KR100842029B1 - 마찰이음을 이용한 파형강판 구조물의 조립구조 - Google Patents

마찰이음을 이용한 파형강판 구조물의 조립구조 Download PDF

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Abstract

본 발명은 파형강판 구조물에 이용되는 파형강판을 연결할 때, 종래의 지압이음 뿐만 아니라 마찰이음을 함께 사용하여 연결강도를 보강함으로써, 충분한 연결강도를 갖도록 하기 위한 마찰이음을 이용한 파형강판 구조물의 조립구조에 관한 것으로서, 강판에 파형이 형성되어 산과 골이 연속적으로 형성된 제1파형강판과; 강판에 파형이 형성되어 산과 골이 연속적으로 형성되며 상기 제1파형강판의 끝단부분에 겹쳐 이음되는 제2파형강판과; 상기 제1파형강판의 일측 가장자리의 산의 하부면에 상기 제2파형강판의 일측 가장자리의 산의 상부면을 맞대어 형성된 겹치는 부분 중 산 또는 골부분인 제1연결영역에서 상기 제1파형강판과 상기 제2파형강판을 연결하는 제1연결수단과; 상기 제1파형강판의 일측 가장자리의 산의 하부면에 상기 제2파형강판의 일측 가장자리의 산의 상부면을 맞대어 형성된 겹치는 부분 중 산과 골의 곡선부분 사이의 직선부분인 제2연결영역에서 상기 제1파형강판과 상기 제2파형강판을 연결하는 제2연결수단을 포함하여 구성된다.
파형강판, 조립구조, 마찰이음

Description

마찰이음을 이용한 파형강판 구조물의 조립구조 {ASSEMBLY STRUCTURE OF CORRUGATED MULTI PLATE STRUCTURE USING FRICTION CONNECTION}
도 1은 파형강판 구조물의 사시도이다.
도 2는 파형강판 구조물의 모멘트선도로, 도 2a는 박스형 파형강판 구조물의 모멘트선도, 도 2b는 아치형 파형강판 구조물의 모멘트선도이다.
도 3은 파형강판 조립구조의 종래 기술에 관한 도면으로, 종래의 파형강판 조립구조의 측면도이다.
도 4는 본 발명에 의한 마찰이음을 이용한 파형강판 구조물의 조립구조의 측면도이다.
도 5는 본 발명에 의한 마찰이음을 이용한 파형강판 구조물의 조립구조의 측면 확대도이다.
도 6은 본 발명에 의한 마찰이음을 이용한 파형강판 구조물의 조립구조의 체결공의 모양을 나타낸 도면이다.
도 7은 도 6의 단면도이다.
도 8은 본 발명에 의한 마찰이음을 이용한 파형강판 구조물의 조립구조에 의해 조립된 파형강판에 보강부재를 일 형식으로 조립한 것을 나타내는 측면도이다.
도 9는 본 발명에 의한 마찰이음을 이용한 파형강판 구조물의 조립구조에 의 해 조립된 파형강판에 보강부재를 다른 형식으로 조립한 것을 나타내는 측면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
11 : 제1파형강판 12 : 제2파형강판
13 : 제1연결수단 14 : 제2연결수단
16 : 보강부재 17 : 제2체결공
18 : 제1와셔 19 : 제2와셔
20 : 제3와셔 21 : 제4와셔
22 : 제1체결공 A : 제1연결영역
B : 제2연결영역
본 발명은 마찰이음을 이용한 파형강판 구조물의 조립구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 파형강판 구조물에 이용되는 파형강판을 연결할 때, 종래의 지압이음 뿐만 아니라 마찰이음을 함께 사용하여 연결강도를 보강함으로써, 충분한 연결강도를 갖도록 하기 위한 마찰이음을 이용한 파형강판 구조물의 조립구조에 관한 것이다.
일반적으로 파형강판은 금속판에 파형의 굴곡을 성형하여 형상강도를 높인 것으로, 여타 콘크리트 제품에 비해 사용이 간편하고 제조비용이 저렴하여 일반적인 원통형의 구조물 뿐만 아니라, 제방의 수로나 터널의 지지체와 같이 아치형의 구조물로도 제작되어 사용되고 있다.
그러나, 아치형의 파형강판 구조물의 경우 파형강판 구조물에 비해 내부공간이 적은 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 박스형 파형강판 구조물이 널리 사용되고 있다.
도 2에는 파형강판 구조물의 모멘트가 개략적으로 도시되어 있다.
도 2a를 참조하면 박스형 파형강판 구조물의 측면과 상부면이 만나는 모서리 부분에 더 많은 모멘트가 발생하는 것을 볼 수 있다.
도 2b를 참조하면 아치형 파형강판 구조물의 산부분과 지면에 접촉하는 부분의 사이 부분에 더 많은 모멘트가 발생하는 것을 볼 수 있다.
도 3은 종래기술에 따른 파형강판 조립구조가 도시되어 있다.
도 3을 참조하면 종래기술에 따른 파형강판 조립구조는 각각의 파형강판을 연결할때 파형강판이 겹치는 부분 중 산 또는 골부분에 체결공을 천공하고 볼트 등의 고정수단에 의해 체결이음하는 지압이음을 이용하여 조립하였다.
그러나, 종래의 파형강판 조립구조로는 박스형 파형강판 구조물의 측면과 상부면이 만나는 모서리 부분 및 아치형 파형강판 구조물의 산부분과 지면에 접촉하는 부분의 사이 부분에 발생하는 모멘트를 견딜 수 없기 때문에, 파형강판 조립시, 이러한 부분에서의 이음을 피하여 조립해야 하는 문제점이 있었다.
또한, 파형강판 구조물의 특정부분에서만 이음조립이 가능하기 때문에, 파형강판 제작시, 파형강판 구조물의 크기나 높이에 따라 파형강판을 각기 다른 길이로 제작하여야 하는 문제점이 있었다.
이에 따라, 파형강판 제작시, 제작공정이 복잡해지고, 재료비 및 생산비가 증가하여 원가가 상승하는 등의 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 바와 같이 이루어지는 종래기술의 문제점을 해소하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 파형강판 연결시, 지압이음 뿐만 아니라 마찰이음을 함께 사용하여 파형강판 구조물의 휨모멘트나 하중이 집중되는 부분에서도 이음조립이 가능하며 파형강판의 재질이나 두께에 많은 변화를 주지 않으면서 파형강판의 연결강도를 높이기 위한 마찰이음을 이용한 파형강판 구조물의 조립구조를 제공하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 마찰이음을 이용한 파형강판 구조물의 조립구조는, 파형강판 구조물에 이용되는 파형강판을 조립하는 구조에 있어서, 강판에 파형이 형성되어 산과 골이 연속적으로 형성된 제1파형강판과, 강판에 파형이 형성되어 산과 골이 연속적으로 형성되며 상기 제1파형강판의 끝단부 분에 겹쳐 이음되는 제2파형강판과, 상기 제1파형강판의 일측 가장자리의 산의 하부면에 상기 제2파형강판의 일측 가장자리의 산의 상부면을 맞대어 형성된 겹치는 부분 중 산 또는 골부분인 제1연결영역에서 상기 제1파형강판과 상기 제2파형강판을 연결하는 제1연결수단과, 상기 제1파형강판의 일측 가장자리의 산의 하부면에 상기 제2파형강판의 일측 가장자리의 산의 상부면을 맞대어 형성된 겹치는 부분 중 산과 골의 곡선부분 사이의 직선부분인 제2연결영역에서 상기 제1파형강판과 상기 제2파형강판을 연결하는 제2연결수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1연결수단은 볼트, 너트, 제1와셔 및 제2와셔로 마련되고, 상기 제1와셔는 설치되는 부분의 파형의 형상에 대응하는 형상으로 형성되고, 상기 제2와셔는 설치되는 부분의 파형의 형상에 대응하는 형상으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 제2연결수단은 볼트, 너트, 제3와셔 및 제4와셔로 마련되고, 상기 제3와셔 및 제4와셔는 사각형의 형상으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1파형강판과 상기 제2파형강판의 상기 제1연결영역부분에 제1체결공이 천공되고, 상기 제1파형강판과 상기 제2파형강판의 상기 제2연결영역부분에 제2체결공이 천공되며, 상기 제2체결공은 긴 원호의 형상으로 형성될 수 있다.
또한, 파형이 형성되어 산과 골이 연속적으로 형성된 보강부재가 더 마련되며, 상기 제1파형강판의 일측 가장자리의 산의 상부면과 상기 보강부재의 골의 하부면을 접촉하여 제1연결수단에 의해 연결할 수 있다.
또한, 파형이 형성되어 산과 골이 연속적으로 형성된 보강부재가 더 마련되며, 상기 제1파형강판의 일측 가장자리의 산의 상부면과 상기 보강부재의 산의 하 부면을 접촉하여 제1연결수단 및 제2연결수단에 의해 연결할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 의한 마찰이음을 이용한 파형강판 조립구조에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1은 파형강판 구조물의 사시도, 도 2는 파형강판 구조물의 모멘트선도로, 도 2a는 박스형 파형강판 구조물의 모멘트선도, 도 2b는 아치형 파형강판 구조물의 모멘트선도, 도 3은 파형강판 조립구조의 종래 기술에 관한 도면으로, 종래의 파형강판 조립구조의 측면도, 도 4는 본 발명에 의한 마찰이음을 이용한 파형강판 구조물의 조립구조의 측면도, 도 5는 본 발명에 의한 마찰이음을 이용한 파형강판 구조물의 조립구조의 측면 확대도, 도 6은 본 발명에 의한 마찰이음을 이용한 파형강판 구조물의 조립구조의 체결공의 모양을 나타낸 도면, 도 7은 도 6의 단면도, 도 8은 본 발명에 의한 마찰이음을 이용한 파형강판 구조물의 조립구조에 의해 조립된 파형강판에 보강부재를 일 형식으로 조립한 것을 나타내는 측면도, 도 9는 본 발명에 의한 마찰이음을 이용한 파형강판 구조물의 조립구조에 의해 조립된 파형강판에 보강부재를 다른 형식으로 조립한 것을 나타내는 측면도이다.
일반적으로 지압이음은 볼트자체의 전단강도와 지압강도로 응력을 전달하는 이음이고, 마찰이음은 볼트를 조이므로 모재와 연결판등의 마찰에 의해 응력이 전달되는 이음이다.
도 4 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 마찰이음을 이용한 파형강판 조립구조는, 제1파형강판(11)과, 제2파형강판(12)과, 제1파형강판(11)의 일 측 가장자리의 산의 하부면에 상기 제2파형강판(12)의 일측 가장자리의 산의 상부면을 맞대어 형성된 겹치는 부분 중 산 또는 골부분인 제1연결영역(A)에서 제1파형강판(11)과 제2파형강판(12)을 연결하는 제1연결수단(13)과, 제1파형강판(11)의 일측 가장자리의 산의 하부면에 제2파형강판(12)의 일측 가장자리의 산의 상부면을 맞대어 형성된 겹치는 부분 중 산과 골의 곡선부분 사이의 직선부분인 제2연결영역(B)에서 제1파형강판(11)과 제2파형강판(12)을 연결하는 제2연결수단(14)으로 구성되어 있다.
제1연결영역(A)은 제1파형강판(11)의 일측 가장자리, 즉 파형강판 구조물의 원주방향(도 1의 Y방향)에서 볼때 제1파형강판(11)의 Y방향의 끝단부분의 산의 하부면에 상기 제2파형강판(12)의 일측 가장자리의 산의 상부면을 맞대어 형성된 겹치는 부분 중 산 또는 골부분이다.
제1파형강판(11)과 제2파형강판(12)은 동일한 형상으로 형성되어 있고, 직선형상부분인 a부분과 원호형상부분인 b부분을 가지며 일정두께를 가지고 있기 때문에, 제1파형강판(11)과 제2파형강판(12)의 산부분과 골부분을 각각 대응하여 겹쳤을 때 제1파형강판(11)과 제2파형강판(12)의 각각의 산과 골을 잊는 직선부분이 서로 접촉하여 제1파형강판(11)과 제2파형강판(12)의 사이의 산과 골부분에 공간이 형성된다.
제1파형강판(11)과 제2파형강판(12)의 제1연결영역(A)에 원형의 제1체결공(22)을 천공하고, 제1연결수단(13)을 이용하여 제1파형강판(11)과 제2파형강판(12)을 지압이음으로 체결한다.
제1연결수단(13)은 볼트, 너트, 제1와셔(18) 및 제2와셔(19)로 마련될 수 있다.
제1와셔(18)는 설치되는 부분의 파형의 형상에 대응하는 형상으로 형성되어 제1연결영역(A)에서 지압이음 시 제1파형강판(11)의 산의 상부면 밀착되고, 제2와셔(19)는 설치되는 부분의 파형의 형상에 대응하는 형상으로 형성되어 제1연결영역(A)에서 지압이음 시 제2파형강판(12)의 산의 하부면에 밀착된다.
또한, 제2연결영역(B)은 제1파형강판(11)의 일측 가장자리, 즉 파형강판 구조물의 원주방향(도 1의 Y방향)에서 볼때 제1파형강판(11)의 Y방향의 끝단부분의 산의 하부면에 상기 제2파형강판(12)의 일측 가장자리의 산의 상부면을 맞대어 형성된 겹치는 부분 중 산과 골의 곡선부분 사이의 직선부분이다.
박스형 파형강판 구조물의 측면과 상부면이 만나는 모서리 부분 및 장지간의아치형 파형강판 구조물의 하중이 집중되는 부분에서는 모멘트가 크기 때문에 종래의 지압이음만으로는 박스형 파형강판 구조물의 측면과 상부면이 만나는 모서리 부분 및 하중이 집중되는 부분에서의 파형강판 조립을 할 수가 없었다.
그러나, 제1연결영역(A)에 지압이음을 실시하고, 제2연결영역(B)에 마찰이음을 실시하면 파형강판의 연결강도가 증가하여 박스형 파형강판 구조물의 측면과 상부면이 만나는 모서리 부분 및 아치형 파형강판 구조물의 하중이 집중되는 부분에서도 파형강판의 조립이 가능하다.
제2연결영역(B)의 제1파형강판(11)과 제2파형강판(12)의 사이에는 공간이 형성되지 않기 때문에, 제1파형강판(11)과 제2파형강판(12)의 마찰을 이용한 마찰이 음으로 체결할 수 있다.
제1파형강판(11)과 제2파형강판(12)은 동일한 형상으로 형성되어 있고 일정두께를 가지고 있기 때문에, 제1파형강판(11)과 제2파형강판(12)의 제2체결공(17)을 동일한 위치에 원형으로 천공하면 제1파형강판(11)과 제2파형강판(12)을 연결할 때, 제2체결공(17)의 위치가 서로 맞지 않아 체결을 할 수 없다.
그래서, 제1파형강판(11)과 제2파형강판(12)의 제2체결공(17)을 긴 원호의 형상으로 천공하고, 제2연결수단(14)을 이용하여 제1파형강판(11)과 제2파형강판(12)을 마찰이음으로 체결한다.
제2연결수단(13)은 볼트, 너트, 제3와셔(20) 및 제4와셔(21)로 마련될 수 있다.
제3와셔(20) 및 제4와셔(21)는 사각형의 형상으로 형성되고, 제2연결영역(B)에서 마찰이음 시 제1파형강판(11)의 산과 골을 잇는 직선부분의 상부면 밀착되고, 제4와셔(21)는 제2연결영역(B)에서 마찰이음 시 제2파형강판(12)의 산과 골을 잇는 직선부분의 하부면에 밀착된다.
또한, 도 8에 도시된 바와 같이, 제1파형강판(11)과 제2파형강판(12)을 체결시, 보강부재(16)를 함께 체결할 수 있다.
보강부재(16)는 파형이 형성되어 산과 골이 연속적으로 형성된 강판으로 마련될 수 있다.
제1파형강판(11)의 일측 가장자리의 산의 하부면에 제2파형강판(12)의 일측 가장자리 산의 상부면을 맞대어 형성된 겹치는 부분 중 산과 골을 잊는 직선부분에 제2연결수단(14)를 이용하여 제1파형강판(11)과 제2파형강판(12)을 연결한 후, 제1파형강판(11)의 일측 가장자리의 산의 상부면과 보강부재(16)의 골의 하부면을 맞대어 제1연결수단(13)에 의해 제1파형강판(11), 제2파형강판(12) 및 보강부재(16)를 연결한다.
또한, 도 9에 도시된 바와 같이, 제1파형강판(11)과 제2파형강판(12)을 체결시, 보강부재(16)를 함께 체결할 수 있다.
보강부재(16)는 파형이 형성되어 산과 골이 연속적으로 형성된 강판으로 마련될 수 있다.
제1파형강판(11)의 일측 가장자리의 산의 하부면에 제2파형강판(12)의 일측 가장자리 산의 상부면을 맞대고, 제1파형강판(11)의 일측 가장자리의 산의 상부면과 보강부재(16)의 산의 하부면을 맞대어 형성된 제1연결영역(A)과 제2연결영역(B)에서 제1연결수단(13)과 제2연결수단(14)에 의해 제1파형강판(11), 제2파형강판(12) 및 보강부재(16)를 연결한다.
본 실시예 및 본 명세서에 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 명확하게 나타내고 있는 것에 불과하며, 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형예와 구체적인 실시예는 모두 본 발명의 기술적 사상의 범위에 포함되는 것은 자명하다.
본 발명에 의하면, 지압이음 및 마찰이음을 이용하여 파형강판을 체결하여 파형강판의 연결강도를 증가시키기 때문에, 파형강판 구조물의 모든 부분에서 파형강판을 조립할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 파형강판 제작시, 파형강판 구조물의 크기나 높이에 상관없이 일정한 길이의 파형강판만을 제작하기 때문에 파형강판 제작공정을 단축하고, 그에 따른 노동력과 인건비, 재료비, 생산비등이 감소하여 원가를 절감할 수 있는 뛰어난 효과가 있다.

Claims (6)

  1. 파형강판 구조물에 이용되는 파형강판을 조립하는 구조에 있어서,
    강판에 파형이 형성되어 산과 골이 연속적으로 형성된 제1파형강판과;
    강판에 파형이 형성되어 산과 골이 연속적으로 형성되며 상기 제1파형강판의 끝단부분에 겹쳐 이음되는 제2파형강판과;
    상기 제1파형강판의 일측 가장자리의 산의 하부면에 상기 제2파형강판의 일측 가장자리의 산의 상부면을 맞대어 형성된 겹치는 부분 중 산 또는 골부분인 제1연결영역에서 상기 제1파형강판과 상기 제2파형강판을 연결하는 제1연결수단과;
    상기 제1파형강판의 일측 가장자리의 산의 하부면에 상기 제2파형강판의 일측 가장자리의 산의 상부면을 맞대어 형성된 겹치는 부분 중 산과 골의 곡선부분 사이의 직선부분인 제2연결영역에서 상기 제1파형강판과 상기 제2파형강판을 연결하는 제2연결수단을 포함하여 구성되며;
    상기 제1연결수단은 볼트, 너트, 제1와셔 및 제2와셔로 마련되고;
    상기 제1와셔는 설치되는 부분의 파형의 형상에 대응하는 형상으로 형성되며,
    상기 제2와셔는 설치되는 부분의 파형의 형상에 대응하는 형상으로 형성되고,
    상기 제2연결수단은 볼트, 너트, 제3와셔 및 제4와셔로 마련되며;
    상기 제3와셔 및 제4와셔는 사각형의 형상으로 형성되고,
    상기 제1파형강판과 상기 제2파형강판의 상기 제1연결영역부분에 제1체결공이 천공되며;
    상기 제1파형강판과 상기 제2파형강판의 상기 제2연결영역부분에 제2체결공이 천공되고;
    상기 제2체결공은 긴 원호의 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 마찰이음을 이용한 파형강판 구조물의 조립구조.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    파형이 형성되어 산과 골이 연속적으로 형성된 보강부재가 더 마련되며;
    상기 제1파형강판의 일측 가장자리의 산의 상부면과 상기 보강부재의 골의 하부면을 접촉하여 제1연결수단에 의해 연결하는 것을 특징으로 하는 마찰이음을 이용한 파형강판 구조물의 조립구조.
  6. 제1항에 있어서,
    파형이 형성되어 산과 골이 연속적으로 형성된 보강부재가 더 마련되며;
    상기 제1파형강판의 일측 가장자리의 산의 상부면과 상기 보강부재의 산의 하부면을 접촉하여 제1연결수단 및 제2연결수단에 의해 연결하는 것을 특징으로 하는 마찰이음을 이용한 파형강판 구조물의 조립구조.
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