Moisture evaporates at the surface of concrete after placing it, and moisture diffusion occurs inside of concrete. Especially, moisture diffusion occurred inside of concrete has a big influence on compressive strength of concrete and long-term inelastic deformation such as drying shrinkage and creep. Long-term inelastic deformation occurring at concrete columns causes serious problems in stability and usability of concrete structure. Therefore, it is important to predict accurate deformation of columns to prevent concrete structures from serious problems.
Deformation of SRC(Steel-Reinforced Concrete) columns used in high-rise buildings is different from that of RC(Reinforced Concrete) columns because the amount of diffused moisture from the center of concrete is different due to the H-beam inside of SRC columns. Deformation of SRC columns tends to be overestimated when using general method applied for RC columns. Therefore, a new analysis method applicable for SRC columns is needed and deformation of SRC columns can be calculated more accurately through it.
In this study, modified model equations for SRC columns are suggested by measuring creep of RC columns and SRC columns which are classified into three types in accordance with the size and geometry of H-section. Specifically, SRC columns are divided into A2, A4-6 and A4-9 which contains a H-section, cross H-section whose flange is a half of web, and cross H-section whose flange is a three fourths of web, respectively. Acrylic panel is used instead of steel because this study is focused on the effect of moisture diffusion on creep. Creep of every column is measured, and new modification coefficients $\alpha$, $\beta$ can be derived from regression of ACI 209R-92, fib2010 and B3 model equations.
As a result, modification coefficient $\alpha$ of A4-9 is greatest among that of every column, and $\alpha$ of A2 and A4-6 is almost identical in regardless of model types. In contrast, $\beta$ of A4-9 is smallest among that of every column. When comparing three model equations, represents the biggest change in fib2010, whereas it shows the smallest change in B3. Also, $\beta$ represents the biggest change in ACI 209R-92 but the difference in $\beta$ of three model types is ignorable.
콘크리트는 타설 후에 표면에서 수분의 증발이 일어나고 내부에서는 수분확산 현상이 발생한다. 특히 내부에서 발생하는 수분확산 현상은 콘크리트의 강도와 건조수축, 크리프와 같은 장기적 비탄성 변형에 막대한 영향을 끼친다. 콘크리트 기둥에 발생하는 비탄성 장기변형은 콘크리트 구조물의 안정성과 사용성에 심각한 문제를 초래한다. 기둥의 변형이 각각 다르게 나타난다면 일부 기둥에 응력이 집중되고 더 큰 변형을 일으킬 수 있기 때문이다. 따라서 기둥의 변형량을 정확히 예측하는 것이 매우 중요하고 콘크리트 구조물에 심각한 문제가 일어나는 것을 막을 수 있다.
초고층 건물에 사용되는 SRC(Steel Reinforced Concrete) 기둥의 변형은 일반적인 RC(Reinforced Concrete) 기둥의 변형과 다르게 나타난다. SRC 기둥 내부에는 철근이 있기 때문에 중심으로부터 확산되는 수분의 양이 RC 기둥과 다르기 때문이다. 따라서 SRC 기둥의 장기적 변형을 파악함으로써 초고층 건물의 구조적인 문제점을 방지할 수 있다.
SRC 기둥 내부에 있는 철근이 콘크리트 중심으로부터 발생하는 수분확산을 방해하기 때문에 RC 기둥에 적용되는 일반적인 방법을 사용하게 되면 변형량이 과대평가되는 경향이 있다. 그래서 SRC 기둥에 적용할 수 있는 새로운 분석 방법이 필요하고 이 분석 방법을 통해 SRC 기둥의 변형량을 더 정확하게 예측할 수 있다.
이 연구에서는 일반적인 RC 기둥과 H-형강의 크기와 배치가 다른 세 가지의 SRC 기둥의 크리프를 측정함으로써 SRC 기둥에 적용할 수 있는 보정계수를 제시한다. H-형강이 들어간 A2 기둥 공시체와 플랜지의 길이가 웨브의 길이의 각각 50퍼센트, 75퍼센트가 되는 A4-6 기둥 공시체 및 A4-9 기둥 공시체를 제작하여 크리프를 측정하고 일반적으로 사용되는 ACI 209R-92, fib2010, B3 크리프 모델식을 이용하여 회귀분석을 통해 새로운 보정계수 $\alpha$, $\beta$ 를 구하였다.
분석 결과, 모든 모델식에서 보정계수 $\alpha$는 A4-9 공시체에서 가장 컸으며 A2 공시체와 A4-6 공시체에서는 비슷하였다. 보정계수 $\beta$는 이와 반대로 A4-9 공시체에서 가장 작았고 A2 공시체와 A4-6 공시체에서 비슷하였다. 세 가지 모델식을 비교하였을 때, fib2010 모델식에서 $\alpha$의 변화폭이 가장 컸고 B3 모델식에서 $\beta$의 변화폭이 가장 작았다. $\beta$의 변화는 ACI 209R-92 모델식에서 가장 컸으나 차이가 크지 않았다.
