KR101251429B1 - Eco hybrid steel beam with fireproof system and fire extinguish function - Google Patents

Eco hybrid steel beam with fireproof system and fire extinguish function Download PDF

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KR101251429B1 KR1020120086622A KR20120086622A KR101251429B1 KR 101251429 B1 KR101251429 B1 KR 101251429B1 KR 1020120086622 A KR1020120086622 A KR 1020120086622A KR 20120086622 A KR20120086622 A KR 20120086622A KR 101251429 B1 KR101251429 B1 KR 101251429B1
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Abstract

PURPOSE: An environmentally friendly hybrid steel beam with a fireproof structure and a fire extinguish function is provided to prevent the generation of environmentally harmful substances and to significantly increase a fire endurance time by effectively control a temperature. CONSTITUTION: An environmentally friendly hybrid steel beam with a fireproof structure and a fire extinguish function comprises an upper flange(110), a lower flange(120), and a web(130) between the upper and lower flanges. At least one among the upper flange, the lower flange, and the web is equipped with a cooling object filing space(S) which is filled with cooling objects(W). The cooling object filing space is equipped with an injection nozzle for injecting the cooling objects by one side facing the outside. The cooling objects comprise cooling water which is mixed with additives for preventing freezing and rust generation and a gel type mixture which performs cooling by maintaining a gel shape at a room temperature and changing into liquid with heat.

Description

내화구조 및 소화기능을 가진 친환경 하이브리드 강재빔{Eco hybrid steel beam with fireproof system and fire extinguish function}Eco-friendly hybrid steel beam with fireproof structure and fire extinguishing {Eco hybrid steel beam with fireproof system and fire extinguish function}

본 발명은 경량 구조물이나 스래브 등에 사용되는 강재빔의 구조에 관한 것으로서, 강재가 가지는 재질적 특성을 이용하여 구조적 강성을 증가시키면서도 친환경 수단에 의해 화재 등에 취약한 강재의 단점을 보완함으로써 내화성능을 향상시킴과 아울러 건축 구조물 내부의 화재 진압에 기여할 수 있는 소화기능을 가진 친환경 하이브리드 강재빔에 관한 것이다.
The present invention relates to the structure of steel beams used in lightweight structures, slabs, etc., by improving the structural rigidity by using the material properties of the steel, while improving the fire resistance by the disadvantages of steel vulnerable to fire by environmentally friendly means In addition, the present invention relates to an eco-friendly hybrid steel beam having a fire extinguishing function that can contribute to extinguishing a fire inside a building structure.

강재는 콘크리트에 비하여 대단히 강한 재료이어서, 작은 단면으로도 장스팬의 구조를 가질 수 있도록 한다는 큰 장점을 가지고 있다. 보의 스팬을 철근콘크리트조로 시공할 경우 보통 10m내외이고, 그 이상의 경우는 프리스트레스트 콘크리트가 사용되나, 30m이상인 경우에는 거의 철골구조가 사용되며, 특히 가벼운 지붕으로 스팬이 큰 것은 철골구조가 더욱 적합하다.Steel is a very strong material compared to concrete, and has the great advantage of having a long span structure even with a small cross section. When the span of the beam is constructed with reinforced concrete, it is usually about 10m and prestressed concrete is used for more than that, but when it is more than 30m, the steel structure is almost used. Do.

이와 같이 강재는 콘크리트에 비하여 강도가 매우 크다는 장점을 가지고 있으나, 내화성이 부족하다는 큰 결점을 가지고 있다. 구조용 강재의 융점은 약 1500℃로서, 500~600℃에 이르면 내력이 50%정도가 저하되고 약 800℃ 정도에서는 내력이 거의 제로상태에 이르게 된다. 즉 콘크리트조의 건축물이 고온에서 서서히 붕괴되는 것과는 달리 철골구조물 등 강재구조에 의한 건축물은 일정한 온도에서 급격하게 내력이 저하되기 때문에 화재시 충분한 대피시간을 가지도록 하기 위한 별도의 조치를 필요로 하게 된다.As such, steel has the advantage of having a very high strength compared to concrete, but has a big disadvantage of lack of fire resistance. The melting point of the structural steel is about 1500 ° C. When it reaches 500 to 600 ° C, the yield strength decreases by about 50%, and at about 800 ° C, the strength reaches almost zero. In other words, unlike concrete buildings that are gradually collapsed at high temperatures, buildings with steel structures, such as steel structures, have a sudden drop in strength at a certain temperature, requiring additional measures to ensure sufficient evacuation time in case of fire.

강재 구조물에 대한 내화방법으로는 통상적으로, 강재 부재의 외면에 피복콘크리트를 타설하는 방법, ALC판 등의 내화피복패널을 부착시키는 방법, 내화피복재를 스프레이로 분사시겨 부착시키는 방법, 내화도료를 도포하는 방법이 사용된다.As a fireproofing method for steel structures, a method of placing coated concrete on an outer surface of a steel member, a method of attaching a fireproof coating panel such as an ALC plate, a method of spraying a fireproof coating material with a spray, and a fireproof paint The method of application is used.

상기의 내화방법들 중 강재 부재의 외면에 피복 콘크리트를 타설하는 경우에는 자중과 단면의 크기를 대폭 증가시키는 문제점이 있고, 내화피복패널을 부착시키는 경우에는 내화피복패널의 운반 및 작업시 파손되기 쉽고 작업 자체가 번거로울 뿐 아니라 이 것 역시 단면의 크기를 대폭 증가시킨다는 문제점이 있으며, 내화피복재를 분사시키거나 내화도료를 도포하는 방법 역시 강재부재의 운반 및 조립시 내화피복부위가 쉽게 파손되어 강재부재의 조립후 재시공하여야 하는 문제점 및 환경오염을 일으키는 문제점이 있다.
Among the above fireproof methods, when the coated concrete is placed on the outer surface of the steel member, there is a problem of greatly increasing the weight and the size of the cross section. When the fireproof panel is attached, the fireproof panel is easily damaged during transportation and work. Not only is the work itself cumbersome, but this also greatly increases the size of the cross section, and the method of spraying fireproof coating material or applying a fireproof coating also easily damages the fireproof coating area during transportation and assembly of the steel member. There is a problem that needs to be reconstructed after assembly and causes environmental pollution.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술에 의한 강재 구조물의 내화방법의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 친환경 수단에 의해 강재 구조물 자체에 내화성능을 향상시킴과 아울러 적극적으로 화재의 진압에 기여할 수 있으면서도 구조적으로 강성이 증가된 형상을 가지는 내화구조 및 소화기능을 가진 친환경 하이브리드 강재빔을 제공함에 그 목적이 있다.
The present invention is to solve the problems of the fire resistance method of the steel structure according to the prior art as described above, while improving the fire resistance performance of the steel structure itself by environmentally friendly means, while also actively contribute to the suppression of fire structurally rigid The purpose is to provide an environmentally friendly hybrid steel beam having a fire-resistant structure and extinguishing function having an increased shape.

상기의 과제를 해결하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 상부 플랜지, 하부 플랜지 및 상기 상,하부 플랜지 사이의 웨브로 이루어지는 강재빔에 있어서, 상기 상부 플랜지, 하부 플랜지 및 웨브 중 적어도 어느 하나에는 냉각물 충진공간이 구비되고, 상기 냉각물 충진공간 중 외기에 면하는 부위의 일면에는 상기 냉각물을 분사시킬 수 있는 분사노즐이 적어도 하나 이상 구비되며, 상기 냉각물은 동파 및 녹발생의 방지를 위한 첨가제가 혼합된 냉각수이거나, 상온에서는 겔(gel) 형상을 유지하다가 열에 의해 액상으로 변하여 냉각기능을 할 수 있는 겔 형상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 내화구조 및 소화기능을 가진 친환경 하이브리드 강재빔이 제공된다.According to a preferred embodiment of the present invention for solving the above problems, in the steel beam consisting of a web between the upper flange, the lower flange and the upper, lower flange, at least one of the upper flange, the lower flange and the web A coolant filling space is provided, and at least one spray nozzle for spraying the coolant is provided on one surface of the coolant filling space facing the outside air, and the coolant prevents freezing and rusting. It is a cooling water mixed with additives for cooling or maintaining a gel (gel) at room temperature, the liquid-formed mixture is a gel-like mixture that can be cooled by heat to cool the environment-friendly hybrid steel beam having a fire-resistant structure and extinguishing Is provided.

본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 의하면, 상기 냉각물 충진공간은 상부 플랜지, 하부 플랜지 및 웨브 중 적어도 어느 하나의 내부에 구비되는 것을 특징으로 하는 내화구조 및 소화기능을 가진 친환경 하이브리드 강재빔이 제공된다.According to another preferred embodiment of the present invention, the coolant filling space is provided with an environmentally friendly hybrid steel beam having a fire resistant structure and fire extinguishing, characterized in that provided in at least one of the upper flange, the lower flange and the web. do.

본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 의하면, 상기 냉각물 충진공간을 내부에 형성시킨 웨브는, 속이 빈 사각 강관 또는 원형 강관이거나, 속이 비고 단면이 정사각형의 형상인 사각 강관의 대칭되는 모서리를 압착시킨 마름모꼴의 형상의 강관이거나, 속이 빈 원형 강관을 부분적으로 압착하여 돌출된 엠보싱의 형상이 일정한 간격으로 형성되도록 한 강관으로 구성되는 것을 특징으로 하는 내화구조 및 소화기능을 가진 친환경 하이브리드 강재빔이 제공된다.According to still another preferred embodiment of the present invention, the web having the coolant filling space formed therein is a hollow rectangular steel pipe or a circular steel pipe, or a hollow and square symmetrical edge of a square steel pipe having a square cross section. An eco-friendly hybrid steel beam having a fireproof structure and a fire extinguishing function is provided, which is composed of a steel pipe having a rhombic shape, or a steel pipe configured to partially form a hollow circular steel pipe to form a protruding embossing at regular intervals. .

본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 의하면, 상기 냉각물 충진공간을 내부에 형성시킨 웨브는, 속이 빈 다수 개의 사각 강관 또는 원형 강관 또는 마름모형 강관을 적층 결합시켜 구성되는 것을 특징으로 하는 내화구조 및 소화기능을 가진 친환경 하이브리드 강재빔이 제공된다.According to another preferred embodiment of the present invention, the web having the coolant filling space formed therein is a refractory structure characterized in that a plurality of hollow rectangular steel pipe or circular steel pipe or rhombic steel pipe is laminated and combined Eco-friendly hybrid steel beam with fire extinguishing is provided.

본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 의하면, 상기 냉각물 충진공간은 상부 플랜지에만 구비되거나 또는 하부 플랜지에만 구비되거나 또는 상부 플랜지와 하부플랜지에만 구비되고, 냉각물 충진공간이 구비되지 아니한 웨브는 상하 방향으로의 중간부에 요철부가 형성되고 상,하 양단부에는 평탄부가 형성되며, 상기 요철부는 오목부와 볼록부 및, 오목부와 볼록부 사이의 중심축부가 연속되는 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 내화구조 및 소화기능을 가진 친환경 하이브리드 강재빔이 제공된다.According to another preferred embodiment of the present invention, the coolant filling space is provided only on the upper flange or only on the lower flange or only on the upper flange and the lower flange, the web without the coolant filling space is up and down direction The uneven part is formed in the middle part of the furnace, and the flat part is formed at the upper and lower ends, and the uneven part is formed in a shape in which the concave part and the convex part, and the central axis part between the concave part and the convex part are continuous. And an eco-friendly hybrid steel beam having a fire extinguishing function.

본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 의하면, 상기 냉각물 충진공간은 상부 플랜지, 하부 플랜지 및 웨브 중 적어도 어느 하나의 외면에 속이 빈 튜브형상의 강관을 부착시킴으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 내화구조 및 소화기능을 가진 친환경 하이브리드 강재빔이 제공된다.According to another preferred embodiment of the present invention, the coolant filling space is formed by attaching a hollow tube-shaped steel pipe to the outer surface of at least one of the upper flange, the lower flange and the web fireproof structure and fire extinguishing function An environmentally friendly hybrid steel beam is provided.

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본 발명은 물 등의 친환경 물질에 의한 내화구조를 가지는 것으로서, 강재에 내화피복 및 내화도료의 도포작업을 생략할 수 있어 환경유해물질의 발생을 방지할 수 있고, 냉각물에 의한 1차 냉각기능과 2차 소화기능을 발휘하게 하여 강재빔의 온도 상승을 효율적으로 억제시킬 수 있어 강재빔이 가지는 내화시간을 대폭 증가시킬 수 있다.The present invention has a refractory structure made of environmentally friendly materials such as water, and it is possible to omit fireproof coating and coating of fireproof paint on steel materials, thereby preventing the occurrence of environmentally harmful substances, and the primary cooling function by the coolant. It is possible to effectively suppress the rise of the temperature of the steel beam by exerting the secondary fire extinguishing function can significantly increase the fire time of the steel beam.

또한 본 발명은 강재빔의 형상을 변경시킴으로써 구조적 강성을 증대시킬 뿐 아니라 외관을 미려하게 할 수 있다는 효과를 발휘한다.In addition, the present invention exhibits the effect that by changing the shape of the steel beam can not only increase the structural rigidity, but also beautiful appearance.

또한 본 발명은 소화용수의 수원과 연계하여 소화용 배관의 기능을 가지게 함으로써 소화용 배관의 설치를 위한 공간과 설치비용을 줄일 수 있다는 경제적인 효과를 발휘한다.
In addition, the present invention has an economic effect that can reduce the space and installation cost for the installation of the fire fighting pipe by having a function of the fire fighting pipe in conjunction with the water source of the fire extinguishing water.

도 1a, 1b는 본 발명의 강재빔을 건축물에 적용한 각 실시예의 각 단면도이다.
도 2a는 하부 플랜지 내부에 냉각물 충진공간을 형성한 본 발명의 일 실시예이고, 도 2b는 상기 도 2a,에 대한 종단면(A-A' 단면)도이다.
도 3a는 냉각물 충진공간을 판상의 하부 플랜지의 외면에 형성시킨 본 발명의 일 실시예이고, 도 3b는 상부 플랜지와 하부 플랜지 모두에 대하여 냉각물 충진공간을 형성시킨 본 발명의 일 실시예의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 냉각물 충진공간이 형성되는 웨브의 다양한 형상을 나타내는 각 단면도이다.
도 5는 속이 빈 다수 개의 사각 강관 또는 원형 강관을 적층 결합시켜 웨브를 형성시킴으로써 냉각물 충진공간을 형성시킨 본 발명의 일 실시예을 나타내는 단면도이다.1A and 1B are cross-sectional views of respective embodiments in which the steel beam of the present invention is applied to a building.
FIG. 2A is an embodiment of the present invention in which a coolant filling space is formed in a lower flange, and FIG. 2B is a longitudinal cross-sectional view (AA ′ section) of FIG. 2A.
Figure 3a is an embodiment of the present invention formed the coolant filling space on the outer surface of the plate-shaped lower flange, Figure 3b is a cross-sectional view of an embodiment of the present invention formed a coolant filling space for both the upper flange and the lower flange to be.
4 is a cross-sectional view showing various shapes of a web on which a coolant filling space of the present invention is formed.
5 is a cross-sectional view illustrating an embodiment of the present invention in which a coolant filling space is formed by stacking a plurality of hollow rectangular steel pipes or circular steel pipes to form a web.

이하에서는 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명을 설명함에 있어 공지의 구성을 구체적으로 설명함으로 인하여 본 발명의 기술적 사상을 흐리게 하거나 불명료하게 하는 경우에는 위 공지의 구성에 관하여는 그 설명을 생략하기로 한다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, in describing the present invention, when the technical concept of the present invention is obscured or obscured by describing the known configuration in detail, the description of the known configuration will be omitted.

도 1a, 1b는 본 발명의 강재빔을 건축물에 적용한 각 실시예에 관한 것으로서, 도 1a는 본 발명의 강재빔(100)을 경량철골구조물의 기둥(10)과 지붕의 보구조체(20)에 적용한 일 실시예이고, 도 1b는 본 발명의 강재빔(100)을 슬래브(30) 하부의 보구조체(20)에 적용한 일 실시예이다.Figure 1a, 1b relates to each embodiment applying the steel beam of the present invention to the building, Figure 1a is a steel beam 100 of the present invention to the column 10 and the roof beam structure 20 of the light steel structure 1B is an embodiment of the present invention, and FIG. 1B is an embodiment in which the steel beam 100 of the present invention is applied to the beam structure 20 under the slab 30.

본 발명의 강재빔(100)은, 상부 플랜지(110)와 하부 플랜지(120) 및 이들 상,하부 플랜지(110,120) 사이의 웨브(130)로 이루어지는 강재빔(100)에 냉각물(w)을 충진시킬 수 있는 공간 및 상기 냉각물(w)을 분사시킬 수 있는 분사노즐(125)을 구비함으로써 이루어진다. 상기한 냉각물 충진공간(S)은 상기 상부 플랜지(110), 하부 플랜지(120) 및 웨브(130) 중 적어도 어느 하나에 구비된다.Steel beam 100 of the present invention, the cooling material (w) to the steel beam 100 consisting of the upper flange 110 and the lower flange 120 and the web 130 between these upper and lower flanges (110, 120). It is made by having a space for filling and an injection nozzle 125 for injecting the coolant (w). The coolant filling space S is provided in at least one of the upper flange 110, the lower flange 120, and the web 130.

상기 냉각물 충진공간(S)에 충진되는 냉각물(w)로는 물을 사용할 수 있으며, 영하의 온도에서 냉각물(w)의 체적팽창에 의해 냉각물 충진공간(S)이 형성된 부재가 동파되거나 냉각물 충진공간(S) 내부에 녹이 발생되지 않도록 상기 냉각물(w)로는 동파 및 녹발생의 방지를 위한 첨가제가 혼합된 냉각수가 사용될 수 있다. 또 상기 냉각물(w)은 상온에서는 겔(gel) 형상을 유지하다가 열에 의해 액상으로 변하여 냉각기능을 할 수 있는 겔 형상의 혼합물이 사용될 수 있다.Water may be used as the coolant (w) filled in the coolant filling space (S), and a member in which the coolant filling space (S) is formed by the volume expansion of the coolant (w) at a subzero temperature may be freeze or Cooling water mixed with additives for preventing freezing and rusting may be used as the coolant w so that rust does not occur in the coolant filling space S. In addition, the coolant (w) may be used in a gel-like mixture capable of maintaining a gel (gel) shape at room temperature and changing to a liquid phase by heat to perform a cooling function.

도 2a는 하부 플랜지(120) 내부에 냉각물 충진공간(S)을 형성한 강재빔(100)의 일실시예에 대하여 길이방향의 단면을 나타내고 있으며, 도 2b는 도 2a에 대한 A-A'의 종단면을 나타내고 있다. 이하에서는 하부 플랜지(120) 내부에만 냉각물 충진공간(S)이 형성되는 상기 도 2a, 2b의 실시예를 기준으로 하여 본 발명의 강재빔(100)에 관하여 설명한다. FIG. 2A illustrates a longitudinal cross section of the steel beam 100 having the coolant filling space S formed in the lower flange 120, and FIG. 2B is a line A-A 'of FIG. 2A. The longitudinal cross section of is shown. Hereinafter, the steel beam 100 of the present invention will be described based on the embodiment of FIGS. 2A and 2B in which the coolant filling space S is formed only in the lower flange 120.

도 2a에 의한 본 발명의 하부 플랜지(120)는 속이 빈 튜브형상으로 제작되며, 상기의 빈 공간은 냉각물 충진공간(S)이 되어 물 등의 냉각물(w)이 충진된다. 하부 플랜지(120)의 형상은 사각튜브 형상일 수도 있고 원형튜브 형상일 수도 있다. 이러한 튜브형상의 하부 플랜지(120) 저면에는 정해진 압력에 의해 개방되는 분사노즐(125)이 일정한 간격으로 구비된다.The lower flange 120 of the present invention according to Figure 2a is made of a hollow tube shape, the empty space is a cooling material filling space (S) is filled with a cooling material (w) such as water. The lower flange 120 may have a square tube shape or a round tube shape. The lower surface of the tubular lower flange 120 is provided with injection nozzles 125 which are opened by a predetermined pressure at regular intervals.

하부 플랜지(120)의 냉각물 충진공간(S)에 충진된 냉각물(w)은 화재발생시 화염에 의하여 온도가 상승된 하부 플랜지(120)에 대하여 냉각기능을 함으로써 1차적으로 하부 플랜지(120)의 온도상승을 지연시킨다.The coolant (w) filled in the coolant filling space (S) of the lower flange 120 serves to cool the lower flange (120), the temperature of which is increased by the flame at the time of fire, thereby primarily lowering the flange (120). Delays the temperature rise.

또 상기한 냉각물 충진공간(S)에 충진된 냉각물(w)은 화재를 진압하기 위한 소화기능을 하게 된다. 하부 플랜지(120) 내부에 충진된 냉각물(w)은 가열되면서 체적이 팽창되고, 이러한 냉각물(w)의 체적팽창은 팽창율이 낮은 금속재의 하부 플랜지(120) 내부공간의 압력을 상승시켜 분사노즐(125)을 개방시키게 된다. 개방된 분사노즐(125)을 통해 분사되는 냉각물(w)은 화염의 화재공간 내부의 온도를 낮춤으로써 2차적으로 하부 플랜지(120)의 온도상승을 지연시킨다.In addition, the coolant (w) filled in the coolant filling space (S) serves to extinguish the fire. The coolant (w) filled in the lower flange 120 is heated to expand the volume, the volume expansion of the coolant (w) is sprayed by increasing the pressure of the inner space of the lower flange 120 of the metal material having a low expansion rate The nozzle 125 is opened. The coolant (w) sprayed through the open spray nozzles 125 delays the temperature rise of the lower flange 120 by lowering the temperature inside the fire space of the flame.

이와 같이, 하부 플랜지(120)의 냉각물 충진공간(S)에 충진된 냉각물(w)은 강재빔(100) 자체의 내화성능을 향상시킬 뿐 아니라 적극적인 소화작용으로 강재빔(100)의 온도 상승의 근본적인 요인을 감소시키는 이중의 작용을 함으로써, 내화도료 또는 내화피복의 내화수단을 별도로 부가하지 않고서도 강재빔(100)에 대하여 장시간의 내화시간을 가지는 내화구조를 가지게 한다.As such, the coolant w filled in the coolant filling space S of the lower flange 120 not only improves the fire resistance of the steel beam 100 itself but also actively extinguishs the temperature of the steel beam 100. By double acting to reduce the fundamental factors of the rise, it is possible to have a fireproof structure having a long refractory time for the steel beam 100 without separately adding the refractory means of the refractory paint or fireproof coating.

튜브형상의 하부 플랜지(120)는 구조적으로 단면2차모멘트를 증가시켜 휨응력에 대한 저항능력을 향상시킨다. 따라서 튜브형상의 하부 플랜지를 가지는 강재빔은 웨브에 대하여는 면이 평탄한 민판으로 형성되더라도 충분한 힘강성을 가지게 된다. Tube-shaped lower flange 120 structurally increases the cross-sectional secondary moment to improve the resistance to bending stress. Therefore, the steel beam having the tubular lower flange has sufficient strength stiffness even when the plate is formed of flat plate with a flat surface.

이와 같이 본 발명의 강재빔은 웨브를 민판으로 형성시킬 수 있으나, 웨브(130)의 전단응력 및 비틀림응력에 대한 저항능력을 더욱 향상시키기 위하여 웨브(130)에 요철부(132)를 형성시킬 수 있는데, 상기의 튜브형상의 하부 플랜지는 이러한 요철부(132)에 의해 발생되는 아코디언 효과를 억제시킴으로써 휨변형에 대한 저항능력 극대화시킬 수 있다. 여기에서 아코디언 효과라 함은, 판의 단면을 판의 폭 전체에 대해 주름이 반복되는 형상으로 만든, 즉, 판을 아코디언의 형상으로 만든 파형판에 있어서, 판의 길이방향으로 인장력 또는 압축력을 가한 경우, 판이 이 힘에 대해 거의 저항하지 못하고 인장되거나 압축되어 변형되는 현상을 말한다. As described above, the steel beam of the present invention may form the web in a flat plate, but the uneven portion 132 may be formed in the web 130 in order to further improve the resistance to shear and torsional stress of the web 130. There is, the tube-shaped lower flange can maximize the resistance to bending deformation by suppressing the accordion effect generated by the uneven portion 132. Here, the accordion effect refers to a corrugated plate in which the cross section of the plate is formed in a shape in which the corrugation is repeated for the entire width of the plate, that is, the plate is formed in the shape of an accordion. In this case, it refers to a phenomenon in which the plate hardly resists this force and is deformed due to tension or compression.

상기 요철부(132)는 웨브(130)의 상하 길이 전체에 형성시킬 수 있으나, 웨브(130)의 상하 방향으로의 중간부에 요철부(132)를 형성시키고, 상,하 양단부에는 평탄부(131)를 형성시킴으로써 상기 평판부에 의해 아코디언 효과를 억제되도록 함과 아울러 상,하부 플랜지(110,120)와의 접합을 위한 용접이 용이하도록 하는 것이 바람직하다. 또한 상기 요철부(132)는 오목부(132a)와 볼록부(132b)가 교대로 연속하는 파형 형상으로 구성할 수도 있으나, 오목부(132a)와 볼록부(132b) 사이에 상기 평탄부(131)와 동일한 면을 가지는 중심축부(132c)를 형성시킬 수 있으며, 이러한 중심축부(132c)는 평탄부(131) 및 튜브형상의 하부 플랜지(120)와 함께 아코디언 효과를 억제하여 휨응력에 의한 강재빔(100)의 처짐을 최소화시킬 수 있다. The uneven parts 132 may be formed in the entire upper and lower lengths of the web 130, but the uneven parts 132 are formed in the middle portion of the web 130 in the vertical direction, and the flat parts (up and down ends) By forming the 131, it is preferable that the accordion effect is suppressed by the flat plate, and the welding for joining the upper and lower flanges 110 and 120 is easy. In addition, the concave-convex portion 132 may be configured in a wave shape in which the concave portion 132a and the convex portion 132b are alternately continuous, but the flat portion 131 between the concave portion 132a and the convex portion 132b. The central axis portion 132c having the same surface as) can be formed, and the central axis portion 132c together with the flat portion 131 and the tubular lower flange 120 suppresses the accordion effect, thereby reducing the steel beam due to bending stress. 100) deflection can be minimized.

냉각물 충진공간(S)은 하부 플랜지(120) 내부에 직접 형성시키지 아니하고 판상의 하부 플랜지(120)의 외면에 속이 빈 튜브형상의 강관(140)을 부착시킴으로써 형성시킬 수 있다. 상기 튜브형상의 강관(140)은 하부 플랜지(120)에 작용하는 휨응력에 대한 보강기능을 겸하게 되며, 이러한 구조는 구조물에 이미 설치되어 있는 기존의 강재빔에 적용할 수 있다는 점에서 활용의 폭을 넓힐 수 있는 효과가 있다. 상기 강관(140)은 사각 강관으로 구성할 수 있고 원형 강관으로도 구성할 수 있다. 도 3a는 상기한 바와 같이 냉각물 충진공간(S)을 판상의 하부 플랜지(120)의 외면에 형성시킨 실시예를 각 도시하고 있다.
The coolant filling space S may be formed by attaching a hollow tubular steel pipe 140 to the outer surface of the plate-shaped lower flange 120 without directly forming the inside of the lower flange 120. The tube-shaped steel pipe 140 also serves as a reinforcement function for the bending stress acting on the lower flange 120, this structure can be applied to the existing steel beams already installed in the structure to broaden the range of use It can be effective. The steel pipe 140 may be configured as a square steel pipe and may also be configured as a circular steel pipe. 3A illustrates an embodiment in which the coolant filling space S is formed on the outer surface of the plate-shaped lower flange 120 as described above.

지금까지 강재빔(100)의 하부 플랜지(120)에만 냉각물 충진공간(S)을 형성하는 것을 예로 들어 설명하였으나, 상기 냉각물 충진공간(S)은 상부 플랜지(110)에,또는 하부 플랜지(120)와 더불어 상부 플랜지(110) 모두에도 동일한 구성으로 형성시킬 수 있다. 도 3b는 상부 플랜지(110)와 하부 플랜지(120) 모두에 대하여 냉각물 충진공간(S)을 형성시킨 일 실시예를 나타내고 있다. 상부 플랜지(110)에 냉각물 충진공간(S)을 형성시키는 것은 하부 플랜지(120)에 형성시키는 것과 특별히 다르지 아니하므로 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.
Up to now, the cooling material filling space S is formed only in the lower flange 120 of the steel beam 100, but the cooling material filling space S is formed in the upper flange 110, or the lower flange ( In addition to 120, all of the upper flanges 110 may be formed in the same configuration. 3B illustrates an embodiment in which the coolant filling space S is formed for both the upper flange 110 and the lower flange 120. Forming the coolant filling space (S) in the upper flange 110 is not particularly different from that formed in the lower flange 120, so a description thereof will be omitted.

또 다른 실시예로, 강재빔(100)의 웨브(130)에 냉각물 충진공간(S)을 형성시킬 수 있으며, 이러한 구성은 상,하부 플랜지(110,120)중 적어도 어느 하나의 플랜지와 함께 형성시킬 수 있다. 이하에서는 웨브(130)에 냉각물 충진공간(S)을 형성시키는 구성에 관하여만 설명하기로 한다.In another embodiment, the coolant filling space S may be formed in the web 130 of the steel beam 100, and such a configuration may be formed together with at least one of the upper and lower flanges 110 and 120. Can be. Hereinafter, only the configuration of forming the coolant filling space S in the web 130 will be described.

냉각물 충진공간(S)이 형성된 웨브(130)는 다양한 형상으로 구성할 수 있다. 도 4는 사각 강관 또는 원형 강관을 이용하여 다양한 형상으로 냉각물 충진공간(S)을 형성한 웨브(130)를 가진 강재빔(100)을 도시하고 있다. 도 4의 (a), (b)에 도시된 바와 같이 속이 빈 사각 강관 또는 원형 강관을 그대로 사용할 수도 있고, 도 4의 (c), (d)에 도시된 바와 같이 속이 비고 단면이 정사각형의 형상인 사각 강관의 대칭되는 모서리를 압착시켜 형성된 마름모꼴의 형상을 가지게 하거나, 속이 빈 원형 강관을 부분적으로 압착하여 돌출된 엠보싱의 형상이 일정한 간격으로 형성되도록 구성할 수도 있다. 도 4에서 도시한 웨브(130)의 각 형상은 냉각물 충진공간(S)의 크기, 강재빔(100)의 구조적 안정성 및 외관 등을 고려하여 선택적으로 실시할 수 있다.The web 130 in which the coolant filling space S is formed may be configured in various shapes. 4 illustrates a steel beam 100 having a web 130 having a coolant filling space S formed in various shapes using a square steel pipe or a circular steel pipe. As shown in (a) and (b) of FIG. 4, a hollow rectangular steel pipe or a round steel pipe may be used as it is, and as shown in (c) and (d) of FIG. 4, the hollow shape and the cross section are square in shape. It may be configured to have a rhombic shape formed by pressing the symmetrical edges of the phosphorus square steel pipe, or by partially compressing the hollow circular steel pipe, so that the shape of the protruding embossing is formed at regular intervals. Each shape of the web 130 shown in Figure 4 may be selectively carried out in consideration of the size of the coolant filling space (S), the structural stability and appearance of the steel beam (100).

도 5는 웨브(130)에 냉각물 충진공간(S)을 형성시키는 본 발명의 또 다른 실시예를 도시하고 있다. 도 5에 의하면, 웨브(130)의 내부에 구비되는 냉각물 충진공간(S)은, 속이 빈 다수 개의 사각 강관 또는 원형 강관 또는 마름모형 강관을 적층 결합시켜 웨브(130)를 형성시킴으로써 구비되는 것을 특징으로 한다. 이와 같은 속이 빈 사각 또는 원형 강관의 적층구조는 강재빔(100)의 제작을 용이하게 하고, 단면의 성능을 크게 할 뿐 아니라 단면2차모멘트의 조절을 용이하게 한다는 또 다른 효과를 발휘하게 한다.
5 illustrates another embodiment of the present invention for forming the coolant filling space S in the web 130. According to FIG. 5, the coolant filling space S provided in the web 130 is provided by stacking a plurality of hollow rectangular steel pipes or circular steel pipes or rhombic steel pipes to form a web 130. It features. Such a laminated structure of hollow square or round steel pipes facilitates the fabrication of the steel beam 100, not only increases the performance of the cross section, but also has another effect of facilitating adjustment of the cross section secondary moment.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 건축구조물의 주요 뼈대를 구성하는 강재빔(100) 자체에 냉각물(w)을 포함하게 함으로써 충분한 내화시간을 가지는 내화구조의 강재빔(100)을 구성할 뿐 아니라, 냉각물 충진공간(S)을 형성하기 위한 부재의 단면변화는 강재빔(100)의 구조적 강성을 증가시킨다는 또 다른 효과를 발생시킨다.As described above, the present invention not only constitutes a fireproof steel beam 100 having a sufficient fireproof time by including the coolant w in the steel beam 100 itself constituting the main skeleton of the building structure. In addition, the cross-sectional change of the member for forming the coolant filling space S has another effect of increasing the structural rigidity of the steel beam 100.

아울러, 일정한 규모 이상의 건축물 또는 특정 용도의 건축물에 대하여는 소방관련 법규에 의해 스프링클러 설비 또는 물분무 소화설비 등의 설치를 의무화하고 있으며, 이러한 소방설비에 연결된 소화용 배관은 통상적으로 천정 슬래브 하부의 별도 공간에 설치되고 있는 바, 본 발명의 강재빔(100)에 형성되는 냉각물 충진공간(S)은 소화용수의 수원(水源)과 연결시켜 소화용 배관의 기능을 하게 함으로써 소화용 배관의 설치를 위한 공간과 비용을 줄일 수 있다는 경제적인 효과를 기대할 수 있다.
In addition, for buildings of a certain scale or a specific purpose, installation of sprinkler equipment or water spray fire extinguishing equipment is mandated by fire-related laws. The bar is provided, the cooling material filling space (S) formed in the steel beam 100 of the present invention is connected to the water source of the fire water (water source) to function as a fire fighting pipe space for the installation of the fire fighting pipe The economic effect of reducing the cost and cost can be expected.

이상에서 본 발명은 구체적인 실시 예를 참조하여 상세히 설명하였으나, 상기 실시 예는 본 발명을 이해하기 쉽도록 하기 위한 예시에 불과한 것이므로, 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 이를 다양하게 변형하여 실시할 수 있을 것임은 자명한 것이다. 따라서 그러한 변형 예들은 청구범위에 기재된 바에 의해 본 발명의 권리범위에 속한다고 할 것이다
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the scope of the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It is obvious that it will be possible to carry out various modifications thereof. Therefore, such modifications will be said to belong to the scope of the present invention as described in the claims.

10: 기둥 20: 보구조체
30: 슬래브 100: 강재빔
110: 상부 플랜지 120: 하부 플랜지
130: 웨브 131: 평탄부
132: 요철부 132a: 오목부
132b: 볼록부 132c: 중심축부
140: 강관 S: 냉각물 충진공간
w: 냉각물10: column 20: beam structure
30: slab 100: steel beam
110: upper flange 120: lower flange
130: web 131: flat part
132: uneven portion 132a: concave portion
132b: convex portion 132c: central axis portion
140: steel pipe S: coolant filling space
w: coolant

Claims (7)

상부 플랜지, 하부 플랜지 및 상기 상,하부 플랜지 사이의 웨브로 이루어지는 강재빔에 있어서, 상기 상부 플랜지, 하부 플랜지 및 웨브 중 적어도 어느 하나에는 냉각물 충진공간이 구비되고, 상기 냉각물 충진공간중 외기에 면하는 부위의 일면에는 상기 냉각물 충진공간에 충진되어 있는 냉각물을 분사시킬 수 있는 분사노즐이 적어도 하나 이상 구비되며, 상기 냉각물은 동파 및 녹발생의 방지를 위한 첨가제가 혼합된 냉각수이거나, 상온에서는 겔(gel) 형상을 유지하다가 열에 의해 액상으로 변하여 냉각기능을 할 수 있는 겔 형상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 내화구조 및 소화기능을 가진 친환경 하이브리드 강재빔In a steel beam comprising an upper flange, a lower flange, and a web between the upper and lower flanges, at least one of the upper flange, the lower flange, and the web is provided with a coolant filling space, and the outside air of the coolant filling space is provided. One surface of the facing portion is provided with at least one injection nozzle for injecting the coolant filled in the coolant filling space, the coolant is a coolant mixed with additives for the prevention of freezing and rust, Eco-friendly hybrid steel beam with fireproof structure and fire extinguishing, characterized in that it is a gel-like mixture that can maintain a gel (gel) shape at room temperature and change to a liquid state by heat to cool. 제1항에 있어서, 상기 냉각물 충진공간은 상부 플랜지, 하부 플랜지 및 웨브 중 적어도 어느 하나의 내부에 구비되는 것을 특징으로 하는 내화구조 및 소화기능을 가진 친환경 하이브리드 강재빔The environmentally friendly hybrid steel beam of claim 1, wherein the coolant filling space is provided in at least one of an upper flange, a lower flange, and a web. 제2항에 있어서, 상기 냉각물 충진공간을 내부에 형성시킨 웨브는, 속이 빈 사각 강관 또는 원형 강관이거나, 속이 비고 단면이 정사각형의 형상인 사각 강관의 대칭되는 모서리를 압착시킨 마름모꼴의 형상의 강관이거나, 속이 빈 원형 강관을 부분적으로 압착하여 돌출된 엠보싱의 형상이 일정한 간격으로 형성되도록 한 강관으로 구성되는 것을 특징으로 하는 내화구조 및 소화기능을 가진 친환경 하이브리드 강재빔The web of claim 2, wherein the web in which the coolant filling space is formed is a hollow rectangular steel pipe or a circular steel pipe, or a rhombic steel pipe in which a symmetrical edge of a rectangular steel pipe having a hollow cross section is square. Or hybrid steel beams with fireproof structure and fire extinguishing function, characterized in that the hollow circular steel pipe is partially compressed to form a protruding embossed shape at regular intervals. 제2항에 있어서, 상기 냉각물 충진공간을 내부에 형성시킨 웨브는, 속이 빈 다수 개의 사각 강관 또는 원형 강관 또는 마름모형 강관을 적층 결합시켜 구성되는 것을 특징으로 하는 내화구조 및 소화기능을 가진 친환경 하이브리드 강재빔According to claim 2, wherein the web having the coolant filling space formed therein, environmentally friendly fire-resistant structure and fire extinguishing function, characterized in that configured by stacking a plurality of hollow square steel pipe or circular steel pipe or rhombus steel pipe laminated; Hybrid Steel Beam 제1항에 있어서, 상기 냉각물 충진공간은 상부 플랜지에만 구비되거나 또는 하부 플랜지에만 구비되거나 또는 상부 플랜지와 하부플랜지에만 구비되고, 냉각물 충진공간이 구비되지 아니한 웨브는 상하 방향으로의 중간부에 요철부가 형성되고 상,하 양단부에는 평탄부가 형성되며, 상기 요철부는 오목부와 볼록부 및, 오목부와 볼록부 사이의 중심축부가 연속되는 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 내화구조 및 소화기능을 가진 친환경 하이브리드 강재빔The web of claim 1, wherein the coolant filling space is provided only at the upper flange or only at the lower flange, or is provided only at the upper flange and the lower flange, and the web having no coolant filling space is disposed at an intermediate portion in the vertical direction. Concave-convex portion is formed, and the upper and lower ends are formed with a flat portion, and the concave-convex portion has a refractory structure and a fire extinguishing function, characterized in that the concave portion and the convex portion, the central axis portion between the concave portion and the convex portion is formed in a continuous shape. Eco-friendly Hybrid Steel Beam 제1항에 있어서, 상기 냉각물 충진공간은 상부 플랜지, 하부 플랜지 및 웨브 중 적어도 어느 하나의 외면에 속이 빈 튜브형상의 강관을 부착시킴으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 내화구조 및 소화기능을 가진 친환경 하이브리드 강재빔The environmentally friendly hybrid steel of claim 1, wherein the coolant filling space is formed by attaching a hollow tube-shaped steel pipe to an outer surface of at least one of an upper flange, a lower flange, and a web. beam 삭제delete
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