KR101104823B1

KR101104823B1 - 조립식 강재틀

Info

Publication number: KR101104823B1
Application number: KR1020110075897A
Authority: KR
Inventors: 김성태; 김현선
Original assignee: (주)대흥이엔지
Priority date: 2011-07-29
Filing date: 2011-07-29
Publication date: 2012-01-16

Abstract

본 발명은 한쌍의 전방세로부재의 상단과 한쌍의 후방세로부재의 상단사이를 연결하는 한쌍의 상부가로부재를 구비하고, 상기 한쌍의 전방세로부재의 하단과 한쌍의 후방세로부재의 하단사이를 연결하는 한쌍의 하부가로부재를 구비하는 프레임부 ; 상기 한쌍의 전방세로부재의 상단과 상기 한쌍의 상부가로부재의 선단사이를 연결하는 전방상부연결구와, 상기 한쌍의 전방세로부재의 하단과 상기 한쌍의 하부가로부재의 선단사이를 연결하는 전방하부연결구와, 상기 한쌍의 후방세로부재의 상단과 상기 한쌍의 상부가로부재의 후단사이를 연결하는 후방상부연결구 및 상기 한쌍의 후방세로부재의 하단과 상기 한쌍의 상부가로부재의 후단사이를 연결하는 후방하부연결구를 구비하는 연결부 ;상기 한쌍의 전방세로부재사이에 높이방향으로 일정간격을 두고 양단이 고정되는 전방스크린부재와, 상기 한쌍의 후방세로부재사이에 높이방향으로 일정간격을 두고 양단이 고정되는 후방스크린부재를 구비하는 스크린부 ; 및 상기 전방상부연결구와 상기 후방하부연결구사이에 양단이 고정되는 제1대각부재와, 상기 후방상부연결부와 상기 전방 하부연결구사이에 양단이 고정되는 제2대각부재를 구비하는 크로스부 ;를 포함한다.

Description

조립식 강재틀{Assembly Steel Frame}

본 발명은 조립식 강재틀에 관한 것으로, 더욱 상세히는 시공면적대비 전체 부피를 최소화하면서 유실되는 토사나 유목의 충격력을 충분히 견딜 수 있는 강성을 확보할 수 있으며, 조립 후 틀변형 및 좌굴을 방지할 수 있는 한편, 설치장소의 폭크기에 맞추어 간편하고 신속하게 시공할 수 있으며, 시공 후 유지보수가 용이한 조립식 강재틀에 관한 것이다.

일반적으로 하상구배가 큰 계곡에서는 급류가 강바닥을 파고 양쪽 산기슭을 깎아서 산사태를 유발하므로 이를 방지하고 급류를 따라 토석이 하류로 흘러 내려가는 것을 방지하기 위하여 사방댐이 설치된다.

이러한 사방댐은 산간계곡 등의 상류에서 산사태가 발생하여 뿌리가 뽑힌 유목이 떠 내려와 댐에 걸리도록 함으로써 유목에 의한 유로의 변경을 방지하여 인명과 주택 및 농경지에 피해를 주는 것을 방지하게 된다.

종래에 이러한 사방댐은 대부분 콘크리트 구조물로 제작하였고, 콘크리트로 사방댐을 시공하는 경우에는 현장작업이 많아지기 때문에 현장조건에 따라 많은 제약을 받게 되는데, 이러한 제약들 중에 가장 큰 제약은 산기슭의 시공현장까지 트럭믹서가 진입하기 어렵다는 것이며, 산기슭에 사방댐을 설치하기 위해서는 현장믹서를 하여야 하는데, 현장믹서는 콘크리트의 혼합이 치밀하지 않아 품질저하를 야기한다는 단점이 있었다.

또한, 트럭믹서의 출입이 가능해도 시공현장에서는 콘크리트 타설을 위한 거푸집 등의 부대설비가 필요하며, 현장작업이 많아짐으로써 전체 시공기간이 길어지게 된다는 단점이 있었다.

따라서, 다수의 형강부재를 이용하여 육면체의 강재틀을 형성하고, 이러한 강재틀의 내부에 시공현장에서 채취한 돌 및 호박돌을 채운 상태로 중력식으로 강재틀을 적층하여 사방댐을 시공하였다.

이에 따라, 이러한 사방댐에 구비되는 조립식 강재틀의 주부재는 사방댐이 받는 토압 및 수압에 의해 변형되지 않을 정도의 충분한 강성을 갖고 있어야 하며, 강재틀을 조립함에 있어서 다른 형강과의 조립이 빠르게 이루어질 수 있는 구조를 갖는 것이 바람직하다.

그러나, 사방댐과 더불어 옹벽 축조, 기슭막이 등과 같은 다양한 장소에 조립 시공되는 강재틀은 일반적으로 주부재 사이를 여러 형태로 제작된 접합부재를 매개로 하여 연결시키게 되는데 조립 시공 후에 각 부재 사이에서 하중 전달이 제대로 이루어지지 않아 강재틀 구조로서의 전체적인 성능이 열악해지는 단점이 있었다.

대한민국 등록특허 제0507744호(2005.8.3)에는 육면체 구조를 갖는 강재틀의 내부 일측면의 전면에 접하여 고정되는 제1강망과, 제1강망으로부터 일정간격으로 떨어져 상호 마주하여 위치하며 강재틀의 평행한 4모서리에 대응하여 위치한 4개의 형강의 일측에 각각의 꼭지점이 고정된 제2강망을 포함하는 강재틀이 개시되어 있다.

그러나, 이러한 종래의 강재틀은 하부로부터 상부로 적층하여 사방댐을 시공하는 과정에서 넓은 저면 폭을 확보해야만 하기 때문에 사방댐의 전체부피가 커지게 되는 문제점이 있었다.

또한, 상기 강재틀을 조립하는 과정에서 상부 주부재와 하부주부재가 맞닿아 연결되지 않기 때문에 이로 인하여 조립 후 좌굴이 발생될 수 있고, 상,하부 주부재에 관통형성된 장홀에 체결되는 체결부재를 매개로 서로 연결하여 조립하는 과정에서 체결부재의 유격으로 인해 밀림 현상이 발생할 수 있다.

그리고, 강재틀의 전단변형을 막는 대각선 브레이싱 부재가 단일부재로 이루어지고, 연단거리가 확보되지 않아 체결부위가 손상되는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 그 목적은 시공면적대비 전체 부피를 최소화하면서 유실되는 토사나 유목의 충격력을 충분히 견딜 수 있는 강성을 확보할 수 있으며, 조립 후 틀변형 및 좌굴을 방지할 수 있는 한편, 설치장소의 폭크기에 맞추어 간편하고 신속하게 시공할 수 있으며, 시공 후 유지보수가 용이한 조립식 강재틀을 제공하고자 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 구체적인 수단으로서 본 발명은, 한쌍의 전방세로부재의 상단과 한쌍의 후방세로부재의 상단사이를 연결하는 한쌍의 상부가로부재를 구비하고, 상기 한쌍의 전방세로부재의 하단과 한쌍의 후방세로부재의 하단사이를 연결하는 한쌍의 하부가로부재를 구비하는 프레임부 ; 상기 한쌍의 전방세로부재의 상단과 상기 한쌍의 상부가로부재의 선단사이를 연결하는 전방상부연결구와, 상기 한쌍의 전방세로부재의 하단과 상기 한쌍의 하부가로부재의 선단사이를 연결하는 전방하부연결구와, 상기 한쌍의 후방세로부재의 상단과 상기 한쌍의 상부가로부재의 후단사이를 연결하는 후방상부연결구 및 상기 한쌍의 후방세로부재의 하단과 상기 한쌍의 상부가로부재의 후단사이를 연결하는 후방하부연결구를 구비하는 연결부 ; 상기 한쌍의 전방세로부재사이에 높이방향으로 일정간격을 두고 양단이 고정되는 전방스크린부재와, 상기 한쌍의 후방세로부재사이에 높이방향으로 일정간격을 두고 양단이 고정되는 후방스크린부재를 구비하는 스크린부 ; 및 상기 전방상부연결구와 상기 후방하부연결구사이에 양단이 고정되는 제1대각부재와, 상기 후방상부연결구와 상기 전방 하부연결구사이에 양단이 고정되는 제2대각부재를 구비하는 크로스부 ;를 포함하는 조립식 강재틀을 제공한다.

바람직하게, 상기 제1대각부재와 제2대각부재가 서로 교차하는 교차부위에 관통형성되는 체결공에 체결되는 체결부재를 매개로 서로 일체로 조립된다.

바람직하게, 콘크리트 구조물로 이루어지는 좌우양측 댐어깨부 사이에 함몰형성된 차단부를 포함하고, 상기 차단부의 상부면에 높이방향으로 다층으로 적층되는 복수개의 강재틀 중 하부측 강재틀의 상부가로부재는 상부측 강재틀의 하부가로부재로 대체되어 상기 제1,2대각부재의 상단이 체결되는 전,후방상부연결구와 결합된다.

바람직하게, 상기 전방 상,하부연결구는 상기 상,하부가로부재의 각 웹에 형성된 체결공과 대응하는 체결공을 관통형성하여 체결부재를 매개로 결합되는 제1플레이트와, 상기 전,후방세로부재의 각 제1플랜지에 형성된 다른 체결공과 체결공을 관통형성하여 체결부재를 매개로 결합되는 제2플레이트 및 상기 제1,2플레이트의 내부면사이에 직교하도록 지지하는 보강플레이트를 포함한다.

더욱 바람직하게, 상기 보강플레이트는 상기 제1,2대각부재의 양단과 체결부재를 매개로 결합되도록 관통형성되는 체결공을 구비한다.

상기한 바와 같은 본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.

(1) 전,후방세로부재와 상,하부가로부재로 이루어지는 프레임부를 전,후방 상,하부연결구로서 서로 연결하고, 전,후방 스크린부재를 구비하며, 전,후방 상,하부 연결구사이를 대각방향으로 교차하도록 제1,2대각부재를 구비함으로써 어깨땜사이에 형성된 차단부의 상부면에 높이방향 및 폭방향으로 다층으로 간편하고 견고하게 설치될 수 있기 때문에 상류측으로부터 유입되는 토사나 유목의 충격을 충분히 견딜 수 있어 구조적 안정성을 향상시킬 수 있고, 댐의 폭크기에 맞추어 작업자가 간편하고 신속하게 시공하여 현장에서의 시공성을 향상시킬 수 있는 한편, 시공후 유지보수가 용이하여 유지비용을 절감할 수 있다.

(2) 또한, 상부측 강재틀과 하부측 강재틀이 하나의 가로부재를 매개로 상호연결되기 때문에 상하적층되는 강재틀 구조물의 내구성 및 결합성을 향상시킬 수 있고, 부재사용량을 줄여 제조원가를 절감할 수 있다.

(3) 강재틀의 측면에 대각방향으로 서로 교차하도록 제1,2대각부재를 구비하고, 제1,2대각부재의 양단부는 세로부재와 가로부재사이를 연결하는 모서리에 구비되는 연결구를 매개로 연결됨으로써 구조적 안전성 및 압축하중을 충분히 확보할 수 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 조립식 강재틀을 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 조립식 강재틀을 도시한 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 조립식 강재틀을 다층으로 적층한 적층구조물을 도시한 전체 사시도이다.
도 4(a)(b)(c)는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 조립식 강재틀을 개별적으로 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 조립식 강재틀을 이용한 사방댐을 도시한 정면도이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 조립식 강재틀을 이용한 사방댐의 다른 형태를 도시한 측면도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

본 발명의 바람직 실시 예에 따른 조립식 강재틀(100a)은 도 5와 도 6에 도시한 바와같이, 콘크리트 구조물로 이루어지는 좌우양측 댐어깨부(101,101') 사이에 함몰형성된 차단부(102)에 적어도 하나의 구비되어 급류를 따라 하류측으로 토석이나 유목이 흘러 내려가지 않도록 차단하는 사방댐(100)에 적용되는 것으로 도시하고 설명하였지만 이에 한정되는 것은 아니며 옹벽 등과 같이 강재틀을 이용하여 시공되는 강재구조물에도 적용될 수 있다.

상기 강재틀(100a)은 도 1 내지 도 4에 도시한 바와 같이, 육면체의 강재구조물로 조립될 수 있도록 프레임부(110), 연결부(120), 스크린부(130) 및 크로스부(140)를 포함한다.

상기 프레임부(110)는 한쌍의 전방세로부재(111,111), 한쌍의 후방세로부재(113,113), 한쌍의 상부가로부재(115,115) 및 한쌍의 하부가로부재(117,117)을 포함하는바, 상기 한쌍의 전방세로부재(111,111)의 각 상단과, 한쌍의 후방세로부재(113,113)의 각 상단사이는 상기 한쌍의 상부가로부재(115,115)를 매개로 서로 연결된다.

또한, 상기 한쌍의 전방세로부재(111,111)의 각 하단과, 한쌍의 후방세로부재(113,113)의 각 하단사이는 상기 한쌍의 하부가로부재(117,117)를 매개로 서로 연결된다.

여기서, 상기 전,후방세로부재(111,113)는 제1,2플랜지(111a,113a,111c,113c)사이를 웹(111b,113b)으로 연결하는 대략 H단면상의 형강부재로 이루어지고, 상기 상,하부가로부재(115,117)는 제1,2플랜지(115a,117a,115c,117c)사이를 웹(115b,117b)으로 연결하는 대략 H단면상의 형강부재로 이루어지거나 ㄷ 단면상의 앵글부재로 이루어질 수 있다.

상기 연결부(120)는 전방상,하부연결구(121,122) 및 후방 상,하부연결구(123,124)를 포함하는바, 상기 전방상부연결구(121,121)는 상기 한쌍의 전방세로부재(111,111)의 상단과 상기 한쌍의 상부가로부재(115,115)의 선단사이를 서로 연결하는 연결브라켓이고, 상기 전방하부연결구(122,122)는 상기 한쌍의 전방세로부재(111,111)의 하단과 상기 한쌍의 하부가로부재(117,117)의 선단사이를 서로 연결하는 연결브라켓이다.

또한, 상기 후방상부연결구(123,123)는 상기 한쌍의 후방세로부재(113,113)의 상단과 상기 한쌍의 상부가로부재(115,115)의 후단사이를 서로 연결하는 연결브라켓이고, 상기 후방하부연결구(124,124)는 상기 한쌍의 후방세로부재(113,113)의 하단과 상기 한쌍의 하부가로부재(117,117)의 후단사이를 서로 연결하는 연결브라켓이다.

여기서, 상기 전방 상,하부연결구(121,122) 및 후방 상,하부연결구(123,124)는 상기 상,하부가로부재(115,117)의 각 웹(115c,115c)에 형성된 체결공과 대응하는 체결공을 관통형성하여 체결부재(118,116)를 매개로 결합되는 제1플레이트(121a,122a,123a,124b)와, 상기 전,후방세로부재(111,113)의 각 제1플랜지(111a,113a)에 형성된 다른 체결공과 대응하는 체결공을 관통형성하여 체결부재(112,114)를 매개로 결합되는 제2플레이트(121b,122b,123b,124b) 및 상기 제1,2플레이트(121a,121b,122a,122b,123a,124b)의 내부면사이에 직교하도록 지지하는 보강플레이트(121c,122c,123c,124c)를 포함한다.

그리고 상기 보강플레이트(121c,122c,123c,124c)에는 후술하는 제1,2대각부재(141,142)의 양단과 체결부재(113,144)를 매개로 결합되도록 관통형성되는 체결공을 구비한다.

상기 스크린부(130)는 상기 프레임부의 상류측으로 급류와 더불어 유입되는유목과 토석이 상기 프레임부의 하류측으로 통과하지 않게 거르도록 전방스크린부재(131)와 후방스크린부재(133)를 포함한다.

상기 전방스크린부재(131)는 상기 한쌍의 전방세로부재(111,111)사이에 높이방향으로 일정간격을 두고 좌우양단이 각각 체결부재(135)를 매개로 고정되는 복수개의 강재로 이루어질 수 있다.

상기 후방스크린부재(133)는 상기 한쌍의 후방세로부재(113,113)사이에 높이방향으로 일정간격을 두고 좌우양단이 각각 체결부재를 매개로 하여 고정되는 복수개의 강재로 이루어질 수 있다.

여기서, 상기 전,후방스크린부재(131,133)는 상기 전,후방세로부재(111,113)의 제1,2플랜지사이에 좌우양단이 배치되고, 적어도 하나의 가로보강부재(133,134)와 더불어 수평하게 배치될 수 있다.

그리고, 상기 전,후방스크린부재(131,133)는 사각단면 또는 원형단면상의 중공부재 또는 중실부재로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 상부가로부재(115,115)에는 도 2에 도시한 바와 같이, 상부로부터 유목이나 토석이 유입되는 것을 차단하도록 상부스크린부재(137)의 양단을 일정간격을 두고 복수개 구비하는 것이 바람직하며, 상기 상부가로부재(115,115)는 하부로 개방된 ㄷ단면상의 앵글부재로 이루어질 수 있다.

상기 크로스부(140)는 상기 전방상부연결구(121)와 상기 후방하부연결구(124)사이를 대각방향으로 연결하도록 이들에 양단이 각각 체결부재(143)로서 체결되어 고정되는 일정길이의 제1대각부재(141)를 구비하고, 상기 후방상부연결구(123)와 상기 전방 하부연결구(122)사이를 대각방향으로 연결하도록 이들에 양단이 각각 체결부재(144)로서 체결되어 고정되는 일정길이의 제2대각부재(142)를 구비한다.

그리고, 상기 제1대각부재(141)와 제2대각부재(142)가 서로 교차하는 교차부위에 관통형성되는 체결공에 체결되는 체결부재(145)를 매개로 서로 일체로 조립되는 것이 바람직하다.

한편, 상기한 구성을 갖는 강재틀(100a)은 도 6에 도시한 바와 같이, 좌우어깨부(101,101')사이에 함몰형성된 차단부(102)의 상부면에 높이방향으로 다층으로 적층되고, 폭방향으로 적층되는 적층구조물로 이루어질 수 있다.

이때, 하부측 강재틀(100a)의 상부가로부재(115)는 상부측 강재틀(100a)의 하부가로부재(117)로 대체되어 상기 제1,2대각부재(141,142)의 상단이 체결되는 전,후방상부연결구(121,123)와 결합됨으로써 수직으로 적층되는 강재틀(110a)을 서로 일체로 연결하면서 강재사용량을 줄일 수 있는 것이다.

그리고, 상기 강재틀을 다층으로 적층할 때, 최상측 강재틀(100a)의 상부 가로부재(115)는 상기 상부스크린부재(137)의 양단을 체결부재로 고정시키도록 하부로 개방된 대략 ㄷ단면상의 앵글부재로 이루어지고, 최하측 강재틀(100b)의 하부가로부재(117)는 콘크리트 구조물인 차단부의 상부면에 접하여 앵커부재로서 위치고정되도록 상부로 개방된 대략 ㄷ단면상의 앵글부재로 이루어질 수 있다.

한편, 상기 상부가로부재(115)는 하부가로부재(117)의 형성길이가 짧게 형성하여 전,후방 세로부재(111,113)와 서로 다른 길이를 갖는 상,하부 가로부재(115,117)사이를 전,후방상,하부연결구(121,122,123,124)를 매개로 연결함으로써 대략 사다리꼴 형상의 강재틀(100a)로 이루어질 수 있으며, 이러한 강재틀(100a)을 차단부(102)의 상부면으로부터 상부로 다층으로 적층하여 전체적으로 하부로부터 상부로 갈수록 단면적이 넓어지는 사다리꼴 단면상 강재구조물을 제작할 수 있는 것이다.

본 발명은 특정한 실시 예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 알 수 있음을 밝혀두고자 한다.

110 : 프레임부 111 : 전방세로부재
113 : 후방세로부재 115 : 상부가로부재
117 : 하부가로부재 120 : 연결부
121 : 전방상부연결구 122 : 전방하부연결구
123 : 후방상부연결구 124 : 후방하부연결구
130 : 스크린부 131 : 전방스크린부재
133 : 후방스크린부재 140 : 크로스부
141 : 제1대각부재 142 : 제2대각부재

Claims

한쌍의 전방세로부재의 상단과 한쌍의 후방세로부재의 상단사이를 연결하는 한쌍의 상부가로부재를 구비하고, 상기 한쌍의 전방세로부재의 하단과 한쌍의 후방세로부재의 하단사이를 연결하는 한쌍의 하부가로부재를 구비하는 프레임부 ;
상기 한쌍의 전방세로부재의 상단과 상기 한쌍의 상부가로부재의 선단사이를 연결하는 전방상부연결구와, 상기 한쌍의 전방세로부재의 하단과 상기 한쌍의 하부가로부재의 선단사이를 연결하는 전방하부연결구와, 상기 한쌍의 후방세로부재의 상단과 상기 한쌍의 상부가로부재의 후단사이를 연결하는 후방상부연결구 및 상기 한쌍의 후방세로부재의 하단과 상기 한쌍의 상부가로부재의 후단사이를 연결하는 후방하부연결구를 구비하는 연결부 ;
상기 한쌍의 전방세로부재사이에 높이방향으로 일정간격을 두고 양단이 고정되는 전방스크린부재와, 상기 한쌍의 후방세로부재사이에 높이방향으로 일정간격을 두고 양단이 고정되는 후방스크린부재를 구비하는 스크린부 ; 및
상기 전방상부연결구와 상기 후방하부연결구사이에 양단이 고정되는 제1대각부재와, 상기 후방상부연결구와 상기 전방하부연결구사이에 양단이 고정되는 제2대각부재를 구비하는 크로스부 ;를 포함하는 조립식 강재틀.
제1항에 있어서,
상기 제1대각부재와 제2대각부재가 서로 교차하는 교차부위에 관통형성되는 체결공에 체결되는 체결부재를 매개로 서로 일체로 조립되는 것을 특징으로 하는 조립식 강재틀.
제1항에 있어서,
콘크리트 구조물로 이루어지는 좌우양측 댐어깨부 사이에 함몰형성된 차단부를 포함하고,
상기 차단부의 상부면에 높이방향으로 다층으로 적층되는 복수개의 강재틀 중 하부측 강재틀의 상부가로부재는 상부측 강재틀의 하부가로부재로 대체되어 상기 제1,2대각부재의 상단이 체결되는 전,후방상부연결구와 결합되는 것을 특징으로 하는 조립식 강재틀.
제1항에 있어서,
상기 전방 상,하부연결구는 상기 상,하부가로부재의 각 웹에 형성된 체결공과 대응하는 체결공을 관통형성하여 체결부재를 매개로 결합되는 제1플레이트와, 상기 전,후방세로부재의 각 제1플랜지에 형성된 다른 체결공과 체결공을 관통형성하여 체결부재를 매개로 결합되는 제2플레이트 및 상기 제1,2플레이트의 내부면사이에 직교하도록 지지하는 보강플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 조립식 강재틀.
제4항에 있어서,
상기 보강플레이트는 상기 제1,2대각부재의 양단과 체결부재를 매개로 결합되도록 관통형성되는 체결공을 구비하는 것을 특징으로 하는 조립식 강재틀.