KR101024262B1 - 강판 구조체 - Google Patents

Abstract

강판 구조체가 개시된다. 일면이 서로 대향하여 이격되는 제1 표면강판 및 제2 표면강판과, 제1 표면강판과 제2 표면강판의 이격거리를 유지하는 스트럿(strut)과, 플랜지가 제1 표면강판의 일면에 대향하여 제1 표면강판의 일면에 수평방향으로 접합되는 H 형 부재 및 H 형 부재와 상응하는 제1 표면강판의 타면에 접합되며, 철근이 결합되는 기계적 정착장치를 포함하는 강판 구조체는, 강판 콘크리트 벽체에 보나 슬래브를 접합할 때 표면강판에 철근을 관통시키기 위한 홀이 형성되지 않으므로 단면손실이 없어 구조적 건전성을 향상시킬 수 있다.

강판, 콘크리트, Steel Concrete, 강판 구조체, 벽체, 정착, 슬래브

Description

강판 구조체{Steel plate structure}

본 발명은 강판 구조체에 관한 것이다. 보다 상세하게는 강판 내부에 콘크리트를 타설하여 형성되는 강판 콘크리트 벽체에 보 또는 슬래브를 연결하기 위한 철근 정착장치가 구비된 강판 구조체에 관한 것이다.

최근 구조물의 고층화, 대형화에 따라 보다 높은 강성과 더불어 시공성 향상 등이 주요 과제로 떠오르고 있다.

지금까지 널리 사용되어온 철근 콘크리트 구조 및 철골 구조, 철골 철근콘크리트구조는 현장에서 거푸집과 철근이나 철골 등을 직접 조립하고 콘크리트를 타설하여 구조물을 시공하므로 공기가 길어질 뿐만 아니라 품질에 신뢰성이 떨어진다.

이에 대한 대안으로 강판 내부에 콘크리트를 충전하여 강성, 내력, 변형성능, 시공 등의 측면에 우수한 특성을 발휘할 수 있는 강판 콘크리트 구조(Steel plate concrete structure)가 주목 받고 있다.

이 중 강판 콘크리트 벽체는 두 개의 강판 내측에 콘크리트를 충전하고, 콘 크리트와 강재가 일체적으로 거동할 수 있도록 스터드, 타이 바(Tie bar) 등을 배치하여 강판과 콘크리트가 복합적으로 거동할 수 있도록 한 것이다. 특히, 강판 콘크리트 벽체는 원자력 발전소 등의 대형 구조물의 시공에 있어서 모듈화를 통하여 공기를 단축할 수 있다.

강판 콘크리트 벽체는 하중에 의해 내부의 콘크리트가 파괴에 이르더라도 강판이 콘크리트를 여전히 구속하여 보다 큰 내력을 발휘할 수 있다. 또한, 콘크리트가 강판의 내부에 존재하여 외부 환경에 의한 콘크리트의 열화를 방지하여 구조물의 내구성을 향상할 수 있다.

강판 콘크리트 벽체에 보(beam)나 슬래브를 강접하기 위해서는 강판 콘크리트 벽체에 철근의 정착이 필요하다. 철근의 정착은 철근의 단부가 콘크리트 속에서 빠져나오지 않도록 고정하여 철근이 그 능력을 발휘하도록 하는 것이다.

도 1은 종래 기술에 따른 강판 콘크리트 벽체와 슬래브의 정착부를 나타낸 도면이다. 이하 강판 콘트리트 구조 벽체에 있어 콘크리트 타설 전에 강판 등으로 이루어진 강재 구조물을 '강판 구조체'라 하기로 한다.

종래 기술에 따른 강판 구조체를 사용하여 시공되는 강판 콘크리트 벽체는, 형성하고자 하는 벽체의 양쪽에 강판(102)을 수직으로 배치하고 두 개의 강판(102)을 고정하기 위해 강봉 형태의 스트럿(strut)(106)를 사용하여 두 개의 강판(102)을 연결한 후, 두 개의 강판(102)이 구획하는 공간 내부에 콘크리트를 타설하여 벽체를 형성하게 된다. 이 때 강판(102)과 콘크리트의 부착을 용이하게 하기 위해 강판(102)의 내측 표면에는 다수의 스터드(stud)(104)가 설치되어 있다.

강판 콘크리트 벽체에 보(beam)나 슬래브(slab)를 접합하기 위해서는 철근(108)의 정착이 필요하다. 철근(108)의 정착을 위해 철근(108)의 단부에 표준갈고리(standard hook)를 만들어서 갈고리의 기계적 작용과 직선부분의 부착과의 조합작용으로 철근(108)을 정착하게 된다.

단부에 갈고리가 형성된 철근(108)을 강판 콘크리트 벽체에 정착하기 위해 강판(102)에 철근(108)이 삽입되도록 구멍을 뚫고서 갈고리를 구멍을 통해 삽입하여야 한다.

이와 같은 표준갈고리를 이용하여 철근을 정착하는 방법은 강판에 구멍을 뚫어야 하므로 강판에 단면의 손실이 발생하게 되고, 갈고리를 구멍을 통해 삽입해야 하므로 강판 설치 후 철근의 배근에 어려움이 있고 공기가 길어진다는 문제점이 있다.

또한, 강판 내부에 갈고리가 형성된 철근이 다수 배치되므로 벽체내 배관 설치 등을 위한 강판 내부로의 접근에 어려움이 있다.

본 발명은 강판 콘크리트 벽체에 보나 슬래브를 접합할 때 강판의 단면 손실 없이 철근을 정착할 수 있고, 벽체 강판 내부로의 접근이 용이한 강판 구조체를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 일면이 서로 대향하여 이격되는 제1 표면강판 및 제2 표면강판과, 제1 표면강판과 제2 표면강판의 이격거리를 유지하는 스트럿(strut)과, 플랜지가 제1 표면강판의 일면에 대향하여 제1 표면강판의 일면에 수평방향으로 접합되는 H 형 부재 및 H 형 부재와 상응하는 제1 표면강판의 타면에 접합되며, 철근이 결합되는 기계적 정착장치를 포함하는 강판 구조체가 제공된다.

강판 구조체에는 제1 표면강판의 타면과 기계적 장착장치 사이에 개재되어 접합되는 보강판을 더 포함할 수 있다.

제1 표면강판은, H 형 부재가 접합되는 후판 및 후판의 상하단에 접합되는 강판을 포함할 수 있으며, 후판의 두께는 강판의 두께보다 클 수 있다.

강판 구조체는 H 형 부재와 제2 표면강판을 연결하는 타이 바(tie bar)를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 타이 바는 H 형강일 수 있다.

그리고, 제1 표면강판 또는 제2 표면강판 중 적어도 어느 하나의 일면에 중력방향으로 구조적으로 강접되는 구조부재를 더 포함할 수 있다. 이 경우 타이 바는 H 형 부재 및 제2 표면강판에 강접되는 구조부재와 연결될 수 있다.

구조부재는, 제1 표면강판 및 제2 표면강판의 일면에 각각 결합되며, 서로 대향하는 한 쌍의 구조부재를 포함할 수 있고, 스트럿은 한 쌍의 구조부재 사이에 개재되어 결합될 수 있다.

H 형 부재의 웨브(web)에는 다수의 홀이 형성될 수 있다.

그리고, 표면강판의 일면에 돌출되어 결합되는 스터드(stud)를 더 포함할 수 있다.

강판 콘크리트 벽체에 보나 슬래브를 접합할 때 표면강판에 철근을 관통시키기 위한 홀이 형성되지 않으므로 단면손실이 없어 구조적 건전성을 향상시킬 수 있다.

또한, 현장에서 철근의 정착을 위한 시간이 줄일 수 있고, 표면강판 내부로의 접근이 용이하여 표면강판 내부에 배관, 전선관 등의 설치를 빠르게 할 수 있다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것 으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 본 발명에 따른 강판 구조체의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 강판 구조체의 사시도이고, 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 강판 구조체의 측면도이며, 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 강판 구조체의 평면도이다. 도 2 내지 도 4를 참조하면, 제1 표면강판(12), 제2 표면강판(14), 스트럿(strut)(16), 스터드(18), 플랜지(20a), 웨브(20b), H 형 부재(20), 정착판(22a), 이음부(22b), 기계적 정착장치(22), 타이 바(tie bar)(24)가 도시되어 있다.

본 실시예는 강판 콘크리트 벽체에 보(beam)나 슬래브(slab)를 접합하기 위해, 철근이 정착되는 강판 구조체에 관한 것으로, 일면이 서로 대향하여 이격되는 제1 표면강판(12) 및 제2 표면강판(14)과, 제1 표면강판(12) 및 제2 표면강판(14)의 이격거리를 유지하는 스트럿(16)과, 플랜지(flange)(20a)가 제1 표면강판(12)의 일면에 대향하여 제1 표면강판(12)의 일면에 수평방향으로 접합되는 H 형 부재(20) 및 H 형 부재(20)와 상응하는 제1 표면강판(12)의 타면에 접합되며, 철근이 정착되는 기계적 정착장치(22)를 필수구성요소로 하여, 강판 콘크리트 벽체에 보나 슬래브를 접합할 때 표면강판에 철근을 관통시키기 위한 홀이 형성되지 않으므로 단면손실이 없어 구조적 건전성을 향상시킬 수 있다.

제1 표면강판(12) 및 제2 표면강판(14)은 일면이 서로 대향하여 이격되어 표면강판 사이에 일정한 공간을 구획한다. 이러한 공간은 이후 콘크리트가 타설되는 곳으로 강판 콘크리트 벽체에 작용하는 하중에 따라 표면강판의 이격거리가 결정될 수 있다.

표면강판(12, 14)은 벽체 형성 후 콘크리트와 일체화되어 하중에 저항하게 된다. 또한, 이러한 표면강판(12, 14)은 하중에 의해 내부의 콘크리트가 파괴에 이르더라도 콘크리트를 구속하여 강판 콘크리트 벽체의 내력을 증가시킨다.

스트럿(16)은 제1 표면강판(12) 및 제2 표면강판(14)이 일정한 공간을 확보하도록 표면강판(12, 14)의 이격거리를 유지한다. 스트럿(16)은 제1 표면강판(12) 및 제2 표면강판(14)에 양단이 각각 결합되어 이격거리를 유지한다.

스트럿(16)은 벽체의 두께를 고려하여 표면강판(12, 14)의 이격거리를 유지하고 강판 구조체의 운반 등을 고려하여 적절한 강성을 가져야 한다. 대형 구조물의 벽체의 경우 벽체의 두께의 증가로 인해 두 개의 표면강판 간의 이격거리가 커지므로 강성이 큰 형강들을 스트럿(16)으로 이용할 수 있다.

스트럿(16)으로는 강봉, ㄱ 형강, ㄷ 형강, H 형강 , I 형강, T 형강 등 다양한 형태의 구조용 강재가 이용될 수 있다. 본 실시예에서는 강봉 형태의 스트 럿(16)을 사용한 형태를 제시한다.

H 형 부재(20)는 플랜지(20a)가 제1 표면강판(12)의 일면에 대향하여 제1 표면강판(12)의 일면에 수평방향으로 접합된다.

일반적으로 철근은 콘크리트 속에 묻혀서 인장력이나 압축력을 부담하게 되므로 철근이 그 능력을 발휘하기 위해서는 철근의 단부가 콘크리트로부터 빠져나오지 않도록 해야 한다. 이와 같이 철근의 단부가 콘크리트 속에서 빠져나오지 않도록 고정하는 것을 철근의 정착이라고 한다. 이러한 철근의 정착은 철근 단부의 묻힘길이(embedment length)에 관계가 있는데, 특히, 철근이 전강(全强)을 발휘할 수 있도록 콘크리트 속에 묻어 넣는 철근의 묻힘길이를 정착길이라고 한다. 한편, 철근 단부에 표준갈고리(standard hook)를 만들어서 갈고리의 기계적 작용과 직선부분의 부착과의 조합작용으로 정착하는 것도 가능하다. 그러나, 이러한 묻힘길이에 의한 정착이나 표준갈고리에 의한 정착은 철근을 벽체 표면강판의 내부에 매립하여야 하므로 표면강판에 홀을 형성하여야 한다. 이러한 홀의 형성은 표면강판에 단면손실을 가져오게 되고 구조적 안정성을 저해한다.

본 발명에 따른 철근의 정착은 제1 표면강판(12)의 타면에 기계적 정착장치(22)를 접합하고, 기계적 정착장치(22)에 철근을 결합하여 이루어지는데, 하중의 작용으로 인해 표면강판의 기계적 정착장치(22)의 접합부위가 구조적으로 취약할 수 있다. 따라서, 제1 표면강판(12)의 일면에 플랜지(20a)가 대향하도록 H 형 부재(20)를 접합한 후 H 형 부재(20)의 접합부위와 상응하는 위치의 제1 표면강판(12)의 타면에 기계적 정착장치(22)를 접합하여 표면강판의 기계적 정착장치(22) 의 접합부위를 보강하게 된다.

H 형 부재(20)는, 강판 구조체에 콘크리트를 타설하여 벽체를 형성하면 콘크리트에 매립되는데, H 형 부재(20)의 표면적이 넓으므로 콘크리트와의 접촉면적이 넓어, 철근에 작용하는 하중이 기계적 정착장치(22), 표면강판(12) 및 H 형 부재(20)를 거쳐 콘크리트에 용이하게 전달되고 따라서 철근의 정착력을 확보할 수 있다.

H 형 부재(20)의 웨브(20b)에는 다수의 홀(20c)을 형성되어 콘크리트 타설에 따른 공극발생을 방지할 수 있다. 즉, 강판 구조체에 콘크리트를 타설하면 H 형 부재(20)의 웨브(20b)의 하부에는 공기가 채워져 공극이 발생할 우려가 있으므로 웨브(20b)에 다수의 홀(20c)을 형성하여 웨브(20b) 하부의 공극발생을 방지하는 것이다.

기계적 정착장치(22)는 H 형 부재(20)와 상응하는 제1 표면강판(12)의 타면에 접합되며, 보나 슬래브의 철근이 결합된다. 즉, 제1 표면강판(12)의 일면에는 H 형 부재(20)가 수평방향으로 접합되며, 표면강판(12)을 사이에 두고 H 형 부재(20)와 대향하는 표면강판(12)의 타면에는 기계적 정착장치(22)가 접합된다.

보나 슬래브에 필요한 철근의 개수에 따라서 기계적 정착장치(22)의 개수가 결정되며 H 형 부재(20)의 길이방향을 따라 기계적 정착장치(22)가 열을 이루어 결합될 수 있다. 예를 들면, 슬래브의 정철근이나 부철근은 슬래브의 상하부에 설치되는데 슬래브의 폭을 따라 다수의 철근이 열을 이루어 배치된다. 이 경우 도 4에 도시된 바와 같이, 기계적 정착장치(22)가 H 형 부재(20)의 길이 방향을 따라 열을 이루어 표면강판(12)의 타면에 결합된다.

기계적 정착장치(22)는 철근을 기계적 정착방법(Mechanical Anchorage)에 따라 정착할 수 있는 장치로서, 정착판(22a)과 철근이 결합되는 이음부(22b)로 이루어질 수 있다. 정착판(22a)은 표면강판(12)의 타면에 용접되거나 볼트에 의해 결합될 수 있다. 이음부(22b)는 철근의 단부가 결합되는 곳으로 철근의 단부가 용접되거나 나사 결합된다.

한편, H 형 부재(20)와 제2 표면강판(14)을 연결하는 타이 바(tie bar)(24)를 더 둘 수 있다. 강판 콘크리트 벽체에 보나 슬래브를 접합하는 경우, 보나 슬래브의 접합부위는 구조적으로 취약한 위치이다. 따라서, 철근에 작용하는 하중을 제2 표면강판(14)까지 전달되도록 하기 위해 H 형 부재(20)와 제2 표면강판(14)을 연결하는 타이 바(24)를 둘 수 있다.

타이 바(24)는 H 형 부재(20)의 길이 방향으로 일정 간격을 두고 여러 개 설치하여 H 형 부재(20)에 전달되는 하중을 제2 표면강판(14)에 균일하게 전달하도록 할 수 있다. 이와 같은 구조를 통해, 철근, 기계적 정착장치(22), 제1 표면강판(12), H 형 부재(20), 타이 바(24) 및 제2 표면강판(14)이 일체적으로 결합되어 보나 슬래브에 작용하는 외부 하중을 강판 콘크리트 벽체에 안정적으로 전달될 수 있도록 한다.

타이 바(24)로는 강봉, ㄱ 형강, ㄷ 형강, H 형강, I 형강, T 형강 등 다양한 형태의 구조용 강재가 이용될 수 있다. 본 실시예에서는 타이 바(24)로 H 형강을 사용한 형태를 제시한다.

또한, 본 실시예에 따른 강판 구조체에는 표면강판(12, 14)의 일면에 돌출되어 결합되는 스터드(stud)(18)를 더 포함할 수 있다. 스터드(18)는 콘크리트 내에 매립되어 표면강판(12, 14)과 콘크리트가 일체적으로 거동하도록 하여 표면강판(12, 14)과 콘크리트의 합성작용에 의해 외부 하중에 저항한다.

스터드(18)는 콘크리트와 표면강판(12, 14)이 전면적에 걸쳐 일체적으로 거동하도록 표면강판(12)의 일면에 균일하게 배치할 수 있다.

한편, 제1 표면강판(12)의 타면과 기계적 정착장치(22) 사이에 보강판(미도시)을 더 개재할 수 있다. 표면강판(12)과 기계적 정착장치(22)가 직접 접합되는 부위는 응력이 집중되는 곳으로 표면강판(12)에 국부적 파손을 야기할 수 있으므로 표면강판(12)과 기계적 정착장치(22)사이에 보강판을 덧대어 표면강판(12)의 국부적 파손을 방지할 수 있다.

본 실시예에 따른 강판 구조체는, 형성하고자 하는 벽체의 크기에 따라 현장에서 직접 제작하거나, 하나의 단위모듈로 공장에서 제작하여 현장에서 다수의 단위모듈을 조립하여 벽체를 형성하는 것도 가능하다.

즉, 일면이 서로 대향하여 이격되는 한 쌍의 표면강판과, 한 쌍의 표면강판의 이격거리를 유지하는 스트럿(strut)을 포함하는 강판 구조체 및 본 실시예에 따른 강판 구조체를 단위모듈로 하여 현장에서 조립한 후, 콘크리트를 타설하여 벽체를 형성하는 것이다. 벽체가 형성되면 본 실시예에 따른 강판 구조체에 철근을 결합하고 슬래브를 형성하여 벽체-슬래브 구조를 형성할 수 있다.

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 강판 구조체의 측면도이며, 도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 강판 구조체의 평면도이다. 도 5 및 도 6을 참조하면, 제1 표면강판(12), 제2 표면강판(14), 스트럿(strut)(16), 스터드(18), H 형 부재(20), 기계적 정착장치(22), 타이 바(tie bar)(24), 구조부재(26)가 도시되어 있다.

본 실시예에 따른 강판 구조체는, 표면강판 및 콘크리트와 더불어 하중을 지지할 수 있는 구조부재를 두어 강판 콘크리트 벽체에 작용하는 축력 또는 횡력에 대해 효과적으로 저항할 수 있도록 한 것이다.

구조부재(26)는 제1 표면강판(12) 및 제2 표면강판(14) 중 적어도 어느 하나의 일면에 중력방향으로 구조적으로 강접(剛接)된다. 이러한 구조부재(26)는 표면강판(12, 14) 및 콘크리트와 더불어 강판 콘크리트 벽체에 작용하는 하중에 저항하게 된다.

구조부재(26)는 중력방향으로 배치되어 강판 콘크리트 벽체에 작용하는 축력에 저항하고, 지진, 바람 등에 의한 횡방향 하중에 저항할 수 있다. 즉, 구조부재(26)는 강판 콘크리트 벽체의 종방향으로 표면강판(12, 14)의 일면과 결합되어 강판 구조체 내의 콘크리트 및 표면강판(12, 14)과 더불어 축방향 하중에 저항함과 아울러 강판 콘크리트 벽체가 기초에 강접되면 지진 등에 의한 횡방향에 의한 전단력에 저항하게 된다.

구조부재(26)는 표면강판(12, 14) 및 콘크리트와 더불어 구조재로서의 역할을 수행하여 강판 콘크리트 벽체의 전체 두께를 줄일 수 있어 대형구조물의 벽체 형성에 유용하며, 표면강판(12, 14)의 두께를 줄일 수 있어 용접 접합 시 열변형을 줄일 수 있다.

또한, 이러한 구조부재(26)는 강판 구조체를 공장에서 제작하여 운반 시에 편심 또는 비틀림에 의한 강판 구조체의 변형을 방지하고, 강판 구조체에 콘크리트 타설 시 굳지 않은 콘크리트의 측압에 의한 강판 구조체의 변형을 방지할 수 있다.

표면강판(12, 14)과 구조부재(26)를 강접하는 방법으로는 고장력 볼트나 리벳을 이용하여 표면강판(12, 14)과 구조부재(26)를 강접하거나, 표면강판(12, 14)에 구조부재(26)를 용접하여 표면강판(12, 14)과 일체적으로 거동할 수 있도록 할 수 있다.

구조부재(26)로는 ㄱ 형강, H 형강, I 형강, T 형강 등 다양한 형태의 구조용 형강(形鋼)이 이용될 수 있다. 본 실시예에서는 구조부재(26)로서 H 형강을 사용하여 H 형강의 플랜지를 표면강판(12, 14)의 일면에 결합하여 강접하였다.

구조부재(26)는 제1 표면강판(12) 및 제2 표면강판(14) 중 하나의 표면강판에만 강접될 수도 있고, 제1 표면강판(12) 및 제2 표면강판(14)에 각각 강접되는 것도 가능하다. 표면강판(12, 14)의 일면에 결합되는 구조부재(26)의 개수는 강판 콘크리트 벽체에 작용하는 하중에 대응하여 적절한 개수를 정한다.

두 개의 표면강판(12, 14)에 구조부재(26)를 각각 강접시키는 경우 도 7에 도시된 바와 같이, 구조부재(26)를 서로 대향하도록 배치할 수 있다. 이 경우, 제1 표면강판(12)에 강접되는 구조부재(26)에 H 형 부재(20)의 단부를 결합할 수 있으며, H 형 부재(20)에 결합되는 타이 바(24)를 제2 표면강판(14)에 강접되는 구조부재(26)에 결합할 수 있다. 또한, 제1 강판(12) 및 제2 강판(14)의 이격거리를 유지 하는 스트럿(16)를 서로 대향하는 한 쌍의 구조부재(26)에 개재하여 결합할 수 있다.

표면강판(12, 14), H 형 부재(20), 구조부재(26) 및 타이 바(24)가 서로 일체적으로 연결되어 있어 철근으로부터 전달되는 하중을 효율적으로 부담할 수 있다.

표면강판(12, 14), 콘크리트 및 구조부재(26)의 합성작용에 의해 하중에 대한 강성이 증대되므로 표면강판의 두께의 증가없이 초고층 구조물이나 원전 구조물 등의 두꺼운 벽체를 형성할 수 있다. 따라서, 표면강판의 두께의 증가없이 보다 큰 하중에 대한 강성이 증대되므로 표면강판 두께를 최소화를 통해 강판 구조체의 제작 및 설치가 용이하고 강판 구조체를 모듈화하여 현장에서 조립하는 경우 모듈크기를 확대할 수 있다.

이외의 구성요소는 상술한 바와 같으므로 그 설명을 생략하기로 한다.

도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 강판 구조체의 측면도이며, 도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 강판 구조체의 평면도이다. 도 7 및 도 8을 참조하면, 후판(12a, 14a), 강판(12b, 14b), 제1 표면강판(12), 제2 표면강판(14), 스트럿(16), 스터드(18), H 형 부재(20), 기계적 정착장치(22), 타이 바(tie bar)(24)가 도시되어 있다.

강판 콘크리트 벽체에 접합되는 보 또는 슬래브에 하중이 작용하는 경우 인장력은 철근이 부담하게 되고 이에 따라 철근을 정착하는 기계적 정착장치(22)에 의해 인장력이 강판 콘크리트 벽체에 전달된다. 따라서 표면강판(12)과 기계적 정 착장치(22)의 접합부위는 응력이 집중되고 이에 따라 표면강판(12)에 국부적인 파손을 야기할 수 있다.

본 실시예는 기계적 정착장치(22)가 접합되는 부위의 표면강판(12)의 두께를 증가시켜 이러한 국부적인 파손을 방지하도록 한 것이다.

본 실시예에서는 제1 표면강판(12)이 H 형 부재(20)가 접합되는 후판(12a)과, 후판(12a)의 상하단에 접합되는 강판(12b)으로 구성되되, 후판(12a)은 강판(12b)의 두께보다 큰 두께를 갖도록 한다.

후판(12a) 및 강판(12b)은 용접에 의해 접합되어 하나의 표면강판(12)으로 구성될 수 있다.

후판(12a)의 일면에는 H 형 부재(20)가 수평방향으로 접합되며 그 타면에는 기계적 정착장치(22)가 접합된다.

한편, 도 7에 도시된 바와 같이, 제2 표면강판(14)도 제1 표면강판(12)과 같이, 후판(14a) 및 후판(14a)의 상하단에 접합되는 강판(14b)로 이루어질 수 있으며, H 형 부재(20)와 제2 표면강판(14)을 연결하는 타이 바(24)(tie bar)를 제2 표면강판(14)의 후판(12a)과 연결되도록 할 수 있다.

이외의 구성요소는 상술한 바와 같으므로 그 설명을 생략하기로 한다.

도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 강판 구조체의 사용상태도이다. 도 9를 참조하면, 후판(12a), 강판(12b), 제1 표면강판(12), 제2 표면강판(14), 스트럿(strut)(16), 스터드(18), H 형 부재(20), 기계적 정착장치(22), 타이 바(tie bar)(24), 슬래브 강판(26), 전단판(shear plate)(28), 철근(30), 스터드(32)이 도 시되어 있다.

도 9를 참조하여, 본 실시예에 따른 강판 구조체를 이용하여 강판 콘크리트 벽체-슬래브 구조를 형성하는 방법을 살펴 보면, 본 실시예에 따른 강판 구조체에 슬래브를 형성하기 위한 슬래브 강판(26)을 접합한다. 슬래브 강판(26)의 상면에는 콘크리트와의 일체적 거동을 위한 스터드(32)가 형성될 수 있다.

강판 구조체와 슬래브 강판(26)의 접합부위는 사용 시 전단에 취약한 부분이므로 강판 구조체와 슬래브 강판(26)의 접합부위에 전단판(shear plate)(28)를 둘 수 있다. 이러한 슬래브 강판(26)은 콘크리트 타설 시 거푸집을 역할을 하며, 콘크리트가 굳은 후에는 철근(30)과 더불어 외부 하중에 저항하는 구조재로서의 역할을 수행한다.

다음에, 슬래브용 철근(30)을 강판 구조체의 기계적 정착장치(22)에 결합한다. 강판 구조체, 슬래브 강판(30)및 철근(30)의 접합이 끝나면, 콘크리트를 강판 구조체의 내부 및 슬래브 강판(26) 상면에 타설하여 콘크리트를 양생한다.

본 실시예에서는 강판 콘크리트 벽체에 슬래브를 접합하는 것에 대해 설명하고 있으나, 보를 접합하기 위한 기계적 정착장치가 구비된 강판 구조체를 사용하여 강판 콘크리트 벽체-보 구조를 형성하는 것도 가능하다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

도 1은 종래 기술에 따른 강판 콘크리트 벽체와 슬래브의 정착부를 나타낸 도면.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 강판 구조체의 사시도.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 강판 구조체의 측면도.

도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 강판 구조체의 평면도.

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 강판 구조체의 측면도.

도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 강판 구조체의 평면도.

도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 강판 구조체의 측면도.

도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 강판 구조체의 평면도.

도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 강판 구조체의 사용상태도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

12, 14 : 표면강판 16 : 스트럿(strut)

18, 32 : 스터드 20 : H 형 부재

22 : 기계적 정착장치 24 : 타이 바(tie bar)

26 : 슬래브 강판 28 : 전단판(shear plate)

30 : 철근

Claims (10)

1. 일면이 서로 대향하여 이격되는 제1 표면강판 및 제2 표면강판과;

   상기 제1 표면강판과 상기 제2 표면강판의 이격거리를 유지하는 스트럿(strut)과;

   플랜지(flange)가 제1 표면강판의 일면에 대향하여 상기 제1 표면강판의 일면에 수평방향으로 접합되는 H 형 부재; 및

   상기 H 형 부재와 상응하는 제1 표면강판의 타면에 접합되며, 철근이 결합되는 기계적 정착장치를 포함하고,

   상기 제1 표면강판은, 상기 H 형 부재가 접합되는 후판과; 상기 후판의 상하단에 접합되는 강판을 포함하며,

   상기 후판의 두께는 상기 강판의 두께보다 큰 것을 특징으로 하는 강판 구조체.
2. 제1항에 있어서,

   상기 제1 표면강판의 타면과 상기 기계적 장착장치 사이에 개재되어 접합되는 보강판을 더 포함하는 강판 구조체.
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,

   상기 H 형 부재와 제2 표면강판에 연결되는 타이 바(tie bar)를 더 포함하는 강판 구조체.
5. 제4항에 있어서,

   상기 타이 바는 H 형강인 것을 특징으로 하는 강판 구조체.
6. 제1항에 있어서,

   상기 제1 표면강판 또는 상기 제2 표면강판 중 적어도 어느 하나의 일면에 중력방향으로 구조적으로 강접되는 구조부재를 더 포함하는 강판 구조체.
7. 제6항에 있어서,

   상기 타이 바는,

   상기 H 형 부재 및 상기 제2 표면강판에 강접되는 구조부재와 연결되는 것을 특징으로 하는 강판 구조체.
8. 제6항에 있어서,

   상기 구조부재는,

   상기 제1 표면강판 및 상기 제2 표면강판의 일면에 각각 결합되며, 서로 대향하는 한 쌍의 구조부재를 포함하고,

   상기 스트럿은 상기 한 쌍의 구조부재 사이에 개재되어 결합되는 것을 특징으로 하는 강판 구조체.
9. 제1항에 있어서,

   상기 H 형 부재의 웨브(web)에는 다수의 홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 강판 구조체.
10. 제1항에 있어서,

    상기 표면강판의 일면에 돌출되어 결합되는 스터드(stud)를 더 포함하는 강판 구조체.

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