• 제목/요약/키워드: concrete filled tube (CFT)

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시간 의존적 거동을 고려한 CFT 기둥의 극한 하중 계산을 위한 수치 해석 모델 제안 (Numerical Model for the Estimation of Ultimate Load Capacity of CFT Columns Considering Time-dependent Behavior)

  • 김성훈;곽효경
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제37권1호
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    • pp.25-31
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    • 2024
  • 본 논문에서는 시간 의존적 거동을 고려하기 위한 크리프 거동 해석과 비탄성 해석법을 통해 기존의 설계기준 보다 정확하고 전 시간 단계에서의 CFT 기둥의 해석을 가능하게 하는 수치 해석 모델을 제안하고, 기존의 CFT 기둥에 수행된 실험 결과와 비교하였다. 그 결과 본 논문에서 제안된 수치 해석 모델의 결과가 기존의 설계 기준의 결과보다 정확한 추세를 나타낸다는 것을 파악 할 수 있었다. 검증 이후 세장비에 따른 수치 해석을 수행하여 전반적인 CFT 기둥 부재의 단기 및 장기 지속 하중 거동에 대한 극한 하중의 정도를 확인하였다.

연직하중을 받는 콘크리트충전 원형강관기둥의 접합부 내력에 관한 연구 (A Study on the Strength and Stiffness of the Concrete Filled Circular Tube Beam to Column Connections under the Gravity Loads)

  • 이명우;최성모;김동규
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제9권4호통권33호
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    • pp.611-623
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    • 1997
  • 연직하중을 받는 콘크리트충전 원형강관기둥 외다이아프램 접합부의 거동을 파악하고자 실험을 통하여 그 내력을 평가하고 각 변수에 따른 영향도를 분석하였다. 이를 위해 다층골조의 보-기둥을 실물크기 1/4규모로 모델화시켜 총 20개의 실험체를 제작하였으며 스티프너 보강유무, 스티프너 폭, 강관두께, 강관과 스티프너의 용접유무 등을 주요변수로 두어 본 연구를 수행하였다.

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편심재하된 하이브리드 FRP-콘크리트 합성 기둥의 구조적 특성 (The Structrual Behavior of Eccentrically Loaded Hybrid FRP-Concrete Composite Columns)

  • 최진우;서수홍;박준석;주형중;윤순종
    • 복합신소재구조학회 논문집
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    • 제4권4호
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    • pp.1-8
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    • 2013
  • Pile foundations constructed by the fiber reinforced polymer plastic piles have been used in coastal and oceanic regions in many countries. Generally, fiber reinforced polymer plastic piles are consisted of filament winding FRP which is used to wrap the outside of concrete pile to increase the axial load carrying capacity or pultruded FRP which is located in the core concrete to resist the bending moment arising due to eccentric loading. In this paper, the analytical procedures of hybrid concrete filled FRP tube flexural members are suggested based on the CFT design method. Moreover, the analytical results are compared with the experimental results to obtained by the previous researches. The results of comparison analyses are performed to estimate the accuracy of the analytical procedure for hybrid FRP-concrete composite compression test, members under eccentrical loading.

탄소섬유쉬트(CFRP Sheets)로 보강된 폭두께비가 큰 콘크리트 충전 각형강관 기둥의 중심축하중거동 (Axial Loading Behaviors of Square Concrete-Filled Tubular Columns with Large Width-to-Thickness Ratio Retrofitted using Carbon Fiber Reinforced Polymer Sheets(CFRP Sheets))

  • 박재우;유정한
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제26권3호
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    • pp.169-176
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    • 2014
  • 본 연구에서는 콘크리트 충전 각형강관 (CFTP) 단주기둥에 CFRP 쉬트를 횡방향으로 보강하고 중심축하중 실험을 수행하였다. 실험변수는 b/t, CFRP쉬트 보강겹수이며, 총 6개의 실험체가 제작되었다. 실험변수로 사용된 판폭두께비는 b/t는 60, 80, 100이고 CFRP쉬트는 3겹 보강하였다. 실험결과 판폭두께비 100 실험체에서 CFRP쉬트 3겹 보강을 통해 내력을 16% 상승시켜 보강효과를 검증하였다. 내력 저하율을 검토한 결과 국부좌굴이 발생하지 않는 단면강도를 기준으로 최대 41%정도 내력이 저하되었으나, CFRP보강을 통해 32% 정도의 내력이 저하되어 보강효과를 검증할 수 있었다. 하중-변형를 관계를 보면 강재는 항복강도 이전에 국부좌굴이 발생하였으며, CFRP쉬트의 보강을 통해 국부좌굴을 지연시킴을 확인하였다.

합성반강접 CFT기둥-보 접합부 구조의 경제성 평가 (The Structural Economical Efficiency Evaluation of Partially Restrained Composite CFT Column-to-Beam Connection)

  • 김선희;방중석;박영욱;최성모
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제24권1호
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    • pp.109-117
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    • 2012
  • 연구대상은 콘크리트 충전강관 (Concrete Filled steel tube)기둥과 보의 접합부를 합성반강접으로 적용한 구조물의 설계 적용에 관한 것이다. 합성반강접으로 기둥접합부의 강성을 조절함으로서 구조적 안전성을 확보하고 경제적인 부재를 적용하고자 하였다. 저층건물을 모멘트골조로 구조물의 안정성을 검토한 결과 합성작용으로 인하여 합성반강접을 이용하면 횡강성이 증대하여 저층건물의 경우 특별한 횡 보강재 없이 저항할 수 있음을 확인 하였다. 고층건물의 경우 모멘트골조가 횡저항 분담이 10%정도 되었으며 반강접 비율은 60%정도가 적절하였다. 경제적인 면에서 보 부재는 등분포하중이 작용하는 경우는 반강접 효과가 크나 집중하중이 작용하는 보는 반강접 효과가 크지 않았으며 등분포의 경우 60% 반강접이 단부 모멘트 저감에 따른 경제성이 가장 좋은 것으로 분석되었다. 단부 모멘트는 약 25% 감소되는 것을 확인 할 수 있었다.

강재 플레이트 유한요소해석을 이용한 잔교 상부의 풀 박스 부재의 선정 (Design of Pull Box Members on the Landing Pier Using Finite Element Analysis of a Steel Plate)

  • 김성원;홍혜민;한택희;서승남
    • 한국연안방재학회지
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    • 제4권3호
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    • pp.111-118
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    • 2017
  • In this study, pull box members were designed by finite element analysis of a steel plate covering a pull box to secure its safety on the landing pier dedicated to the large research survey ship. It was assumed that the maximum load is due to the 250 tonf class crane used for unloading work when the working environment in the upper part of the landing pier was considered. The safety of the pull box was evaluated by the comparison between the yield strength of the steel plate and the result of stress analysis on the steel plate due to the crane load. It was found that the stress at the plate from the crane load exceeded the yield strength of the steel(205MPa) when the upper part of the pull box was protected by a $1950{\times}1950mm$ steel plate cover. In order to compensate for this, a concrete filled steel tube(CFT) column with a diameter of 150 mm and a steel thickness of 10 mm was reinforced at the center of the plate, and the finite element analysis was carried out. However, the maximum stress at the steel plate was higher than the yield strength of the steel in some load cases so that it was tried to find appropriate thickness of the steel plate and diameter of the CFT columns. Finally, the analysis results showed that the safety of the pull box was secured when the thickness of the steel plate and the diameter of the CFT column were increased to 30mm and 180mm, respectively.

콘크리트충전(充塡) 각형강관(角形鋼管) 기둥과 H형강 보 접합부(接合部)의 비선형 유한요소해석 (A Nonlinear FEM Analysis of Connections Between Concrete Filled Steel Tube Columns and H-Beams)

  • 윤현도;김용철;김옥룡;이훈희
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제7권2호
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    • pp.209-218
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    • 2003
  • The analytical studies included nonlinear finite element analysis of split-tee connection details subjected to axial load and lateral load. A three-dimensional model of the connections between CFT columns and H-beams has been developed. Both initial geometrical imperfections and residual stresses are taken into consideration. A geometrically nonlinear load-displacement analysis of the structure containing the imperfection is then performed, using the Riks method. Analytical results are compared with existing experimental results. Extensive parametric analyses are carried out to investigate the relation of the connections between CFT columns and H-beam to various parameters such as the axial load, column width-thickness ratio, and split-tee thickness.

내부보강형 CFT 기둥 기초 연결부의 거동특성에 대한 연구 (A Study on Behavioral Characteristics of Inner Reinforced CFT Column-to-Foundation Connections)

  • 김희주;함준수;정진일;황원섭
    • 복합신소재구조학회 논문집
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    • 제5권4호
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    • pp.36-43
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    • 2014
  • In this study, circular sectional concrete-filled tube(CFT) column-to-foundation connections were numerically investigated in order to improve their structural details. A inner reinforced specimen with high-tension bolts and inner deformed bars was adopted from a previous experimental study to make the numerical model. The validity of the numerical method was verified through comparing the experimental results with the analysis's ones. In order to optimize design variables about the inner reinforced model, a number of numerical analyses were conducted for various variables. Finally, this study suggested the optimum variables about the reinforced circular sectional CFT column-to-foundation connections.

일정축력을 받는 콘크리트 충전 각형기둥의 경계조건 변화에 따른 화재거동특성에 관한 실험적 연구 (An Experimental Study on the Fire Behavior of CFT Column under the Constant Axial Loading Condition in Fire)

  • 김형준;김흥열;민병렬;권인규;권기혁
    • 한국화재소방학회논문지
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    • 제24권6호
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    • pp.69-75
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    • 2010
  • 콘크리트가 충전된 각형강관 기둥(CFT)은 외부에 강재가 노출된 형상으로 외측의 강관은 화재시 급격한 온도상승으로 인해 강도가 저하되나, 내부의 콘크리트는 열용량이 큰 재료로써 내화성능을 확보할 수 있는 구조로 구성되어 있다. CFT 기둥을 내화구조로서 적용하기 위해서는 구조적 성능에 영향을 미치는 인자에 대한 연구가 필요하며, 이에 대한 조건별 영향성에 관한 연구가 필요하다. 내화성능에 영향을 주는 주요인자는 콘크리트 압축강도.단면크기.축력비.경계조건이며, 그 중 기둥과 보의 경계조건은 구조적 측면에서 하중지지능력에 영향을 미치므로 내화성능을 지배하는 주요 인자 중에 하나이다. 실험결과 360단면에서는 양단 고정조건에서는 106분의 내화성능이 확보되나 양단 힌지 조건에서는 89분의 내화성능을 확보하는 것으로 나타났다. 280단면에서는 양단 고정조건에서는 113분의 내화성능이 확보되나 양단힌지 조건에서는 78분의 내화성능을 확보하였다.

An evaluation equation of load capacities for CFT square column-to-beam connections with combined diaphragm

  • Choi, Sung-Mo;Jung, Do-Sub;Kim, Dae-Joong;Kim, Jin-Ho
    • Steel and Composite Structures
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    • 제7권4호
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    • pp.303-320
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    • 2007
  • The objective of this study is to clarify the structural features of members consisting of connection, as a series of the previous study on the CFT column-to-beam tensile connection with combined cross diaphragm. This connection has the merits that the stress is distributed evenly on the beam flange and the diaphragm and the stress concentration is reduced, by improving the stress transfer route and restraining abrupt deformation of diaphragm. The finite element analysis was performed to find out the stress transfer through sleeve which is an important member of the connection with combined cross diaphragm. The length and thickness of sleeve were used as variables for the analysis. As the analysis results, the length and thickness of sleeve didn't influence on the capacity of the connection and played a role of a medium to transfer the stress from the diaphragm to the filled concrete. It is proposed that the appropriate length of sleeve be the same value as the diameter of sleeve and the appropriate ratio of sleeve diameter to sleeve thickness be 20. Two equations for evaluation of the load-carrying capacity of the connection were also proposed through the modification of the evaluation equation suggested in the previous study.