Journal of Korean Society of Steel Construction (한국강구조학회 논문집)

Korean Society of Steel Construction (한국강구조학회)
권호 표지

Evaluation of Static Strength of Group Stud Shear Connection in Precast Concrete Deck Bridges

프리캐스트 콘크리트 바닥판 교량의 그룹 스터드 전단연결부 강도평가

  • 심창수 (중앙대학교 토목공학과) ;
  • 전승민 (중앙대학교 토목환경공학과) ;
  • 김동욱 (중앙대학교 토목환경공학과)
  • Received : 2007.12.03
  • Accepted : 2008.04.10
  • Published : 2008.04.10
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Abstract

concrete deck bridges are increasingly aplied to twin- girder bridges and open-stel box girder bridges.One of the most dificult isues in the design of shear conect ors is the mater of achieving ful composite action. Many connectors in smal area require a significant section los of precast decks resulting in difficult reinforcement details. In this closer spacing than the required minimum spacing in the design codes was evaluated through static tests. Test results s howed that the ultimate strength decreased as the conector spacing was reduced. The strength enhancement was observed due to aditional reinforcement for precast slabs or for shear pockets. Thus, the design of group stud shear connection needs to anticipate failure modes and the conector failure should be induced. Based on the test results, an empirical equation consi dering stud spacing was proposed to evaluate the ultimate strength of group stud shear conection. Fatigue tests showed n o reduction in fatigue life of the group stud shear conection in the range of this research. Details of the precast decks wer e enhanced using the findings of the study.

프리캐스트 콘크리트 바닥판 교량의 적용이 2거더 교량이나 개구제형 강박스 교량으로 확대되고 있다. 소수거더교에 프리캐스트 바닥판 교량의 적용에서 가장 어려운 점은 완전합성을 확보하기 위해 필요한 전단연결재의 배치이다. 좁은 영역에 많은 연결재를 배치해야 하기 때문에 프리캐스트 바닥판의 단면 손실이 커서 철근의 배치가 어렵게 된다. 이 논문에서는 현재 설계 기준에서 제시하고 있는 스터드 전단연결재의 최소 간격보다 좁은 연결재 간격을 가질 경우의 극한 강도 특성을 정적 실험을 통해 평가하였다. 실험결과로부터 최소 간격보다 좁은 간격으로 배치할 경우에 현재의 설계기준 강도보다 낮은 극한 강도를 발현하는 것으로 나타났고 프리캐스트 슬래브의 보강 혹은 포켓부의 부분보강의 효과로 인해 강도 증진이 나타났다. 그룹 스터드 전단연결부의 설계는 연결재 전단강도와 콘크리트 슬래브의 강도의 상대적인 비로부터 파괴모드를 예측하고 연결재 파괴를 유도할 수 있도록 이루어져야 한다. 실험결과로부터 스터드 간격을 고려한 그룹 스터드 전단연결부의 극한강도에 대한 경험식을 제안하였다. 피로실험을 수행한 결과로부터 이 연구의 실험범위내에서는 그룹스터드 전단연결부의 피로강도 감소가 나타나지 않는 것으로 밝혀졌다. 연구결과를 활용하여 프리캐스트 바닥판의 상세를 개선하였다.

Keywords

Acknowledgement

Supported by : 중앙대학교

References

  1. 건설교통부 (2005), 도로교 설계기준, 한국도로교통협회.
  2. 김현호, 심창수, 윤광중, 이필구, (2005) 이중합성 교량의 복합스터드 전단연결부의 정적강도 평가, 한국강구조학회 논문집, 제 17권 5호, 10. pp. 549-559.
  3. 류형근, 심창수, 장승필, 정철헌 (2002), 프리캐스트 바닥판 합성형 교량에서의 베딩층의 두께를 고려한 전단연결재의 피로강도, 한국강구조학회 논문집, Vol.14 No.1, Feb. 2002, pp. 327-334.
  4. 심창수 전승민 김동욱(2007), 파괴모드에 따른 전단연결부 설계기준의 일반화 방안, 한국강구조학회학술발표논문집, Vol.18, No.1, p. 110
  5. 심창수 정철헌 김철영 장승필(1998), 프리캐스트 바닥판 교량전단연결부의 전단강성, 강구조학회논문집, Vol.10 No.4, pp. 749-758
  6. 이필구 심창수 윤태양(2003), "대직경 스터드 전단연결재의 정적거동", 한국강구조학회논문집, Vol.15, No.6, pp.611-620
  7. 장승필, 심창수, 김종희, 김영진 (1998) 프리캐스트 콘크리트 바닥판 교량의 전단연결부 설계, 한국강구조학회 논문집, Vol. 10, No. 4, Dec., pp. 759-767.
  8. 장승필, 심창수, 윤석구, (1999), 합성교량 스터드 전단연결부의 극한한계상태, 대한토목학회논문집, 제19권 I-4호, pp. 613-621.
  9. AASHTO LRFD Bridge Design Specifications, 3rd Edition. (2006), American Association of state Highway and Transportation Officials, Washington, D.C.
  10. Chang-Su Shim, Sung-Pil Chang, Pil-Goo Lee(2001) Design of Shear Connection in Composite Steel and Concrete Bridges with Precast Decks, Journal of Constructional Steel Research, 57 pp. 203-219. https://doi.org/10.1016/S0143-974X(00)00018-3
  11. Eurocode 4 (1997), Design of composite steel and concrete structures, Part 2 :composite bridges (ENV 1994-2), CEN.
  12. JongHee Kim, ChangSu Shim, Shegeyuki Matsui, SungPil Chang(2002) The Effect of Bedding Layer on the Strength of Shear Connection in Full-Depth Precast Deck, Engineering Journal, AISC, 3rd Quarter, pp. 127-135.