강합성 슬래브

강합성 슬래브의 정의

강합성 슬래브는 강재와 콘크리트가 한 몸으로 거동하는 바닥판이다.

전단연결재가 두 재료 사이의 수평 전단력을 전달한다.

합성 작용으로 콘크리트는 압축을, 강재는 인장을 나눠 맡아 단면이 효율적으로 일한다.

구조와 원리

강합성 슬래브는 강재 거더 위 콘크리트 바닥판이 전단연결재로 묶여 거동한다.

콘크리트는 압축에, 강재는 인장에 강하다. 그래서 위는 압축, 아래는 인장을 받는다.

전단연결재가 충분하면 완전 합성으로 보고 단면 전체를 하나로 해석한다.

미끄러짐이 없어야 이 가정이 성립한다.

탄성계수비와 환산단면

환산단면은 한 재료를 탄성계수비로 바꿔 만든 등가 단면이다.

탄성계수비 n은 강재의 Es를 콘크리트의 Ec로 나눠 구한다.

환산단면의 중립축과 단면2차모멘트 I_tr을 구한 뒤 응력을 계산한다.

콘크리트 응력은 n으로 한 번 더 나눠 구한다.

허용응력 검토

허용응력 설계는 재료별로 응력을 허용값 이하로 제한한다.

콘크리트는 압축 허용응력 15 MPa 이하가 되도록 모멘트를 제한한다.

강재는 인장 응력이 허용값 이하가 되도록 따로 검토한다.

두 검토 결과를 비교해 최종 값을 정한다.

헷갈리는 점과 직접 풀기

완전 합성은 전단연결재가 충분할 때만 가정할 수 있다.

전단연결재가 부족하면 부분 합성으로 따로 계산해야 한다.

이 가정 여부가 답을 바꾸므로 시험에서 자주 묻는다.

정답은 전단연결재가 충분할 때다.

정리

강합성 슬래브는 전단연결재로 강재와 콘크리트를 한 몸으로 만든 바닥판이다.

계산은 탄성계수비로 환산단면을 만든 뒤 두 재료의 응력을 검토한다.

두 검토 중 작은 모멘트가 최대 허용 휨모멘트가 된다.

시험에서는 허용응력 검토 순서와 완전 합성 가정을 함께 확인한다.