In order to simulate the Helmholtz resonator environment, a perforated plate was inserted into a hollow slab to test its vibration performance. The vibration damping ratio was larger in the conventional hollow slab without apertures, however the accelerometer measurement showed a higher vibration reduction effect in the case of the perforated plate.

중공슬래브는 휨 성능에 영향을 미치지 않는 부분의 콘크리트 단면을 삭제하고 중공재로 치환함으로써 중공재 부피만큼 콘크리트가 줄어들어 자중 감소효과를 가져오는 장점이 있다. 또한, 콘크리트의 물량절감뿐 아니라 친환경적 측면에서 이산화탄소의 배출도 저감할 수 있어 효과적이다. 하지만, 중공재로 치환한 부분의 지압강도가 명확하지 현장 적용 시에 여러 가지 문제점이 발생한다. 이에 본 연구에서는 중공재가 포함된 중공슬래브를 제작하여 각 타입별(트럭 하중 적용 시, 동바리 하중 적용 시 및 잭 서포트 하중 적용 시)로 국부지압강도 실험을 수행하여 중공슬래브 국부 지압강도의 안전성을 평가하고자 한다. 트럭하중 적용 시, 동바리 하중 적용 시 및 잭 서포트 하중 적용 시의 실험결과 중공재 연결부위 및 중공재 상부의 지압강도는 모든 실험체에서 허용 하중 이상을 보유한 것으로 나타났다. 또한 데크 적용 유무에 따른 실험결과도 모두 허용 하중을 초과하여 안정성을 확보하는 것으로 나타났다.

본 연구는 하중 조건에 따른 화해를 입은 중공슬래브의 잔류성능에 대한 실험적 연구이다. 이를 평가하기 위하여, 하중조건을 변수로 하는 2개의 중공슬래브 실험체를 제작하여 ISO 834 표준화재 곡선에 따라 120분간 가열하였으며, 이를 상온으로 냉각하여 잔류 휨 성능을 평가하였다. 실험결과 하중조건에 따라 중공슬래브의 온도분포가 상이한 것으로 나타났으며, 재하 실험체가 비재하 실험체에 비해 전단면에 걸쳐 온도가 빠르게 상승하는 경향을 보임을 확인하였다. 고온으로 가열 후 냉각한 중공슬래브의 잔류 휨 강도의 경우 화해를 입지 않은 중공슬 래브에 비해 34%~40% 감소하는 것으로 나타났으며, 휨 강성의 경우 15%~23% 감소하는 것으로 나타났다. 하중을 재하 한 중공슬래브의 경우 재하하지 않고 가열한 중공슬래브에 비해 약 10%의 강도 저감이 발생하였으며, 휨 강성의 경우 15% 감소한 것으로 나타났다. 이러한 결과는 하중 재하에 따른 휨 균열에 의해 슬래브의 하부 주인장 철근의 온도가 비재하 실험체에 비해 높아지며, 하부철근 피복의 박리현상이 가속화되기 때문인 것으로 판단된다.

The purpose of this study is to get a more precise frequency of hollow core slabs by comparing the observed values from the actual free vibration tests and the predicted values based on the analysis model. The actual free vibration tests were carried out in the construction field using Ω shaped hollow core slabs. Modal analysis is conducted based on the analysis model that takes into account the differences in section properties due to void parts of slab. The differences between the predicted values based on the modal analysis with analysis model and the measured data from the actual tests range from 2~7%. This study demonstrates that the analysis model that incorporates void parts of slab could be used in evaluating serviceability of hollow core slabs with reasonable accuracies.

장스팬 구조물은 사용하중 하에서 바닥진동 문제가 발생할 가능성이 크다. 따라서 구조물 바닥판의 진동성능을 향상시키기 위한 가장 일반적인 방법은 슬래브의 두께를 증가시키는 것이지만 기존의 구조시스템에서 슬래브의 두께를 증가시키면 슬래브 자중의 증가로 건축 물 전체의 효율성이 떨어지게 되는 문제점이 있다. 따라서 슬래브의 두께를 증가시키면서도 자중은 크게 증가하지 않는 바닥판 시스템으로 중 공슬래브에 관한 관심이 커지고 있는 상황이다. 이에 부력방지능력 및 시공성 향상을 위하여 데크플레이트와 경량성형재를 결합한 형태의 중 공슬래브를 개발하였고, 이 중공슬래브를 적용한 실물(mock-up) 건축물에 대한 사용성 검증을 위한 진동성능 평가를 수행하였다. 측정된 결과값을 분석한 결과, 일본건축학회의 “건축물의 진동에 관한 거주 성능 평가지침”에 의하면 1등급인 거실, 침실에 사용해도 될 수준 으로 평가되었다.

본 연구는 원형 천공된 플랫 형태와 팔각형 형태의 중공을 가지는 슬래브의 전단강도를 평가하고 있다. 최근 건축구조물에서 슬래 브 두께에 대한 증가와 품질관리에서 요구되는 수준이 상향됨에 따라 프리캐스트 중공 슬래브 시스템에 대한 관심이 증가하고 있다. 중공 슬래 브 시스템은 널리 알려진 바와 같이 슬래브의 자중을 감소시킬 수 있는 효율적인 바닥시스템이다. 하지만 중공슬래브는 전단에 저항하는 슬래 브 웨브의 콘크리트 면적 감소로 전단강도 성능이 저하될 수 있다. 특히, 프리캐스트 중공슬래브는 PC 슬래브 데크의 접합면이 발생하며, 접합 면의 균열로 인한 전단파괴가 일어나지 않도록 방지하여야 한다. 본 연구에서는 I-슬래브 시스템의 전단강도를 평가하기 위하여 3점 가력에 의 한 주축 및 직교축에 대한 전단 실험을 실시하였다. 실험결과 I-슬래브가 PC 접합면이 포함되어짐에도 불구하고 이론강도에 대하여 충분한 전 단강도 성능을 보유하는 것으로 나타났다.

The objective of this study is to evaluate the location of a failure surface generatrix and the punching shear strength of hollow plat slabs. The main test parameters was the location of a starting position of hollow materials that varied between 1d and 3d, where d is effective depth of slab section. Based on test results, the starting position of hollow materials in plat slabs is recommended to be more than 2d to avoid the reduction of concrete punching shear strength.

본 연구에서는 도넛 형상의 중공을 가지는 도넛형 중공슬래브의 휨 및 전단 거동을 파악하고 이를 기반으로 하여 설계식을 제안하였다. 중공슬래브는 슬래브 복부에 중공형성체를 삽입하고 콘크리트를 타설하여 슬래브 상부근과 하부근 사이에 중공을 형성하는 슬래브 시스템으로 콘크리트 물량 저감을 통해 슬래브 중량을 저감하면서, 두께의 변화가 발생하지 않기 때문에 물량의 절감, 지진하중의 저감 등 효율적인 건물의 설계를 가능하게 하는 장점이 있다. 이에 따라 전 세계적으로 다양한 중공슬래브 시스템이 개발되었으며, 이에 대한 연구가 활발히 진행되고 있는 실정이다. 그러나 중공슬래브는 내부에 중공이 형성되면서 부재의 거동 특성이 일반 솔리드 슬래브와 다르며, 중공 형상 및 재료 등에 따라 그 거동 및 성능이 변하되는 특성을 보이고 있다. 본 연구에서는 해석적 연구를 통해 최적의 중공률 및 구조성능을 가지는 도넛형 중공슬래브를 개발하였으며, 실험적 연구를 통해 그 성능 및 거동을 파악하고자 하였다. 구조물에 있어서 슬래브 부재는 일반적으로 휨에 지배를 받는 부재이긴 하지만 지지조건 등의 경계조건에 따라 전단력이 높게 발생하거나 1방향 거동이 요구되는 등 다양한 조건에 노출될 수 있다. 따라서 도넛형 중공슬래브의 실 구조물 적용 및 설계를 위하여 이방향 슬래브에 필수적으로 요구되는 1방향 및 2방향 휨/ 전단 등의 필수적인 요소에 대한 구조거동을 살펴보고 그 성능을 평가하고자 하였다. 또한 이를 기반으로 효율적이고 안전한 도넛형 중공슬래브의 설계방법을 제안하고자 한다.

중공슬래브는 슬래브의 자중을 감소시킴으로써 콘크리트 하중을 제어하여 수직 구조 부재 하중 및 지진 하중의 양을 감소시키는 바닥구조시스템이다. 중공슬래브는 슬래브의 자중을 획기적으로 줄일 수 있지만 슬래브 내부의 중공부로 인하여 휨 및 전단강도가 감소하기 때문에 구조 성능의 예측이 매우 중요하다. 중공슬래브에 관한 국내외의 많은 연구에도 불구하고 일방향 중공슬래브의 전단보강에 따른 전단강도에 관한 연구는 많이 이루어지지 않고 있다. 따라서 본 연구에서는 전단보강 유무에 따른 일방향 중공슬래브의 파괴양상 분석과 산정식의 전단강도와 실험값의 전단강도의 비교를 통하여 일방향 중공슬래브의 전단보강의 필요성에 대해 검증하고자 한다.

In this study, the necessity of shear reinforcement for one-way voided slab is verified through the experiment. The shear reinforcement for one-way voided slab needs to be considered for improvement of its structural performance, according to analysis results about the shear strength and the failure mode of its specimens.

철근콘크리트 구조물의 전단거동은 수년간의 많은 연구에도 불구하고, 이론적으로 명확하게 규명하기에 어려운 문제중에 하나이다. 중공슬래브의 휨강도와 전단강도는 중공부로 인하여 감소되기 때문에, 이에 따른 구조물의 성능을 예측하는 것은 중요한 문제라 할 수 있다.현재 각국의 중공슬래브 전단설계기준은 실험에 의한 기준식을 제시하고 있다. 따라서 본 연구에서는 철근비에 따른 일방향 중공슬래브 전단강도 산정방법에 관한 연구를 수행하기 위해 실험결과를 분석하고, 전단강도 산정식들을 비교, 분석하였다.

The shear behavior of reinforced concrete structure is one of the difficult problems that are not identified theoretically clearly yet despite the efforts of researchers for several years. Since bending and shear strength of hollow slab may decrease due to hollow part inside slab, prediction of such structure performance is very important. In this study, the shear behavior of one-way hollow slab were analyzed through experiment to conduct study on estimation of shear strength, and after comparative evaluation of structure performance based on experiment results.

The objective of this study is about hollow core slab with GFRP (Glass Fiber Reinforced plastics) Reinforcing bar instead of using deformed bar. This experiment is planed because using GFRP Reinforcing bar instead of tension bar in existing RC hollow core slab will improve not only on the constructability but also on the durability by solving the corrosion of slab. As the result of the experimental study, GFRP Reinforcing bar and additional deformed bar appear to be superior compared to RC hollow core slab in structural ability.

The existing evaluation method of flexural strength of the hollow slab considering only compressive zone above the hollow part is conservatively evaluated. In this study, the practical compressive zone of the hollow slab are considered to evaluate its flexural performance according to neutral axis location

The purpose of the paper is to evaluate the serviceability of two-way hollow core slab with the distinguishingly donut shaped hollow named as GB-SLABTM(Green Ball based lightweight biaxial concrete SLAB) developed by Samsung and patented internationally. One of engineering issues in the long-span concrete slab structure is definitely how to evaluate the long-term deflection considering the cracked section. To evaluate the long-term deflection of GB-SLAB, the immediate deflection after concrete form removal is measured and then the long-term cracked deflection is predicted using finite element analysis

이방향 중공슬래브는 휨 성능에 미치는 영향이 적은 슬래브의 웨브 부분에 중공형성체를 배치하여 중공을 형성, 콘크리트 물량을 감소시키고 슬래브 중량을 저감시키는 바닥시스템구조이다. 하지만 슬래브 복부에 중공이 형성됨으로써, 철근과 중공 사이에 내부피복두께가 발생하게 되며 이에 따라 철근과 콘크리트 사이의 부착력이 저하될 것으로 판단된다. 이에 따라 본 연구에서는 내부 피복 두께 및 중공 형상을 고려하여 이방향 중공슬래브의 부착특성을 파악하고자 하였다. 본 연구에서는 중공과 부착성능의 관계를 파악하기 위하여 해석적 연구를 수행하였으며, 내부 피복두께의 영향을 파악하기 위하여 도넛 형상의 중공을 대상으로 내부피복두께를 변수로 하여 피복두께의 변화에 따른 위치별 부착응력 분포를 확인하였다. 또한 이를 통하여 철근 길이 방향의 피복두께변화에 따른 영향을 비교분석하여 도넛형 이방향 중공슬래브의 부착응력-슬립 관계를 도출하였다.

이방향 중공 슬래브 공법이란 슬래브 내부에 중공을 형성시켜 일정 수준 이상의 구조성능을 확보하면서도 슬래브의 자중을 경감 시키는 공법이다. 이러한 이방향 중공 슬래브의 구조 성능은 다양한 연구를 통하여, 성능과 안전성이 평가되었다. 하지만 이방향 중공 슬래브의 실제 적용을 위해서는 구조 성능뿐만 아니라 화재시의 안전성과 같은 내화성능의 확보가 중요하다. 그러나 현재 중공슬래브에 대한 내화성능평가에 관한 연구는 미흡한 수준이다. 일반 철근콘크리트 슬래브는 콘크리트의 재료적 특성에 따라 우수한 내화 부재이다. 하지만, 이방향 중공 슬래브는 내부에 중공이 형성됨에 따라 일반 철근콘크리트 슬래브와는 다른 온도 분포 및 성능을 보일 것으로 예상된다. 따라서 본 논문에서는 Wickström’s method를 적용하여 이방향 중공슬래브에 대한 내화성능 평가 방법을 제안하고자 한다. 이를 위해 본 연구에서는 일반 철근콘크리트 슬래브 및 본 연구진에서 개발한 도넛형 이방향 중공 슬래브를 대상으로 Wickström’s method를 적용하여 간략한 방식으로 도넛형 이방향 중공슬래브의 내화성능 평가 방안을 제안하였다. 또한, 상용 유한요소해석 프로그램(Ansys v.11)를 이용하여 제안된 방안으로 도출된 결과에 대한 검증을 실시하였다. 본 연구 결과, 제안된 방법을 통하여 화재에 노출되어 있는 도넛형 이방향 중공슬래브의 내부 온도를 구체적으로 산출할 수 있었으며, 산출된 결과와 유한요소해석결과의 비교를 통하여 제안한 방안에 대한 신뢰성을 확인할 수 있었다.

본 연구에서는 RC 중공슬래브교의 내하력을 향상시키기 위한 외부 프리스트레싱을 이용한 보강에 있어서 마이크로 유전알고리즘(μ-GA)을 이용한 최적보강방법을 제시하였다. 최적보강을 위한 보강 유형으로 Queen-post 유형과 King-post 유형이 고려되었다. 마이크로 유전알고리즘을 이용하여 RC 중공슬래브교의 최적보강을 위한 보강 유형과 편향재, 긴장재 면적, 필요한 앵커 개수 등을 산정하였다. 목적함수는 보강에 사용된 긴장재와 강재비용을 무차원화하여 구성하였으며, 제약조건은 교량과 앵커설계를 위한 시방서 내용을 고려하여 형성하였다. RC 중공슬래브교의 보강설계를 실시한 후 그 결과를 분석하여 제안된 방법의 타당성을 제시하였다.

본 연구에서는 RC 중공슬래브 교량의 내하력을 향상시키기 위해 외부 프리스트레싱을 이용한 보강방법을 제시하였다. 효과적인 보강을 위해 Queen-post 형식과 King-post 형식이 고려되었으며, 축차무제약 최소화 기법(SUMT)를 이용하여 목표 내하율을 달성하기 위한 최적의 형상과 긴장력을 구하였다. 최적보강을 위한 목적함수는 재료비용을 무차원화한 비용함수로 구성하였으며, 제약조건은 시방서 규정과 내하율을 고려하여 형성하였다. RC 중공슬래브 교량의 보강을 실행한 후 그 결과를 분석하여 제안된 방법의 타당성을 제시하였다.