• 한국강구조학회 논문집
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• 제26권5호
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• pp.473-483
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• 2014

건축구조기준에 따라 HSA800 강재의 합성기둥 적용시에는 실험 또는 해석적 방법을 통하여 적용의 타당성을 검증해야 한다. 이에 본 연구에서는 합성기둥으로 주로 사용되는 H형강 매입형, 각형강관 및 원형강관 충전형 합성기둥 단면을 대상으로 HSA800 강재를 적용한 단주압축실험을 실시하고, 이를 통하여 축방향 내력 및 건축구조기준의 합성기둥 설계압축강도 설계식 적용의 타당성을 평가하였다. 실험결과 매입형 합성기둥의 경우 HSA800 강재의 설계기준항복강도를 저감없이 사용하기 위해서는 건축구조기준의 설계압축강도 산정식의 조정이 필요한 것으로 나타났으며, 이를 위해 띠철근 간격 조정 및 콘크리트의 유효단면적 사용을 제안하였다. 충전형 합성기둥의 경우에는 각형, 원형충전강관 기둥 모두 별도의 강도 저감이나 설계압축강도 산정식의 조정 없이 사용이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제25권2호
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• pp.209-222
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• 2013

800MPa급 강재와 100MPa급 콘크리트를 적용한 매입형 합성기둥에 대하여 편심압축실험을 수행하였다. 강재단면의 모멘트팔길이와 변형(응력)을 증가시켜 고강도강재의 성능활용을 극대화할 수 있도록, ㄱ형 강재단면을 네 모서리에 집중 배치한 후, 래티스철근, 링크철근, 띠판을 이용하여 일체화하였다. 이 경우 강재단면의 강력한 횡구속효과로 인해 심부콘크리트의 성능도 개선된다. 실험결과 ㄱ형 강재 매입형 기둥은 H형 강재 매입형 기둥에 비하여 최대강도와 유효휨강성이 1.4배 이상 증가하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제17권3호
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• pp.393-400
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• 2005

강재 매입형 합성기둥 구조는 주로 건물구조와 교량의 교각구조에 적용되어 왔고, 최근에는 교량의 교각구조에 적용하는 예가 늘어나고 있는 실정이다. 교각은 건물의 기둥에 비해 상당히 큰 규모의 구조물이기 때문에 강재비를 적절한 수준으로 유도하면서 의도하는 성능을 만족하는 단면을 설계해야 한다. 그러나 합성구조의 기본원리가 구조물을 구성하는 구조재료의 일체화된 거동에 근거함으론 강재 매입형 합성기둥 구조의 적용에 앞서, 먼저 콘크리트와 강재 단면의 합성 작용에 대한 명확한 정의가 필요하다. 일반적으로 강재 매입형 합성구조는 부착과 마찰에 의해서 합성작용을 확보한다고 가정하고 설계하는데, 콘크리트 단면 강재 단면 그리고 합성 단면으로 각각 다를 경우, 거동의 차이를 가져올 수 있기 때문에 적절한 합성작용을 위한 규정이 요구된다. 이 논문에서는 횡방향 철근에 의한 콘크리트의 구속 효과, H형 강재 복부의 천공에 의한 기계적 맞물림 그리고 전단 연결재에 의한 영향을 고려하여 실험을 수행하였다. 실험을 통해 계산된 값보다 큰 부착 강도를 얻을 수 있었다. 구속효과, 기계적 맞물림 그리고 전단 연결재를 통해 전단 강도의 증가를 유도할 수 있었고, 이는 강재 매입형 합성 기둥에서 합성 작용을 확보하는데 효과적으로 이용될 수 있다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제29권5호
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• pp.377-387
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• 2017

이 연구에서는 강판 매입형 합성기둥의 Push-out Test를 통해 강재와 콘크리트의 부착면적에 따른 영향을 알아보았다. 이로써 부착면적이 넓을수록 부착응력은 작아진다는 경향이 조사되었다. 또한 소규모 매입형 합성기둥의 경우에는 설계기준에서 제시하는 공칭부착 응력값이 과소하게 적용되는 것을 확인하였다. 다음으로 H형강 매입형 합성기둥의 Push-out Test를 통해 전단연결재의 수와 간격에 따른 영향을 알아보았다. 이로써 전단연결재의 전단거동을 파악할 수 있었다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제22권5호
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• pp.497-509
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• 2010

고강도강재 및 고강도콘크리트를 적용한 매입형 합성기둥의 편심압축시 거동특성을 연구하기 위하여, 항복강도 $f_{ys}$=913MPa 강재와 압축강도 $f_{ck}$97.7MPa 콘크리트를 사용하여 실험연구를 실시하였다. 주요변수는 횡철근의 종류, 항복강도, 배근간격, 그리고 편심하중거리이다. 거동특성을 분석하기 위하여 구속효과와 변형률적합조건을 적용한 비선형 단면해석을 실시하였으며, 현행 설계기준들의 적용성을 판단하기 위해 실험결과와 비교하였다. 횡구속효과에 의하여 콘크리트의 연성능력은 증가하였으며, 이에 따라 단면의 휨모멘트강도가 증가하였다. 비선형해석을 통해 합성단면의 축력-모멘트 상관관계를 예측한 결과는 실험결과와 잘 일치한 반면, 강재의 완전소성강도를 사용하는 Eurocode 4는 실험체의 성능을 과대평가하였으며, 콘크리트의 횡구속효과를 고려하지 않은 ACI 318은 과소평가하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제20권1호
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• pp.195-203
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• 2008

현재 SM570TMC 강재를 합성부재로 사용할 경우, KBC2005 0709에 따라 ${415N/mm^{2}}$를 초과하지 못한다. 이는 일반 강구조의 경우의 항복강도 ${440N/mm^{2}}$에 미치지 못한다. 따라서 본 연구는 H형 단면을 가지는 순수강재 단주 압축실험과 매입형 합성부재 단주 압축실험을 통하여SM570TMC강을 매입형 합성기둥으로 사용할 때, 항복강도를 저감시키지 않고 일반 강구조의 공칭강도를 그대로 사용할 수 있는지를 정량적으로 평가하는데 그 목적이 있다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
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• pp.706-709
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• 2011

최근 환경오염 문제에 대한 관심이 고조되며 건설분야를 비롯한 각 산업분야에서는 $CO_2$저감 대책에 대한 연구가 활발히 진행되어 왔다. 건설분야에서의 기존 연구는 대부분 시공 후 사용 및 유지관리 단계에 집중되어 있으며, 설계단계에서 구조재료 및 비구조 재료의 적절한 사용에 관련한 연구는 초기단계이다. 그러므로 본 연구에서는 초고층건물 구조설계에서 사용되는 매입형 합성기둥 부재의 구조비용과 $CO_2$발생량을 동시에 최소화할 수 있는 다목적 최적설계기법을 제안하였다. 알고리즘의 검증을 위해 35층 건물의 기둥 설계에 적용하였으며, 적용결과 초기설계안보다 경제적이며 친환경적인 최적 설계안을 제시할 수 있음을 확인하였다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2004년도 추계 학술발표회 제16권2호
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• pp.485-488
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• 2004

Steel encased composite columns have been used for buildings and piers of bridges. Since column section for pier is relatively larger than that of building columns, economical steel ratio need to be investigated for the required performance. Composite action between concrete and embedded steel sections can be obtained by bonding and friction. However, the behavior. of the column depends on the load introduction mechanism. Compression can be applied to concrete section, steel section and composite section. In this paper, experiments on shear strength of the steel encased composite column were performed to study the effect of confinement by transverse reinforcements, mechanical interlock by holes, and shear connectors. Shear strength obtained from the tests showed considerably higher than the design value. Confinement, mechanical interlock and stud connectors increased the shear strength and these values can be used effectively to obtain composite action of SRC columns.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제26권5호
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• pp.335-342
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• 2013

최근 환경오염 문제에 대한 심각성이 대두되며 전 세계적으로 환경부하 저감을 위해 다양한 노력을 쏟고 있다. 특히 환경 저해 산업의 하나인 건설분야에서는 $CO_2$배출량과 에너지 소비량을 줄이기 위해 활발한 연구를 진행해 왔다. 그러나 건설분야의 기존 연구들은 대부분 $CO_2$배출량이 가장 큰 사용 및 유지관리 단계에만 집중하고 있으며, 설계단계에 대한 연구는 2D의 철근콘크리트 부재 및 구조물에 대해서만 실행되었을 정도로 초기단계이다. 사실, LCA적 관점에서 친환경적 건설산업을 이루기 위해서는 건물의 초기설계 단계에서부터 $CO_2$배출량을 저감시키기 위한 방향으로 설계를 유도할 수 있어야 하며, 구조 엔지니어로서 환경성을 고려한 설계안을 제시할 수 있어야 한다. 그러므로 본 연구에서는 매입형 합성기둥(SRC)을 대상으로 $CO_2$최적화 기법을 제시하였으며, 이를 통해 얻은 여러 설계단면을 이용하여 SRC기둥의 $CO_2$배출량에 영향을 미치는 3가지 요소((1) 강재 크기, (2) 콘크리트 압축강도, (3) 작용 하중 크기)에 대한 영향관계를 분석하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제27권1호
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• pp.55-63
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• 2015

사전제작 기술은 교량을 더 안전하고 주변과 친화적인 환경을 구축하며 작업 환경에 제한이 있을 경우에도 품질과 내구성을 개선하며 공사를 수행할 수 있다. 콘크리트 충전강관을 이용한 모듈러 하부구조 교각을 제안하였다. 프리캐스트 피어캡은 피어테이블과 프리스트레스를 도입한 프리캐스트 세그먼트로 구성되어 있다. 피어테이블은 매입형 강재를 사용하여 응력의 집중을 완화하였다. 피어캡과 교각은 4개 또는 6개의 CFT기둥으로 연결된다. 피어캡의 전단강도는 피어테이블에서 연장시킨 전단 스터럽에 의해 저항하게 된다. 횡방향 프리스트레스 힘은 사용하중에 의한 인장 응력을 제어하기 위하여 도입되었다. 이 논문에서는 모듈러 구조의 유효성을 정적실험을 통하여 평가하였다. 제안된 피어캡은 설계 요구사항들을 연속 철근과 프리스트레스에 의해 만족시켰다. 모듈러 구조의 표준화는 급속교체 및 교량의 급속시공에 효과적으로 사용될 수 있다.