영구하중을 받는 강재 U형 단면과 채움 콘크리트로 형성된 압축요소를 갖는 부분 PC 합성바닥구조의 휨 성능 평가

Abstract

공동주택 지하주차장과 같이 넓은 면적을 동일한 용도로 사용하는 부위에 적용이 가능하고 시공성을 향상하기 위해 바닥거푸집과 동바리를 제거한 합성바닥구조를 개발하고 설계법을 정리하였다. 개발된 합성바닥구조는 부분 PC, 인장 철근, 트러스 철근, U형 단면과 채움 콘크리트, 상부 토핑 콘크리트로 구성된다. 시공하중상태에서 하부 인장력은 부분 PC와 인장 철근이 저항하고, 상부 압축력에는 U형 단면과 채움 콘크리트가 저항한다. 사용하중 상태에서는 상부 토핑 콘크리트와 합성하여 일반 철근콘크리트 보와 같이 거동한다. 영구하중에 대해 휨 강도, 전단 강도, 수평 전단 강도를 계산하고 휨파괴가 발생하도록 설계한다. 영구하중 단계에서의 휨 성능을 평가하기 위해 휨 실험을 수행하였다. 합성바닥구조 실험체와 중앙 내부에 중공부를 두어 자중 감소 효과를 기대하는 실험체로 구분하였다. 모든 실험체가 휨 균열 발생 후, 충분한 연성 거동을 확보한 후 파괴되었다. 2개의 실험체 모두 예상 휨 강도보다 높은 강도를 발현하여 [실험 강도]/[예상 휨 강도] 비의 평균이 1.26으로 기존의 철근콘크리트 휨 강도 산정법을 이용하여 비교적 안전하게 평가할 수 있음을 확인하였다. 사용하중 상태에서의 처짐값이 예상 처짐의 79 %로 사용성이 매우 우수하게 나타났다. 모멘트-곡률 곡선과 하중에 따른 중립축 위치를 비교하여 합성바닥구조의 합성거동을 확인하였다. 개발된 합성바닥구조가 사용하중에 적절한 휨 성능을 확보하는 것으로 판단된다.