KR100568903B1

KR100568903B1 - Composite Deck having Shear Connector using Hybrid Fiber Reinforced Plastics

Info

Publication number: KR100568903B1
Application number: KR1020040035303A
Authority: KR
Inventors: 김병석; 조근희; 조정래; 진원종; 김성태; 신동구
Original assignee: 한국건설기술연구원
Priority date: 2004-05-18
Filing date: 2004-05-18
Publication date: 2006-04-10
Also published as: KR20050110336A

Abstract

본 발명은 섬유강화 플라스틱(Fiber Reinforced Plastics : 이하 "FRP"라고 부른다)으로 이루어진 하부골조와 그 상부의 콘크리트 슬래브가 결합되어 교량의 바닥판 구조물 등으로 사용되는 복합형 바닥판에서, 콘크리트와의 전단연결을 위하여 FRP 하부골조에 사용하기에 적합한 새로운 구조의 하이브리드 FRP 전단연결재를 설치한 구조를 가진 복합형 바닥판에 관한 것이다. The present invention is combined with a lower frame made of Fiber Reinforced Plastics (hereinafter referred to as "FRP") and a concrete slab at the top thereof is used as a bottom plate structure of the bridge, shear with concrete The present invention relates to a composite bottom plate having a structure in which a hybrid FRP shear connector of a new structure suitable for use in an FRP lower frame for connection is installed.

본 발명에서는, 섬유강화 플라스틱으로 이루어진 하부골조와, 그 상부에 형성되는 콘크리트 슬래브로 구성되는데, 상기 하부골조는 소정 높이로 이격되어 있는 상부판 및 하부판을 구비하고 상기 상부판 및 하부판의 사이에 형성되어 있는 격벽에 의하여 형성된 공동부가 종방향으로 나란하게 연속적으로 형성되어 있으며 상기 공동부는 횡방향으로 길게 형성되어 튜브 형태를 이루게 되는 구조를 가지고 있는 복합형 바닥판에 있어서; 상기 하부골조의 상면에는, 그 상부에 타설되는 콘크리트 슬래브와의 결합을 위하여, 전단연결재로서, 교축직각방향으로는 소정의 길이를 가지고 있으며, 평평한 수평부와, 상기 수평부의 중앙에서 소정 높이를 가지도록 일체로 돌출되어 있는 수직부로 이루어진 전단연결재가 접착제에 의하여 일체로 설치되는데, 상기 전단연결재는, 종방향으로 나란하게 섬유가 배치된 상태에서 수지에 함침되어 구성되는 상부층 및 하부층과, 종방향 및 횡방향 섬유가 격자형으로 배치되어 매트형상을 이루는 섬유매트가 수지에 함침되어 구성된 섬유매트층이 상기 상부층과 하부층 사이에 일체로 구비되어 있는 구조로 구성되는 것을 특징으 로 하는, 하이브리드 섬유강화 플라스틱으로 이루어진 전단연결재를 구비한 복합형 바닥판이 제공된다. In the present invention, it is composed of a lower frame made of fiber-reinforced plastic and a concrete slab formed thereon, wherein the lower frame is provided between the upper plate and the lower plate having an upper plate and a lower plate spaced at a predetermined height. In the composite bottom plate having a structure in which the cavity formed by the partition wall is formed continuously in parallel in the longitudinal direction and the cavity is formed long in the transverse direction to form a tube; On the upper surface of the lower frame, for coupling with the concrete slab poured on the upper part, as a shear connecting material, it has a predetermined length in the direction perpendicular to the throttle, and has a flat horizontal portion and a predetermined height at the center of the horizontal portion. Shear connector consisting of a vertical portion protruding integrally so as to be integrally installed by an adhesive, wherein the shear connector comprises an upper layer and a lower layer formed by impregnating the resin in a state in which fibers are arranged side by side in the longitudinal direction, and longitudinal and Hybrid fiber-reinforced plastics, characterized in that the fiber mat layer formed by impregnating the fiber mat mat of the cross-shaped fibers are formed in a lattice shape is integrally provided between the upper layer and the lower layer. It is provided with a composite bottom plate having a shear connector consisting of.

하이브리드, 수지, 전단연결재, 섬유강화, 전단연결Hybrid, Resin, Shear Connector, Fiber Reinforcement, Shear Connection

Description

Composite Deck having Shear Connector using Hybrid Fiber Reinforced Plastics

도 1은 본 발명에 따른 하이브리드 FRP 전단연결재의 일 실시예를 구비한 바닥판의 사시도이다. 1 is a perspective view of a bottom plate with one embodiment of a hybrid FRP shear connector in accordance with the present invention.

도 2a는 상기한 하이브리드 FRP 전단연결재의 개략적인 사시도이다. Figure 2a is a schematic perspective view of the hybrid FRP shear connector.

도 2b는 도 2a에 도시된 하이브리드 FRP 전단연결재의 분해 사시도이다.Figure 2b is an exploded perspective view of the hybrid FRP shear connector shown in Figure 2a.

도 3a는 본 발명에 따른 상기한 하이브리드 FRP 전단연결재의 일실시예로서, ㄴ 자 형상의 단면을 가진 전단연결재의 개략적인 사시도이다. 3A is a schematic perspective view of a shear connector having an N-shaped cross section as an embodiment of the above-described hybrid FRP shear connector according to the present invention.

도 3b는 도 3a에 도시된 하이브리드 FRP 전단연결재의 분해 사시도이다. Figure 3b is an exploded perspective view of the hybrid FRP shear connector shown in Figure 3a.

도 4a는 본 발명에 따른 상기한 하이브리드 FRP 전단연결재의 일실시예로서, ㄷ 자 형상의 단면을 가진 전단연결재의 개략적인 사시도이다. Figure 4a is a schematic perspective view of a shear connector having a c-shaped cross section as an embodiment of the hybrid FRP shear connector according to the present invention.

도 4b는 도 4a에 도시된 하이브리드 FRP 전단연결재의 분해 사시도이다. Figure 4b is an exploded perspective view of the hybrid FRP shear connector shown in Figure 4a.

도 5는 특허출원 제10-2002-40869호로 출원된 본 출원인의 복합형 바닥판의 개략적인 사시도이다. 5 is a schematic perspective view of the applicant's composite bottom plate filed in patent application 10-2002-40869.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Explanation of symbols for the main parts of the drawings *

1 복합형 바닥판 10 하부골조1 Composite deck 10 Lower frame

20 콘크리트 슬래브 100 하이브리드 FRP 전단연결재20 Concrete Slab 100 Hybrid FRP Shear Connector

101 수평부 102 수직부 101 Horizontal 102 Vertical

114 상부층 115 하부층 114 Top Layer 115 Bottom Layer

116 섬유매트 117 섬유매트층116 Fiber Mat 117 Fiber Mat Layer

본 발명은, 하이브리드 섬유강화 플라스틱으로 이루어진 전단연결재를 구비한 섬유강화 플라스틱 바닥판에 관한 것으로서, 구체적으로는 섬유강화 플라스틱(Fiber Reinforced Plastics : 이하 "FRP"라고 부른다)으로 이루어진 하부골조와 그 상부에 결합되는 콘크리트 슬래브로 구성되어 교량의 바닥판 구조물 등으로 사용되는 복합형 바닥판에서, FRP 하부골조와 콘크리트의 견고한 전단연결을 위하여 FRP 하부골조에 설치가 용이한 새로운 구조의 하이브리드 FRP 전단연결재가 구비되어 있는 복합형 바닥판에 관한 것이다. The present invention relates to a fiber-reinforced plastic bottom plate having a shear connector made of a hybrid fiber-reinforced plastic, specifically, a lower frame made of fiber-reinforced plastics (hereinafter referred to as "FRP") and an upper portion thereof. Hybrid FRP shear connector with new structure that is easy to install in FRP lower frame for solid shear connection of FRP lower frame and concrete in composite bottom plate composed of concrete slab to be combined To a composite bottom plate.

토목구조물, 예를 들어 교량과 같은 구조물의 바닥판으로서 종래에 사용되어 오던 철근 콘크리트 바닥판을 대체하기 위하여, 경량 재질인 FRP 하부골조를 이용한 바닥판이 제안되었다. In order to replace the conventional reinforced concrete baseplate as a baseplate of civil engineering structures, for example, bridges, a bottom plate using a lightweight FRP lower frame has been proposed.

본 출원인은 특허출원번호 제10-2002-40869호를 통하여 새로운 구조의 복합 형 바닥판 구조물을 제시하였는데, 도 5에는 위 특허출원 제10-2002-40869호로 출원된 본 출원인의 복합형 바닥판의 개략적인 사시도가 도시되어 있다. 상기 복합형 바닥판(1)은 하부골조(10)와, 상기 하부골조(10)의 상부에 일체로 결합되어 있는 소정 두께의 콘크리트 슬래브(20)를 포함하여 구성된다. 상기 하부골조(10)는 소정 높이로 이격되어 있는 상부판(11) 및 하부판(12)과, 상기 상부판(11) 및 하부판(12)의 사이에 형성되어 있는 격벽(13)에 의하여 형성된 공동부(14)가 종방향(예를 들면 교축방향)으로 나란하게 연속적으로 형성되어 있으며, 상기 공동부(14)는 횡방향(예를 들면 교축직각방향)으로 길게 형성되어 튜브 형태를 이루게 되는 구조를 가진다. 이러한 하부골조(10)는 모든 구성이 FRP로 제작되는 것이 바람직한데, 상기 하부골조(10)는 앞서 설명한 구조 이외에도 다각형(예를 들면 사각형)의 튜브형 부재가 측면으로 서로 잇대어 배치되고 그 상하부에 각각 별도의 상부판 및 하부판이 결합되는 구조를 가질 수 있다. Applicant has proposed a new type of composite bottom plate structure through Patent Application No. 10-2002-40869, Figure 5 of the applicant's composite bottom plate filed in Patent Application No. 10-2002-40869 A schematic perspective view is shown. The composite bottom plate 1 includes a lower frame 10 and a concrete slab 20 having a predetermined thickness integrally coupled to the upper portion of the lower frame 10. The lower frame 10 is a cavity formed by the upper plate 11 and the lower plate 12 spaced apart by a predetermined height, and the partition wall 13 formed between the upper plate 11 and the lower plate 12. The portion 14 is continuously formed side by side in the longitudinal direction (for example, the axial direction), the cavity 14 is formed long in the transverse direction (for example the axial direction perpendicular) to form a tube shape. Has The lower frame 10 is preferably made of all the configuration of the FRP, the lower frame 10 is a tubular member of a polygonal (for example rectangular) in addition to the above-described structure is arranged side by side next to each other, respectively It may have a structure in which a separate top plate and the bottom plate is coupled.

위와 같은 구조의 복합형 바닥판(1)은, 경량 고강도 재료로 이루어진 하부골조(10)와 콘크리트 슬래브(20)가 합성되어 있는 구조를 가지고 있으므로 종래에 단순히 철근 콘크리트만으로 구성된 바닥판에 비하여 콘크리트의 단면 두께를 현저하게 줄일 수 있으며, 그에 따라 바닥판의 자중이 줄어들게 되어 이를 지지하는 하부 구조의 단면 확대를 예방할 수 있게 된다. 또한, 단순히 골조만으로 이루어진 바닥판에 비해서는, 콘크리트 슬래브가 합성되어 있으므로, 콘크리트가 먼저 극한 상태에 도달하게 하고 골조가 추가 강도를 가지고 있어 콘크리트 보다 더 높은 하중에 이르러서야 극한 상태에 도달하도록 설계하게 되면, 종래의 골재만으로 이루어 진 바닥판과는 달리 바닥판의 취성 파괴를 미연에 방지할 수 있게 된다. 따라서, 구조물의 파괴를 예측하는 것이 가능하게 되고 그에 따라 구조물 파괴에 적절히 대비하는 것이 가능하게 되는 효과를 발휘한다. The composite bottom plate 1 having the above structure has a structure in which the lower frame 10 made of lightweight high strength material and the concrete slab 20 are synthesized. It is possible to significantly reduce the cross-sectional thickness, thereby reducing the self-weight of the bottom plate to prevent the cross-sectional enlargement of the lower structure supporting it. In addition, compared to a sole plate consisting of only a frame, the concrete slab is composited, so that the concrete reaches its ultimate state first, and the frame has additional strength so that it can be designed to reach the extreme state only at higher loads than the concrete. In this case, unlike the bottom plate made of conventional aggregates, brittle fracture of the bottom plate can be prevented in advance. Therefore, it becomes possible to predict the destruction of the structure, thereby exerting the effect of being able to properly prepare for the destruction of the structure.

위와 같은 구성을 가지는 복합형 바닥판(1)을 제작함에 있어서는 상기 하부골조(10)와 콘크리트 슬래브(20)의 견고한 합성이 매우 중요하다. 이러한 하부골조(10)와 콘크리트 슬래브(20)의 견고한 합성을 위해서, 상기 하부골조(10)의 상부판(11) 상면에는 스터드와 같은 전단연결재가 견고하게 구비되어 있어야 한다. In manufacturing the composite bottom plate 1 having the above configuration, it is very important to firmly combine the lower frame 10 and the concrete slab 20. In order to firmly synthesize the lower frame 10 and the concrete slab 20, the upper connection plate 11 of the lower frame 10 should be provided with a solid shear connector such as studs.

강재로 만들어진 스터드를 하부골조(10)의 상부판(11)에 나사결합하는 방안이 있으나, 이는 서로 이질적인 재질(강재/FRP)의 결합이어서 바람직하지 않고, 더 나아가서는 스터드의 나사결합을 위해서 하부골조(10)의 상부판(11)에 나사구멍을 형성하여야 하는 바, 그에 따른 추가 작업과 비용이 소요되는 단점이 있다. There is a method of screwing the stud made of steel to the upper plate 11 of the lower frame 10, but this is not preferable because it is a combination of different materials (steel / FRP), further down the screw for screwing the stud The screw holes must be formed in the upper plate 11 of the frame 10, which requires additional work and costs.

따라서 위와 같은 복합형 바닥판의 적용확대를 위해서는 FRP로 만들어진 하부골조에 사용하기에 적합하면서도 시공이 간편한 새로운 전단연결재의 개발이 시급히 요청되고 있는 실정이다. Therefore, in order to expand the application of the composite bottom plate as described above, it is urgently required to develop a new shear connector that is suitable for use in the lower frame made of FRP but is easy to construct.

본 발명은 위와 같은 새로 제안된 FRP 하부골조를 구비한 복합형 바닥판에 있어서, FRP 하부골조에 간편하고 견고한 방법으로 전단연결재를 설치하고자 하는 필요성에 부응하기 위하여 개발된 것으로서, 구체적으로는 FRP 하부골조와 동일한 재질로 이루어져 간편한 방법으로 FRP 하부골조에 부착될 수 있으면서도, 콘크리트 슬래브와의 견고한 합성작용을 이룰 수 있는 새로운 구성의 전단연결재를 구비한 F복합형 바닥판을 제공하는 것을 목적으로 한다.
The present invention was developed in order to meet the need to install the shear connector in a simple and robust method in the composite bottom plate with the newly proposed FRP lower frame, specifically, the FRP lower frame It is an object of the present invention to provide a F composite bottom plate made of the same material as the frame and attached to the lower frame of the FRP in a simple manner, but with a shear connector of a new configuration that can achieve a strong composite action with the concrete slab.

이러한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에서는 소정 높이로 이격되어 있는 상부판 및 하부판과, 상기 상부판 및 하부판의 사이에 형성되어 있는 격벽에 의하여 형성된 공동부가 종방향으로 나란하게 연속적으로 형성되어 있으며, 상기 공동부는 횡방향으로 길게 형성되어 튜브 형태를 이루게 되는 구조를 가지며 섬유강화 플라스틱으로 이루어진 하부골조, 및 그 상부의 콘크리트 슬래브로 이루어진 복합형 바닥판으로서, 상기 하부골조의 상면에는, 그 상부에 타설되는 콘크리트 슬래브와의 결합을 위하여, 전단연결재로서, 교축직각방향으로는 소정의 길이를 가지고 있으며, 평평한 수평부와, 상기 수평부로부터 소정 높이를 가지도록 일체로 돌출되어 있는 수직부로 이루어진 전단연결재가 접착제에 의하여 일체로 설치되는데, 상기 전단연결재는, 종방향으로 나란하게 섬유가 배치된 상태에서 수지에 함침되어 구성되는 상부층 및 하부층과, 종방향 및 횡방향 섬유가 격자형으로 배치되어 매트형상을 이루는 섬유매트가 수지에 함침되어 구성된 섬유매트층이 상기 상부층과 하부층 사이에 일체로 구비되어 있는 구조로 구성되는 것을 특징으로 하는, 하이브리드 섬유강화 플라스틱으로 이루어진 전단연결재를 구비한 복합형 바닥판이 제공된다. In order to achieve this object, in the present invention, the cavity formed by the upper plate and the lower plate spaced apart by a predetermined height, and the partition wall formed between the upper plate and the lower plate are continuously formed side by side in the longitudinal direction, The cavity is formed in a transverse direction to form a tube form a lower frame made of fiber-reinforced plastic, and a composite bottom plate consisting of a concrete slab on the upper, the upper surface of the lower frame, placed on top For coupling with the concrete slab, the shear connector, which is a shear connector, has a predetermined length in the crosswise perpendicular direction, and has a flat horizontal part and a shear connector comprising a vertical part protruding integrally to have a predetermined height from the horizontal part. It is integrally installed by an adhesive, the shear connector, The upper and lower layers formed by impregnating the resin in a state in which fibers are arranged side by side in the direction, and the fiber mat layer formed by impregnating the fibrous mat formed in the shape of a mat by the longitudinal and transverse fibers arranged in a lattice shape, the fiber mat layer Provided is a composite bottom plate having a shear connecting material made of a hybrid fiber reinforced plastic, characterized in that the structure is integrally provided between the upper layer and the lower layer.

본 발명에 있어서, 상기 전단연결재는 역 T자형상, ㄴ 자형상, 또는 ㄷ 자형 상의 단면을 가질 수 있다. In the present invention, the shear connecting member may have a cross section of an inverted T-shaped, b-shaped, or c-shaped.

상기한 본 발명에 있어서, 상기 전단연결재의 수직부에는, 하부골조 상부의 콘크리트 슬래브를 위한 콘크리트 타설시 콘크리트가 유동하도록 하는 복수개의 구멍이 형성되어 있는 것이 바람직하다. In the present invention described above, it is preferable that a plurality of holes are formed in the vertical portion of the shear connecting member to allow concrete to flow during concrete pouring for the concrete slab of the upper upper frame.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 구성과 작용효과에 대하여 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described the configuration and effect of the present invention.

도 1에는 본 발명에 따른 하이브리드 FRP 전단연결재(100)의 일 실시예를 구비한 바닥판의 사시도가 도시되어 있다. 도 2a에는 상기한 하이브리드 FRP 전단연결재(100)의 개략적인 사시도가 도시되어 있으며, 도 2b에는 도 2a에 도시된 하이브리드 FRP 전단연결재(100)의 분해 사시도가 도시되어 있다. 1 is a perspective view of a bottom plate with one embodiment of a hybrid FRP shear connector 100 according to the present invention. 2A is a schematic perspective view of the hybrid FRP shear connector 100 described above, and FIG. 2B is an exploded perspective view of the hybrid FRP shear connector 100 shown in FIG. 2A.

도면에 도시된 실시예에서, 상기 하이브리드 FRP 전단연결재(100)는 그 단면이 역 T자 형 단면을 가지며 종방향으로는 소정 길이를 가지는 형상을 가진다. 구체적으로, 하이브리드 FRP 전단연결재(100)는 평평한 수평부(101)와, 상기 수평부(101)의 중앙에 소정 높이를 가지며 일체로 돌출된 수직부(102)로 이루어진다. 상기 수직부(102)에는 다수개의 구멍(103)이 형성되는 것이 더욱 바람직한데, FRP 하부골조(10)의 상부에 콘크리트 슬래브(20)가 형성되고, 상기 하이브리드 FRP 전단연결재(100)가 상기 콘크리트 슬래브(20) 내에 매립될 때, 콘크리트가 상기 구멍(103)으로 유동한 상태로 양생된다. 따라서, 하이브리드 FRP 전단연결재(100)와 콘크리트 슬래브(20), 더 나아가서는 FRP 하부골조(10)와 콘크리트 슬래브(20) 간에 더욱 견고한 기계적 합성 및 전단연결을 이룰 수 있게 된다. In the embodiment shown in the figure, the hybrid FRP shear connector 100 has a shape having a cross-section inverted T-shaped cross section and a predetermined length in the longitudinal direction. Specifically, the hybrid FRP shear connector 100 is composed of a flat horizontal portion 101 and a vertical portion 102 having a predetermined height in the center of the horizontal portion 101 and integrally protruding. The vertical portion 102 is more preferably formed with a plurality of holes 103, the concrete slab 20 is formed on the upper portion of the FRP lower frame 10, the hybrid FRP shear connector 100 is the concrete When embedded in the slab 20, concrete is cured while flowing into the hole 103. Therefore, the hybrid FRP shear connector 100 and the concrete slab 20, and further it is possible to achieve a more robust mechanical synthesis and shear connection between the FRP lower frame 10 and the concrete slab 20.

도 2b를 통하여 상기한 하이브리드 FRP 전단연결재(100)의 구체적인 내부 구성을 확인할 수 있다. 상기 하이브리드 FRP는, 수지 내에 단순히 종방향의 섬유만이 나란하게 배치되어 있는 종래의 FRP와는 달리, 종방향 및 횡방향 섬유가 격자형으로 배치되어 매트형상을 이루는 섬유매트가 수지 내에 더 포함되어 있는 구조를 가진다. Through 2b it can be seen a specific internal configuration of the hybrid FRP shear connector (100). Unlike the conventional FRP, in which only longitudinal fibers are arranged side by side in the resin, the hybrid FRP further includes a fiber mat in which the longitudinal and transverse fibers are arranged in a lattice to form a mat. Has a structure.

구체적으로 상기한 하이브리드 FRP 전단연결재(100)는 종방향으로 나란하게 섬유(112)가 배치된 상태에서 수지(113)에 함침되어 구성되는 상부층(114) 및 하부층(115)과, 종방향 및 횡방향 섬유가 격자형으로 배치되어 매트형상을 이루는 섬유매트가(116)가 수지(113)에 함침되어 구성된 섬유매트층(117)이 상기 상부층(114)과 하부층(115) 사이에 일체로 구비되어 있는 구조를 가진다. 도 2b에서는 편의상 종방향 섬유(112)와 섬유매트(116)가 잘 보이도록 수지(113)를 점선으로 도시하였다. Specifically, the hybrid FRP shear connector 100 has an upper layer 114 and a lower layer 115 formed by being impregnated in the resin 113 in a state in which fibers 112 are arranged side by side in the longitudinal direction, and in the longitudinal and transverse directions. A fibrous mat layer 117 formed by impregnating the resin 113 with the fibrous mat 116 formed in a lattice form and having a lattice shape is integrally provided between the upper layer 114 and the lower layer 115. Has a structure. In FIG. 2B, the resin 113 is illustrated in dashed lines so that the longitudinal fibers 112 and the fiber mat 116 are easily seen.

상기 상부층(114), 하부층(115) 및 섬유매트층(117)은 단지 설명을 위하여 구분한 것일 뿐이며, 이들 각각의 층이 별도로 형성된 후에 부착되는 것은 아니다. 하이브리드 FRP 전단연결재(100)의 제조과정에서 종방향 섬유(112) 및 섬유매트(116)가 동시에 액상의 수지(113)에 함침되므로써 각각의 층이 일체를 이루도록 형성되는 것이다. The upper layer 114, the lower layer 115 and the fibrous mat layer 117 are merely for the purpose of explanation and are not attached after their respective layers are formed separately. In the manufacturing process of the hybrid FRP shear connector 100, the longitudinal fibers 112 and the fiber mat 116 are impregnated in the liquid resin 113 at the same time is formed so that each layer is integral.

상기 상부층(114)과 하부층(115)에 종방향으로 배치되는 종방향 섬유(112)는 하이브리드 FRP 전단연결재(100)의 종방향 즉, 길이 방향으로 나란하게 배치되는데 비하여, 섬유매트(116)는 이미 섬유들이 종방향 및 횡방향으로 격자형상을 이루도 록 배치된 매트형상으로 이루어져 있으므로, 상기 하이브리드 FRP 전단연결재(100)에는 횡방향으로도 보강용 섬유가 배치되는 것이 된다. 상기 섬유매트(116)를 이루는 섬유로서는 다양한 섬유가 사용될 수 있는데, 대표적인 것으로는 유리섬유, 탄소섬유 등을 예로 들 수 있다. 또한, 상기 상부층(114) 및 하부층(115)에 배치되는 종방향 섬유(112)로서도 다양한 섬유가 사용될 수 있는데, 대표적인 것으로는 탄소섬유, 아라미드섬유 등을 예로 들 수 있다. The longitudinal fibers 112 disposed in the longitudinal direction in the upper layer 114 and the lower layer 115 are arranged side by side in the longitudinal direction, that is, the longitudinal direction of the hybrid FRP shear connector 100, the fiber mat 116 is Since the fibers are already formed in a mat shape arranged to form a lattice shape in the longitudinal and transverse directions, the reinforcing fibers are also arranged in the lateral direction in the hybrid FRP shear connector 100. Various fibers may be used as the fibers constituting the fiber mat 116, and glass fibers, carbon fibers, and the like may be used as representative ones. In addition, various fibers may also be used as the longitudinal fibers 112 disposed on the upper layer 114 and the lower layer 115, and representative examples thereof include carbon fibers and aramid fibers.

위와 같은 구성을 가지는 하이브리드 FRP 전단연결재(100)는 횡방향으로도 섬유매트(116)의 횡방향 섬유가 존재하게 되므로, 횡방향으로도 섬유에 의한 보강이 이루어지고 그에 따라 전체 섬유에 고르게 응력이 분포하기 때문에, 전단연결재의 횡방향으로 직접적인 인장력이나 또는 휨에 의한 인장력이 작용하더라도 보강부재가 이에 대한 강성을 갖게 되어, 종래의 FRP처럼 종방향으로 길게 균열이 생겨 급격히 쪼개지는 현상이 발생하지 않게 되는 효과를 발휘하게 된다. 따라서, 콘크리트 슬래브(20)와 하부골조(10) 사이의 전단에도 저항할 수 있게 되는 것이다. Since the hybrid FRP shear connector 100 having the above configuration has the transverse fibers of the fiber mat 116 in the transverse direction, the fiber is reinforced in the transverse direction and thus stress is uniformly applied to the entire fiber. Because of the distribution, even if a direct tensile force in the transverse direction of the shear connector or a tensile force due to bending is applied, the reinforcing member has rigidity against it, so that a crack does not occur rapidly due to long cracks in the longitudinal direction as in conventional FRP. Will be effective. Therefore, the shear between the concrete slab 20 and the lower frame 10 will be able to resist.

종래의 FRP로는 도 2a와 같이 역 T자형 전단연결재를 만들 수가 없다. 종래의 FRP의 경우에는 그 내부에 포함된 섬유가 종방향으로만 나란하게 배치되어 있을 뿐이며, 횡방향으로는 단지 수지에 의한 구속력만을 가지고 있어 횡방향으로는 매우 약한 인장강도를 갖게 된다. 왜냐하면, 횡방향으로의 구속력은 단지 수지에만 의하여 발현되는 것인데, 수지는 취성 파괴를 일으키는 재질로서 인장력에는 매우 취약하기 때문이다. 따라서 이러한 FRP는 횡방향으로 약한 인장력 또는 휨응력만 작용하더라도 종방향으로 길게 균열이 발생하여, 쉽게 쪼개지는 현상이 발생한다. Conventional FRP can not make the inverted T-shaped shear connector as shown in Figure 2a. In the conventional FRP, the fibers contained therein are arranged side by side only in the longitudinal direction, and have only a binding force by the resin in the transverse direction and thus have a very weak tensile strength in the transverse direction. This is because the restraining force in the transverse direction is expressed only by the resin, because the resin is a material that causes brittle fracture and is very vulnerable to tensile force. Therefore, the FRP is cracked easily in the longitudinal direction even if only a weak tensile or bending stress in the transverse direction, it is easily broken.

그러므로 종래의 FRP로 위와 같은 역 T자형을 만드는 경우, 콘크리트 슬래브와 하부골조 사이에 발생하는 전단력 등에 의하여 수직부에 종방향 균열이 발생하여 수직부가 쉽게 쪼개져 수평부와 분리될 수 있으므로, 따라서 종래의 FRP로는 위와 같은 전단연결재를 만들 수 없다. Therefore, when the inverted T-shape is made of the conventional FRP as described above, longitudinal cracking occurs in the vertical part due to shear force generated between the concrete slab and the lower frame, so that the vertical part can be easily split and separated from the horizontal part. FRP cannot produce such shear connectors.

그에 비하여 위와 같은 하이브리드 FRP는 횡방향으로도 보강이 되어 있으므로, 위와 같은 문제가 발생하지 않고, 역 T자형 전단연결재(1)를 이룰 수 있는 것이다. On the contrary, the hybrid FRP as described above is reinforced in the lateral direction, so that the above problems do not occur and the reverse T-shaped shear connector 1 can be achieved.

위와 같은 구성을 가지는 본 발명의 역 T자형 하이브리드 FRP 전단연결재(100)는 그 수평부(101)를 에폭시 등과 같은 접착제에 의하여 매우 간편한 방법으로 FRP 하부골조(10)에 부착하여 설치할 수 있다. Inverted T-shaped hybrid FRP shear connector 100 of the present invention having the configuration as described above can be installed by attaching the horizontal portion 101 to the FRP lower frame 10 by a very simple method by an adhesive such as epoxy.

한편, 상기 하이브리드 FRP 전단연결재(100)는 그 단면형상이 ㄴ자 형상, ㄷ자 형상이 되도록 제작할 수 있는데, 도 3a 및 도 3b에는 ㄴ자 형상 단면을 가지는 하이브리드 FRP 전단연결재(100)의 개략적인 사시도와 분해 사시도가 각각 도시되어 있으며, 도 4a 및 도 4b에는 ㄷ자 형상 단면을 가지는 하이브리드 FRP 전단연결재(100)의 개략적인 사시도와 분해 사시도가 각각 도시되어 있다. On the other hand, the hybrid FRP shear connector 100 can be manufactured so that its cross-sectional shape is N-shaped, C-shaped, Figure 3a and 3b is a schematic perspective view and decomposition of the hybrid FRP shear connector 100 having a N-shaped cross section A perspective view is shown, respectively, and FIGS. 4A and 4B show schematic and exploded perspective views of the hybrid FRP shear connector 100 having a U-shaped cross section, respectively.

앞서 역 T자형 하이브리드 FRP 전단연결재(100)와 마찬가지로, 상기 도 3a, 도 3b, 도 4a 및 도 4b에 도시된 실시예의 경우도, 상부층(114), 하부층(115), 그리고, 그 사이에 일체로 형성되는 섬유매트층(117)으로 구성되어 있다. 상기 상부층(114), 하부층(115), 섬유매트층(117)의 구체적인 구성, 그리고 이들 층들이 일체를 이루고 있는 구성 등은 앞서 도 2a의 실시예와 동일하므로, 이에 대한 반복 설명은 생략한다. Similar to the inverted T-shaped hybrid FRP shear connector 100, the embodiment shown in FIGS. 3A, 3B, 4A, and 4B also includes an upper layer 114, a lower layer 115, and integrally therebetween. It is composed of a fiber mat layer 117 formed. The detailed configuration of the upper layer 114, the lower layer 115, the fibrous mat layer 117, and the configuration of these layers are the same as in the embodiment of FIG. 2A, and thus a repeated description thereof will be omitted.

또한, 상기 도 3a, 도 3b, 도 4a 및 도 4b에 도시된 실시예의 경우도 도 2a의 실시예와 마찬가지로, FRP 하부골조의 상면에 수직한 부분에는 콘크리트가 통과할 수 있는 다수개의 구멍(103)이 형성되어 있으며, 수평한 부분이 에폭시 등의 접착제에 의하여 FRP 하부골조의 상면에 일체로 부착되어 전단연결재로서 기능하게 된다. 3A, 3B, 4A, and 4B, similar to the embodiment of FIG. 2A, a plurality of holes 103 through which concrete may pass through a portion perpendicular to the upper surface of the lower frame of the FRP may be used. ) Is formed, the horizontal portion is integrally attached to the upper surface of the FRP lower frame by an adhesive such as epoxy to function as a shear connector.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에서는, 종방향 및 횡방향 섬유가 격자형으로 배치되어 매트형상을 이루는 섬유매트가 수지에 함침되어 구성된 섬유매트층을 가지는 하이브리드 FRP로 전단연결재를 구성하게 되므로, 전단연결재로서의 기능을 충분히 발휘하면서도, 하이브리드 FRP가 가지는 재질 특성을 활용할 수 있는 효과가 발휘된다. As described above, in the present invention, since the longitudinal and transverse fibers are arranged in a lattice shape, the shear connector is composed of a hybrid FRP having a fibrous mat layer formed by impregnating a fibrous mat having a mat shape. While fully functioning as a connecting material, the effect of utilizing the material properties of hybrid FRP is exhibited.

즉, 전단연결재를 경량화를 가져오게 되므로, 하부골조의 자중을 증가시키지 아니하며, 전단연결재가 하부골조와 동일한 재질로 이루어지고 접착제에 의하여 부착할 수 있으므로, 전단연결재의 설치가 용이하고 간편하게 된다. 따라서, 시공비용 및 시공기간에 있어서 상당한 잇점을 가지게 된다. That is, since the shear connector brings light weight, it does not increase the weight of the lower frame, and the shear connector is made of the same material as the lower frame and can be attached by an adhesive, so that the installation of the shear connector is easy and simple. Therefore, there is a significant advantage in construction cost and construction period.

따라서, FRP 하부골조의 활용도를 더욱 높일 수 있게 된다. Therefore, it is possible to further increase the utilization of the FRP lower frame.

이상에서는 본 발명의 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 설명된 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 기술적 사상 및 특허청구범위 내에서 자유로 운 변형과 개선이 이루어질 수 있다.Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the described embodiments, and modifications and improvements can be made freely within the spirit and claims of the present invention.

Claims

It consists of a lower frame 10 made of fiber-reinforced plastic and a concrete slab 20 formed thereon, wherein the lower frame 10 has a top plate 11 and a lower plate 12 spaced apart by a predetermined height. The cavity part 14 provided by the partition 13 which is provided between the upper plate 11 and the lower plate 12 is continuously formed side by side in the longitudinal direction, and the said cavity part 14 is transverse In the composite bottom plate having a structure that is formed long in the direction to form a tube,

In order to couple the lower frame 10 and the concrete slab 20, the upper surface of the lower frame 10, has a predetermined length in the direction perpendicular to the throttle, the flat horizontal portion 101 and the horizontal portion Shear connecting member 100 consisting of a vertical portion 102 protruding integrally to have a predetermined height in the center of the 101 is integrally installed by the adhesive,

The shear connector 100, the upper layer 114 and the lower layer 115 and impregnated in the resin (3) in the state in which the fibers 2 are arranged side by side in the longitudinal direction, the longitudinal and transverse fibers grating The fiber mat layer 117 formed by impregnating the resin 113 with the fiber mat 116 arranged in the shape of a mat is formed in a structure that is integrally provided between the upper layer 114 and the lower layer 115. A composite bottom plate having a shear connector made of a hybrid fiber reinforced plastic, characterized in that.

The method of claim 1,

The shear connector 100 is a composite bottom plate, characterized in that having an inverted T-shaped cross section.

The method of claim 1,

The shear connector 100 is a composite bottom plate, characterized in that it has a b-shaped cross section.

The method of claim 1,

The shear connector 100 is a composite bottom plate, characterized in that it has a c-shaped cross section.

The method according to any one of claims 1 to 4,

In the vertical portion 102 of the shear connecting material 100, a plurality of holes 103 is formed so that the concrete flows when placing concrete for the concrete slab 20 of the upper upper frame 10 is formed Composite bottom plate.