Steel Strap으로 횡구속된 무철근 바닥판의 정적 및 피로거동 특성 연구 (A Study on Static and Fatigue Behavior of Restrained Concrete Decks without Rebar by Steel Strap)

서지정보

· 발행기관 : 한국구조물진단유지관리공학회
· 수록지 정보 : 한국구조물진단유지관리공학회 논문집 / 16권 / 5호 / 137 ~ 147페이지
· 저자명 : 조병완, 김철환

초록

무철근 교량 바닥판은 콘크리트 내부의 철근을 없애고 거더를 Strap으로 횡구속시켜 Arching action을 극대화시킨 교량 바닥판이다. 본 연구에서는 무철근 바닥판의 균열제어를 목적으로 FRP bar의 배치량을 변수로 하여 내하력과 균열, 연성도, 파괴시 응력수준 등을 판단하여 FRP bar 최소 배치량을 제시하였다. 실험결과 Steel strap 무철근 바닥판은 최소 0.15% FRP 보강근만 배치하여도 내하력과 연성이 확연히 향상됨을 확인하였다. FRP bar를 보강한 무철근 바닥판에 대하여 피로실험을 수행하였으며 200만회 반복하중 재하후 균열, 잔류 처짐 등에서 장기 사용성에 문제가 없음을 확인하였다. 교량 바닥판은 대체로 펀칭전단 파괴를 하며 2방향 슬래브의 전단강도식을 적용할 수 있으나 ACI, AASHTO 등에서는 바닥판의 비선형 파괴형상과 횡구속에 의한 Arching 효과를 명확히 고려하지 못하기 때문에 실제 파괴강도보다 과소평가 한다.
본 연구에서는 Steel strap 바닥판의 실제 파괴형상과 Strap에 의한 횡구속도를 고려한 펀칭전단강도식을 제안하였으며 이는 실험결과와도 비교적 잘 일치하는 결과를 보여주었다.

영어초록

In the steel-free bridge concrete deck, steel straps are generally used instead of conventional steel rebar while laterally restrained in the perpendicular direction to the traffic in order fir the arching effect of concrete deck. In this paper, the minimum amount of FRP bar is to be suggested based on the structural strength, crack propagation, stress level and others in order to control cracks. As a result of laboratory tests, the structural strength of deck with 0.15 percentage of steel strap showed improved structural strength including ductility. The long-term serviceability of steel strap deck with FRP bar proved to satisfy the requirements and to be structurally stable while showing the amount of crack and residual vertical displacement within the allowable limits after two million cyclic loadings. The structural failure of RC bridge deck is generally caused from the punching shear rather than moment. Therefore, the ultimate load at failure could be estimated using the shear strength formula in the two-way slab based on ACI and AASHTO criteria. However the design criteria tend to underestimate the shear strength since they don’t consider the arching effects and nonlinear fracture in bridge deck with lateral confinement. In this paper, an equation to estimate the punching shear strength of steel strap deck is to be developed considering the actual failure geometries and effect of lateral confinement by strap while the results are verified in accordance with laboratory tests.

참고자료

· 없음