KR100888231B1

KR100888231B1 - 빔 제조방법 및 무주 구조물 제조방법

Info

Publication number: KR100888231B1
Application number: KR1020070102697A
Authority: KR
Inventors: 이상섭; 손수민
Original assignee: 이상섭; 손수민
Priority date: 2007-10-11
Filing date: 2007-10-11
Publication date: 2009-03-11

Abstract

빔, 이를 포함하는 무주 구조물, 무주 주차 구조물 및 빔의 제조방법 및 무주 구조물 제조방법이 개시된다. 빔은 H-빔, 제1 보강플랜지 및 제1 보강웨브를 포함하는 제1 보강 부재, 및 제2 보강플랜지 및 제2 보강웨브를 포함하는 제2 보강 부재를 포함한다. 상기 H-빔은 제1 플랜지, 상기 제1 플랜지와 이격된 제2 플랜지 및 상기 제1 플랜지와 제2 플랜지를 연결하는 중심 웨브를 포함한다. 상기 제1 보강 플랜지는 상기 H-빔의 상기 제2 플랜지의 제1 단부로부터 상기 제2 플랜지의 중앙을 향해서 이격거리가 점차로 작아지도록 형성된다. 상기 제1 보강 웨브는 상기 제1 보강 플랜지와 상기 H-빔의 상기 제2 플랜지를 연결한다. 상기 제2 보강 플랜지는 상기 H-빔의 상기 제2 플랜지의 제2 단부로부터 상기 제2 플랜지의 중앙을 향해서 이격거리가 점차로 작아지도록 형성된다. 상기 제2 보강 웨브는 상기 제2 보강 플랜지와 상기 H-빔의 상기 제2 플랜지를 연결한다. 따라서, 주차 구조물의 형성에 있어 중간 기둥이 없고, 효과적으로 공간을 활용할 수 있는 구조적으로 안정적인 무주빔을 형성할 수 있다.

Description

빔 제조방법 및 무주 구조물 제조방법{BEAM, STRUCTURE, PARKING STRUCTURE HAVING THE BEAM, METHOD OF MANUFACTURING THE BEAM AND METHOD OF MANUFACTURING STRUCTURE WITHOUT COLUMN}

본 발명은 빔, 이를 포함하는 무주 구조물, 무주 주차 구조물 및 빔의 제조방법 및 무주 구조물 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 구조물 내의 기둥을 제거할 수 있고, 구조물의 높이를 감소시킬 수 있는 빔, 이를 포함하는 무주 구조물, 무주 주차 구조물 및 빔의 제조방법 및 무주 구조물 제조방법에 관한 것이다.

최근 들어 차량의 수가 급속히 증가되어 주차공간의 확보에 대한 중요성이 점차 증대되고 있는 실정이다. 특히, 도심의 대형 할인점, 백화점등의 각종 쇼핑상가 등에서의 주차공간 확보는 더욱 중요한 과제이다.

근래 들어, 통상적으로 이용되고 있는 주차 구조물은 기계식과 자주식으로 구분될 수 있다.

기계식 주차 구조물은 횡행이송장치, 상기 횡행이송장치에 탑재되어 종행이 송을 위한 리프트, 및 상기 리프트에 얹혀져 주차차량과 함께 이송되는 팔레트를 포함하여, 차량을 입차 또는 출차시킨다. 이러한 기계식 주차구조물은 통상적으로 높이 8m 이상으로 시공되는데, 이렇게 8m이상의 높이로 시공되는 기계식 주차 구조물은 건축법 시행 법규상 건축물(건축법 시행령 118조 제8항)로 규정되어, 건폐율, 용적률 등의 적용에 많은 제약이 있으며, 시공 전, 건축허가를 얻어야 한다.

이에 반해 자주식 주차 구조물은 기둥과 바닥판으로 형성된 1층 2단, 2층 3단 또는 3층 4단으로 형성되어 그 구조가 간단하며, 운전자가 직접 차량을 입차, 출차시킬 수 있다. 이러한 자주식 주차 구조물은 8m이하로 제작 설치할 경우 건축법상 공작물로 분류되어 건축법에 따른 건축물로의 규정을 피할 수 있다.

이하, 종래 자주식 주차 구조물에 대해 간단히 설명한다.

도 1은 종래 주차 구조물에 대한 입면도이다.

도 1을 참조하면, 종래 주차 구조물은 외부기둥, 내부기둥, 주차공간 빔, 이동공간종래의 주차 구조물은 자중 및 활화중에 의한 처짐을 고려하여 소정 간격마다 내부기둥을 포함한다. 이렇게 소정간격마다 설치되는 기둥은 건출물 및 토목 구조물의 설계 및 미관의 가변성을 저하시키고, 공사비를 상승시키는 한 요인으로 작용한다.

더욱이 주차 시에 운전자가 차량을 주차시키거나 출차시킬 경우, 장애물 역할을 하여 큰 불편함을 유발하며, 혹시라도, 운전자의 운전 미숙으로 인하여 내부기둥에 손상을 가하는 경우, 주차설비의 안전에 문제가 될 수 있다.

한편, 내부기둥을 제거하고, 거더를 형성하면 주차된 차량에 의한 거더의 안 정성에 문제를 일으킬 수 있다.

빔의 안정성 확보를 위해서 빔을 두껍게 하면, 주차 구조물의 높이가 8m이상이 되어 건축물로 분류되는 문제가 있다. 왜냐하면, 상기 바닥판으로부터 상기 주차공간의 높이는 2.1m, 상기 이동공간의 높이는 2.3m를 확보하여야 하기 때문이다.

더욱이, 스프링클러 또는 각종 배선을 설치할 수 있는 공간이 별도로 형성되지 않아 이를 위한 설비를 더 포함하는 경우, 그 높이가 더욱 증가될 수밖에 없는 문제가 있다.

따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 제1 과제는 이와 같은 문제점들을 감안한 것으로써, 본 발명은 상기 주차공간과 이동공간의 높이를 확보하는 동시에 빔의 주차 구조물의 높이를 감소시킬 수 있는 빔을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명이 해결하고자 하는 제2 과제는 상기와 같은 빔을 갖는 무주 구조물을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명이 해결하고자 하는 제3 과제는 상기와 같은 빔을 포함하는 무주 주차구조물을 제공하는 것이다.

또한 본 발명이 해결하고자 하는 제4 과제는 상기와 같은 빔을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.

또한 본 발명이 해결하고자 하는 제5 과제는 상기와 같은 빔을 적용하여 무주 구조물을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.

상술한 본 발명의 예시적인 일 실시예에 따른 빔은 H-빔, 제1 보강플랜지 및 제1 보강웨브를 포함하는 제1 보강 부재, 및 제2 보강플랜지 및 제2 보강웨브를 포함하는 제2 보강 부재를 포함한다. 상기 H-빔은 제1 플랜지, 상기 제1 플랜지와 이격된 제2 플랜지 및 상기 제1 플랜지와 제2 플랜지를 연결하는 중심 웨브를 포함한다. 상기 제1 보강 플랜지는 상기 H-빔의 상기 제2 플랜지의 제1 단부로부터 상기 제2 플랜지의 중앙을 향해서 이격거리가 점차로 작아지도록 형성된다. 상기 제 1 보강 웨브는 상기 제1 보강 플랜지와 상기 H-빔의 상기 제2 플랜지를 연결한다. 상기 제2 보강 플랜지는 상기 H-빔의 상기 제2 플랜지의 제2 단부로부터 상기 제2 플랜지의 중앙을 향해서 이격거리가 점차로 작아지도록 형성된다. 상기 제2 보강 웨브는 상기 제2 보강 플랜지와 상기 H-빔의 상기 제2 플랜지를 연결한다.

예컨대, 상기 제1 및 제2 보강 플랜지들은 상기 H-빔 중앙을 기준으로 선대칭인 형상을 갖는다.

상기 H-빔은 다단의 H-빔 부재를 연결하여 형성될 수 있다. 이렇게 작업 현장에서 다단의 H-빔 부재를 연결하는 경우, 작업 현장까지의 운송이 용이하다.

상기 제1 보강 웨브 및 제2 보강 웨브는 상기 제2 플랜지와 용접에 의해 접합될 수 있다.

상기 H-빔에는 'ㄱ' 또는 'ㄴ' 형상을 갖는 보강 부재가 설치되어 H-빔을 보강할 수 있다. 상기 보강 부재는 고장력 볼트를 이용해서 결합될 수 있다.

상기 H-빔, 상기 제1 및 2 보강 플랜지들 및 상기 제1 및 2 보강웨브들은 SM490(용접구조용 압연강재)를 포함할 수 있다.

본 발명의 예시적인 일 실시예에 의한 무주 구조물은 H-빔, 제1 보강플랜지 및 제1 보강웨브를 포함하는 제1 보강 부재, 제2 보강플랜지 및 제2 보강웨브를 포함하는 제2 보강 부재, 제1 기둥 및 제2 기둥을 포함한다. 상기 H-빔은 제1 플랜지, 상기 제1 플랜지와 이격된 제2 플랜지 및 상기 제1 플랜지와 제2 플랜지를 연결하는 중심 웨브를 포함한다. 상기 제1 보강 플랜지는 상기 H-빔의 상기 제2 플랜지의 제1 단부로부터 상기 제2 플랜지의 중앙을 향해서 이격거리가 점차로 작아 지도록 형성된다. 상기 제1 보강 웨브는 상기 제1 보강 플랜지와 상기 H-빔의 상기 제2 플랜지를 연결한다. 상기 제2 보강 플랜지는 상기 H-빔의 상기 제2 플랜지의 제2 단부로부터 상기 제2 플랜지의 중앙을 향해서 이격거리가 점차로 작아지도록 형성된다. 상기 제2 보강 웨브는 상기 제2 보강 플랜지와 상기 H-빔의 상기 제2 플랜지를 연결한다. 상기 제1 기둥은 상기 H-빔의 제1 단부, 사이 제1 보강 플랜지 및 상기 제1 보강 웨브와 연결된다. 상기 제2 기둥은 상기 H-빔의 제2 단부, 사이 제2 보강 플랜지 및 상기 제2 보강 웨브와 연결된다.

본 발명의 예시적인 일 실시예에 따른 무주 주차 구조물은 다수의 제1 외부 기둥, 다수의 제2 외부 기둥, 무주 빔 및 바닥판을 포함한다. 상기 다수의 제1 외부 기둥은 제1 열을 따라 배치되고, 상기 다수의 제2 외부 기둥은 상기 제1열과 평행한 제2 열을 따라, 상기 제1 외부 기둥과 마주보도록 배치된다. 상기 무주 빔은 서로 마주보는 상기 제1 외부 기둥과 제2 외부 기둥을 연결한다. 상기 바닥판은 상기 무주 빔 상에 배치되어 차량의 주차 및 이동을 지지한다. 상기 무주 빔은 H-빔, 제1 보강플랜지 및 제1 보강웨브를 포함하는 제1 보강 부재, 및 제2 보강플랜지 및 제2 보강웨브를 포함하는 제2 보강 부재를 포함한다. 상기 H-빔은 제1 플랜지, 상기 제1 플랜지와 이격된 제2 플랜지 및 상기 제1 플랜지와 제2 플랜지를 연결하는 중심 웨브를 포함한다. 상기 제1 보강 플랜지는 상기 H-빔의 상기 제2 플랜지의 제1 단부로부터 상기 제2 플랜지의 중앙을 향해서 이격거리가 점차로 작아지도록 형성된다. 상기 제1 보강 웨브는 상기 제1 보강 플랜지와 상기 H-빔의 상기 제2 플랜지를 연결한다. 상기 제2 보강 플랜지는 상기 H-빔의 상기 제2 플랜지 의 제2 단부로부터 상기 제2 플랜지의 중앙을 향해서 이격거리가 점차로 작아지도록 형성된다. 상기 제2 보강 웨브는 상기 제2 보강 플랜지와 상기 H-빔의 상기 제2 플랜지를 연결한다.

본 발명의 예시적인 일 실시예에 따른 빔 제조방법에 따르면, 제1 플랜지, 상기 제1 플랜지와 이격된 제2 플랜지 및 상기 제1 플랜지와 제2 플랜지를 연결하는 웨브를 포함하는 제1 H-빔에서, 상기 웨브의 제1 단부에서의 상기 제1 플랜지와 가까운 제1 지점과 상기 웨브의 제1 단부와 대향하는 제2 단부에서의 상기 제2 플랜지와 가까운 제2 지점을 연결하는 가상의 선을 따라서 절단하여, 상기 제1 플랜지를 포함하는 제1 보강 부재 및 제2 플랜지를 포함하는 제2 보강 부재를 형성하고, 상기 제1 보강 부재를 제2 H-빔의 플랜지에 부착한다.

본 발명의 예시적인 일 실시예에 따른 무주 구조물 제조방법에 따르면, 제1 플랜지, 상기 제1 플랜지와 이격된 제2 플랜지 및 상기 제1 플랜지와 제2 플랜지를 연결하는 웨브를 포함하는 제1 H-빔을 기둥에 부착한다. 제1 플랜지, 상기 제3 플랜지와 이격된 제4 플랜지 및 상기 제3 플랜지와 제4 플랜지를 연결하는 웨브를 포함하는 제2 H-빔에서, 상기 웨브의 제1 단부에서의 상기 제3 플랜지와 가까운 제1 지점과 상기 웨브의 제1 단부와 대향하는 제2 단부에서의 상기 제4 플랜지와 가까운 제2 지점을 연결하는 가상의 선을 따라서 절단하여, 상기 제3 플랜지를 포함하는 제1 보강 부재 및 제4 플랜지를 포함하는 제2 보강 부재를 형성한다. 이후, 상기 제1 보강 부재를 제1 H-빔의 상기 제2 플랜지에 부착한다.

이때, 제1 H-빔은 용접을 이용하여 상기 기둥에 부착될 수 있으며, 상기 제1 보강 부재는 상기 제1 H-빔의 상기 제2 플랜지에 용접방법을 통해서 부착될 수 있다.

따라서, 본 발명에 따르면, 기둥이 필요 없는 구조물을 제작할 수 있어, 기둥의 제거에 따른 수평적 공간 및 높아진 천정부 공간을 더 활용 할 수 있고, 차량이나 기타 물체의 이동시에 발생하는 사고를 예방할 수 있으며, H-빔의 개수가 감소하므로 비용 절감의 효과가 있다. 따라서, 경제적인 설계와 시공이 가능한 이점이 있다.

기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예를 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조 부호를 유사한 구성 요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.

본 명세서에서 사용된 용어들은 실시예들을 설명하기 위한 것으로 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 본 명세서에서 사용되는 를 포함한다(comprise), 및/또는, 를 포함하는(comprising) 등의 표현은 언급된 구성 요소, 단계, 동작 및/또는 소자에 하나 이상의 다른 구성 요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 또한 본 명세서에서 위', '상', '상부' 또는 '아래', '하부'로 지칭되는 것은 중간에 다른 구성요소를 개재한 경우를 포함한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 중첩은 하부 구조물과 상부 구조물이 서로 공통된 중심을 갖고 겹쳐져 있는 형상을 나타내고, 하부 구조물과 상부 구조물 사이에 다른 구조물이 개재한 경우를 포함하며, 상부 구조물과 하부 구조물 중 어느 하나의 구조물은 다른 구조물에 완전히 겹쳐지는 것을 의미한다. 또한 본 명세서에서 사용되는 용어 에 대해 다른 정의가 없다면, 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 보다 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명의 예시적인 일실시예에 따른 빔의 입면도이고, 도 3은 도2의 I-I'에 따라 절단된 무주빔의 단면도이다.

도 2 및 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 수퍼(SUPER: Support- enhanced and reinforced) 빔(200)은 H-빔(210), 제1 보강 부재(220) 및 제2 보강 부재(230)를 포함한다. 이하 상기 '수퍼빔'(200)을 약칭 '빔'으로 지칭한다.

상기 H-빔(210)은 제1 플랜지(211), 제2 플랜지(212) 및 중심 웨브(213)를 포함한다. 상기 제1 플랜지(211) 및 제2 플랜지(212)는 각각 플레이트 형상이고, 마주 보며 균일한 거리로 이격된다. 상기 중심 웨브(213)는 상기 제1 플랜지(211) 및 제2 플랜지(212)를 연결하여, 상기 제1 플랜지(211), 제2 플랜지(212) 및 중심 웨브(213)는 도 3에서 보이는 바와같이, H-자 형상의 단변을 형성한다.

상기 제1 보강 부재(220)는 제1 보강 플랜지(221) 및 제1 보강 웨브(222)를 포함한다. 상기 제1 보강 플랜지(221)는 상기 제2 플랜지(212)의 제1 단부로부터 상기 제2 플랜지(212)의 중심방향으로 이격거리가 점차로 작아지며, 상기 제1 보강 웨브(222)는 상기 제2 플랜지(212)와 상기 제1 보강 플랜지(221)을 연결한다. 달리 표현하면, 상기 제2 플랜지(212)와 상기 제1 보강 플랜지(221)을 연결하는 상기 제1 보강 웨브(222)는 웨지(wedge) 형상을 갖는다.

상기 제2 보강 부재(230)는 제2 보강 플랜지(231) 및 제2 보강 웨브(232)를 포함한다. 상기 제2 보강 플랜지(231)는 상기 제2 플랜지(212)의 제2 단부로부터 상기 제2 플랜지(212)의 중심방향으로 이격거리가 점차로 작아지며, 상기 제2 보강 웨브(232)는 상기 제2 플랜지(212)와 상기 제2 보강 플랜지(231)을 연결한다. 달리 표현하면, 상기 제2 플랜지(212)와 상기 제2 보강 플랜지(231)을 연결하는 상기 제2 보강 웨브(232)는 웨지(wedge) 형상을 갖는다.

예컨대, 상기 제1 보강 부재(220) 및 제2 보강 부재(230)는 동일한 형상이고, 상기 제2 플랜지(212)의 상기 중심을 기준으로 서로 선대칭으로 형성된다.

상기 H-빔(210), 제1 보강 부재(220) 및 제2 보강 부재(230)는 동일한 물질로 형성될 수 있다. 예컨대, 상기 H-빔(210), 제1 보강 부재(220) 및 제2 보강 부재(230)는 SM490(용접구조용 압연강재)를 포함한다.

상기 H-빔(210)은 다단의 H-빔 부재들이 결합하여 형성될 수 있다. 상기 H-빔(210)은 통상적으로 그 길이가 매우 길다. 따라서, 건설 현장에 까지 이송하는데 어려움이 있으므로, 다단의 H-빔 부재들을 연결하여 상기 H-빔(210)을 형성할 수 있다.

도시되지는 않았으나, 상기 H-빔에는 'ㄱ' 또는 'ㄴ' 형상의 단면을 갖는 보강 부재가 더 형성될 수 있다. 상기 보강 부재는 'ㄱ' 또는 'ㄴ' 형상의 단면을 갖도록 연장된다. 이러한 보강 부재는 제1 플랜지(211) 및 중심 웨브(213)을 보강하거나, 또는 제2 플랜지(212) 및 중심 웨브(213)을 보강한다.

이러한 보강 부재는 고장력 볼트를 이용해서 제1 플랜지(211) 및 중심 웨브(213)에 결합되거나, 제2 플랜지(212) 및 중심 웨브(213)에 결합된다.

도 4는 도 2의 무주빔의 각 부분에 적용되는 휨 모멘트를 나타내는 해석도이다.

도 4를 참조하면, 상기 무주빔(1)의 휨 모멘트의 분포를 파악할 수 있다. 상기 무주빔의 휨 모멘트는 도 2의 상기 제H-빔(210)의 단부를 포함하는 끝부분에 부 모멘트(-)가 걸리게 되고, 이때 모멘트가 최대로 걸리는 부분은 상기 H-빔(210) 의 양 끝 단면이 된다. 이때 최대 부 모멘트 값은 Ma(-)을 가지게 된다.

또한, 상기 H-빔(210)에 중심 부분에는 정 모멘트(+)가 걸리게 되는데, 이때 모멘트가 최대로 걸리는 부분은 상기 H-빔(210)의 중앙부가 되며, 최대 정 모멘트 값은 Mb(+)를 가지게 된다. 상기 Ma(-)의 절대값은 Mb(+)의 절대값보다 크게 설계된다.

도 5는 도 2의 빔이 적용된 본 발명의 일 실시예에 따른 무주 주차 구조물의 입면도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 무주 주차 구조물(500)은 도 2에서 도시된 빔(200)과 서로 대향하는 제1 기둥(510) 및 제2 기둥(520)을 포함한다. 상기 제1 기둥(510)은 예컨대 제1 열을 따라 등간격으로 배열되며, 상기 제2 기둥(520)은 예컨대 제2 열을 따라 등간격으로 배열되고, 상기 제1 기둥(510)과 제2 기둥(520)은 서로 마주본다.

상기 마주보는 제1 기둥(510)과 제2 기둥(520) 사이에 빔(200)이 고정되고, 상기 빔 상부에 바닥판(도시안됨)이 놓여진다.

도 6a 내지 6d는 본 발명의 일 실시예에 의한 무주 구조물의 제조방법을 도시한 입면도이다.

도 6a를 참조하면, H-빔 부재(210a)를 제1 기둥(510)에 용접하여 고정한다. 도시되진 않았으나, 반대편에서도 H-빔 부재를 제2 기둥(도시안됨)에 용접하여 고정한다.

도 6b를 참조하면, 다른 H-빔 부재(210b)를 상기 제1 기둥(510)에 고정된 H-빔 부재(210a) 및 제2 기둥에 고정된 H-빔 부재에 연결하여 H-빔(210)을 형성한다. 이때, 두 개의 H-빔 부재(210a, 210b)는 연결부재(240)에 의해서 연결될 수 있다.

이와 달리 세 개의 H-빔 부재를 서로 연결한 후, 상기 제1 기둥(510) 및 제2 기둥에 연결할 수 있음은 자명하다. 이때, H-빔 부재의 개수가 달라질수 있음은 당업자에 자명하다.

도 6c를 참조하면, H-빔 부재를 준비한 후, 제1 H-빔 부재에서, 상기 웨브의 제1 단부에서의 상기 제1 플랜지와 가까운 제1 지점(a)과 상기 웨브의 제1 단부와 대향하는 제2 단부에서의 상기 제2 플랜지와 가까운 제2 지점(b)을 연결하는 가상의 선을 따라서 절단하여 제1 보강부재(220) 및 제2 보강부재(230)를 형성한다.

도 6d를 참조하면, 상기 제1 보강부재(220)를 상기 H-빔 부재(210a) 및 상기 제1 기둥(510)에 연결하고, 상기 제2 보강부재(230)를 제2 기둥 및 상기 제2 기둥에 부착된 H-빔 부재에 연결한다.

시뮬레이션을 통한 본 빔을 사용한 구조해석 결과에 대해서, 간략하게 설명 한다. 본 구조해석에는 MIDAS프로그램을 사용하여 해석하였다.

부재의 경간은 16.5m, 하나의 열에 배치된 기둥 사이의 간격, 또는 빔의 간격은 3.8m를 적용하였고, 사용 재료로는 SM490(Fy=3,300 kgf/cm²)으로 하였다. 또한 바닥판으로 플레이트 재료로는 SS400 (Fy=2,400 kgf/cm²) 4.5t 내지 6t의 범위 또는 콘크리트 슬래브 THK.=130mm를 적용하였다.

기둥면의 디자인 조건은 아래와같다.

Fy=3.3 tf/cm², Ms=53tf-m, Ps=25.5tf, Lx=700.0m, Ly=300.0 cm

이러한 조건의 구조해석 결과는 아래의 표1과 같다.

상기 표1에서, 바닥판을 플레이트로 하는 경우, 기둥면과 기둥, 이음부 중앙의 상부 플랜지(제1 플랜지) 및 하부 플랜지(제2 플랜지)의 조합된 응력(압축응렬과 휨응력의 조합)은 모두 허용가능하고, 중앙의 경우, 상부 플랜지의 (σ_b- σ_c)/f_t=0.520, 하부 플랜지의 σ_b/f_b + σ_c/f_c=0.709으로 본 발명이 적용가능함을 알 수 있다.

바닥판을 슬래브로 하는 경우, 기둥면과 기둥, 이음부 중앙의 상부 플랜지(제1 플랜지) 및 하부 플랜지(제2 플랜지)의 조합된 응력(압축응렬과 휨응력의 조합)은 모두 허용가능하고, 중앙의 경우, 중앙보 춤을 300으로 제한하는 경우, 상부 플랜지의 (σ_b- σ_c)/f_t=0.950, 하부 플랜지의 σ_b/f_b + σ_c/f_c=0.950 로 허용가능하며, 중앙보 춤을 400으로 제한하는 경우, 상부 플랜지의 (σ_b- σ_c)/f_t=0.900, 하부 플랜지의 σ_b/f_b + σ_c/f_c=0.903으로 본 발명이 적용가능함을 알 수 있다.

상기와 같이 본 발명에 따르면, 철골 구조물에 있어서 주요 부재인 대들보(girder)가 H형 단면의 철골 부재(Beam)를 이용하여 부재의 응력이 큰 양 단면에 보강 부재를 형성하여 인장력을 가하고 부재의 응력이 작은 중앙부에는 부재의 크기를 최소화한다.

본 발명은 철골조 주차구조물에 적용시킬 때 응력이 큰 단부의 부재 크기와 응력이 작은 단부의 부재 크기를 달리 적용하여 층고를 저감시킬 수 있고 그에 따라 장지간이 가능한 구조이므로 중간 기둥이 없는 무주공간이 가능하여 주차의 효율이 극대화되고 경제적인 설계와 시공을 할 수 있는 장점이 있다.

본 발명은 철골 구조물에 있어서 H형 단면의 빔이 요철(凹) 형태로 구성되고 H형강의 특성을 고려하여 휨 모멘트가 발생하는 구간중 부 모멘트 구간에서는 부재의 응력이 큰 단부의 상단에 보강 부재를 배치하여 보강함으로서 최적의 부재를 구 성한다. 부재의 응력이 작으므로 부재의 단면을 최소화하여 경제적인 단면을 구성하고 보의 처짐을 감소시켜 전체적으로 최적 최소의 부재를 구성하여 철골 구조물의 내부가 무주공간이 가능하게 된다.

또한, 내부기둥을 설치하는 공법과 동일한 층고 내에서 보강재를 이용한 무주공법은 장스팬의 보를 가능하게 하고, 내부 H-빔의 단면이 감소되므로 경제적인 시공이 가능하게 된다. 내부기둥이 존재하지 않으므로 인해, 주차상 발생될 수 있는 사고 및 운전자의 편의성을 증대시키고, 무주빔의 높이 차를 다르게 설계하여, 상기 무주빔 상에 설치되는 시설물들을 위한 공간을 확보할 수 있게 되는 장점이 있어, 물류센터, 창고 등의 주차장에 적합한 특성을 지닌다.

앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

도 1은 종래 주차 구조물의 입면도이다.

도 2는 본 발명의 예시적인 일실시예에 따른 빔의 입면도이다.

도 3은 도2의 I-I'에 따라 절단된 무주빔의 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

200: 빔 210: H-빔

211: 제1 플랜지 212: 제2 플랜지

213: 중심 웨브 220: 제1 보강 부재

221: 제1 보강 플랜지 222: 제1 보강 웨브

230: 제2 보강 부재 231: 제2 보강 플랜지

232: 제2 보강 웨브 240: 연결부재

510: 제1 외부기둥 520: 제2 외부기둥

Claims

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제1 플랜지(211), 상기 제1 플랜지(211)와 이격된 제2 플랜지(212) 및 상기 제1 플랜지(211)와 제2 플랜지(212)를 연결하는 웨브(213)를 포함하는 H-빔에서, 상기 웨브(213)의 제1 단부에서의 상기 제1 플랜지(211)와 가까운 제1 지점(a)과 상기 웨브(213)의 제1 단부와 대향하는 제2 단부에서의 상기 제2 플랜지(212)와 가까운 제2 지점(b)을 연결하는 가상의 선을 따라서 절단하여, 상기 제1 플랜지(211)를 포함하는 제1 보강 부재(220) 및 제2 플랜지(212)를 포함하는 제2 보강 부재(230)를 형성하는 단계; 및

상기 제1 보강 부재(220)의 제 1보강웨브(222)를 통해 제 1보강플랜지(221)를 보강부재가 적용 제작될 다른 H-빔의 제 2플랜지(212)에 부착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 빔 제조방법.
제1 플랜지(211), 상기 제1 플랜지(211)와 이격된 제2 플랜지(212) 및 상기 제1 플랜지(211)와 제2 플랜지(212)를 연결하는 웨브(213)를 포함하는 제1의 H-빔(210a), 제 2의 H-빔(210b)을 기둥에 부착하는 단계;

제1 플랜지(211), 제 1플랜지(211)와 이격된 제2 플랜지(212) 및 상기 제1 플랜지(211)와 제2 플랜지(212)를 연결하는 웨브(213)를 포함하는 또하나의 다른 제3 의 H-빔에서, 상기 웨브(213)의 제1 단부에서의 상기 제1 플랜지(211)와 가까운 제1 지점(a)과 상기 웨브(213)의 제1 단부와 대향하는 제2 단부에서의 상기 제2 플랜지(212)와 가까운 제2 지점(b)을 연결하는 가상의 선을 따라서 절단하여, 상기 제1 플랜지(211)를 포함하는 제1 보강 부재(220) 및 제2 플랜지(212)를 포함하는 제2 보강 부재(230)를 형성하는 단계; 및

상기 제1 보강 부재(220) 제 1보강웨브(222)를 통해 상기 단계에서 기둥에 부착된 제1의 H-빔(210a)의 제2 플랜지(212)에 제 1보강부재(220)의 제 1보강플랜지(221)를 부착하고, 상기 제2 보강 부재(230)의 제 2보강웨브(232)를 통해 상기 단계에서 기둥에 부착된 제2의 H-빔(210b)의 제2 플랜지(212)에 제 2보강 부재(230)의 제2 보강플랜지(231)를 부착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무주 구조물 제조방법.
제9 항에 있어서, 상기 기둥에 부착하는 단계에 있어서, 제1의 H-빔은 용접을 이용하여 상기 기둥에 부착되는 것을 특징으로 하는 무주 구조물 제조방법.
제9 항에 있어서, 상기 제1 보강 부재(220)는 상기 제1 H-빔의 상기 제2 플랜지(212)에 용접방법을 통해서 부착되는 것을 특징으로 하는 무주 구조물 제조방법.
제9 항에 있어서, 상기 제1의 H-빔 및 제2의 H-빔은 SM490(용접구조용 압연강재)를 포함하는 것을 특징으로 하는 무주 구조물 제조방법.