기존의 LB-DECK는 레티스바와 현장에서 배근되는 철근과의 간섭이 시공성 등을 저하시키는 문제점이 지적되고 있었다. HB-DECK는 레티스바의 형태를 단순화하고, 방향을 주철근 방향에서 배력근 방향으로 전환하였으며 강성을 증가시키기 위해 하면에 리브를 설치하였다. 본 연구에서는 HB-DECK가 프리캐스트 콘크리트 슬래브로써 성능을 발휘할 수 있는지를 검증하고자 하였다. 이를 위해 도로교설계기준(2015)에 의한 구조검증과 HB-DECK와 현장타설 콘크리트와의 합성거동 분석을 위해 정적재하시험을 수행하였다. 범용구조해석 프로그램인 MIDAS FEA를 이용하여 3차원 유한요소해석을 수행하였으며, 해석결과와 실험결과를 비교분석하였다. 그 결과, HB-DECK는 현장타설 콘크리트와 완전한 합성거동을 하는 것으로 나타났으며, 도로교설계기준(2015)에서 요구하는 구조성능을 만족하는 것으로 나타났다.
2거더교를 위한 장지간 바닥판의 설계에서 바닥판의 안전성과 사용성을 만족시키면서 두께를 줄여 자중을 최소화하는 것은 중요한 요소 중의 하나이다. 이 논문에서는 2거더교를 위한 횡방향 프리스트레스트 콘크리트 바닥판의 설계 최소두께와 배근상세를 안정성, 사용성을 고려하여 제시하였다. 대상 교량은, 실용적인 2거더교를 대표할 수 있는 교량으로, 교량길이 40 m의 단순교이다. 대상교량의 바닥판의 지간을 4 m~12m로 변화시켜 가며 분석하였다. 바닥판의 이방성 거동을 고려하여 최소단면을 일방향 슬래브로 설계하고, 균열폭과 피로강도를 평가하였으며, 처짐제한을 충족시킬 수 있는 최소 수준의 두께와 비교하였다. 연구결과, 피로내구성의 확보를 위해서는 직경 16 mm이하의 철근을 사용하는 것이 좋으며, 지간이 8 m를 넘는 장지간 바닥판은 처짐에 대한 사용성이 두께 결정의 지배적 요소임을 확인하였다. 또한, 현행 도로교 설계기준의 배력 철근량 규정을 적용하면 지간 4 m 이상의 바닥판에서는 지간 3 m 이하의 바닥판에서 기대되는 정도의 교축방향의 구조적 연속성을 확보할 수 없는 것으로 나타났다.
Inwook Heo;Sun-Jin Han;Khaliunaa Darkhanbat;Seung-Ho Choi;Sung Bae Kim;Kang Su Kim
Steel and Composite Structures
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제52권3호
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pp.313-325
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2024
This work presents experimental and numerical investigations on the flexural performances of composite deep-deck plate slabs. Seven deep-deck plate slab specimens with topping concrete were fabricated; the height of the topping slab as well as presence and type of shear connector were set as the main variables to perform bending experiments. The flexural behaviors of the specimens and composite behaviors of the deck plate and concrete were analyzed in detail. The contributions of the deck plate to the flexural stiffness and strength of the slab were identified through finite element (FE) analysis. FE analysis was carried out using the validated FE model by considering the varying bond strengths of the deck plates and concrete, thickness of the deck plate, and types and spacings of the shear connectors. Based on the results, the degree of composite of the deep-deck plate was examined, and a flexural strength equation for the composite deck plate slabs was proposed.
Lim, Ohk Kun;Choi, Sengkwan;Kang, Sungwook;Kwon, Minjae;Choi, J. Yoon
Steel and Composite Structures
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제32권6호
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pp.743-752
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2019
Steel and concrete composite structures are commonly applied in multi-story buildings as they maximise the material strength through composite action. Despite the popularity of employing a trapezoidal deck slab, limited experimental data are available under elevated temperatures. The behaviour of the headed shear stud embedded in a transverse trapezoidal deck and solid slab was investigated at both ambient and fire conditions. Twelve push-out tests were conducted according to the ISO 834 standard fire utilising a customised electric furnace. A stud shearing failure was observed in the solid slab specimen, whereas the failure mode was changed from a concrete-dominated failure to the stud shearing in the transverse deck specimen with an increase in temperature. Comparisons between the experimental observations and design requirements are presented. The Eurocode design guidance on the transverse deck slab gives a highly conservative estimate for shear resistance. A new design formula was proposed to determine the capacity of the shear connection regardless of the slab type when the stud shearing occurs at high temperatures.
There are many problems in present truss-deck slab system for example welding defect, segregation, water leakage, rust and tarnish etc. These problems may be caused by spot welding thin galvanized steel plate and lattice bar. The TOX Joining Systems is to join metal sheets of different material and thickness with and without coating or painting without adding heat or a joining part. Newly developed TOX-deck slab system using non-welding joint is free from above mentioned problems. The objects of this study are suggestion of design strength of TOX joint by experimental and statistical analyses and development of window based program to design the TOX-deck slab system.
Traffic flow capacity of some old road bridges is insufficient due to limited deck width. In such cases bridge deck widening is a common solution. For multi-girder reinforced concrete (RC) bridges it is possible to add steel-concrete composite girders as the new outermost girders. The deck widening may be combined with bridge strengthening thanks to thickening of the existing deck slab. Joint action of the existing and the added parts of such bridge span must be ensured. It refers especially to the horizontal plane at the interface of the existing slab and the added concrete layer as well as to the vertical planes at the external surfaces of the initially outermost girders where the added girders are connected to the existing bridge span. Since the distribution of the added concrete is non-uniform in the span cross-section the structure is particularly sensitive to the added concrete shrinkage. The shrinkage induces shear forces in the aforementioned planes. Widening of a 12 m long RC multi-girder bridge span is numerically analysed to assess the influence of the added concrete shrinkage. The analysis results show that: a) in the vertical plane of the connection of the added and the existing deck slab the longitudinal shear due to the shrinkage of the added concrete is comparable with the effect of live load, b) it is necessary to provide appropriate longitudinal reinforcement in the deck slab over the added girders due to tension induced by the shrinkage of the added concrete.
최근 급증하는 도로 교통량을 원활히 처리할 수 있는 대안으로 복층터널과 같은 지하구조물의 건설이 증가하고 있다. 복층터널은 내부에 상부와 하부를 분리하는 중간슬래브가 존재한다. 중간슬래브는 차량이 주행할 때 발생하는 차량의 동적하중으로 인하여 동적거동을 하게 되며, 그 동적거동을 정확히 파악하여 설계 및 해석에 이용하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 복층터널 중간슬래브의 구조형식, 설계속도, 주행차량 및 노면조도 등을 고려한 해석모델을 작성하고 노면에 차량이 일정속도로 주행하는 경우에 대해 3차원 동적해석을 수행하여 복층터널 중간슬래브의 동적거동을 분석하였다. 그 결과, 중간슬래브의 동적영향을 대표하는 동적확대계수는 탄성받침 지지조건 및 보통의 노면조도 조건에서 가장 크게 증폭되는 경향을 보였고, 양호한 노면조도와 강결연결 조건에 의해 동적영향을 작게 할 수 있음을 확인하였다.
Steel fiber reinforced concrete can improve the resistance to cracking by adding steel fibers when mixing concrete. It can reduce the temperature and shrinkage cracks, and its flexural performance can be improved by increasing the effective moment of inertia. In this study, the deck-plate was used to replace the concrete form and reinforcing bars, and the steel fiber reinforced concrete was used to control the shrinkage and temperature cracks, and improve the flexural performance of the slab. Total 9 slab specimens were tested for analyzing the structural performance and serviceability. As a results, flexural capacity of the slab with deck-plate was evaluated to be superior to that of the normal reinforced concrete slab specimens with the same tensile reinforcement. The steel fiber reinforced concrete was found to have about 8% flexural capacity increase depending on the steel fiber content $15.7kg/m^3$. Also, in terms of flexural stiffness, the specimens using steel fiber reinforced concrete for the same parameters were evaluated to have a stiffness increase of about 30% compared with the case of using ordinary concrete. Especially, it was found that the stiffness of the test results was significantly higher than the analytical result because the increase of the tensile strength of the steel fiber reinforced concrete is not reflected in the current structural code.
본 연구의 목적은 기존의 데크플레이트 슬래브에 오메가형 강판을 중공체로 사용한 데크플레이트 슬래브의 진동 및 내화성능을 평가하는 것이다. 오메가형 강판의 삽입으로 인한 데크플레이트 슬래브의 진동 성능을 평가하기 위해서 슬래브 두께를 주요 변수로 하였으며, 각각 150mm 실험체 3개와 200mm 실험체 3개를 제작하였다. 각 실험체는 슬래브 두께별로 기존의 데크플레이트 슬래브 1개와 콘크리트 토핑두께(오메가형 강판의 높이)를 변수로 하는 2개의 실험체로 구성되어 있다. 또한 내화성능을 평가하기 위해서 실물크기의 실험체 2개(동일 크기)를 제작하였다. 진동에 대한 실험결과 오메가형 강판이 삽입된 철선일체형 데크플레이트 슬래브는 고유진동수가 12.66Hz~14.09Hz로써 중공부로 인한 진동문제는 없는 것으로 나타났다. 또한 내화성능에 대한 실험 결과 각 실험체는 실험시간 2시간 동안 하중지지력, 차열성, 차염성에 대한 평가기준을 모두 만족하였다. 따라서 오메가형 강판을 삽입한 철선일체형 데크플레이트는 효과적으로 콘크리트 사용량을 저감하면서도 기존의 데크플레이트에 준하는 진동 및 내화성능을 갖춘 것으로 판단된다.
The application of metal deck floor system is increasing gradually and especially for office buildings. In the cases of large parking structures and storage structures, the construction period and the cost can be reduced. Also the steel deck system can prevent the crack of a floor and reduce the retrofit expenses. However, the floor should stand for the repeated truck load which is relatively heavier repeated loading. The mechanical behavior of a slab under repeated load is also different from the static loading state. An evaluation of a structural capacity was performed in this study through the dynamic capacity evaluation experiment for an application of a composite deck floor system as a parking structure slab. The period of repeated loadings were set up as 25years and 960,000 times monotone cyclic loads were applied at the center of the specimens. The tension crack propagation and patterns at the center of specimens were examined.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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