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문제 정의
- 하지만, 2005 AISC는 P-M 상관곡선을 수식으로 제시하지 못하고 있으며, 2001 AISC에 비해 계산량이 상당히 증가하게 되었다. 따라서 본 연구는 보통강도의 콘크리트를 사용한 정방형 CFT의 설계식을 제안했던 선행연구를 바탕으로, 2005 AISC에서 추가된 고강도 콘크리트를 시용한 정방형 CFT의 내력을 예측하는데 보다 간편하게 시용할 수 있는 P-M 상관곡선식을 제안하고자 한다. 2005 AISC에서는콘크리트의 최대 강도를 70 MPa끼지 제한하였으나, 본 연구에서는 현재 진행되는 연구 추세를 고려하여 100 MPa의 고강도 콘크리트까지 포함하였다.
- 본 논문은 55-100 MPa의 고강도 콘크리트를 사용한 정방형 CFT 기등이 일축 휨과 압축력을 동시에 받을 때 쉽고정확하게 내력을 예측할 수 있는 새로운 p-M 상관곡선을 제안하였다. 본 논문에서 제안한 방법은, 현 AISC 2005에서새롭게 추가된 내용의 복잡한 계산을 통하는 방법 대신 한 쌍의 식(식(3)과 (4))을 CFT 뿐만 아니라 SRC 및 순수 철골조의 내력을 모두 포함하는 기본형으로 사용하고 각 형식에적합한 a와 5틀 사용하여 내력을 쉽게 계산할 수 있다.
- 본 논문이 제안하는 방법의 타당성을 검토하기 위하여 기존 논문에서 검색된 실험데이터와 비교하고자 한다. 고강도콘크리트를 사용한 CFT 보-기둥 실험에 관한 데이터를 표 2에 나타내었다.
- 확장되었다. 본 연구에서는 최근 고강도 콘크리트에대한 연구 추세(Fujimoto, 2004; Varma, 2002; Han, 2007)를반영하여 100 MPa 까지의 콘크리트를 사용한 CFT 보-기둥의 설계식을 유도하고자 한다. 이를 위하여, 선행연구에서 제안한 개념(식 (3)과 (4))을 본 연구에 적용하고, 고강도 콘크리트를 사용한 CFT에 대한 변수해석을 수행하여 식 (5)과 (6) 대신 새로운 식을 제안하고자 한다.
가설 설정
- 슬립은 아주 사소한 정도이고 3) 강관의 플랜지와 콘크리트 사이의 변형율이 거의 동일하다. 이상의 관찰로부터 전단응력의 전달 문제로 인한 휨강도의 감소는 무시할 수 있다고 결론지었다.
- ) 2001 AISC는 이축 대칭 단면에만 적용되며 식 (1), (2)를이용하지만, 콘크리트의 강도가 높을수록 저평가하게 된다. Rigid-plastice 단면의 소성응력 분포를 가정하여 구하며총 5개의 점을 연결하여 P-M 곡선을 이상화 한다. 점 A는휨이 없을 때의 순수 압축강도, 점 日는 압축력이 없을 때의순수 휨강도 점 C는 압축력이 작용할 때 점 B와 동일한 휨강도를 갖는 점, 점 !)는 점 C의 압축력의 1/2에 해당되는압축력, 그리고 임의의 점 E를 각각 나타내고 있다.
- 강관의 응력-변형율 관계는 그림 3에 나타낸 바와 같이 완전 탄소성으로 가정하였으며 인장과 압축 부분에 공통으로적용한다. 보다 정확한 해석을 위해서는 변형경화에 의한 강도의 증가도 고려해야 하지만, 본 연구의 목적이 설계식을제안하는데 있으므로 보수적으로 접근하여 변형경화에 의한강도의 증가는 무시하였다.
- Fiber 해석을 수행하기 위하여 강관 상부 및 하부 플랜지에 5개씩 그리고 강관의 웨브 부분 (그리고 콘크리트 부분)에는 90개의 레이어를 두어 총 100개의 레이어로 단면을 나누었다. 강재의 항복변형윰(%)은 0.00154, 종국변형율(如)은 0.15로 가정하였다. 압축력은 OPo부터 O.
- 본 방법에서는 우선 실제 CFT의 거동을 그림 2 에서 점선으로 나타낸 것처럼 일정 크기의 압축력이 작용할때 최대모멘트가 발생하는 것으로 가정하여 이를 실선으로 표현된 두 개의 직선으로 이상화하였다. 이 방법은 실제거동을두 개의 직선으로 이상화한다는 점에서는 2001 AISC와 동일하지만 두 직선이 최대모멘트를 갖는 점 C에서 교차한다는점에서 2001 AISC와 개념적으로 다르다.
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