CFT (콘크리트 충전 강관)

CFT의 정의

CFT는 콘크리트 충전 강관의 약자이며, 강관 안에 콘크리트를 채운 합성 부재다.

강재의 강성과 콘크리트의 압축 성능을 함께 얻는 것이 핵심이다.

고층 건물, 대공간, 송전탑, 장대교량에 쓰이는 대표적인 합성 기둥이다.

구속효과

강관은 내부 콘크리트가 옆으로 부풀지 못하도록 막는다. 이것을 구속효과라 한다.

콘크리트는 3축 압축 상태가 되어 압축강도와 변형능력이 함께 커진다.

원형 강관은 구속이 둘레에 고르고, 각형 강관은 판면마다 구속 정도가 다르다.

국부좌굴과 연성

강재 기둥은 판이 얇아 압축을 받으면 좌굴에 취약하다.

내부 콘크리트가 강판을 안쪽에서 받쳐 국부좌굴을 늦춘다.

그 결과 파괴가 천천히 진행되어 지진 시 붕괴를 늦추는 근거가 된다.

충전 방식 비교

CFT 기둥의 충전 방식은 상부 투입과 하부 압입으로 나뉜다.

상부 투입은 설비가 간단하지만 높은 기둥에서는 공극이 남기 쉽다.

하부 압입은 주입구에서 펌핑하고 상부 배기구로 공기를 뺀다.

하부 압입은 연속 주입과 배기 확인이 핵심이다.

충전 흐름과 확인

충전 과정은 사전 확인, 하부 주입, 상부 배출, 주입량 확인 순서로 진행한다.

사전 확인에서는 강관의 치수와 수직도, 내부 청소 상태를 본다.

실주입량이 이론량보다 크게 적으면 상부 배출 상태를 점검한다.

이론 충전량 계산

충전량은 내부 단면적에 높이를 곱한 이론 체적으로 구한다.

가상의 예로 내경 0.46 m, 높이 4 m인 기둥을 계산한다.

이 값은 실제 주입량과 비교해 미충전 여부를 판단하는 기준이 된다.

정리

CFT는 강관의 구속효과와 콘크리트의 국부좌굴 억제가 핵심 원리다.

채점에서는 강재와 콘크리트가 일체로 거동한다는 원리를 먼저 쓴다.

이음은 용접과 볼트 품질을, 충전은 방식별 배출 확인을 함께 쓴다.