Experimental Study on Structural Behavior of Interfaces of Double Composite Girder Using the 80 MPa Concrete

The horizontal shear capacity when the flange of a steel girder is replaced with 80 MPa concrete is important for its structural safety. In this study, 6 specimens with different interface conditions were designed and fabricated based on the Limit State Design Code on Korean Highway Bridges and static tests were performed to measure the horizontal shear capacity. Not only the resistance factors of the stud shear connector, concrete and reinforcement, but also the surface conditions of the casing concrete and spacing of the horizontal shear reinforcements were used as the experimental variables. The experiments showed that the interfaces between the steel girder and the concrete flange have stronger joint performance than those between the concrete flange and deck slab. To ensure the composite action in the plastic zone, the conservative horizontal shear reinforcement is more important than the roughness in the concrete face.

80 MPa급 콘크리트를 활용한 이중합성 거더의 수평접합면 구조거동에 관한 실험적 연구

80 MPa급 고강도 콘크리트가 강거더의 압축 플랜지로 대체하는 아중합성 거더의 경우, 플랜지와 케이싱 및 케이싱과 바닥판 2개의 접합부 계면이 형성되는데 각 계면의 수평 전단 저항능력은 구조물의 안전성에 있어 중요한 요소이다. 본 연구는 계면 상세를 달리한 6개의 실험체를 도로교설계기준(한계상태설계법)에 따라 설계 및 제작하여 이중합성 보의 휨 파괴 대비 수평 전단에 대한 구조 성능 실험을 수행하였다. 실험체의 주요변수로 스터드 전단연결재의 저항계수, 바닥판 콘크리트 및 철근의 재료저항계수, 콘크리트 인장강도에 따른 부착계수, 케이싱 콘크리트의 표면 상태 그리고 수평전단철근의 간격을 고려하였다. 실험 결과, 강재 상부 플랜지와 고강도 케이싱의 계면이 고강도 케이싱과 바닥판 계면 보다 결합성이 큰 것으로 나타났다. 그리고 고강도 케이싱과 바닥판 계면에서는 케이싱 표면에 요철 또는 거칠기를 주는 것 보다 보수적으로 수평전단철근을 배근하는 것이 소성영역까지 합성 거동을 유지하는 것으로 나타났다.