KR100876324B1 - 합성 트러스 및 이를 이용한 구조물 시공방법 - Google Patents

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(주)크로스구조연구소기술사사무소
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Abstract

본 발명은 합성트러스 및 이를 이용한 구조물 시공방법에 관한 것으로써, 상현재, 브레이싱재 및 하현재를 포함하여 구성되는 강재 트러스에 있어서, 상기 상현재를 감싸는 상현재 콘크리트가 형성되도록 함과 더불어, 상기 하현재를 감싸 형성되도록 하현재 콘크리트가 형성되도록 하여, 상기 상현재 콘크리트는 압축력에 대하여 저항하도록 하되 하현재 콘크리트에는 인장력에 저항하도록 프리스트레스가 도입되도록 하여, 트러스에 있어 콘크리트의 장점과 강재의 장점을 가질 수 있어 부재단면 설계에 있어 매우 효율적이게 되며, 고가인 강재 사용량을 줄일 수 있어 경제적이고, 처짐 및 진동에 효과적으로 대응하여 사용성을 충분히 확보할 수 있을 뿐만 아니라, 공장제작함으로써 품질관리가 용이하고 대량 생산에 의한 코스트 절감이 가능한 합성 트러스 및 이를 구조물에 설치하는 합성트러스 및 이를 이용한 구조물 시공방법에 관한 것이다.
Figure R1020080063841
트러스, 합성

Description

합성 트러스 및 이를 이용한 구조물 시공방법{COMPOSITE TRUSSS AND CONSTRUCTION METHOD THEREWITH}
본 발명은 합성 트러스 및 이를 이용한 구조물 시공방법에 관한 것이다. 더욱 구체적으로 강재인 상현재, 브레이싱재 및 하현재로 제작된 트러스에 있어, 적어도 상기 상현재 및 하현재가 콘크리트와 합성되도록 하여 부재단면력의 효율성과 사용성이 증진되도록 한 합성 트러스 및 이를 이용한 구조물 시공방법에 관한 것이다.
도 1은 종래 빔으로 사용되는 트러스(10,TRUSS)를 도시한 것이다.
상기 트러스(10)는 크게 상현재(11), 브레이싱재(12) 및 하현재(13)로 구분되며 통상은 앵글부재 또는 형강을 이용하여 제작하여, 이를 서로 핀연결 방식으로 조립 제작하게 된다.
이러한 트러스(10)는 주로 휨 부재로써 구조물에 이용된다.
이에 상기 상현재(11)는 자중 및 작용하중에 대하여 압축력이 발생되는 것이 일반적이며,
상기 브레이싱재(12)는 상현재(11)로부터 전달되는 하중을 하현재(13)로 전 달시키는 역할을 하는 부재로써 압축 또는 인장력이 발생된다.
이러한 브레싱재(12)는 경사지게 설치된다고 하여 사재 또는 수직으로 설치된다고 하여 수직재로 구분하기도 한다.
상기 하현재(13)는 브레이싱재(12)로부터 전달되는 하중에 의하여 인장력이 발생되는 부재라 할 수 있다.
이러한 트러스(10)는 주로 교량용 빔, 가설교량의 지점부 및 건축물에 있어 보(BEAM)으로 사용되는데, 비교적 중량이 가볍고 제작이 용이하며 부재단면력이 압축 또는 인장력으로만 작용하여 그 용도로 구조물 제작에 많이 이용되는 구조부재이다.
하지만, 이러한 트러스(10)의 경우 전체 길이가 커지면 커질수록 상현재, 하현재의 길이도 함께 길어져야 하므로 길이방향으로의 처짐 및 진동에 있어 다소 취약할 수 있다는 문제점이 지적되었으며, 고가의 강재만으로 부재단면을 형성시키는 경우 경제성이 다소 낮아질 수 있다는 문제점이 있었다.
이에 본 발명은 트러스를 제작함에 있어서, 상기 트러스를 강재와 콘크리트로 합성시켜 제작함으로써, 압축력을 받는 상현재는 콘크리트로만 합성시키고, 인장력을 받는 하현재는 압축력이 도입되도록 프리스트레스가 도입된 콘크리트로 합성되도록 함으로서 부재단면을 효율적으로 이용할 수 있으면서도 그 사용성 및 경제성을 확보할 수있는 합성 트러스 제공을 그 기술적 과제로 한다.
또한, 상기 상현재에 형성되는 콘크리트는 바닥판으로써도 기능할 수 있도록 함으로써 부재의 사용성이 확장될 수 있도록 하는 것을 그 기술적 과제로 한다.
또한, 상기 상현재 및 하현재에 형성된 콘크리트는 트러스의 길이가 길어짐에 따른 처짐 및 진동에 효과적으로 저항할 수 있도록 하는 것을 그 기술적 과제로 한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은
첫째, 콘크리트 구체가 상현재를 감싸도록 형성시켜 강재인 상현재가 콘크리트와 합성되도록 하였다. 즉, 상현재는 압축력을 주로 받기 때문에 이러한 압축력에 강한 물성을 가진 콘크리트가 상현재와 합성되어 보완할 수 있도록 한 것이다.
이로써, 상현재는 콘크리트와 합성된 단면으로 부대단면력을 확보할 수 있 음을 알 수 있어 고가인 강재만을 이용하여 상현재를 제작하는 것과 비교하여 경제성을 확보할 수 있게 된다.
또한, 압축력을 받는 상현재는 길이가 길어질 수록 좌굴에 대한 염려가 있어 스티프너 등을 이용하여 이를 보완하게 되는데 상현재를 감싸는 콘크리트에 의하여 강재인 상현재의 좌굴 또는 비틀림도 방지할 수 있게 된다.
또한, 상기 상현재를 감싸는 콘크리트는 상현재 중앙부에만 연장시켜 형성시킬 수 있어 부재단면의 효율적 이용이 가능하도록 할 수 있다.
또한, 상기 상현재를 감싸는 콘크리트는 추후 합성 트러스 시공 후 바닥판 콘크리트와 일체로 형성되어 바닥판 기능을 가질 수 있도록 하여 부재의 효율적인 사용이 가능하게 된다.
둘째, 콘크리트 구체가 하현재를 감싸도록 형성시켜 강재인 하현재가 콘크리트와 합성되도록 하였다.
이때, 상기 하현재를 감싸도록 형성되는 콘크리트는 인장력을 받기 때문에 인장력에 취약한 콘크리트에는 미리 프리스트레스가 도입되도록 하여 상기 인장력에 효과적으로 대응할 수 있게 된다.
역시 하현재는 콘크리트와 합성된 단면으로 부재단면력을 확보할 수 있음을 알 수 있어 경제성을 확보할 수 있게 된다.
또한, 상기 하현재를 감싸는 콘크리트에는 긴장재 배치를 고려하여 하현재 전체 길이에 걸쳐 연장시켜 형성시킬 수 있도록 하게 된다.
셋째, 상기 상현재 및 하현재 사이 에는 강재로만 형성된 브레이싱재가 기본적으로 연결되어 하중 전달이 가능하도록 하고, 이러한 브레이싱재는 수직재 또는/및 사재를 조합하여 설치될 수 있도록 하고, 큰 설비관등이 관통될 수 있도록 그 배치형태를 조정하여 건축빌딩에 있어 효과적인 층고 형성이 가능하도록 하게 된다.
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넷째, 위와 같이 강재인 상현재 및 하현재는 콘크리트와 합성되어 그 자중이 어느 정도 증가하게 되는데 이러한 자중증가는 트러스의 취약점이라고 할 수 있는 처짐 및 진동에는 유리하므로 트러스의 단점을 보완할 수 있게 된다.
본 발명에 의한 합성 트러스는 콘크리트의 장점과 강재의 장점을 가질 수 있어 부재단면 설계에 있어 매우 효율적이게 되며, 고가인 강재 사용량을 줄일 수 있어 경제적이고, 처짐 및 진동에 효과적으로 대응하여 사용성을 충분히 확보할 수 있을 뿐만 아니라, 공장제작함으로써 품질관리가 용이하고 대량 생산에 의한 코스트 절감이 가능하게 된다.
앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 일 실시예는 본 발명의 기술적사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 된다.
본 발명을 보다 명확하고 용이하게 설명하기 위해서 이하 본 발명의 최선의 실시예를 첨부도면에 의하여 상세하게 설명하며, 본 발명에 따른 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으므로, 본 발명의 범위가 아래에서 설명되는 실시예에 한정되지 않는다.
먼저 본 발명에 의한 합성트러스(100)는 기본적으로 상현재(110), 브레이싱재(120) 및 하현재(130)로 구성되며,
상기 상현재(110), 브레이싱재(120) 및 하현재(130)는 강재 트러스로써 형강, 철골, 사각관 등과 같은 여러 다양한 단면 형태의 부재를 이용할 수 있으며, 본 발명은 먼저 상기 강재트러스를 먼저 제작하고, 후술되는 바와 같이 상현재 콘크리트(140)와 긴장재에 의한 프리스트레스가 도입되는 하현재 콘크리트(150)을 거푸집을 이용하여 형성시키되, 특히 브레이싱재(120)의 경우 수직재 또는 사재(경사재)의 형태로 상현재 및 하현재 사이에 강재로만 배치되도록 하게 된다.
이하 상기 상현재, 브레이싱재 및 하현재의 다양한 부재 선택 및 배치형태에 따라 본 발명을 설명한다.
<실시예 1>
먼저, 상기 실시예 1은 도 2와 같이 상현재(110), 브레이싱재(120) 및 하현재(130)로 구성된 합성트러스(100)의 브레이싱재(120)가 수직재(121) 및 사재(122)가 조합된 경우이다.
상기 상현재(110), 브레이싱재(120) 및 하현재(130)는 모두 I형강인 강재 제품을 사용하게 된다.
또한, 브레이싱재(120)는 상현재(110)와 하현재(130)의 사이에 수직재(121)와 사재(122)가 서로 번갈아 가면서 배치되도록 설치된다.
도 2를 기준으로 하면 상현재(110)의 양 단부측에 수직재(121)가 배치되고, 대각선 방향으로 사재(122)가 설치되고 다시 수직재(121)가 반복 설치되고 있음을 알 수 있다.
이때 개략 중앙부의 경우 사재(122)의 배치가 생략되어 이로 인한 공간을 설비관(200)이 관통할 수 있도록 함을 알 수 있다.
이러한 설비관(200)은 그 크기에 따라 상기 사재(122)를 생략하지 않고 관통시킬 수도 있으나 설비관(200)의 크기가 큰 경우에는 관통이 어려운 경우가 있다 이에 사재(122) 또는 수직재(121)를 생략하여 크기가 큰 설비관(200)을 관통시킬 수 있도록 한 것이다.
또한, 상기 상현재(110)의 개략 중앙부위에만 상현재(110)를 감싸도록 형성된 상현재 콘크리트(140)가 형성되고 있음을 알 수 있으며, 이는 무근 또는 철근콘크리트로 형성이 가능하다.
이러한 상현재 콘크리트(140)는 구체(직육면체)형태로 제작될 수 있으며, 상현재에 먼저 상현재 콘크리트(140)를 거푸집을 이용하여 형성되도록 하게 된다.
이러한 상현재 콘크리트(140)는 압축력을 받는 상현재(110)를 보강하는 역할을 하여 상현재(110)가 합성단면으로 작용하도록 함을 알 수 있다.
도 2에서는 상현재(110)의 개략 중앙부위만 커버하도록 상현재 콘크리트(140)가 형성되도록 하여 상현재의 자중감소 및 압축응력에 대한 저항의 효율성을 확보할 수 있도록 한다.
이때 형강 제품인 상현재(110)의 상부면에는 추후 형성되는 바닥판콘크리트와의 합성을 위한 스터드(111)이 더 형성되도록 할 수 있다.
또한 상현재 콘크리트(140)에 상현재(110)가 내부를 관통하는 것과 같이 매립되도록 형성시킬 수도 있고, 도 2와 같이 상현재(110)의 상부면이 상현재 콘크리트(140)의 상부면과 일치하도록 하여 상기 스터드(111)이 노출되도록 할 수도 있다.
이에 상기 스터드(111)와 함께 상현재 콘크리트(140) 상부면에는 철근(141)이 절곡되어 상방 돌출되어 우측 단면도와 같이 추후 바닥판(300)과 일체성을 확보할 수 있도록 하게 된다. 이로써 상기 상현재 콘크리트(140)가 슬래브(300)의 일부로써 작용할 수 도 있음을 알 수 있다.
이때 상기 브레이싱재(120)의 경우 수직재 및 사재로써 강재만으로 형성되도록 하여 자중 증가 요인이 되지 않도록 하되, I형강 제품을 가공하여 이용하면 된다.
이러한 브레이싱재(120)의 하단에는 하현재(130)가 상현재(110)와 동일한 방식으로 연결되는데 역시 I형강 제품을 이용하게 된다.
이러한 하현재(130)는 인장력을 주로 받기 때문에 이러한 인장력에 취약한 콘크리트를 그대로 형성시키지 않고, 프리스트레스가 도입되도록 한다.
이에 하현재 콘크리트(150)는 하현재(130) 전체 길이에 걸쳐 형성되도록 하되, 프리텐션 또는 포스트 텐션방식으로 하현재 콘크리트(150)에 미리 프리스트레스에 의한 압축력이 도입되도록 한다.
이는 PS강연선 등과 같은 긴장재(400)를 하현재 콘크리트(150)에 미리 배치하여 그 양 단부가 긴장 후, 하현재 콘크리트(150)의 양 단부면에 정착되도록 하는 방법으로 상기 프리스트레스에 의한 압축력 도입이 가능할 것이다.
이에 실시예 1에 의한 합성트러스(100)는 상현재, 브레이싱재 및 하현재의 무게에 상현재 콘크리트(140)와 하현재 콘크리트(150)의 무게가 더해지게 됨을 알 수 있으며,
이러한 무게의 증가는 합성 트러스의 길이 증가에 따른 처짐 및 진동에 대해 충분히 저항할 수 있도록 하는 수준에서 그 단면적의 크기 및 연장길이를 조정하게 된다.
<실시예 2>
상기 실시예 2는 실시예 1의 변형례로써 도 3과 같이 역시 상현재(110), 브레이싱재(120) 및 하현재(130)로 구성된 합성트러스(100)의 브레이싱재(120)가 수직재(121) 및 사재(122)가 조합된 경우이다.
이때 상기 상현재(110), 브레이싱재(120) 및 하현재(130)는 모두 T형강인 강재 제품을 사용함에 실시예 1과 차이가 있다.
이러한 모두 T형강인 강재는 I형강 제품의 복부를 절단하여 제작할 수 있을 것이다.
역시 브레이싱재(120)는 상현재(110)와 하현재(130)의 사이에 수직재(121)와 사재(122)가 서로 번갈아 가면서 배치되도록 설치된다.
도 3을 기준으로 하면 역시 상현재(110)의 양 단부측에 수직재(121)가 배치되고, 대각선 방향으로 사재(122)가 설치되고 다시 수직재(121)가 반복 설치되고 있음을 알 수 있다.
역시 개략 중앙부에는 사재(122)의 배치가 생략되어 이로 인한 공간을 설비관(200)이 관통할 수 있게 된다.
또한, 상기 상현재(110)의 개략 중앙부위에만 상현재(110)를 감싸도록 형성된 상현재 콘크리트(140)가 형성되고 있음을 알 수 있으며, 이는 무근 또는 철근콘크리트로 형성이 가능하다.
역시 도 3에서도 상현재(110)의 개략 중앙부위만 커버하도록 상현재 콘크리트(140)가 형성되도록 함을 알 수 있다.
상기 브레이싱재(120)의 경우에도 역시 수직재 및 사재로써 강재만으로 형성되도록 하되 T형강제품을 가공하여 이용하면 된다.
이러한 브레이싱재(120)의 하단에는 하현재(130)가 상현재(110)와 동일한 방식으로 연결되는데 역시 T형강 제품을 이용하게 된다.
이러한 하현재(130)도 인장력을 주로 받기 때문에 이러한 인장력에 취약한 콘크리트를 그대로 형성시키지 않고, 프리스트레스가 도입되도록 한다.
이에 하현재 콘크리트(150)는 하현재(130) 전체 길이에 걸쳐 형성되도록 하되, 프리텐션 또는 포스트 텐션방식으로 하현재 콘크리트(150)에 미리 프리스트레스에 의한 압축력이 도입되도록 한다.
이도 역시 PS강연선 등과 같은 긴장재(400)를 하현재 콘크리트(150)에 미리 배치하여 그 양 단부가 긴장 후, 하현재 콘크리트(150)의 양 단부면에 정착되도록 하는 방법으로 상기 프리스트레스에 의한 압축력 도입이 가능하도록 한다.
<실시예 3>
실시예 3도 실시예 1의 또 다른 변형례로써 도 4와 같이 역시 상현재(110), 브레이싱재(120) 및 하현재(130)로 구성된 합성트러스(100)의 브레이싱재(120)가 수직재(121) 및 사재(122)가 조합된 경우이다.
이때 상기 상현재(110), 브레이싱재(120) 및 하현재(130)는 모두 사각관 형태의 강재 제품을 사용하게 된다.
이러한 사각관 형태의 강재 제품은 특히 좌굴 및 뒤틀림에 단면강성이 큰 장점이 있다.
역시 브레이싱재(120)는 상현재(110)와 하현재(130)의 사이에 수직재(121)와 사재(122)가 서로 번갈아 가면서 배치되도록 설치된다.
도 4를 기준으로 하면 역시 상현재(110)의 양 단부측에 수직재(121)가 배치되고, 대각선 방향으로 사재(122)가 설치되고 다시 수직재(121)가 반복 설치된다.
개략 중앙부에는 사재(122)의 배치가 생략되어 이로 인한 공간을 설비관(200)이 관통할 수 있게 된다.
역시, 상기 상현재(110)의 개략 중앙부위에만 상현재(110)를 감싸도록 형성된 상현재 콘크리트(140)가 형성되고 있음을 알 수 있으며, 이는 무근 또는 철근콘크리트로 형성이 가능하다.
도 4에서도 상현재(110)의 개략 중앙부위만 커버하도록 상현재 콘크리트(140)가 형성되도록 한다.
상기 브레이싱재(120)의 경우에도 수직재 및 사재로써 강재만으로 된 경우가 도 4에 도시되어 있다.
이러한 브레이싱재(120)의 하단에는 하현재(130)가 상현재(110)와 동일한 방식으로 연결되는데 역시 사각관 형태의 제품을 이용하게 된다.
이러한 하현재(130)도 인장력을 주로 받기 때문에 이러한 인장력에 취약한 콘크리트를 그대로 형성시키지 않고, 프리스트레스가 도입되도록 한다.
이에 하현재 콘크리트(150)는 하현재(130) 전체 길이에 걸쳐 형성되도록 하되, 프리텐션 또는 포스트 텐션방식으로 하현재 콘크리트(150)에 미리 프리스트레스에 의한 압축력이 도입되도록 한다.
이도 역시 PS강연선 등과 같은 긴장재(400)를 하현재 콘크리트(150)에 미리 배치하여 그 양 단부가 긴장 후, 하현재 콘크리트(150)의 양 단부면에 정착되도록 하는 방법으로 상기 프리스트레스에 의한 압축력 도입이 가능하도록 한다.
<실시예 4>
상기 실시예 4는 실시예 1의 또 다른 변형례로써 도 5와 같이 역시 상현재(110), 브레이싱재(120) 및 하현재(130)로 구성된 합성트러스(100)의 브레이싱재(120)로써 사재(122)가 설치된 경우이다.
이때 상기 상현재(110), 브레이싱재(120) 및 하현재(130)는 모두 I형강인 강재 제품을 사용하게 된다.
이때 실시예 1과 다른 점은 브레이싱재(120)가 상현재(110)와 하현재(130)의 사이에 수직재(121)와 사재(122)가 서로 번갈아 가면서 배치되도록 하는 것이 사재(122)만을 설치하게 된다.
도 5를 기준으로 하면 상현재(110)의 양 단부측에 수직재(121)가 배치되고, 대각선 방향으로 사재(122)가 서로 번갈아 좌우대칭으로 설치되고 있음을 알 수 있다.
역시 개략 중앙부에는 사재(122) 사이에 설비관(200)이 관통할 수 있게 된다.
또한, 상기 상현재(110)의 개략 중앙부위만 상현재(110)를 감싸도록 형성된 상현재 콘크리트(140)가 형성되고 있음을 알 수 있으며, 이는 무근 또는 철근콘크리트로 형성이 가능하다.
도 5에서도 상현재(110)의 개략 중앙부위만 커버하도록 상현재 콘크리트(140)가 형성되도록 한 것을 도시되어 있다.
상기 브레이싱재(120)의 경우에도 사재로써 강재만으로 된 경우가 도 5에 도시되어 있음을 알 수 있다.
이러한 브레이싱재(120)의 하단에는 하현재(130)가 상현재(110)와 동일한 방식으로 연결되는데 역시 I형강 제품을 이용하게 된다.
이러한 하현재(130)도 인장력을 주로 받기 때문에 이러한 인장력에 취약한 콘크리트를 그대로 형성시키지 않고, 프리스트레스가 도입되도록 한다.
이에 하현재 콘크리트(150)는 하현재(130) 전체 길이에 걸쳐 형성되도록 하되, 프리텐션 또는 포스트 텐션방식으로 하현재 콘크리트(150)에 미리 프리스트레스에 의한 압축력이 도입되도록 한다.
이도 역시 PS강연선 등과 같은 긴장재(400)를 하현재 콘크리트(150)에 미리 배치하여 그 양 단부가 긴장 후, 하현재 콘크리트(150)의 양 단부면에 정착되도록 하는 방법으로 상기 프리스트레스에 의한 압축력 도입이 가능하도록 한다.
<실시예 5>
상기 실시예 4는 실시예 2의 다른 변형례로써 도 6과 같이 역시 상현재(110), 브레이싱재(120) 및 하현재(130)로 구성된 합성트러스(100)의 브레이싱재(120)로써 사재(122)가 설치된 경우이다.
이때 상기 상현재(110), 브레이싱재(120) 및 하현재(130)는 모두 T형강인 강재 제품을 사용하게 된다.
이때 실시예 2와 다른 점은 브레이싱재(120)가 상현재(110)와 하현재(130)의 사이에 수직재(121)와 사재(122)가 서로 번갈아 가면서 배치되도록 하는 것이 아니라 사재(122)만을 설치하게 된다.
도 6을 기준으로 하면 상현재(110)의 양 단부측에 수직재(121)가 배치되고, 대각선 방향으로 사재(122)가 서로 번갈아 좌우대칭으로 설치되고 있음을 알 수 있다.
역시 개략 중앙부에는 사재(122) 사이에 설비관(200)이 관통할 수 있게 된다.
또한, 상기 상현재(110)의 개략 중앙부위에만 상현재(110)를 감싸도록 형성된 상현재 콘크리트(140)가 형성되고 있음을 알 수 있으며, 이는 무근 또는 철근콘크리트로 형성이 가능하다.
도 6에서도 상현재(110)의 개략 중앙부위만 커버하도록 상현재 콘크리트(140)가 형성되도록 한 것을 도시되어 있다.
상기 브레이싱재(120)의 경우에도 사재로써 강재만으로 된 경우가 도 6에 도시되어 있음을 알 수 있다.
이러한 브레이싱재(120)의 하단에는 하현재(130)가 상현재(110)와 동일한 방식으로 연결되는데 역시 T형강 제품을 이용하게 된다.
이러한 하현재(130)도 인장력을 주로 받기 때문에 이러한 인장력에 취약한 콘크리트를 그대로 형성시키지 않고, 프리스트레스가 도입되도록 한다.
이에 하현재 콘크리트(150)는 하현재(130) 전체 길이에 걸쳐 형성되도록 하되, 프리텐션 또는 포스트 텐션방식으로 하현재 콘크리트(150)에 미리 프리스트레스에 의한 압축력이 도입되도록 한다.
이도 역시 PS강연선 등과 같은 긴장재(400)를 하현재 콘크리트(150)에 미리 배치하여 그 양 단부가 긴장 후, 하현재 콘크리트(150)의 양 단부면에 정착되도록 하는 방법으로 상기 프리스트레스에 의한 압축력 도입이 가능하도록 한다.
<실시예 6>
상기 실시예 6은 실시예 3의 다른 변형례로써 도 7과 같이 역시 상현재(110), 브레이싱재(120) 및 하현재(130)로 구성된 합성트러스(100)의 브레이싱재(120)로써 사재(122)가 설치된 경우이다.
이때 상기 상현재(110), 브레이싱재(120) 및 하현재(130)는 모두 사각관 형태의 강재 제품을 사용하게 된다.
이때 실시예 2와 다른 점은 브레이싱재(120)가 상현재(110)와 하현재(130)의 사이에 수직재(121)와 사재(122)가 서로 번갈아 가면서 배치되도록 하는 것이 아니라 사재(122)만을 설치하게 된다.
도 7을 기준으로 하면 상현재(110)의 양 단부측에 수직재(121)가 배치되고, 대각선 방향으로 사재(122)가 서로 번갈아 좌우대칭으로 설치되고 있음을 알 수 있다.
역시 개략 중앙부에는 사재(122) 사이에 설비관(200)이 관통할 수 있게 된다.
또한, 상기 상현재(110)의 개략 중앙부위만 상현재(110)를 감싸도록 형성된 상현재 콘크리트(140)가 형성되고 있음을 알 수 있으며, 이는 무근 또는 철근콘크리트로 형성이 가능하다.
도 7에서도 상현재(110)의 개략 중앙부위만 커버하도록 상현재 콘크리트(140)가 형성되도록 한 것을 도시되어 있다.
상기 브레이싱재(120)의 경우에도 사재로써 강재만으로 된 경우가 도 7에 도시되어 있음을 알 수 있다.
이러한 브레이싱재(120)의 하단에는 하현재(130)가 상현재(110)와 동일한 방식으로 연결되는데 역시 사각관 형태의 강재 제품을 이용하게 된다.
이러한 하현재(130)도 인장력을 주로 받기 때문에 이러한 인장력에 취약한 콘크리트를 그대로 형성시키지 않고, 프리스트레스가 도입되도록 한다.
이에 하현재 콘크리트(150)는 하현재(130) 전체 길이에 걸쳐 형성되도록 하되, 프리텐션 또는 포스트 텐션방식으로 하현재 콘크리트(150)에 미리 프리스트레 스에 의한 압축력이 도입되도록 한다.
이도 역시 PS강연선 등과 같은 긴장재(400)를 하현재 콘크리트(150)에 미리 배치하여 그 양 단부가 긴장 후, 하현재 콘크리트(150)의 양 단부면에 정착되도록 하는 방법으로 상기 프리스트레스에 의한 압축력 도입이 가능하도록 한다.
<실시예 7>
상기 실시예 7은 실시예 1의 또 다른 변형례로써 도 8과 같이 역시 상현재(110), 브레이싱재(120) 및 하현재(130)로 구성된 합성트러스(100)의 브레이싱재(120)로써 수직재(121)가 설치된 경우이다.
이때 상기 상현재(110), 브레이싱재(120) 및 하현재(130)는 모두 I형강인 강재 제품을 사용하게 된다.
이때 실시예 1과 다른 점은 브레이싱재(120)가 상현재(110)와 하현재(130)의 사이에 수직재(121)와 사재(122)가 서로 번갈아 가면서 배치되도록 하는 것이 수직재(121)만을 설치하게 된다.
도 8을 기준으로 하면 상현재(110)의 양 단부측에 수직재(121)가 배치되고, 수직재(121)가 서로 번갈아 이격되어 설치되고 있음을 알 수 있다.
역시 개략 중앙부에는 사재(122) 사이에 설비관(200)이 관통할 수 있게 된다.
또한, 상기 상현재(110)의 개략 중앙부위만 상현재(110)를 감싸도록 형성된 상현재 콘크리트(140)가 형성되고 있음을 알 수 있으며, 이는 무근 또는 철근콘크리트로 형성이 가능하다.
도 8에서도 상현재(110)의 개략 중앙부위만 커버하도록 상현재 콘크리트(140)가 형성되도록 도시되어 있다.
상기 브레이싱재(120)의 경우에도 사재로써 강재만으로 된 경우가 도 5에 도시되어 있음을 알 수 있다.
이러한 브레이싱재(120)의 하단에는 하현재(130)가 상현재(110)와 동일한 방식으로 연결되는데 역시 I형강 제품을 이용하게 된다.
이러한 하현재(130)도 인장력을 주로 받기 때문에 이러한 인장력에 취약한 콘크리트를 그대로 형성시키지 않고, 프리스트레스가 도입되도록 한다.
이에 하현재 콘크리트(150)는 하현재(130) 전체 길이에 걸쳐 형성되도록 하되, 프리텐션 또는 포스트 텐션방식으로 하현재 콘크리트(150)에 미리 프리스트레스에 의한 압축력이 도입되도록 한다.
이도 역시 PS강연선 등과 같은 긴장재(400)를 하현재 콘크리트(150)에 미리 배치하여 그 양 단부가 긴장 후, 하현재 콘크리트(150)의 양 단부면에 정착되도록 하는 방법으로 상기 프리스트레스에 의한 압축력 도입이 가능하도록 한다.
<실시예 8>
상기 실시예 8은 실시예 2의 다른 변형례로써 도 9와 같이 역시 상현재(110), 브레이싱재(120) 및 하현재(130)로 구성된 합성트러스(100)의 브레이싱 재(120)로써 수직재(121)가 설치된 경우이다.
이때 상기 상현재(110), 브레이싱재(120) 및 하현재(130)는 모두 T형강인 강재 제품을 사용하게 된다.
이때 실시예 2와 다른 점은 브레이싱재(120)가 상현재(110)와 하현재(130)의 사이에 수직재(121)와 사재(122)가 서로 번갈아 가면서 배치되도록 하는 것이 아니라 수직재(121)만을 설치하게 된다.
도 9를 기준으로 하면 상현재(110)의 양 단부측에 수직재(121)가 배치되고, 수직재(121)가 서로 번갈아 이격되어 설치되고 있음을 알 수 있다.
역시 개략 중앙부에는 수직재(121) 사이에 설비관(200)이 관통할 수 있게 된다.
또한, 상기 상현재(110)의 개략 중앙부위만 상현재(110)를 감싸도록 형성된 상현재 콘크리트(140)가 형성되고 있음을 알 수 있으며, 이는 무근 또는 철근콘크리트로 형성이 가능하다.
도 8에서도 상현재(110)의 개략 중앙부위만 커버하도록 상현재 콘크리트(140)가 형성되도록 한 것이 도시되어 있다.
상기 브레이싱재(120)의 경우에도 사재로써 강재만으로 된 경우가 도 6에 도시되어 있다.
이러한 브레이싱재(120)의 하단에는 하현재(130)가 상현재(110)와 동일한 방식으로 연결되는데 역시 T형강 제품을 이용하게 된다.
이러한 하현재(130)도 인장력을 주로 받기 때문에 이러한 인장력에 취약한 콘크리트를 그대로 형성시키지 않고, 프리스트레스가 도입되도록 한다.
이에 하현재 콘크리트(150)는 하현재(130) 전체 길이에 걸쳐 형성되도록 하되, 프리텐션 또는 포스트 텐션방식으로 하현재 콘크리트(150)에 미리 프리스트레스에 의한 압축력이 도입되도록 한다.
이도 역시 PS강연선 등과 같은 긴장재(400)를 하현재 콘크리트(150)에 미리 배치하여 그 양 단부가 긴장 후, 하현재 콘크리트(150)의 양 단부면에 정착되도록 하는 방법으로 상기 프리스트레스에 의한 압축력 도입이 가능하도록 한다.
<실시예 9>
상기 실시예 9는 실시예 3의 다른 변형례로써 도 9와 같이 역시 상현재(110), 브레이싱재(120) 및 하현재(130)로 구성된 합성트러스(100)의 브레이싱재(120)로써 사재(122)가 설치된 경우이다.
이때 상기 상현재(110), 브레이싱재(120) 및 하현재(130)는 모두 사각관 형태의 강재 제품을 사용하게 된다.
이때 실시예 2와 다른 점은 브레이싱재(120)가 상현재(110)와 하현재(130)의 사이에 수직재(121)와 사재(122)가 서로 번갈아 가면서 배치되도록 하는 것이 아니라 수직재(121)만을 설치하게 된다.
도 9를 기준으로 하면 상현재(110)의 양 단부측에 수직재(121)가 배치되고, 수직재(121)가 서로 번갈아 이격되어 설치되고 있음을 알 수 있다.
역시 개략 중앙부에는 수직재(121) 사이에 설비관(200)이 관통할 수 있게 된다.
또한, 상기 상현재(110)의 개략 중앙부위에만 상현재(110)를 감싸도록 형성된 상현재 콘크리트(140)가 형성되고 있음을 알 수 있다.
도 9에서도 상현재(110)의 개략 중앙부위만 커버하도록 상현재 콘크리트(140)가 형성되도록 한 것이 도시되어 있음을 알 수 있다.
상기 브레이싱재(120)의 경우에도 사재로써 강재만으로 된 경우가 도 9에 도시되어 있음을 알 수 있다.
이러한 브레이싱재(120)의 하단에는 하현재(130)가 상현재(110)와 동일한 방식으로 연결되는데 역시 사각관 형태의 강재 제품을 이용하게 된다.
이러한 하현재(130)도 인장력을 주로 받기 때문에 이러한 인장력에 취약한 콘크리트를 그대로 형성시키지 않고, 프리스트레스가 도입되도록 한다.
이에 하현재 콘크리트(150)는 하현재(130) 전체 길이에 걸쳐 형성되도록 하되, 프리텐션 또는 포스트 텐션방식으로 하현재 콘크리트(150)에 미리 프리스트레스에 의한 압축력이 도입되도록 한다.
이도 역시 PS강연선 등과 같은 긴장재(400)를 하현재 콘크리트(150)에 미리 배치하여 그 양 단부가 긴장 후, 하현재 콘크리트(150)의 양 단부면에 정착되도록 하는 방법으로 상기 프리스트레스에 의한 압축력 도입이 가능하도록 한다.
다음으로 본 발명에 의한 합성트러스(100)를 시공하는 방법을 살펴보면,
먼저, 위에서 살펴본 실시예 1-9에 의한 합성트러스(100)를 제작하고, 현장에 반입시키게 된다.
이때, 상기 합성트러스는 건축구조물에 있어 보(BEAM, 들보)로 이용될 수 있는데, 이를 위해 먼저 골조로써 기둥구조물을 설치하게 된다.
이러한 기둥구조물은 H형강 제품을 사용하게 되는데, 통상의 방법대로 합성트러스의 양단을 연결볼트등을 이용하여 본 발명의 합성트러스 양단을 연결시키게 된다.
다음으로는 상기 합성트러스(100)의 상부에 바닥판(300)을 형성시키게 되는데, 이는 데크플레이트를 합성트러스 사이에 걸치는 방식으로 설치하여 바닥판 콘크리트를 타설함으로써 시공할 수 있다.
이때 합성 트러스(100)의 상현재 콘크리트(140)가 매립되도록 하는 방식으로 상기 바닥판(300)의 일부로써 철근(141)에 의하여 서로 합성되어 상현재 콘크리트(140)가 형성될 수 있도록 할 수 있다.
다음으로는 설비관(200)을 합성 트러스(100)의 브레이싱재(120)을 관통하도록 설치함으로서 필요한 공조설비등을 설치하면된다.
이에 상기 합성 트러슨(100)는 기둥구조물 사이에 설치되므로 그 연장길이 가 정해지게 되는데, 장지간의 합성 트러스(100)로써 부재단면을 효율적으로 설계할 수 있을 뿐만 아니라, 진동 및 처짐에 대한 제한을 효과적으로 극복할 수 있고, 합성트러스를 서로 연결하여 필요한 연장길이를 확보할 수도 있다.
도 1은 종래의 강재 트러스의 일예를 도시한 것이다.
도 2,도 3,도 4,도 5,도 6,도 7,도 8 및 도 9는 본 발명의 합성트러스 실시예 1-9를 도시한 것이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100: 합성트러스 110:상현재
120: 브레이싱재 121:수직재
122:사재 130:하현재
140:상현재 콘크리트
150:하현재 콘크리트
200:설비관
300:바닥판 400:긴장재

Claims (8)

  1. 상현재(110), 브레이싱재(120) 및 하현재(130)를 포함하여 구성되는 강재 트러스에 있어서,
    상기 상현재(110) 중앙부위만을 감싸는 상현재 콘크리트(140)가 형성되도록 함과 더불어, 상기 하현재(130) 전체길이를 감싸 형성되도록 하현재 콘크리트(150)가 형성되도록 하여, 상기 상현재 콘크리트(140)는 압축력에 대하여 저항하도록 하되 하현재 콘크리트(150)에는 인장력에 저항하도록 프리스트레스가 도입되도록 하고, 상기 브레이싱재(120)는 강재로만 제작되도록 하고, 상기 상현재 콘크리트(140) 상부면에는 철근(141)이 절곡되어 상방 돌출되어 추후 바닥판(300)과 일체성을 확보할 수 있도록 하되, 상기 상현재 콘크리트(140)와 하현재 콘크리트(150)는 미리 제작된 강재 트러스에 일체로 형성되도록 한 합성트러스.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 브레이싱재는 설비관과 같은 관통이 원할하도록 블록아웃된 공간이 포함되도록 배치되도록 한 설치되는 합성 트러스.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 기둥구조물을 설치하고,
    상기 기둥구조물 사이에, 상현재(110), 브레이싱재(120) 및 하현재(130)를 포함하여 구성되는 강재 트러스에 있어서, 상기 상현재(110) 중앙부위만을 감싸는 상현재 콘크리트(140)가 형성되도록 함과 더불어, 상기 하현재(130) 전체길이를 감싸 형성되도록 하현재 콘크리트(150)가 형성되도록 하여, 상기 상현재 콘크리트(140)는 압축력에 대하여 저항하도록 하되 하현재 콘크리트(150)에는 인장력에 저항하도록 프리스트레스가 도입되도록 하고, 상기 브레이싱재(120)는 강재로만 제작되도록 하고, 상기 상현재 콘크리트(140) 상부면에는 철근이 절곡되어 상방 돌출되어 추후 바닥판(300)과 일체성을 확보할 수 있도록 하되, 상기 상현재 콘크리트(140)와 하현재 콘크리트(150)는 미리 제작된 강재 트러스에 일체로 형성되도록 한 합성트러스의 양 단부를 연결 설치하고,
    상기 합성 트러스의 상부에 바닥판을 형성시키는 단계를 포함하는 합성 트러스를 이용한 구조물 시공방법.
  8. 삭제
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