Flexural Behavior of Hybrid Beam of Reduced Story Height

In underground parking lots of apartment housing, the story height is increased by $300{\sim}400mm$ because of various ducts for HVAC. In order to reduce this story height, this study proposed the 'hybrid beam', which is composed of PC beam with embedded steel beam and insitu concrete. The depth of the hybrid beam is reduced by 300 mm and then the steel beam is embedded over the length of reduced depth to compensate for the loss of strength. Then, we performed the large-scale structural tests on 9 specimens and investigated the flexural behavior of the specimens. The parameters of tests were the shape of steel beam section, the length of the reduced depth, the stage of construction, the effects of slab and shear connectors. The test results showed that the specimens, after the insitu concrete has cured, has the flexural capacity which exceeds the required design capacity regardless of other parameters. On the other hand, the specimens of construction stage do not have sufficient strength. Based on these results, it is thought that the proposed hybrid beam with reduced depth is applicable to the underground parking lots of apartment housing as long as the support is placed at construction stage.

층고 절감을 위한 하이브리드 보의 휨 거동에 관한 실험적 연구

아파트의 지하주차장은 보 아래로 각종 설비 배관이 배치되기 때문에 층고가 $300{\sim}400mm$ 정도 추가로 필요하다. 본 연구에서는 설비 배관에 의한 층고 증가를 방지할 수 있도록 설비 배관이 배치되는 부분의 깊이를 줄이고 대신 강재 보를 매입하여 보강한 PC 보의 상부를 현장콘크리트로 타설하여 마무리하는 하이브리드 보 (hybrid beam)를 제안하였다. 그리고 이 하이브리드 보의 휨 거동을 검토하기 위해서 강재 의의 형상, 보의 깊이를 줄인 부분의 길이, 시공 단계 및 콘크리트 양생 후인 합성 단계, 슬래브 및 전단연결재 포함 여부 등을 주요 실험 변수로 실물 실험체 9개를 제작하고 휨 실험을 수행하였다. 그 결과, 본 연구에서 제안한 하이브리드 보는 합성 단계인 경우 강재 보의 형상, 보의 깊이를 줄인 부분의 길이, 슬래브 및 전단연결재의 포함 여부에 관계없이 설계 내력을 상회하는 우수한 휨 거동을 보여주는 것을 확인하였다. 시공 단계에서는 구조적 안정성 및 시공 품질의 확보를 위하여 가설 지지대 (support)가 필요한 것으로 판단된다.