KR101092499B1 - Shear connector of wave shape - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전단연결재에 관한 것으로, 특히 강-콘크리트 합성거더에서 거더에 연결되어 거더와 콘크리트 간의 하중전달과 일체화된 거동을 유도하고 전단강도 및 연성작용을 개선하기 위해, 거더 상부에 판형상의 리브부를 연결하고, 리브부의 상부 일정부분이 웨이브형상으로 절개되어 파형부가 형성되고, 파형부에는 관통홀이 형성되며, 관통홀에 관통철근이 배근됨으로써 전단강도를 증대시키고, 거더와 콘크리트간의 합성작용에 의한 일체화된 거동을 위한 연성작용을 증진시킬 수 있으며, 또한 관통홀에 콘크리트가 흘러들어가 다웰(dowel)을 형성하여 전단저항과 콘크리트와의 재료분리에 저항할 수 있도록 하며, 더 나아가 파형부는 거더의 폭방향으로 번갈아 형성되는 절곡부와, 이 절곡부를 사이에 두고 형성되는 직립부에 의하여 각 절곡부와 직립부 사이에 채워지는 콘크리트의 선단부에 의하여 작용되는 지압저항 영역을 확대시켜 전단저항 성능을 더욱 증대시킬 수 있는 웨이브형상의 전단연결재에 관한 것이다.The present invention relates to a shear connector, in particular a plate-shaped rib on the top of the girder in order to improve the shear strength and ductility action in order to induce the integrated behavior and the load transfer between the girder and concrete in the steel-concrete composite girder The upper part of the rib part is cut into a wave shape to form a corrugated part, a through hole is formed in the corrugated part, and the reinforcing bar is disposed in the through hole to increase the shear strength. It can enhance the ductility for integrated behavior, and also allow concrete to flow into the through-hole to form dowels to resist shear resistance and material separation from the concrete. The bent portions alternately formed in the direction, and the upright portions formed with the bent portions interposed therebetween. The present invention relates to a wave-shaped shear connecting material which can further increase the shear resistance performance by enlarging the acupressure resistance area acted by the tip of the concrete filled between the upright parts.

거더, 콘크리트, 강-콘크리트 합성거더, 리브(rib)부, 파형부, 절곡부, 직부, 관통홀, 관통철근, 전단강도, 다웰(dowel)효과, 연성효과 Girder, Concrete, Steel-Concrete Composite Girder, Rib, Corrugation, Bending, Straight, Through Hole, Through Reinforcing Bar, Shear Strength, Dowel Effect, Ductility Effect

Description

웨이브형상의 전단연결재{SHEAR CONNECTOR OF WAVE SHAPE}Wave-shaped Shear Connector {SHEAR CONNECTOR OF WAVE SHAPE}

본 발명은 전단연결재에 관한 것으로, 특히 강-콘크리트 합성거더에서 거더에 연결되어 거더와 콘크리트 간의 하중전달과 일체화된 거동을 유도하고 전단강도 및 연성작용을 개선하기 위해,The present invention relates to a shear connector, in particular in order to induce the integrated behavior and the load transfer between the girder and concrete in the steel-concrete composite girder to improve shear strength and ductility,

거더 상부에 판형상의 리브부를 연결하고, 리브부의 상부 일정부분이 웨이브형상으로 절개되어 파형부가 형성되고, 파형부에는 관통홀이 형성되며, 관통홀에 관통철근이 배근됨으로써 전단강도를 증대시키고, 거더와 콘크리트간의 합성작용에 의한 일체화된 거동을 위한 연성작용을 증진시킬 수 있으며,The plate-shaped rib is connected to the upper part of the girder, and a certain portion of the upper part of the rib is cut into a wave shape to form a corrugated part, a through hole is formed in the corrugated part, and the reinforcing bar is disposed in the through hole to increase shear strength, It can enhance the ductility for integrated behavior by the composite action between concrete and concrete,

또한 관통홀에 콘크리트가 흘러들어가 다웰(dowel)을 형성하여 전단저항과 콘크리트와의 재료분리에 저항할 수 있도록 하며,In addition, concrete flows through the through-hole to form a dowel, which can resist shear resistance and material separation from the concrete.

더 나아가 파형부는 거더의 폭방향으로 번갈아 형성되는 절곡부와, 이 절곡부를 사이에 두고 형성되는 직립부에 의하여 각 절곡부와 직립부 사이에 채워지는 콘크리트의 선단부에 의하여 작용되는 지압저항 영역을 확대시켜 전단저항 성능을 더욱 증대시킬 수 있는 웨이브형상의 전단연결재에 관한 것이다.Furthermore, the corrugation section enlarges the bent portion alternately formed in the width direction of the girder, and the acupressure resistance area acted by the distal end portion of the concrete filled between the bent portion and the upright portion by the upright portion formed between the bent portions. The present invention relates to a wave-shaped shear connector that can further increase shear resistance performance.

일반적으로 건축, 토목분야에서 강재와 콘크리트 사이의 합성효과를 기대할 목적으로 스터드 커넥터를 전단연결재로 사용하여 이종재료인 H-형강 보와 콘크리트 슬래브 간의 면내 전단력을 전달하도록 하고 있다.In general, in order to expect the composite effect between steel and concrete in the construction and civil engineering fields, the stud connector is used as a shear connector to transfer the in-plane shear force between H-beam, which is a dissimilar material, and concrete slab.

따라서 스터드 커넥터는 헤드와 몸체가 일체로 되 구성으로서 현장이나 고장에서 강재에 반자동 용접 또는 수작업에 의한 용접 방식으로 용이하게 부착할 수 있으므로 가장 광범위하게 사용되고 있는 전단연결재이다.Therefore, the stud connector is the most widely used shear connector because the head and the body are integrally configured to be easily attached to the steel by semi-automatic welding or manual welding in the field or failure.

그러나 사용되는 강재의 종류나 직경에 대한 제한(최대 22mm)이 따르므로 콘크리트 속에 매입되었을 경우 단면의 저항 능력이 적으며 수평력에 대한 저항 강성도 적다는 문제점이 있다.However, since the restrictions on the type and diameter of steel used (up to 22 mm) are followed, there is a problem in that the resistance of the cross section is small and the resistance rigidity against the horizontal force is also small when embedded in concrete.

또한 헤드가 작아 상방향 인발력에 대해 재료 분리 방지 및 정착 효과 등의 측면에서 충분한 합성효과를 발휘하지 못하기 때문에 많은 양을 매우 조밀하게 설치하여야 하는 문제점이 있다.In addition, since the head is small and does not exert sufficient synthetic effects in terms of material separation prevention and fixing effects, such as upward pulling force, there is a problem that a large amount must be installed very densely.

따라서 상기한 바와 같은 종래의 전단연결재인 스터드 커넥터의 문제점을 감안하여 강판에 다수개의 구멍을 천공한 유공강판(perforated plate)이 강재와 콘크리트 간의 전단연결재로 사용되기도 한다.Therefore, in view of the problems of the stud connector, which is a conventional shear connector as described above, a perforated plate having a plurality of holes perforated in the steel sheet may be used as a shear connector between the steel and the concrete.

즉 유공강판 연결재는 콘크리트가 강판에 형성된 구멍을 따라 흘러들어가 다웰(dowel)을 형성함으로써 수평 방향의 전단에 저항하고 수직 방향의 분리를 방지 하게 되고, 상기 스터드 연결재에 비하여 우수한 전단강도를 얻을 수 있다.That is, the perforated steel sheet connecting material flows through the hole formed in the steel sheet to form a dowel, thereby resisting horizontal shearing and preventing vertical separation, thereby obtaining excellent shear strength compared to the stud connecting material. .

그러나 최대 내력시 발생하는 변위가 상대적으로 미소하여 합성구조체의 파괴거동시 취성적인 거동특성을 나타내며, 유공강판의 단부 수직면과 인접한 콘크리트에는 매우 높은 국부 지압응력이 발생하게 된다.However, the displacement generated at the maximum strength is relatively small, indicating brittle behavior during fracture behavior of composite structures, and very high local acupressure stress occurs in concrete adjacent to the vertical end surface of perforated steel sheet.

이로 인하여 유공강판과 나란하게 콘크리트에는 종방향으로 균열이 발생하게 되며, 최종 파괴는 유공강판에 의한 콘크리트의 국부 지압성 파괴가 된다.As a result, cracks occur in the longitudinal direction along the perforated steel sheet, and the final fracture is local local pressure breakage of the concrete by the perforated steel sheet.

즉 유공강판 연결재는 유공강판 사이의 콘크리트에 주 균열이 발생되고 유공강판에 접한 콘크리트가 사전 징조 없이 지압 파괴되는 문제점이 있으며,In other words, the perforated steel sheet connecting material has a problem that the main crack is generated in the concrete between the perforated steel sheet and the concrete contacting the perforated steel sheet is destroyed without a prior sign,

또한 상기한 스터드 연결재와 같은 연성효과가 떨어져 강재와 콘크리트 간의 일체화된 거동을 완벽하게 구현할 수 없다는 문제점이 있다.In addition, there is a problem that the ductility effect, such as the stud connecting material described above is not fully implemented to implement the integrated behavior between the steel and concrete.

따라서 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 등록특허 제10-0691872호(2007.02.28. 등록) "원호 모양의 리브 전단연결재 및 이를 이용한 강합성교량의 결합구조"는Therefore, in order to solve the above problems, registered patent No. 10-0691872 (registered on February 28, 2007) "Arc-shaped rib shear connector and a structure of a rigid composite bridge using the same"

강합성 교량을 구성하는 강주형과 콘크리트 바닥판의 사이에 작용하는 수평전단력을 분담하도록 강주형의 상부면에 접합되는 원호 모양의 리브 전단연결재로서, 강주형의 교축방향 상부면에 접합될 연속적인 하부면을 가지며, 상부에 원호형 돌기와 원호형 홈이 교번으로 길이방향을 따라 연속적으로 다수개 형성되어,An arc-shaped rib shear connector joined to the upper surface of the steel mold to share the horizontal shear force acting between the steel mold and the concrete slab constituting the steel composite bridge. It has a circular arc-shaped projection and arc-shaped groove in the upper portion alternately formed along the longitudinal direction,

상부 다수개의 원호형 돌기와 홈을 교번으로 연속적으로 형성한 원호 모양을 갖도록 하우 충분한 강도와 극한 거동시 연성을 충분히 확보할 수 있고, 또한 주형에 접합될 하부면을 연속화하여 용접성을 개선하는 효과를 얻을 수 있을 것으로 개시되어 있다.How to have a circular arc shape formed by alternating a plurality of upper arc-shaped protrusions and grooves in order to ensure sufficient strength and ductility in extreme behavior, and also to improve the weldability by continuizing the lower surface to be joined to the mold It is disclosed that it can be.

그러나 상기 등록특허의 경우에는 재료의 분리를 방지하기 위해 형성되는 관통홀이 원호형 돌기에 형성되어 있지 않아 재료의 분리, 즉 콘크리트가 전단연결재에서 분리되는 현상을 막을 수 없다는 문제점과,However, in the case of the registered patent, the through-holes formed to prevent the separation of the material are not formed in the arc-shaped protrusions, so that the separation of the material, that is, the phenomenon in which the concrete is separated from the shear connector, and the problem,

또한 상기 등록특허에 첨부된 도면4에 개시된 바와 같이 철근을 원호형 홈에 배근하는 경우 상기와 같은 재료분리에 저항하는 성능이 떨어지고, 따라서 상대적으로 연성효과가 떨어진다는 치명적인 문제가 있다.In addition, when the reinforcing bar in the arc-shaped groove as described in Figure 4 attached to the registered patent there is a fatal problem that the performance of resisting the material separation as described above, and thus the relatively ductile effect is reduced.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로,The present invention has been made to solve the above problems,

특히 강-콘크리트 합성거더에서 거더에 연결되어 거더와 콘크리트 간의 하중전달과 일체화된 거동을 유도하고 전단강도 및 연성작용을 개선하기 위해,Particularly in steel-concrete composite girder, it is connected to the girder to induce load transfer and integrated behavior between the girder and concrete, and to improve shear strength and ductility,

거더 상부에 판형상의 리브부를 연결하고, 리브부의 상부 일정부분이 웨이브형상으로 절개되어 파형부가 형성되고, 파형부에는 관통홀이 형성되며, 관통홀에 관통철근이 배근됨으로써 전단강도를 증대시키고, 거더와 콘크리트간의 합성작용에 의한 일체화된 거동을 위한 연성작용을 증진시킬 수 있으며,The plate-shaped rib is connected to the upper part of the girder, and a certain portion of the upper part of the rib is cut into a wave shape to form a corrugated part. It can enhance the ductility for integrated behavior by the composite action between concrete and concrete,

또한 관통홀에 콘크리트가 흘러들어가 다웰(dowel)을 형성하여 전단저항과 콘크리트와의 재료분리에 저항할 수 있도록 하며,In addition, concrete flows through the through-hole to form a dowel, which can resist shear resistance and material separation from the concrete.

더 나아가 파형부는 거더의 폭방향으로 번갈아 형성되는 절곡부와, 이 절곡부를 사이에 두고 형성되는 직립부에 의하여 각 절곡부와 직립부 사이에 채워지는 콘크리트의 선단부에 의하여 작용되는 지압저항 영역을 확대시켜 전단저항 성능을 더욱 증대시킬 수 있는 웨이브형상의 전단연결재를 제공하는 것을 목적으로 한다.Furthermore, the corrugation section enlarges the bent portion alternately formed in the width direction of the girder, and the acupressure resistance area acted by the distal end portion of the concrete filled between the bent portion and the upright portion by the upright portion formed between the bent portions. It is an object of the present invention to provide a wave-shaped shear connecting material which can further increase the shear resistance performance.

본 발명에 따른 웨이브형상의 전단연결재는Wave-shaped shear connector according to the invention

강재와 콘크리트의 합성구조로 이루어진 강-콘큰리트 합성거더에서 강재와 콘크리트 간의 일체화된 거동을 위하여 합성작용을 발휘하게 하는 전단연결재에 있 어서, 상기 거더 상부에 길이방향을 따라 연결되는 판형상의 리브(rib)부와, 상기 거더의 길이방향을 따라 상기 리브부 상부에 웨이브형상으로 형성된 파형부와, 그리고 상기 파형부를 천공하여 형성된 관통홀을 포함하여 이루어진다.In the shear connector for the composite action between the steel and concrete in the steel-concrete composite girder consisting of a composite structure of steel and concrete, a plate-shaped rib connected along the longitudinal direction to the upper part of the girder ( rib), a wave portion formed in a wave shape on the rib portion along the longitudinal direction of the girder, and a through hole formed by drilling the wave portion.

더 나아가 본 발명에 따른 상기 파형부는 상기 거더의 폭방향의 좌우로 번갈아 절곡형성된 절곡부와, 그리고 상기 절곡부를 사이에 두고 형성된 직립부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.Furthermore, the corrugated portion according to the present invention is characterized in that it comprises a bent portion alternately bent to the left and right in the width direction of the girder, and an upright portion formed between the bent portion.

아울러 본 발명에 따른 상기 파형부에 형성된 관통홀에는 관통철근이 배근되어 있는 것을 특징으로 한다.In addition, the through-hole is formed in the through hole formed in the corrugated portion according to the invention is characterized in that the reinforcing bar is arranged.

본 발명에 따른 웨이브형상의 전단연결재에 의하여By the wave-shaped shear connector according to the invention

특히 강-콘크리트 합성거더에서 거더에 연결되어 거더와 콘크리트 간의 하중전달과 일체화된 거동을 유도하고 전단강도 및 연성작용을 개선하기 위해,Particularly in steel-concrete composite girder, it is connected to the girder to induce load transfer and integrated behavior between the girder and concrete, and to improve shear strength and ductility,

거더 상부에 판형상의 리브부를 연결하고, 리브부의 상부 일정부분이 웨이브형상으로 절개되어 파형부가 형성되고, 파형부에는 관통홀이 형성되며, 관통홀에 관통철근이 배근됨으로써 전단강도를 증대시키고, 거더와 콘크리트간의 합성작용에 의한 일체화된 거동을 위한 연성작용을 증진시킬 수 있으며,The plate-shaped rib is connected to the upper part of the girder, and a certain portion of the upper part of the rib is cut into a wave shape to form a corrugated part. It can enhance the ductility for integrated behavior by the composite action between concrete and concrete,

또한 관통홀에 콘크리트가 흘러들어가 다웰(dowel)을 형성하여 전단저항과 콘크리트와의 재료분리에 저항할 수 있도록 하며,In addition, concrete flows through the through-hole to form a dowel, which can resist shear resistance and material separation from the concrete.

더 나아가 파형부는 거더의 폭방향으로 번갈아 형성되는 절곡부와, 이 절곡부를 사이에 두고 형성되는 직립부에 의하여 각 절곡부와 직립부 사이에 채워지는 콘크리트의 선단부에 의하여 작용되는 지압저항 영역을 확대시켜 전단저항 성능을 더욱 증대시킬 수 있게 된다.Furthermore, the corrugation section enlarges the bent portion alternately formed in the width direction of the girder, and the acupressure resistance area acted by the distal end portion of the concrete filled between the bent portion and the upright portion by the upright portion formed between the bent portions. It is possible to further increase the shear resistance performance.

이하에서는 본 발명에 따른 웨이브형상의 전단연결재를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면,Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the wave-shaped shear connector in accordance with the present invention,

도 1은 본 발명에 따른 웨이브형상의 전단연결재를 나타내는 사시도, 도 2는 본 발명에 따른 웨이브형상의 전단연결재를 포함하는 합성거더를 나타내는 사시도, 도 3은 본 발명에 따른 파형부가 절곡부와 직립부로 순차적으로 번갈아가면서 연속적으로 이루어진 전단연결재를 나타내는 사시도, 도 4는 본 발명에 따른 파형부가 절곡부와 직립부로 이루어진 전단연결재를 포함하는 합성거더를 나타내는 사시도, 도 5는 본 발명에 따른 전단연결재에 인가되는 작용력을 나타내는 사시도, 도 6은 본 발명의 전단연결재의 실험을 위한 실험체를 나타내는 대략 사시도, 도 7은 도 6의 실험체의 극한하중을 나타내는 그래프, 도 8은 도 6의 실험체의 하중-상대변위를 나타내는 그래프이다.1 is a perspective view showing a wave-like shear connector according to the present invention, Figure 2 is a perspective view showing a composite girder comprising a wave-shaped shear connector according to the invention, Figure 3 is a wave portion according to the present invention is upright with the bent portion 4 is a perspective view showing a shear connecting member sequentially made alternately with parts, FIG. 4 is a perspective view showing a composite girder including a shear connecting member having a bent portion and an upright portion according to the present invention, and FIG. 5 is a shear connecting member according to the present invention. Figure 6 is a perspective view showing the applied force, Figure 6 is a schematic perspective view showing the test specimen for the experiment of the shear connector of the present invention, Figure 7 is a graph showing the ultimate load of the specimen of Figure 6, Figure 8 is a load-relative of the specimen of Figure 6 It is a graph showing the displacement.

도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 웨이브형상의 전단연결재는As shown in Figures 1 to 5 the wave-shaped shear connector according to the invention

강재(10)와 콘크리트(C)의 합성구조로 이루어진 강-콘큰리트 합성거더에서 강재(10)와 콘크리트(C) 간의 일체화된 거동을 위하여 합성작용을 발휘하게 하는 전단연결재(PC)에 있어서, 상기 거더(10) 상부에 길이방향을 따라 연결되는 판형상의 리브(rib)부(20)와, 상기 거더(10)의 길이방향을 따라 상기 리브부(20) 상부에 웨이브형상으로 형성된 파형부(30)와, 그리고 상기 파형부(30)를 천공하여 형성된 관통홀(36)을 포함하여 이루어진다.In the shear connector (PC) to exert a synthetic action for the integrated behavior between the steel 10 and the concrete (C) in the steel-concrete composite girder consisting of a composite structure of the steel (10) and concrete (C), Plate-shaped rib portion 20 is connected to the upper portion of the girder 10 along the longitudinal direction, and the wave portion formed in a wave shape on the rib portion 20 along the longitudinal direction of the girder 10 ( 30, and a through hole 36 formed by drilling the corrugation part 30.

우선 강재(10)와 콘크리트(C)의 합성구조 또는 복합구조로 이루어진 강-콘크리트 합성거더에서 이종의 재료인 강재(10)와 콘크리트(C) 간의 완전한 일체화된 거동을 위한 합성작용을 발휘할 수 있도록 상기 거더(10)에 전단연결재(PC)가 연결된다.First, in the steel-concrete composite girder composed of the composite structure or the composite structure of the steel 10 and concrete (C), the composite action for the complete integrated behavior between the steel 10 and the concrete (C) of different materials can be exerted. Shear connector (PC) is connected to the girder (10).

즉 상기와 같은 합성구조 또는 복합구조에서 강재(10)와 콘크리트(C)를 결합하는 형태를 취하는 이유는 두 재료의 성질이 매우 이질적임에도 불구하고 상호보완적인 특성으로 인해 많은 장점을 가지고 있기 때문이다.That is, the reason for taking the form of combining the steel 10 and concrete (C) in the composite structure or the composite structure as described above is because it has many advantages due to the complementary characteristics, although the properties of the two materials are very heterogeneous. .

이는 압축에 강하고 인장에는 매우 취약한 콘크리트(C)는 강재(10)의 부식을 막는 역활과 강재(10)부분에 열을 차단하는 역학을 하고 구조적으로 얇은 단면을 사용하는 강재(10) 단면의 국부좌굴 및 횡 비틀림 좌굴을 구속해 준다.This is because the concrete (C), which is strong in compression and very vulnerable to tension, acts to prevent corrosion of the steel (10) and serves to block heat to the steel (10) part, and the local part of the steel (10) cross section that uses a structurally thin section. Constrain buckling and lateral torsional buckling.

반면에 인장영역에서의 강도와 소성변형성능에 우수한 강재(10)는 인장에 약한 콘크리트(C)를 보강해 주거나 구속효과를 줌으로써 압축에 대한 내하력을 높이는 역할을 하게 된다.On the other hand, the steel 10 excellent in the strength and plastic deformation capacity in the tensile region serves to increase the load capacity for compression by reinforcing or restraining the weak concrete (C) to the tension.

따라서 본 발명에 따른 웨이브형상의 전단연결재는Therefore, the wave-shaped shear connector according to the present invention

강재(10)와 콘크리트(C)의 합성구조 또는 복합구조는 두 재료를 상호 연결함으로써 서로의 취약한 부분을 보완하고 장점을 최대한 활용한다는 측면을 지니고 있는데 이를 위해서는 두 재료의 경계면에서의 힘의 전달이 서로 다른 부재에 효과적으로 전달되는 합성작용이 이루어질 수 있도록 하고, 종래의 전단연결재에 비하여 우수한 전단강도를 얻을 수 있게 된다.The composite or composite structure of steel (10) and concrete (C) has the aspect of complementing weak points of each other and making the best use of their advantages by interconnecting the two materials. Synthetic action can be effectively delivered to the different members, it is possible to obtain excellent shear strength compared to the conventional shear connector.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 웨이브형상의 전단연결재는As shown in Figure 1 and 2 wave shape shear connector according to the invention

상기 거더(10) 상부에 길이방향을 따라 연결되는 판형상의 리브(rib)부(20)와,Plate-shaped rib portion (20) connected to the girder 10 in the longitudinal direction,

상기 거더(10)의 길이방향을 따라 상기 리브부(20) 상부에 웨이브형상으로 형성된 파형부(30)와, 그리고A wave portion 30 formed in a wave shape on the rib portion 20 along the longitudinal direction of the girder 10, and

상기 파형부(30)를 천공하여 형성된 관통홀(36)을 포함하여 이루어진다.It includes a through hole 36 formed by drilling the corrugated portion 30.

즉 상기 거더(10)는 상부 및 하부 플랜지(10a)(10b)와, 상기 각 플랜 지(10a)(10b)를 잇고 중력방향에 대하여 평행하게 형성되는 웨브(10c)로 구성되어 있으며,That is, the girder 10 is composed of upper and lower flanges 10a and 10b, and webs 10c which are connected in parallel to the direction of gravity, connecting the flanges 10a and 10b, respectively.

상기 리브부(20)는 상기 거더(10)의 상부 플랜지(10a) 위에 길이방향을 따라 용접 등에 의한 결합방식에 의하여 고정 연결된다.The rib portion 20 is fixedly connected to the upper flange (10a) of the girder by a joining method, such as by welding along the longitudinal direction.

그리고 상기 리브부(20) 상부의 일정부분을 차지하고, 상기 거더(10)의 길이방향을 따라 웨이브형상의 파형부(30)가 형성되어 전단저항 성능과 극한 거동시 연성작용을 충분히 확보할 수 있게 된다.And occupies a portion of the upper portion of the rib portion 20, the wave-shaped wave portion 30 is formed along the longitudinal direction of the girder 10 to ensure sufficient shear resistance performance and ductility during extreme behavior do.

더 나아가 상기 관통홀(36)은 상기 파형부(30)를 천공하여 형성되는데,Furthermore, the through hole 36 is formed by drilling the corrugated portion 30,

상기 관통홀(36)은 상기 거더(10)와 콘크리트(C) 간의 합성작용을 증진시켜 일체화된 거동을 유도하여 연속성을 확보할 수 있게 되고, 동시에 상기 관통홀(36)에 콘크리트(C)가 흘러들어가 다웰을 형성함으로써 수평방향의 전단력에 저항하고, 수직 방향으로의 콘크리트(C)와 분리, 즉 재료 분리에 저항하여 재료 분리현상을 막을 수 있게 된다.The through hole 36 may enhance the synthesizing action between the girder 10 and the concrete C to induce an integrated behavior to ensure continuity, and at the same time, the concrete C may be formed in the through hole 36. By flowing in to form the dowel, it is possible to resist shear force in the horizontal direction and to separate the concrete (C) in the vertical direction, that is, material separation, thereby preventing material separation.

아울러 상기 관통홀(36)을 통하여 관통철근(40)이 중력방향에 대하여 수직하게 철근이 배근되는데,In addition, through the through hole 36, the reinforcing bar 40 is reinforcement perpendicular to the direction of gravity,

이는 상기 관통철근(40)에 의하여 콘크리트(C)의 다웰 성능을 증진시키고 항복하중을 넘어서면서부터 나타나는 강성변화에 직접적인 영향을 주며, 또 상기 관 통철근(40)량에 따른 전단마찰에 의하여 전단저항 능력과 연성작용을 증진시킬 수 있게 된다.This enhances the dowel performance of the concrete (C) by the through reinforcing bar 40 and has a direct effect on the stiffness change resulting from exceeding the yield load, and shear by shear friction according to the through-bar 40 amount It will be able to increase resistance and ductility.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 상기 파형부(30)는As shown in FIG. 3 and FIG. 4, the waveform part 30 according to the present invention is

상기 거더(10)의 폭방향의 좌우로 번갈아 절곡 형성된 절곡부(32)와, 그리고A bent portion 32 alternately bent to the left and right in the width direction of the girder 10, and

상기 절곡부(32)를 사이에 두고 형성된 직립부(34)를 포함하여 이루어진다.It comprises an upright portion 34 formed with the bent portion 32 therebetween.

즉 상기 파형부(30)에서 상기 절곡부(32)는 상기 거더(10)의 폭방향으로 절곡되어 좌우로 번갈아 형성되는데,That is, the bent portion 32 in the corrugated portion 30 is bent in the width direction of the girder 10 is formed alternately left and right,

이 경우 상기 절곡부(32)는 대칭적으로 형성되거나, 또는 비대칭적으로 형성될 수 있으나, 상기 절곡부(32) 사이에 형성되는 콘크리트(C) 선단 부분에서의 지압저항에 대한 지압영역을 극대화하기 위해 비대칭적으로 형성하여 지압저항 효과를 얻을 수 있게 하는 것이 바람직하다.In this case, the bent portion 32 may be formed symmetrically or asymmetrically, but maximizes the acupressure region for the acupressure resistance at the tip portion of the concrete (C) formed between the bent portions 32. It is preferable to form asymmetrically so as to obtain the acupressure resistance effect.

아울러 상기 직립부(34)는 상기 절곡부(32)를 사이에 두고 형성되는데,In addition, the upright portion 34 is formed with the bent portion 32 therebetween.

즉 상기 절곡부(32)와 상기 직립부(34)는 번갈아가면서 연속적으로 상기 리브부(20) 상부에 형성되며, 이렇게 형성된 절곡부(32)와 직립부(34)에 의하여 콘크리트(C) 선단 부분에서의 지압저항에 대한 영역을 상호보완적으로 증대하여 지압저항 효과를 극대화할 수 있게 된다.In other words, the bent portion 32 and the upright portion 34 are alternately formed on the rib portion 20 continuously, and thus the bent portion 32 and the upright portion 34 are formed at the tip of the concrete (C). Complementary increase in the area of the pressure resistance in the part can maximize the effect of the pressure resistance.

이는 상기 절곡부(32)를 비대칭적으로 형성하고, 상기 절곡부(32)를 사이에 두고 형성되는 직립부(34)가 하나의 주기를 형성하고, 상기 거더(10)의 길이방향을 따라 수개의 주기를 형성하는 상기 절곡부(32)와 직립부(34)에 사이에 형성된 콘크리트(C)는 압축에 저항하는 성능이 크므로, 압축에 저항할 수 있는 성능이 증가되며, 이에 의하여 상기 절곡부(32)와 직립부(34)에 사이에서 콘크리트(C)가 구속되는 효과로 전단저항 성능 또한 크게 증가하게 된다.This forms the bent portion 32 asymmetrically, the upright portion 34 formed with the bent portion 32 therebetween forms a period, and the number along the longitudinal direction of the girder 10 The concrete C formed between the bent portion 32 and the upright portion 34 forming two cycles has a large resistance to compression, thereby increasing the performance capable of resisting compression. Shear resistance performance is also greatly increased due to the effect that the concrete (C) is constrained between the portion 32 and the upright portion 34.

아울러 상기 절곡부(32)가 비대칭적으로 형성되고, 또한 상기 직립부(34)에 형성된 각각 형성된 관통홀(36)에 상기 관통철근(40)이 배근되는 경우, 상기 관통철근(40)의 높이가 각각 달리 형성되며,In addition, when the bent portion 32 is formed asymmetrically, and the through reinforcing bar 40 is arranged in each of the through holes 36 formed in the upright portion 34, the height of the through reinforcing bar 40 Are each formed differently,

이 경우 각각 다른 높이로 형성되는 관통철근(40)에 의하여 전단저항을 고루 분포시킬 수 있어 보다 효율적으로 전단강도를 증진시킬 수 있게 된다.In this case, the shear resistance can be evenly distributed by the through reinforcing bars 40 formed at different heights, so that the shear strength can be enhanced more efficiently.

우선 도 5에 도시된 바와 같인 본 발명에 따른 웨이브형상의 전단연결재에서 작용하중에 대한 각 구성에 의한 저항력을 나타내는 대략 사시도로 이를 간단하게 설명하면 다음과 같다.First, as shown in FIG. 5, a brief perspective view schematically illustrating a resistance force by each configuration against a working load in a wave-like shear connection member according to the present invention will be described below.

즉 콘크리트(C) 선단 부분에서 작용하는 지압저항(①), 콘크리트(C)의 다웰 작용(②) 및 상기 관통홀(36)에 배근된 관통철근(40)의 전단저항(③)을 나타내고 있으며, 이하에서는 본 발명에 따른 각 구성에 의하여 유도되는 상기와 같은 저항 력의 효과 및 성능을 보다 상세하게 살펴보기로 한다.In other words, it represents the acupressure resistance (①) acting at the tip portion of the concrete (C), the dowel action (②) of the concrete (C) and the shear resistance (③) of the through reinforcing bar 40 disposed in the through hole 36. In the following, the effects and performance of the above-described resistance induced by each configuration according to the present invention will be described in more detail.

상기한 바와 같이 상기 파형부(30)를 상기 거더(10)의 폭방향의 좌우로 비대칭적으로 절곡 형성된 절곡부(32)와 직립부(34)에 의하여 지압영역을 확장하여 전단강도를 증대시킬 수 있고,As described above, the abrasion portion 30 is asymmetrically bent to the left and right in the width direction of the girder 10 by the bent portion 32 and the upright portion 34 to expand the acupressure region to increase the shear strength. Can,

또 상기 관통홀(36)에 의하여 콘크리트(C)의 다웰 작용에 의하여 재료 분리현상을 막고, 그리고 상기 관통홀(36)에 배근된 관통철근(40)에 의하여 전단강도와 연성작용을 증대시켜 본 발명에 따른 웨이브형상의 전단연결재(PC)의 전단강도, 연성작용 및 콘크리트(C)의 다웰 작용이 종래의 전단연결재(PC)와 비교하여 월등히 개선되는 효과를 얻을 수 있게 된다.In addition, the through hole 36 prevents material separation by the dowel action of the concrete C, and increases the shear strength and the ductility by the through reinforcing bar 40 disposed in the through hole 36. According to the shear strength of the shear connector (PC) according to the shear strength, ductility and the dowel action of the concrete (C) can be obtained an effect that is significantly improved compared to the conventional shear connector (PC).

이하에서는 도 6에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 전단연결재의 파형부(30)가 웨이브형상으로 형성된 기본형(Ⅱ)과, 상기 파형부(30)가 거더(10)의 폭방향으로 번갈아 절곡 형성된 절곡부(32)와, 상기 절곡부(32) 사이에 형성된 직립부(34)로 이루어진 변형형(Ⅲ)과, 그리고 상기 파형부(30)가 형성되지 않고 직판형상으로 이루어진 종래형(Ⅰ) 전단연결재에 대한 전단강도의 실험 결과를 비교하여 고찰하기로 한다.Hereinafter, as shown in FIG. 6, the basic portion (II) in which the corrugated portion 30 of the shear connecting member according to the present invention is formed in a wave shape and the corrugated portion 30 are alternately bent in the width direction of the girder 10 are formed. Deformation type (III) consisting of a bent portion 32, an upright portion 34 formed between the bent portion 32, and a conventional type (I) made of a straight plate shape without the corrugated portion 30 formed thereon. The experimental results of the shear strength of the shear connector will be compared and discussed.

그리고 본 실험에 사용된 전단연결재는 SS400 강종을 실험체로 사용하였으며, 하중 재하는 3000kN 만능실험기(UTM)를 사용하였고, push-out 실험체의 양쪽 측면에 4개의 변위계(LVDT)를 설치하여 콘크리트 슬래브(C)와 강재(10)의 상대변위를 확인할 수 있도록 하였다.The shear connector used in this experiment was made of SS400 steel as a test specimen, a 3000kN universal testing machine (UTM) was used as a load, and four displacement meters (LVDT) were installed on both sides of the push-out test specimen. C) and the relative displacement of the steel (10) can be confirmed.

우선 도 6에 도시된 바와 같이 지면의 좌측에서부터 종래형(Ⅰ)과, 기본형(Ⅱ) 및 변형형(Ⅲ) 전단연결재를 각각 나타내고 있으며,First, as shown in FIG. 6, the conventional type (I), the basic type (II), and the deformation type (III) shear connector are respectively shown from the left side of the ground.

특히 상기 변형형(Ⅲ) 전단연결재의 경우에는 절곡부(32)가 양방향으로 30도 각도로 절곡된 실험체를 사용하기로 한다.In particular, in the case of the deformation type (III) shear connector, the bent portion 32 is to use a test specimen bent at an angle of 30 degrees in both directions.

그리고 도 7은 본 실험을 통하여 얻은 각 실험체의 전단강도를 막대그래프로 나타낸 것이며, 도 8은 본 실험을 통하여 얻은 각 실험체의 하중-상대변위를 나타내는 그래프이다.7 is a bar graph showing the shear strength of each specimen obtained through this experiment, Figure 8 is a graph showing the load-relative displacement of each specimen obtained through this experiment.

도 6 및 도 7에 나타난 그래프를 참고하여 본 실험의 결과치를 비교하여 고찰하여 보면,Referring to the results of the present experiment with reference to the graph shown in Figure 6 and 7,

우선 도 7에 도시된 바와 같이 종래형(Ⅰ) 전단연결재의 경우의 극한하중은 63.21 톤(ton)이고, 기본형(Ⅱ) 전단연결재의 극한하중은 93.5 톤이며, 변형형(Ⅲ) 전단연결재의 극한하중은 96.3 톤으로 나타나 있다.First, as shown in FIG. 7, the ultimate load of the conventional (I) shear connector is 63.21 tons (ton), the ultimate load of the basic (II) shear connector is 93.5 tons, and the deformation of the (III) shear connector The ultimate load is shown at 96.3 tonnes.

상기한 결과치를 참고하여 상기 각 전단연결재의 전단강도를 살펴보면,Looking at the shear strength of each shear connector with reference to the above results,

상기 기본형(Ⅱ) 전단연결재의 전단강도는 종래형(Ⅰ) 전단연결재보다 48% 정도 증가하는 것을 알 수 있으며,It can be seen that the shear strength of the basic type (II) shear connector is increased by about 48% than the conventional type (I) shear connector,

또 상기 변형형(Ⅲ) 전단연결재의 전단강도는 종래형(Ⅰ) 전단연결재보다 52% 정도 증가하는 것을 알 수 있다.In addition, it can be seen that the shear strength of the deformation type (III) shear connector increases by about 52% than the conventional (I) shear connector.

이는 본 발명에 따른 기본형(Ⅱ) 및 변형형(Ⅲ) 전단연결재에 형성된 리브부(20)의 파형 사이에 채워진 콘크리트(C)가 수평지압 저항과 수직지압 저항을 하여 전단저항 능력이 상승하는 것을 확인할 수 있고,This is because the concrete (C) filled between the waveform of the rib portion 20 formed in the basic type (II) and the deformation type (III) shear connector according to the present invention has a horizontal and vertical acupressure resistance to increase the shear resistance capacity You can check

따라서 본 발명에 따른 기본형(Ⅱ) 및 변형형(Ⅲ) 전단연결재는 상당히 높은 수준의 전단저항 능력을 가지는 것을 알 수 있게 된다.Therefore, it can be seen that the basic type (II) and deformation type (III) shear connectors according to the present invention have a fairly high level of shear resistance.

또 종래형(Ⅰ) 전단연결재보다 전단강도가 증가하는 것은 리브부(20)에 파형부(30)가 형성됨으로써 전단 파괴면이 증가하고, 파형부(20) 사이에 채워진 콘크리트의 지압력에 대한 지압저항 영역이 증가되기 때문인 것으로 확인할 수 있다.In addition, the shear strength is increased compared to the conventional type (I) shear connector material by the formation of the corrugation portion 30 in the rib portion 20 increases the shear fracture surface, and to the bearing pressure of the concrete filled between the corrugation portion 20 It can be confirmed that this is because the acupressure resistance area is increased.

그리고 본 발명에 따른 기본형(Ⅱ)과 변형형(Ⅲ) 전단연결재의 전단강도가 3% 정도 차이가 나는 것은 변형형(Ⅲ) 전단연결재에서 파형부(30)가 절곡부(32)와 직립부(34)가 형성됨으로써,And the shear strength of the basic type (II) and the deformation type (III) shear connector according to the present invention is about 3% difference is that in the deformation type (III) shear connector, the bent portion 32 and the upright portion 32 34 is formed,

콘크리트의 지압력에 대한 지압저항 영역이 확대되어 변형형(Ⅲ) 전단연결재가 기본형(Ⅱ) 전단연결재보다 전단강도가 증가하는 것으로 판단된다.It is believed that the strain resistance (III) shear connector increases the shear strength of the basic (II) shear connector due to the expansion of the bearing resistance against the pressure of concrete.

결과적으로 본 발명에 따른 기본형과 변형형 전단연결재는 종래형 전단연결재에 비하여 월등한 전단저항 능력을 갖게 되어, 교량의 안전성과 신뢰성을 확보할 수 있게 된다.As a result, the basic type and the deformable shear connector according to the present invention has superior shear resistance capability as compared with the conventional shear connector, thereby ensuring the safety and reliability of the bridge.

이상에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명인 웨이브형상의 전단연결재를 설명함에 있어 특정 형상 및 방향을 위주로 설명하였으나, 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.In the above description with reference to the accompanying drawings of the present invention, the wave-shaped shear connection material, but mainly described in a specific shape and direction, the present invention can be variously modified and changed by those skilled in the art, such variations and modifications of the present invention It should be interpreted as being included in the scope of rights.

도 1은 본 발명에 따른 웨이브형상의 전단연결재를 나타내는 사시도,1 is a perspective view showing a wave-like shear connector according to the present invention,

도 2는 본 발명에 따른 웨이브형상의 전단연결재를 포함하는 합성거더를 나타내는 사시도,Figure 2 is a perspective view showing a composite girder including a wave-shaped shear connector in accordance with the present invention,

도 3은 본 발명에 따른 파형부가 절곡부와 직립부로 이루어진 전단연결재를 나타내는 사시도,3 is a perspective view showing a shear connector consisting of a bent portion and an upright portion according to the invention,

도 4는 본 발명에 따른 파형부가 절곡부와 직립부로 이루어진 전단연결재를 포함하는 합성거더를 나타내는 사시도,Figure 4 is a perspective view showing a composite girder comprising a shear connector consisting of a bent portion and an upright portion according to the invention,

도 5는 본 발명에 따른 전단연결재에 인가되는 작용력을 나타내는 사시도,5 is a perspective view showing the force applied to the shear connector according to the invention,

도 6은 본 발명의 전단연결재의 실험을 위한 실험체를 나타내는 대략 사시도,Figure 6 is a perspective view showing a test body for the experiment of the shear connector of the present invention,

도 7은 도 6의 실험체의 극한하중을 나타내는 그래프,7 is a graph showing the ultimate load of the test body of FIG.

도 8은 도 6의 실험체의 하중-상대변위를 나타내는 그래프.8 is a graph showing the load-relative displacement of the test body of FIG.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 ><Explanation of Signs of Major Parts of Drawings>

10 : 거더, 강재 10a : 상부 플랜지10: girder, steel 10a: upper flange

10b : 하부 플랜지 10c : 웨브10b: lower flange 10c: web

20 : 리브부20: rib part

30 : 파형부 32 : 절곡부30: waveform portion 32: bending portion

34 : 직립부 36 : 관통홀34: upright part 36: through hole

40 : 관통철근40: through rebar

C : 콘크리트 PC : 전단연결재C: Concrete PC: Shear Connector

Claims (3)

삭제delete 삭제delete 강재와 콘크리트의 합성구조로 이루어진 강-콘큰리트 합성거더에서 강재와 콘크리트 간의 일체화된 거동을 위하여 합성작용을 발휘하게 하는 전단연결재에 있어서,In the shear connector for the composite action between the steel and concrete in the steel-concrete composite girder composed of the composite structure of steel and concrete, 상기 거더(10) 상부에 길이방향을 따라 연결되는 판형상의 리브(rib)부(20)와,Plate-shaped rib portion (20) connected to the girder 10 in the longitudinal direction, 상기 거더의 길이방향을 따라 상기 리브부(20) 상부에 웨이브형상으로 형성된 파형부(30)와, 그리고A wave portion 30 formed in a wave shape on the rib portion 20 along the longitudinal direction of the girder, and 상기 파형부를 천공하여 형성된 관통홀(36)을 포함하여 이루어지되, It comprises a through hole 36 formed by drilling the corrugated portion, 상기 파형부(30)는The waveform unit 30 is 상기 거더의 폭방향의 좌우로 번갈아 절곡형성된 절곡부(32)와, 그리고A bent part 32 alternately bent to the left and right in the width direction of the girder, and 상기 절곡부를 사이에 두고 형성된 직립부(34)가 순차적으로 번갈아가면서 형성되며,The uprights 34 formed with the bent portions interposed therebetween are sequentially formed, 상기 파형부에 형성된 관통홀(36)에는 관통철근(40)이 삽입되어 배근되는 것을 특징으로 하는 웨이브형상의 전단연결재.The through-holes 36 formed in the corrugated portion is a wave-shaped shear connector, characterized in that the penetrating reinforcing bar 40 is inserted.
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