 수 있었다. 또한 국내 $\ulcorner$강구조 한계상태 설계기준$\lrcorner$으로 평가된 SC 합성기둥의 휨 내력은 Eurocode-4, 일본 기준식에 비해 상당히 안전측으로 제시되고 있고, 축력이커질수록 실험에 의한 최대 내력이 국내 기준식과 차이가 커져 추후 SC 합성기둥 내력산정은 Eurocode-4 식을 반영하는 것이 바람직할 것으로 판단된다.