KR100627004B1 - 비대칭 강재빔 및 그 제작방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 축응력, 대칭인장응력 및 대칭압축응력을 포함한 단면응력이 작용하여 상부,하부강재에 비대칭응력이 최종 발생되는 강재빔을 접철보강재,횡방향연결부재 또는 T형 상부,하부강재를 이용하여 가교용으로 제작되는 강재빔을 구조적으로 보다 효율적이고 경제적인 단면으로 제작할 수 있는 방법에 관한 것이다.

중립축,강재빔,가교,비대칭 강재빔

Description

비대칭 강재빔 및 그 제작방법{Unsymmetrical Steel Beam and the Manufacture Method}

도 1a 및 도 1b는 종래의 가교 및 가교용 강재빔을 도시한 것이다.

도 1c는 종래 이용된 가교용 강재빔의 단면도이다.

도 1d는 종래의 축응력 및 압축응력이 작용하는 강재빔의 응력도이다.

도 2a 및 도 2b는 종래의 대칭단면을 가지는 강재빔 및 본 발명의 강재빔에 작용하는 단면응력(축응력,압축응력,인장응력)을 도시한 것이다.

도 3a 및 도 3b는 본 발명의 강재빔의 실시예1을 도시한 것이다.

도 4a 및 도 4b는 본 발명의 강재빔의 실시예 2를 도시한 것이다.

도 5는 본 발명의 실시예 3을 도시한 것이다.

도 6a 내지 도 6f는 교량폭이 작은 경우 및 교량폭이 큰 경우에 제작할 수 있는 본 발명의 실시예 2의 강재빔을 이용하여 복공판을 위에 설치한 상태를 도시한 것이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100:비대칭 강재빔 200:횡방향연결부재

210:접속부재 220:연결부재

320:복부연결부재

300:접철보강재 310:ㄱ형 강재

320:부착보강재 321,322:T형 부착보강재

323:연결부착보강

410a:T형 상부강재 410b:T형 하부강재

본 발명은 비대칭 강재빔 및 그 제작방법에 관한 것이다. 더욱 구체적으로 가교용으로 제작되는 강재빔을 구조적으로 보다 효율적이고 경제적인 단면으로 제작할 수 있는 방법에 관한 것이다.

종래의 가교 및 가교용 강재빔을 도시한 것이 도 1a 및 도 1b이다.

도 1a는 강재빔(10)을 가설벤트(20) 위에 라멘식으로 강결시켜 가교를 완성시키는 방식을 도시한 것이고,

도 1b에 도시된 강재빔(10)은 하부에 프리스트레스가 강재빔에 도입되도록 강봉(30) 및 정착부재(40), 편향부재(50)가 설치되어 있으며, 상기 강재빔의 양 단부는 도 1a와 같이 동일하게 가설벤트에 강결되어 설치되고, 강재빔 위에 복공판이 설치되어 가교가 완성되게 된다.

이러한 종래의 가교용 강재빔(10)은 H-Beam(Rolled H-beam)을 사용하는 것이 일반적이며, 그 단면도를 도시한 것이 도 1c이다.

즉, 상부플랜지(11), 복부(12), 하부플랜지(13)의 폭과 두께가 동일하며, 높 이(h)의 1/2되는 위치(h/2)에서 중립축(C)이 형성되는 대칭단면의 강재빔을 이용하게 되며, 이로서 작용하중에 대하여 상부플랜지 및 하부플랜지에 작용하는 압축 또는 인장응력은 모두 중립축을 기준으로 대칭적으로 발생한다는 구조적 특징이 있다.

이에 작용하중에 의해서 발생되는 응력도 위와 같이 대칭적으로 작용하도록 강재빔을 설계하는 것이 대칭단면 강재빔의 상기 구조적 특징을 가장 잘 이용하는 것이 된다.

하지만 상기 강재빔의 경우, 일정한 크기의 재하하중이 작용할 때 대칭적인 응력이 강재빔에 작용되어야 바람직함에도 실제로는 그렇지 못하다는 문제점이 지적되었다.

즉, 강봉의 긴장,정착에 의하여 추가로 도입되는 프리스트레스 또는 라멘구조로 강결되어 있기 때문에 발생하는 축응력(압축응력,+)이 압축(+)/인장응력(-)과 함께 강재빔에 작용하기 때문에, 실제로는 도 1d와 같이 지간중앙부의 최종 응력상태에 있어서, 축응력이 누적되어 결국 비대칭응력이 강재빔 단면에 작용하게 된다.

이러한 비대칭 응력이 작용한다고 하여도 강재의 허용응력 이내라면 강재빔의 이용에 있어 구조적으로 문제가 있는 것은 아니지만, 이는 허용응력의 범위를 크게 함으로써 강재빔에 있어 불필요한 단면크기의 증대로 인하여 과다설계를 초래할 수도 있고, 강재빔에 응력이 비대칭적으로 집중, 누적되는 경우 이로 인한 강재빔의 구조적 거동이 불안전해질 수도 있다는 문제점이 있었다.

이러한 문제점은 특히 프리스트레스를 도입시켜 가교를 제작함에 있어서, 강 재빔에 프리스트레스를 도입시키는 이유가 보다 단면크기가 작으면서도 장지간의 가교를 제작하기 위함인데, 오히려 프리스트레스를 도입시킴으로서 축응력이 커질 수 있고 이로서 상기와 같은 과다설계 등의 문제점을 초래할 수 있어, 고가의 강봉 및 강봉의 긴장장치, 정착장치를 이용하여 프리스트레스를 강재빔에 도입시켜 가교를 시공하는 장점을 반감시킨다는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 보다 효율적이고, 경제적이며 안전한 강재빔의 단면을 설계함에 있어 강재빔의 역학적 특성에 적합한 강재빔 단면구조를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 강재빔을 비대칭단면으로 구성시켜 최종 응력상태하에서 대칭응력이 작용되도록 함으로서, 보다 합리적인 단면으로 가교용 강재빔을 제작할 수 있는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 상기 기술적과제를 달성하기 위하여,

첫째, 강재빔이 비대칭단면을 가지되 도입되는 축응력을 고려하여 대칭응력이 최종 작용하도록 하기 위하여 먼저, 종래의 대칭단면을 가지는 H형 강재빔을 이용할 수 있는 방법을 제시하였다.

상기 방법은 강재빔 사이에 횡방향연결부재를 설치하여 상기 횡방향연결부재가 위치하는 부위의 단면크기가 커지도록 함으로써 결국 강재빔이 비대칭단면을 가진 상태로 작용할 수 있도록 하였으며,

또한 강재빔의 상부플랜지,하부플랜지와 복부의 절곡면에 ㄱ자형 접철보강재 를 설치하여 상기 접철보강재가 위치하는 부위의 단면크기가 커지도록 함으로서 강재빔이 비대칭단면을 가진 상태로 작용할 수 있도록 하였다.

다음으로 비대칭단면을 가지는 강재빔을 제작하기 위한 방법으로서 강재빔을 상,하부 강재로 분절하여 제작하고, 복부연결부재를 이용하여 상기 상,하부 강재를 상하로 서로 마주보도록 제작하되 상,하부 강재의 폭 및 두께를 달리하여 비대칭단면을 가진 상태로 작용할 수 있도록 하였다.

둘째, 상기 비대칭단면을 가지는 강재빔을 제작하기 위한 설계방법을 구체적으로 제시하되, 상기 설계방법은 먼저 최종 비대칭응력을 받는 강재빔의 단면에 있어 비대칭중립축을 조정하여 최종 대칭응력을 받는 강재빔 단면의 대칭중립축을 구하고, 상기 최종 대칭응력에 도달하도록 축응력을 고려한 설계비대칭응력을 구하고, 마지막으로 상기 설계비대칭응력을 기준으로 설계비대칭중립축을 구하여 강재빔의 제작에 있어 비대칭설계단면으로 제작할 수 있는 방법을 제시하였다.

본 발명을 보다 명확하고 용이하게 설명하기 위해서 이하 본 발명의 최선의 실시예를 첨부도면에 의하여 상세하게 설명하며, 본 발명에 따른 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으므로, 본 발명의 범위가 아래에서 설명되는 실시예에 한정되지 않는다.

본 발명의 비대칭 강재빔(100)의 제작방법을 구체적으로 살펴보고 이러한 방법에 의하여 구체적인 강재빔의 예를 살펴본다.

본 발명의 비대칭 강재빔의 제작방법은 축응력, 대칭인장응력 및 대칭압축응력이 작용하여 비대칭중립축(D1)을 기준으로 상부,하부강재에 비대칭응력이 최종 발생되는 강재빔에 있어서, 상기 비대칭중립축(D1)을 조정하여 비대칭응력이 상부,하부강재에 대칭응력으로 작용되도록 대칭중립축(D2)의 위치를 구하는 단계(s1);

상기 대칭응력이 상부,하부강재에 최종 작용되도록, 축응력에 더하여 상부,하부강재에 작용되어야 하는 설계비대칭응력을 구함으로서 강재빔의 설계비대칭중립축(D3)을 결정하는 단계(s2); 및

상기 결정된 설계비대칭중립축을 기준으로 축응력, 비대칭인장응력 및 비대칭압축응력이 작용하는 비대칭설계단면을 기준으로 강재빔을 제작하는 단계(s3); 를 포함하여 구성된다.

도 2a 및 도 2b는 종래의 대칭단면을 가지는 강재빔 및 본 발명의 강재빔에 작용하는 단면응력(압축응력인 축응력,압축응력,인장응력)을 도시하고, 최종 작용하는 단면응력을 응력수치값이 예시적으로 표기된 응력도형식으로 도시한 것으로서, 일정한 크기의 상재하중 및 프리스트레스 도입 또는 라멘식강결구조에 의하여 축응력이 도입된 상태로서 강재빔의 개략 중앙부의 단면을 기준으로 한 것이다.

이때 최대 허용압축응력 및 최대 허용인장응력은 50psi가 되는 강재빔으로 가교를 설계할 수 있는 상태를 기준으로 한다.

종래의 대칭단면을 가진 강재빔에 관한 도 2a에 의하면, 축응력이(+10psi) 프리스트레스 도입 등에 의하여 작용함과 더불어, 중립축(C)를 기준으로 대칭단면을 가진 강재빔의 상부 및 하부플랜지에 각각 대칭압축응력(+50psi) 및 대칭인장응력(-50psi)가 작용하게 되며, 상기 압축응력, 대칭압축/인장응력이 합해져 최종 응력상태는 비대칭중립축(D1)을 기준으로 상부플랜지에 비대칭압축응력(+60psi)가 작 용하고, 하부플랜지에 비대칭인장응력(-40psi)가 작용하게 된다.

따라서, 종래의 방식대로 강재빔을 설계하는 경우에는 상부플랜지에 +10psi에 해당하는 추가 압축응력이 더 발생함으로써 전체적으로 비대칭응력이 강재빔에 작용하게 된다는 문제점이 있었다.

상기 s1단계는 상기 비대칭응력이 작용하는 강재빔에 있어서, 비대칭중립축(D1)을 조정하여 강재빔에 최종적으로 대칭응력이 되는 대칭중립축(D2)을 구하는 단계라 할 수 있다.

즉, 도 2b와 같이 강재빔의 바람직한 응력상태인 허용대칭응력상태를 구비하기 위하여, 구체적으로는 비대칭중립축(D1)을 아래로 내려 강재빔에 최대 허용압축응력 및 인장응력에 해당하는 대칭응력인 50psi가 작용하는 대칭중립축(D2)을 구하는 단계라 할 수 있다. 이러한 대칭중립축(D2)을 구하는 이유는 이를 기준으로 본 발명의 비대칭단면 강재빔을 제작할 수 있기 때문이다.

상기 대칭중립축(D2)에 기한 최종 대칭응력은, 도 2b의 3번째 도시된 응력도와 같이, 축응력에 본 발명의 비대칭설계압축응력/비대칭설계인장응력이 더해져 발생하게 된다. 이미 상기 축응력(+10psi)의 값은 알고 있으므로, 결국 상기 비대칭설계압축응력은 +40psi가 되고, 상기 비대칭설계인장응력은 -60psi가 되어야 함을 알 수 있다. 이러한 비대칭설계압축/인장응력을 알게 되면 결국 본 발명의 비대칭설계중립축(D3)을 알수 있게 된다. 상기 설계비대칭중립축(D3)을 구하는 단계가 바로 상기 s2단계라 할 수 있다.

상기 s2단계에서 구해진 설계비대칭중립축(D3)을 기준으로 강재빔을 제작하 는 단계가 s3단계이다. 결국 본 발명의 강재빔은 축응력에 더하여 최종적으로 대칭응력이 강재빔에 작용하도록 비대칭응력이 작용하는 단면으로 제작되게 된다.

상기 s3단계에서 강재빔을 제작하기 위하여 본 발명에서는 실시예 1 , 실시예 2 및 실시예3을 개시한다.

실시예 1 및 실시예 2는 종래의 H형 강재빔을 그대로 이용하는 방법으로서, 통상의 H형 강재빔을 이용하여 본 발명의 비대칭 강재보를 제작하는 경우라 볼 수 있고,

실시예 3은 별도로 본 발명의 비대칭 강재보를 제작하는 경우이다.

<실시예 1>

상기 실시예 1에 해당하는 강재빔(100)은

대칭단면을 가진 상부,하부플랜지 및 복부를 포함하는 양 강재빔의 상부 또는 하부 복부 사이에 횡방향연결부재(200)를 설치함으로서, 상기 횡방향연결부재쪽으로 강재빔의 중립축이 이동되어 각각의 강재빔이 비대칭설계단면을 가지도록 제작되며,

상기 횡방향연결부재(200)는 강재빔의 양 복부면에 설치된 접속부재(210); 및 상기 접속부재 사이에 설치된 형강부재(220);를 포함하여 제작된다.

도 3a 및 도 3b는 상기 실시예 1에 해당하는 강재빔(100)을 도시한 것이다.

본 발명의 비대칭 강재빔을 제작하기 위하여 상기 횡방향연결부재(200)를 강재빔(100) 사이에 설치하게 된다. 즉, 형강부재로 제작될 수 있는 횡방향연결부재(200)가 중립축 상부 또는 하부에 고정설치됨으로서 횡방향연결부재는 그 위치에 해당하는 부위로 중립축이 이동하는 효과를 가질 수 있어 본 발명의 비대칭단면의 강재빔을 제작할 수 있게 된다.

예컨데, 횡방향연결부재(200)를 강재빔 복부 상부에 도 3a와 같이 설치하게되면, 중립축이 상부로 이동하게 되므로 도 2b의 두 번째 응력도와 같이 지간중앙부에서 비대칭단면을 가진 강재빔을 제작할 수 있게 된다.

또한 도 3b와 같이 강재빔 복부 하부에 설치하게 되면, 중립축이 하부로 이용하게 되므로 지점부에서와 같이 휨부모멘트가 발생하는 경우에 있어 비대칭단면을 가진 강재빔을 제작할 수 있게 된다.

상기 횡방향연결부재(200)를 설치하기 위해서는 접속부재(210)로서 ㄱ형 형강을 이용하여 상기 접속부재를 먼저 강재빔 복부면에 설치하고, 형강부재(220)로서 L형강을 이용하여 형강부재를 접속부재 사이에 설치함으로서 가능하다.

이러한 횡방향연결부재(200)를 이용하게 되면 추가로 강재빔 설치 시 가로빔부재를 설치하지 않아도 된다는 장점이 있다. 이러한 횡방향연결부재(200)는 용접 또는 볼트 등을 이용하여 설치할 수 있다.

<실시예 2>

상기 실시예 2에 해당하는 강재빔(100)은

대칭단면을 가진 상부,하부플랜지 및 복부를 포함하는 강재빔의 상부 플랜지 또는 하부플랜지와 상부 또는 하부 복부의 절곡면에 부가하여 접철보강재(300)를 설치함으로서, 상기 접철보강재쪽으로 강재빔의 중립축이 이동되어 강재빔이 비대칭설계단면을 가지도록 제작되며,

상기 접철보강재(300)는 ㄱ자형 강재(310) 및 상기 ㄱ자형 강재와 상부 또는 하부플랜지와의 부착을 위하여 부착보강재(320)가 더 형성되며, 상기 부착보강재(320)는 ㄱ자형 강재 및 상부,하부플랜지에 형성된 T형 부착보강재(321); 및 상기 T형 부착보강재 사이에 형성된 연결부착보강재(322)를 포함하여 제작될 수 있다.

도 4a 및 도 4b는 상기 실시예 2에 해당하는 강재빔(100)을 도시한 것이다.

본 발명의 비대칭 강재빔을 제작하기 위하여 상기 접철보강재(300)로서 강재빔의 상부플랜지 또는 하부플랜지와 복부와의 절곡면에 ㄱ자형 강재(310)를 이용하여 설치하게 된다. 즉, 강재를 가공하여 제작되는 제작되는 접철보강재인 ㄱ자형 강재가 중립축 상부 또는 하부에 고정설치됨으로서 그 위치에 해당하는 부위로 중립축이 이동하는 효과를 가질 수 있어 본 발명의 비대칭단면의 강재빔을 제작할 수 있게 된다.

예컨데, 접철보강재인 ㄱ자형 강재(310)를 강재빔 상부플랜지와 복부에 도 4a와 같이 설치하게되면, 중립축이 상부로 이동하게 되므로 도 2b와 같이 지간중앙부에서 비대칭단면을 가진 강재빔을 제작할 수 있게 된다. 또한 도 4b와 같이 강재빔 하부플랜지와 복부 하부에 설치하게 되면, 중립축이 하부로 이동하게 되므로 지점부에서와 같이 휨부모멘트가 발생하는 경우에 있어 비대칭단면을 가진 강재빔을 제작할 수 있게 된다.

상기 접철보강재로서 ㄱ자형 강재(310)를 설치하기 위해서는 강판을 ㄱ자형으로 가공제작하고, 하부플랜지 또는 상부플랜지와 복부의 절곡면에 강재빔의 길이방향으로 연속(또는 불연속)으로 부착시킴으로서 가능하다.

이러한 ㄱ자형 강재(310)의 경우 상부/하부플랜지와 부착을 위하여 용접, 볼트를 이용할 수 있지만 이는 시공성을 떨어뜨릴 수 있다는 문제점이 있으므로 이를 용이하게 할 수 있는 부착보강재(320)를 더 설치할 수 있다.

상기 부착보강재(320)는 먼저, ㄱ자형 강재(310)를 제작할 때 미리 T형 부착보강재(321)를 용접하여 제작한다. 나아가 상부 및 하부플랜지에 상기 T형 부착보강재와 서로 마주보도록 T형 부착보강재(322)를 더 설치한 후, T형 부착보강재(321,322) 사이에 연결부착보강재(323)를 설치함으로서 가능하게 된다. 물론 부착보강재(320)는 강재빔의 길이방향으로 소정의 간격을 두고 복수개를 설치할 수 있으며, 특히 연결부착보강재의 경우 수직방향으로 설치하는 것이 바람직하지만 이에 한정되는 것은 아니다.

<실시예 3>

상기 실시예 3에 해당하는 강재빔(100)은,

플랜지부 및 복부를 포함하는 T형 상부 및 하부강재(410a,410b)로 분리 제작하여 복부연결부재(420)로 상하 서로 마주보도록 연결제작하되, 상기 T형 상부 또는 하부강재의 폭 또는 두께를 달리하여 상기 폭 또는 두께가 큰 상부 또는 하부강재쪽으로 중립축이 이동되어 상기 T형 상부 및 하부강재 및 복부연결부재를 포함하는 강재빔이 비대칭설계단면을 가지도록 제작된다.

도 5는 상기 실시예 3에 해당하는 강재빔을 도시한 것이며, 도 6a 내지 도 6f는 교량폭이 작은 경우 및 교량폭이 큰 경우에 제작할 수 있는 실시예 3의 강재빔을 이용하여 복공판을 위에 설치한 상태를 도시한 것이다.

실시예 1,2는 통상적으로 구입하여 사용할 수 있는 H형 강재를 이용하는 경우라면 실시예 3은 통상의 H형 강재 대신에 T형 강재를 각각 상부, 하부플랜지로 하고, 이를 상하로 연결부재에 의하여 연결하는 방식이다.

상기 T형 상부,하부강재(410a,410b)는 H형 강재를 상부복부를 포함한 상부플랜지 및 하부복부를 포함한 하부플랜지로 절단하여 제작할 수 있으며, T형 상부강재 또는 T형 하부강재의 폭 및 두께를 달리함으로서 비대칭 강재빔으로 제작하게 된다.

즉, T형 하부강재의 폭보다 상부강재의 폭을 크게 하든지 아니면 T형 하부강재의 두께를 상부강재의 두께를 크게 하면, 중립축이 상부로 이동하게 되므로 도 2b와 같이 지간중앙부에서 비대칭단면을 가진 강재빔을 제작할 수 있게 된다.

나아가 도 5와 같이 T형 하부강재의 폭 및 두께를 역으로 T형 상부강재보다 크게 하는 경우에는 중립축이 하부로 이동하게 되므로 지점부에서와 같이 휨부모멘트가 발생하는 경우에 있어 비대칭단면을 가진 강재빔을 제작할 수 있게 된다.

이때, 각각의 T형 상부 및 하부부재의 경우 길이방향으로 양 단부가 양 단부를 제외한 중앙부보다 폭이 더 커진 단부확단면부재로 제작할 수 있으며, 이 경우 전도방지 등의 추가적인 장점이 있다.

상기 복부연결부재(420)의 경우 다양한 형태로 구성시켜 T형 상부 또는 하부부재를 연결시킬 수 있도록 하며, 상기 복부연결부재를 사용하는 경우 강재빔 전체 높이를 조절할 수 있다는 장점이 있다.

도 6a 및 도 6b의 경우에는 T형 상부강재 및 하부강재(410a,410b)를 연결시 켜주기 위하여 복부연결부재로서 강판(421)을 이용하는 경우이다. 즉, T형 상부강재의 복부와 T형 하부강재의 복부를 사이에 두고 양쪽으로 접하도록 상기 강판(421)을 설치하고, 상기 강판은 강재빔의 길이방향으로 소정의 간격을 두고 설치하되, 각각의 강판은 대각선 방향으로 경사부재(422)로 연결시킴으로서 전체적으로 복부연결부재가 트러스형태로 제작되는 경우이다.

제작에 따라 먼저 트러스형태의 복부연결부재와 T형 상부강재 및 하부강재를 따로 제작한 상태에서 양자를 서로 결합시키는 방법으로 강재빔을 제작할 수 있다.

나아가, 강재빔과 강재빔을 횡방향으로 서로 연결시켜 주기 위하여 도 6a와 같이 복부연결부재의 상부/하부 각각에만 또는 도 6b와 같이 상부/하부 모두에 가보빔부재(430)를 설치할 수 있으며 이경우에는 접속부재(431)를 복부연결부재(421)에 먼저 설치하고, 형강부재(432)를 접속부재 사이에 설치함으로서 가로빔부재(430)를 설치할 수 있다.

상기 가로빔 부재 위에는 복공판이 용접 등의 방법으로 설치된다.

도 6c 및 도 6d의 경우에는 T형 상부강재 및 하부강재를 연결시켜주기 위하여 복부연결부재로서 L 형강(440)을 이용하는 경우이다. 즉, T형 상부강재의 복부와 T형 하부강재의 복부를 사이에 두고 양쪽으로 접하도록 상기 L 형강(440)을 설치하고, 상기 L 형강은 강재빔의 길이방향으로 소정의 간격을 두고 설치할수 있다.

각각의 L 형강(440)에는 대각선 방향으로 경사부재로 연결시킴으로서(미도시) 전체적으로 복부연결부재가 스트럽형태로 제작될 수 있다. 즉 제작에 따라 먼저 스트럽형태의 복부연결부재와 T형 상부강재 및 하부강재를 따로 제작한 상태에 서 양자를 서로 결합시키는 방법으로 강재빔을 제작할 수 있다.

나아가, 강재빔과 강재빔을 횡방향으로 서로 연결시켜 주기 위하여 도 6c와 같이 복부연결부재의 상부/하부 각각에만 또는 도 6d와 같이 상부/하부 모두에 가보빔부재(432)를 설치할 수 있으며 이경우에는 L 형강(440)에 접속부재없이 형강부재인 가로빔부재(432)를 직접 설치할 수 있다는 장점이 있다.

역시 상기 가로빔 부재 위에는 복공판이 용접 등의 방법으로 설치된다.

도 6e 및 도 6f는 교량폭이 큰 경우에 있어 복부연결부재를 이용한 본 발명의 강재빔(100)을 도시한 것이다.

이 경우에는 강재빔에 있어 상부 및 하부강재를 T형 강재를 이용하지 않고, 평판형 플레이트(450)를 이용하게 된다. 즉 폭이 크기 때문에 통상의 H형 강재를 절삭하여 이용할 수 없기 때문이다.

이에 평판형 플레이트(450)로서 상부 및 하부강재를 구성하도록 하고, L 형강인 복부연결부재(440)의 경우에도 상부 및 하부강재의 하부면 사이에 설치하되 서로 이격되어 2개가 위치하도록 하고, 이격된 복부연결부재(440)는 보강재(444)로 서로 지지,연결시켜 주는 경우로서 복부연결부재가 전체적으로 박스형으로 구성될 수 있는 경우이다.

나아가, 강재빔과 강재빔을 횡방향으로 서로 연결시켜 주기 위하여 박스형 복부연결부재(440,444)에 도 6e와 같이 상부/하부 각각에만 또는 도 6f와 같이 상부/하부 모두에 가보빔부재(432)를 설치할 수 있으며 이경우에는 접속부재(431)를 복부연결부재에 먼저 설치하고, 형강부재를 접속부재 사이에 설치함으로서 가로빔 부재를 설치할 수 있다.

역시 상기 가로빔 부재 위에는 복공판이 용접 등의 방법으로 설치된다.

본 발명의 비대칭 강재빔을 이용하는 경우, 강재빔의 최종 응력상태가 대칭응력을 받을 수 있으므로 상부 또는 하부 어느 한쪽으로 작용응력이 치우치지 않게 할 수 있어 강재빔의 역학적 특성을 보다 효율적으로 이용할 수 있어 보다 안전하고, 경제적인 가교용 강재빔 제작이 가능하게 된다.

Claims (17)

1. 삭제
2. 삭제
3. 축응력, 대칭인장응력 및 대칭압축응력을 포함한 단면응력이 작용하여 상부,하부강재에 비대칭응력이 최종 발생되는 강재빔에 있어서,

   대칭단면을 가진 상부,하부플랜지 및 복부를 포함하는 강재빔의 상부 플랜지 또는 하부플랜지와 상부 또는 하부 복부의 절곡면에 부가하여 접철보강재를 설치함으로서, 상기 접철보강재쪽으로 강재빔의 중립축이 이동되어 강재빔이 비대칭설계단면을 가지도록 제작되며,

   상기 접철보강재는 ㄱ자형 강재로서, 상기 ㄱ자형 강재와 상부 또는 하부플랜지와의 부착을 위하여 부착보강재가 더 형성되며, 상기 부착보강재는 ㄱ자형 강재 및 상부,하부플랜지에 형성된 T형 부착보강재; 및 상기 T형 부착보강재 사이에 형성된 연결부착보강재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 비대칭 강재빔.
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12. 축응력, 대칭인장응력 및 대칭압축응력이 작용하여 비대칭중립축을 기준으로 상부,하부강재에 비대칭응력이 최종 발생되는 강재빔에 있어서,

    상기 비대칭중립축을 조정하여 비대칭응력이 상부,하부강재에 대칭응력으로 작용되도록 대칭중립축의 위치를 구하는 단계; 및

    상기 대칭응력이 상부,하부강재에 최종 작용되도록, 축응력에 더하여 상부,하부강재에 작용되어야 하는 설계비대칭응력을 구함으로서 강재빔의 설계비대칭중립축을 결정하는 단계; 및

    상기 결정된 설계비대칭중립축을 기준으로 축응력, 비대칭인장응력 및 비대칭압축응력이 작용하는 비대칭설계단면을 기준으로 강재빔을 제작하는 단계;를 포함하며,

    상기 비대칭설계단면을 기준으로 한 강재빔을 제작하는 단계는 대칭단면을 가진 상부,하부플랜지 및 복부를 포함하는 H형 강재의 상부 플랜지 또는 하부플랜지와 상부 또는 하부 복부의 절곡면에 부가하여 ㄱ자형 강재인 접철보강재를 설치하되, 상기 ㄱ자형 강재와 상부 또는 하부플랜지와의 부착을 위하여 ㄱ자형 강재의 하부면 및 상부,하부 플랜지에 T형 부착보강재를 설치하고, 상기 T형 부착보강재와 상부플랜지 또는 하부플랜지 사이에 연결부착보강재를 설치하는 것을 특징으로 하는 비대칭 강재빔제작방법.는 것을 특징으로 하는 비대칭 강재빔제작방법.
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15. 제 12항에 있어서, 상기 비대칭설계단면을 기준으로 한 강재빔을 제작하는 단계는

    플랜지부 및 복부를 포함하는 T형 상부 및 하부강재로 분리제작하여 복부연결부재로 상하로 서로 마주보도록 연결제작하되, 상기 복부연결부재는 T형 상부 및 하부강재의 플랜지하부면 사이에, T형 상부 및 하부강재의 복부를 사이에 두고 접하여 강재빔의 길이방향으로 연속 또는 분절되어 설치된 2개의 강재를 설치함으로서 T형 상부 및 하부강재에 설치되는 것을 특징으로 하는 비대칭 강재빔제작방법.
16. 제 12항에 있어서, 상기 비대칭설계단면을 기준으로 한 강재빔을 제작하는 단계는

    평판형 플레이트 상부 및 하부강재로 분리 제작하여 복부연결부재로 상하 서 로 마주보도록 연결제작하되, 상기 복부연결부재는 평판형 플레이트플랜지하부면 사이에, 횡방향으로 이격되어 강재빔의 길이방향으로 연속 또는 분절되어 설치되는 2개의 강재를 설치함으로서 평판형 플레이트 상부 및 하부강재에 설치되는 것을 특징으로 하는 비대칭 강재빔제작방법.
17. 제 15항 또는 제 16항에 있어서, 상기 복부연결부재가 설치된 강재빔과 강재빔 사이에 가로빔부재를 설치하는 단계가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 비대칭 강재빔제작방법.

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