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문제 정의
- 이 논문에서는 합성 중공바닥판에 대한 정적 파괴실험을 통해서 합성 바닥판의 비선형 거동을 살펴보고 강도 설계법의 근거가 될 수 있는 극한강도의 평가와 더불어 각 형강의 극한거동에 기여하는 바를 측정결과로부터 평가하여 단순한 합성바닥판의 극한강도 평가방안을 제시하고자 하였다.
제안 방법
- 크기를 결정하였다. 3430 kN 용량의 정적 엑츄에이터를 사용하여 그림 2와 같이 98 同V 및 196 kN 까지 하중제어로 재하한 후 하중을 제거하여 초기 휨 거동을 평가하였다. 392 kN 재하시에는균열하중을 평가하고 균열 발생에 따른 휨강성의 변화를 평가하였다.
- 3430 kN 용량의 정적 엑츄에이터를 사용하여 그림 2와 같이 98 同V 및 196 kN 까지 하중제어로 재하한 후 하중을 제거하여 초기 휨 거동을 평가하였다. 392 kN 재하시에는균열하중을 평가하고 균열 발생에 따른 휨강성의 변화를 평가하였다. 파괴실험은 0.
- 콘크리트, 형강, 배력근에 각각 변형률 게이지를 부착하여 전체 휨 거동에 미치는 국부거동의 영향을 평가하도록 하였다. 균열이 발생한 후에는 종방향 휨 균열 부위에 균열 게이지(Omega 게이지)를 부착하여 하중 증가에 따른 균열폭을 측정하였다. 실험에서 발생되는 데이타의 계측은 정적 데이타로거로 측정하였다.
- 균열이 발생한 후에는 종방향 휨 균열 부위에 균열 게이지(Omega 게이지)를 부착하여 하중 증가에 따른 균열폭을 측정하였다. 실험에서 발생되는 데이타의 계측은 정적 데이타로거로 측정하였다.
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2.2 실험방법 및 즉정
정적 휨거동을 평가하기 위해서 수행한 실험에서 하중은 예상 균열하중을 기준으로 4단계로 나누어하중재하의 크기를 결정하였다. 3430 kN 용량의 정적 엑츄에이터를 사용하여 그림 2와 같이 98 同V 및 196 kN 까지 하중제어로 재하한 후 하중을 제거하여 초기 휨 거동을 평가하였다.
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1. 실험부재의 설계 및 제작
제안된 합성 중공바닥판의 정적 휨 거동을 평가하기 위해서 세 개의 실험부재를 제작하여 정적실험을 수행하였다
. 형강 복부의 상세가 서로 다른 두 개의 합성 중공바닥판은 punch hole의 상세가 삼각형을 선택한 부재(SIT)와 반원형과 삼각형을 조합한 부재(SIC)로 구분할 수 있다. - 적용하였다. 철근 콘크리트 바닥판은 강도설계법으로 설계하였고, 설계된 콘크리트 단면에 대한강재비는 0.013이고 합성바닥판의 강재비는 SIT부재는 0.029, SIC부재는 0.035로 철근 콘크리트 바닥판에 비해서 두 배 정도 높은 수준이다. 실험체를 위한 콘크리트는 23.
- 합성 중공바닥판의 휨 설계를 위한 정적실험에서 균열 전후의 휨 강성을 평가하기 위하여 다수의 변위계(LVDT)를 설치하였다. 콘크리트, 형강, 배력근에 각각 변형률 게이지를 부착하여 전체 휨 거동에 미치는 국부거동의 영향을 평가하도록 하였다. 균열이 발생한 후에는 종방향 휨 균열 부위에 균열 게이지(Omega 게이지)를 부착하여 하중 증가에 따른 균열폭을 측정하였다.
- 392 kN 재하시에는균열하중을 평가하고 균열 발생에 따른 휨강성의 변화를 평가하였다. 파괴실험은 0.02 他m/sec로 실험체가 더 이상 외력에 저항하지 못할 때까지 변위제어로 수행하였다. 합성 중공바닥판의 휨 설계를 위한 정적실험에서 균열 전후의 휨 강성을 평가하기 위하여 다수의 변위계(LVDT)를 설치하였다.
- 02 他m/sec로 실험체가 더 이상 외력에 저항하지 못할 때까지 변위제어로 수행하였다. 합성 중공바닥판의 휨 설계를 위한 정적실험에서 균열 전후의 휨 강성을 평가하기 위하여 다수의 변위계(LVDT)를 설치하였다. 콘크리트, 형강, 배력근에 각각 변형률 게이지를 부착하여 전체 휨 거동에 미치는 국부거동의 영향을 평가하도록 하였다.
대상 데이터
- 035로 철근 콘크리트 바닥판에 비해서 두 배 정도 높은 수준이다. 실험체를 위한 콘크리트는 23.5 MPa의 설계강도로 갖도록 하였고 WO X 20 cm 시편을 이용한 압축강도 실험결과는 SIC부재는 37.3 MPa, SIT와 RC부재는 32.3 MPa로 측정되었다.
- 형강 복부의 상세가 서로 다른 두 개의 합성 중공바닥판은 punch hole의 상세가 삼각형을 선택한 부재(SIT)와 반원형과 삼각형을 조합한 부재(SIC)로 구분할 수 있다. 합성 중공바닥판 부재와의 비교 검토를 위해서 철근 콘크리트 바닥판 부재(RC)를 제작하였다. 합성 중공바닥판의 I 형강과 철근 콘크리트 바닥판의 주철근의 제원은 표 1에 정리하였다.
이론/모형
- 합성바닥판에 대한 별도의 국내 설계 규정이 없기 때문에 이 실험에서 제작된 부재는 허용응력설계법을 적용하였다. 철근 콘크리트 바닥판은 강도설계법으로 설계하였고, 설계된 콘크리트 단면에 대한강재비는 0.
성능/효과
- 1) 합성 중공바닥판의 모든 I 형강이 항복에 도달하는 모습을 보였기 때문에 단위폭내에 있는 형 강은 휨 강도 산정시 모두 포함시켜서 계산하는 것이 정확한 값을 줄 수 있다.
- 2) 합성 중공바닥판의 극한 거동은 철근 콘크리트 바닥판에 비해서 높은 내하력을 보임과 동시에 상당히 큰 연성을 보여주고 있다. 최대 내하력에 도달한 이후에도 합성 중공바닥판의 내력 감소가 상당히 완만하게 일어나고 강재의 소성 변형의 양상을 충분히 보여주고 있다.
- 3) 매입된 I형강을 포함한 합성단면을 기준으로 보의 극한모멘트를 산정하고 이를 단위폭내의 값을 더한 값으로 합성바닥판의 휨 강도를 산정하면 안전측으로 강도 설계를 수행할 수 있다.
- 또한 인장강도를 이용한 극한하중은 l, 237kN으로서 실험값보다 다소 크게 평가되었다. 따라서, 매입된 I형강을 포함한 합성단면을 기준으로 보의 극한모멘트를 산정하고 이를 단위폭내의 값을 더한 값으로 합성바닥판의 휨 강도를 산정하면 안전측으로 강도설계를 수행할 수 있다.
- 장대교량에서 사하중 경감을 목적으로 초기에 제안된 합성바닥판은 상대적으로 높은 강성과 강도로 인해서 동일 조건에서 설계된 철근 콘크리트 바닥판에 비해서 얇은 단면을 채용할 수 있었다. 몇 번의 적용이후에 이러한 장점들이 2주형교와 같은 바닥판 지간이 긴 경우에 적합한 형태로 인식되어 장지간 바닥판의 적용이 이루어졌다.
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