• 한국건축시공학회지
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• 제13권3호
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• pp.272-281
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• 2013

Concrete filled tube (CFT) columns, which consist of a steel tube filled with concrete, combine the benefits of the two materials. The steel tube provides a confining pressure to the concrete, while the local buckling of steel plate can be prevented by the concrete core. CFT columns also have a high fire resistance due to the heat storage effect of concrete under fire. For this reason, it is possible to develop CFT columns without fire protection measures. CFT columns without fire protection have many advantages, including quality control, cost reduction, better space efficiency and a shorter construction period. Due to these advantages, studies on the development of CFT columns without fire protection measures have been performed. However, CFT columns lose their bearing capacity under fire because the steel tube is exposed to the outside. As a result, the structure is collapsed, causing significant damage. In this research, we made a CFT column using high strength concrete (100 MPa) and high strength steel (800 MPa). We use steel fiber and nylon fiber with concrete to provide fire resistance. We perform the fresh concrete experiment and investigate the fire resistance of the CFT column (${\Box}400{\times}400{\times}15{\times}3000mm$) under loading. To investigate the effect of steel fiber on increasing fire resistance, we compare the fire resistance time according to the steel fiber. Through the test, it was found that the CFT specimen with steel fiber had better fire resistance performance than other cases.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제52권2호
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• pp.391-403
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• 2014

In this study an innovative method of earthquake-resistant strengthening of reinforced concrete structures is presented for the first time. Strengthening according to this new method consists of the construction of steel fiber high-strength concrete jackets without conventional reinforcement which is usually applied in the construction of conventional reinforced concrete jackets (i.e., longitudinal reinforcement, stirrups, hoops). The proposed in this study innovative steel fiber high-strength or ultra high-strength concrete jackets were proved to be much more effective than the reinforced concrete jackets and the FRP-jackets when used for the earthquake-resistant strengthening of reinforced concrete structural members.

• 콘크리트학회지
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• 제4권1호
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• pp.135-145
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• 1992

최근 철근콘크리트 건축물의 초고층화 추세에 따라 건축물의 설계시에 고강도의 건설재료, 부재단면의 축소, 직경이 큰 철근의 사용이 요구되고 있다. 이에 따라 구조물의 다른 부위에 비하여 접합부 영역의 응력 집중현상이 커지고, 철근콘크리트 구조물에 고강도 콘크리트를 적용하므로써 고정하중의 감소, 부재단면의 축소, 부재내력의 증대, 장 스팬 구조물의 축소 가능, 경제성의 향상을 가져올 수 있는 장점으로 인하여, 철근콘크리트 구조물에 고강도 콘크리트의 이용은 더욱 증대할 것으로 예상된다. 그러나 고강도콘크리트는 보통 콘크리트와 다른 특성, 특히 최대내력이후의 강도저하가 현저하고 파괴성상이 취성적인 성질을 지니고 있으므로 실제 구조물에 적용하기 앞서 구조물의 안전성 측면에서 부재 실험을 통하여 정확한 역학적 특성을 규명할 필요가 있다. 따라서 본 연구에서는 반복 주기하중을 받는 고강도 철근콘크리트 보-기둥 접합부의 거동을 파악하고, 접합부의 내진성능 개선을 위한 새로운 설계방법을 실제 초고층 철근콘크리트 건축물의 설계를 위한 기초 자료로 제시하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제7권3호
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• pp.205-213
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• 2003

RC구조물의 기둥과 같은 수직부재에는 고강도 콘크리트를 그리고 슬래브와 같은 수평부재에는 보통강도 콘크리트를 사용할 경우 경제적인 효율성은 물론 구조적인 많은 이점을 얻을 수 있을 것으로 기대된다. 그러나 이 경우 슬래브와 기둥의 강도 및 강성차이로 인한 뚫림전단의 위험이 있어, 본 연구에서는 기둥에는 $fck=460kgf/cm^2$의 고강도 콘크리트를, 슬래브에는 $fck=285kgf/cm^2$의 보통강도 콘크리트를 타설한 실물크기의 플랫 플레이트 슬래브 실험체 6개를 제작하여 뚫림전단성능을 평가하였다. 주요 실험변수는 콘크리트 압축강도, 기둥면으로부터 내민길이, 휨철근 추가에 의한 전단 보강근량이다. 실험결과 고강도 콘크리트 내민길이와 슬래브 휨철근 추가에 의한 전단보강은 최대내력의 증가와 뚫림전단저항성능을 향상시킬 수 있으나, 최대하중 이후 실험체의 거동에는 큰 영향이 없는 것으로 나타났다.

• 콘크리트학회지
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• 제4권1호
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• pp.119-126
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• 1992

R/C라멘골조에 있어서 수직부재(기둥, 벽등)에 수평부재(보, 슬라브등)의 콘크리트 강도보다 1.4배가 넘는 강도의 콘크리트를 분리타설할 경우 ACI 318-89 R10. 13. 1은 수직부재에 타설한 콘크리트가 수평부재로 2ft(60cm)이상의 내민길으를 확보하도록 규정하고 있다. 이에 따라 본 연구는 이 규정을 그대로 적용하기에 앞서 실험적인 검증을 통하여 구조적인 안전성을 확보하기 위하여 주요변수로서 콘크리트 압축강도, 전단보강비, 하중재하방법 등을 두어 총 6개의 시험체를 시험 및 분석하였다. 실험결과는 일방향 단조하중을 받는 시험체가 반복하중을 받는 시험체보다 다소 낮은 하중 수행능력을 보였다. 반복하중을 받는 시험체의 경우 접합면으로부터 5~20cm정도 떨어진 부분에 집중적인 균열이 발생하였으나 2ft(60cm)의 내민길이 면에서의 거의 균열이 발생하지 않아 현재 ACI의 내민길이 2ft(60cm)에 대한 규정은 매우 안전한 것으로 사료되며, 전단보강비가 증가함에 따라 부재의 연성능력이 증가하는 것으로 나타나 요구되는 전단보강근양의 50%이하는 부재의 거동에 다소 불리하나 50%를 초과하는 전단보강은 과다한 보강인 것으로 나타났다.

• 토지주택연구
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• 제3권4호
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• pp.433-449
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• 2012

횡력을 받는 넓은 보와 기둥 내부접합부의 거동을 평가하기 위하여 넓은 보-기둥 접합부의 휨강성비와 유효폭 및 슬래브 유무를 변수로 6개의 1/2축소 모델 실험체를 제작하여 구조성능 평가를 수행하여 하중-변형, 연성, 강성 등을 평가하였다. 동 모델을 대상으로 비탄성해석을 수행하여 구조성능평가 결과와 비교하였다. 연구결과 도출된 결론은 다음과 같다. 넓은 보-기둥 내부 접합부는 중진지역인 국내에서 적용하고 있는 부분골조형 구조에 적용이 가능한 것으로 판단된다. 슬래브의 강성이 횡력을 받는 넓은 보-기둥 내부 접합부의 거동에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 휨강성비가 2.0이상의 경우 T형보의 플랜지로서 슬래브 유효폭은 넓은 보 유효깊이의 2.0d로 평가되며, 휨강성비가 1.4~2.0일 경우, 슬래브 유효폭의 영향은 고려하지 않아도 되는 것으로 나타났다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제15권1호
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• pp.1-8
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• 2003

콘크리트의 가격이 상대적으로 높고 콘크리트 부재의 중량이 중요시되는 곳에서 중공 기둥을 사용하는 것이 경제적이다. 낮은 축력비와 적당한 종방향 철근비에서의 중공기둥은 원형 R.C 기둥과 유사한 휨강도와 연성능력을 갖는다. 그러나 높은 종방향 철근비와 축력비를 갖는 중공기둥 안쪽면에서의 구속력 부족으로 인한 압괴로 취성적인 거동을 보인다. 그래서 중공기둥의 안쪽면에 강관을 삽입한다면 기둥의 취성적인 거동을 방지할 수 있다. 본 연구에서는 콘크리트 교각의 내부에 강관을 삽입하여, 재료비의 절감과 중량의 감소 및 중공교각의 연성을 증가시키고, 이의 해석을 위해 강관의 삽입효과를 나타낼 수 있는 해석 프로그램을 개발하여, 상용 프로그램의 원형기둥 및 중공기둥의 해석치와 비교하여 타당성을 입증하였다. 휨강도와 연성을 표현하기 위해서는 모멘트-곡률 해석법이 사용되었으며, 콘크리트의 구속효과를 나타내기 위해 Mander의 통합된 콘크리트 모델이 사용되었다. 이러한 결과를 토대로 하여 매개변수 해석을 수행하여 강관 보강 중공 R.C 기둥의 거동특성을 연구하였다.

• Computers and Concrete
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• 제11권4호
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• pp.351-364
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• 2013

This paper presents results from an analytical investigation of the behavior of steel reinforced concrete circular column sections with additional Glass Fiber Reinforced Polymers (GFRP) bars. The primary application of this composite section is to relocate the plastic hinge region from the column-footing joint where repair is difficult and expensive. Mainly, the study focuses on the development of the full nominal moment-axial load (M-P) interaction diagrams for hybrid concrete sections, reinforced with steel bars as primary reinforcement, and GFRP as auxiliary control bars. A large parametric study of circular steel reinforced concrete members were undertaken using a purpose-built MATLAB(c) code. The parameters considered were amount, location, dimensions and mechanical properties of steel, GFRP and concrete. The results indicate that the plastic hinge was indeed shifted to a less critical and congested region, thus facilitating cost-effective repair. Moreover, the reinforced concrete steel-GFRP section exhibited high strength and good ductility.

• 콘크리트학회논문집
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• 제24권6호
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• pp.753-760
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• 2012

이 연구에서는 고강도 철근콘크리트 내부 보-기둥 접합부의 시공성 및 내진성능을 개선하기 위하여 보-기둥 접합부 영역의 스터럽 및 띠철근 유무에 따라 고인성섬유 복합모르타르를 사용하여 내진성능을 평가하였다. 총 6개의 실험체를 제작하고 실험을 수행하여 내진성능을 평가하였으며, 이 연구의 실험 결과를 근거로 다음과 같은 결론을 얻었다. 기존 고강도 철근콘크리트 내부 보-기둥 접합부의 위험단면 영역을 고인성섬유 복합모르타르로 보강한 결과 재하 전 과정을 통하여 섬유의 가교역할로 인한 균열 분산효과로 인하여 균열 제어 효과가 커서 안정적인 파괴형태 및 내력을 나타내었다. 고강도 철근콘크리트 내부 보-기둥 접합부의 시공성 및 내진성능을 개선하기 위하여 고인성섬유 복합모르타르를 사용하여 보강한 실험체($IJNSP_{1.0}$, $IJNSP_{1.5}$, $IJNSP_{2.0}$)는 스터럽과 띠철근이 제거되었음에도 안정적인 이력거동을 나타내었고, 최대내력이 표준실험체의 96~102.8%, 에너지소산능력은 최대 0.99~1.11배로 표준실험체와 거의 비슷한 에너지소산능력을 나타내었다.

• International Journal of Concrete Structures and Materials
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• 제18권3E호
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• pp.199-205
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• 2006

The composite frame system with reinforced concrete column and steel beam can be improved in its structural efficiency by complementing the shortcomings of the two systems. The system, however, has many inherent problems in practical design and construction process due to the dissimilarities of the materials. Considering these circumstance, this research aims for the development of a composite structural system which connects the steel beams to the R/C columns with higher structural safety and economy. Basically, the proposed connection system is composed of four split tees, structural angles reinforced by a stiffener, high strength steel rods, connecting plates and shear plates. Structural tests have been carried out to investigate the moment transfer mechanism 1Tom the beam flange to steel rods or connecting plates through the structural angle reinforced by a stiffener. The four prototype specimens have been tested until the flange of the beam reached a plastic state. The test results indicated that no distinct material dissimilarities between concrete and steel have been detected for the proposed hybrid beam-column connection system and that the stress transfer through the structural angle between the beam flange and steel rods or connecting plates was very encouraging.