현대 사회의 급속한 경제성장과 산업화에 따른 인구의 도시 집중화 현상은 필연적으로 효율적인 토지 이용을 추구하게 된다. 따라서 강구조 건축물에서 층고를 효과적으로 절감시키는 합성보 및 강재보와 슬래브의 통합 시스템에 대한 해결 방안이 연구되어 여러 연구자들에 의해 제안되어 왔다. 슬림플로어 시스템은 H-형강이나 각형강관의 하부 플랜지에 플레이트를 추가로 용접하여 데크 플레이트를 보 부재의 플랜지에 용접된 플레이트 위에 오도록 하여 층고를 줄이는 방식으로 층고절감 효과뿐만 아니라 내화 및 강성 등의 구조적 장점을 가지고 있다. 현재는 다양한 형태의 슬림플로어 합성보의 형태가 개발되고 있다. 이에 본 연구에서는 반슬림플로어 시스템에 기반을 둔 합성보의 비탄성 영역에 대한 실험 및 해석적 연구를 통하여 강재와 콘크리트간의 합성효과에 대하여 규명하고 기존의 휨내력 산정에 관하여 평가하고자 한다. 이를 위하여 반슬림플로어 시스템에 기반을 둔 ...
현대 사회의 급속한 경제성장과 산업화에 따른 인구의 도시 집중화 현상은 필연적으로 효율적인 토지 이용을 추구하게 된다. 따라서 강구조 건축물에서 층고를 효과적으로 절감시키는 합성보 및 강재보와 슬래브의 통합 시스템에 대한 해결 방안이 연구되어 여러 연구자들에 의해 제안되어 왔다. 슬림플로어 시스템은 H-형강이나 각형강관의 하부 플랜지에 플레이트를 추가로 용접하여 데크 플레이트를 보 부재의 플랜지에 용접된 플레이트 위에 오도록 하여 층고를 줄이는 방식으로 층고절감 효과뿐만 아니라 내화 및 강성 등의 구조적 장점을 가지고 있다. 현재는 다양한 형태의 슬림플로어 합성보의 형태가 개발되고 있다. 이에 본 연구에서는 반슬림플로어 시스템에 기반을 둔 합성보의 비탄성 영역에 대한 실험 및 해석적 연구를 통하여 강재와 콘크리트간의 합성효과에 대하여 규명하고 기존의 휨내력 산정에 관하여 평가하고자 한다. 이를 위하여 반슬림플로어 시스템에 기반을 둔 합성 슬래브 및 합성보에 관한 실험적 연구를 수행하고 전단부착슬립을 고려한 비탄성 해석모델을 개발하여 구조거동에 대한 평가를 수행하였다. 반슬림 플로어 시스템에 일반 데크플레이트를 사용할 경우 지지보와 데크 연결부가 낮아짐에 따라 전단연결재 및 충분한 콘크리트의 토핑을 확보하기 어렵기 때문에 연속보일 경우 부모멘트 영역에서의 휨 거동에 대한 정확한 이해가 필요하다. 따라서 슬래브지지보의 구조형식, 슬래브 두께, 부모멘트 영역의 인장철근 양 및 전단연결재 유무를 실험변수로 하여 2경간 연속 합성 슬래브에 대한 휨실험을 수행하였다. 일반 구조용 데크 플레이트를 적용한 반슬림플로어 합성 슬래브의 부모멘트 영역에서의 초기 휨균열내력에 대한 실험값은 데크 플레이트를 무시하고 콘크리트만에 대한 단면 2차 모멘트를 적용하여 초기균열 내력을 산정하는 약산식 대비 평균 1.78, 표준편차 0.49로 매우 안전측에 있다. 최대 휨 내력에 대해서는 ASCE 기준식 대비 평균 1.49로 매우 안전측에 있다. 또한 반슬림플로어 합성보의 휨거동을 평가하기 위하여 슬래브지지보의 구조형식, 지지보 하단부의 개구부 설치의 영향, 전단연결재 유무를 주요 실험변수로 하여 휨실험을 수행하였다. 슬래브지지보 형식에 관계없이 초기균열 전 단계, 균열 후 단계 및 슬립발생 단계를 지나 항복에 이르고 항복이후에는 하중이 증가하면서 최대내력에 도달하였고 안정적인 연성적 휨 거동을 나타내었다. 전단연결재를 설치하여 강재보 및 콘크리트와의 합성효과를 검토한 결과 초기강성 및 균열하중, 항복하중, 최대내력 모두 별 차이가 없으나 두 재료의 경계면에서의 미끄러짐 현상에서는 두드러지는 효과가 나타났다. 반슬림플로어 합성보의 강재보와 콘크리트 자체의 형상에 기인하는 부착력에 대한 평가자료가 없으므로 불완전합성작용 하에서의 강도 및 강성에 대한 검토가 필요하다. 따라서 본 연구대상인 반슬림플로어 합성보의 전단부착슬립을 고려한 비탄성 해석모델을 개발하고 실험결과와 비교하였다. 합성요소 및 부착요소의 정식화와 경계면 비선형 거동을 포함한 해석모델이 실험결과와 잘 일치하며 제안된 모델을 사용하여 반슬림플로어 합성보의 구조거동을 분석하는데 효과적인 것으로 판단된다.
현대 사회의 급속한 경제성장과 산업화에 따른 인구의 도시 집중화 현상은 필연적으로 효율적인 토지 이용을 추구하게 된다. 따라서 강구조 건축물에서 층고를 효과적으로 절감시키는 합성보 및 강재보와 슬래브의 통합 시스템에 대한 해결 방안이 연구되어 여러 연구자들에 의해 제안되어 왔다. 슬림플로어 시스템은 H-형강이나 각형강관의 하부 플랜지에 플레이트를 추가로 용접하여 데크 플레이트를 보 부재의 플랜지에 용접된 플레이트 위에 오도록 하여 층고를 줄이는 방식으로 층고절감 효과뿐만 아니라 내화 및 강성 등의 구조적 장점을 가지고 있다. 현재는 다양한 형태의 슬림플로어 합성보의 형태가 개발되고 있다. 이에 본 연구에서는 반슬림플로어 시스템에 기반을 둔 합성보의 비탄성 영역에 대한 실험 및 해석적 연구를 통하여 강재와 콘크리트간의 합성효과에 대하여 규명하고 기존의 휨내력 산정에 관하여 평가하고자 한다. 이를 위하여 반슬림플로어 시스템에 기반을 둔 합성 슬래브 및 합성보에 관한 실험적 연구를 수행하고 전단부착슬립을 고려한 비탄성 해석모델을 개발하여 구조거동에 대한 평가를 수행하였다. 반슬림 플로어 시스템에 일반 데크플레이트를 사용할 경우 지지보와 데크 연결부가 낮아짐에 따라 전단연결재 및 충분한 콘크리트의 토핑을 확보하기 어렵기 때문에 연속보일 경우 부모멘트 영역에서의 휨 거동에 대한 정확한 이해가 필요하다. 따라서 슬래브지지보의 구조형식, 슬래브 두께, 부모멘트 영역의 인장철근 양 및 전단연결재 유무를 실험변수로 하여 2경간 연속 합성 슬래브에 대한 휨실험을 수행하였다. 일반 구조용 데크 플레이트를 적용한 반슬림플로어 합성 슬래브의 부모멘트 영역에서의 초기 휨균열내력에 대한 실험값은 데크 플레이트를 무시하고 콘크리트만에 대한 단면 2차 모멘트를 적용하여 초기균열 내력을 산정하는 약산식 대비 평균 1.78, 표준편차 0.49로 매우 안전측에 있다. 최대 휨 내력에 대해서는 ASCE 기준식 대비 평균 1.49로 매우 안전측에 있다. 또한 반슬림플로어 합성보의 휨거동을 평가하기 위하여 슬래브지지보의 구조형식, 지지보 하단부의 개구부 설치의 영향, 전단연결재 유무를 주요 실험변수로 하여 휨실험을 수행하였다. 슬래브지지보 형식에 관계없이 초기균열 전 단계, 균열 후 단계 및 슬립발생 단계를 지나 항복에 이르고 항복이후에는 하중이 증가하면서 최대내력에 도달하였고 안정적인 연성적 휨 거동을 나타내었다. 전단연결재를 설치하여 강재보 및 콘크리트와의 합성효과를 검토한 결과 초기강성 및 균열하중, 항복하중, 최대내력 모두 별 차이가 없으나 두 재료의 경계면에서의 미끄러짐 현상에서는 두드러지는 효과가 나타났다. 반슬림플로어 합성보의 강재보와 콘크리트 자체의 형상에 기인하는 부착력에 대한 평가자료가 없으므로 불완전합성작용 하에서의 강도 및 강성에 대한 검토가 필요하다. 따라서 본 연구대상인 반슬림플로어 합성보의 전단부착슬립을 고려한 비탄성 해석모델을 개발하고 실험결과와 비교하였다. 합성요소 및 부착요소의 정식화와 경계면 비선형 거동을 포함한 해석모델이 실험결과와 잘 일치하며 제안된 모델을 사용하여 반슬림플로어 합성보의 구조거동을 분석하는데 효과적인 것으로 판단된다.
Many high-rise buildings have been built recently in downtown area, and the reduction technology of floor-to-floor height out of all has become an important factor in economical point of view. Slim floor system is now widely used not only in Northern and West Europe, but also in other areas includin...
Many high-rise buildings have been built recently in downtown area, and the reduction technology of floor-to-floor height out of all has become an important factor in economical point of view. Slim floor system is now widely used not only in Northern and West Europe, but also in other areas including Americas and Asia. This system is composed of the deep deck plates or the hollow core concrete slab and the asymmetric steel beam that has a wider bottom flange than top flange so that the concrete can be placed within the height of steel beam. It is competitive when savings in the fire protection, cladding costs, and easy integration of services are taken into account. A great variety of slim floor composite beams are developed now. The purpose of this dissertation is to make a systematic investigation of the behavior of composite semi-slim floor system. This study was conducted using combined experimental and analytical investigations. In the experimental part with two series, the first test is to evaluate the flexural performance of continuous composite slab using semi-slim floor system; the second one is to evaluate the flexural performance of semi-slim floor composite beam. In order to evaluate and design the continuous composite slab using semi-slim floor system, experimental program was performed using 7 different shape's specimens of supported beam, haunch, slab thickness, negative reinforcement ratio, and shear stud. Five simply supported semi-slim floor beam tests were performed with the parameters ; structural form of slab support beam, slab thickness, with or without web opening, and shear connection. In the analytical part, the program accounts for nonlinear behavior of concrete, steel and shear connectors. In particular, the most refined stress?strain constitutive relationships available in the literature can be used in the procedure. Results of this analytical studies with the models shows good agreement with the experimental results.
Many high-rise buildings have been built recently in downtown area, and the reduction technology of floor-to-floor height out of all has become an important factor in economical point of view. Slim floor system is now widely used not only in Northern and West Europe, but also in other areas including Americas and Asia. This system is composed of the deep deck plates or the hollow core concrete slab and the asymmetric steel beam that has a wider bottom flange than top flange so that the concrete can be placed within the height of steel beam. It is competitive when savings in the fire protection, cladding costs, and easy integration of services are taken into account. A great variety of slim floor composite beams are developed now. The purpose of this dissertation is to make a systematic investigation of the behavior of composite semi-slim floor system. This study was conducted using combined experimental and analytical investigations. In the experimental part with two series, the first test is to evaluate the flexural performance of continuous composite slab using semi-slim floor system; the second one is to evaluate the flexural performance of semi-slim floor composite beam. In order to evaluate and design the continuous composite slab using semi-slim floor system, experimental program was performed using 7 different shape's specimens of supported beam, haunch, slab thickness, negative reinforcement ratio, and shear stud. Five simply supported semi-slim floor beam tests were performed with the parameters ; structural form of slab support beam, slab thickness, with or without web opening, and shear connection. In the analytical part, the program accounts for nonlinear behavior of concrete, steel and shear connectors. In particular, the most refined stress?strain constitutive relationships available in the literature can be used in the procedure. Results of this analytical studies with the models shows good agreement with the experimental results.
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