KR100830238B1 - 층고절감형 강-콘크리트 합성보-슬래브용 성형강판 조립 보 - Google Patents

층고절감형 강-콘크리트 합성보-슬래브용 성형강판 조립 보 Download PDF

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Abstract

본 발명은 층고절감형 강-콘크리트 합성보-슬래브 시스템에 적용되는 성형강판 조립 보에 관한 것이다.
본 발명에 따른 성형강판 조립 보는 복수의 성형강판을 접합하여 구성되는 보에 있어서, 하면부와, 상기 하면부의 일측단으로부터 수직하게 상향 절곡된 측면수직부와, 상기 측면수직부의 상단에서 수평하게 절곡된 받침부와, 상기 하면부의 타측단으로부터 수직하게 상향 절곡된 중앙수직부를 갖도록 성형된 제 1 성형강판과, 상기 제 1 성형강판과 대칭 또는 비대칭되는 단면형상을 가지며, 상기 제 1 성형강판의 중앙수직부를 기준으로 대칭으로 배치되어 상기 제 1 성형강판과 접합되는 제 2 성형강판을 포함하며, 이때, 상기 제 1, 2 성형강판의 중앙수직부의 상단부를 일정간격으로 절단하여 경사지게 절곡한 절곡경사부를 형성한 것을 특징으로 한다.
성형강판보, 합성보, 절곡경사부, 슬림플로어

Description

층고절감형 강-콘크리트 합성보-슬래브용 성형강판 조립 보{Formed steel beam for steel-concrete composite beam and slab}
도 1은 본 발명에 따른 성형강판 조립 보의 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 성형강판 조립 보를 이용하여 합성보-슬래브를 구현한 상태의 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 성형강판 조립 보를 이용하여 합성보-슬래브를 구현한 상태의 다른 실시예를 보여주는 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 성형강판 조립 보의 다른 실시예를 보여주는 사시도이다.
도 5는 종래 슬림플로어 시스템을 개략적으로 보여주는 사시도이다.
도 6은 종래 슬림플로어 시스템을 보여주는 단면도이다.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
110 : 제 1 성형강판 111 : 하면부
112 : 측면수직부 113 : 받침부
114 : 중앙수직부 115 : 절곡경사부
116 : 개구부
120 : 제 2 성형강판 200 : 데크 플레이트
300 : 슬래브 콘크리트 400 : 슬래브 철근
본 발명은 층고절감형 강-콘크리트 합성보-슬래브 시스템에 적용되는 성형강판 조립 보에 관한 것이다.
철골조 건물은 철근콘크리트조 건물에 비해 공간의 가변성과 구조의 안전성 및 내구성이 뛰어난 장점이 있는 반면 강재 보의 상부에 슬래브를 얹기 때문에 전체적인 층고가 증가하는 문제가 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해, 슬래브를 강재 보의 춤 내에서 시공가능하도록 하는 슬림플로어(Slim Floor)공법이 다양하게 개발되어 사용되고 있다.
슬림플로어공법이란, 도 5, 6에 도시된 바와 같이, 슬래브를 춤이 깊은 데크플레이트(20) 혹은 속 빈 프리캐스트 콘크리트 슬래브를 사용하고 이를 지지할 수 있도록 강재 보(10)의 하부 플랜지(11) 폭이 확대된 비대칭 강재 보로 구성된다.
이는 데크플레이트와 콘크리트 슬래브로 이루어진 합성슬래브 구조와 비슷하지만 일반적인 합성슬래브와는 달리 H형강이나 각형강관의 하부 플랜지(11)에 플레이트(12)를 추가로 용접하여 데크플레이트를 보 부재의 하부 플랜지에 용접된 플레이트 위에 오도록 하여 층고를 줄이는 방식이다.
이러한 슬림플로어 합성보-슬래브 시스템의 경우 층고절감 효과는 매우 우수하나 적용 가능한 슬래브 시스템의 한계로 합성보-슬래브의 춤이 제한적이기 때문 에 시공 가능한 스팬에 한계를 나타내었다.
한편, 층고절감을 위하여 개발된 국내의 합성보-슬래브 시스템의 경우에도 층고절감 효과가 적거나 비대칭 강재 보의 제작 및 시공시의 적용 효율성이 크지 않는 등의 불편한 점들이 발견되곤 하였다.
더욱이 최근의 강재 가격 상승으로 순수 철골조에 의한 합성슬래브 시스템을 적용하기 보다는 비교적 비용이 저렴한 콘크리트를 충분히 활용할 수 있는 합성보-슬래브 시스템에 대한 연구가 더욱 필요한 실정이다.
본 발명은 합성슬래브의 생산 제원 및 보의 스팬 등에 관계없이 자유로이 층고를 절감할 수 있으면서도 건축물의 고층화에 대응하고 바닥거푸집 및 철근 배근의 생략을 통한 시공성 경제성이 개선되며 특히 자체의 단면형상만으로 콘크리트와의 부착성능을 향상시킨 성형강판 조립 보를 제공하는 데 그 목적이 있다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 성형강판 조립 보의 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 성형강판 조립 보를 이용하여 합성보를 구현한 상태의 단면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 성형강판 조립 보를 이용하여 합성보를 구현한 상태의 다른 실시예를 보여주는 단면도이다.
도시된 바와 같이 본 발명에 따른 성형강판 조립 보는 한 쌍의 성형강판을 맞대어 접합함으로써 구성된다.
즉, 본 발명의 제 1, 2 성형강판(110)(120)은 서로 동일한 단면형상을 가지며, 구체적으로는, 하면부(111)와, 상기 하면부(111)의 일측단으로부터 수직하게 상향 절곡된 측면수직부(112)와, 상기 측면수직부(112)의 상단에서 수평하게 절곡된 받침부(113)와, 상기 하면부(111)의 타측단으로부터 수직하게 상향 절곡된 중앙수직부(114)를 갖도록 하나의 강판을 성형하여 제작되며, 상기 제 1, 2 성형강판(110)(120)의 중앙수직부(114)의 상단부를 일정간격으로 절단하여 경사지게 절곡하여 절곡경사부(115)를 형성한 것이다.
이때, 상기 절곡경사부(115)는 상향 또는 하향 경사지도록 서로 엇갈리게 절곡되는 데, 이에 따라 그 자체의 단면형상으로 바닥 콘크리트와의 부착성능의 향상을 기대할 수 있게 된다.
또한, 상기 제 1, 2 성형강판(110)(120)의 측면수직부(112)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 높이를 서로 다르게 함으로써, 합성 슬래브의 춤에 영향을 받지 않고 능동적으로 합성보-슬래브의 구성에 대응할 수 있도록 한다.
이때, 받침부(113)는 상기 측면수직부(112)의 상단에서 내측 또는 외측으로 수평하게 절곡할 수 있다. 내측으로 절곡할 경우, 슬래브가 철골단면의 내측으로 진입하면서 처짐발생시 더욱 안정적인 거동을 할 수 있고 콘크리트가 철골단면에 의하여 완전히 감싼 형태를 갖기 때문에 부착면적이 증대되어 더 우수한 합성작용을 할 수 있다. 그러나 내측으로 절곡된 받침부는 콘크리트 타설시 철골단면 내부에 콘크리트의 충전이 불편하며 밀실성의 확보도 곤란해지고 현장시공시 하부 인장 보강철근의 작업조건이 불편해진다. 또한 측면수직부의 높이가 매우 커질 경우 중앙수직부로의 접근성이 떨어져 기둥-보 접합의 시공성이 저하될 가능성이 있다. 따라서 현장의 시공성을 향상시키기 위해서는 받침부를 외측으로 절곡하는 것이 바람직하다.
한편, 제 1, 2 성형강판(110)(120)은 맞대어 용접 또는 볼팅으로 접합되는데, 바람직하게는 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제 1, 2 성형강판(110)(120)의 중앙수직부(114)를 관통하는 복수의 나사봉(152)과 상기 나사봉(152)의 양측에 체결되는 너트(154)에 의해 서로 접합함으로써 접합에 사용되는 나사봉(152)이 전단연결재로서 기능하도록 한다.
도 2, 3에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 성형강판 조립 보를 이용한 합성보-슬래브는 콘크리트와 강재의 장점을 최대한 활용한 것으로서 상부 압축측의 경우 엇갈리게 절곡한 절곡경사부를 콘크리트에 매입함으로써 부착성능이 우수하게 하였다.
한편, 하부 인장플랜지 양단의 측면수직부는 높이조절이 자유롭기 때문에 적용 가능한 슬래브 시스템에 제한이 없고 다양한 스팬과 춤에 적용 가능하다. 특히 하부플랜지 양단의 수직부는 콘크리트 타설시의 거푸집으로도 역할을 하고 적용되는 슬래브 시스템에 따라 대응 가능하도록 높이를 자유로이 조절할 수 있으며 시공시 및 합성시 비틀림 및 전단성능의 향상에 기여할 수 있다.
또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 제 1, 2 성형강판(110)(120)의 중앙수직부(114)에는 복수의 개구부(116)를 형성하는 것이 가능하다. 이 개구부(116)는 다 웰 작용(Dowel action)을 통해 성형강판 조립 보와 콘크리트간의 일체성을 향상시키고, 슬래브 철근을 손쉽게 관통시킬 수 있어 수평 전단내력 향상을 도모할 수 있으며, 인접하는 슬래브 사이의 연속성을 강화하고 전기/배관용 설비공간으로도 활용가능하다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 성형강판 조립 보의 양측면 측면수직부의 높이 조절이 가능하고, 한 쌍의 성형강판을 공장에서 성형 생산하기 때문에 생산성 또한 우수하다.
또한 이를 이용한 합성보는 충전된 콘크리트가 중앙수직부를 감싸는 형식이,고 특히 중앙수직부의 상단에 절곡경사부가 형성되어 있기 때문에 자체의 단면형상으로도 상당한 부착성능을 발휘하며 콘크리트와의 합성효과를 증대시킬 수 있다.

Claims (4)

  1. 복수의 성형강판을 접합하여 구성되는 보에 있어서,
    하면부(111)와, 상기 하면부(111)의 일측단으로부터 수직하게 상향 절곡된 측면수직부(112)와, 상기 측면수직부(112)의 상단에서 수평하게 절곡된 받침부(113)와, 상기 하면부(111)의 타측단으로부터 수직하게 상향 절곡된 중앙수직부(114)를 갖도록 성형된 제 1 성형강판(110)과,
    상기 제 1 성형강판(110)과 대칭 또는 비대칭되는 단면형상을 가지며, 상기 제 1 성형강판(110)의 중앙수직부(114)를 기준으로 대칭으로 배치되어 상기 제 1 성형강판(110)과 접합되는 제 2 성형강판(120)을 포함하며,
    이때, 상기 제 1, 2 성형강판(110)(120)의 중앙수직부(114)의 상단부를 일정간격으로 절단하여 경사지게 절곡한 절곡경사부(115)를 형성한 것을 특징으로 하는 성형강판 조립 보.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 성형강판(110)과 제 2 성형강판(120)의 중앙수직부에 복수의 개구부를 형성한 것을 특징으로 하는 성형강판 조립 보.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1, 2 성형강판(110)(120)은 상기 제 1, 2 성형강판(110)(120)의 중 앙수직부(114)를 관통하는 복수의 나사봉(152)과 상기 나사봉(152)의 양측에 체결되는 너트(154)에 의해 서로 접합되는 것을 특징으로 하는 성형강판 조립 보.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 절곡경사부(115)는 서로 엇갈리게 상하향으로 절곡된 것을 특징으로 하는 성형강판 조립 보.
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