Experimental study of composite beams consisting structural laminated timber beam with concrete slab

구조용집성재보와 콘크리트슬래브로 구성된 합성보의 실험적 연구

In the traditional way floors has been constructed there are no shear connectors between the concrete slab and timber joists. In this study, an existing floor system os improved by simply providing normal bolts or lag screw so that the composite action can be achieved. It is evident that the key elements in the composite beam are the shear connectors. The selection of these connectors was based on their shear capacity. The experimental study carried out in this research investigated the flexural behavior of composite beams. The experimental studies of composite beams showed that the ultimated load capacity of the proposed composite beam(LS-S10 specimen) is 1.29 times as high as the noncomposite one. Finally, it can be concluded that LS-S10 specimen consisting structural laminated timber beam and concrete slab can be significantly improved by providing appropriate shear connectors.

구조재로서 목재는 자연에서 쉽게 얻을 수 있는 재료로서 뛰어난 미관, 가공성 등으로 인해 전통가옥이나 사찰 등에 널리 사용되어져 왔지만, 콘크리트나 강재에 비해 연소와 부식의 우려 등 내구성에 문제를 가지고 있다. 따라서, 목재를 구조부재로 활용하기 위해서는 타 재료와의 하이브리드화가 필요하다. 따라서, 본 연구에서는 구조용집성재보(100${\times}$200${\times}$3000(mm)), 콘크리트슬래브(800${\times}$100${\times}$3000(mm), fck=21MPa) 및 전단연결재(볼트, 래그스크류)로 구성된 합성보의 탄소성거동을 평가하기 위하여 구조 실험을 수행하였다. 실험결과, 전단연결재의 종류와 간격에 무관하게 항복비(항복내력/최대내력)가 크고, 항복 후에는 바로 취성파괴로 연계되었다. 따라서, 이러한 취성파괴를 방지할 수 있는 휨보강(철근, 섬유쉬트 등)이 필요할 것으로 판단된다. 또한, 전단연결재 배치간격이 좁을수록 합성효과가 우수하여 사용성이 뛰어나기 때문에 경제적 설계와 재료의 효율적 사용이 가능할 것으로 판단된다.