2거더교를 위한 장지간 바닥판의 설계에서 바닥판의 안전성과 사용성을 만족시키면서 두께를 줄여 자중을 최소화하는 것은 중요한 요소 중의 하나이다. 이 논문에서는 2거더교를 위한 횡방향 프리스트레스트 콘크리트 바닥판의 설계 최소두께와 배근상세를 안정성, 사용성을 고려하여 제시하였다. 대상 교량은, 실용적인 2거더교를 대표할 수 있는 교량으로, 교량길이 40 m의 단순교이다. 대상교량의 바닥판의 지간을 4 m~12m로 변화시켜 가며 분석하였다. 바닥판의 이방성 거동을 고려하여 최소단면을 일방향 슬래브로 설계하고, 균열폭과 피로강도를 평가하였으며, 처짐제한을 충족시킬 수 있는 최소 수준의 두께와 비교하였다. 연구결과, 피로내구성의 확보를 위해서는 직경 16 mm이하의 철근을 사용하는 것이 좋으며, 지간이 8 m를 넘는 장지간 바닥판은 처짐에 대한 사용성이 두께 결정의 지배적 요소임을 확인하였다. 또한, 현행 도로교 설계기준의 배력 철근량 규정을 적용하면 지간 4 m 이상의 바닥판에서는 지간 3 m 이하의 바닥판에서 기대되는 정도의 교축방향의 구조적 연속성을 확보할 수 없는 것으로 나타났다.
냉간성형된 데크플레이트는 건물의 바닥슬래브에 콘크리트 타설시 거푸집용으로만 주로 사용되었으나, 콘크리트와의 일체성을 높임으로써 주인장재 역할을 할 수 있는 합성용 데크가 등장하고 있다. 본 논문은 새로 개발된 합성용 데크의 구조성능 평가를 위한 연구의 결과를 제시하고 있다. 신형상의 데크는 콘크리트와 데크사이의 합성효과를 개선하기 위하여 locking rib와 dove tail 및 강력한 엠보싱이 추가되었다. 콘크리트와 데크플레이트사이의 합성효과를 규명하기 위하여 28개의 실험체가 실험되어 졌다. 본 연구의 중요, 변수는 스팬, 데크플레이트 두께, 지지조건, 지지점에 전단연결재의 유무등이다.
이 논문은 합성슬래브의 구조적 거동에 관한 것으로, 개방형 형상인 사다리꼴 데크플레이트와 폐쇄형인 역삼각형 상단플랜지 데크플레이트를 사용한 합성슬래브의 실험에 의한 것이다. 그 결과 합성슬래브의 합성거동을 위해서는 데크플레이트의 형상적인 요소가 매우 중요한 변수로 나타났다. 즉 폐쇄형 형상인 역삼각형 데크플레이트가 사다리꼴 형상보다 전단슬립과 처짐에 더 효과적으로 나타났다. 그러므로 합성데크슬래브 용도로 사용되는 데크플레이트의 개발과 사용에 있어 형상적인 요소가 매우 중요하게 취급되어야 하며, 이에 대한 이론적인 평가도 이루어 졌다.
Steel-concrete composite slabs represent a very efficient floor solution combining the key performance of two different materials: the steel and the concrete. Composite slab response is governed by the degree of the interaction between these two materials, mainly depending by chemical and mechanical bond. The latter is characterized by a limited degree of confinement if compared with the one of the rebars in reinforced concrete members while the former is remarkably influenced by the type of concrete and the roughness of the profiled surface, frequently lubricated during the cold-forming manufacturing processes. Indeed, owing to the impossibility to guarantee a full interaction between the two materials, a key parameter governing slab design is represented by the horizontal shear-bond strength, which should be always experimentally estimated. According to EC4, the design of the slab bending resistance, is based on the simplified assumption that the decking sheet is totally yielded, i.e., always in plastic range, despite experimental and numerical researches demonstrate that a large part of the steel deck resists in elastic range when longitudinal shear collapse is achieved. In the paper, the limit strain for composite slab, which corresponds to the slip, i.e., the debonding between the two materials, has been appraised by means of a refined numerical method used for the simulation of experimental results obtained on 8 different composite slab types. In total, 71 specimens have been considered, differing for the properties of the materials, cross-section of the trapezoidal profiled metal sheets and specimen lengths.
Traffic flow capacity of some old road bridges is insufficient due to limited deck width. In such cases bridge deck widening is a common solution. For multi-girder reinforced concrete (RC) bridges it is possible to add steel-concrete composite girders as the new outermost girders. The deck widening may be combined with bridge strengthening thanks to thickening of the existing deck slab. Joint action of the existing and the added parts of such bridge span must be ensured. It refers especially to the horizontal plane at the interface of the existing slab and the added concrete layer as well as to the vertical planes at the external surfaces of the initially outermost girders where the added girders are connected to the existing bridge span. Since the distribution of the added concrete is non-uniform in the span cross-section the structure is particularly sensitive to the added concrete shrinkage. The shrinkage induces shear forces in the aforementioned planes. Widening of a 12 m long RC multi-girder bridge span is numerically analysed to assess the influence of the added concrete shrinkage. The analysis results show that: a) in the vertical plane of the connection of the added and the existing deck slab the longitudinal shear due to the shrinkage of the added concrete is comparable with the effect of live load, b) it is necessary to provide appropriate longitudinal reinforcement in the deck slab over the added girders due to tension induced by the shrinkage of the added concrete.
Most high rise buildings have been constructed with steel structure systems with metal deck floors and concrete topping. Since the mass of the metal deck floor system is relatively thinner than that of the concrete floor system and due to the larger span compared to other floor systems, vibration serviceability problems are frequently occurred. Most of vibration problems are induced by the movement of humans. A walking load function was proposed for the better estimation of composite deck floor vibration based on site measurements in this paper.
바닥구조의 진동을 평가하는데 있어 기존의 고유진동수 예측식에 의한 방법이 사용되어지고 있다. 그러나, 이러한 예측식들은 재료에 따른 구분이 없기 때문에 실제와느나 다른 결과를 보이게 된다. 또한, 합성데크 플레이트 슬래브의 경우, 고유진동수를 예측하기 위해 슬래브의 단면을 환산해야 하는데, 각 데크 플레이트의 특성상 그 형태가 상이함으로 인하여 많은 어려움을 느끼게 된다. 따라서, 본 논문에서는 슬래브의 단면을 환산하기 위한 새로운 단순화된 방법을 제시하였다. 그리고, 실제 측정값과 가장 오차율이 적은 "LRFD"에 제안된 고유진동수 산출식을 보정하여 기존 예측시에 비해 약 14.3%의 오차율을 개선하는 새로운 예측보정식을 제안하고, 이에 대한 일반적인 적용가능성을 검증하였다.
Twelve large-scale composite deck slabs were instrumented and tested in a cantilever diaphragm configuration to assess the effect of fibers and welded wire mesh (WWM) on the in-plane shear capacity of composite deck slabs. The slabs were constructed with reentrant decking profile and reinforced with different types and dosages of secondary reinforcements: Conventional welded wire mesh (A142 and A98); synthetic macro-fibers (dosages of $3kg/m^3$ and $5.3kg/m^3$); and hooked-end steel fibers with a dosage of $15kg/m^3$. The deck orientation relative to the main beam (strong and weak) was also considered in this study. Fibers and WWM were found efficient in distributing the applied load to the whole matrix, inducing multiple cracking, thereby enhancing the strength and ductility of composite deck slabs. The test results indicate that fibers increased the slab's ultimate in-plane shear capacity by up to 29% and 50% in the strong and weak directions, respectively. WWM increased the ultimate in-plane shear capacity by up to 19% in the strong direction and 9% in the weak direction. The results suggest that discrete fibers can provide comparable diaphragm behavior as that with the conventional WWM.
건축물의 바닥판에 대한 데크플레이트 합성슬래브 시스템의 사용이 점차 확대되어 최근에는 오피스 빌딩을 중심으로 널리 사용되고 있으나, 각종 건축 설비의 설치를 위하여 슬래브의 천공이 무분별하게 이루어지고 있다. 따라서, 본 연구에서는 건축 설비에 의하여 구조물의 주 구조체인 슬래브에 천공에 의한 개구부가 있는 경우, 휨 부재로써의 역학적 성능 저하에 대하여 실험을 통하여 분석하고자 한다. 본 연구에서는 골형 합성데크 슬래브에 대하여 개구부의 형태와 위치에 따라 시험체를 제작하여 정적 가력 실험을 수행하였다. 2점 정적 반복 가력을 통하여 하중 변위 관계 그래프를 도출하였으며 각 시험체의 연성과 에너지 소산 능력을 산출하였다.
The strength of shear connectors embedded in lightweight concrete slab with deck plate is influenced by various factors of deck plate, shear conncetor and concrete. Generally, it is reported that the strength of shear connector in lightweight concrete decreases in comparison with that in normal concrete. So this paper is to use compressive strength of lilghtweight concrete, width-height ratio of deck plate, and cross sectional area of shear conncetor as variables, to evaluate the strength of shear conncetors in composite beam of steel and lilghtweight concrete slabs with deck plate, and then to suggest the reasonable strength equation by comparing the push-out test results with establixhed strength formula. As the result of 24 specimens test, in case of lightweight concrete slab with deck plate, it has showed that in the same strength, the strength of shear connector decreased about 10~20% in comparison with that in normal concrete. In spite of lightweight concrete, the test results were closely approached the established strength formula of shear connector using Fisher's reduction coefficient.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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