본 연구에서는 신형상 층고절감형 합성보에 대한 최적단면을 도출하기 위해 단면성능 계산 프로그램을 개발하여 단면성능에 대해 비교 분석을 하였다. 신형상 합성보는 상부 플랜지 하부에 바닥시스템이 위치하여 전통적인 공법 에 비해 층고절감의 효과와 최적단면으로 설계시 공기의 단축과 비용의 절감은 물론 물량의 감소를 기대 할 수 있 다. 그러나 단면은 기존 H형강 보와 달리 상하 비대칭으로 중립축의 위치가 중앙에 위치하지 않기 때문에 상하연 단에 대한 단면계수가 같지 않게 된다. 이에 따른 상하플랜지 판요소의 두께비에 따른 매개 변수적 분석이 요구된 다. 따라서, 본 연구에서는 단면의 상부 플랜지 두께에 대한 하부 플랜지 두께의 비에 따른 중립축위치, 단면계수의 변화추이를 분석하여 최적단면을 도출하는데 주목적을 두었다.

본 논문에서는 UHPC 바닥판과 강재 거더를 이용하여 합성보를 구성할 때, UHPC 바닥판의 높은 강도와 강성으로 인하여 합성보 구성 시에 강재 거더의 상부 플랜지를 없앤 역T형 거더를 적용하고자 하였다. 그러나 현재까지 강재 복부에 설치되는 전단연결재에 대한 거동, 역T형 강거더 합성보의 휨거동 특성 등은 실험 및 이론적으로 평가된 적이 거의 없는 실정이다. 이를 위하여 UHPC 압축강도, 전단연결재 간격 및 바닥판 두께 등을 변수로 하는 역T형 거더와 UHPC바닥판 합성보 16개의 휨거동 실험결과를 근간으로 하여 실험결과와 UHPC의 인장연화 거동을 고려한 재료모델 해석결과를 비교하였다. 역해석에 의한 인장연화곡선에서 UHPC의 인장강도는 6.57 MPa(120MPa의 경우) 및 9.57 MPa(150MPa의 경우)를 나타내고 있으며, 전단연결재 간격이 좁을수록 실험결과와 해석결과가 명확하게 근접하는 겻으로 나타났으며, 바닥 판 두께가 두꺼우며 UHPC 압축강도가 작을수록 동일한 경향이나, 이 영향은 다소 작은 것으로 나타났다. 따라서 실험결과와 해석결과를 종합 적으로 비교하면, UHPC 합성보의 실험결과와 해석결과는 비교적 잘 일치하고 있으므로 재료 실험으로부터 산정된 인장연화곡선은 UHPC의 실제 거동을 합리적으로 반영한다고 판단된다.

본 논문은 강-콘크리트 슬립실험으로 결정된 계면 계수값을 휨 하중을 받는 콘크리트 충전강관 합성보 실험의 결과예측에 적용하여 콘크리트 충전강관 합성보의 계면거동과 구속효과를 규명하였다. 원형단면의 콘크리트가 전단면압축을 받도록 하기 위해서 콘크리트 충전강관에 웨브와 플랜지를 추가한 콘크리트 충전강관 합성보를 사용하여 휨 거동실험을 수행하였다. 콘크리트가 전단면 압축을 받는 단부가 개방된 콘크리트 충전합성강관의 경우에는 구속효과에 의해 약 16%의 강도증진효과를 확인하였으며, 단부를 폐쇄하여 구속효과가 커진 콘크리트충전 합성강관의 경우에는 35% 정도의 큰 강도증진효과가 발생하는 것을 확인하였다. 실험과 수치해석을 통해 얻은 이러한 결과는 콘크리트 충전강관을 이용한 교량의 상부 거더나 아치리브에 대한 단면 결정에 적용되는 적용성을 갖는다.

The composite beam is efficient and easy to construction. But shear connector is needed for the composite action. This research developed SPC beam in order to reduce the shear connector with utilization of mechanical bonded force by the cross sectional shape. The flexural behavior of SPC beam was evaluated through two point loading test.

In this study, a 3D FE model is developed by which one can analyze the composite action in the composite beam subjected to the hogging moment. Analysis results show that the reinforcement ratio and crack behaviour of the slab are main factors which exert a strong influence on the composite action. The existing experimental results, that the design of partial interaction can be more efficient in designing of shear connection of the composite beams, are indirectly verified by the FE analysis.

강합성 절곡 바닥판 중에서 I형강으로 보강된 강합성 절곡 바닥판은 절곡바닥판내에 I형강을 매입시켜 기존의 현장타설 RC바닥판보다 경량화되고 시공성을 향상시킨 바닥판이다. 현재 일반적인 철근콘크리트 구조물의 유효휨강성에 대한 계산은 도로교설계기준 및 ACI에서 제안하고 있는 방법을 사용하고 있다. 본 연구에서는 도로교설계기준 및 ACI에서 제안된 유효휨강성에 대한 산정 방법을 Ι형강으로 보강된 강합성 절곡 바닥판에 적용하여 그에 대한 적용성을 평가하고 철근콘크리트 바닥판과 비교를 하였다. 또한 실험변수로써 스터드의 유무, 지간의 변화, 단면의 형태, 부재연결방법에 걸쳐 4가지 변수를 두고 총 15개의 실험체를 제작하여 실제의 휨강성과 ACI에서 제안된 식에 의해 계산된 유효휨강성을 비교, 분석하였다.

본 논문은 외부 긴장재로 보강된 2경간 연속 강합성보의 내하력을 향상시키기 위한 방법을 제시하였다. 긴장재를 정모멘트 구간의 강주형 하부에 설치하였다. 이 방법은 정모멘트 뿐만 아니라 부모멘트도 감소시킬 수 있다. 강합성보를 긴장재로 보강함으로써 내하율 식에서 목표 내하율을 만족시키기 위한 긴장재 개수와 초기 긴장력의 결정방법을 기술하였다. 본 방법을 실교량의 강합성보에 적용하여 타당성을 입증하였다.