KR101162179B1 - 전단연결재 형상의 고정 부재를 이용한 데크플레이트와 강재 보의 결합 구조 및 그에 따른 합성보 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 데크플레이트가 강재 보에 매달린 형태로 결합되어 층고 절감이 가능한 고정 부재를 이용한 데크플레이트와 강재 보의 결합 구조 및 그에 따른 합성보에 관한 것이다. 데크플레이트와 강재 보의 결합 구조는 상부 플랜지, 웨브 및 하부 플랜지로 이루어진 강재 보; 적어도 일부가 상부 플랜지의 폭에 평행한 방향으로 돌출되도록 상부 플랜지에 결합되면서 이와 동시에 상부 플랜지의 평면으로부터 위쪽으로 돌출되는 부분을 가진 고정 부재; 및 바닥면이 고정 부재에 고정되는 데크플레이트로 이루어진다.

Description

전단연결재 형상의 고정 부재를 이용한 데크플레이트와 강재 보의 결합 구조 및 그에 따른 합성보{Coupling Structure Between Deck-plate with Shear Connector Shape Fixing Member and Steel Beam and Composite Beam According to the Same}
본 발명은 고정 부재를 이용한 데크플레이트와 강재 보의 결합 구조 및 그에 따른 합성보에 관한 것이고 구체적으로 데크플레이트가 강재 보에 매달린 형태로 결합되어 층고 절감이 가능한 고정 부재를 이용한 데크플레이트와 강재 보의 결합 구조 및 그에 따른 합성보에 관한 것이다.
합성보(Composite Beam)는 강재 보가 콘크리트로 완전하게 감싸진 형태의 매입형 합성보와 강재 보의 상부에 슬래브를 합성시킨 노출형 합성보로 대별된다.
도 9a에 도시된 매입형 합성보는 규준에서 정한 피복 두께를 만족하면 별도의 전단 연결재가 없어도 완전합성 거동을 하지만 시공성과 경제성의 관점에서 불리하다는 단점을 가진다.
이에 비하여 도 9b에 도시된 노출형 합성보는 강재 보의 상부에 콘크리트 슬래브를 시공하여 모멘트 성능을 극대화시키는 방식으로 높은 내하성능 및 강성을 가지면서 경량으로 비교적 장스팬에 사용될 수 있다는 이점을 가진다. 또한 데크플레이트가 사용된 합성슬래브가 함께 시공되면 별도의 가설재가 요구되지 않아 시공성이 크게 향상될 수 있다는 이점을 가진다. 그러나 강재 보의 상부에 슬래브가 시공되므로 층고가 증가하고 내화피복, 강재 보 상부 압축플랜지와 웨브에 국부 좌굴이 발생할 수 있다는 문제점을 가진다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 도 9c에 도시된 것처럼, 바닥 슬래브를 강재 보의 춤 내에 시공이 되도록 하기 위하여 바닥 슬래브가 춤이 깊은 데크플레이트 또는 속이 빈 프리캐스트 콘크리트 슬래브 형태로 만들어지고 이와 같은 바닥 슬래브의 지지를 위하여 강재 보의 하부 플랜지 폭을 확대하여 강재 보가 비대칭 형태가 되도록 하는 슬림 플로어(Slim Floor) 공법이 개발되었다. 그러나 슬림 플로어 시스템은 적용 가능한 슬래브 시스템의 춤이 제한되고 이로 인하여 스팬(span)이 한정되므로 다양한 건축 구조에 적용되기 어렵다는 문제점을 가진다.
본 발명은 이와 같은 선행기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로 아래와 같은 목적을 가진다.
본 발명의 목적은 데크플레이트의 구성 재료인 아연도금 강판의 인장 등의 물리적 특성을 충분히 반영할 수 있고 얹히는 데크플레이트 보다 단부에서 집중하중으로 인한 국부좌굴방지 효과가 뛰어나며 현장 거치 및 설치시 발생할 수 있는 오차 수렴이 가능하고 별도의 전단 연결재가 필요 없어 물량 감소 및 시공성 증가, 공기단축의 효과가 있으며 경사방향으로 배치된 합성용 보에도 쉽게 거치하여 설치할 수 있는 고정 부재를 이용한 데크플레이트와 강재 보의 결합 구조 및 그에 따른 합성보를 제공하는 것이다.
본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면, 데크플레이트와 강재 보의 결합 구조는 상부 플랜지, 웨브 및 하부 플랜지로 이루어진 강재 보; 적어도 일부가 상부 플랜지의 폭에 평행한 방향으로 돌출되도록 상부 플랜지에 결합되면서 이와 동시에 상부 플랜지의 평면으로부터 위쪽으로 돌출되는 부분을 가진 고정 부재; 및 바닥면이 고정 부재에 고정되는 데크플레이트로 이루어진다.
본 발명의 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 강재 보는 H형강 보가 된다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 고정 부재는 상부 플랜지의 위쪽 평면 또는 아래쪽 평면에 결합된다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 고정 부재는 꺾인 막대 형상 또는 T자 형상이 된다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 데크플레이트와 강재 보의 결합 구조는 상부 플랜지, 웨브 및 웨브의 한쪽 끝에서 꺽여 상부 플랜지와 평행한 바닥면과 바닥면의 양쪽 끝으로부터 수직으로 꺾여 상부 플랜지 방향으로 연장되는 측벽과 측벽의 끝에서 상부 플랜지와 평행한 방향으로 연장되는 지지 날개를 가진 하부 플랜지로 이루어진 강재 보; 적어도 일부가 상부 플랜지의 폭에 평행한 방향으로 돌출되도록 지지 날개에 결합되면서 이와 동시에 지지 날개의 평면으로 위쪽으로 돌출되는 부분을 가진 고정 부재; 및 바닥면이 고정 부재에 고정되는 데크플레이트를 포함한다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 고정 부재는 지지 날개의 위쪽 평면 또는 아래쪽 평면에 결합된다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 데크플레이트와 강재 보의 결합 구조는 상부 플랜지, 웨브 및 하부 플랜지로 이루어진 H형강 보와 상부 플랜지와 웨브로 이루어지고 H형강 보의 상부 플랜지에 면에 수직하게 웨브가 결합되는 T형강 보로 구성되는 형강 조립 강재 보; 적어도 일부가 T형강 보의 상부 플랜지의 폭에 평행한 방향으로 돌출되도록 T형강 보의 상부 플랜지에 결합되면서 이와 동시에 지지 날개의 평면으로 위쪽으로 돌출되는 부분을 가진 고정 부재; 및 바닥면이 고정 부재에 고정되는 데크플레이트로 이루어진다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 합성보는 상부 플랜지, 웨브 및 하부 플랜지로 이루어진 강재 보에 위쪽으로 돌출되는 수직 연장 부분을 가진 고정 부재를 매개하여 데크플레이트가 상부 플랜지로부터 하부 플랜지 사이에 매달린 구조가 되고 데크플레이트 사이의 공간에 채워지고 강재 보의 상부 플랜지 위에 일체로 타설되는 슬래브 콘크리트를 포함한다.
본 발명에 따른 결합 구조는 일반 철골조에 비하여 층고가 낮아 수직 구조 부재와 외장재의 절감이 가능하면서 층고 절감으로 인하여 높이가 제한된 건축물에 적용되어 층수 증가가 가능하다는 이점을 가진다. 그리고 시공 관점에서 시공 기간의 단축이 가능하면서 전단 연결재가 설치되지 않으면서 합성 작용이 가능하다는 장점을 가진다. 추가로 본 발명에 따른 결합 구조는 경량 구조로 만들어지면서 높은 성능의 내화성능 확보가 가능하고 안전성이 확보된 구조적 통합이 가능하다는 이점을 가진다. 또한 본 발명은 장스팬 구조물에 효과적으로 적용될 수 있다는 이점을 가진다.
본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 첨부한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니된다.
도 1a, 도 1b 및 도 1c는 본 발명에 따른 고정 부재가 강재 보에 고정되는 방법, 데크플레이트 및 강재 보에 데크 플레이트가 결합된 결합 구조에 대한 실시 예를 각각 도시한 것이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 결합 구조의 다른 실시 예를 도시한 것이다.
도 3a 및 도 3b는 고정 부재가 상부 플랜지의 위쪽 평면의 양쪽 부분에 고정된 결합 구조의 실시 예를 도시한 것이다.
도 4a 및 도 4b는 고정 부재가 상부 플랜지의 아래쪽 평면의 양쪽 부분에 고정된 결합 구조의 실시 예를 도시한 것이다.
도 5a는 성형강판 조립 강재 보가 제조되는 실시 예를 각각 도시한 것이다.
도 5b는 성형강판 조립 강재 보에 고정 부재가 결합된 실시 예를 도시한 것이다.
도 5c는 성형강판 조립 강재 보에 데크플레이트가 결합된 실시 예를 도시한 것이다.
도 6a 및 도 6b는 성형강판 조립 강재 보에 고정 부재가 결합된 다른 실시 예를 도시한 것이다.
도 7은 형강 조립 강재 보에 데크플레이트가 고정된 결합 구조의 실시 예를 도시한 단면도이다.
도 8a는 강재 보에 긴장재를 배치한 상태를 나타낸 도면이고, 도 9b는 강재 보의 웨브에 콘크리트를 합성한 상태를 나타낸 도면이다.
도 9a 내지 도 9c는 공지된 합성보의 실시 예를 도시한 것이다.
아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 제시된 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 예시적인 것으로 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것이 아니다.
도 1a, 도 1b 및 도 1c는 본 발명에 따른 고정 부재가 강재 보에 고정되는 방법, 데크플레이트 및 강재 보에 데크 플레이트가 결합된 결합 구조에 대한 실시 예를 각각 도시한 것이다.
도 1a의 (가), (나) 및 (다)는 강재 보(11)에 고정 부재(12)가 결합된 단면도, 사시도 및 측면도를 각각 도시한 것이다.
도 1a, 도 1b 및 도 1c를 참조하면, 결합 구조는 상부 플랜지(111), 웨브(113) 및 하부 플랜지(112)로 이루어진 강재 보(11); 적어도 일부가 상부 플랜지(111)의 폭에 평행한 방향으로 돌출되도록 상부 플랜지(111)에 결합되면서 이와 동시에 상부 플랜지(111)의 평면으로부터 위쪽으로 돌출되는 부분을 가진 고정 부재(12); 및 바닥면(132)이 고정 부재(12)에 고정되는 데크플레이트(13)로 이루어진다.
강재 보(11)는 상부 플랜지(111), 하부 플랜지(112) 및 웨브(113)로 이루어진 H형강 보가 될 수 있지만 이에 제한되지 않고 합성보용으로 사용되는 임의의 형태의 강재 보가 될 수 있다. 강재 보(11)의 상부 플랜지(111)와 하부 플랜지(112)는 대칭 또는 비대칭 형상이 될 수 있다.
다수 개의 고정 부재(12)는 일정 간격으로 상부 플랜지(111)에 결합될 수 있다. 고정 부재(12)는 데크플레이트(13)를 강재 보(11)에 매달아 고정시키는 기능을 가지면서 이와 동시에 결합 구조에 합성작용을 부여하는 기능을 가진다. 이를 위하여 도 1a에 도시된 것처럼, 고정 부재(12)는 단면이 사각형이 되는 막대 형상으로 연장되는 수평 부분(121)과 동일 또는 유사한 형상으로 수평 부분(121)에 대하여 수직으로 연장되는 수직 부분(122)로 이루어질 수 있다. 수평 부분(121)과 수직 부분(122)은 반드시 직각을 이룰 필요가 없고 일체형으로 만들어지거나 또는 별개로 제조되어 결합될 수 있다. 수평 부분(121)은 상부 플랜지(111)로부터 상부 플랜지(111)의 길이 방향에 대하여 수직이 되는 방향으로 일정 길이만큼 돌출될 수 있고 그리고 수직 부분(122)은 수평 부분(121)에 연결되어 수평 부분(121)으로부터 상부 플랜지(111)의 위쪽 평면으로부터 위쪽 방향으로 일정 길이만큼 돌출되도록 상부 플레이트(111)에 결합될 수 있다. 고정 부재(12)의 수평 부분(121)은 강재 보(11)와 동일 또는 유사한 소재로 만들어질 수 있고 용접과 같은 방식에 의하여 상부 플랜지(111)에 견고하게 고정될 수 있다. 도 1a에 제시된 실시 예에서 다수 개의 고정 부재(11)는 꺾인 막대 형상을 가지면서 상부 플랜지(111)의 윗면에 일정 간격으로 배치되어 있지만 고정 부재(11)의 형상, 배치 간격 또는 고정 위치는 데크플레이트(13)의 구조 또는 결합 방식에 따라 적절하게 결정될 수 있다. 실질적으로 수직 부분(122)은 상부 플랜지(111)와 슬래브 콘크리트 사이의 합성효과를 높이기 위하여 설치되는 스터드 볼트의 기능을 가질 수 있다.
도 1b의 (가)는 데크플레이트(13)의 사시도 그리고 (나)는 단면도를 각각 도시한 것으로 데크플레이트(13)는 전체적으로 한쪽 면이 개방된 사각 단면 형상을 가지면서 하나의 바닥면(132)과 2개의 측면(131)으로 이루어질 수 있다. 각각의 측면(131) 및 바닥면(132)에 슬래브 콘크리트의 미끄러짐을 방지하기 위한 다양한 형태의 돌기(E)가 형성될 수 있다. 그리고 각각의 측면(131) 끝 부분에 연결 단부(131a, 131b)가 형성될 수 있다. 하나의 연결 단부(131a)는 측면(131)의 끝 부분이 전체적으로 바깥쪽으로 연장되고 다시 바닥면(132) 방향으로 꺾어져 연장되고 그리고 마지막으로 다시 안쪽으로 꺾어져 연장되면서 닫힌 연결 단부(131a)를 형성할 수 있다. 그리고 다른 연결 단부(131b)는 측면(131)의 끝 부분이 전체적으로 바깥쪽으로 연장되고 다시 바닥면(132) 방향으로 꺾어져 연장되고 그리고 마지막으로 다시 바깥쪽으로 꺾어져 연장되면서 열린 연결 단부(131b)를 형성할 수 있다.
도 1b에 도시된 데크플레이트(13)의 구조는 예시적인 것으로 본 발명에 따른 결합 구조에 적용되는 데크플레이트(13)는 다양한 구조를 가질 수 있고 그리고 다양한 형상의 연결 단부(131a,131b)를 가질 수 있다.
도 1b에 제시된 데크플레이트(13)는 도 1a에 예시된 강재 보(11)에 연결될 수 있다.
도 1c에 도시된 것처럼, 데크플레이트(13)는 강재 보(11)에 매달리는 형상으로 결합될 수 있다. 구체적으로 상부 플랜지(111)에 고정된 고정 부재(12)에 데크플레이트(13)의 바닥면(132)이 걸쳐지는 방식으로 고정되어 데크플레이트(13)의 연결 단부(131a, 131b)가 하부 플랜지(112)의 위쪽에 위치하게 된다. 그리고 데크플레이트(13) 사이의 공간에는 슬래브 콘크리트(14)가 채워진다. 데크플레이트(13)의 개방된 면에는 엔드 클로징(미도시)이 결합될 수 있다. 필요에 따라 데크플레이트(13)는 용접 또는 볼트에 의하여 고정 부재(12)에 견고하게 결합될 수 있다. 이와 같이 데크플레이트(13)가 상부 플랜지(111)와 하부 플랜지(112) 사이에 메달인 구조가 되어 층고를 감소시킬 수 있다.
아래에서 본 발명에 따른 강재 보에 데크플레이트가 결합된 결합 구조에 대한 다른 실시 예에 대하여 설명한다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 결합 구조의 다른 실시 예를 도시한 것이다.
도 2a의 (가), (나) 및 (다)는 강재 보(11)에 고정 부재(12a)가 결합된 형상의 정면도, 사시도 및 측면도를 각각 도시한 것이다.
도 2a를 참조하면, 고정 부재(12a)의 수평 부분(121a)은 상부 플랜지(111)의 폭보다 길게 연장되는 막대 형상이 되어 폭 방향을 따라 배열되고 상부 플랜지(111)의 양쪽으로 일부가 돌출되고 그리고 수직 부분(122a)은 수평 부분(121a)의 중앙 부분에 결합되어 상부 플랜지(111)의 위쪽 방향으로 일정 길이만큼 돌출된다. 수평 부분(121a)은 용접과 같은 방법으로 상부 플랜지(111)의 위쪽 면에 고정될 수 있고 수직 부분(122a)은 수평 부분(121a)과 일체로 제조되거나 또는 별도로 제조되어 용접과 같은 방식으로 수평 부분(121a)에 결합될 수 있다.
도 2b를 참조하면, 데크플레이트(13)는 도 1b에 제시된 것과 유사한 구조를 가지고 강재 보(11)에 매달린 형태로 결합이 되며 결합 구조는 전체적으로 도 1c에 제시된 실시 예와 유사한 구조를 가진다. 다만 도 2b에 제시된 결합 구조는 하나의 고정 부재(12a)가 상부 플랜지(111)의 위쪽 면 전체를 가로질러 고정되어 도 1c에 제시된 결합 구조에 비하여 고정 부재(12a)와 강재 보(11) 사이의 결합 강도가 높아진다는 이점을 가진다.
도 3a 및 도 3b는 고정 부재(12b)가 상부 플랜지(111)의 위쪽 평면의 양쪽 부분에 고정된 결합 구조의 실시 예를 도시한 것이다.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 고정 부재(12b)는 T자 형태로 만들어질 수 있고 2개가 한 쌍을 이루어 폭 방향을 따라 동일 선상에 배열될 수 있다. 한 쌍을 이루는 고정 부재(12b)의 각각은 서로 반대 방향으로 상부 플랜지(111)로부터 바깥쪽으로 돌출되는 수평 부분(121b)을 가지면서 이와 동시에 수평 부분(121b)에 대하여 수직으로 위쪽으로 돌출되는 수직 부분(122b)을 가질 수 있다. 다수 개의 고정 부재(12b)는 쌍을 이루면서 상부 플랜지(111)의 길이 방향으로 일정 간격으로 배열될 수 있다.
도 4a 및 도 4b는 고정 부재(12b)가 상부 플랜지(111)의 아래쪽 평면의 양쪽 부분에 고정된 결합 구조의 실시 예를 도시한 것이다.
도 4a 및 도 4b에 도시된 실시 예는 도 3a 및 도 3b에 도시된 실시 예와 비교할 때 수평 부재(121b)가 상부 플랜지(111)에 결합되는 위치만 다르다. 이와 같은 고정 부재(12b)는 다양한 형상을 가지면서 상부 플랜지(111)와 다양한 형태로 결합될 수 있다.
위에서 강재 보에 데크플레이트가 결합된 다양한 결합 구조가 설명이 되었다. 각각의 실시 예는 시공 환경에 따라 적절하게 선택될 수 있고 필요에 따라 고정 부재 또는 데크플레이트가 적절하게 변형이 되어 적용될 수 있다.
도 5a, 도 5b 및 도 5c는 본 발명에 따른 결합 구조에 적용되는 성형강판 조립 강재 보, 성형강판 조립 강재 보에 고정 부재가 결합되는 구조 및 성형강판 조립 강재 보에 데크플레이트가 고정된 결합 구조의 실시 예를 각각 도시한 것이다.
도 5a의 (가) 및 (나)는 성형강판 조립 강재 보(51)가 제조되는 실시 예를 각각 도시한 것이다.
성형강판 조립 강재 보(51)란 한 쌍의 절곡강판을 접합하여 제작된 강재 보를 의미하고 도 5a에 도시된 것과 같은 구조를 가질 수 있다. 구체적으로 성형강판 조립 강재 보(51)는 상부 플랜지(511), 상부 플랜지(511)에 수직되는 면을 따라 연장되는 웨브(513) 및 웨브(513)의 한쪽 끝에 결합되면서 상부 플랜지(511)와 평행한 바닥면(512a)을 가지는 하부 플랜지(512)로 이루어진 한 쌍의 성형강판을 접합하여 구성될 수 있다. 하부 플랜지(512)는 웨브(513)의 한쪽 끝에 결합된 바닥면(512a)의 양쪽 끝으로부터 수직으로 꺾여 상부 플랜지(511) 방향으로 연장되는 측벽(512b) 및 측벽(512b)의 끝으로부터 다시 바닥면(512a) 또는 상부 플랜지(511)와 평행한 방향으로 바깥쪽으로 일정 길이만큼 연장되는 지지 날개(512c)를 포함한다.
도 5a의 (가) 및 (나)에 각각 도시된 것처럼 성형강판 조립 강재 보는 좌우 대칭 구조가 결합되는 방식 또는 T자 구조와 U자 구조가 결합되는 방식으로 만들어질 수 있지만 이에 제한되는 것은 아니다. 성형강판 조립 강재 보에 다양한 형태의 고정 부재(12)가 결합되고 그리고 고정 부재(12)에 데크플레이트(13)가 결합되어 결합 구조가 형성될 수 있다.
도 5b, 5c는 성형강판 조립 강재 보(51)에 고정 부재(12)가 결합된 실시 예를 도시한 것이다.
도 5b를 참조하면, 고정 부재(12)는 지지 날개(512c)의 위쪽 면에 고정될 수 있다. 고정 날개(12)의 형상, 배열 또는 고정 방법은 도 1a 또는 1b에서 설명한 것과 동일하고 다만 고정 부재(12)의 고정 위치가 지지 날개(512c)가 된다는 점만이 H형강 보와 관련된 실시 예와 다르다. 고정 부재(12)가 지지 날개(512c)에 고정되면 도 5c에 도시된 것처럼, 고정 부재(12)에 데크플레이트(13)가 결합될 수 있다. 데크플레이트(13)는 도 1b에 도시된 것과 동일 또는 유사한 구조를 가질 수 있다. 데크플레이트(13)는 지지 날개(512c)에 매달린 형태가 되면서 데크플레이트(13)의 바닥면이 하부 플랜지(512)의 바닥면(512a)에 비하여 위쪽에 위치하게 된다. 데크플레이트(13)가 고정 부재(12)에 의하여 지지 날개(512c)에 결합되면 본 발명에 따른 결합 구조가 형성된다.
도 5a에서 성형강판 조립 강재 보(51)에서 지지 날개(512c)가 바깥쪽으로 연장된 형상을 기초로 설명이 되었지만 지지 날개(512c)는 안쪽으로 연장될 수도 있고 그에 따라 고정 부재(12) 및 데크플레이트(13)가 적절한 방법으로 성형강판 조립 강재 보(51)에 결합될 수 있다.
H형강 보와 마찬가지로 성형강판 조립 강재 보에 다양한 방법으로 고정 부재가 결합되고 그에 따라 데크플레이트가 고정될 수 있다.
도 6a 및 도 6b는 도 3a 및 도 3b와 유사한 실시 예를 도시한 것이다.
도 6a 및 도 6b를 참조하면, T자 형상을 가지는 한 쌍의 고정 부재(12b)는 각각 지지 날개(512c)의 아래쪽 평면에 고정되고 다수 개의 고정 부재(12b) 쌍들이 상부 플랜지(111)의 길이 방향 또는 지지 날개(512c)의 길이 방향을 일정 간격으로 배열될 수 있다. 그리고 데크플레이트(13)는 지지 날개(512c)에 고정된 고정 부재(12b)의 수평부분(121b)에 결합될 수 있다. 이와 같이 본 발명에 따른 결합 구조는 다양한 형태의 강재 보에 적절한 형상의 고정 부재를 결합시키고 그리고 데크플레이트를 고정부재에 매다는 방식으로 고정시키는 것에 의하여 만들어질 수 있다. 위에서 제시된 H형강 보 또는 성형강판 조립 강재 보는 예시적인 것이며 또한 고정 부재의 형상은 본 발명에 대한 설명의 편의를 위한 것으로 본 발명은 강재 보 또는 고정 부재의 형상에 의하여 제한되지 않는다.
본 발명에 따른 결합 구조는 H형강 보 및 성형강판 조립 강재 보 이외에 아래에서 설명하는 바와 같이 2개의 형강 보를 조립한 강재 보에 적용될 수 있다. 이하에서는 위에서 설명한 실시 예들과 동일한 구성에 대해서는 가급적 반복되는 설명은 생략한다.
도 7은 형강 조립 강재 보에 데크플레이트가 고정된 결합 구조의 실시 예를 도시한 단면도이다.
도 7을 참조하면, 형강 조립 강재 보는 상부 플랜지(611), 웨브(612) 및 하부 플랜지(612)를 가지는 H형강 보(61)의 상부 플랜지(611)에 상부 플랜지(621)와 웨브(622)를 가지는 T형강 보(62)의 웨브(622)를 면에 수직하게 결합한 형태가 된다. 고정부재(12)는 T형강 보(62)의 상부 플랜지(621)에 고정될 수 있다. 고정 부재(12)의 형상, 배열 또는 고정 방법은 도 1a 또는 1b에서 설명한 것과 동일하고 다만 고정 부재(12)의 고정 위치가 T형강 보(62)의 상부 플랜지(621)가 된다는 점만이 H형강 보만으로 구성된 실시 예와 다르다. 고정 부재(12)가 T형강 보(62)의 상부 플랜지(621)에 고정되면 고정 부재(12)에 데크플레이트(13)가 결합될 수 있다. 데크플레이트(13)는 도 1b에 도시된 것과 동일 또는 유사한 구조를 가질 수 있다. 데크플레이트(13)는 T형강 보(62)의 상부 플랜지(621)에 매달린 형태가 되면서 데크플레이트(13)의 바닥면이 H형강 보(61)의 상부 플랜지(611)의 바닥면에 비하여 위쪽에 위치하게 된다. 데크플레이트(13)가 고정 부재(12)에 의하여 T형강 보(62)의 상부 플랜지(621)에 결합되면 본 발명에 따른 결합 구조가 형성된다.
한편, 도시하지는 않았지만, 본 실시예에 따른 형강 조립 강재 보의 경우에도 위에서 설명한 성형강판 조립 강재 보와 마찬가지로 도 2b와 유사한 실시 예 및 도 3b와 유사한 실시 예와 같이 구성될 수 있다.
본 발명에 따른 결합 구조에 철근을 배근하고 그리고 콘크리트를 타설하여 합성보가 만들어질 수 있다. 합성보는 상부 플랜지, 웨브 및 하부 플랜지로 이루어진 강재 보에 데크플레이트가 고정되고 상기 데크플레이트는 상부 플랜지로부터 하부 플랜지 사이에 매달린 구조가 되며, 데크플레이트의 바닥면 과 측면으로 둘러싸인 공간에는 슬래브 콘크리트가 채워진다.
이와 같은 구조는 가지는 합성보는 일반 철골조에 비하여 층고가 낮아 수직 구조 부재와 외장재의 절감이 가능하면서 층고 절감으로 인하여 높이가 제한된 건축물에 적용되어 층수 증가가 가능하다는 이점을 가진다. 아울러 본 발명에 따른 합성보는 시공이 간단하여 시공 기간이 단축될 수 있으면서 자재의 사용량이 감소되어 공사비용이 절감되도록 한다는 장점을 가진다.
그리고 본 발명에 따른 합성보를 장스팬에 효과적으로 적용하기 위해 강재 보에 긴장재를 배치하고 프리스트레스를 도입하여 보강하거나 콘크리트와 합성시킬 수 있다.
도 8a는 강재 보에 긴장재를 배치한 상태를 나타낸 도면이고, 도 9b는 강재 보의 웨브에 콘크리트를 합성한 상태를 나타낸 도면이다.
도 8a에서와 같이 강재 보(11)의 웨브(113) 양쪽에 각각 한 쌍의 긴장재(71)를 배치하고 긴장재(71)의 양쪽 끝은 강재 보(11)의 단부에 결합된 정착판(미도시)를 통해 정착한다. 긴장재(71)의 개수, 배치방법은 도시된 것에 제한되지 않고 긴장재(71)의 긴장 및 정착방법은 이 분야에서 공지된 임의의 방법을 적용할 수 있다.
그리고 도 8b에서와 같이 강재 보(11)의 상부 플랜지(111), 하부 플랜지(112) 및 웨브(113)로 둘러싸인 공간에 보강 콘크리트(72)가 합성될 수 있다. 이때, 보강 콘크리트(72)와 강재 보(11)의 합성을 위해 상부 플랜지(111), 하부 플랜지(112) 및 웨브(113)가 콘크리트(72)와 접촉하는 면을 거친 마감하거나 면에 전단연결재(미도시)를 설치할 수 있다.
한편, 도 8a 및 도 8b에서는 도 1a에 제시된 실시예에 적용한 상태를 나타낸 것이지만 나머지 실시예들에도 동일하게 적용될 수 있음은 물론이다.
위에서 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으면 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.
11; 강재 보
12: 고정 부재
13: 데크플레이트
14: 전단연결재
15: 슬래브 콘크리트

Claims (16)

  1. 상부 플랜지, 웨브 및 하부 플랜지로 이루어진 강재 보;
    적어도 일부가 상부 플랜지의 폭에 평행한 방향으로 돌출되도록 상부 플랜지에 결합되면서 이와 동시에 상부 플랜지의 평면으로부터 위쪽으로 돌출되는 부분을 가진 고정 부재; 및
    바닥면이 하부 플랜지의 위쪽에 위치하도록 고정 부재에 고정되는 데크플레이트로 이루어진 데크플레이트와 강재 보의 결합 구조.
  2. 청구항 1에 있어서, 강재 보는 H형강 보가 되는 것을 특징으로 하는 데크플레이트와 강재 보의 결합 구조.
  3. 청구항 1에 있어서, 고정 부재는 상부 플랜지의 위쪽 평면 또는 아래쪽 평면에 결합되는 것을 특징으로 하는 데크플레이트와 강재 보의 결합 구조.
  4. 청구항 1에 있어서, 고정 부재는 꺾인 막대 형상 또는 T자 형상이 되는 것을 특징으로 하는 데크플레이트와 강재 보의 결합 구조.
  5. 상부 플랜지, 웨브 및 웨브의 한 쪽 끝에서 꺽여 상부 플랜지와 평행한 바닥면과 바닥면의 양쪽 끝으로부터 수직으로 꺾여 상부 플랜지 방향으로 연장되는 측벽과 측벽의 끝에서 상부 플랜지와 평행한 방향으로 연장되는 지지 날개를 가진 하부 플랜지로 이루어진 강재 보;
    적어도 일부가 상부 플랜지의 폭에 평행한 방향으로 돌출되도록 지지 날개에 결합되면서 이와 동시에 지지 날개의 평면으로 위쪽으로 돌출되는 부분을 가진 고정 부재; 및
    바닥면이 하부 플랜지의 위쪽에 위치하도록 고정 부재에 고정되는 데크플레이트로 이루어진 데크플레이트와 강재 보의 결합 구조.
  6. 청구항 5에 있어서, 고정 부재는 지지 날개의 위쪽 평면 또는 아래쪽 평면에 결합되는 것을 특징으로 하는 데크플레이트와 강재 보의 결합 구조.
  7. 청구항 5에 있어서, 고정 부재는 꺾인 막대 형상 또는 T자 형상이 되는 것을 특징으로 하는 데크플레이트와 강재 보의 결합 구조.
  8. 상부 플랜지, 웨브 및 하부 플랜지로 이루어진 H형강 보와 상부 플랜지와 웨브로 이루어지고 H형강 보의 상부 플랜지에 면에 수직하게 웨브가 결합되는 T형강 보로 구성되는 형강 조립 강재 보;
    적어도 일부가 T형강 보의 상부 플랜지의 폭에 평행한 방향으로 돌출되도록 T형강 보의 상부 플랜지에 결합되면서 이와 동시에 지지 날개의 평면으로 위쪽으로 돌출되는 부분을 가진 고정 부재; 및
    바닥면이 고정 부재에 고정되는 데크플레이트로 이루어진 데크플레이트와 강재 보의 결합 구조.
  9. 청구항 8에 있어서, 고정 부재는 T형강 보의 상부 플랜지의 위쪽 평면 또는 아래쪽 평면에 결합되는 것을 특징으로 하는 데크플레이트와 강재 보의 결합 구조.
  10. 청구항 8에 있어서, 고정 부재는 꺾인 막대 형상 또는 T자 형상이 되는 것을 특징으로 하는 데크플레이트와 강재 보의 결합 구조.
  11. 상부 플랜지, 웨브 및 하부 플랜지로 이루어진 강재 보에 위쪽으로 돌출되는 수직 연장 부분을 가진 고정 부재를 매개하여 데크플레이트가 상부 플랜지로부터 하부 플랜지 사이에 매달린 구조가 되고 데크플레이트의 내부를 채우면서 강재 보의 상부 플랜지 위에 일체로 타설되는 슬래브 콘크리트를 포함하는 것을 특징으로 하는 합성보.
  12. 청구항 11에 있어서, 강재 보는 H형강 보가 되는 것을 특징으로 하는 합성보.
  13. 청구항 11에 있어서, 강재 보는 상부 플랜지, 웨브 및 웨브의 한 쪽 끝에 결합되면서 상부 플랜지와 평행한 바닥면과 바닥면의 양쪽 끝으로부터 수직으로 꺾여 상부 플랜지 방향으로 연장되는 측벽과 측벽의 끝에서 상부 플랜지와 평행한 방향으로 연장되는 지지 날개를 가진 하부 플랜지로 이루어지는 것을 특징으로 하는 합성보.
  14. 청구항 11에 있어서, 강재 보는 상부 플랜지, 웨브 및 하부 플랜지로 이루어진 H형강 보와 상부 플랜지와 웨브로 이루어지고 H형강 보의 상부 플랜지에 면에 수직하게 웨브가 결합되는 T형강 보로 이루어지는 것을 특징으로 하는 합성보.
  15. 청구항 11 내지 청구항 14 중 어느 한 항에 있어서, 강재 보에는 긴장재를 통해 보강되는 것을 특징으로 하는 합성보.
  16. 청구항 11 내지 청구항 14 중 어느 한 항에 있어서, 강재 보의 웨브 양측면에는 보강 콘크리트가 합성되는 것을 특징으로 하는 합성보.
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