KR100949828B1 - 층고절감형 철골보 및 이를 이용한 철골-콘크리트 합성보 - Google Patents

Abstract

본발명은 층고절감형 철골보 및 이를 이용한 철골-콘크리트 합성보에 관한 것으로서, 수평으로 배치되어 보의 바닥면이 되는 바닥판(11)과, 상기 바닥판(11)의 양측단으로부터 수직하게 상향 절곡 형성된 측면부(14)와, 상기 바닥판(11)의 중앙 상면에서 연직방향으로 입설된 웨브(12)와 상기 웨브(12)의 상단에 연결되어 수평으로 형성되는 상부플랜지(13)와, 상기 웨브(12)의 하부를 관통하여 양 측면부(14)와 연결되며 서로 이격되어 상기 바닥판(11)의 상면에 부착 형성되는 다수개의 'ㄷ'형상의 'ㄷ'채널(15a)을 포함하는 층고절감형 철골보 및 이를 이용한 철골-콘크리트 합성보를 제공하며, 단면결손, 바닥판의 벌어짐 및 철골과 콘크리트간의 슬립현상을 방지하고, 구조적 안정성 확보, 내화성능, 현장시공성 및 합성력이 우수한 층고절감형 철골보 및 합성보 구조가 제공되는 효과를 얻을 수 있다.

철골보, 합성보, 웨브, 바닥판, 층고절감, 'ㄷ'채널

Description

층고절감형 철골보 및 이를 이용한 철골-콘크리트 합성보{STEEL BEAM AND HYBRID BEAM OF STEEL CONCRETE FOR SLIM FLOOR}

본발명은 층고절감형 철골보 및 이를 이용한 철골-콘크리트 합성보에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기존의 구조형식에 따른 보 부재들에 비하여 단면결손 및 슬립현상 방지 효과가 우수함과 동시에 구조적 안정성 확보, 내화성능, 현장시공성 및 합성력도 우수한 층고절감형 철골보 및 이를 이용한 합성보의 구조에 관한 것이다.

일반적으로 건축물을 구축함에 있어서는 건물의 사용목적 및 기능, 외력에 대한 안정성 확보, 경제성 등의 관점에서 적절한 구조 형식을 선정하여 시공하게 된다. 이와 같은 구조 형식으로는 종래부터 목구조, 철근콘크리트 구조, 철골구조 등을 비롯하여 다양한 구조 시스템이 적용되고 있으며, 이 중 현재 가장 보편적으로 사용되고 있는 구조 형식으로는 철근콘크리트구조와 철골구조를 대표적으로 들 수 있다.

철근콘크리트 구조는 철근과 콘크리트 각각의 장점과 단점을 서로 보완되게 일체화시켜 구성한 구조로서, 이는 압축강도에 비해 인장응력에 대한 저항성이 상 대적으로 약한 콘크리트의 단점을 보강하기 위해 콘크리트의 인장응력이 작용하는 부분에 철근을 배치하여, 외력이 작용하는 경우에 콘크리트에 압축응력을, 철근에는 인장응력을 각각 부담시켜 복합적으로 외력에 저항할 수 있게 조성된 구조이다. 이와같은 철근콘크리트 구조는 비교적 저렴한 재료인 콘크리트를 주요 재료로 사용하여 이루어지므로 공사비가 저렴하여 경제성이 높다는 장점과 함께 성형성이 좋고 내화성, 내구성이 높다는 장점이 있어 기존부터 건축물의 구조 형식으로서 가장 널리 활용되어 왔다.

그러나, 이와같은 철근콘크리트 구조는 다른 구조체에 비해 자중이 크고, 균열이 발생하기 쉬우며, 무엇보다도 거푸집의 설치 및 해체 공사에 따른 비용과 공기가 많이 소요된다는 단점을 갖고 있다. 이에 반해 철골구조는 구조물을 구축함에 있어 강판 및 각종 형강 부재들을 볼팅, 용접 등의 접합방식으로 조립한 구조 형식으로서, 철골구조에 사용되는 강재의 경우 콘크리트와 같은 다른 재료들에 비해 구조적 성능이 뛰어나며 그 생산방식에 있어서 중장비를 사용하여 단위 부재들을 양중 설치하고 이를 조립 결합함에 의해 이루어지므로 시공기간이 단축되고 비교적 일정한 품질이 보장되는 장점이 있는 바, 최근 고층 건물들의 경우 거의 대부분이 철골구조에 의해 시공되고 있다.

하지만, 이러한 철골구조의 경우 그 자재비가 다른 구조용 재료들에 비해 고가라는 단점이 있고, 도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 슬래브 구조체를 형성함에 있어 시공능률상 데크플레이트나 PC슬래브와 같은 유니트들을 주로 사용하는데, 이러한 슬래브 구조체가 철골보 위에 얹혀져 설치되는 것이므로 그만큼 보-슬래브 두 께가 늘어나 전체 층고의 증가를 가져오게 되는 문제가 있었다.

상기 문제점을 해결하기 위하여 도 2에 도시된 바와 같이, 하부플랜지가 상부플랜지보다 더 긴 H형강의 합성보로서 웨브에 구멍을 뚫어 양쪽의 콘크리트가 일체가 되도록 하고, 하부플랜지에 지지판을 용점하여 데크플레이트가 이 위에 위차함으로써 슬래브의 위치를 아래로 낮추어 층고절감이 되게 하였다.

그러나, 이러한 구조는 웨브홀에 의해 단면결손이 생겨 철골보가 전단 및 휨에 대한 구조적 성능이 저하될뿐만 아니라, 횡력에 대한 구조적 내력도 감소되며, 지지판은 선용접을 하여 부착해야 하는 불편함이 있으며, 큰 보와 서로 직교하여 양쪽에 작은 보가 설치될 경우에는 접합부인 플랜지와 웨브에 응력이 집중되는 문제가 발생하게 된다. 또한, 이러한 구조는 시공시 크레인 등 중장비에 의한 양중하중, 연직하중, 휨하중, 타설된 콘크리트의 측압력에 의한 작용하중 등에 의해 바닥판의 구조가 좌우로 벌어지게 되어 외력을 효율적으로 분배하는데 문제가 있었다.

게다가, 이러한 구조는 자중에 의한 처짐이 많이 발생되어 장스팬에는 사용상 제약이 따르며, 시공중인 합성보는 철골보 위에 타설된 슬래브가 소정의 기간동안 양생되고 나서야 응력을 발휘할 수 있는 구조인 것이다.

본발명은 상기 문제점들을 개선하기 위해 안출된 것으로써, 기존의 구조 형식에 따른 보부재에 비하여 단면결손, 바닥판의 벌어짐 및 철골과 콘크리트간의 슬립현상을 방지하는 효과가 매우 우수할뿐만 아니라, 구조적 안정성 확보, 내화성능, 현장시공성 및 합성력도 우수한 층고절감형 철골보 및 이를 이용한 철골-콘크리트의 합성보 구조를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명은 수평으로 배치되어 보의 바닥면이 되는 바닥판(11)과, 상기 바닥판(11)의 양측단으로부터 수직하게 상향 절곡 형성된 측면부(14)와, 상기 바닥판(11)의 중앙 상면에서 연직방향으로 입설된 웨브(12)와 상기 웨브(12)의 상단에 연결되어 수평으로 형성되는 상부플랜지(13)와, 상기 웨브(12)의 하부를 관통하여 양 측면부(14)와 연결되며 서로 이격되어 상기 바닥판(11)의 상면에 부착 형성되는 다수개의 'ㄷ'형상의 'ㄷ'채널(15)을 포함하는 층고절감형 철골보를 제공한다.

이 때, 상기 웨브(12)는 한 쌍이 서로 마주보고 이격된 채 입설되어 상기 상부플랜지(13)와 'ㅠ'형상을 이루는 것에도 그 특징이 있다.

또한, 상기 다수의 'ㄷ'채널(15)은 개구부(31)의 방향이 서로 반대인 채널이 일부 포함되는 것에도 그 특징이 있다.

여기서, 상기 측면부(14)의 상단을 연장하여 외측 또는 내측으로 수평 절곡시켜 형성되는 날개부(20)를 더 포함하는 것에도 그 특징이 있다.

게다가, 상기 웨브(12)의 중앙에 관통 형성되어 보의 길이방향으로 다수개가 형성된 웨브홀(16)을 더 포함하는 것에도 그 특징이 있다.

뿐만 아니라, 상기 상부플랜지(13)의 중앙에 관통 형성되어 보의 길이방향으로 다수개가 형성된 상부플랜지홀(17)을 더 포함하는 것에도 그 특징이 있다.

그리고, 상기 상부플랜지홀(17)은 육각형으로 이루어지는 것에도 그 특징이 있다.

또한, 상기 상부플랜지홀(17)에 다수의 철근(24)을 보의 너비 방향으로 설치한 것에도 그 특징이 있다.

나아가, 상기 한쌍의 웨브(12) 사이에 보의 너비 방향으로 일정 간격마다 L앵글(25)을 설치한 것에도 그 특징이 있다.

아울러, 상기 한쌍의 웨브(12)의 하단이 양 측면부(14)를 향해 수평으로 절곡 형성된 하부플랜지(18)를 더 포함하는 것에도 그 특징이 있다.

또한, 상기 한쌍의 웨브(12)의 하단이 웨브(12) 사이로 수평 절곡된 후 다시 수직으로 상향 절곡되어 서로 면접되어 이루어진 것에도 그 특징이 있다.

게다가, 상기 한쌍의 웨브(12) 사이의 바닥판(11) 상면에 상기 한 쌍의 웨브(12)가 서로 연결되도록 강판(27a)이 더 부착된 것에도 그 특징이 있다.

그리고, 상기 바닥판(11)의 상면에 부착되어 상기 양 측면부(14)를 서로 연결시키는 강판(27b)이 더 부착된 것에도 그 특징이 있다.

나아가, 상기 한쌍의 웨브(12)의 상단이 외측을 향해 수평 절곡되어 상기 상부플랜지(13)의 하면과 결합되며, 상기 한쌍의 웨브(12)의 하단은 양 측면부(14)를 향해 수평 절곡되어 상기 바닥판(11)의 상면과 결합됨에 의해 한쌍의 웨브(12)가 각각 외측으로 개방된 'ㄷ' 형상이 되는 것에도 그 특징이 있다.

이때, 상기 양 측면부(14)를 향해 수평 절곡된 상기 한쌍의 웨브(12)의 하단면과 바닥면(11)사이에 강판(27c)이 더 결합된 것에도 그 특징이 있다.

한편, 본 발명은 보 위치에 설치되는 제1항 내지 제14항중 어느 한 항에 기재된 층고절감형 철골보와; 상기 철골보 단부의 바닥판(11)에 부착된 'ㄷ'채널(15b) 및 지압판(22)에 형성된 다수개의 구멍을 통과해 다수개가 배열되고, 그 끝이 와이어 쐐기(23)로 고정된 프리스트레스 강선(21)과; 상기 'ㄷ'채널(15b)의 높이까지 타설된 콘크리트(26)와; 상기 프리스트레스 강선(21)과 상기 콘크리트(26)가 형성된 철골보를 현장에 설치한 후 나머지 철골보 전체에 타설된 현장타설 콘크리트(28)를 포함하는 층고절감형 철골-콘크리트 합성보를 제공한다.

웨브에 홀 형성에 의한 단면결손을 방지하고, 작은보가 양쪽에 설치되어 접합부에 구조적 응력 발생시 한쌍의 웨브가 이를 완화시키며, 한쌍의 웨브를 분리 설치함으로써 철골보 구조내에 작은 박스형의 충진공간을 형성시킴에 의해 콘크리트의 구속효과를 제공하여 우수한 내화성능을 확보할 수 있고, 프리스트레스를 적용하여 구조적 안정성 확보 및 장스팬 구조를 가능케 하며, 상부플랜지와 웨브의 일부를 개방하여 콘크리트 타설이 용이하므로 현장시공성이 우수하고, 바닥판의 상면에 'ㄷ'채널을 형성함에 의해 바닥판의 수평으로 벌어짐 및 철골과 콘크리트간의 슬립현상을 방지하며 철골보와 콘크리트 슬래브의 일체화를 꾀할 수 있어 우수한 합성력을 제공하고, 층고를 절감할 수 있어 슬림 플로어를 구현할 수 있는 새로운 형식의 철골보 및 이를 이용한 합성보 구조가 제공되는 효과를 얻을 수 있다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명의 철골보의 구조('ㅠ'형)를 나타낸 도면으로서 (a)는 단면도, (b)는 사시도, (c)는 평면도, 도 5는 프리스트레스 강선을 보강한 철골보의 사시도로서, (a)는 철근 및 L앵글이 설치된 철골보의 사시도, (b)는 철근 및 L앵글이 설치되지 않은 철골보의 사시도, 도 6은 본 발명의 철골보의 구조(I형)를 나타낸 단면도, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 철골보의 측면도로서 (a)는 개구부가 보의 길이방향의 중앙을 중심으로 서로 대칭된 구조, (b)는 인접되는 개구부가 서로 대칭되는 구조이며, 도 8 내지 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 철골보를 나타낸 사시도, 도 13은 본 발명의 합성보의 일 실시예의 단면도이다.

도 4(a),(b),(c)에 도시된 바와 같이, 본 발명은 저면에 바닥판(11)이 수평으로 배치되어 철골보의 바닥면이 되고, 상기 바닥판(11)의 양측으로 수직하게 상향 절곡된 측면부(14)가 형성되도록 하여 보 내부에 소정의 공간이 마련될 수 있도록 함과 동시에, 측면부(14)는 그 상단을 연장하여 외측 또는 내측으로 수평 절곡시킴으로써 날개부(20)가 형성될 수 있도록 구성한다. 상기 날개부(20)는 데크플레이트를 설치함에 있어 그 단부측을 지지하는 받침대로 기능하는 것으로 이와같은 날개부(20)의 절곡 방향은 외측 또는 내측방향으로 형성될 수 있으나, 내측방향으로 형성된 경우, 데크플레이트의 단부가 철골보 구조체의 내측에 위치하게 되므로 구조적으로 더욱 안정될뿐만 아니라 날개부가 외부 시선에 노출되지 않아 미관적으로 유리하다는 장점이 있다. 다만, 날개부(20)의 방향이 안쪽으로 향하게 되면 콘크리트를 타설함에 있어 보 하부에 대한 투입이 어려워 질 수 있으므로 보의 폭이 충분히 큰 경우에 적용하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 바닥판(11), 측면부(14) 및 날개부(20)는 하나의 강판부재를 절곡 가공하여 일체형으로 제작한다.

그리고, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 바닥판(11)의 상부 중앙에는 연직방향으로 입설된 웨브(12)가 형성되어 상부플랜지(13) 및 바닥판(11)과 'I' 형태를 이룬다. 이 때, 상기 웨브, 상부플랜지 및 바닥판은 일체로 가공되어 형성되거나, 웨브(12)와 상부플랜지(13) 및 바닥판(11)을 용접접합할 수도 있다.

이러한 웨브(12)는 도 4a에 도시된 바와 같이 한 쌍으로 마주보며 이격된 채 입설되는 것이 바람직한데, 그 상단부에는 수평방향의 상부플랜지(13)가 형성됨으로써 전체적으로 한쌍의 웨브(12)와 상부플랜지(13)가 'ㅠ'형상을 이루도록 구성되어 있다. 기존의 층고절감형 철골보는 웨브가 하나뿐이어서 단면결손에 대한 구조적 성능에 문제가 있었지만, 본 발명에서는 웨브를 한쌍으로 설치함과 동시에 상부플랜지(13)를 웨브와 'ㅠ'자형이 되도록 형성시킴에 의하여 웨브의 구멍에 의한 단면결손이 생겨 철골보가 전단 및 휨에 대한 구조적 성능이 저하되는 것을 충분히 보완할 수 있을 뿐만 아니라, 큰 보를 지나 작은 보가 양쪽에 설치될 때 그 접합부에 구조적으로 집중되는 응력을 해소하고, 플랜지나 웨브에 접합하기 위한 브래킷 설치시 용접할 때에도 웨브 양쪽에서 응력을 받음으로써 응력집중이 분산되게 한다. 이러한 한쌍의 웨브(12)는 바닥판(11) 및 상부플랜지(13)와 용접 접합된다.

그리고, 이러한 한쌍의 웨브(12)를 서로 마주보게 이격 설치함으로써 보 구조안에 상부플랜지(13), 한쌍의 웨브(12) 및 바닥판(11)에 의해 둘러싸인 작은 박스형의 충진공간(29)이 형성됨으로써 타설되는 콘크리트에 3축 응력상태가 되도록 하여 우수한 구속효과를 제공하게 되므로, 도 3에 도시된 콘크리트 충전 강관인 CTF(Concrete filled steel tube)의 이중구조와 같은 효과를 제공함으로써 콘크리트의 축열효과로 인해 기존의 철골조에 비하여 내화성능이 탁월하다.

한편, 도 4b에 도시된 바와 같이, 상기 한쌍의 웨브(12)의 중앙에는 보의 길이방향으로 다수개의 웨브홀(16)이 관통 형성되어 있는데, 이렇게 웨브(12)에 개구부를 형성함에 의해 장부작용(dowel action)으로 철골과 콘크리트의 일체성을 높이고, 철근이 통과할 수 있도록 하며, 배관의 공간으로도 사용가능하게 된다.

그리고, 도 4c에 도시된 바와 같이, 상기 상부플랜지(13)의 중앙에 관통 형성되어 보의 길이방향으로 다수개의 상부플랜지홀(17)이 형성되는데, 이러한 상부플랜지홀(17)은 그 내부에 콘크리트가 구속된 작은 박스형의 충진공간(29)의 성능을 훼손시키지 않으면서 보 내부로 콘크리트 타설을 용이하게 한다.

이때, 도 5a에 도시된 바와 같이, 상기 상부플랜지홀(17)에는 다수의 철근(24)을 보의 너비 방향으로 설치하는 것이 바람직한데, 이러한 철근(24)은 구조적으로 단면결손을 줄이면서 콘크리트 타설시에 골재들의 걸림없이 용이하게 통과토록 등간격으로 배치된다. 이때, 상기 상부플랜지홀(17)은 육각형으로 이루어지는 것이 바람직하며, 이러한 육각형의 형상은 개구된 부분이 넓어 콘크리트 타설이 보다 용이하면서도, 개구부의 양 단부가 좁아지는 형상이므로 보다 적은 철근량으로 단면결손을 보완할 수 있기 때문이다.

그리고, 도 4b에 도시된 바와 같이, 상기 한쌍의 웨브(12)의 하부를 관통하여 양 측면부(14)와 연결되는 'ㄷ'형상의 'ㄷ'채널(15)이 형성되며, 서로 소정의 간격으로 이격되어 상기 바닥판(11)의 상면에 용접 부착되어 배치된다. 바닥판의 채널이 '1'형상이나 'L'형상으로 이루어지는 경우에는 1면만 폐쇄하여 1축방향 또는 2축방향만 지압구속하게 되지만, 'ㄷ'형상은 3축이 모두 구속되어 있고 일측면만이 개방되어 있어, 그 개방구조 내부로 콘크리트가 채워지게 되면, 3축방향으로 지압구속되어 슬립방지에 매우 효율적이며, 철골-콘크리트 합성보가 일체형이 되게 하여 합성력을 크게 향상시킨다.

뿐만 아니라, 'ㄷ'채널(15)은 양측면부와 연결되어 있어 연직하중에 의하여 바닥판(11)이 수평으로 벌어지는 것을 막아주고, 보의 길이방향에 대하여 횡력을 받을 때, 강성을 발휘하여 지진이나 수평진동, 풍하중 등에 대한 보강 구조를 이룬다. 여기서, 상기 다수의 'ㄷ'채널(15)은 개구부(31)의 방향이 같은 방향만으로 이루어지지 않는 것이 바람직한데, 그 일예로써, 도 7a에 도시된 바와 같이 다수의 'ㄷ'채널(15)의 개구부(31) 방향이 보의 길이방향의 중앙을 중심으로 하여 서로 반대방향으로 배치되어 있거나, 도 7b에 도시된 바와 같이 서로 인접하는 'ㄷ'채널(15)의 개구부(31) 방향이 서로 반대방향으로 배설됨에 의하여, 콘크리트의 지압구속효과 및 슬립현상의 방지효과가 더욱 향상될 수 있다. 이러한 실시예 외에도 방향이 서로 반대인 다수개의 'ㄷ'채널(15)의 여러가지 배치가 가능한 것은 당연하다.

그리고, 도 5a에 도시된 바와 같이, 상기 한쌍의 웨브(12) 사이에는 보의 너비 방향으로 일정 간격마다 L앵글(25)이 설치되는데, 이러한 L앵글(25)은 단면결손에 대한 구조적 성능을 보완하고, 큰 보를 지나 작은 보가 양쪽에 설치될 때 그 접합부에 구조적으로 집중되는 응력을 해소한다.

한편, 본 발명인 층고절감형 철골-콘크리트 합성보는 보위치에 설치되는 상기 층고절감형 철골보와, 프리스트레스 강선(21)과, 콘크리트를 포함한다. 이때, 도 5a에 도시된 바와 같이, 상기 철골보의 단부의 적당한 위치에 설치된 다수개의 구멍이 뚫린 'ㄷ'채널(15b)의 외측면에 역시 다수개의 구멍을 뚫은 지압판(22)을 구멍이 서로 일치되게 하여 용접하고, 상기 'ㄷ'채널(15b)과 지압판(22)의 구멍을 통해 강선(21)을 배열하며, 상기 지압판(22)의 외부로 돌출된 강선(21)을 긴장시킨 후에 강선(21)의 끝을 와이어 쐐기(23)로 고정하여 프리스트레스 강선(21)을 형성한다.

그리고, 도 5b에 도시된 바와 같이, 'ㄷ'채널(15b)의 높이까지 콘크리트(26)를 타설한 후에 그 철골보를 현장에 설치하게 된다. 그 다음에 철골보의 측면부(14) 또는 날개부(20)에 슬래브 거푸집을 설치한 후, 보와 슬래브 철근을 배근하고, 도 13에 도시된 바와 같이, 나머지 철골보 전체에 콘크리트(28)를 타설하여 층고절감형 철골-콘크리트 합성보 구조가 완성된다. 이때, 상기 슬래브 거푸집 대신에 데크플레이트(30)의 단부를 측면부(14) 또는 날개부(20)상에 올려놓고 고정 설치하여 데크플레이트(30)의 이동을 구속하면서 콘크리트 타설 작업을 할 수도 있다.

이러한 합성보 구조에 의하여 철골보 단면의 강판 두께를 줄일 수 있고, 장스팬일때 부담되는 가설 지주를 생략할 수 있는 치올림(camber) 효과를 얻을 수 있으며, 철골 및 콘크리트의 우수한 합성효과로서 인장균열 제어 등 구조적인 내력을 만족시킬 수 있다.

이하에서는 상기와 같은 본 발명의 또 다른 실시예들을 제시하고 이를 첨부한 도면과 함께 설명한다. 다만, 이는 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 더욱 명확하게 이해하고 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위한 것으로 본 발명의 보호범위를 한정하고자 하는 것은 아니며, 전술한 사항들 이외에 본 발명이 가지는 또다른 기술적 특징 및 장점들은 후술하는 본 발명에 따른 또 다른 실시예에 대한 설명을 통하여 당업자에게 더욱 확실하게 이해될 수 있을 것이다.

도 8은 한쌍의 웨브(12)의 하단이 양 측면부(14)를 향해 수평으로 절곡되어 바닥판(11)과 결합되 하부플랜지(18)을 형성하는 구체적인 예를 도시한 도면으로서, 본 발명에 있어 한쌍의 웨브(12)를 수평으로 절곡시켜 하부플랜지(18)를 형성함에 의해 연직하중에 대하여 보강 효과를 갖게 된다. 이때 하부플랜지(18)는 바닥판(11)에 용접접합되거나 볼트접합 될 수 있으며, 볼트접합되는 경우에는 바닥판(11)의 상부로 돌출되는 볼트와 너트가 쉬어 커넥터로서 역할하게 된다.

도 9는 본 발명에서의 철골보에 대한 또 다른 형태의 구체예를 도시한 도면으로서, 한쌍의 웨브(12)의 하단이 웨브(12) 사이로 수평 절곡된 후 다시 수직으로 상향 절곡되어 서로 면접되어 맞대어지는 바, 그 절곡된 형상의 특징에 의해 자체의 휨강성이 클 뿐만 아니라, 콘크리트와의 부착력도 증대되는 효과를 기대할 수 있다. 이때 한쌍의 웨브(12)의 하단이 수평 절곡된 부분은 바닥판(11)에 용접접합되거나 볼트접합 될 수 있으며, 볼트접합되는 경우에는 바닥판(11)의 상부로 돌출되는 볼트와 너트가 쉬어 커넥터로서 역할하게 된다.

도 10은 본 발명에서의 철골보에 대한 또 다른 형태의 구체예를 도시한 도면으로서, 한쌍의 웨브(12) 사이의 바닥판(11) 상면에 강판(27a)이 부착됨으로써 한쌍의 웨브(12)의 하단을 서로 연결하게 되므로 연직하중을 보강해 주고, 서로 이격 설치된 웨브에 미치는 응력을 분산시켜 준다. 이때 상기 강판(27a)은 바닥판(11)에 용접접합되거나 볼트접합 될 수 있다.

도 11은 본 발명에서의 철골보에 대한 또 다른 형태의 구체예를 도시한 도면으로서, 양 측면부(14) 사이의 바닥판(11) 상면에 강판(27b)이 부착됨으로써 양 측면부(14)를 서로 연결시키므로 연직하중뿐만 아니라 횡압력에 대한 보강 효과를 제공하게 된다. 이때 상기 강판(27b)은 바닥판(11)에 용접접합되거나 볼트접합 될 수 있다.

도 12는 본 발명에서의 철골보에 대한 또 다른 형태의 구체예를 도시한 도면으로서, 한쌍의 웨브(12)의 상단이 외측을 향해 수평 절곡되어 상기 상부플랜지(13)의 하면과 결합되고, 한쌍의 웨브(12)의 하단은 양 측면부(14)를 향해 수평 절곡되어 상기 바닥판(11)의 상면과 결합됨에 의해 각 웨브(12)가 그 외측으로 개방된 'ㄷ' 형상의 구조가 된다. 이러한 웨브의 구조에 의하여 연직하중에 대한 보강 효과가 크게 상승되게 된다. 이때, 상기 웨브의 외측으로 수평 절곡된 하단면과 바닥면(11)사이에는 강판(27c)이 부착되어 연직하중에 대한 보강 효과를 보더 증진 시킬 수 있다. 이 때, 웨브 상단과 상부플랜지, 웨브 하단과 강판(27c)과 바닥판(11)은 용접접합되거나 볼트접합 될 수 있다.

도 1은 종래의 철골 합성보의 구조를 나타낸 단면도.

도 2는 종래의 층고절감형 합성보의 구조를 나타낸 단면도.

도 3은 종래의 CFT 합성보 구조를 나타낸 개략도.

도 4는 본 발명의 철골보의 구조('ㅠ'형)를 나타낸 도면으로서 (a)는 단면도, (b)는 사시도, (c)는 평면도.

도 5는 프리스트레스 강선을 보강한 철골보의 사시도로서, (a)는 철근 및 L앵글이 설치된 철골보의 사시도, (b)는 철근 및 L앵글이 설치되지 않은 철골보의 사시도

도 6은 본 발명의 철골보의 구조(I형)를 나타낸 단면도.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 철골보의 측면도로서 (a)는 개구부가 보의 길이방향의 중앙을 중심으로 서로 대칭된 구조, (b)는 인접되는 개구부가 서로 대칭되는 구조임.

도 8 내지 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 철골보를 나타낸 사시도.

도 13은 본 발명의 합성보의 일 실시예의 단면도.

*도면의 주요부호에 관한 설명*

11. 바닥판 12. 웨브

13. 상부플랜지 14. 측면부

15,15b. 'ㄷ'채널 16. 웨브홀

17. 상부플랜지홀 18. 하부플랜지

19. 수평판 20. 날개부

21. 강선 22. 지압판

23. 와이어 쐐기 24. 철근

25. L앵글 26. 'ㄷ'채널의 높이까지 형성된 콘크리트

27a,27b,27c. 강판 28. 현장타설 콘크리트

29. 충진공간 30. 데크플레이트

31. 'ㄷ'채널의 개구부

Claims (16)

1. 수평으로 배치되어 보의 바닥면이 되는 바닥판(11)과, 상기 바닥판(11)의 양측단으로부터 수직하게 상향 절곡 형성된 측면부(14)와, 상기 바닥판(11)의 중앙 상면에서 연직방향으로 입설된 웨브(12)와 상기 웨브(12)의 상단에 연결되어 수평으로 형성되는 상부플랜지(13)와, 상기 웨브(12)의 하부를 관통하여 양 측면부(14)와 연결되며 서로 이격되어 상기 바닥판(11)의 상면에 부착 형성되는 다수개의 'ㄷ'형상의 'ㄷ'채널(15)을 포함하는 층고절감형 철골보.
2. 제1항에 있어서,

   상기 웨브(12)는 한 쌍이 서로 마주보고 이격된 채 입설되어 상기 상부플랜지(13)와 'ㅠ'형상을 이루는 것을 특징으로 하는 층고절감형 철골보.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 다수의 'ㄷ'채널(15)은 개구부(31)의 방향이 반대 방향인 채널이 일부 포함되는 것을 특징으로 하는 층고절감형 철골보.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 측면부(14)의 상단을 연장하여 외측 또는 내측으로 수평 절곡시켜 형성되는 날개부(20)를 더 포함하는 층고절감형 철골보.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 웨브(12)의 중앙에 관통 형성되어 보의 길이방향으로 다수개가 형성된 웨브홀(16)을 더 포함하는 층고절감형 철골보.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 상부플랜지(13)의 중앙에 관통 형성되어 보의 길이방향으로 다수개가 형성된 상부플랜지홀(17)을 더 포함하는 층고절감형 철골보.
7. 제6항에 있어서,

   상기 상부플랜지홀(17)은 육각형으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 층보절감형 철골보.
8. 제6항에 있어서,

   상기 상부플랜지홀(17)에 다수의 철근(24)을 보의 너비 방향으로 설치한 것을 특징으로 하는 층고절감형 철골보.
9. 제2항에 있어서,

   상기 한쌍의 웨브(12) 사이에 보의 너비 방향으로 일정 간격마다 L앵글(25)을 설치한 것을 특징으로 하는 층고절감형 철골보.
10. 제2항에 있어서,

    상기 한쌍의 웨브(12)의 하단이 양 측면부(14)를 향해 수평으로 절곡 형성된 하부플랜지(18)를 더 포함하는 층고절감형 철골보.
11. 제2항에 있어서,

    상기 한쌍의 웨브(12)의 하단이 웨브(12) 사이로 수평 절곡된 후 다시 수직으로 상향 절곡되어 서로 면접되어 이루어진 것을 특징으로 하는 층고절감형 철골보.
12. 제2항에 있어서,

    상기 한쌍의 웨브(12) 사이의 바닥판(11) 상면에 상기 한 쌍의 웨브(12)가 서로 연결되도록 강판(27a)이 더 부착된 것을 특징으로 하는 층고절감형 철골보.
13. 제1항 또는 제2항에 있어서,

    상기 바닥판(11)의 상면에 부착되어 상기 양 측면부(14)를 서로 연결시키는 강판(27b)이 더 부착된 것을 특징으로 하는 층고절감형 철골보.
14. 제2항에 있어서,

    상기 한쌍의 웨브(12)의 상단이 외측을 향해 수평 절곡되어 상기 상부플랜 지(13)의 하면과 결합되며, 상기 한쌍의 웨브(12)의 하단은 양 측면부(14)를 향해 수평 절곡되어 상기 바닥판(11)의 상면과 결합됨에 의해 한쌍의 웨브(12)가 각각 외측으로 개방된 'ㄷ' 형상이 되는 것을 특징으로 하는 층고절감형 철골보.
15. 제14항에 있어서,

    상기 양 측면부(14)를 향해 수평 절곡된 상기 한쌍의 웨브(12)의 하단면과 바닥면(11)사이에 강판(27c)이 더 결합된 것을 특징으로 하는 층고절감형 철골보.
16. 보 위치에 설치되는 제1항 내지 제15항중 어느 한 항에 기재된 층고절감형 철골보와;

    상기 철골보 단부의 바닥판(11)에 부착된 'ㄷ'채널(15b) 및 지압판(22)에 형성된 다수개의 구멍을 통과해 다수개가 배열되고, 그 끝이 와이어 쐐기(23)로 고정된 프리스트레스 강선(21)과;

    상기 'ㄷ'채널(15)의 높이까지 타설된 콘크리트(26)와;

    상기 프리스트레스 강선(21)과 상기 콘크리트(26)가 형성된 철골보를 현장에 설치한 후 나머지 철골보 전체에 타설된 현장타설 콘크리트(28)를 포함하는 층고절감형 철골-콘크리트 합성보.

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