티빔

T-beam
T빔 2개 도표

시공에 사용되는 T빔(또는 티빔[1])은 철근 콘크리트, 목재 또는 금속의 하중 지지 구조로 T자형 단면을 가지고 있다. T자 단면 상단은 압축 응력에 저항하는 플랜지 또는 압축 부재의 역할을 한다. 압축 플랜지 아래 빔의 웨브(수직 섹션)는 전단 응력에 저항하고 휨의 결합된 힘에 대해 더 큰 분리를 제공하는 역할을 한다.[2]

T빔은 인장력을 다룰 수 있는 하단 플랜지가 없어 I빔(I자형)에 비해 단점이 크다. 구조적으로 T빔을 보다 효율적으로 만드는 한 가지 방법은 바닥 슬래브나 브릿지 데크가 보의 상단을 접합한 반전 T빔을 사용하는 것이다. 슬래브가 압축 플랜지 역할을 한다.

역사

T빔은 빔의 저항이나 내부 보강에 의해 큰 하중을 견딜 수 있는 구조 요소다. 어떤 점에서는, 티빔은 인간이 부두와 갑판으로 다리를 처음 만들었던 때로 거슬러 올라간다. 결국 T빔은 어떤 의미에서는 위에 수평침대가 있는 기둥이나, 반대로 뒤집힌 T빔의 경우 아래쪽에 있는 기둥에 지나지 않는다.[3] 빔의 장력을 전달하는 직립 부분을 거미줄 또는 줄기라고 하고, 압축을 전달하는 수평 부분을 플랜지라고 한다. 그러나 사용한 재료는 세월이 흐르면서 바뀌었지만 기본 구조는 같다. {고속도로 고가도로, 건물, 주차장 등의 T빔 구조물은 밑면에 추가 물질을 추가하여 웹이 플랜지와 결합하여 T빔의 전단 응력 취약성을 감소시킨다.[4] 그러나 T빔의 설계에 대해 좀 더 깊이 조사하면, 몇 가지 구별이 나타난다.

디자인

T빔은 설계는 단순하지만 여러 설계 구성요소를 포함하고 있다. I빔과 달리 T빔은 바닥 플랜지가 부족하여 재료 면에서는 절약이 되지만 인장력에 대한 저항력은 상실된다.[5] 그러나 주차장에서 이러한 T빔의 바닥 플랜지가 부족하면 스템이 선반 위에 놓여 플랜지가 상단 데크라는 장점이 있다. T-빔 설계는 구조물이 무엇이고 압축 장력이 필요한지에 따라 다양한 크기, 길이 및 폭을 제공한다. 그러나 T-빔의 단순성은 둘 이상의 복잡한 구조를 올바르게 시험하는 일부 사람들에 의해 의심된다. 예를 들어, 한 그룹의 연구자들이 웹 개구부를 원형으로 하여 프리텐셔너를 뒤집은 T-빔을 시험했고,[6] 결과는 혼합되었지만 일반적으로 호의적이었다. 따라서 어떤 경우에는 더 복잡한 구조를 만들기 위해 투자된 추가 시간과 노력이 가치가 있다는 것을 증명한다. 고려하기에 더 간단한 문제는 어떤 재료나 재료가 T빔의 구조를 구성하느냐 하는 것이다.

자재

스틸 T빔

강철 T빔 제조 공정에는 열간 압연, 압출, 판 용접 및 압력 피팅이 포함된다. 두 개의 강판을 압력 피팅이라고 하는 핀으로 고정시켜 대형 롤러를 연결하는 공정이 비부하 베어링 빔의 일반적인 공정이다. 오늘날 대부분의 도로와 교량의 경우, 콘크리트를 디자인에도 도입하는 것이 더 실용적이라는 것이 현실이다. 대부분의 T빔 시공은 철근이나 콘크리트만으로 이루어진 것이 아니라 두 가지, 즉 철근 콘크리트의 합성물로 이루어진 것이다.[7] 이 용어는 여러 가지 보강 수단 중 하나를 지칭할 수 있지만 일반적으로 철근 주위에 주입되는 콘크리트로 정의된다. 이는 작업에 사용할 수 있는 재료를 고려할 때 엔지니어가 작업에 적합한 단일 재료가 없을 가능성을 고려해야 한다는 것을 보여준다. 오히려 여러 재료를 함께 결합하는 것이 최선의 해결책이 될 수 있다. 따라서 강철과 콘크리트가 함께 있으면 이상적이라는 것을 증명할 수 있다.

철근콘크리트 T빔

콘크리트만 깨지기 쉬우므로 T-빔이 웹과 플랜지가 만나는 곳에 지나치게 전단 응력을 가한다. T빔에 강철이 콘크리트와 결합되는 이유다. 전단 응력 문제는 부하가 걸렸을 때 플랜지가 웹에서 분리되는 고장으로 이어질 수 있다.[8] 이는 실생활에서 발생하도록 허용될 경우 치명적인 결과를 초래할 수 있으므로, 콘크리트 T빔의 보강을 통해 그러한 가능성을 완화해야 하는 매우 현실적인 필요성. 그러한 복합 구조물에서는 "객관적 기능을 평가하기 위해서는 콘크리트 대 콘크리트 비용의 비율이 필요하다"[9]는 콘크리트와 강철의 이상적인 분포가 무엇인지 등 설계의 세부 사항에 대해 많은 의문이 제기된다. 이것은 복합 T빔 설계의 모든 측면에 대해 적절한 정보를 가진 경우에만 방정식이 만들어졌다는 것을 보여준다. 그러나 일부 설계 측면에서는 시험한 보에 대해 "모든 보가 전단 불량, 합성보강 등이 우수한 결합 특성을 보였다"고 기술한 차제스 외 연구원의 설명처럼 외부 직물 기반 보강의 사용 가능성 등 일부에서는 고려하지 않았을 수 있는 측면도 있다. 외부보강 보의 경우 60~150%의 극한강도 증가를 달성했다.[4] 전단력에 대한 내성에 관해서는 외부 보강을 고려할 수 있는 유효한 선택사항이다. 따라서, 전반적으로, T-빔 설계의 여러 가지 중요한 측면은 공대생에게 깊은 인상을 준다.

문제들

아이빔에 비해 T빔의 문제는 하단 플랜지가 부족하다는 점이다. 또한, 이는 플랜지가 없는 약한 면 때문에 빔의 인장 강도가 낮기 때문에 빔의 용도가 그리 다양하지 않다.

콘크리트 빔은 슬래브와 통합적으로 주입되는 경우가 많아 훨씬 강한 T자형 빔을 형성한다. 이 보들은 슬래브 부분이 압축 하중을 전달하고 줄기 하단에 위치한 철근들이 장력을 전달하기 때문에 매우 효율적이다. T빔은 일반적으로 일반적인 직사각형 빔보다 더 좁은 줄기를 가지고 있다. 이 줄기는 일반적으로 4'-0'에서 12'-0' 이상의 간격으로 배치된다. 줄기 위의 슬래브 부분은 줄기 사이의 단방향 슬래브로 설계된다.[citation needed]

더블 T 보

주요 기사: 더블 티

더블 T 빔 또는 더블 티 빔은 서로 연결된 두 개의 T 빔을 닮은 하중 지지 구조물이다. 이중 티는 약 200피트(61m)~500피트(150m) 길이의 프리텐셔닝 베드를 사용하여 프리스트레스트 콘크리트로부터 제조된다. 플랜지(수평 단면)와 두 개의 웨브(수직 부재)의 강한 결합은 긴 스팬을 가지면서도 높은 하중을 견딜 수 있는 구조를 만든다. 이중 티의 일반적인 크기는 플랜지 폭의 경우 최대 15피트(4.6m), 웹 깊이의 경우 최대 5피트(1.5m), 스팬 길이의 경우 최대 80피트(24m) 이상이다.[10]

참조

  1. ^ "Continuous Span Reinforced Concrete Tee Beam Bridge" (PDF). Virginia Department of Transportation. December 2011. Retrieved 25 April 2015. {{cite journal}}: Cite 저널은 필요로 한다. journal= (도움말)
  2. ^ Ching, Francis D.K. (1995). A Visual Dictionary of Architecture. New York: John Wiley and Sons. p. 203. ISBN 978-0-471-28451-2.
  3. ^ Ambrose, James; Tripeny, Patrick (2007). Simplified design of concrete structures (8th ed.). Chichester: Wiley. p. 104. ISBN 978-0-470-04414-8. Retrieved 26 April 2015.
  4. ^ a b Chajes, Michael J.; Januszka, Ted F.; Mertz, Dennis R.; Thomson, Theodore A. Jr.; Finch, William W. Jr. (1 May 1995). "Shear Strengthening of Reinforced Concrete Beams Using Externally Applied Composite Fabrics". ACI Structural Journal. 92 (3). doi:10.14359/1130. Retrieved 26 April 2015.
  5. ^ Furlong, Richard W.; Ferguson, Phil M.; Ma, John S. (July 1971). "Shear and Anchorage Study of Reinforcement in Inverted T-Beam Bend Cap Girders" (PDF). Research Report No. 113-4. Retrieved 26 April 2015.
  6. ^ Cheng, Hock Tian; Mohammed, Bashar S.; Mustapha, Kamal Nasharuddin (3 March 2009). "Experimental and analytical analysis of pretensioned inverted T-beam with circular web openings". International Journal of Mechanics and Materials in Design. 5 (2): 203–215. doi:10.1007/s10999-009-9096-4. S2CID 136040255.
  7. ^ University, Jack C. McCormac, Clemson University, Russell H. Brown, Clemson (2014). Design of reinforced concrete (Ninth edition, ACI 318-11 Code ed.). Hoboken, NJ: Wiley. ISBN 978-1-118-12984-5. Retrieved 26 April 2015.
  8. ^ Paramasivam, P.; Lee, S. L.; Lim, T. Y. (9 January 1987). "Shear and moment capacity of reinforced steel-fibre-concrete beams". Magazine of Concrete Research. 39 (140): 148–160. doi:10.1680/macr.1987.39.140.148.
  9. ^ Chou, Takashi (August 1977). "Optimum Reinforced Concrete T-Beam Sections". Journal of the Structural Division. 103 (8): 1605–1617. doi:10.1061/JSDEAG.0004697. Retrieved 26 April 2015.
  10. ^ Gurley, Evan; Hanson, Kayla (13 October 2014). "Strength to a Double Tee". Precast Solutions Magazine. Retrieved 26 April 2015.

외부 링크