절판구조 - 데크 플레이트

절판구조는 슬래브처럼 넓은 판을 접은 형태로 만들어집니다. 특이한 모양은 차치하더라도 굳이 접어야 하
는 이유는 무엇일까요? 이유는 휨모멘트 때문입니다. 모멘트를 견뎌야 하는 부재는 일단 두꺼워야 합니다. 

 

■ 구조시스템의 분류

 

■ 라멘구조

 

절판구조의 원리

절판구조는 얇은 판을 접은 형태로 만들어집니다. 쉘은 얇은 판을 곡면형태로 구부려 만들지만 절판구조는 접어서 형태를 만들어 냅니다. 얇은 판에 하중이 실리면 쉽게 구부러지지만 이 판을 접으면 쉽게 구부러지지 않고 더 무거운 하중을 부담할 수 있습니다.

 

 

이것은 보 춤이 높아져 구조 성능이 향상되는 것과 같습니다. 얇은 판을 구부리면 높이가 높아지는데 아래 그림처럼 춤이 H인 보가 경간 방향으로 하중을 부담하는 것으로 생각할 수 있습니다. 

 

 

 

일반적으로 절판구조는 평판을 조합한 형태이기 때문에 거푸집을 짜기도 쉬어 철근콘크리트구조에 유리합니다. 보통 강판을 구부려 건물 지붕이나 벽에 많이 쓰는데 이것도 절판구조의 원리를 활용한 것으로 볼 수 있습니다. 

 

■ 강재의 종류

■ 형강의 종류

■ 강구조 접합부

 

데크 플레이트

데크 플레이트는 아연도금된 강판을 구부려 만듭니다. 얇은 철판을 구부리면 높이가 생기고 휨에 대한 강성이 커집니다. 동바리, 멍에, 장선으로 데크 플레이트를 받치지 않아도 충분히 콘크리트를 타설할 수 있습니다. 절판구조는 이처럼 건축물을 구성하는 단위 부품의 휨강성이나 내력을 높이는 방식으로 다양하게 활용됩니다.

 

강구조에서 거푸집으로 많이 쓰는 데크 플레이트도 보통 파형으로 구부려서 사용합니다. 구조 성능이 우수한 강재를 얇은 판으로 만든 다음 구부려서 쓰면 재료의 사용량을 줄이면서 더 많은 하중을 부담할 수 있습니다. 이렇게 하면 건물 전체의 무게도 줄일 수 있는데, 창틀에 많이 쓰이는 샤시의 프레임도 동일한 원리로 얇은 판을 구부려서 만들게 됩니다.

 

거푸집 대용으로 사용하기 위해 강판을 구부려 휨강성을 높인 제품을 데크 플레이트(Deck plate)라고 합니다. 보 위에 데크 플레이트를 깔고 철근을 배근한 후 콘크리트를 타설합니다. 보통 데크 플레이트의 높이는 50∼75mm 정도이고, 그 위에 60∼100 mm 두께로 콘크리트를 타설해서 슬래브를 만들어 냅니다.

 

 

데크 플레이트는 강판을 구부린 모양에 따라 골형과 평형이 있습니다.

 

 

골형 데크 프레이트를 사용하면 콘크리트가 빈틈으로 빠져나가기 때문에 엔드 클로저(End closer)라는 판을 덧대야 합니다. 또한 데크 플레이트를 사용하면 건물 외곽 부분이나 개구부 주위로 콘크리트가 흘러나갈 수 있기 때문에 콘크리트 스토퍼(Concrete stopper)라는 부재를 덧대야 콘크리트를 타설할 수 있습니다.

 

철근 트러스 데크 플레이트와 합성 슬래브

데크 플레이트를 거푸집으로 사용하면 동바리를 설치할 필요가 없기 때문에 공사 기간을 단축할 수 있습니다. 데크 플레이트의 기능을 발전시킨 제품들도 있는데, 철근을 일체화해서 공사 기간을 단축하거나 데크 플레이트를 구조용으로 활용하기 위해 만든 것들입니다.

공사 기간을 단축하기 위해 많이 쓰는 제품이 철근 트러스 데크 플레이트입니다. 거푸집 용도의 아연도강판 위에 구조용 인장재로 트러스를 선조립하여 데크에 부착합니다. 철근을 미리 배치해서 현장 작업을 줄일 수 있기 때문에 최근에는 강구조뿐 아니라 철근콘크리트구조에도 활용되고 있습니다. 이 제품은 공사 기간을 단축할 수 있는 대신 운반비가 상승하
는 단점이 있습니다.

 

합성 슬래브는 데크 플레이트가 구조적인 성능을 발휘할 수 있도록 만든 것입니다. 데크 플레이트도 강재로 만들어졌기 때문에 역학적인 성능을 발휘할 수 있습니다. 다만 구조적인 성능을 발휘하려면 콘크리트와 일체화되어 힘을 받더라도 떨어지지 않아야 하고(콘크리트와의 접합면에서 발생하는 전단력을 부담할 수 있어야 한다), 데크 플레이트에 내화 피복을 해야 합니다.

 

 

합성 슬래브는 하중의 부담 방식에 따라 세 가지로 구분할 수 있습니다.

- 데크 합성 슬래브 : 데크 플레이트와 콘크리트가 일체화 되어 하중을 부담하는 구조
- 데크 복합 슬래브 : 데크 플레이트의 홈에 철근을 배치한 철근콘크리트와 데크 플레이트가 하중을 부담하는 구조
- 데크 구조 슬래브 : 데크 플레이트가 연직하중,수평 가새가 수평하중을 부담하는 구조

 

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