Investigation of Shear Design Expressions of Large-Diameter Concrete-Filled Steel Tubes(CFT)
대구경 콘크리트 충전형 합성기둥의 전단 설계식 분석

Eun Bi Jung, Hee Jin Yeom, Jung Han Yoo
2015 Journal of Korean Society of Steel Construction  
Concrete filled steel tube(CFT) has outstanding deformation capacity and strength in comparison with reinforced concrete or steel tube. CFT drilled shaft, which is developed large shear force due to seismic load and soil liquefaction, is designed as large diameter. However, shear design equations of the current standards do not consider bond stress of CFT and it results in extremely conservative design. Currently, previous studies for improving shear equations scarcely exist and are impossible
more » ... and are impossible applied to large CFT drilled shafts since these studies focus on only small scale experimental research. In this study, eventually to propose improving shear equation of large diameter CFT, it is preliminary research to compare and investigate the previous studies and current standards. 1. 서 론 원형 콘크리트 충전형 합성기둥(Concrete filled steel tube, CFT)은 거푸집의 역할을 하는 원형 강관 안에 콘크리 트를 채운 합성구조로써 공기단축 및 경제적인 시공이 가능 하다. 또한, 철근콘크리트나 강구조와 비해 우수한 강도와 변형 능력을 지니며 교각, 케이슨과 현장타설말뚝의 시공에 많은 이점이 있다 [1],[2] . Fig. 1과 같이, 현장타설말뚝 등의 해양구조물은 지진, 토 양의 액상화(Liquefaction), 측방확산(Lateral spreading) 현상에 따라 큰 국부 전단력을 받게 되며 이를 방지하기 위해 큰 직경으로 설계되어진다. 그러나 CFT 현행 설계기준(ACI [3] , AISC [4] , Eurocode 4 [5] )의 비합리적인 전단 설계식으로 인 해 시공성 및 경제성 저하를 발생시키며 CFT의 적용성이 제 한된다. 그럼에도 불구하고 CFT 전단 설계식을 뒷받침해 줄 수 있는 실험 연구는 거의 존재하지 않으며, 그 조차 소규모 로 제한된 실험 연구만이 수행되었다 [6],[7],[8] . 현행 CFT의 설계기준은 대표적으로 ACI [3] , AISC [4] , Eurocode 4 [5] 에 제시되어 있다. 그러나 각 설계기준에서 제 시하는 CFT 전단설 계식의 강도 평가 방법이 서로 상이하 는 등 일관되지 않은 규정에 따라 CFT의 사용이 제한적이 다. 또한 전단성능에 상당한 영향을 미치는 전단스팬비, 콘 크리트와 강관 사이의 부착응력, 축력비 등을 무시하여 CFT 의 강도평가를 보수적으로 산정하는 경향을 보이고 있다. CFT는 부착응력(Bond stress)으로 인하여 외력이 작용할 때 강관의 국부좌굴 억제 및 3축 응력 상태로 콘크리트를 구 속하여 강도와 변형 능력의 상승효과를 발휘할 수 있다 [9] . 따 라서 CFT의 부착응력을 전단 설계식에 반영한다면 보다 합
doi:10.7781/kjoss.2015.27.4.399 fatcat:wo3jxhuhw5g2th6xze3wr5mmcq