A two-hour fire-resistance PC hollow slab for residential use was developed to secure structural and fire-resistance performance and to be applied to the general building and apartment housing markets. Compared to the existing hollow slab, in order to secure the same or better structural performance and economic feasibility by reducing the quantity, it was attempted to secure the fire resistance performance by reducing the concrete filling rate in the cross section and adjusting the thickness of the upper and lower flanges by optimizing the hollow shape in the cross section of the slab. For structural performance evaluation, experiments were performed on PC hollow slabs by varying the member thickness and the presence or absence of overlaid concrete, and all of the experimental results showed that the design strength was sufficiently exhibited and that stability during construction was possible. The developed synthetic PC hollow slab has secured fire resistance and residential performance so that it can be applied to all buildings, and it is intended to be immediately applied to the field.

중공슬래브 시스템은 슬래브 중앙부의 콘크리트를 경량의 중공재로 대체하여 중량은 감소시키면서 동등한 수준의 구조성능을 지니는 경제적인 시스템이나 콘크리트 타설 시 비중의 차이로 중공재가 부상하게 되는 문제점이 발생한다. 이에 본 연구에서는 중공슬래브 공법에 적용 가능한 경량성형재 고정장치를 고안하고 부력저항성능을 평가하고자 하였으며, 고정성능 평가를 위해 정해진 실험방법이 존재하지 않으므로 이를 검증하기 위해 인발실험장치를 제작하였다. 시공 시 본 장치를 설치하는 과정에서 발생 가능한 변수를 기준으로 실험을 수행하고자 하였고 이에 합판의 상태 및 고정 위치에 따라 변화되는 고정성능을 파악하고자 하였다. 인발 실험 결과 일반합판과 비교하여 코팅합판의 경우 구멍의 크기가 중공재 고정장치의 인장성능에 큰 영향을 미치지 않는 것으로 나타나 작업자의 편의 및 내력 확보의 안전성을 위해 코팅합판을 사용하는 것이 유리한 것으로 판단된다. 또한 고정 위치와 무관하게 동일한 수준의 고정성능을 지니는 것으로 보여져 설치 상태에 대한 별도의 확인 과정 없이 슬래브 상부에서 원터치 방식으로 고정 가능하므로 시공성이 향상된 것으로 사료된다.

RC 플랫 플레이트 시스템은 공기단축, 시공성 향상, 층고 절감 등의 장점이 있으나, 장스팬 적용 시 슬래브의 작은 휨강성 으로 인해 균열 손상 및 과다 처짐이 발생하는 경향이 있다. 특히, 시공 중 슬래브 자중에 의한 과하중의 작용이 슬래브의 장단기 처짐을 증가시킬 수 있다. 이러한 문제점은 자중 저감이라는 장점을 갖고 있는 중공 슬래의 사용을 통해 해결할 수 있다. 이 연구에서는 슬래브 처짐에 대한 중공 슬래브의 자중저감 효과를 분석하기 위하여 변수연구를 수행한다. 콘크리트 강도, 슬래브 시공주기, 동바리 지지층수, 압축철근비, 인장철근비 등의 변수조건들을 포함하여, 시공단계, 콘크리트 균열, 장 기 효과를 고려한 시공하중 및 처짐을 산정한다. 일반 슬래브와 중공 슬래브에 대한 시공 중 단기처짐과 완공 후 장기처짐을 비교하고, 슬래브 처짐에 대한 중공 슬래브의 효과를 분석한다.

The purpose of this study is intended to determine the validity of shear reinforcement by evaluating flexural performance in the hollow slab. The hollow slab is relatively light and second moment of inertia is large. Due to these characteristics, it can be used to slab system efficiently. Therefore the prediction of the structural behaviors is very important because of decrease of shear and flexural strength which is caused by hollow section of slab interior. In this study, the flexural test were performed to analyze the flexural capacity of the hollow slab w/ or w/o shear reinforcement. A total of six full scale specimens were tested. These specimens have three cases of reinforcing bar ratio, 0.009, 0.018 and 0.024. To verify the flexural behavior such as ultimate load, load-deflection and crack pattern, the flexural experiment were tested by using loading frame. Experimental results have shown that the flexural behavior are depend on the reinforcing bar ratio. Also the hollow slab with shear reinforcement have shown flexural behavior. Therefore, it is appropriate that the hollow slab is reinforced by shear reinforcement to improve the flexural performance of the hollow slab.

Shear test on hollow-core slabs that using board-type lightweight materials is performed. Lightweight materials are positioned in the slabs, it separate into two parts vertically. It is possible that each parts act independently and the concrete columns, in the middle of slab, can resist this action. Thus we have to check horizontal shear force on part-column connection besides vertical shear force. Also effective cross-sectional area shear force which is considered by existing study is checked.

The hollow slab has advantages that its self-weight does not greatly increase notwithstanding the increase of its thickness and its flexural performance does not significantly degrade in comparison with general reinforced concrete slab. However, the utilization of the hollow slab is currently being underestimated in spite of structural system that enables economic design of building and construction of eco-friendly structure. the significant reasons for this situation is that the method of structural analysis and design for hollow slab is not generalized. In this study, to consider practical compressive zone of hollow slab, the equation for its flexural strength is proposed by the volume of compressive stress block according to neutral axis location in hollow section assumed. Existing estimation method of flexural strength of hollow slab considering only compressive zone above hollow part is evaluated as the most conservative method and the method estimating flexural strength by two alternative cross-section of hollow slab is evaluated as more practical method.

중공슬래브 시스템은 슬래브 두께가 증가해도 자중은 크게 증가하지 않으면서 일반슬래브에 비해서 휨강성이 크게 저하 되지 않는 장점이 있다. 그러나 이러한 장스팬 구조의 경우 바닥판 진동의 증가에 의한 사용성 문제가 발생할 수 있고, 특 히 중공슬래브의 경우 기존의 구조시스템과 동적특성이 상이하다. 따라서 진동에 대한 중공슬래브의 안전성 및 사용성 검 토가 요구되고 있으며, 이를 위한 실용적인 정밀해석이 필요하다. 본 연구에서는 효율적인 고유치 해석을 위하여 일방향 중공슬래브의 동적특성을 비교적 정확하게 나타낼 수 있는 등가의 플레이트 모델을 사용하였다. 결론적으로 등가플레이트 모델이 일방향 중공슬래브의 동적특정을 비교적 정확하게 나타나는 것으로 나타났다.

바닥슬래브의 처짐과 차음 성능을 개선하기 위하여 포스트텐션 중공슬래브가 최근에 자주 사용되고 있다. 동일한 8m 스팬 1층구조물을, 한 구조물은 일반슬래브(solid slab)로, 다른 구조물은 중공슬래브(void slab)로 2개를 제작하여 각 구조물의 바닥슬래브에 포스트텐션을 도입하였다. 중공슬래브의 고유진동수와 감쇠율의 진동특성을 일반슬래브와 비교하였으며, 포스트텐션 도입 후에 일반슬래브와 중공슬래브 각각에 있어서 고유진동수와 감쇠율의 진동특성을 상호 비교하였다. 210mm의 일반슬래브 보다는 250mm 중공슬래브의 1차 고유진동수가 큰 것을 알 수 있다. 포스트텐션 도입 후에도 중공슬래브의 1차 고유진동수는 일반슬래브 보다 큰 것을 알 수 있다. 일반슬래브와 보이드슬래브의 감쇠율은 포스트텐션 도입 전과 도입 후에 거의 동일한 값을 보이는 것을 확인하였다.

Recently, a market of architecture is requiring buildings of long spanned structures as most buildings become taller and larger. For being long spanned structures, elements of buildings must be light. As an alternative proposal, various hollow-core slabs and flat plate salbs were developed and used frequently in the inside and outside of the country. But the study of the hollow-core slabs using deck plate and assembly of light weight is the first. In the present study, Flexural and vibration tests were performed on the hollow-core slabs using deck plate and assembly of light weight to investigate the flexural behavior and serviceability. Four test specimens were used for test parameters; one hollow-core slab with an assembly of light weight, and three hollow-core slabs with deck plate and an assembly of light weight. The test parameters also included amount of tension bar and existence of shear reinforcement. The test results showed that the hollow-core slabs with deck plate and an assembly of light weight had a crack of shear, so shear reinforcement must be conducted.

최근 들어 슬래브 차음성능에 대한 관심이 커지고 있으며 이에 대응하여 슬래브 두께 증가가 요구되고 있다. 또한 건축물의 효율적인 공간 활용을 위하여 장스팬의 바닥판 시스템이 많이 사용되고 있다. 이러한 요구를 만족하기 위해 개발된 바닥판 시스템중의 하나가 2방향 중공슬래브이다. 2방향 중공슬래브의 구조적 성능을 확인하기 위해서는 지진이 발생하였을 때의 안전성에 대한 검토가 반드시 필요하다. 따라서 본 연구에서는 재료비선형 시간이력해석을 통하여 2방향 중공슬래브의 지진하중에 대한 거동을 평가하였다. 효율적인 시간이력해석을 위하여 기존에 제안된 등가플레이트 모델을 사용하였고, 또한 유효보폭법을 적용한 비선형 모델을 이용하여 2방향 중공슬래브를 적용한 예제구조물의 내진성능을 평가하였다. 이를 통하여 2방향 중공슬래브를 사용한 구조물이 동일한 슬래브 두께의 일반 플랫 플레이트 구조물에 비하여 내진성능이 저하되지 않음을 확인 할 수 있었다.

2방향 중공슬래브 시스템은 슬래브 두께가 증가해도 자중은 크게 증가하지 않으면서 솔리드 슬래브에 비해서 휨강성이 크게 저하되지 않는 장점이 있다. 따라서 최근 넓은 바닥판 구조에 대한 수요가 커지면서 2방향 중공슬래브 시스템에 대한 관심이 증가하고 있다. 그러나 이러한 장스팬 구조의 경우 바닥판 진동의 증가에 의한 사용성에 문제가 발생할 수 있고 특히 2방향 중공슬래브의 경우 기존의 구조시스템과 동적특성이 상이하다. 따라서 본 연구에서는 기존의 라멘조 시스템과 2방향 중공슬래브 시스템의 바닥진동성능을 보행하중을 가하여 검토해 보았다. 본 연구에서는 해석의 효율성을 위하여 2방향 중공슬래브의 동적특성을 정확히 나타낼 수 있는 등가의 플레이트 모델을 사용하여 시간이력해석을 수행하였다. 해석결과를 바탕으로 일본건축학회와 미국표준협회에서 제안하는 진동성능평가 기준을 이용하여 진동성능 평가를 수행한 결과 2방향 중공슬래브가 사무실 수준의 진동성능을 만족하고 있는 것으로 나타났다.

이 연구는 압출성형으로 생산되고 있는 프리스트레스트 콘크리트 중공 슬래브(HCS)의 휨 성능을 평가하고자 단면의 높이를 변수로 휨 실험을 수행하였다. HCS는 단면의 높이에 따라 총 2체를 제작하였으며, 1,000kN의 액추에이터를 이용하여 4점 가력을 실시하였다. 실험결과, HCS의 휨강도는 예측결과에 대한 실험결과의 비가 평균 1.01 ∼ 1.04를 나타내어 현행 설 계기준에서 요구되는 구조성능을 만족하는 것으로 나타났다.

일반적으로 철근콘크리트 슬래브는 콘크리트 재료의 열적특성에 의해 높은 수준의 화재 저항 성능을 보유하고 있는 것으로 알려져 있다. 그러나 기존연구에 따르면 중공슬래브의 열적거동은 일반 슬래브와 상이한 것으로 보고되고 있으며, 이는 중공슬래브 내부에 형성된 공기층 때문인 것으로 판단된다. 따라서 슬래브 내부의 공기층을 고려하지 못하는 기존의 방법을 통해서 화재 시 중공슬래브의 내부온도를 추정하는 것은 어려울 것으로 판단된다. 본 연구에서는 화재 시 중공슬래브의 내부온도 분포를 산정하기 위한 수치해석 모델을 제안하고 이를 평가하였다. 기본적으로 화재 시 슬래브의 열전달은 전도, 대류, 복사 등을 통해 발생하며, 이를 기반으로 시간에 따른 슬래브 내부 단면 온도분포를 산정하게 된다. 이에 본 연구에서는 슬래브를 유한개의 층으로 분할하여 각 층의 온도를 산정하는 유한차분법을 도입한 중공슬래브의 수치해석적 모델을 개발하였으며, 슬래브 내부 공기층에서의 대류 및 복사에 의한 열전달 경로를 고려할 수 있도록 개발하였다. 또한 제안된 모델을 실험결과와의 비교를 통해 검증하였으며, 그 결과 제안된 모델은 화재 시 중공슬래브의 온도변화를 적절히 예측하고 있는 것으로 나타났다.

In this study, a numerical research has been conducted to investigate the fire resistance performance of prestressed hollow-core slabs, in which the number of prestressing strands and the load ratio were set as the analysis parameters. Based on the numerical simulation results, the temperature distribution and deflection according to the fire duration time were analyzed in detail.

Voided Slab is a very efficient system that can reduce weight and its use has increased. In this paper, Shear performance of voided slab 3 type(rc slab, ball slab, ball slab with water) with improved damping performance was evaluated. As a result of the test, the shear performance was not much different from the existing RC slab.

In this study, the shear strength according to the width of the web was assessed by using the Waste styrofoam as hollow material without reprocessing. The concrete's design strength was set to 24MPa and the web width was 50mm, 100mm, and 150mm as variables. Shear strengths of KCI increased from 111.2% to 203.9%.

This paper presents the influence factors of heat transfer in a voided slab under fire situation. The effects of a void in a slab on heat transfer are presented and the results are quantitatively analyzed for each influence factor. For this purpose, the finite element analysis method was used to evaluate the influence of the heat transfer factors on the thermal characteristics in a voided slab. Based on these results, the influence factors which have significant difference in the temperature spectrum were derived.