KR20100133668A - Partially embedded composite slab - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 콘크리트와 강으로 이루어진 합성 바닥판에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 상부강판과, 콘크리트와, 파형의 하부강판과, 인장저항부재와, 전단연결재를 구비하여 전단파괴에 대한 저항성능을 증가시키고, 바닥판의 휨강도를 증가시키며 부재의 자중감소효과를 얻을 수 있는 부분 매입형 합성바닥판에 관한 것이다. The present invention relates to a composite bottom plate made of concrete and steel, and more particularly, having an upper steel plate, concrete, a corrugated lower steel plate, a tensile resistance member, and a shear connection member to increase resistance to shear failure. The present invention relates to a partially embedded composite bottom plate which can increase the flexural strength of the bottom plate and achieve the effect of reducing the weight of the member.
일반적으로, 교량용 바닥판은 철근콘크리트 바닥판(Reinforced Concrete Slab)으로 시공되고 있는데, 이러한 종래의 철근콘크리트 바닥판은 자중이 크고, 강성이 낮아 바닥판의 내하성능 및 내구성이 떨어지게 됨으로써, 바닥판 보수, 보강작업에 많은 인력과 비용이 소요되는 실정이었다. 또한 동바리 등 지지부재와 거푸집을 설치하고 콘크리트를 타설하여 시공되므로 공사비가 증대된다고 하는 문제점이 있었다. In general, bridge decks are constructed of reinforced concrete slabs, but such conventional reinforced concrete slabs have a high self-weight and low rigidity, which lowers the load capacity and durability of the deck. Repair and reinforcement work required a lot of manpower and cost. In addition, there is a problem in that the construction cost is increased because the installation by supporting members and formwork, such as copper bar and cast concrete.
또한, 최근에는 교량구조물의 장경간화에 따라 바닥판의 자중 감소가 큰 이슈로 대두되고 있는 실정이다. In addition, recently, the reduction of the weight of the bottom plate is a big issue due to the long span of the bridge structure.
이러한 철근콘크리트 바닥판의 문제점을 해결하기 위하여, 강재 플레이트와 콘크리트로 이루어진 합성바닥판이 제안되고 있다. 합성바닥판은 강재 플레이트로 제작된 하부판 상부에 소정의 두께를 가지도록 콘크리트를 타설하고 하부판과 콘크리트를 합성된 상태로 제작하여, 공용하중 및 자중에 의하여 발생하는 인장응력은 하부판이 부담하게 하고, 압축응력은 콘크리트가 부담하도록 하는 구조이다. In order to solve the problem of the reinforced concrete deck, a composite deck consisting of a steel plate and concrete has been proposed. Synthetic bottom plate is to cast concrete to have a predetermined thickness on the lower plate made of steel plate and to produce the lower plate and concrete in a combined state, the tensile stress caused by the common load and self-weight to bear the lower plate, Compressive stress is a structure that makes the concrete bear.
이러한 합성 바닥판은 기존의 철근콘크리트 바닥판에 비해 강도 및 강성의 감소 없이 자중을 감소시킬 수 있어 주목을 많이 받고 있다. 합성 바닥판은 주로 인장저항 부재를 거푸집으로 사용하며, 이는 공정의 간편화 및 공사기간의 단축으로부터 경제적인 효과를 얻을 수 있다. Such a synthetic deck has been attracting much attention because it can reduce its own weight without a reduction in strength and rigidity compared to conventional reinforced concrete deck. Composite decking mainly uses tensile resistance members as formwork, which can be economically benefited from the simplification of the process and the shortening of the construction period.
그러나, 상술한 종래의 합성바닥판은 교량을 이용하는 차량 등의 집중하중에 의해 발생하는 균열의 진전 및 균열폭을 억제할 수 없기 때문에 구조물에 있어서 반드시 피해야 할 파괴형태인 펀칭전단파괴를 피하기 어렵다고 하는 문제점이 있었다. However, the above-described conventional composite deck has a problem that it is difficult to avoid the punching shear failure, which is a type of failure that must be avoided in the structure, because the crack propagation and the crack width caused by the concentrated load of a vehicle using a bridge cannot be suppressed. There was this.
도 1은 종래의 합성바닥판을 나타내는 도면이다. 도 1에 나타낸 종래의 합성 바닥판은 주형(101)에 의하여 지지되는 하부판(102) 상부에 구멍이 형성된 I 형강(103)을 횡방향으로 소정의 간격을 가지도록 설치하고, 상기 구멍을 관통하도록 하부배력근(104)을 설치함과 더불어 바닥판 상부에 상부배력철근(105)을 설치한 뒤, 콘크리트(106)를 타설 및 양생시켜 완성된다. 1 is a view showing a conventional composite bottom plate. The conventional composite bottom plate shown in FIG. 1 is provided with an I-
그러나, 종래의 합성바닥판은 하중의 고른 분포를 위하여 하부배력근의 설치 가 필요하며, 이러한 하부배력근의 설치를 위해서는 형강에 천공 및 용접을 할 필요가 있기 때문에 용접량의 증가와 이로 인해 구조가 복잡해지고 공사기간 및 공사비가 증가한다고 하는 문제점이 있었다. However, the conventional composite bottom plate requires the installation of the lower back muscle for even distribution of the load, and for the installation of the lower back muscle, it is necessary to drill and weld on the section steel. Has become a problem that the complexity and construction period and construction costs increase.
또한, 상술한 종래의 합성바닥판은 하부판의 상부에 압축철근 및 배력철근을 설치하여야 하기 때문에 작업공수가 많고 공사비가 증가한다고 하는 문제점이 있었다. In addition, the above-described conventional composite floor plate has a problem that the work cost and the construction cost increases because the compression reinforcement and the reinforcement reinforcing bar should be installed on the upper part of the lower plate.
또한, 종래의 합성바닥판에 있어서, 역 T형강의 중공복부와 콘크리트가 합성되는 위치는 일반적으로 중립축이다. 그러나, 하중의 증가로 인한 하부강재의 변형률의 증가는 중립축의 상승을 가져오며, 추가적인 인장응력의 발생으로 전단파괴가 발생할 가능성이 다분히 존재한다. 특히, 최근 고강도 강재에 대한 연구가 활발히 진행되고 있고 이러한 고강도 강재의 사용은 더 큰 변형률의 발생을 일으키기 때문에, 종래의 합성바닥판에 있어서 역T형강의 중공복부와 콘크리트가 합성되는 위치에서의 취성적인 파괴를 가져올 수 있다고 하는 문제점이 있었다. Moreover, in the conventional composite floorboard, the position where the hollow abdomen of the inverse T-shaped steel and concrete are synthesize | combined is generally a neutral axis. However, an increase in the strain of the lower steel due to the increase in load causes an increase in the neutral axis, and there is a great possibility of shear failure due to the generation of additional tensile stress. In particular, research on high-strength steels has been actively conducted in recent years, and the use of such high-strength steels causes more strains, so that the brittleness at the position where the hollow abbreviation of the inverted T-shaped steel and the concrete are synthesized in the conventional composite slab. There was a problem that could bring about destruction.
본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하고자 하는 것으로서, 본 발명의 목적은 바닥판의 전단저항력을 증가시켜 펀칭전단파괴를 억제하고, 균열의 진전 및 균열폭의 증가를 억제해 큰 처짐에 의한 취성적인 파괴를 방지할 수 있는 부분매입형 합성바닥판을 제공하는 것을 그 목적으로 한다. The present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, the object of the present invention is to increase the shear resistance of the bottom plate to suppress the punching shear failure, to suppress the growth of cracks and the increase in crack width brittleness due to large deflection It is an object of the present invention to provide a partially embedded composite bottom plate which can prevent breakage.
또한, 본 발명의 다른 목적은 하부배력 바(Distribution bar)를 설치하지 않고도 하중을 고르게 분배할 수 있고 압축철근을 필요로 하지 않는 부분매입형 합성바닥판을 제공하는 것이다. In addition, another object of the present invention is to provide a partially embedded composite floor plate that can distribute the load evenly without installing a distribution bar, and does not require compressed steel.
본 발명의 또 다른 목적은 하중의 증가에 따른 하부강판의 변형률 증가로 인하여 중립축이 상승하고, 특히 고강도 강재를 사용하더라도 역T형강의 중공복부와 콘크리트의 접합부분에서의 취성적인 파괴가 발생할 위험을 방지할 수 있는 부분매입형 합성바닥판을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is that the neutral axis is increased due to the increase in the strain of the lower steel plate with the increase of the load, and in particular, even if a high-strength steel is used, there is a risk of brittle fracture at the joint portion of the hollow cover of the inverted T-beam and the concrete. It is to provide a partially embedded composite bottom plate that can be prevented.
상술한 목적을 해결하기 위하여, 본 발명에 의한 부분매입형 합성바닥판은, 주형에 의해 지지되며 상단부에 체결홀이 형성된 인장저항부재와, 상기 인장저항부재의 상단부가 삽입되어 고정되며 하부측으로 오목홈이 형성된 파형 형상으로 이루어진 하부강판과, 상기 하부강판의 상부측에 설치되는 상부 플레이트와, 상기 하부강판과 상기 상부 플레이트의 사이에 타설되는 콘크리트와, 상기 상부 플레이트의 저면에 부착되고 상기 콘크리트에 매설되는 전단연결재를 구비하는 것을 특징으로 한다. In order to solve the above object, the partially embedded composite bottom plate according to the present invention is supported by a mold, the tensile resistance member having a fastening hole formed in the upper end, and the upper end of the tensile resistance member is inserted and fixed and concave to the lower side A lower steel plate having a corrugated shape having a groove formed therein, an upper plate installed on an upper side of the lower steel plate, concrete placed between the lower steel plate and the upper plate, and attached to a bottom surface of the upper plate and attached to the concrete. It is characterized by having a shear connection material embedded.
여기서, 상기 인장저항부재는 역T형상의 강재로 이루어지는 것을 특징으로 한다. Here, the tensile resistance member is characterized in that the steel made of inverse T shape.
또한, 상기 상부 플레이트는 상부에 작용하는 차량의 하중을 2방향으로 분배하는 재질로 이루어지는 것을 특징으로 한다. In addition, the upper plate is characterized in that made of a material for distributing the load of the vehicle acting on the top in two directions.
또한, 상기 전단연결재는 J자 형상으로 형성되며 상기 인장저항부재의 상기 체결홀에 체결되는 후크로 이루어진 제 1 전단연결재와, 두부가 설치된 스터드로 이루어진 제 2 전단연결재로 구성되는 것을 특징으로 한다. In addition, the shear connector is formed in a J-shape, characterized in that consisting of a first shear connector made of a hook which is fastened to the fastening hole of the tensile resistance member, and a second shear connector made of a stud installed head.
상기 제 1 전단연결재 및 상기 제 2 전단연결재는, 상기 상부 플레이트의 상부에 작용하는 차량의 하중에 의한 전단응력구간 내에 하나 이상 배치되는 것을 특징으로 한다. The first shear connector and the second shear connector is characterized in that at least one arranged within the shear stress section by the load of the vehicle acting on the upper portion of the upper plate.
또한, 상기 제 1 전단연결재와 상기 인장저항부재의 체결은 상기 하부강판의 오목한 홈 내에서 이루어지는 것을 특징으로 한다. In addition, the fastening of the first shear connector and the tensile resistance member is characterized in that made in the concave groove of the lower steel plate.
또한, 상기 인장저항부재의 상단부와 상기 콘크리트의 사이에는 보크사이트를 함유한 에폭시 부착재가 더욱 형성되는 것을 특징으로 한다. In addition, the epoxy adhesion material containing the bauxite is further formed between the upper end of the tensile resistance member and the concrete.
또한, 상기 콘크리트는 자기충전 콘크리트인 것을 특징으로 한다. In addition, the concrete is characterized in that the self-filling concrete.
상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명의 합성바닥판에 의하면, 역T형강의 인장저항부재와 파형 형상의 하부강판의 구성에 의해, 인장부의 콘크리트를 제거시켜 바닥판 자중의 경량화를 가능하게 할 수 있고, 이에 따라 교량의 상하부 구조의 단면 감소와 부재량의 감소효과를 주며 장지간에 적합한 합성 바닥판을 제공할 수 있다. 또한, 고강도 파형 하부 강판의 구성으로 인해, 하중의 증가로 인한 중공복부와 콘크리트사이의 전단파괴발생을 억제시키며, 펀칭전단파괴 발생시 하부 역T형강과의 용접으로부터 전단저항력을 증가시킬 수 있다. According to the composite bottom plate of the present invention having the above-described configuration, the structure of the tensile resistance member of the inverse T-shaped steel and the lower steel plate of the corrugated shape can remove the concrete of the tension portion, thereby making it possible to reduce the weight of the bottom plate own weight. Accordingly, it is possible to provide a composite bottom plate suitable for long and long spans, which has an effect of reducing the cross-section of the upper and lower structures of the bridge and reducing the amount of members. In addition, due to the configuration of the high strength corrugated lower steel sheet, it is possible to suppress the occurrence of shear fracture between the hollow abdomen and the concrete due to the increase in load, and to increase the shear resistance from welding with the lower reverse T-shaped steel when the punching shear failure occurs.
또한, 2방향으로 하중분배가 가능한 상부 플레이트를 설치함으로써, 하중분배효과를 극대화시켜 펀칭전단파괴에 대한 저항성능을 증가시킬 수 있고, 상부 플레이트를 콘크리트의 상부에 설치하여 바닥판의 휨강도를 증가시킬 수 있으며, 하부배력바를 설치하지 않고도 하중을 고르게 분배할 수 있고 압축철근을 필요로 하지 않는 이점이 있다. In addition, by installing an upper plate capable of distributing load in two directions, the load distribution effect can be maximized to increase the resistance to punching shear failure, and the upper plate can be installed on top of concrete to increase the bending strength of the bottom plate. It is possible to distribute the load evenly without installing the lower power bar and there is an advantage that does not require the compression rebar.
또한, 상부 플레이트 및 콘크리트, 인장저항부재의 합성을 위해서 사용되는 전단연결재는 전단 스트럽 역할을 수행하며, 균열 진전 및 균열폭의 증가를 억제해 구조물의 큰 처짐으로 인한 취성적인 파괴를 방지할 수 있고, 보크사이트를 사용한 에폭시 부착재 또한 마찰력의 증가로 중공복부와 콘크리트사이의 전단파괴발생을 억제시킬 수 있는 이점이 있다. In addition, the shear connector used for the synthesis of the upper plate, concrete, and tensile resistance member plays a role of shear stirrup, and prevents brittle fracture due to large deflection of the structure by suppressing crack propagation and increase in crack width. In addition, epoxy adhesives using bauxite also have the advantage of suppressing the shear failure between the hollow abdomen and concrete due to the increase of frictional force.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 부분매입형 합성바닥판을 실시예로써 상세하게 설명한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the partially embedded composite bottom plate according to the present invention.
도 2 및 도 3은 본 발명에 의한 부분매입형 합성바닥판을 나타내는 도면, 도 4 및 도 6은 본 발명에 의한 부분매입형 합성바닥판의 단면도이다. 2 and 3 are views illustrating a partially embedded composite bottom plate according to the present invention, and FIGS . 4 and 6 are cross- sectional views of the partially embedded composite bottom plate according to the present invention.
도 2 내지 도 6에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 의한 부분매입형 합성바닥판(1)은, 하부강판(10)과, 인장저항부재(20)와, 콘크리트층(40)과, 상부 플레이트(60)와, 전단연결재(30, 31)로 구성된다. 2 to 6, the partially embedded
상기 인장저항부재(20)는 주형(2)에 의해 지지된다. 본 실시예에 있어서, 상기 주형(2)은 I형강을 예로 하였으나, 반드시 이에 한정되지 않고 강재 박스 등을 사용할 수도 있다. The
상기 인장저항부재(20)는, I자 형상의 강재로 구성될 수도 있으나, 본 실시예에 있어서는 T자 형상의 형강을 뒤집어서 배치한 역T형강으로 구성되어 있다. The
상기 인장저항부재(20)의 상단부, 즉 상기 역T형강의 복부에는 상기 인장저항부재(20)의 길이방향을 따라서 체결홀(21)이 복수개 형성된다. 상기 인장저항부재(20)의 체결홀(21)이 형성된 상단부는, 콘크리트층과 인장저항부재의 합성거동을 위하여 후술하는 하부강판(20) 및 콘크리트층(40)에 매설된다. A plurality of fastening
한편, 상기 인장저항부재(20)의 상부 및 상기 콘크리트층(40)의 하부에는 하부강판(10)이 설치된다. 상기 하부강판(10)은 하부측, 즉 상기 주형(2)측을 향하여 절곡된 오목홈(10a)이 형성되어, 전체적으로 파형의 형상을 이루도록 구성되어 있다. 상기 하부강판(10)은 오목홈(10a)이 형성된 파형의 강판을 상기 오목홈(10a)에서 절단한 복수개의 유니트로 구성하고, 인접한 유니트의 상기 오목 홈(10a) 부분에서 상기 인장저항부재(20)의 상단부를 삽입하고 용접 등의 수단에 의해 상기 인장저항부재(20)에 고정하여, 상기 인장저항부재(20)와 상기 하부강판(10)이 오목홈측에서 고정되도록 구성한다. On the other hand, the
상술한 바와 같이, 상기 하부강판(10)은 구조부재 역할의 수행과 함께 영구거푸집으로도 사용되어, 프리캐스트 제작 및 현장타설로 제작할 경우에도 거푸집의 설치, 탈형이 불필요해 작업을 간단화시킬 수 있으므로, 종래의 철근콘크리트 바닥판에서 소요되는 거더사이에 동바리 및 거푸집설치로 인한 작업량과 공사기간을 단축시키고 공사비를 절감할 수 있다. As described above, the
또한, 오목홈이 형성된 파형 형상의 상기 하부강판(10)의 구성으로 인해, 강과 콘크리트 접합부의 면적이 증가하며, 추후 하중의 증가시 역T형강 플랜지부분의 변형률증가로 인한 중립축 상승으로부터 발생하는 전단부의 취성적인 파괴를 방지할 수 있다. In addition, due to the configuration of the
즉, 교량 상부에서의 차량에 의해 하중이 계속 증가함에 따라 하부 역T형강의 변형률 또한 증가하게 되며 이는 중립축의 상승을 나타낸다. 특히 고강도 강재는 기존의 일반강도 강재에 비해서 강도는 더 크지만 탄성계수는 일정하여 더 큰 처짐을 가져오게 되며, 이는 각 부재의 성능을 다 발휘하기 전에 부분매입형 합성바닥판 역 T형강의 중공복부와 콘크리트의 접합부분에서의 취성적인 파괴가 발생할 가능성을 크게 한다. 본 발명에 있어서는, 도 5 및 도 6에 나타낸 바와 같이, 파형 형상의 상기 하부강판(10)의 구성에 의해, 콘크리트층(40)과 역T형강의 상기 인장저항부재(20)의 중공복부와의 접촉면적을 증가시켰으며, 후술하는 부착재의 사용 으로 중공부에 있는 콘크리트만이 전단력에 저항하는 것이 아니라 중공복부와 콘크리트면의 마찰력 또한 전단에 저항하게 되어 취성파괴를 방지할 수 있다. 또한, 인장부의 콘크리트를 제거시켜 바닥판 자중의 경량화를 가능하게 할 수 있고, 이에 따라 교량의 상하부 구조의 단면 감소와 부재량의 감소효과를 주며 장지간에 적합한 합성 바닥판을 제공할 수 있다. In other words, as the load continues to increase by the vehicle in the upper portion of the bridge, the strain of the lower reverse T-beam also increases, indicating an increase in the neutral axis. In particular, high-strength steels have a higher strength than conventional general strength steels, but have a constant elastic modulus, resulting in a larger deflection. Increase the likelihood of brittle fracture at the joint between the abdomen and the concrete. In the present invention, as shown in Figures 5 and 6, by the configuration of the
또한, 도 4 및 도 5의 점선으로 나타낸 바와 같이, 파형 형상의 하부강판의 구성으로 차륜하중에 의한 전단응력영역에 인장저항부재인 역T형강의 복부가 포함되어 철근콘콘크리트 바닥판의 인장철근의 구속력과 같은 역할을 수행할 수 있다. In addition, as shown by the dotted lines of Figs. 4 and 5, the structure of the lower steel plate of the corrugated shape includes the abdominal portion of the inverse T-shaped steel, which is a tensile resistance member, in the shear stress area due to the wheel load, It can act as a binding force.
상기 하부강판(10)의 상부측에는 상부 플레이트(60)가 배치된다. The
상기 상부 플레이트(60)는 상기 상부 플레이트의 상부에 작용하는 차량의 하중을 2방향으로 분배하는 재질로 구성되는 것이 바람직하고, 본 실시예에서 상기 상부 플레이트(60)는 강판으로 구성된다. 상기 상부강판(60)의 상부에는 종래의 교량 바닥판에서와 마찬가지로 아스팔트 포장층(도시하지 않음)이 설치된다. The
상기 상부 플레이트(60)에 의하여, 차량의 집중하중을 전체 바닥판에 골고루 분배시킴으로써 하중 분배효과를 극대화할 수 있고, 이에 따라 종래의 철근콘크리트 바닥판 및 부분매입형 합성바닥판이 나타내는 펀칭전단파괴를 억제할 수 있다.By the
또한, 상기 상부 플레이트는 압축철근 및 배력철근의 기능을 할 수 있기 때문에, 압축 및 배력철근 배근이 불필요 할 뿐만 아니라, 공장에서 미리 제작하여 현장에서는 설치만 하면 되므로, 압축철근 및 배력철근의 배근작업을 생략할 수 있으므로 작업공수를 절감하여 공사비를 절감할 수 있다. In addition, since the upper plate can function as compressive reinforcement and reinforcement reinforcement, not only compression and reinforcement reinforcement are necessary, but also need to be manufactured in advance in the factory and installed in the field, reinforcement work of compression reinforcement and reinforcement reinforcement Since it can be omitted, the labor cost can be reduced by reducing the labor.
최근 국내에도 대형지진의 발생시 안정성의 확보와 관련한 관심이 상당히 증가하고 있으며, 그 일환으로 지진발생시 상부구조의 경량화로부터 최소의 보강으로 지진에 대한 안정성을 확보할 수 있다는 장점이 있다.Recently, interest in securing stability in the event of a large earthquake has increased considerably in Korea, and as part of it, there is an advantage in that it is possible to secure stability against earthquakes with minimum reinforcement from lightening of the superstructure during an earthquake.
상기 하부강판(10)과 상기 상부 플레이트(60)의 사이에는 콘크리트가 타설되어 콘크리트층(40)을 형성한다. 상기 상부 플레이트(60)의 설치에 의해 콘크리트의 타설작업의 작업성을 고려하여, 상기 하부강판과 상기 상부플레이트 사이에 밀실하게 충전되도록 하기 위하여, 상기 콘크리트층(40)에 타설되는 콘크리트는 유동성이 우수한 자기충전 콘크리트로 구성되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 콘크리트층(40)에 타설되는 콘크리트로는 고성능 경량콘크리트를 적용하여 전체 합성바닥판의 자중을 감소시키도록 구성할 수도 있다. Concrete is poured between the
또한, 도 6에 나타낸 바와 같이, 상기 콘크리트층(40)이 타설되어 단위 길이로 공장에서 미리 제작된 바닥판을 상기 주형에 안치한 후, 상기 주형의 상부측에서 인접한 단위 길이의 바닥판 사이의 공간에 현장에서 콘크리트를 타설하여 단위 길이로 미리 제작된 바닥판의 이음시공을 실시한다. In addition, as shown in Figure 6, after the
상기 상부 플레이트(60)의 저면에는 전단연결재가 부착된다. A shear connector is attached to the bottom of the
상기 전단연결재는 제 1 전단연결재(30)와 제 2 전단연결재(31)로 구성된다. 상기 제 1 전단연결재(30)는 끝단부분(30a)이 절곡되어 J자 형상으로 형성되며 상기 인장저항부재의 상기 체결홀에 체결되는 후크로 이루어진다. 상기 제 2 전단연결재(31)는 두부(31a)가 설치된 스터드로 구성된다. The shear connector is composed of a
종래의 합성바닥판은 고른 하중분포를 주기 위하여, 역T형강의 복부에 배력 바(Distribution bar)의 설치가 필요하기 때문에 설치를 위해 천공 및 용접이 필요하고 이로부터 용접량의 증가와 구조의 복잡성, 공사기간의 증가, 경제적인 측면에서도 상당히 불리한 면이 있었다. 그러나, 본 발명에서는 상기 상부플레이트(60)에 J형상의 후크로 이루어진 상기 제 1 전단연결재(30)의 구성에 의해, 상부 플레이트와 인장저항부재를 일체화를 시킬 수 있고, 상기 상부 플레이트(60)가 갖는 하중분배효과를 상기 인장저항부재(20)에 전달해 줄 수 있기 때문에 하부 배력 바의 설치가 불필요하게 된다.Conventional composite slabs require the installation of a distribution bar on the abdomen of the inverted T-beams in order to give an even load distribution, which requires perforation and welding for installation, thereby increasing the amount of welding and complexity of the structure. In addition, the increase in the construction period and the economic aspect were quite disadvantageous. However, in the present invention, by the configuration of the first
상기 제 1 전단연결재(30) 및 상기 제 2 전단연결재(31)는, 도 5 및 도 6의 점선으로 나타낸 바와 같이, 상기 상부 플레이트의 상부에 작용하는 차량의 하중에 의한 전단응력구간 내에 하나 이상 배치되도록 구성한다. 또한, 상기 제 1 전단연결재와 상기 인장저항부재의 체결은 상기 하부강판의 오목한 홈 내에서 이루어지도록 구성한다. The
상술한 바와 같이, J형상의 후크로 이루어진 상기 제 1 전단연결재(30)와 두부를 갖는 스터드로 이루어진 상기 제 2 전단연결재(31)를 상기 상부 플레이트의 상부에 작용하는 차량의 하중에 의한 전단응력구간 내에 하나 이상 배치되도록 구 성함으로써, 상기 제 1 전단연결재 및 상기 제 2 전단연결재가 전단 스터럽으로서 기능하도록 하여 차량의 집중하중에 의한 균열의 진전을 억제하고 균열폭의 증가를 억제하여 큰 처짐에 의한 취성적인 파괴를 방지할 수 있다.As described above, the shear stress caused by the load of the vehicle acting on the upper portion of the upper plate the
한편, 상기 인장저항부재(20)의 상단부와 상기 콘크리트층(40)과의 사이, 즉 상기 콘크리트층(40)에 매입되는 상기 인장저항부재의 중공복부에는 부착재(50)를 더욱 형성할 수 있다. 여기서, 상기 부착재(50)는 보크사이트를 함유한 에폭시 부착재로 구성하여 마찰성능을 더욱 향상시킬 수 있도록 구성한다. Meanwhile, the
상술한 바와 같이, 상기 부착재(50)의 구성에 의해 상기 콘크리트층(40)과 역T형강의 상기 인장저항부재(20) 사이의 미끄러짐 파괴를 방지할 수 있어 전단저항력을 더욱 증가시킬 수 있다. As described above, by the configuration of the
상술한 바와 같이, 본 발명에 의한 부분매입형 합성바닥판(1)은 하중분배효과를 갖는 상부 플레이트의 구성과, 제 1 전단연결재 및 제 2 전단연결재의 구성, 파형 형상의 하부 강판, 보크사이트를 함유한 에폭시 부착재의 구성에 의해 바닥판의 전단저항력을 증가시켜 펀칭전단파괴를 억제 할 수 있다. As described above, the partially embedded
또한, 제 1 및 제 2 전단연결재를 차량의 하중에 의한 전단응력구간 내에 하나 이상 배치하여, 균열의 진전 및 균열폭의 증가를 억제해 큰 처짐에 의한 취성적인 파괴를 방지할 수 있고, 상기 부착재의 구성에 의해 역T형강의 상기 인장저항부재의 복부에 발생하는 응력집중현상에 의한 미끄러짐파괴에 대한 저항성능을 높여 서 상기 인장저항부재와 상기 콘크리트층과의 합성작용을 증가시키고 펀칭전단강도를 증가시킬 수 있다. In addition, by arranging at least one of the first and second shear connecting member within the shear stress section due to the load of the vehicle, it is possible to suppress the growth of the crack and the increase of the crack width to prevent brittle fracture due to large deflection, By increasing the resistance against slip fracture due to stress concentration phenomenon occurring in the abdomen of the tensile resistance member of the inverted T-shaped steel by the configuration to increase the composite action of the tensile resistance member and the concrete layer and to increase the punching shear strength You can.
즉, 종래의 철근콘크리트 바닥판에 있어서의 전단력은 하기 식(1)에서와 같이 얻어진다. That is, the shear force in the conventional reinforced concrete bottom plate is obtained as in the following formula (1).
V = Vc + Vdowel + Vaggregate 식(1)V = Vc + V dowel + V aggregate expression (1)
여기서, Vc는 콘크리트의 전단력, Vdowel은 압축 및 인장철근의 장부작용에 의한 전단력, Vaggregate는 골재의 맞물림작용에 의한 전단력을 나타낸다. Here, Vc is the shear force of concrete, V dowel is the shear force by the tenon action of compression and tensile rebar, V aggregate is the shear force by the interlocking action of aggregate.
이에 비하여, 본 발명에 의한 합성바닥판의 전단력은 하기 식(2)와 같이 얻어질 수 있다. In contrast, the shear force of the composite bottom plate according to the present invention can be obtained as shown in the following formula (2).
V = Vc + Vaggregate + Vf,epoxy + Vs.c + Vs,plate 식(2)V = Vc + V aggregate + V f, epoxy + V sc + V s, plate equation (2)
여기서, Vc는 콘크리트의 전단력, Vf,epoxy은 보크사이트를 이용한 에폭시 부착재에 의한 마찰력, Vs.c는 전단연결재에 의한 전단력, Vs,plate는 상부 플레이트 및 하부강판에 의한 전단저항력, Vaggregate는 골재의 맞물림작용에 의한 전단력을 의미한다. Here, Vc is the shear force of the concrete, V f, epoxy is the frictional force, V sc by epoxy adhesion material using the bauxite is a shear force due to the shear connector, V s, plate is shear resistance due to the top plate and bottom plate, V aggregate Means shear force due to the engagement of the aggregate.
본 발명의 합성 바닥판에 있어서, 콘크리트 단면의 감소로 인해 콘크리트의 전단력은 종래의 철근콘크리트 바닥판의 경우보다 작아지지만, 제 1 전단연결재 및 제 2 전단연결재가 전단 스터럽의 기능을 수행하므로, 콘크리트의 전단력이 총 부재의 전단저항강도에서 차지하는 부분이 작아질 뿐만 아니라, 제 1 및 제 2 전단연 결재의 전단철근 역할 수행, 상부 플레이트 및 하부강판의 전단저항력, 역T형강의 인장저항부재의 복부에 보크사이트를 함유한 에폭시 부착재의 마찰력으로부터의 전단력의 증가에 의해 전체적인 바닥판의 전단력은 종래의 바닥판에 비하여 오히려 증가한다. In the synthetic deck of the present invention, the shear force of the concrete due to the reduction of the concrete cross-section is smaller than that of the conventional reinforced concrete deck, but the first shear connector and the second shear connector performs the function of shear stub, Not only reduces the shear force of the total member's shear resistance, but also acts as the shear reinforcement for the first and second shear connections, the shear resistance of the upper plate and the lower steel plate, and the abdomen of the tensile resistance member of the inverted T-beam. By the increase of the shear force from the frictional force of the epoxy adhesion material containing evoxite, the shear force of the entire bottom plate is increased rather than the conventional bottom plate.
또한, 기존의 부분매입형 합성바닥판에 비해서 상부 플레이트와 고강도 하부강판의 사용, 제 1 및 제 2 전단연결재의 구성, 보크사이트를 함유한 에폭시 부착재의 구성으로 인해서 펀칭전단강도는 크게 증가한다. In addition, the punching shear strength is greatly increased due to the use of the upper plate and the high-strength lower steel plate, the construction of the first and second shear connectors, and the epoxy adhesive containing the bauxite, compared to the conventional partially embedded composite bottom plate.
압축부 콘크리트에 매입되는 압축철근의 구조물에 미치는 강도 증진효과는 10%이하이며 설계검토시 고려되지 않는다. 즉, 압축철근은 압축력을 저항하는 구조부재로써가 아니라 주로 크리프 및 수축에 저항하며, 부모멘트 발생시 인장철근으로 사용된다. 하지만 본 발명에 있어서는, 상기 상부 플레이트는 압축부 콘크리트의 상면에 위치하여 모멘트 팔의 길이 증가효과로 인해 전체 바닥판의 휨강도가 증가 될 뿐만 아니라 제 1 및 제 2 전단연결재의 구성에 의해 콘크리트층과의 합성거동으로부터 압축철근 및 배력철근의 역할을 수행하므로, 압축 및 배력철근 설치의 불필요로 공정의 간편화 및 공사기간의 감소를 가져오며 합성바닥판의 휨강도를 증가시킨다. The strength enhancing effect on the structure of the compressed reinforcing bar embedded in the concrete of compression section is less than 10% and is not considered during design review. In other words, compressive steel is not a structural member that resists compressive force, but mainly resists creep and shrinkage. However, in the present invention, the upper plate is located on the upper surface of the compression part concrete, and the bending strength of the entire bottom plate is increased not only by the effect of increasing the length of the moment arm, but also by the construction of the first and second shear connectors. Since it plays the role of compressive and reinforcing bars from the synthetic behavior of, the process is simplified and construction period is reduced due to the need for the installation of compression and lifting bars, which increases the flexural strength of the composite deck.
본 실시예는 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 명확하게 나타낸 것에 불과하며, 본 발명의 명세서에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시예는 모두 본 발명의 기술적 사상 에 포함되는 것은 자명하다.The present embodiment merely shows a part of the technical idea included in the present invention, and modifications and specific embodiments which can be easily inferred by those skilled in the art within the scope of the technical idea included in the specification of the present invention are all Obviously, it is included in the technical idea of the present invention.
도 1은 종래기술에 의한 합성바닥판을 나타내는 도면이다. 1 is a view showing a composite bottom plate according to the prior art.
도 2 및 도 3은 본 발명에 의한 부분매입형 합성바닥판을 나타내는 도면이다. 2 and 3 is a view showing a partially embedded composite bottom plate according to the present invention.
도 4 내지 도 6은 본 발명에 의한 부분매입형 합성바닥판의 단면도이다. 4 to 6 are cross-sectional views of the partially embedded composite bottom plate according to the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명> <Description of the symbols for the main parts of the drawings>
1 : 부분매입형 합성바닥판1: Partially embedded composite bottom plate
2 : 주형2: mold
10 : 하부강판10: lower steel sheet
20 : 인장저항부재20: tensile resistance member
30 : 제 1 전단연결재30: first shear connector
31 : 제 2 전단연결재31: second shear connector
40 : 콘크리트층40: concrete layer
50 : 부착재50: attachment material
60 : 상부강판60: upper steel sheet
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