합성보 수평전단 설계

합성보와 수평전단

합성보는 콘크리트 바닥판과 강재보를 전단연결재로 묶어 함께 저항하는 보다.

접촉면에 작용하는 수평전단력을 전단연결재가 전달하도록 설계한다.

합성 효과는 이 수평전단을 정확히 전달할 때 얻어진다.

구성요소와 원리

합성보는 강재보와 콘크리트 슬래브가 전단연결재로 일체화된 구조다.

강재보는 인장을, 콘크리트 슬래브는 압축을 맡고 연결재가 접촉면 수평전단력을 전달한다.

설계식은 계수 수평전단력이 φ를 곱한 설계강도 이하가 되도록 세운다.

스터럽은 접촉면을 가로질러 슬래브 쪽과 보 쪽을 함께 묶는 철근이다.

계수하중 계산

계수하중은 고정하중과 활하중에 하중계수를 곱해 구한다.

고정하중 12kN/m와 활하중 65kN/m이 주어진다. 계수하중은 1.2D + 1.6L이다.

계수하중 w_u는 1.2 × 12 + 1.6 × 65 = 118.4kN/m이다.

지간 9m 단순보의 전단력은 w_u L / 2로 구해 약 533kN이 된다.

완전합성과 부분합성

합성보의 수평전단은 완전합성과 부분합성에 따라 다르게 다뤄진다.

완전합성은 접합면 미끄럼이 없도록 수평전단력 전체를 연결재가 부담한다.

부분합성은 연결재 수를 줄여 일부만 부담하고, 비용을 낮춘다.

시험에서는 형식별로 수평전단이 전달되는 경로를 구분해 쓰는 것이 핵심이다.

정리

수평전단 설계는 계수하중에서 출발해 스터럽 배근으로 끝난다.

먼저 계수하중으로 수평전단력을 구하고, 합성 전후 하중을 나눠 계산한다.

다음 전단마찰 식으로 강도를 검토하고 소요 면적과 간격을 정한다.

간격은 계산값과 최대 간격 제한 중 작은 값으로 정한다.