Castellated 합성기둥은 강판을 절단, 절곡 및 용접하여 다양한 개구부 형상 및 크기를 갖는 많은 합성기둥 중 하나이며, 강판의 효율적인 단면배치를 통해 기존의 합성기둥에 비해 우수한 구조성능을 발휘 할 수 있다. 강재와 콘크리트의 일체성을 향상시켜 전단연결재를 절감할 수 있고, 콘크리트를 피복하여 내화성능을 만족시키는 SRC의 이점을 확보할 수 있다. 하지만 현재 Castellated 합성기둥에 대한 개념 및 상세기준이 아직 미흡한 실정이다.
현행 내진설계 기준에서는 강한 기둥-약한 보의 개념을 도입하여 보에 소성힌지가 먼저 발생하도록 유도하고 있으며, 소성힌지는 구조물에 영구변형을 발생시킨다. 하지만 강한 횡하중이 작용하는 경우, 기둥에 영구변형이 남게될 수 밖에 없으며, 이러한 영구변형은 에너지 소산능력의 저하 및 저항내력을 감소시켜 구조물의 사용성에 대한 심각한 문제를 발생시킨다.
본 연구에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해 e/h 비율에 따른 Castellated 합성기둥의 3차원 유한요소모델을 제시하였으며, 비선형 좌굴해석 결과를 바탕으로 압축하중에 대한 안정성 평가를 수행하였다. 또한 강한 횡하중이 작용하는 경우, 잔류변위 제거에 효과적인 형상기억합금을 Castellated 합성기둥에 적용하여 원상복원효과 및 에너지 소산능력을 확보하기 위해 비선형 동적해석을 수행하였다.
그 결과 Castellated 합성기둥은 압축하중에 대한 충분한 안정성을 확보하였으며 강한 횡하중이 작용하는 경우, 형상기억합금을 이용한 Castellated 합성기둥은 우수한 원상복원효과와 충분한 에너지 소산능력을 확보하였다.