KR100711803B1 - 셀형식 강재합성구조의 상하 고정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 셀형식 강재합성구조의 상하 고정장치에 관한 것으로, 다수의 반복되는 형태로 절곡된 띠형상의 강재판으로 대응되게 형성된 제1,2강재판과, 상기 제1,2강재판을 접합하는 고정볼트와, 상기 제1,2강재판의 결속에 의해 형성된 다수의 셀 및 상기 셀에 충전되는 채움재를 포함하는 셀형식의 강재합성구조에 있어서; 상기 제1,2강재판의 결합과 이들의 적층에 의해 이루어지는 층간 강재판 사이중 하단부 혹은 하단 전방부에 상기 층간 강재판이 상하로 끼워지는 보강부재가 부설된 구성으로 이루어진다.

본 발명은 유연성과 강성을 가진 셀형 강재구조를 형성하여 보다 효과적으로 토압에 대한 저항성을 확보하는 옹벽구조를 설계할 수 있으며, 수직하중 및 횡압력이 집중되는 층의 하단부 혹은 하단 전방부에 보강부재를 개재시킴으로써 강성과 지지력이 더욱 향상되는 장점을 제공한다.

채움재, 토압, 강재합성구조, 셀, 옹벽, 보강부재, 상부슬릿, 하부슬릿

Description

셀형식 강재합성구조의 상하 고정장치{VERTICAL JOINT UNIT OF HYBRID STEEL-GEO CELL}

도 1은 본 발명에 따른 강재합성구조를 다수의 층으로 적층한 외관사시도,

도 2는 본 발명에 따른 강재합성구조가 옹벽에 적용된 예를 보인 예시도로서 보강부재를 확대하여 보인 예시도.

♧ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ♧

1....강재합성구조 10....제1강재판

20....제2강재판 30....고정볼트

32....볼트공 40....셀

50....채움재 60....층

70....좌굴예상부 80....보강부재

82....상부슬릿 84....하부슬릿

본 발명은 토압에 저항하는 구조물로 사용가능한 강재합성구조의 상하 고정장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 하중에 의해 적층된 단부에서 유발되기 쉬운 국부적인 좌굴 발생을 미연에 방지할 수 있도록 한 셀형식 강재합성구조의 상하 고정장치에 관한 것이다.

일반적으로, 건축단지를 조성하는 과정에서 단지의 노상면을 정형하기 위해 자연토층을 절토하거나 기초지반 위에 성토를 취하는 토공 공사가 이루어진다.

이러한 토공 공사는 노상면을 정형하기 위해 불가피하게 자연토층을 절토한 이후에 이 절토된 부위에 비탈지게 성토를 다짐하게 된다.

이는 절토된 부위가 외부적인 기후요인에 의해 조성된 단지내로 붕락되는 사태를 사전에 예방하기 위한 것이다.

그러나, 비탈면의 경우는 성토만을 행하게 되면 외부적인 기후적 요인에 의해 비탈면과 이에 연속된 사면의 안전을 꾀할 수 없으므로 통상적으로 계단 형태로 절토된 전체면 또는 하단 전면에 콘크리트 옹벽을 접하도록 설치하여 이루어지고 있다.

이는 조성 단지 내로 비탈면의 붕락의 유발을 사전 예방할 수 있도록 하는 것이나 그 구조가 비탈면의 구조적인 안정과 낙석 방지를 효과적으로 기대하기에는 취약한 결점이 많았다.

즉, 콘크리트 옹벽이 전단 강도가 취약한 구조적 형태를 취하고 있어 과도한 토압이 전가되어 올 경우 및 강우시에 그 내부에 침투한 물에 의해 안정을 잃고 붕괴하는 사태가 종종 발생할 수 있다.

그리고 신속 용이한 시공이 어려울 뿐만 아니라 상당한 공기가 소요되는 문제점이 있었다. 즉, 이러한 콘크리트 옹벽 시공을 취할 위치에 일정 형태의 거푸집 을 형성시킨 후 이 거푸집 내에 콘크리트를 부어 양생 건조시켜야만 하는 공정을 필수적으로 거쳐야 한다.

또한, 이와 같은 콘크리트 옹벽은 주변 경관을 크게 저해함은 물론이고, 식재를 취할 수 있는 공간을 축소시켜 생태계에 막대한 악영향을 초래시키는 문제점과 더불어 주변 조성단지의 경관 미를 심각히 저해하는 문제점이 있었다.

이와 같은 콘크리트 옹벽의 문제점을 해소하기 위하여 종래의 토압저항 구조는 채움재와 셀 형 섬유보강재의 합성 거동을 활용한 구조가 개시된 바 있다.

이는 가볍고 유연한 격자형 섬유보강 셀 과 채움재의 합성 거동을 활용하여 운반하기 쉽고, 카본섬유로 형성된 이 구조는 설치가 간단하고 비교적 가격이 저렴하다는 장점이 있으나 채움재와 셀 형 섬유보강재는 유연한 구조이므로 그 형상을 유지하기가 어려워 미적 관점에서 효용성이 떨어지고 불리한 점이 있다.

다른 예로, 강재틀 구조도 개시된 바 있으나 내부 채움재의 성질에 따라서 전체거동 변화가 심해 그 적용지역에 따른 한계가 있다.

뿐만 아니라, 이와 같은 종래의 강재 틀 구조는 정형화된 강재 구조물로 인하여 다양한 외관형태를 이룰 수가 없음으로써 그 적용 범위도 제한적인 것이었다.

이의 개선을 위해, 본 출원인에 의해 연구완성된 박물 셀형 강재합성구조가 제안된 바 있으나 이 경우에는 강재판이 박물이다 보니 상하 적층시 그 경계면에서 하중에 의한 좌굴, 즉 경계면의 일부가 국부적으로 절곡되는 변형이 일어나 지지력을 제공할 수 없을 수도 있다는 우려가 제기되었다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술이 갖는 제반 우려들을 불식시키기 위해 창출한 것으로, 다양한 형태의 곡선 선형을 만족시킬 수 있어서 다양한 지역에 적용가능하고, 채움재와 강재 파형 구조의 합성된 형태로 형상의 변형없이 토압에 강력하게 저항할 수 있으며, 박물 셀형태의 강재판이 적층되는 상하 경계면에 좌굴을 방지하는 보강부재를 부설함으로써 안정적이고 견고한 지지력을 제공할 수 있도록 한 셀형식 강재합성구조의 상하 고정장치를 제공함에 그 주된 목적이 있다.

본 발명은 상기한 기술적 과제를 달성하기 위하여, 다수의 반복되는 형태로 절곡된 띠형상의 강재판으로 대응되게 형성된 제1,2강재판과, 상기 제1,2강재판을 접합하는 고정볼트와, 상기 제1,2강재판의 결속에 의해 형성된 다수의 셀 및 상기 셀에 충전되는 채움재를 포함하는 셀형식의 강재합성구조에 있어서; 상기 제1,2강재판의 결합과 이들의 적층에 의해 이루어지는 층간 강재판 사이중 하단부 혹은 하단 전방부에 상기 층간 강재판이 상하로 끼워지는 보강부재가 부설된 셀형식 강재합성구조의 상하 고정장치를 제공함에 그 기술적 특징이 있다.

이때, 상기 보강부재는 사각형 혹은 구형상으로 이루어지고, 그 상하폭의 중심선을 기준으로 하여 상부에는 상부슬릿이 형성되며, 하부에는 상기 상부슬릿과 직교되는 방향으로 하부슬릿이 형성된 구조로 이루어진 것에도 그 기술적 특징이 있다.

이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 강재합성구조를 다수의 층으로 적층한 외관사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 강재합성구조가 옹벽에 적용된 예를 보인 예시도로서, 보강부재를 확대한 예시도이다.

도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 셀형식의 강재합성구조(1)는 다수의 반복되는 형태로 절곡된 띠형상의 강재판으로 이루어진 제1강재판(10)과, 상기 제1강재판(10)과 동일 형상 및 동일 재질로 대응되게 형성된 제2강재판(20) 및 상기 제1강재판(10)과 제2강재판(20)을 나란하게 연결하는 고정볼트(30)를 포함하여 구성된다.

즉, 본 발명에 따른 셀형식의 강재합성구조는 셀 구조에 의한 옹벽으로 사용되기 위하여 파형의 강재 띠들로 이루어진 제1,2강재판(10,20)들과 이들을 접합하는 고정볼트(30)로 구성된다.

이때, 상기 제1,2강재판(10,20)에는 상기 고정볼트(30)가 체결될 수 있도록 다수의 볼트공(32)을 가지며, 이들이 조립되면서 상기 제1,2강재판(10,20) 사이에는 다수의 셀(Cell)(40)이 형성되게 된다.

여기에서, 상기 볼트공(32)은 상기 제1,2강재판(10,20)의 마루와 골에 형성되도록 하여 체결의 용이성을 확보하도록 함이 바람직하다.

상기 셀(40)은 상기 제1,2강재판(10,20)이 각각 파형으로 절곡 형성되어 그 사이에 일정공간이 형성된 것으로서 상기 셀(40)의 내부에는 채움재(50)가 충전된다.

한편, 상기 제1,2강재판(10,20)들중 임의의 위치에 배치된 이들 강재판 사이 에는 다수의 보강부재(80)가 설치된다.

이때, 상기 보강부재(80)가 설치되는 위치는 상기 제1,2강재판(10,20)들의 다단 적층에 따라 이루어진 층(60)들의 하단 전방부, 즉 수직하중과 횡압력이 집중적으로 일어나는 부위에 집중 설치됨이 바람직하다.

물론, 경우에 따라서는 상기 층(60)들 전체에 걸쳐 상기 보강부재(80)가 설치될 수 있다.

이러한 보강부재(80)는 고무 혹은 플라스틱으로 제조될 수 있는 바, 완충기능도 함께 갖추도록 함이 바람직하다.

상기에서는 상기 보강부재(80)를 고무 혹은 플라스틱으로 한정하여 설명하였으나 이에 국한되지 않고 금속재를 포함한 고형의 가공이 용이한 모든 재료는 전부 가능하다.

이때, 상기 보강부재(80)는 도 2의 원안에 확대 도시한 (a),(b)의 예시에서와 같이, 사각형상이 될 수도 있고 혹은 구형상이 될 수도 있으며, 그 외 다른 변형가능한 다양한 형상이 될 수 있다.

다만, 상기와 같은 형상을 갖는 보강부재(80)은 그 상하폭의 중심선을 기준선(L)으로 설정하고 그 상단으로부터 상기 기준선(L)에 근접하도록 상부슬릿(82)을 형성하며, 그 하단으로부터도 상기 기준선(L)에 근접하도록 상기 상부슬릿(82)과 동일한 형태의 하부슬릿(84)을 형성하되 상기 상부슬릿(82)과 직교되게 형성하여서 이루어진다.

이는 도 2에 예시되어 있는 바와 같이, 층(60)간 강재판이 거의 서로 직교되 는 방향으로 교차 배열되기 때문에 이의 배열방향에 맞추기 위한 것이며, 또한 상기 상부슬릿(82)과 하부슬릿(84)의 폭은 상기 제1,2강재판(10,20)의 두께와 대응되는 크기로 형성됨이 바람직하다.

이러한 구성으로 이루어진 본 발명이 동작관계는 다음과 같다.

먼저, 본 발명에 따른 셀형식의 강재 합성구조(1)는 파형의 강재 띠로 이루어진 제1,2강재판(10,20)이 서로 볼트 혹은 너트와 같은 고정수단에 의해 상호체결되어 내부에 다수의 셀(40)을 형성하게 되고, 상기 셀(40) 내부에는 채움재(50)가 충전되어 적정한 자중과 셀 구조의 지지력을 확보할 수 있게 된다.

이러한 강재 셀(40)과 내부 채움재(50)는 하나의 층(60)을 형성하게 되고, 이를 적층하면 하나의 구조물을 형성하게 된다.

이때, 수직하중과 횡압력이 집중되는 하단부 및 하단 전방부의 층(60)간 강재판 사이에 본 발명 보강부재(80)를 끼워 넣게 된다.

즉, 상기 보강부재(80)의 하부슬릿(84)에는 하측 강재판의 상단이 끼워지도록 하고, 상부슬릿(82)에는 상측 강재판의 하단이 끼워지도록 하여 상기 층(60)간 강재판이 상기 보강부재(80)에 동시에 끼워져 서로 맞물리는 형태로 배치되게 되는 것이다.

이렇게 되면, 수직하중과 횡압력이 발생하더라도 층간 강재판들 사이의 상하 선접촉 부위의 좌굴이 방지된되고, 오히려 강성이 더 보강되게 된다.

이렇게 형성된 셀 형태의 강재합성구조(1)는 서로 연결되어 하나의 층(60)을 이루는 제1,2강재판(10,20)에 의해 횡방향 토압에 저항하게 되고, 또한 이들의 적 층에 의해 종방향 하중에 대하여도 견고한 지지력을 갖추게 된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 유연성과 강성을 가진 셀형 강재구조를 형성하여 보다 효과적으로 토압에 대한 저항성을 확보하는 옹벽구조를 설계할 수 있으며, 수직하중 및 횡압력이 집중되는 층의 하단부 혹은 하단 전방부에 보강부재를 개재시킴으로써 강성과 지지력이 더욱 향상되어 강재판의 선접촉 부위에서의 좌굴이 방지된다.

Claims (2)

1. 다수의 반복되는 형태로 절곡된 띠형상의 강재판으로 대응되게 형성된 제1,2강재판과, 상기 제1,2강재판을 접합하는 고정볼트와, 상기 제1,2강재판의 결속에 의해 형성된 다수의 셀 및 상기 셀에 충전되는 채움재를 포함하는 셀형식의 강재합성구조에 있어서;

   상기 제1,2강재판의 결합과 이들의 적층에 의해 이루어지는 층간 강재판 사이중 하단부 혹은 하단 전방부에 상기 층간 강재판이 상하로 끼워지는 보강부재가 부설된 것을 특징으로 하는 셀형식 강재합성구조의 상하 고정장치
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 보강부재는 사각형 혹은 구형상으로 이루어지고,

   그 상하폭의 중심선을 기준으로 하여 상부에는 상부슬릿이 형성되며, 하부에는 상기 상부슬릿과 직교되는 방향으로 하부슬릿이 형성된 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 셀형식 강재합성구조의 상하 고정장치.

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