전단연결재 설명

정의

전단연결재는 강재 거더와 콘크리트 바닥판 사이의 수평 전단력을 전달하는 연결 요소다.

두 재료를 경계면에서 붙잡아 하나의 합성단면처럼 휘게 만든다.

시험에서는 정의, 종류, 설계 하중, 간격 계산이 함께 반복해서 출제된다.

구조와 원리

강재 보 위에 콘크리트 바닥판을 올려 놓기만 하면 두 재료는 각자 따로 휜다.

전단연결재는 두 재료가 맞닿은 면에서 서로 밀리지 않도록 붙잡는 장치다.

바닥판은 압축을, 강재 보 하부는 인장을 함께 받아 한 덩어리처럼 휜다.

식과 간격

전단흐름은 q = VQ/I로 구한다. V는 설계 전단력, I는 합성단면 2차모멘트다.

스터드 한 개의 강도 Qn을 구한 뒤 소요 간격 p = Qn/q로 정한다.

Qn은 콘크리트 파괴와 강재 파괴 중 작은 값으로 정한다.

계산한 간격은 최소·최대 간격 규정과 맞는지 함께 확인한다.

완전합성과 부분합성

연결재 수를 정하는 방식에 따라 합성은 완전합성과 부분합성으로 나뉜다.

완전합성은 연결재가 극한 전단력 전체를 전달해 슬립이 거의 없다고 본다.

부분합성은 연결재를 줄이는 대신 슬립을 허용하고 휨강도 감소를 계산에 반영한다.

정리와 직접 풀기

마지막으로 핵심을 정리한다. 전단연결재는 수평 전단력을 전달해 합성작용을 만든다.

스터드 강도는 콘크리트 파괴와 강재 파괴 중 작은 값으로 정하고 간격을 구한다.

정적 강도뿐 아니라 반복 활하중에 의한 피로도 함께 검토한다.

이제 방금 배운 내용을 직접 풀어 보자.

정답과 마무리

정답은 완전합성이다. 연결재 강도 합이 경계면 전단력 이상이면 성립한다.

답안에는 식, 대입 순서, 단위를 함께 적어야 점수가 된다.