Experiments for The Evaluation of P-M Interaction Curve of SRC Composite Columns

SRC합성기둥의 P-M상관도 분석을 위한 실험

Jung, In-Keun;Shim, Chang-Su;Chung, Young-Soo;Min, Jin
정인근;심창수;정영수;민진

  • Published : 2005.05.31

Abstract

Concrete encased composite columns(or SRC) have several advantages such as strength enhancement and high ductility. In this study, seven SRC column specimens were fabricated and were tested under repeated static loads. H-beams or partially filled steel tubes were used for embedded elements of the specimens. Strength and ductility of composite columns were evaluated through the static tests. Steel ratio of the specimens was less than 2% and section strength was calculated by several design codes: Eurocode, ACI-318, and AISC-LRFD. P-M diagrams from the codes were different from that of test results which were in good agreement with Eurocode and ACI-318. In terms of flexural strength and ductility SRC columns showed better structural performance than RC column. Especially, the SRC column with a steel tube showed the most ductile behavior.

콘크리트에 강재를 매입한 합성기둥은 구조물의 강도를 증가시킬 뿐 아니라 연성도를 증가시키는 효과가 있다. 본 연구에서는 7기의 SRC 합성기둥 실험체를 제작하여 정적 실험을 수행하였다. 실험체의 단면은 H형 강재와 원형의 중공 강관을 매입하여 부분 충전한 형태로 구성되어 있다. 정적 실험을 통해서 SRC 합성기둥 실험체의 강도와 연성도를 평가하였다. 실험체는 2% 미만의 강재비로 구성되었으며 합성기둥에 대한 각국의 대표적 규정인 Eurocode와 ACI-318, AISC-LRFD 에 근거하여 강도를 계산하였다. 실험 결과와 각 코드를 기준으로 비교한 P-M상관도의 결과는 서로 다른 차이를 나타내었다. 그중에서 Eurocode와 ACI-318은 실험결과에 근접한 값을 보여주었다. SRC 합성 기둥은 휨강도와 연성도 측면에서 RC기둥보다 우수한 성능을 나타내었다. 특히, 원형강관을 매입한 SRC 합성기둥이 가장 좋은 연성을 나타내었다.

Keywords

References

  1. 김원기, 이강훈(1993) 합성기둥의 국내외규준 비교분석, 한국강구조학회지, 제5권, 제1호
  2. 송준엽, 권영봉, 김성곤(2000) 콘크리트충전 강합성교각의 구조적 거동에 관한 연구, 대한토목학회논문집, 제20권, 제5-A호, 737-746
  3. 송준엽, 권영봉, 김성곤(2001) 반복하중을 받는 콘크리트 충전강합성 기둥의 연성에 관한 연구, 한국지진공학회논문집, 제5권, 제6호
  4. 이승준, 김원기, 서동훈(1997) SRC 기둥-H 형강보 접합부의 전단강도 및 이력거동, 한국강구조학회논문집, 제9권, 제2호
  5. 이환수, 오명호, 김상대(2003) 축력을 받는 SC 기둥의 휨 성능에 관한 실험 연구, 한국강구조학회논문집, 제15권, 1호
  6. 정영수, 박창규, 이은희(2003) 지진을 경험한 형상비 2.5 RC 교각의 내진 변위 연성도 평가, 한국지진공학회논문집, 제7권, 제3호
  7. ACI318-02 (2002) Building code requirements for structural concrete ACI 318-02 and commentary (ACI 318R-02), American Concrete Institute (ACI)
  8. AISC-LRFD (1999) Load and Resistance Factor Design (LRFD) Specification for Structural Steel Buildings, American Institution of Steel Construction (AISC)
  9. Weng, C.C. and Yen. S.I. (2002) Comparisons of concrete-encased composite column strength provisions of ACI code and AISC specification. Engineering Structures, 24, 59-72
  10. Eurocode2, Design of concrete structures Part 1 General rules and rules for buildings, EN1992
  11. Eurocode4, Design of composite steel and concrete structures Part 1.1 General rules and rules for buildings, EN1994
  12. Saw, H.S. and Liew, J.Y.R. (2000) Assessment of current methods for the design of composite columns in buildings. Journal of Constructional Steel Research 53, 121-147 https://doi.org/10.1016/S0143-974X(99)00062-0
  13. Lu, X.L., Yu, Y., Kiyoshi, T. and Satoshi, S. (2000) Nonlinear analysis on concrete-filled rectangular tubular composite columns, Structural Engineering & Mechanics 2000 Dec10(6) 577-587 Structural Engineering & Mechanics