KR100729279B1 - 입체 나선형 사재 평면트러스 - Google Patents

Abstract

국내에서 생산하는 대부분의 트러스데크인 입체 트러스데크와 입체 스페이서는 하나의 상현재와 2개의 하현재 사이에 사재를 용접하며, 페로데크만 유일하게 상·하현재가 각각 하나씩인 평면트러스인데 이는 횡방향 강성과 현재(弦材의) 횡좌굴을 방지하기 위하여 별도의 래치를 필요로 한다. 따라서 상·하현재를 각각 하나씩만 사용하고 별도의 래치를 사용하지 않으면서도 현재(1, 2)의 횡좌굴을 방지하고, 횡방향 강성을 확보하는 철근트러스를 생산하여 경제성은 물론 제작상의 간편성 확보를 목적으로 한다. 입체 나선형 사재 평면트러스는 트러스데크에도 적용할 뿐만 아니라 입체 스페이서로 활용하기에도 적합하다.

Description

입체 나선형 사재 평면트러스{Plain truss with three dimensioned spiral lattice}

지금까지 현장에서 사용하는 트러스데크는 크게 두 종류로 나눌 수 있다. 그 하나는 평면트러스인 페로데크(도 5)이고 다른 하나는 슈퍼데크(도 6) 등의 입체 트러스이다. 평면트러스는 상·하현재(1, 2)가 각각 1개씩이어서 자재비도 적게 들고 제작 상 번거로움이 없는 반면 상현재가 압축 응력을 받는 중앙부에서 횡 좌굴을 일으키고 콘크리트를 부어 넣어 양생될 때까지 평면트러스가 홀로 수직 평면을 유지할 수 없으므로 별도의 래치(7)를 추가하며 이는 평면트러스의 간결성과 경제성을 저해하는 요인이 된다. 따라서 페로데크를 제외한 다른 모든 트러스데크는 도 5의 입체트러스 방식을 채택하고 있는데 이는 하현재를 좌우 면에 2개를 배치하며 따라서 사재도 좌우 양면에 각각 용접하는 낭비요인이 있다. 이를 극복하기 위하여 좌우 2개인 하현재(2)의 굵기를 최소한으로 줄인다 해도 상현재(1) 보다는 단면적이 커지는 것이 일반적이고 또한 굵기를 너무 줄이면 단면2차반경 값이 너무 작아 좌굴응력이 커지는 단점이 있다.

단부 상단 휨모멘트가 중앙 하단 휨모멘트 보다 큰 일반적인 슬래브에서는 상현재 1개, 하현재 2개의 입체트러스 형상이 구조설계 이론에 역행하여 불합리적이다. 또한 바로나 입체 스페이서(도 7)라는 이름으로 입체 나선형 사재에 상현재 1개 하현재 2개를 용접한 것이 발표 되었는데 이 역시 하현재가 좌우 2개여서 경제적으로 부담이 되며, 하현재와 거푸집 사이의 간격 확보를 위한 별도의 스페이서를 사용해야 한다.

상현재(1)와 하현재(2)가 각각 1개씩인 정면트러스이면서도 시공 중 수직도를 유지하는데 어려움이 없고, 상현재가 횡좌굴을 일으키지 않도록 구속하는 새로운 트러스 시스템이 필요하다. 또한 제작 상에도 어려움이 없고 제작비도 적게 들도록 제작 공정을 단순화 하는 것이 기술적 과제이며, 슬래브 배근에서 거푸집과 하단철근과의 간격(스페이서) 및 상·하단 철근의 상호 간격을 유지하는 세퍼레이터를 동시에 간편하게 해결하면서 배력근도 자동 배근되도록 하는 공법도 기술적 과제이다.

도 2, 3과 같이 강선을 나선형태로 연속 절곡함에 있어 상단(4)과 좌우 양 하단(6)을 3각형의 꼭지점으로 삼고 양 하단 사이 중앙 부위를 상부로 구부려 올려 중단(5)으로 삼아 트러스의 사재(3)로 삼는다. 도 2에서 사재의 상단(4)간의 상호 간격은 앞의 나선형태로 연속 절곡한 것을 스프링 늘리듯 잡아당김으로 간단하게 확보하는데 이렇게 잡아당기는 힘은 자동적으로 하단(6) 간의 상호 간격 및 상단과 하단과의 수평 간격도 확보되며 중단은 하단들의 중앙 지점에 있게 된다. 위와 같은 요령으로 확보된 사재 상단의 상호간격과 중단의 상호간격에 맞춰 상현재(1)와 하현재(2)에 사재를 각각 용접한 것이 입체 나선형 평면트러스이다. 상현재(1)와 하현재(2)는 사재(3)의 상단과 중단에 의하여 상하 간격이 고정되어 입체 나선형 평면트러스가 휨모멘트에 저항할 수 있게 된다.

입체 나선형 평면트러스를 트러스데크의 주 트러스로 활용할 경우는 일반 트러스데크와 마찬가지로 하단(6)을 강판이나 라스모르터에 고정하는 방법을 사용한다. 사재는 일반 트러스데크와 달리 좌우 대칭이 아니고 나선형의 특징대로 좌우 교호로 배열된다. 입체 나선형 평면트러스를 슬래브의 배력근 대용으로 활용하면 하단이 거푸집에 얹히게 되므로 상현재에 얹거나 하현재에 매달리게 각각 직각 방향으로 슬래브의 주근을 배근하여 결속선으로 묶어주는 것으로 슬래브 배근이 완료된다. 즉 일반 슬래브의 배근은 거푸집과 하부 철근과의 간격(스페이서) 및 상부 철근과 하부 철근과의 간격(세퍼레이터)을 정확하게 확보하도록 하는 데 어려움이 있으나 본 입체 나선형평면트러스를 배력근으로 활용하면 위의 모든 것이 동시에 해결되는 장점이 있다.

즉 하단(6)과 중단(5) 사이는 하현재(2)와 거푸집의 간격을 정확히 확보시키는 역할을 하므로 별도의 스페이서가 불필요하며 사재는 상현재(1)와 하현재(2)의 상호 간격을 정확하게 유지시키므로 별도의 세퍼레이터가 없어도 정밀 시공이 가능하다. 이렇게 되면 일반적인 슬래브에서 철근량을 충분히 배근했음에도 불구하고 철근이 소정의 위치를 이탈하여 내력이 대폭 감소하고, 과도한 처짐이 유발되어 균열이 발생하는 하자를 미연에 방지할 수 있다. 또한 사재(3)는 슬래브의 전단내력을 상승시키는 역할도 한다. 하단이 거푸집에 밀착된 상태에서 슬래브 콘크리트를 치게 되므로 거푸집을 제거한 후 하단이 노출되어 녹이 나는 것을 방지하기 위해 하단 부분만 아연도금하거나 에폭시페인트 등 도료를 칠할 수도 있다.

입체 나선형사재 평면트러스는 나선형 사재(3)를 활용하기 때문에 상·하현재(1, 2)가 각각 1개씩임에도 불구하고 현재의 횡좌굴이 효과적으로 구속되며 횡강성도 확보되는 구조내력상 효과가 있다. 또한 일반적으로 사용하는 입체트러스, 평면트러스+래치 및 입체 스페이서 보다 제작상 간편하며 사용 자재도 적게 들어 경제적이다.

입체 나선형사재 평면트러스를 일반 슬래브의 배력근 겸 스페이서로 활용하면 최소 비용으로 스페이서와 세퍼레이터 역할을 하게 되므로 경제적이면서도 품질 확보에 효과적이다.

도 1은 입체 나선형 사재 평면트러스 평면도,

도 2는 입체 나선형 사재 평면트러스 입면도,

도 3은 입체 나선형 사재 평면트러스 단면도,

도 4는 입체 나선형 사재 평면트러스 사시도,

도 5는 페로데크 사시도,

도 6은 슈퍼데크 사시도,

도 7은 바로나 입체 스페이서 이다.

〈도면의 부호에 대한 간단한 설명〉

1 : 상현재 2 : 하현재

3 : 사재 4 : 상단

5 : 중단 6 : 하단

7 : 래치

Claims (2)

1. 강선을 나선형태로 연속 절곡하여 제작한 상단(4)과 좌우 양 하단(6) ;

   상기 상단과 좌우 양 하단은 3각형의 꼭지점으로 구성하고, 양 하단 사이 중앙 부위를 상부로 구부려 중단(5)으로 삼아 트러스의 사재(3)로 구성하며 ; 및

   상단(4)과 하단(6) 간의 상호간격은 나선형태로 연속 절곡한 것을 잡아당김으로 간격을 확보 하며 ;

   상기 사재의 상단과 중단 간의 상호간격에 맞춰 상현재(1)와 하현재(2)에 사재를 각각 용접하여 스페이서와 세퍼레이터 역할을 하는 것을 특징으로 하는 입체 나선형 평면트러스.
2. 제1항에 있어서 하단(6)은 거푸집과 밀착 되는 부위에 아연도금을 하거나 에폭시 페인트로 칠하여 녹을 방지하는 것을 특징으로 하는 입체 나선형 평면트러스.