전단연결재

전단연결재란

전단연결재는 강재보와 콘크리트 바닥판을 하나로 묶는 부재다.

두 재료가 접촉면에서 미끄러지지 않도록 수평전단력을 전달한다.

이것이 합성보가 완전합성 거동을 얻는 핵심 요소다.

원리와 수평전단력

콘크리트 슬래브와 강재 보는 접촉면에서 서로 미끄러지려 한다.

이 미끄러짐을 막는 힘이 수평전단력이며, 전단연결재가 이를 전달한다.

수평전단력은 휨모멘트가 커질수록 커지고 보 길이 방향으로 분포한다.

연결재가 힘을 전달하면 두 재료가 한 단면처럼 함께 휜다.

완전합성과 부분합성

전단연결재의 수에 따라 합성보는 완전합성보와 부분합성보로 나뉜다.

완전합성보는 필요한 수평전단력을 모두 전달해 한 단면처럼 거동한다.

부분합성보는 연결재가 부족해 접촉면의 미끄러짐이 일부 허용된다.

그래서 부분합성보는 완전합성보보다 휨강성과 휨강도가 낮다.

필요 개수 계산

보 구간에 작용하는 총 수평전단력은 900 kN이라고 가정한다.

스터드 1개의 설계 전단강도는 90 kN으로 가정한다.

필요 개수는 총 수평전단력을 1개당 전단강도로 나눈 값이다.

900을 90으로 나누면 10이다. 개수이므로 단위는 없다.

시공과 시험

시공은 먼저 설계 강도를 산정하고 스터드 간격을 배치하는 것으로 시작한다.

스터드는 강재 플랜지 위에 아크 스터드 용접으로 설치한다.

용접 후에는 외관을 검사하고 머리 부분을 망치로 쳐서 결함을 확인한다.

불량 스터드는 교체하거나 보강하며, 시험 결과는 시공기록에 남긴다.

정리

전단연결재는 콘크리트와 강재 사이의 수평전단력을 전달하는 연결 요소다.

연결재가 충분하면 완전합성보가 되고, 부족하면 부분합성보가 된다.

설계는 기준식으로, 시공은 외관 검사와 타격 시험으로 확인한다.