복합 보(Composite Beam) 강도와 성능: 강재-콘크리트 합성의 시너지

복합 보(Composite beam)는 일반적으로 철근 콘크리트 슬래브 + 프로파일 강재 보(Profiled steel beam) 조합으로, 전단 연결부(Shear connector)로 일체화된 구조 부재. 구성재 단순 합산보다 강하며, 콘크리트 압축 강도 + 강재 인장 강도 시너지 발현. 콘크리트-플라스틱 복합재-목재 등 타 조합도 있으나 강재-철근 콘크리트가 최다 쓰임.

단순 합산 초월하는 시너지

이종 소재 결합이 강도 합산 넘어 물성 자체 향상시켜 복합체 더 강하게 만듦. 대형 건설에서 강재-콘크리트 최다 조합.

• 콘크리트 기여: 질량, 강성, 압축 강도, 슬래브 처짐·진동 저감
• 강재 기여: 인장 강도, 우수 강도-중량비, 빠른 시공

전단 연결부(Shear Connector): 복합보 심장부

두 소재 잇는 고정점/전단 연결부가 복합보 고유 강도 핵심. 올바른 연결로 두 재료가 단일체 거동. 전형적: 강재 보에 용접된 스터드(Stud)가 콘크리트 슬래브 박힘. 스터드 개수·크기 정밀 계산 필수(역학적 성능 임계 요소).

슬래브 제작 방식: 프리캐스트 vs 현장 타설

• 프리캐스트(Pre-cast): 슬래브에 스터드 수용 포켓/슬롯 사전 제작 → 위치 맞춰 안착 → 포켓 콘크리트 충전.
• 현장 타설(Cast in-situ): 프로파일 데크 시트(Profile deck sheet, 경량 강판 다양한 프로파일) 선시공 → 스터드 스루데크 용접(Through-deck welding) 또는 샷 파이어링(Shot firing) → 콘크리트 타설 + 철근 배근. 데크가 습식 콘크리트 거푸집 역할 + 양생 후 복합체 강도 기여.

기타 복합 보 유형

소규모 건축: 경량 콘크리트 스트립 받치는 목재 보. 콘크리트 충진 레진 복합 박스(교량용, 강도·경량·시공성 우수). 소재 달라도 '공유 강도' 원리 동일.

복합 보 vs 실드 빔(Sealed Beam): 전혀 다른 개념

'실드 빔(Sealed beam)'은 건설 용어 아님. 자동차 헤드라이트 구형 디자인(전구+렌즈 일체형 밀봉). 1990년 이전 차량 주력. 고장 시 어셈블리 통째 교체. 요즘 차량은 복합 빔 헤드램프(차종 전용, 전구만 교체 가능).

건설용 보 분류 속성

20종+ 보 종류 논리적 특성으로 분류:

• 지원 조건: 단순 지지(핀+롤러, 회전 자유), 고정(양단 고정, 회전 구속), 캔틸레버(수직면 돌출, 발코니/출창), 연속(다중 지지)
• 재료: 순수 강재, 목재, 철근 콘크리트, 복합(강재+콘크리트/플라스틱/목재)
• 기하/단면: 직사각, T, L, 직선, 곡선, 테이퍼
• 시공법: 현장 타설, 프리캐스트, 프리스트레스트(Pre-tensioned 강연선 내장)

샌드위치 복합 보(Sandwich Composite Beam)의 폼 코어 재료