KR101184762B1

KR101184762B1 - 프리스트레스가 도입된 에이치형 단면 강재 보

Info

Publication number: KR101184762B1
Application number: KR20100114205A
Authority: KR
Inventors: 김강수; 오영택
Original assignee: (주)정우엔지니어링건축사사무소; 서울시립대학교 산학협력단
Priority date: 2010-11-17
Filing date: 2010-11-17
Publication date: 2012-09-20
Also published as: KR20120053124A

Abstract

본 발명은 내하력을 증진시키기 위해 프리스트레스를 도입한 에이치형 단면의 강재 보에 관한 것이다.
본 발명의 적절한 실시형태에 따르면, 상부 플랜지, 하부 플랜지 및 상하부 플랜지를 연결하는 웨브를 갖는 H형 단면 강재 보; H형 단면 강재 보의 길이방향을 따라 웨브 양쪽에 절곡상으로 설치되는 복수의 긴장재; 각 긴장재의 일단을 H형 단면 강재 보의 일측 끝단에 정착하기 위한 한 쌍의 단부정착판; 각 긴장재의 타단을 H형 단면 강재 보의 타측 끝단에 정착하기 위해 H형 단면 강재 보의 상부 플랜지 상면에 결합되며, 서로 이격되어 설치된 한 쌍의 수직판, 한 쌍의 수직판이 구획하는 공간의 상부 개방부를 덮도록 한 쌍의 수직판에 결합되는 상부판 및 한 쌍의 수직판이 구획하는 공간의 단부 개방부를 덮도록 한 쌍의 수직판에 결합되는 단부판으로 구성되는 상방향 정착구; H형 단면 강재 보의 길이방향으로 중앙부에 설치되어 긴장재의 절곡점을 형성하는 제1 방향전환구; 및 단부정착판에서 일정 거리 이격된 지점에 설치되어 긴장재의 절곡점을 형성하는 제2 방향전환구를 포함하는 것을 특징으로 하는 프리스트레스가 도입된 에이치형 단면 강재 보를 개시한다.

Description

프리스트레스가 도입된 에이치형 단면 강재 보{Prestressed H-section steel beam}

본 발명은 내하력을 증진시키기 위해 프리스트레스를 도입한 에이치형 단면의 강재 보에 관한 것이다.

강재 보(Steel beam), 특히 H형 단면의 강재 보의 내하력을 증가시키고 지간을 장지간화할 수 있도록 또한 보수보강을 목적으로 긴장재를 외부에 배치하고 프리스트레스를 도입하는 공법들이 많이 소개되고 있다. 이때, 긴장재는 강재 보의 외부에 직선 또는 곡선으로 배치되며 대개 보의 양쪽 끝단에서 긴장, 정착된다.

그런데 강재 보의 양쪽 끝단에서 긴장재를 긴장할 경우 긴장 공간이 없어 긴장이 불가능한 경우가 있다. 또한 긴장재를 설치한 후 긴장력을 추가로 도입할 필요가 있는 경우에도 긴장 공간이 없어 재긴장이 불가능한 경우가 있다.

본 발명은 단부 긴장방식을 적용함에 있어 긴장 공간이 없어 긴장이 불가능한 문제를 해결하고 정착장치를 단순모듈화함으로써 설치가 용이하며 연속보의 부모멘트부분에 적용한 가능한 프리스트레스가 도입된 에이치형 단면 강재 보를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 적절한 실시형태에 따르면, 상부 플랜지, 하부 플랜지 및 상하부 플랜지를 연결하는 웨브를 갖는 H형 단면 강재 보; H형 단면 강재 보의 길이방향을 따라 웨브 양쪽에 절곡상으로 설치되는 복수의 긴장재; 각 긴장재의 일단을 H형 단면 강재 보의 일측 끝단에 정착하기 위한 한 쌍의 단부정착판; 각 긴장재의 타단을 H형 단면 강재 보의 타측 끝단에 정착하기 위해 H형 단면 강재 보의 상부 플랜지 상면에 결합되며, 서로 이격되어 설치된 한 쌍의 수직판, 한 쌍의 수직판이 구획하는 공간의 상부 개방부를 덮도록 한 쌍의 수직판에 결합되는 상부판 및 한 쌍의 수직판이 구획하는 공간의 단부 개방부를 덮도록 한 쌍의 수직판에 결합되는 단부판으로 구성되는 상방향 정착구; H형 단면 강재 보의 길이방향으로 중앙부에 설치되어 긴장재의 절곡점을 형성하는 제1 방향전환구; 및 단부정착판에서 일정 거리 이격된 지점에 설치되어 긴장재의 절곡점을 형성하는 제2 방향전환구를 포함하는 것을 특징으로 하는 프리스트레스가 도입된 에이치형 단면 강재 보를 개시한다.

본 발명의 다른 적절한 실시형태에 따르면, 제1, 2 방향전환구는, H형 단면 강재 보의 상부 플랜지 또는 하부 플랜지에 고정되는 바닥판; 바닥판에 서로 일정 거리를 두고 수직하게 접합된 한 쌍의 측면판; 한 쌍의 측면판의 단부를 서로 연결하는 연결판; 및 한 쌍의 측면판 사이를 가로질러 결합된 복수의 볼트를 포함한다.

본 발명은 상부 긴장방식을 적용함에 따라 많은 긴장 공간을 필요로 하는 단부 긴장방식 적용의 어려움을 해소할 수 있고, 설치가 용이하며, 연속보의 부모멘트구간에 적용할 경우 효과적이다.

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 1은 본 발명에 따른 프리스트레스가 도입된 에이치형 단면 강재 보를 나타낸 정면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 프리스트레스가 도입된 에이치형 단면 강재 보에 있어서 강재 보와 상방향 정착구의 결합부분을 나타낸 확대사시도이다.
도 3은 도 1의 "A"부분의 확대사시도이다.
도 4의 (a)는 본 발명에 따른 강재 보를 연속보로 한 철골골조를 개략적으로 나타낸 것이고, (b)는 휨모멘트도를 나타낸 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 도면들 중, 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호를 표기하며, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명에 따른 프리스트레스가 도입된 에이치형 단면 강재 보를 나타낸 정면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 프리스트레스가 도입된 에이치형 단면 강재 보에 있어서 강재 보와 상방향 정착구의 결합부분을 나타낸 확대사시도이며, 도 3은 도 1의 "A"부분의 확대사시도이다.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 강재 보는, H형 단면 강재 보(10), 복수의 긴장재(20), 각 긴장재(20)의 일단을 H형 단면 강재 보(10)의 일측 끝단에 정착하기 위한 한 쌍의 단부정착판(30), 각 긴장재(20)의 타단을 H형 단면 강재 보(10)의 타측 끝단에 정착하기 위한 상방향 정착구(40), H형 단면 강재 보(10)의 길이방향으로 중앙부에 설치되어 긴장재(20)의 절곡점을 형성하는 제1 방향전환구(50), 단부정착판(30)에서 일정 거리 이격된 지점에 설치되어 긴장재(20)의 절곡점을 형성하는 제2 방향전환구(60)를 포함한다.

H형 단면 강재 보(10)는 상부 플랜지(11), 하부 플랜지(12) 및 상하 플랜지(11,12)을 연결하는 웨브(13)로 구성되어 H형의 단면을 이루는 강재 보를 말하는 것으로, 압연 방식으로 상하부 플랜지 및 웨브를 일체로 형성한 H형강 보, 상하부 플랜지 및 웨브를 별도의 부재로 구성하고 이들을 용접한 빌트업(Built-up) 보 등을 예로 들 수 있다.

긴장재(20)는 H형 단면 강재 보(10)에 프리스트레스(압축 응력)를 도입하기 위한 것으로, 강봉, 강선, 강연선으로 구성될 수 있다. 긴장재(20)의 수는 요구되는 내하력의 증가에 따라 결정되고, 편심에 의한 H형 단면 강재 보(10)의 뒤틀림을 방지하기 위해 웨브(13)을 기준으로 양쪽에 동일한 수의 긴장재(20)를 설치한다.

단부정착판(30)과 상방향 정착구(40)는 긴장재(20)를 긴장, 정착하기 위한 것으로, 각각 H형 단면 강재 보(10)의 끝단에 설치된다. 단부정착판(30)은 한 쌍으로 구성되며 H형 단면 강재 보(10)의 일측 끝단에 설치되고 각각 웨브(13)의 양쪽 상부 플랜지(11)와 하부 플랜지(12) 사이에 고정된다. 상방향 정착구(40)는 H형 단면 강재 보(10)의 타측 끝단에 설치되며, 도 2에서와 같이, 서로 이격되어 설치된 한 쌍의 수직판(41,41), 한 쌍의 수직판(41,41)이 구획하는 공간의 상부 개방부를 덮도록 한 쌍의 수직판(41,41)에 결합되는 상부판(42), 한 쌍의 수직판(41,41)이 구획하는 공간의 단부 개방부를 덮도록 한 쌍의 수직판(41,41)에 결합되는 단부판(43)을 포함한다. 측면판(41)은 H형 단면 강재 보(10)의 상부 플랜지(11) 상면에 H형 단면 강재 보(10)의 길이방향을 따라 상부 플랜지(11)의 면에 수직하게 결합되고 상단부는 H형 단면 강재 보(10)의 중앙부로 갈수록 높이가 점점 작아지는 경사면을 이뤄 전체적으로 삼각형 형상을 갖는다. 단부판(43)에는 긴장재(20)가 통과할 수 있도록 긴장재(20)의 수에 대응하는 수의 구멍(431)이 천공되어 있다.

제1, 2 방향전환구(50,60)는 긴장재(20)의 절곡점을 형성하기 위한 것으로 서로 동일한 구성을 가지며, 도 3에서와 같이, H형 단면 강재 보(10)의 상부 플랜지(11) 또는 하부 플랜지(12)에 고정되는 바닥판(51), 바닥판(51)에 서로 일정 거리를 두고 수직하게 접합된 한 쌍의 측면판(52,52), 한 쌍의 측면판(52,52)의 단부를 서로 연결하는 연결판(53) 및 한 쌍의 측면판(52,52) 사이를 가로질러 결합된 복수의 볼트(54)로 이루어진다. 이때 볼트 대신 한 쌍의 측면판(52,52)에 회동 가능하게 강봉을 결합할 수도 있다. 제1 방향전환구(50)는 H형 단면 강재 보(10)의 길이방향으로 중앙부에 하부 플랜지(12) 상면에 설치되어 긴장재(20)의 절곡점을 형성하고, 제2 방향전환구(60)는 단부정착판(30)에서 일정 거리 이격된 지점에 설치되어 긴장재(20)의 절곡점을 형성한다.

따라서 긴장재(20)는 H형 단면 강재 보(10)의 일측 끝단에 설치된 단부정착판(30)에 일단부가 정착되고 제2 방향전환구(60)에 의해 제1 방향전환구(50) 쪽으로 하향 절곡되고 제1 방향전환구(50)에 의해 상방향 정착구(40) 쪽으로 상향 절곡되어 상방향 정착구(40)에 의해 긴장, 정착된다. 이렇게 긴장재(20)가 상방향 정착구(40)에서 상방향으로 긴장됨에 따라 긴장이 용이하고 많은 긴장 공간을 필요로 하는 단부 긴장방식 적용의 어려움을 해소할 수 있다.

도 4의 (a)는 본 발명에 따른 강재 보를 연속보로 한 철골골조를 개략적으로 나타낸 것이고, (b)는 휨모멘트도를 나타낸 것이다.

도 4에서 보듯이, 본 발명에 따른 강재 보를 연속보로 할 경우, 상방향 정착구(40)는 휨모멘트의 변곡점 근처에 설치하는 것이 효과적임을 알 수 있다. 그리고 기둥(70)의 양쪽에 접합된 본 발명에 따른 강재 보의 상방향 정착구(40)에 정착된 긴장재(20)를 각각 연장하여 연결함으로써 연속보의 부모멘트구간에 효과적으로 적용할 수 있다.

지금까지 본 발명을 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시 예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있다.

10: H형 단면 강재 보
11: 상부 플랜지
12: 하부 플랜지
13: 웨브
20: 긴장재
30: 단부 정착판
40: 상방향 정착구
50: 제1 방향전환구
60: 제2 방향전환구

Claims

상부 플랜지(11), 하부 플랜지(12) 및 상하부 플랜지(11,12)를 연결하는 웨브(13)를 갖는 H형 단면 강재 보(10);
H형 단면 강재 보(10)의 길이방향을 따라 웨브(13) 양쪽에 절곡상으로 설치되는 복수의 긴장재(20);
각 긴장재(20)의 일단을 H형 단면 강재 보(10)의 일측 끝단에 정착하기 위한 한 쌍의 단부정착판(30);
각 긴장재(20)의 타단을 H형 단면 강재 보(10)의 타측 끝단에 정착하기 위해 H형 단면 강재 보(10)의 상부 플랜지(11) 상면에 결합되며, 서로 이격되어 설치된 한 쌍의 수직판(41,41), 한 쌍의 수직판(41,41)이 구획하는 공간의 상부 개방부를 덮도록 한 쌍의 수직판(41,41)에 결합되는 상부판(42) 및 한 쌍의 수직판(41,41)이 구획하는 공간의 단부 개방부를 덮도록 한 쌍의 수직판(41,41)에 결합되는 단부판(43)으로 구성되는 상방향 정착구(40);
H형 단면 강재 보(10)의 길이방향으로 중앙부에 설치되어 긴장재(20)의 절곡점을 형성하는 제1 방향전환구(50); 및
단부정착판(30)에서 일정 거리 이격된 지점에 설치되어 긴장재(20)의 절곡점을 형성하는 제2 방향전환구(60)를 포함하는 것을 특징으로 하는 프리스트레스가 도입된 에이치형 단면 강재 보.
청구항 1에 있어서,
제1, 2 방향전환구(50,60)는,
H형 단면 강재 보(10)의 상부 플랜지(11) 또는 하부 플랜지(12)에 고정되는 바닥판(51);
바닥판(51)에 서로 일정 거리를 두고 수직하게 접합된 한 쌍의 측면판(52,52);
한 쌍의 측면판(52,52)의 단부를 서로 연결하는 연결판(53); 및
한 쌍의 측면판(52,52) 사이를 가로질러 결합된 복수의 볼트(54)를 포함하는 것을 특징으로 하는 프리스트레스가 도입된 에이치형 단면 강재 보.