Analysis of Flexural Behavior of Composite Beam with Steel Fiber Reinforced Ultra High Performance Concrete Deck and Inverted-T Shaped Steel with Tension Softening Behavior
인장연화거동을 고려한 강섬유 보강 초고성능 콘크리트 바닥판과 역T형 강재 합성보의 휨거동 해석

Sung-Won Yoo, In-Hwan Yang, Sang-Hwa Jung
2015 Journal of the Korea Concrete Institute  
  185 1. 서 론 1) 최근에는 일반 콘크리트의 낮은 인장강도, 취성 등의 단점을 극복하기 위해 강섬유를 혼입한 강섬유 보강 콘 크리트의 적용이 증가하고 있다. 또한 최근에 요구되는 콘크리트는 구조물의 장대화 및 대형화로 인하여 고강도, 고성능 및 고내구성 등의 성능을 요구하고 있다. 이러한 이유로 압축강도가 180 MPa이상인 고성능
more » ... 에 강 섬유를 혼입한 강섬유 보강 초고성능 콘크리트(UHPC)에 대한 연구 1,2) 가 국내외에서 활발히 진행되고 있다. 이러     @             ⓒ     한 강섬유 보강 초고성능 콘크리트는 콘크리트의 처짐, 휨강도 및 균열 이후의 연성거동 특성을 향상시키는 것 으로 알려진 바 있다. 또한, 높은 압축강도, 인장강도 및 내구성으로 인하여 UHPC를 교량 바닥판에 적용 3,4) 함으 로써 바닥판의 자중 감소 및 바닥판 수명의 획기적인 연 장 등의 효과가 있을 것으로 예상된다. 특히 UHPC 바닥판과 강재 거더를 이용하여 합성보를 구성할 때, UHPC 바닥판의 높은 강도와 강성으로 인하 여 강재거더 상부 플랜지의 역할이 거의 불필요할 것으 로 예상된다. 이러한 점을 착안하여 본 논문에서는 Fig. 1 과 같은 합성보 구성 시에 강재 거더의 상부 플랜지를 없 앤 역T형 거더 5-7) 를 적용하였다. Fig. 1과 같은 역T형 거더에 UHPC 바닥판을 합성하여 합성보를 구성할 경우, 상부플랜지가 없는 이유로 전단연 ABSTRACT Ultra high performance concrete (UHPC) has been developed to overcome the low tensile strengths and brittleness of conventional concrete. Considering that UHPC, owing to its composition and the use of steel fibers, develops a compressive strength of 180 MPa as well as high stiffness, the top flange of the steel girder may be superfluous in the composite beam combining a slab made of UHPC and the steel girder. In such composite beam, the steel girder takes the form of an inverted-T shaped structure without top flange in which the studs needed for the composition of the steel girder with the UHPC slab are disposed in the web of the steel girder. This study investigates experimentally and analytically the flexural behavior of this new type of composite beam to propose details like stud spacing and slab thickness for further design recommendations. To that goal, eight composite beams with varying stud spacing and slab thickness were fabricated and tested. The test results indicated that stud spacing running from 100 mm to 2 to 3 times the slab thickness can be recommended. In view of the relative characteristic slip limit of Eurocode-4, the results showed that the composite beam developed ductile behavior. Moreover, except for the members with thin slab and large stud spacing, most of the specimens exhibited results different to those predicted by AASHTO LRFD and Eurocode-4 because of the high performance developed by UHPC.
doi:10.4334/jkci.2015.27.2.185 fatcat:pi252vfdinffdkuiiebvll6ns4