국문 초록
최근 국내 건설시장에서는 시공성 및 경제성을 확보함과 동시에 가설공사를 최소화 할 수 있는 프리캐스트 슬래브(Precast slab) 및 데크플레이트(Deck plate) 공법에 대한 관심과 수요가 증가하고 있다. 특히, 데크플레이트 공법은 대량생산이 용이하고 프리캐스트 슬래브(Precast slab)에 비해 중량이 작아 양중이 쉽기 때문에 널리 적용되고 있다. 특히, 장경간에 유리한 200 mm 이상의 춤을 가진 깊은 데크플레이트 (deep deck plate)의 사용이 빠르게 증가하고 있는 추세이다. 그러나 현재 사용되고 있는 춤이 깊은 데크플레이트는 단위 폭(600 mm)에 하나의 골을 갖는 형태이기 때문에 콘크리트 타설 시 데크플레이트의 상부골에서 과도한 변형이 발생할 수 있으며, 이러한 변형을 제어하기 위하여 횡분배 브릿지의 설치가 요구되는 경우가 많다. 또한, 인장철근을 배근할 때 스페이서를 사용해야 되는 단점이 있다.
현재 KBC, ACI, ASCE 및 기존의 연구에서는 데크플레이트의 세부적인 단면형상에 따른 데크플레이트의 거동에 대한 이론 및 계산식이 명확하게 정립되어 있지 않으며, 데크플레이트의 두께가 매우 얇아 간단한 계산식으로는 국부좌굴을 고려하기가 힘들다. 따라서, 이 연구에서는 기존의 춤이 깊은 데크플레이트(deep deck plate)의 문제점을 개선한 단위 폭(600 mm)에 두 개의 골을 갖는 신형상 춤이 깊은 데크플레이트(Double deck plate)의 시공단계 및 콘크리트 합성단계에서의 휨 및 전단 성능을 파악하기 위한 실험적·해석적 연구를 수행하였다. 또한, 실험결과를 현행설계 기준과 비교하는 등의 상세한 분석을 수행하였으며, 결론은 다음과 같다.

1. 이 연구에서는 7.1 m 경간의 중간 지점에 2열의 동바리를 설치한 상태로 신형상 데크플레이트인 D-deck의 모래재하 실험을 수행하였다. 실험결과, 골채움재 설치유무에 따라 수직처짐이 각각 4.54 mm와 5.34 mm로 측정되어, 골채움재를 적용한 경우가 약 15% 높은 처짐성능을 보였다. 두 실험체 모두 처짐제한값(L/180 = 39.4 mm, 19 mm)의 약 24~28%의 값으로 현행설계기준을 만족하는 것으로 나타났다.

2. 또한, 시공단계 성능검증을 위하여 콘크리트 타설실험을 2회 수행하였으며, 상부토핑콘크리트의 높이가 160 mm일 때 각각 4.17 mm와 4.56 mm, 상부토핑콘크리트의 높이가 210 mm일 때 각각 4.95 mm와 5.02 mm로 측정되었으며, 콘크리트타설 실헐 또한 처짐제한값(L/180 = 39.4 mm, 19 mm)의 약 22~26%의 값으로 현행설계기준을 만족하는 것으로 나타났다.

3. 기존의 깊은 데크플레이트에서 문제가 되었던 데크플레이트 상부골과 하부골의 상대처짐이 D-deck에서는 약 1 mm로 측정되어 상부골의 상대처짐이 매우 작아 변형이 거의 없는 것으로 나타났다. 이는 단위 폭(600 mm)당 두 개의 골을 배치하여 상대적으로 큰 강성을 확보하였기 때문이다. 따라서, 추가적인 횡력 분배요소인 횡분배 브릿지가 필요하지 않기 때문에 기존의 깊은 데크플레이트에 비하여 시공성 및 경제성을 확보할 수 있을 것으로 판단된다.

4. D-deck의 수평방향 최대변형(골 배부름)은 모래 재하실험에서 1.7 mm, 콘크리트 타설실험에서 2.3 mm 발생하였다. 두 실험체 모두 작은 변형이 발생하여 데크플레이트 형태의 안정성이 확보된 것으로 판단된다.

5. 이 연구에서는 총 4개의 D-deck 슬래브에 대한 휨성능 실험을 수행하였으며, 실험결과 4개 실험체 모두 부분합성정도의 합성도를 갖는 것으로 나타났으며, 실험체의 휨강도가 공칭강도를 상회하였다.

6. 또한 하부로부터 40 mm 위치까지의 데크플레이트 단면적으로 고려하여 휨강도를 재산정하였다. 재산정한 휨강도와 실험결과와의 평균 오차는 약 2%로 두 값이 근사한 값을 나타내어 데크플레이트 하부 40 mm의 단면적을 고려하여 휨 강도를 산정하는 방법의 신뢰성을 확인 할 수 있었다.

7. 이 연구에서는 총 4개의 D-deck 슬래브에 대한 전단성능 실험을 수행하였으며, 실험결과 4개 실험체 모두 공칭강도를 상회하였으며, D110계열 실험체는 콘크리트의 전단기여분이 많았으며, D160계열 실험체는 비교적 데크플레이트의 전단기여분이 많은 것으로 나타났다.

8. 결과적으로 8개의 합성부재실험체(휨, 전단) 모두 공칭강도를 크게 상회하였는데, 이러한 결과는 휨 및 전단강도 산정에 포함되지 않는 비구조재인 데크플레이트가 부재의 강도에 일정부분 기여하기 때문이며, 현행 구조기준에 따라 슬래브를 설계할 경우 충분한 안전율을 확보할 수 있을 것으로 판단된다.
....................................................................................................................주 요 어 : 춤이 깊은 데크, 시공하중, 시공단계실험, 모래재하 실험, 콘크리트 타설실험, 수직 처짐, 횡방향 처짐, 합성데크플레이트 슬래브, 휨성능 실험, 전단성능 실험

Recently, there are increasing concern and demand for Precast slab and Deck plate methods, which can minimize temporary works as well as secure construct ability and economic efficiency. In particular, Deck plate is being widely applied owing to its easy mass production as well as its lower weight compared to Precast slab one. Specifically, using deep-deck plate with depth above 200mm, having strength between long spans, is rapidly increasing. Since the currently used deep-deck plate, however, comprises the shape in the form of having a valley per unit width (600 mm), excessive deformation can happen on the upper valley of the deck plate. In order to control such a deformation, there are a large number of cases requiring to set bridges for horizontal distribution. Besides, it has weakness in that a spacer is required to be used when arranging the reinforcing bars.
At present, in KBC, ACI, ASCE, and existing researches have not established the theory and formula for the behavior of deck plate according to its detailed section. To make matters worse, the local buckling cannot be considered only by simple formula owing to the very thin thickness of deck plate. Accordingly, in this study, the experimental and analytic researches were performed for flexure and shear performance from construction stage to concrete synthesizing one of the deep-deck plate with new shapes having two valleys per unit depth (600mm), improving the problems of the existing deep -deck plate. Accordingly, in this study, the experimental and analytic researches were performed for flexure and shear performance from construction stage to concrete synthesizing one of the deep-deck plate with new shapes having two valleys per unit depth (600mm), improving the problems of the existing deep-deck plate. And conclusion is as follows:
1. In this study. various sand-loading experiments were performed on D-deck, a new-shaped deck plate, with floor post having two rows installed at the middle point of span with 7.1m. As result of the experiments, the vertical deflection was 4.53 mm with valley-filler while 5.34 mm without valley-filler, showing improved vertical deflection by 15% with adding valley filler. Both specimens had the value of 24 to 28% of deflection limit (L/180 = 39.4 mm, 19 mm), meeting the current designing standard.

2. Also, when concrete placement experiment were performed twice in order to verify performance at construction stage, the vertical deflection were 4.17 mm and 4.56 mm with the height of 160 mm of upper concrete-topping part; 4.95 mm and 5.02 mm with the height of 210mm, showing to meet the current designing standard of deflection limit described above.

3. When the relative deflections of upper and lower valleys in D-deck was measured, they were around 1 mm demonstrating much lower values compared to those of existing deep-deck plate. While relative deflection has been a major problem in the existing deep-deck plate, it can be neglected in D-deck. It is due to securing relatively larger rigidity by placing two valleys per unit width (600 mm). It is expected, therefore, that the D-deck can secure both construct ability and economic efficiency as compared existing deep-deck plate, since it doesn''t need bridges for horizontal distribution, additional distribution parameters for lateral force.

4. The horizontal maximum deformations for D-deck were 1.7mm and 2.3 mm as for sand-loading and concrete placement experiment, respectively. The deformations of both specimens were small enough to secure stability in the form of deck plate.

5. In this research, when total 4 experiments were performed on the flexure performance of D-deck slabs, all the 4 specimens were shown to have composite ability about partial composite and the flexure strength of the specimen exceeded the nominal strength.

6. As well, the flexure strength was recalculated by considering the cross section of deck plate at the position of 40 mm from the bottom. Since the standard errors were around 2% between the results from the recalculation and experiment, this method could be proved to be reliable.

7. When total 4 experiments were performed on the shear performance of D-deck slabs in this research, all the 4 specimens were proved to have the values beyond the nominal strength. The D110 series specimens had more shear contribution of concrete whereas the D160 series specimens had a relatively large shear contribution to the deck plate.

8. Consequently, total 8 specimens of composite slab had both the flexure and shear strengths far exceeding nominal strength, owing to the contribution of deck plate, not considered in calculating flexure and shear strengths, to slab strength in some extent, and enough safety margin would be expected by designing slab according to current structure standards.

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KEYWORD : Deep deck plate, Construction load, Construction stage test, Sand loading test, Concrete loading test, Vertical deflection, Lateral deflection, Composite deck plate slab, Flexure performance test, Shear performance test