KR100694887B1 - 콘크리트에 매입되는 에이치형강 부재의 단부구조 - Google Patents

콘크리트에 매입되는 에이치형강 부재의 단부구조 Download PDF

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Abstract

본 발명은 콘크리트에 매입되는 H형강 부재(H형강 보, H형강 기둥, H형강 말뚝 또는 교량의 H형강 거더)의 단부 구조에 관한 것으로, H형강 부재의 단부측 선단면에는 지압판이 용접되고, 단부측면에는 철망 또는 메탈라스가 결합된 것을 특징으로 한다.
H형강 보, H형강 거더, H형강 말뚝, 철근콘크리트, 강콘크리트 합성구조

Description

콘크리트에 매입되는 에이치형강 부재의 단부구조{Detail of end part in H-shaped member}
도 1은 본 발명에 따른 H형강 말뚝이 철근콘크리트 확대기초 또는 교량의 교대에 매입된 상태를 도시한 단면사시도.
도 2는 H형강 말뚝에 접합되는 지압판의 다른 실시를 보인 사시도.
도 3a, 도 3b는 H형강 말뚝에 볼트 결합되는 철망 또는 메탈라스를 보인 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 H형강 보 또는 거더가 철근콘크리트 기둥이나 벽체 또는 교량의 교대에 매입된 상태를 도시한 단면사시도.
<< 도면의 주요부분에 대한 부호설명 >>
10 : H형강 말뚝 12, 12' : H형강 말뚝의 플랜지
13 : H형강 말뚝의 선단면 14 : H형강 말뚝의 웨브
15 : H형강 말뚝의 플랜지 단부면 20 : 지압판
22 : 구멍 30 : 철망 또는 메탈라스
40 : 볼트 45 : 너트
50 : 플레이트 60 : 철근콘크리트 확대기초
70 : H형강 보 72, 72' : H형강 말뚝의 플랜지
73 : H형강 말뚝의 선단면 74 : H형강 말뚝의 웨브
75 : H형강 말뚝의 플랜지 단부면 80 : 철근콘크리트 벽체
본 발명은 콘크리트에 매입되는 H형강 부재의 단부구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 철근콘크리트 기둥 또는 벽체에 매입되는 H형강 보의 단부, 철근콘크리트 확대기초 또는 교대에 매입되는 H형강 말뚝의 단부 또는 철근콘크리트 교대 또는 교각에 매입되는 H형강 거더의 단부구조에 관한 것이다.
종래 철근콘크리트 기둥 또는 벽체에 접합되는 H형강 보의 단부, 철근콘크리트 확대기초 또는 교대에 매입되는 H형강 말뚝의 단부 또는 철근콘크리트 교대에 매입되는 H형강 거더의 단부의 경우, 콘크리트에 매입되는 H형강 보, H형강 말뚝 또는 H형강 거더(이하 'H형강 부재'라 한다)의 단부측 양 플랜지에 다수개의 스터드를 용접함으로써 콘크리트와 강재 부재 사이의 활동을 방지하고 이들이 서로 일체적으로 거동하도록 하였다.
그러나, 콘크리트와 H형강 부재 사이의 전단 연결재로 사용된 스터드의 경우 헤드와 몸체가 일체로 형성된 구성으로서 현장이나 공장에서 H형강 부재에 자동 또는 수작업으로 용접되므로 사용되는 스터드의 종류나 직경에 제한(최대 22mm)이 따른다. 따라서 콘크리트 속에 매입되었을 경우 단면의 저항 능력이 작으며 수평력에 대한 저항 강성도 작다. 또한, 헤드가 작아 상방향 인발력에 대해 재료 분리 방지 및 정착 효과 등의 측면에서 충분한 합성효과를 발휘하지 못하기 때문에 많은 양을 매우 조밀하게 설치하여야 한다.
한편, H형강 부재의 선단면이나 양 플랜지 단부면에 접하는 콘크리트에는 높은 지압응력이 발생하여 콘크리트를 할렬파괴시키는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 전단 연결재로 일반적으로 사용되는 스터드의 문제점을 해결하고 H형강 부재의 선단면에 접하는 콘크리트에 발생하는 높은 지압응력에 효과적으로 대응할 수 있는 H형강 부재의 단부구조를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 그 밖의 목적, 특정한 장점 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 분명해질 것이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 H형강 부재가 건축물의 확대기초 또는 교량의 교대 기초로 사용된 예를 도시한 것으로, H형강 말뚝의 단부구조는 H형강 말뚝(10)의 단부측 선단면(13)에는 지압판(20)을 용접하고, 단부측면에는 철망 또는 메탈라스(30)를 결합한 것이다.
상기 지압판(20)은 H형강 말뚝(10)의 단부측 선단면(13)에 접하는 콘크리트에 작용하는 지압응력을 균등하게 분포시켜(즉, 웨브와 동일한 응력분포를 나타내 도록 하여) 콘크리트의 할렬파괴 및 전단파괴를 방지하고 인발력에 대해 전단키로 기능하므로서 접합부의 안정성을 확보할 수 있게 한다.
여기서, 지압판의 크기는 콘크리트에 작용하는 지압응력에 의해 소성화되는 콘크리트의 영역을 고려하여 결정되며, H형강 말뚝(10)의 양 플랜지(12, 12')와 웨브(14) 사이에 수직철근을 용이하게 배치할 수 있고, 확대기초 콘크리트(60)가 H형강 말뚝(10)의 양 플랜지(12, 12')와 웨브(14) 사이의 공간부에 밀실하게 채워지도록 상기 지압판(20)의 일부를 절개하는 것이 바람직하다.
절개 위치는 지압판(20)이 용접되는 H형강 말뚝(10)의 양 플랜지(12, 12')와 웨브(14) 사이에 구멍(22)이 형성되도록 하면 되며, 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이 지압판(20)의 양측면을 절개하여 일측 개방 구멍을 형성시키거나, 도 2에 도시된 바와 같이 중앙부에 구멍을 뚫는다.
상기 철망 또는 메탈라스(30)는 H형강 말뚝(10)의 두부측 양 플랜지(12, 12')와 웨브(14) 사이의 공간부에 채워지는 콘크리트(60)의 4면을 모두 구속하여 콘크리트(60)가 팽창할 때 3축 응력 상태가 되도록 한다. 또한, H형강 말뚝(10)의 양 플랜지 단부면(15)에 접하는 콘크리트에 작용하는 지압응력을 균등하게 분포시켜(즉, 웨브와 동일한 응력분포를 나타내도록 하여) 콘크리트의 할렬파괴 및 전단파괴를 방지하게 된다. 또한, H형강 말뚝(10)과 콘크리트 사이의 마찰력과 부착력을 증가시켜 별도로 스터드를 설치할 필요가 없도록 한다.
여기서, 철망 또는 메탈라스(30)는 도 1, 2에 도시된 바와 같이 H형강 말뚝(10)의 양 플랜지(12, 12')면에 용접되거나, 도 3a, 3b에 도시된 바와 같이 철망 또는 메탈라스(30)가 결합되는 H형강 말뚝(10)의 두부측 양 플랜지(12, 12')를 관통하도록 양단에 나사가 가공된 볼트(40)를 결합하고 다수개의 볼트공이 형성된 플레이트(50)을 이용하여 철망(30)을 H형강 말뚝(10)의 양 플랜지(12, 12')에 결합시킨다. 이 경우, 볼트(40)는 전단 연결재로서의 기능도 기대할 수 있다.
이때, 철망은 짜귀철망, 용접철망, 마름모꼴철망, 귀갑철망을 모두 포함하고, 철망 또는 메탈라스(30)는 도 3a에 도시된 바와 같이 H형강 말뚝(10)을 감싸도록 일체로 만들어지거나 도 3b에 도시된 바와 같이 H형강 부재의 크기에 적절히 대응할 수 있도록 2개로 분할되어 제작될 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 H형강 부재가 철근콘리트 벽체(80)에 매입된 예를 도시한 것으로, H형강 보(70)의 단부구조는 H형강 보(70)의 단부측 선단면(73)에는 지압판(20)이 용접되어 있고, 단부측면에는 철망 또는 메탈라스(30)가 결합되어 있다.
이때, 지압판의 크기, 형상 및 기능, 철망 또는 메탈라스의 종류와 H형강 보 에 결합하는 방법 및 기능은 상기한 H형강 말뚝에 대해 설명한 것과 동일하므로, 반복되는 설명은 생략한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, H형강 부재의 단부측 선단면에 접하는 콘크리트에 작용하는 지압응력을 균등하게 분포시켜(즉, 웨브와 동일한 응력분포를 나타내도록 하여) 콘크리트의 할렬파괴 및 전단파괴를 방지할 수 있고 인발력에 대해 전단키로 기능하므로서 접합부의 안정성을 확보할 수 있다.
또한, H형강 부재의 단부측 플랜지 단부에 접하는 콘크리트에 작용하는 지압응력을 균등하게 분포시켜(즉, 웨브와 동일한 응력분포를 나타내도록 하여) 콘크리트의 할렬파괴 및 전단파괴를 방지할 수 있다.
비록 본 발명이 상기에서 언급한 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만 본 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형이 가능하다. 따라서 특허청구범위는 본 발명의 요지에 속하는 어떠한 수정이나 변형도 포함할 것이다.

Claims (4)

  1. 콘크리트에 매입되는 H형강 부재의 단부구조에 있어서,
    H형강 부재의 단부측 선단면에는 지압판을 용접하고, 단부측면에는 철망 또는 메탈라스를 결합하되, 상기 지압판은 일부를 절개하여 상기 H형강 부재의 양 플랜지와의 사이에 구멍이 형성되도록 한 것을 특징으로 하는 콘크리트에 매입되는 H형강 부재의 단부구조.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 철망 또는 메탈라스가 결합되는 H형강 부재의 단부측 양 플랜지를 관통하여 양단에 나사가 가공된 볼트가 체결되고, 상기 철망 또는 메탈라스는 다수개의 볼트공이 형성되고 상기 볼트에 결합되는 플레이트를 통해 상기 H형강 부재의 양 플랜지에 볼트 체결되는 것을 특징으로 하는 콘크리트에 매입되는 H형강 부재의 단부구조.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 철망 또는 메탈라스는 두 개로 분할되어 있는 것을 특징으로 하는 콘크리트에 매입되는 H형강 부재의 단부구조.
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