[논문]구조용 데크 플레이트 연속 슬래브의 휨거동에 관한 실험적 연구

김영호; 박영석; 박성우; 고영우; 양근혁; 정헌수

구조용 데크 플레이트 연속 슬래브의 휨거동에 관한 실험적 연구
An Experimental Study on the Flexural Behavior of Structural Deck Plate Continuous Slabs 원문보기

김영호 (중앙대학교 건축학과) , 박영석 (삼성물산㈜건설부문) , 박성우 (삼성물산㈜건설부문) , 고영우 (삼성물산㈜건설부문) , 양근혁 (목포대학교 건축조경토목공학부) , 정헌수 (중앙대학교 건축학과)

The purpose of this experimental study is to understand the flexural Behavior of structural deck plate continuous slabs (power deck plate slabs). The main variables considered in this test are thickness of the slab and the deck plate. Five specimens that have length of 600cm and width of 60cm were manufactured. Test results indicated that the ultimate flexural strength of power deck plate slabs was conservative compared to ACI flexural provisions. But, suitable arrangement of bar of top reinforcement is needed for crack control.

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문제 정의

이는 연속경간으로 시공되는 데크플레이트 슬래브에서 부모멘트 영역의 휨 성능, 균열거동 및 모멘트 분배효과에 의한 최대내력을 적절히 평가할 수 없다. 본 연구에서는 구조용 데크플레이트로 개발된 Power-deck를이용한 연속 합성슬래브의 휨 거동 및 부모멘트 영역에서의 휨 균열거동을 평가하고, 이를 바탕으로 향후 구조용 데크플레이트 개발 시 개선점에 대한 기초자료를 제공하는데 목표를 두었다.

제안 방법

되어있다. Power-deck 연속 합성슬래브의 휨 거동은 데크플레이트 두께와 슬래브 전체 두께의 영향을 받으므로 본 연구에서는 이를 실험변수로 선택하였다. 슬래브 두께는 135mm, 150mm, 200mm로 변화시켰으며, 데크플레이트의 두께는 1.
시험체 폭은 60cm로 하였으며 전체 길이는 600cm로서 2경간 연속으로 하였다. 단부 고정 및 실제 시공시 H 보에 시공되는 것을 고려하여 시험체 양 단부에 H-400x408x21x21(SS41)를 고정 설치하였다. 데크플레이트와 H 보의 미끄러짐을 방지하기 위하여 스터드 볼트 3项18로 용접하였으며 상부 용접철망의 순 피복두께는 2cm 로 동일하게 하였다.
단부 고정 및 실제 시공시 H 보에 시공되는 것을 고려하여 시험체 양 단부에 H-400x408x21x21(SS41)를 고정 설치하였다. 데크플레이트와 H 보의 미끄러짐을 방지하기 위하여 스터드 볼트 3项18로 용접하였으며 상부 용접철망의 순 피복두께는 2cm 로 동일하게 하였다. 이상에서 설명한 시험체 및 Power-deck의 형상을 그림 1에 자세히 나타내었다.
가력 점사 이의 거리는 1경간의 1/3로 하였으며 하중측정은 오일 잭, 양 단부 및 중앙 지점에 로드셀을 이용하였다. 변위는 경간 중앙, 가력점 위치, 단부, 및 단부와 가력점 사이에 LVDT를 설치하여 측정하였으며 하중진전에 따른 변형율 분포를 파악하기 위하여 데크플레이트 및 상부 용접철망, 그리고 콘크리트 상부에 Wire Strain Gauge를 설치하였으며 각각의 측정기기는 Data Logger에 의해 기록되었다. 그림 2에 가력 및 측정상황을 자세히 나타내었다.
Power-deck 연속 합성슬래브의 휨 거동은 데크플레이트 두께와 슬래브 전체 두께의 영향을 받으므로 본 연구에서는 이를 실험변수로 선택하였다. 슬래브 두께는 135mm, 150mm, 200mm로 변화시켰으며, 데크플레이트의 두께는 1.0mm, 1.2mm, 1.6mm로 변화시켰다. 시험체 폭은 60cm로 하였으며 전체 길이는 600cm로서 2경간 연속으로 하였다.
시험체의 양 단부 고정을 위하여 반력보와 H-400x408><21x21 을 8-M36으로 체결하였다. 체결 부위의 단면결손으로 인한 선행파괴를 방지하기 위하여 탄소섬유로 보강하였다.
체결 부위의 단면결손으로 인한 선행파괴를 방지하기 위하여 탄소섬유로 보강하였다. 볼트체결은 토크 렌치를 이용하여 균등하게 하였다.

대상 데이터

6mm로 변화시켰다. 시험체 폭은 60cm로 하였으며 전체 길이는 600cm로서 2경간 연속으로 하였다. 단부 고정 및 실제 시공시 H 보에 시공되는 것을 고려하여 시험체 양 단부에 H-400x408x21x21(SS41)를 고정 설치하였다.
콘크리트는 레미콘을 이용하여 타설하였으며, 28일 강도는 240履1/<川 이었다. 데크 플레이트는 내화성능을 향상시키기 위한 아연도금강판으로 항복강도는 3000kgf/cnf이었으며 용접철망은 냉간 성형된 이형철근으로 항복강도는 4000kgf/cnf이었다.

성능/효과

(1) 구조용 데크플레이트 합성슬래브인 Power-deck 슬래브의 최대내력은 ACI 기준에서 제시하는 응력 블록을 사용한 계산값의 15~25%의 안전측에 있었다.
표 1에 각 시험체의 균열내력과 최대내력을 나타내었다. 135mm 두께의 슬래브 P2의 최대 내력에 대해 150剛의 슬래브 P1은 약 10%, 200mn의 슬래브 P3는 약 67%의 내력의 증진을 보였으며, 최대내력과 정 .부 모멘트 영역에서의 균열내력 모두 슬래브 두께의 증가에 거의 비례하여 증가하는 경향을 보인다.
부 모멘트 영역에서의 균열내력 모두 슬래브 두께의 증가에 거의 비례하여 증가하는 경향을 보인다. LOmm의 데크 두께를 갖는 P4에 비해 1.2mm의 데크 두께를 갖는 P1은 12%, 1.6mm의 두께를 갖는 P5는 48%의 내력의 증가를 보여 데크 두께 증가에 따라 비례하여 증가하는 경향을 보였다. 슬래브 두께에서와 마찬가지로 모든 내력이 데크 두께의 증가에 따라 증가하는 경향을 보였다.
모든 시험체는 상부 철근의 항복 이후 내력이 감소되기 시작하여 데크의 항복이후 내력의 감소가 현저하게 나타났다. 최대내력에 이른 후 약 5~10%의 내력감소를 보였으나 이후 처짐의 증가에도 거의 일정한 내력을 유지하는 경향을 나타냈다.
부 모멘트 영역의 균열은 모두 가력 초기에 발생하였으며 각 단부에서 시험체를 가로질러 발생된 1~2개의 균열을 중심으로 별도의 균열 발생 없이 균열폭만 증가하는 경향을 보였으며 0.6fy일때 0.1 皿 내외의 균열폭을 나타내었다. 정 모멘트 영역의 균열은 최대 내력의 30-45% 정도에서 가력점 하부에 먼저 발생한 후 슬래브 중앙쪽으로 진전되어 갔으며 최대 내력시 균열간격 약 10cm, 균열의 깊이는 시험체 춤의 90% 가량까지 진전되었다.
나타났다. 최대내력에 이른 후 약 5~10%의 내력감소를 보였으나 이후 처짐의 증가에도 거의 일정한 내력을 유지하는 경향을 나타냈다. 이는 연속 시공된 데크의 영향으로 생각된다.
이는 연속 시공된 데크의 영향으로 생각된다. 최대내력은 ACI 기준에 의한 계산치와 비교했을 때 15~25% 정도의 안전치를 가져 ACI에서 제시하는 응력 블록에 의한 단면 해석이 가능할 것으로 판단된다.

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