조립식 CFT기둥의 내부 리브의 변수에 따른 중심압축거동 해석
Analysis of Axial Compressive Behavior of Prefabricated CFT Columns with Parameters of Internal Ribs
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초록
본 연구는 조립식 콘크리트 충전 강관 기둥(Concrete-Filled Tube, CFT)의 내부 리브 형상에 따른 중심압축거동을 분석하고, 구조적 성능을 정량적으로 평가하기 위해 수행되었다. 기존 CFT 기둥의 용접에 의한 취약점을 개선하기 위해 용접을 배제한 조립식 CFT 기둥이 제안되었다. 본 연구에서는 선행 연구의 실험 데이터를 바탕으로 유한요소해석 프로그램 ABAQUS를 활용해 해석을 수행하여 리브의 각도, 길이, 높이 등 주요 변수를 매개로 중심압축성능을 분석하였다. 실험 및 해석 결과, 리브 각도가 45°인 경우 최대 압축강도와 축강성이 가장 우수하게 나타났으며, 리브의 길이가 길고 높이가 낮을수록 중심압축성능이 향상되는 경향을 보였다. 또한, Parametric study를 통해 압축성능을 확보할 수 있는 리브 형상비를 최적화하였다
Abstract
This study analyses the axial compressive behavior of prefabricated concrete-filled steel tube (CFT) columns considering various parameters of internal ribs, and quantitatively evaluates their structural performance. To address the inherent weaknesses associated with welding in conventional CFT columns, a prefabricated CFT column that can be assembled without welding was proposed. Finite element analyses (FEA) were conducted using ABAQUS based on experimental data from previous studies to analyze the influence of key parameters such as rib angle, rib length, and rib height on the axial compressive behavior. The FEA results revealed that a rib angle of 45° provided the highest ultimate compressive strength and axial stiffness, while longer and lower ribs exhibited superior axial compressive performance. Furthermore, a parametric study was performed to determine the optimal rib aspect ratio that ensures adequate compressive capacity.