조립형 CFT기둥-합성보 외다이어프램 접합부의 내진성능평가

Abstract

본 연구는 조립형 CFT기둥-합성보 접합부의 기계적 거동을 조사하기 위해 반복가력 실험을 수행했다. 주요 변수는 중앙에 응력이 집중된 H형강 PC합성보와 가장자리에 응력이 집중된 콘크리트 충전형 SC합성보이다. 세 개의 시편이 제작되었으며, 추가된 변수는 동일한 PC합성보에서 외다이어프램 두께를 줄인 것이다. PC합성보-접합부를 적용한 실험체는 응력이 기둥 중앙으로 집중되는 모습을 보였다. 이에 반해 SC합성보-접합부를 적용한 실험체는 응력이 가장자리에 집중되었다. 외다이어프램의 경우 PC실험체가 양쪽 가장자리에서 높은 응력을 보인 반면, SC실험체는 전자와 반대의 거동을 보였다. 외다이어프램 두께가 다른 두 실험체 간 비교 시 현행 기준에 의거하여 설계된 실험체는 공칭 강도를 초과했다. 그러나 현행 기준에 부합하지 않게 설계된 실험체는 접합부 내력 차이로인해 공칭강도 대비 부족함을 보였다. 강성저하 및 에너지소산능력은 현행 기준에 입각한 두 실헙체 비교 시 PC합성보와 접합한 실험체가 우수한 성능을 보였다. 조립된 CFT기둥과 두 합성보 접합부의 내진성능 평가 결과 특수모멘트골조 조건을 만족하는 것으로 나타났다.

This study conducted cyclic loading tests where composite beams were linked to assembled concrete-filled steel tube (CFT) columns to examine how the connections behaved mechanically. The key factors included H-shaped steel PC composite beams with stress concentrated in the center, and concrete-filled steel tube SC composite beams with stress concentrated at the edges. Three samples were made, adding another factor: the thickness of the external diaphragm of the same PC composite beam. For the PC composite beam connection sample, stress was centered at the column's core. Conversely, for the SC composite beam connection sample, stress was focused towards the edges. Concerning the external diaphragm, the PC sample showed high stress at both edges, while the SC sample exhibited the opposite behavior. Comparing samples with different external diaphragm thicknesses, those designed within current codes exceeded nominal strength. However, samples designed outside of current codes didn't meet expectations, displaying variations in the connections' internal forces. In terms of stiffness degradation and energy dissipation capacity, samples designed within current codes and connected with PC composite beams performed better. The assessment of the seismic performance of the assembled CFT columns and their connections with the two types of composite beams suggests that they fulfill the requirements for special moment frames (SMF).