격자형 강합성 바닥판 이음부의 하중전달 거동에 관한 실험적 연구
Experimental Study on the Load Transfer Behavior of Steel Grid Composite Deck Joint
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프리캐스트 방식에 의해 제작이 가능한 격자형 강합성 바닥판의 이음부는 콘크리트 전단키와 고장력볼트 체결로 구성될 수 있으며, 이와같은 이음부 자체에 대한 휨 및 전단성능은 부재요소에 대한 실험을 통해 분석된 바 있다. 본 연구에서는 실제 바닥판 구조시스템에서 이음부에 의한 횡방향 하중전달 거동을 분석하고자, 길이 2.5m 및 폭 1m의 단위 바닥판 모듈 한쌍에 이음부를 설치한 실험체를 제작하고 중심및 편심가력 휨실험을 하였다. 이음부에 하중이 직접 가해지는 중심재하 조건에서 고장력볼트의 설치개수가 30cm 간격 9개에서 60cm 간격 4개로 줄어 들 경우, 재하단계에 따라 이음부의 회전이 비교적 더 크게 증가하고, 이에 따라 바닥판 횡방향으로의 하중전달 정도가 감소함을 알 수 있었다. 그러나, 한쪽 바닥판의 중심에 집중하중이 가해지는 편심재하 조건의 경우에는 횡방향 하중전달 거동에 큰 차이가 없었다. 하중 재하방법별로 이음부의 거동을 비교한 결과, 집중하중에 대한 바닥판 횡방향으로의 하중분배 및 전달량은 이음부 자체의 성능뿐만아니라 바닥판 슬래브의 펀칭전단에 의해서도 제한되는 것으로 분석되었다. 또한, 펀칭 전단파괴가 발생할 때까지 이음부의 고장력볼트가항복하지 않은 점을 고려할 때, 이음부 고장력볼트의 설치개수를 4개에서 9개로 증가시키는 것은 실질적으로 강도 보다는 이음부 및 바닥판의 휨강성 성능 증가에 더 큰 영향을 미치는 것으로 사료된다.
Abstract
The joint of prefabricated steel grid composite deck is composed of concrete shear key and high-tension bolts. The flexural andshear strength of the joint were experimentally evaluated only by the bending and push-out test of the joint element. In this studythe lateral load transfer behavior of the joint in deck structure system is experimentally evaluated. Several decks connected by thejoint are prefabricated and loaded centrically and eccentrically. In the case of centrically loaded specimens, the analysis resultsshow that for the same loading step the rotation angle of the joint with 4 high-tension bolts is larger than the case of the jointwith 9 high-tension bolts. Consequently, flexural stiffness of deck and lateral load transfer decrease in the case of specimen with4 high-tension bolts. But, in the case of eccentrically loaded specimens, it is found that there are no significant differences in theload transfer behavior. The further analysis results about the structural behavior of the joint show that lateral load transfer can berestricted by the load bearing capacity of the joint as well as punching shear strength of the slab. Furthermore, considering thathigh-tension bolts in the joint didn't reach to the yielding condition until the punching shear failure, increase in the number ofhigh-tension bolts from 4 to 9 has a greater effect on the flexural stiffness of the joint and deck system than the strength of them.
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