KR101059578B1 - Ｉ형 콘크리트 충전 강관 거더 - Google Patents

Abstract

본 발명은 콘크리트가 완전 충전된 종래의 강관 거더에 비해 콘크리트 충전량을 줄이면서도, 굽힘 강성을 향상시킬 수 있도록 한 구성을 통해, 재료비를 절감하고, 경량으로 인해 시공이 용이하며, 취급이 용이하여 안전성을 높일 수 있도록 한 I형 콘크리트 충전 강관 거더에 관한 것으로, 강관, 상기 강관 내부의 좌우측에 각각 서로 이격되어 상기 강관의 길이방향을 따라 구비되고 그 상하단부가 상기 강관에 고정 결합되는 한 쌍의 격벽 부재 및 상기 한 쌍의 격벽 부재 사이에 충전되는 콘크리트 충전부를 포함하여 구성되되, 상기 콘크리트 충전부의 단면 형상이 'I'자 형상이 되도록 상기 한 쌍의 격벽 부재의 단면은 중앙을 향해 돌출되도록 가공된 것을 특징으로 한다.

Description

Ｉ형 콘크리트 충전 강관 거더{TUBE IN CONCRETE BEAM GIRDER}

본 발명은 I형 콘크리트 충전 강관 거더에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 강관 내에 타설되어 형성되는 콘크리트 구조물의 단면 형상을 개선하여 경량이면서도 굽힘 강성을 강화한 I형 콘크리트 충전 강관 거더에 관한 것이다.

일반적으로 CFT(Concrete Filled steel Tube)라 불리는 콘크리트 충전 강관(鋼管)은 원형 단면의 강관 내부에 콘크리트를 충전한 것으로, 강관의 급격한 국부좌굴 변형을 억제하는 콘크리트와, 충전된 콘크리트에 대한 구속효과를 통해 콘크리트의 강도를 향상시키는 강관의 상호 보완작용에 의해, 우수한 내력과 변형 성능, 소음 및 진동 억제와 같이 구조 성능을 현저히 향상시킬 수 있어서 근래에 교량의 거더(Girder)에 많이 사용되고 있다.

그러나, 상기한 바와 같은 종래의 콘크리트 충전 강관은 강관 내부에 콘크리트를 완전 충전하여 사용됨으로써, 충전되는 재료인 콘크리트 자체의 무게로 인해 교량에 작용하는 하중이 커지고, 콘크리트가 많이 들어 비경제적일 뿐만 아니라 작업시에도 고하중으로 인해 시공이 복잡하고 안전성이 떨어지는 등의 문제점이 있었다.

상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명은 콘크리트가 완전 충전된 종래의 강관 거더에 비해 콘크리트 충전량을 줄이면서도, 굽힘 강성 을 향상시킬 수 있도록 한 구성을 통해, 재료비를 절감하고, 경량으로 인해 시공이 용이하며, 취급이 용이하여 안전성을 높일 수 있도록 한 I형 콘크리트 충전 강관 거더를 제공하고자 하는 데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 콘크리트 충전량을 줄여 거더의 자체 중량이 감소됨으로써, 시공 후에도 장기간 안정성을 유지하는 I형 콘크리트 충전 강관 거더를 제공하는데 목적이 있다.

또한, 본 발명은 구조가 복잡하지 않고, 제작 공정을 단순화 할 수 있도록 한 I형 콘크리트 충전 강관 거더를 제공하고자 하는 데 목적이 있다.

상기한 바와 같은 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명인 I형 콘크리트 충전 강관 거더는,

강관,

상기 강관 내부의 좌우측에 각각 서로 이격되어 상기 강관의 길이방향을 따라 구비되고 그 상하단부가 상기 강관에 고정 결합되는 판 형태의 한 쌍의 격벽 부재 및

상기 한 쌍의 격벽 부재 사이에 콘크리트가 충전되어 이루어지는 콘크리트 충전부를 포함하여 구성되되,

상기 콘크리트 충전부의 단면 형상이 'I'자 형상이 되도록 상기 한 쌍의 격벽 부재의 단면은 중앙을 향해 돌출되어 형성된 것을 특징으로 하며,

여기서, 상기 강관은 원형으로 하며,

상기 격벽 부재의 단면의 형태는 그 상하부가 강관의 중심 측을 향해 경사진 경사부로 이루어지고, 상기 경사부 사이에 위치하는 중앙부는 강관의 수직 중심선과 평행한 수직부로 이루어지는 형태이며,

또한, 상기 격벽 부재의 상하단부에는 강관의 수직 중심선과 평행한 추가 수직부가 더 구비되며,

상기 격벽 부재는 상기 강관과 동일한 재질로 이루어진다.

또한, 본 발명은 상기한 구성에,

상기 강관 및 격벽부재 중 콘크리트 충전부와 접하는 면에는 다수의 스터드 볼트들이 구비되며,

상기 강관 내부의 최상 및 최하면에는 각각 T형강이 상기 강관의 길이방향을 따라 고정 설치되며,

상기 콘크리트 충전부의 상하부에는 각각 강선이 설치되는 것을 특징으로 한다.

상기한 바와 같은 과제해결수단을 통해, 본 발명은 굽힘 강성 등의 성능 저화 없이도 콘크리트 충전량을 줄일 수 있으므로 재료비가 적게 들며, 가벼워 시공이 용이하며, 작업시 안전성을 높일 수 있으며, 경량이어서 시공 후에도 장기간 안정성을 유지할 수 있는 효과가 있으며, 또한 구조가 복잡하지 않고, 제작 공정이 간단한 이점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 I형 콘크리트 충전 강관 거더를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 I형 콘크리트 충전 강관 거더를 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 I형 콘크리트 충전 강관 거더의 응용례를 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 I형 콘크리트 충전 강관 거더의 또 다른 응용례를 도시한 단면도이다.

본 발명에 따른 굽힘 강성이 강화된 콘크리트 충전 강관(2) 거더(1)의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면, 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 I형 콘크리트 충전 강관 거더를 도시한 사시도이며, 도 2는 본 발명에 따른 I형 콘크리트 충전 강관 거더를 도시한 단면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 I형 콘크리트 충전 강관 거더의 응용례를 도시한 단면도이며, 도 4는 본 발명에 따른 I형 콘크리트 충전 강관 거더의 또 다른 응용례를 도시한 단면도이다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명은 강관(2, Steel tube or Steel pipe)의 내부에 콘크리트(Concrete)를 충전(充塡)하되, 충전된 콘크리트 단면 형태를 개량하여 굽힘 강성이 강화된 콘크리트 충전 강관 거더(1)에 관한 것이다.

여기에 사용되는 강관(2)으로는 여러 형태가 사용될 수 있으나, 외적 미관이 우수하고 제작이 쉬워 일반적으로 콘크리트 충전 강관(2)으로 널리 사용되는 원형(圓形) 강관(2)이 사용됨이 바람직하다.

그리고 상기 강관(2) 내에는 한 쌍의 격벽 부재(3)와 콘크리트 충전부(4)가 설치되는데, 본 발명은 상기 한 쌍의 격벽 부재(3)와 콘크리트 충전부(4)의 형태에 주요 특징이 있다 하겠다.

이에 대해 구체적으로 설명하면, 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이 상기 한 쌍의 격벽 부재(3)는 강관(2)의 단면 중심을 상하로 가로지르는 수직 중심선을 기준으로 좌우 양측으로 동일한 거리에 서로 대칭되는 형태로 설치되고 상기 강관(2)의 길이방향을 따라 연속적으로 설치되는 판 형태의 부재로서, 그 상하단이 상기 강관(2)에 각각 결합되어 고정된다.

그리고 상기 콘크리트 충전부(4)는 서로 이격되어 있는 한 쌍의 격벽 부재(3) 사이에 타설되어 충전됨으로써 형성되는 콘크리트 구조물로서, 그 단면 형태는 격벽 부재(3)의 형태에 의해 좌우되게 된다.

이와 같은 한 쌍의 격벽 부재(3)와 콘크리트 충전부(4)에 강성을 부여하기 위해, 본 발명에서는 격벽 부재(3)가 강관(2)의 중심을 향해 돌출된 형태를 취하게 되는데, 그 구체적인 형태로는 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이 단면의 형태가 상하부는 강관(2)의 중심 측을 향해 경사진 경사부(3-1)로 이루어지고, 상기 경사부(3-1) 사이에 위치하는 중앙부는 강관(2)의 수직 중심선과 평행한 수직부(3-2)로 이루어지는 형태, 즉 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이

형태가 바람직하다.

아울러, 상기 격벽 부재(3)의 상하단부에는 강관(2)의 수직 중심선과 평행한 추가 수직부(3-3)가 더 구비됨이 더욱 바람직하다.

상기한 바와 같은 격벽 부재(3)의 형태로 인해 그 내부에 형성되는 콘크리트 충전부(4)는 'I'자의 단면 형상을 취하게 되는데, 이로 인해 원형 단면 형상의 콘크리트 충전부(4)를 구비한 종래의 콘크리트 충전 강관 거더(1)에 비해 본 발명은 재료역학적인 면에서 단면 2차 모멘트의 크기를 크게 하여 굽힘 강성을 높일 수 있게 되는 것이다.

상기 격벽 부재(3)는 강관(2)의 재질과 동일한 재질로 구성함으로써 강관(2)의 기능을 보완하는 역할도 겸할 수 있도록 함이 바람직하다.

그리고 본 발명에서는 콘크리트 충전부(4)와 접하는 강관(2)의 상하부 내면과 격벽 부재(3)의 내면에 다수 개의 스터드(5) 볼트를 구비함으로써 충전되는 콘크리트와 강관(2) 및 격벽 부재(3)가 견고히 결합될 수 있도록 한다.

본 발명의 응용례로서, 도 3에 도시된 바와 같이 강관(2) 내부의 최상 및 최하면에 강관(2)의 길이방향을 따라 각각 T형강(6)이 고정 설치되어 콘크리트의 인장강도를 보강하도록 구성된다.

그리고 본 발명의 또 다른 응용례로서, 도 4에 도시된 바와 같이 콘크리트 충전부의 상하부에는 각각 한 쌍의 강선(7)이 추가로 설치되어 콘크리트의 인장강도를 보강할 수 있으며, 특히 본 발명은 강선(7)을 통해 거더(1)에 작용하는 응력이나 하중에 대한 저항력이 강화되어 거더 및 거더가 설치된 교량의 내구성과 안정성을 향상시킬 수 있다.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명은 콘크리트가 완전 충전된 종래의 콘크리트 충전 강관 거더에 비해 적은 양의 콘크리트를 사용하면서도 보다 나은 굽힘 강성을 가짐으로 인해 재료비를 절감하고 경량의 거더를 구성할 수 있으며, 특히 본 발명은 강관의 내부에 한 쌍의 격벽부재를 용접 등의 방법으로 고정한 후 콘크리트 타설작업을 통한 간단한 공정으로 제작이 가능하여 제작이 쉽고 자체 중량이 작아서 설치작업이 용이한 이점을 가지게 되는 것이다.

이와 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술분야에 있어 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 것이다.

그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하며, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수 있다.

1: 거더 2: 강관
3: 격벽부재 3-1: 경사부
3-2: 수직부 3-3: 추가수직부
4: 콘크리트 충전부 5: 스터드
6: T형강 7: 강선

Claims (8)

1. 강관,
   상기 강관 내부의 좌우측에 각각 서로 이격되어 상기 강관의 길이방향을 따라 구비되고 그 상하단부가 상기 강관에 고정 결합되는 판 형태의 한 쌍의 격벽 부재 및
   상기 한 쌍의 격벽 부재 사이에 콘크리트가 충전되어 이루어지는 콘크리트 충전부를 포함하여 구성되되,
   상기 콘크리트 충전부의 단면 형상이 'I'자 형상이 되도록 상기 한 쌍의 격벽 부재의 단면은 중앙을 향해 돌출되어 형성된 것을 특징으로 하는 I형 콘크리트 충전 강관 거더
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 강관은 원형인 것을 특징으로 하는 I형 콘크리트 충전 강관 거더
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 격벽 부재의 단면의 형태는 그 상하부가 강관의 중심 측을 향해 경사진 경사부로 이루어지고, 상기 경사부 사이에 위치하는 중앙부는 강관의 수직 중심선과 평행한 수직부로 이루어지는 형태인 것을 특징으로 하는 I형 콘크리트 충전 강관 거더
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 격벽 부재의 상하단부에는 강관의 수직 중심선과 평행한 추가 수직부가 더 구비됨을 특징으로 하는 I형 콘크리트 충전 강관 거더
5. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 격벽 부재는 상기 강관과 동일한 재질로 이루어짐을 특징으로 하는 I형 콘크리트 충전 강관 거더
6. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 강관 및 격벽부재 중 콘크리트 충전부와 접하는 면에는 다수의 스터드 볼트들이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 I형 콘크리트 충전 강관 거더
7. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 강관 내부의 최상 및 최하면에는 각각 T형강이 상기 강관의 길이방향을 따라 고정 설치되는 것을 특징으로 하는 I형 콘크리트 충전 강관 거더
8. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 콘크리트 충전부의 상하부에는 각각 강선이 설치되는 것을 특징으로 하는 I형 콘크리트 충전 강관 거더

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