KR100477189B1 - 슬림플로어용 래티스보 - Google Patents

Abstract

본 발명은 슬림플로어용 보에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 종래 철골 구조에서 사용되던 H형강 대신 스틸 플레이트 등을 사용하여 제작함으로써 경제적으로 슬림플로어 시스템을 구현할 수 있는 슬림플로어용 래티스보에 관한 것이다.

본 발명에 따른 슬림플로어용 래티스보의 구성은 하부플레이트; 상기 하부플레이트의 상방으로 설치된 상부철골; 상기 하부플레이트와 상기 상부철골을 연결하도록 설치된 전단연결재; 및 상기 하부플레이트의 상부에 설치되고, 상기 상부철골 및 상기 전단연결재를 감싸면서 보의 외형을 형성하는 피복콘크리트를 포함하여 이루어지며, 상기 하부플레이트는 상기 피복콘크리트의 측면 외부로 돌출되어 바닥판을 지지하는 거치단부가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 의하면, 종래의 H형강이 가지고 있던 플랜지, 웨브 구조가 구조적인 면에서 더욱 합리적으로 구성됨으로써 경제적으로 슬림플로어 시스템을 구현할 수 있는 슬림플로어용 래티스보가 제공되며, 스틸 플레이트, 채널형 형강 및 철근 등 비교적 자재의 조달이 용이한 강재를 사용하여 구성됨으로써 제작이 용이하고, 공장에서뿐 아니라 현장에서도 직접 제작이 가능한 슬림플로어용 래티스보가 제공된다.

Description

슬림플로어용 래티스보{Lattice beam for slim floor system}

본 발명은 슬림플로어용 보에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 종래 철골 구조에서 사용되던 H형강 대신 스틸 플레이트 등을 사용하여 제작함으로써 경제적으로 슬림플로어 시스템을 구현할 수 있는 슬림플로어용 래티스보에 관한 것이다.

최근 초고층 건축물의 수요가 계속 증가하고, 특히 벽식 철근콘크리트 라멘조로 시공되던 주거용 아파트도 초고층화를 지향함에 따라 철골조를 채택하고 있는 경우가 많아지고 있어 철골 구조로 시공되는 건물이 증가되는 추세에 있다. 이러한 철골조 건물은 기존의 콘크리트조 건물에 비하여 공간의 가변성과 구조의 안정성 및 내구성에서 뛰어난 장점을 가지고 있는 반면, 철골조 건물의 바닥 시스템은 도1에서 보는 것과 같이 철골보 상부에 바닥판을 얹어서 시공하기 때문에 전체적인 건물의 층고가 증가하여 이에 따라 건물의 자중 증가, 외장 마감재의 증가로 인한 공사비 증대 및 동일한 건물고에 대한 단위 면적당 용적률의 감소등 여러가지 불리한 점이 존재한다.

철골조 구조물에서 생기는 이러한 문제점을 해결하기 위하여 슬림플로어 공법이 개발되게 되었다. 슬림플로어 공법이란 콘크리트 바닥판을 철골보 내에 삽입하여 시공함으로써 바닥 구조체의 춤을 철골보의 춤과 일치시키는 합성 바닥판 공법의 총칭으로 철골보의 웨브에 바닥판을 삽입하여 시공하기 때문에 층고를 줄일 수 있어 바닥판과 보의 일체성 향상 및 층고 절감으로 인한 단위 층당 외장재의 절감 등의 여러 가지의 장점을 가진다.

상술한 것과 같은 슬림플로어 공법을 적용하기 위해서는 철골보의 하부측에 데크플레이트 등의 바닥판을 거치하여 설치할 수 있는 거치부가 마련되어야 하는 데, 이를 위한 종래의 철골보의 구성 방법이 도2에 예시되어 있다.

도2(a)에는 종래의 슬림플로어용 철골보 중 가장 일반적인 형태의 것이 도시되어 있다. 도2(a)를 참조하면, 상기 슬림플로어용 철골보의 구성은 일반적인 H형강의 하부 플랜지의 아래에 스틸 플레이트를 용접 접합하여 이루어지며, 스틸 플레이트가 하부 플랜지의 외측으로 돌출되도록 한 것임을 알 수 있다. 그러나, 이와 같은 구성의 슬림플로어용 보의 경우, H형강 이외에 스틸 플레이트를 추가로 사용하여야 하는 것이므로, 자재비의 추가 부담 및 구조체의 자중 증가의 단점이 존재한다.

또한, 도2(b)에 도시된 것과 같은 슬림플로어용 보를 보면, 상부 플랜지에 비하여 하부 플랜지의 길이를 길게 제작하여 하부 플랜지의 돌출부위 상부에 데크플레이트 등의 바닥판을 거치하는 것임을 알 수 있다. 그러나, 상기와 같은 슬림플로어용 보의 경우, 도2(a)에 도시한 것과는 달리 바닥판의 거치를 위해 별도의 플레이트를 사용하고 있지는 않으나, 이와 같은 형강은 일반적으로 사용되고 있는 H형강과는 차이가 있는 것으로, 이를 생산하기 위해서는 기존의 H형강 생산 라인과는 별개의 새로운 생산 라인이 필요하므로, 결과적으로 제품의 단가가 상승하게 되는 문제점이 존재한다.

이 밖에도, 상술한 슬림플로어용 H형강 보의 경우, 공통적으로 상부 플랜지, 하부 플랜지 및 웨브로 구성되어 있는 데, 이를 더욱 자세히 보면, 보의 단면 성능을 확보하기 위해 중립축으로부터 이격되도록 상, 하부 플랜지를 설치하여 휨 응력을 담당하도록 하고, 상, 하부 플랜지 사이에는 웨브 플레이트를 일체로 구성하여 전단력에 대하여 저항하도록 하고 있는 것을 알 수 있다. 이 때, 웨브 플레이트는 플랜지와 비교할 때, 보의 주 역할, 즉, 휨 모멘트에 대한 저항에는 거의 기여하고 있지 못하고 있으나, H형강 전체 부피의 상당 부분을 차지하고 있어, 보 전체의 자중 증가 및 단가 상승의 한 원인이 되고 있다.

본 발명은 종래의 슬림플로어용 보가 가지고 있던 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로, 종래의 H형강이 가지고 있던 플랜지, 웨브 구조를 구조적인 면에서 더욱 합리적으로 구성함으로써 경제적으로 슬림플로어 시스템을 구현할 수 있는, 슬림플로어용 래티스보를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 스틸 플레이트, 채널형 형강 및 철근 등의 비교적 자재의 조달이 용이한 강재를 사용하여 구성됨으로써, 제작이 용이하고, 공장에서뿐 아니라 현장에서도 직접 제작이 가능한 슬림플로어용 래티스보를 제공하는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 것으로서, 본 발명에 따른 슬림플로어용 래티스보의 구성은, 하부플레이트; 상기 하부플레이트의 상방으로 설치된 상부철골; 상기 하부플레이트와 상기 상부철골을 연결하도록 설치된 전단연결재; 및 상기 하부플레이트의 상부에 설치되고, 상기 상부철골 및 상기 전단연결재를 감싸면서 보의 외형을 형성하는 피복콘크리트;를 포함하여 이루어지며, 상기 하부플레이트는 상기 피복콘크리트의 측면 외부로 돌출되어 바닥판을 지지하는 거치단부가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 상부철골은 스틸 플레이트, 채널형 형강 또는 각형 강관으로 하는 것이 바람직하며, 상기 전단연결재는 철근을 일정한 패턴을 가지도록 반복 절곡하여 가공하는 것이 바람직하다.

이하에서, 상기 구성에 따른 슬림플로어용 래티스보의 구성 및 작용 효과를 본 발명의 바람직한 실시예들에 따라, 첨부한 도면을 참조하여 더욱 자세하게 설명한다. 이 때, 본 발명에 따른 각 실시예들에 있어 동일한 기능을 가지는 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 명칭 및 동일한 참조부호를 사용하였다.

도3은 본 발명에 따른 슬림플로어용 래티스보의 일 실시예에 대한 사시도 및 측면도이며 도4는 상기 일 실시예에 대한 단면도이다. 도4를 참조하면, 본 발명의 슬림플로어용 래티스보는 하부플레이트(12), 상부철골(14), 상기 하부플레이트(12) 및 상부철골(14)을 서로 연결하는 전단연결재(16) 및 피복콘크리트(18)를 포함하여 구성됨을 알 수 있다. 한편, 도3에서는 본 발명의 슬림플로어용 래티스보의 구성 요소의 결합 상태를 명확히 표시하기 위하여 피복콘크리트에 대한 도시는 생략하였다.

먼저, 상기 하부플레이트(12)는 긴 판상의 강재로서 보의 길이 방향을 따라 수평으로 설치되어 보의 하부면을 구성한다. 상기 하부플레이트(12)는 통상의 H형강에서의 하부 플랜지의 역할을 하는 것으로, 보에 작용하는 휨 모멘트에 따라, 보의 하부에 작용하는 인장력 또는 압축력에 대한 저항을 담당한다. 따라서 상기 하부플레이트(12)의 재질은 이와 같은 역할을 수행할 수 있도록 충분한 강도를 가지는 재질이면 어느 것이라도 무방하나, 일반적으로는 스틸 플레이트로 하는 것이 가장 적합할 것이다.

또한, 상기 하부플레이트(12)는 보의 하부면에 설치되어 상부에 데크플레이트 등의 바닥판을 거치할 수 있게 함으로써 슬림플로어 시스템을 가능하게 하는 역할도 함께 수행한다. 따라서 상기 하부플레이트(12)의 치수는 보의 폭, 즉, 상부철골(14)의 폭보다 큰 치수로 형성되어야 한다. 이와 같이 구성하게 되면, 하부플레이트(12)가 피복콘크리트(18)의 측면 외부로 돌출되게 되어 거치단부(12')가 형성되므로, 상기 거치단부(12')의 상부에 데크플레이트나 유공 PC 슬래브와 같은 바닥판을 거치함으로써 슬림플로어 시스템을 구현할 수 있는 것이다.

한편, 도시하지는 않았지만, 상기 하부플레이트(12)의 상부에는 피복콘크리트(18)와의 부착력 증대를 위하여 스터드 볼트를 더 설치할 수 있다. 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 슬림플로어용 래티스보의 구성은 상부철골(14)과 하부플레이트(12)가 각각 보의 상부 및 하부에 설치되어 보에 작용하는 휨 모멘트에 따른 인장력 및 압축력을 부담하고, 상기 상부철골(14) 및 하부플레이트(12)의 사이에는 전단연결재(16)가 설치되어 전단력에 의해 상기 2개의 철골 부재의 결합이 파괴되는 것을 방지한다. 이 때, 상기 전단연결재(16)만으로 보에 작용하는 전단력에 충분히 대응하기에는 부족하므로, 상기 상부철골(14) 및 전단연결재(16)를 감싸도록 피복콘크리트(18)를 더 설치하여, 전단력에 대한 저항력의 보강과 함께 내화피복재로서의 역할을 수행하도록 하고 있다. 그러나, 상기 하부플레이트(12)와 피복콘크리트(18)는 상부철골(14)과는 달리, 하부플레이트(12)의 상면에서만 접하도록 결합되어 있어, 보에 휨 응력이 작용하게 되면, 그 접합면에서 슬라이딩이 일어날 수 있는 위험이 있게 된다. 따라서, 상기 하부플레이트(12)의 상면에 일정 간격으로 스터드 볼트를 부설함으로써 이러한 위험을 막을 수 있는 것이다.

상기 하부플레이트(12)의 상방으로는, 즉, 본 발명에 따른 슬림플로어용 래티스보(10)의 상부측에는 상부철골(14)이 설치된다. 상기 상부철골(14)은 전술한 바와 같이 보의 상부측에 설치되어 보의 하부측에 설치된 하부플레이트(12)와 함께 통상적인 H형강에서의 플랜지에 상당하는 역할을 하게 된다. 이 때, 상기 상부철골(14)은 도3에 도시된 것과 같이 채널형 앵글을 사용할 수도 있으며, 또는 도5에 도시된 것과 같이 스틸 플레이트를 사용하는 것도 가능하다. 그러나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 이와 동일한 효과를 나타낼 수 있는 다른 형상의 강재, 가령 I 형강 또는 각형 강관(rectangular steel pipe)과 같은 강재를 사용하는 것도 가능하다.

한편, 상기 상부철골은 도6에 도시된 것과 같이 2개의 채널형 형강(14',14")를 사용하여 구성하는 것도 가능하다. 도6은 본 발명에 따른 또 다른 실시예를 도시한 사시도로서, 상기 도면을 참조하면, 상기 실시예에서는 상부철골을 형성함에 있어 2개의 채널형 형강(14',14")을 개방면이 서로 마주하도록 배치함으로써 내부 공간이 형성되도록 조립하였음을 알 수 있다. 이와 같이 구성함으로써 상기 내부 공간을 설비 배관 또는 전기 배선 등의 설치 공간으로 활용할 수 있게 된다.

상기 하부플레이트(12) 및 상기 상부철골(14)의 사이에는 전단연결재(16)가 설치된다. 상기 전단연결재(16)는 상기 하부플레이트(12)와 상기 상부철골(14)을 서로 연결하도록 설치되는 것으로서, 이를 통상의 H형강과 비교하면 웨브 플레이트에 상당하는 역할을 수행한다. 즉, 보의 상, 하부에서 인장력 및 압축력을 담당하는 하부플레이트(12) 및 상부철골(14)의 사이에서 이들을 서로 연결하여 일체로 거동하도록 함으로써 보에 작용하는 전단력에 의해 저항할 수 있도록 한다.

상기 전단연결재의 재질로는 상술한 바와 같은 전단력에 저항하기에 충분한 재질이라면 어느 것이라도 무방하다. 이와 같은 재질로는 일정 간격으로 용접 설치된 앵글, 또는 철근 등을 고려할 수 있으며, 본 발명에 따른 실시예들에서는 철근을 사용하여 구성하였다. 특히, 철근을 사용하는 경우, 상기 철근을 반복적으로 절곡하여 사용하는 것이 바람직하다. 상기와 같이 절곡 가공된 전단연결재의 형태에 대해서는 도3 및 도5에 도시되어 있다.

한편, 보의 양 단부에서는 보의 다른 부분에 비해 전단력이 크게 작용하므로 이러한 보 단부에서는 상술한 것과 같은 전단연결재만으로는 전단력에 저항하기에 충분하지 못할 수도 있다. 따라서 상기 하부플레이트(12)와 상기 상부철골(14)의 단부측에는 전단보강강판(16')을 추가로 설치하여 전단력에 대한 저항력을 보강하는 것도 가능하다. 본 발명의 다른 실시예에서 이러한 구성을 취하고 있으며, 이는 도5에서 확인할 수 있다. 도5를 참조하면 상기 전단보강강판(16')은 상기 하부플레이트(12)의 단부에 상기 상부철골(14)과 연결되도록 설치되어 있음을 알 수 있다.

상기 하부플레이트(12)의 상부에는 피복콘크리트(18)가 설치된다. 상기 피복콘크리트(18)는 상부철골(14) 및 전단연결재(16)를 감싸도록 타설 및 양생되어 본 발명의 슬림플로어용 래티스보의 외형을 형성하게 된다. 상기 피복콘크리트는 상기 상부철골(14) 및 전단연결재(16)에 대한 내화 피복재로서의 역할을 수행함과 동시에 상기 전단연결재(16)가 수행하는 전단력에 대한 저항력을 보강하는 역할을 수행한다. 즉, 상부철골(14) 및 전단연결재(16)를 완전히 감싸도록 설치됨으로써 상부철골(14), 하부플레이트(12) 및 전단연결재(16) 간의 결합이 이탈되지 않도록 한다.

본 발명의 슬림플로어용 래티스보(10)와 바닥판이 결합되어 슬림플로어를 형성한 상태가 도7에 도시된다. 도7에서는 바닥판으로서 데크플레이트를 사용한 경우에 대하여 도시하고 있으며, 상기 데크플레이트(20)는 전술한 바와 같이 하부플레이트(12)의 거치단부(12')의 상부에 거치되어 설치되며, 그 상부에는 슬래브 콘크리트(30)가 타설된다. 이 때, 피복콘크리트(18)는 도시된 바와 같이 슬래브 콘크리트와 일체로 타설, 양생됨으로써 바닥판과 일체로 거동할 수 있게 된다.

이상에서 본 발명은 기재된 실시예에 의해서만 상세히 설명되었지만, 본 발명의 기술 사상의 범위내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따르면, 종래의 H형강이 가지고 있던 플랜지, 웨브 구조가 구조적인 면에서 더욱 합리적으로 구성됨으로써 경제적으로 슬림플로어 시스템을 구현할 수 있는, 슬림플로어용 래티스보가 제공된다.

또한, 본 발명의 슬림플로어용 래티스보는 스틸 플레이트, 채널형 형강 및 철근 등의 비교적 자재의 조달이 용이한 강재를 사용하여 구성되어 있는 바, 제작이 용이하고, 공장에서뿐 아니라 현장에서도 직접 제작이 가능한 슬림플로어용 래티스보가 제공된다.

도1은 종래의 데크플레이트와 철골보가 결합되는 모습을 도시한 단면도,

도2는 종래의 슬림플로어용 H형강의 단면 형상을 예시해 보여주는 도면,

도3은 본 발명의 슬림플로어용 래티스보의 일 실시예를 도시한 사시도 및 측면도,

도4는 본 발명의 슬림플로어용 래티스보의 일 실시예에 대한 단면도,

도5는 본 발명의 슬림플로어용 래티스보의 다른 실시예를 도시한 사시도,

도6은 본 발명의 슬림플로어용 래티스보의 또 다른 실시예를 도시한 사시도이며,

도7은 본 발명의 슬림플로어용 래티스보와 데크플레이트를 사용하여 슬래브를 구성한 상태를 도시한 사시도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10: 본 발명의 슬림플로어용 래티스보

12: 하부플레이트 12': 거치단부

14: 상부철골 16: 전단연결재

16': 전단보강강판 18: 피복콘크리트

20: 데크플레이트 30: 슬래브 콘크리트

Claims (7)

1. 하부플레이트;

   상기 하부플레이트의 상방으로 설치된 상부철골;

   상기 하부플레이트와 상기 상부철골을 연결하도록 설치된 전단연결재; 및

   상기 하부플레이트의 상부에 설치되고, 상기 상부철골 및 상기 전단연결재를 감싸면서 보의 외형을 형성하는 피복콘크리트;

   를 포함하여 구성되며,

   상기 하부플레이트는 상기 피복콘크리트의 측면 외부로 돌출되어 바닥판을 지지하는 거치단부가 형성되고,

   상기 상부철골은 한 쌍의 채널형 형강을 개방면이 서로 마주하도록 배치하여 내부 공간이 형성되도록 조립함으로써 상기 내부 공간내에 설비 배관 또는 전기 배선을 설치할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 슬림플로어용 래티스보.
2. 제1항에서, 상기 하부플레이트의 상면에는 일정간격으로 스터드 볼트가 더 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 슬림플로어용 래티스보.
3. 제1항 또는 제2항에서, 상기 전단연결재는 철근으로 된 것을 특징으로 하는 슬림플로어용 래티스보.
4. 제3항에서, 상기 철근은 일정한 패턴으로 반복하여 절곡 가공된 것을 특징으로 하는 슬림플로어용 래티스보.
5. 제1항 또는 제2항에서, 상기 하부플레이트의 단부에는 상기 상부철골과 연결되도록 전단보강강판이 더 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 슬림플로어용 래티스보.
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