고강도 강재와 콘크리트를 사용한 CFT 합성기둥의 크리프 효과

Creep Effects in Concrete-Filled Steel Tube Columns using High-Strength Steel and Concrete

본 연구는 고강도 강재와 콘크리트를 사용한 콘크리트충전 강관(CFT) 기둥의 시간에 따른 거동 특성을 검토하기 위해 크리프 효과를 고려한 유한 요소 해석을 수행 하였다. 고강도 콘크리트의 크리프 모델을 분석하고 충전 콘크리트의 크리프 효과를 해석하기 위해 Kabir의 수치해석적 방법을 채택하였다. 제안된 크리프 모델은 고강도 콘크리트 공시체에 대한 실험결과를 통해 검증하였다. ABAQUS를 사용하여 CFT 기둥의 3차원 유한요소 해석 모델을 적용하여 비선형 유한 요소 해석을 수행하였다. 제안된 해석 모델은 기존의 CFT 기둥 및 강관 기둥 실험결과를 통해 검증하였다. 해석결과 제안된 해석 모델이 실험체의 모멘트-회전각 관계를 근사적으로 예측함을 확인하였다. 크리프 효과를 고려한 해석 결과 콘크리트 코어와 강관의 응력 재분배가 시간에 따라 진행 되었으나, 크리프 효과에 의한 거동특성의 변화는 크지 않음을 보여주었다.

In order to investigate time-dependent behavior of concrete-filled steel tube (CFT) columns with high-strength steel and concrete, finite-element analysis considering creep effect was performed. Creep models for concrete were examined and Kabir’s numerical method was adopted to simulate the creep effect for concrete core. The proposed creep model was validated against the experimental data for a high-strength concrete specimen. Three-dimensional finite-element model for CFT column was developed and nonlinear finite-element analysis was performed using ABAQUS. The proposed analysis model was applied to existing CFT and steel tube column test specimens. The results showed that the proposed analysis models predicted moment-rotation relationship of test specimen with reasonable precision. Also, analysis results considering creep effect showed that stress redistribution between concrete core and the steel tube proceeded with time, but creep effect was not significant.