The purpose of this paper is to demonstrate to the practicing engineers, how to apply the advanced composite materials theory to the slab bridges. For general construction material used, there is certain theoretical limit in sizes. For super slab bridges construction, the reduction in panel weight is the first step to take in order to break such size limits. For a typical slab bridges panel, both concrete and advanced composite sandwich panels are considered. The concrete panel is treated as a special orthotropic plate. Advanced composite sandwich panels are considered as a self-weights less than one tenth of that of concrete panel, with deflections less than that of the concrete panel. This conclusion gives good guide line for design of the light weight of slab bridges.
In this paper, two dimensional concrete slabs for a railroad bridge were analyzed by the specially orthotropic laminates theory. Both the geometrical and material property of the cross section of the slab was considered symmetrically with respect to the neutral surface so that the bending extension coupling stiffness, Bij=0, and D16=D26=0. Bridge deck behaves as specially orthotropic plates. In general, the analytical solution for such complex systems is very difficult to obtain. Thus, finite difference method was used for analysis of the problem. In this paper, the finite difference method and the beam theory were used for analysis.
대형구조물 설계 건설시 가장 큰 제한 조건은 모든 건설재료에는 치수의 한계가 있다. 따라서 본 논문 에서는 고전 보 이론에 의하여 단순 지지된 비등방성 슬래브의 처짐값을 구한 후 그 값을 비교 하였고, 특별 직교이방성 판 이론에 의하여 콘크리트와 샌드위치 교량의 물성을 비교하여 그 결과에 따른 처짐비와 강성값을 비교하였다. 경계조건은 임의의 경계조건을 갖는 판에 대한 해석해가 없기 때문에 부득이하게 네변이 모두 단순지지 되었을 경 우로 해석을 하였고 복합재료의 인장강도는 콘크리트나 강재보다 훨씬 높으므로 비교대상은 처짐으로 하였다. 즉, 철근 콘크리트와 동일하거나 작은 처짐을 일으키는 몇 가지 샌드위치판을 선택하여 고려하였다.
본 논문에서는 철근콘크리트 슬래브교를 복합적충판 이론으로 해석하였 다. 철근콘크리트 슬래브교의 해석에 있어 단변의 기하학적 , 물리적 특성이 중립축을 중심으로 휩-연 계강성 B; j=O 이 고, DI6=D26=0 임을 고려하였다. 각각의 횡방향,수직방향 강재는 하나의 lamina로 간주하고,재료상수는 각각의 l amina의 흔합법칙 에 의해서 계산되었다. 단순지지된 철근콘크리트 슬래브교는 동분포하중과 축하중을 받고 있다 . 본 논문에서는 유한차분법과 특별직교이 방성 복합적충판 이론으로 해석하였다. 그 결과 특별 직교 이 방성 복합적충판 이론에 의한 해석값이 보 이론의 값에 근접함을 알 수 있었다 . 본 논문의 결과 가까운 장래에 학부정도의 실력을 가진 기술자가 철근콘크리트 슬래브교를 해석함에 있어 유용하게 사용 될 수 있다.
데크플레이트와 콘크리트가 합성되어 있는 합성 바닥판 구조물은 데크플레이트의 골 방향과 골 직각방향에 대하여 강성이 다르므로 직교이방성판 거동을 보이고 있으며 테크플레이트와 콘크리트의 합성 거동으로 인하여 적층 바닥판 구조물로 평가할 수 있다. 이러한 합성데크 바닥판 구조물의 진동에 대한 정확한 사용성 평가를 위해서는 합성데크 바닥판 구조물의 정밀 진동해석을 수행하여야 한다. 이를 위해서는 합성데크 바닥판 구조물의 강성에 대한 직교이방성 그리고 데크플레이트와 콘크리트의 합성에 대한 정확한 거동 평가가 수반되어야 한다. 본 논문에서는 합성데크 바닥판 구조물의 골 직각 방향에 대한 강성을 계산하기 위하여 각각의 토핑 콘크리트 두께와 데크플레이트 두께를 적용하였다. 또한 골 방향에 대한 강성을 계산하기 위하여 콘크리트와 데크플레이트의 단면 강성을 구하여 등가두께를 적용하였다. 그리고 콘크리트와 데크플레이트의 합성거동을 표현하기 위하여 적층판에 대한 등가 강성식을 적용, 합성데크 바닥판 구조물의 강성을 나타내었다. 본 논문에서 제안한 합성데크 바닥판 구조물의 실용적인 모형화방법을 적용할 경우에 합성데크 바닥판 구조물의 강성에 대한 직교이방성과 콘크리트와 데크플레이트의 합성 거동을 잘 표현할 수 있었다
Recently, there has been a tendency to use composite deck plates in high-rise building and apartment construction due to its cost efficiency and less installation time. The purpose of current study is to clarify structural performance of deck plate and further safety through carefully designed experimental program. In order to clarify bending capacity and joint continuity, specimens were divided for positive and negative moment and testing parameters are thickness of deck plate, slab thickness, and various reinforcements The results of experimental test are following; (1) When the thickness of deck plate is 1.0mm, the strength increased by 1.3~10.1%, and 2.0~3.5% comparing the case of 0.8mm deck plate thickness. The thickness of deck plate did not play significant role in terms of strength of the slab in both positive and negative moment tests. (2) The yield strength of slab in positive moment test, having 200mm slab thickness and D13 reinforcement steel, was increased by 28.4~34.8% comparing 160mm slab thickness and D10 reinforcement steel case. And 22.4~25.1% of yield strength was increased after install bottom reinforcement steel. (3) In negative moment test results showed that the increase of yield strength when the bottom reinforcement installed was 2.0~2.3% in 200mm slab thickness and 2.0~3.0% in 160mm slab thickness. In positive moment test, the increase of yield strength was 22.8~26.7% in 200mm slab thickness due to bottom reinforcement, and 11.4~20.5% in 160mm slab thickness. The reason being bottom reinforcement in negative moment contributes less amount of yield strength compare to positive moment location is that the bottom reinforcement resists compression force where the deck plate has enough strength already.
The purpose of this study is to understand the structural performance of the specimens beam by changing the depth and width of the U-shaped composite beam. To this end, experimental specimens by changing depth and width as compared with a reference specimen were prepared and tested. As a result of this study, growth of the depth has great effect on the structural performance while a width increase has no significant effect on the structural performance of composite beam.
본 연구는 방음재를 삽입한 새로운 개념의 합성슬래브 시스템을 제안하고, T-형 바의 폭, 전단보강 철근의 설치 등을 실험의 주요변수로 한 총 7개의 실험체를 제작 Push-Down실험방법으로 수행한 수평전단성능에 대한 실험 결과를 제공하고 있다. 실험결과 T-형 바를 전단키로 적용하고 방음재를 삽입한 실험체가 기본실험체에 비해 수평전단성능에서 2배 이상 우수한 것으로 나타났다. 이는 제안한 합성슬래브상세를 실제 현장 적용하여도 기존의 합성슬래브 보다 구조적 측면에서 상당한 안전율을 확보할 것으로 생각되며, 내진동 및 방차음의 개선에도 크게 기여할 것으로 판단된다.
This research is about design optimization and performance evaluation for composite PC slabs using improved horizontal shear connectors. As a result of the tests, the improved shear connectors show structural performance even when they are placed only in the required section.
Prestressed concrete (PSC) members are readly available in civil engineering applications due to the convenience of construction and easy of quality control in the manufacturing process of the member. Especially, half-depth precast concrete composite slab, which is one of the PSC flexural members is developed recently using the long-line method. The half-depth precast concrete composite slabs are composed of the precast concrete and the in-situ concrete placed at the site. In this paper, we present the results of experimental investigations pertaining to the pretensioning efficiency and the flexural behavior of half-depth precast concrete composite slab which is made of precast PSC manufactured by the long-line method. In the long-line method, the pretensioned precast member is manufactured simultaneously, by tensioning tendons at once. In addition, we suggest the equation that can estimate the flexural strength of half-depth precast concrete composite slab reasonably by considering the effects of rebar embedded in the precast PSC flexural member.
The purpose of this study is to develop structral technologies on the lightweight composite slab systems with sound reduction layers in the modular house. In this study, two kinds of slabs with minimum thickness was suggested reducing the floor impact sound. In order to evaluate the structural performance, the flexural strenth tests were carried out on the one-way full scale specimens. From the results of test, we know that the proposed slabs had ductile behavior and would be safe sufficiently.
저자는 기존연구를 통해서 기둥제거 시나리오에 근거한 구조물의 연쇄붕괴해석을 쉽고 효율적으로 할 수 있는 에너지 평형에 근거한 비선형 정적 근사해석법을 제안하였다. 본 논문에서는 기둥이 손실된 2경간 합성슬래브의 구조적 거동을 살펴보고, 저자에 의해 제안된 비선형 정적 근사해석법에 합성슬래브의 기여도를 포함하여 구조물의 연쇄붕괴 가능성을 더욱 정밀하게 예비평가할 수 있는 방안을 제안하였다. 본 목적을 위해 합성슬래브가 포함되고 기둥이 손실된 2경간 부분골조모델을 가정한 후 재료적, 기하학적 비선형 유한요소해석을 수행하였다. 해석결과를 토대로 합성슬래브의 변형을 이상화한 근사모델을 제안하였다. 이 모델을 적용하여 합성슬래브의 현수작용을 파악할 수 있는 방안을 제안하였다. 아울러 이 방안을 활용하여 연쇄붕괴시에 합성슬래브의 일방향 현수작용과 변형에너지를 쉽고 효율적으로 유도할 수 있음을 보여주었다.
하프PC 슬래브는 시공중에 슬래브 판에 균열이 발생하기 쉽고 이러한 균열들을 보수보강 하지 않은 상태에서 덧침콘크리트를 타설할 경우 합성슬래브의 내력에 영향을 미칠 것으로 사료된다. 하지만 하프PC 슬래브에 발생한 균열이 합성슬래브의 구조성능에 미치는 영향에 관한 연구는 아직까지 없는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 하프PC 슬래브에 발생한 균열이 합성 슬래브의 내력에 미치는 영향을 조사하기 위하여 덧침콘크리트를 타설하기 전에 하프PC 슬래브에 균열을 발생시킨 시험체와 균열이 없는 합성슬래브 시험체를 제작하여 슬래브의 휨 성능을 검토하였다.
본 논문에서는 복합재료로 만들어진 단순지지된 샌드위치 슬래브 교량의 설계 방법을 제시하고자 한다. 거더나 가로보를 포함한 대부분의 교량시스템에서 교량 상판은 특별직교이방성판으로 거동한다. 이러한 단면을 갖는 시스템은 Navier 해법이나 Levy 해법 형태와는 다른 경계조건 또는 불규칙한 단면을 갖게 되어 해석적 해법을 얻기가 쉽지 않다. 이러한 문제를 해석하기 위하여 유한차분법이 이용되었다. 복합재료로 이루어진 교량을 설계하기위하여, 단면은 가장 경제적이면서 응력에 유리한 폼코어 형태를 채택하였고, 응력을 산출함에 있어서는 유한차분법 프로그램을 이용하였다. 복합신소재 특수기술자의 실험을 기초로 질량이 증가에 따른 파이버의 인장강도 감소를 나타내는 공식을 도출하였다. 이 공식으로부터 치수 증가에 따른 인장강도 감소량을 구 할 수 있다. 파괴강도는 Tasi-Wu의 파괴강도이론을 이용하였다. 파괴강도해석은 본 논문에서 제시하고 있는 인장강도의 감소를 고려하여 제시하였다.