KR101297695B1

KR101297695B1 - 다중 경량부재를 이용한 다발형 변단면 거더구조

Info

Publication number: KR101297695B1
Application number: KR1020120113284A
Authority: KR
Inventors: 박정환; 정계연
Original assignee: 박정환; 대영스틸산업주식회사
Priority date: 2012-10-12
Filing date: 2012-10-12
Publication date: 2013-08-21

Abstract

본 발명은 다중 경량부재를 이용하여 응력의 방향에 따라 변단면을 가지도록 함으로서 거더의 단면을 경제적으로 형성시킬 수 있는 다중 경량부재를 이용한 다발형 변단면 거더구조에 관한 것으로서, 적어도 3개 이상의 경량부재가 복수의 열을 구성하는 다발형으로 배치되는 다발형 다중 경량부재로 이루어지고, 상기 다발형 다중 경량부재는 상부 또는 하부의 어느 한 방향으로 갈수록 각 열에 배치되는 경량부재의 수가 줄어드는 삼각형이나 사다리꼴, 또는 역삼각형이나 역사다리꼴의 형태로 배치되어 구성되되, 거더의 정모멘트 구간의 범위에는 역삼각형 또는 역사다리꼴의 형태로 다발형 다중 경량부재가 배치되고, 거더의 부모멘트 구간의 범위에는 삼각형 또는 사다리꼴의 형태로 다발형 다중 경량부재가 배치되는 것을 특징으로 한다.

Description

다중 경량부재를 이용한 다발형 변단면 거더구조{A bundle type structure of girder using multi-lightweight members}

본 발명은 교량의 상판을 지지하는 거더구조에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 다중 경량부재를 이용하여 응력의 분포에 따라 변단면을 가지도록 함으로써 거더의 단면을 경제적으로 형성시킬 수 있는 다중 경량부재를 이용한 다발형 변단면 거더구조에 관한 것이다.

라멘교 등의 철근콘크리트 교량은 형태가 자유롭고 재료비가 저렴하며 내구성 내화성이 우수하기 때문에 전통적으로 많이 사용되어 왔으나, 자중이 크고 콘크리트의 특성상 인장력에 취약하기 때문에 경간을 증가시키는 것에는 한계가 있을 뿐 아니라, 외관이 둔탁하다는 문제점이 있다.

이에 반하여 강박스 등의 강교는 콘크리트 교량에 비하여 중량이 작고, 인장응력이 뛰어나 장스팬에 유리하고 가공성이 우수하다는 장점이 있으나, 부식에 의한 내구성이 떨어지고 소음발생 등의 문제점이 있다.

따라서 최근에는 콘크리트와 강재의 특성을 활용하여 스팬을 장대화시키면서도 거더의 두께를 줄여 형하공간을 극대화시키기 위한 합성구조에 관한 연구가 많이 이루어지고 있다.

이러한 연구내용들로는, PSC 강선 등을 이용하여 거더에 프리스트레스를 도입시켜 강성을 증대시키는 방안, 거더 내부에 빈 공간을 형성시켜 자중을 줄이면서 단면성능을 향상시키는 방안, 강관 내부에 콘크리트를 충전시켜 강성을 향상시키는 방안 등이 있으며, 특히 최근에는 강관 내부에 콘크리트를 충전시킨, 소위 CFT 강관(CFT, Concrete Filled Steel tube)부재를 이용한 강관거더가 각광을 받고 있다.

상기 CFT 강관 거더는 강관과 콘크리트간의 상호 구속효과로 인하여 강성이 크게 증가되고 내구성, 내화성이 우수하며, 거더를 경량화시키고 외관이 우수하다는 장점이 있다.

도 1은 상기한 CFT 강관부재를 이용한 강관거더에 관한 종래기술의 일 실시예이다. 상기 도 1에 도시된 종래기술은, 2005. 6. 23. 특허 제0499019호로 등록된 '콘크리트 충전강관 거더'라는 명칭의 발명으로서, 강관(10)의 내주면에 일정한 간격으로 보강리브(12)를 길이방향으로 설치하고, 상기 강관 내부에 콘크리트(11)를 충전시켜 거더를 형성시키고 있다. 상기한 종래기술은 일반적인 거더교량에 비해 교량하중을 줄이면서 형하공간을 증대시키고, 경제적인 교량을 구축할 수 있게 한다는 긍정적인 효과를 발휘하였다.

그러나 상기한 특허 제0499019호의 거더는 거더의 위치에 따른 응력변화와 무관하게 콘크리트가 충전된 하나의 강관이 경간 전길이에 걸쳐 동일하게 형성되는 것이어서 강관의 규모가 불필요하게 커져야 하며, 외관이 단조롭다는 한계가 있다.

도 2는 또 다른 종래기술의 강관거더를 도시하고 있다. 상기 도 2에 도시된 종래기술은, 2007. 2. 15. 특허 제0682629호로 등록된 '강관 거더'라는 명칭의 발명으로서, 축방향으로 길게 형성되는 복수개의 강관들의 내부에 콘크리트 등의 보강재를 충전시켜 거더를 구성하되, 상측에 배치되는 강관(20)들과 하측에 배치되는 강관(30)들의 간격과 크기를 서로 다르게 형성시키고, 별도의 긴장수단을 설치하여 상기 강관들의 처짐을 방지하도록 구성하고 있다.

그러나 상기한 특허 제0682629호의 거더는 소구경의 강관을 다수개 사용함으로써 부재구입 및 제작의 용이함을 도모할 수 있다는 점에서는 긍정적이나, 상기 거더 역시 다수개의 강관 모두가 경간 전길이에 대하여 동일하게 형성된다는 점에서 특허 제0499019호의 거더와 특별한 차이가 없을 아니라, 응력의 상태에 따라 보강되는 수단으로 긴장수단으로 사용하고 있어 긴장작업의 번거로움과 함께 정착장치 등 작업의 수가 증가하고 상기 긴장재의 유지관리가 어렵다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래기술들이 가지는 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 부재구입이 용이하고 저렴한 경량부재들을 사용하면서도 거더의 응력의 상태에 따라 상기 경량부재들을 효율적으로 배치하여 최적의 단면을 형성시킴으로써, 구조적인 안정성을 유지하면서 저렴하고 경제적이며 시공이 단순 용이하고 다양한 형상의 미려한 외관을 구현할 수 있는 거더구조를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 적어도 3개 이상의 경량부재가 복수의 열을 구성하여 다발형으로 배치되는 다발형 다중 경량부재로 이루어지고, 상기 다발형 다중 경량부재는 상부 또는 하부의 어느 한 방향으로 갈수록 각 열에 배치되는 경량부재의 수가 줄어드는 삼각형이나 사다리꼴, 또는 역삼각형이나 역사다리꼴의 형태로 배치되어 구성되되, 거더의 정모멘트 구간의 범위에는 역삼각형 또는 역사다리꼴의 형태로 다발형 다중 경량부재가 배치되고, 거더의 부모멘트 구간의 범위에는 삼각형 또는 사다리꼴의 형태로 다발형 다중 경량부재가 배치되는 것을 특징으로 하는 다중 경량부재를 이용한 다발형 변단면 거더구조가 제공된다.

본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 의하면, 상기 경량부재는 원형파이프와 사각파이프중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 다중 경량부재를 이용한 다발형 변단면 거더구조가 제공된다.

본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 의하면, 상기 경량부재의 내부에는 콘크리트가 충전되는 것을 특징으로 하는 다중 경량부재를 이용한 다발형 변단면 거더구조가 제공된다.

본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 의하면, 상기 경량부재는 경량 I빔 또는 경량 H빔인 것을 특징으로 하는 다중 경량부재를 이용한 다발형 변단면 거더구조가 제공된다.

본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 의하면, 상기 다발형 다중 경량부재에는 일정한 간격으로 결합플레이트가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 다중 경량부재를 이용한 다발형 변단면 거더구조가 제공된다.

본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 의하면, 상기 다발형 다중 경량부재에는 모멘트의 변곡점(P) 부위에 연결플레이트가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 다중 경량부재를 이용한 다발형 변단면 거더구조가 제공된다.

본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 의하면, 상기 연결플레이트는 변곡점을 중심으로 소정의 간격을 두고 한 쌍이 대칭적으로 설치되며, 압축응력이 작용하는 경량부재는 상기 한 쌍의 연결플레이트 중 일측의 연결플레이트를 관통하여 타측의 연결플레이트에 접합는 것을 특징으로 하는 다중 경량부재를 이용한 다발형 변단면 거더구조가 제공된다.

본 발명은 경량부재를 사용함으로써 부재의 구입이 용이하고 저렴하며 제작 및 시공이 단순하여 공기가 단축되고 경제적인 시공을 도모할 수 있다.

본 발명은 응력변화에 대응하도록 부재를 배치함으로써 거더의 단면 높이를 줄일 수 있어 효율적인 구조설계를 가능하게 하고, 이와 더불어 형하공간을 높일 수 있다는 효과를 발휘하게 한다.

본 발명은 거더의 외관에 변화를 줌으로써 미려한 외관을 형성시킬 뿐 아니라, 아치 등의 다양한 형상의 구조를 구현할 수 있다는 효과를 발휘하게 한다.

도 1은 종래기술에 의한 강관거더의 단면도이다.
도 2는 또 다른 종래기술에 의한 강관거더의 사시도이다.
도 3은 2경간 교량의 경우를 예로 한 휨응력도이다.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 의한 거더구조를 전체적으로 나타내는 사시도이다.
도 5는 상기 제1실시예에 의한 거더구조의 평면도이다.
도 6은 상기 제1실시예에 의한 거더구조의 단면도이다.
도 7a는 상기 제1실시예에 의한 거더구조의 정모멘트 구간인 도 6의 B-B'에서의 단면도이고, 도 7b는 부모멘트 구간인 도 6의 C-C'에서의 단면도이며, 도 7c는 변곡점(P) 부위인 도 6의 D-D'에서의 단면도이다.
도 8은 결합플레이트로 중공파이프를 묶는 방법에 관한 설명도이다.
도 9는 휨모멘트 변곡점(P) 부위에서 연결플레이트를 이용하여 중공파이프의 배치형태를 변형시켜 거더 단면의 형상을 변화시키는 관계에 관한 설명도이다.
도 10은 상기의 도 9에 대한 변형예를 각 도시한 설명도이다.
도 11a는 제2실시예에 의한 거더구조의 정모멘트 구간에서의 단면도이고, 도 11b는 부모멘트 구간에서의 단면도이다.
도 12는 제1실시예 및 제2실시예에 대한 각 변형실시예를 나타내는 각 단면도이다.

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.

도 3은 2경간 교량의 경우를 예로 한 응력도롤 도시한 것이다. 이 경우 A-D 구간과 E-C 구간에서는 정모멘트가 발생하게 되고, 지점부 B를 중심으로 한 D-E 구간에서는 부모멘트가 발생하게 된다.

또 상기 휨모멘트의 방향에 따라 A-D 구간 및 D-E 구간에서는 거더의 상부측에 압축응력이 발생하게 되고, 하부측에 인장응력이 발생하게 되며, 이와 반대로 D-E 구간에서는 상부측에 인장응력이 발생하게 되고, 하부측에 압축응력이 발생하게 된다.

한편, 길이부재의 강재는 인장응력에는 우수하나 압축응력에 의해 좌굴이 발생될 우려가 있으므로, 압축응력에 대한 보강이 필요하게 된다.

따라서 본 발명은, 상기한 바와 같이 거더의 응력변화에 대응하는 최적의 거더단면을 형성시켜, 높은 형하공간과 구조적 안정성을 함께 가지면서 경제적인 거더를 구성하고자 하는 것이다.

이를 위하여 본 발명은 다수의 경량부재(120)를 다발형으로 묶어 하나의 거더(100)를 형성시키되, 상기 경량부재(120)의 다발형 배치형태가 응력의 방향에 따라 달리 이루어지는 것을 중요한 기술적 수단의 하나로 한다.

도 4 내지 7은 도 3에 도시된 응력도를 기준으로 하여 본 발명의 제1실시예를 나타낸 것이다. 도 4는 상기 제1실시예에 의한 거더구조를 전체적으로 나타내는 사시도이고, 도 5는 상기 거더구조의 평면도이며, 도 6은 상기 거더구조의 횡단면도이다.

상기 제1실시예에 의한 본 발명의 거더구조는 도 4 내지 7에 의하면, 경량부재(120)인 중공파이프(121) 3개와, 상기 중공파이프(121) 3개를 하나로 묶어주는 결합플레이트(130) 및, 중공파이프(121) 3개의 묶음으로 된 다발을 서로 연결시켜주는 연결플레이트(140)로 이루어져 있다.

상기 중공파이프(121) 3개는 2열로 배치되어 삼각형 또는 역삼각형의 형태로 배치되어 하나의 다발형 다중 경량부재(110)를 형성된다. 이때 중공파이프(121)의 다발형상이 삼각형과 역삼각형 중 어느 형태로 배치되어 구성되느냐는 휨모멘트의 응력 형태에 따라 달라진다.

예컨대, 도 3의 응력도에서 A-D 및 E-C 의 정모멘트 구간에 대하여는 도 8a에 도시된 바와 같이, 상기 다발형 다중 경량부재(110)를 각 중공파이프(121)가 역삼각형의 형상, 즉 중공파이프(121)가 상부측에 많이 배치되는 형태로 구성되도록 함으로써 압축응력이 발생되는 거더의 상부측에 대한 강성을 증대시키게 한다.

이와 반대로, D-E 의 부모멘트 구간에 대하여는 도 8b에 도시된 바와 같이, 각 중공파이프(121)를 삼각형의 형상, 즉 하부측에 많은 중공파이프(121)가 배치되는 형상으로 다발형 다중 경량부재(110)를 형성시킴으로써 압축응력이 발생되는 거더(100)의 하부측에 대한 강성을 증대시키게 한다.

상기 다발형 다중 경량부재(110)의 압축응력이 발생되는 부분에 위치하는 중공파이프(121)에는 콘크리트(150)를 더 충전시킬 수 있다. 콘크리트(150)는 압축강도가 클 뿐 아니라, 중공파이프(121)에 의한 구속효과로 보다 큰 강성을 발휘하게 되므로, 압축강도 향상을 위한 중공파이프(121)의 규격을 더욱 소형화시킬 수 있다.

도 4 내지 7에 도시된 바에 의하면, 본 발명의 제1실시예에 의한 다발형 다중 경량부재(110)는 단면이 동일한 원형의 중공파이프(121)를 예시하고 있으나, 거더에 작용하는 하중 및 중공파이프(121)에 대한 콘크리트(150)의 충전여부에 따라 상기 중공파이프(121)의 형상 및 규모를 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.

예를 들면, 콘크리트(150)를 충전시켜 중공파이프(121)의 강성을 크게 하면서 상기 중공파이프(121)의 규격을 줄일 수 있고, 인장측의 중공파이프(121)와의 규격을 달리할 수도 있다.

이와 아울러, 중공파이프(121)를 3개층 이상의 열로 구성하여 중공파이프(121)의 규격을 작은 것을 사용하도록 할 수 있다. 또 거더 외관의 질감을 더욱 다양하게 형성시키기 위하여 상기 중공파이프(121)를 원형이 아닌 사각형의 것으로 대체하거나 혼용할 수 있다.

또 도 4 내지 7에 도시된 제1실시예의 다발형 다중 경량부재(110)는 중공파이프(121)가 삼각형 내지는 역삼각형의 형상으로 배치되고 있으나, 도 12에 도시된 바와 같이 사다리꼴 내지 역사다리꼴의 형상으로 배치시킬 수도 있다. 도 12의 (a)는 원형의 중공파이프(121)를 역사다리꼴로 배치시킨 예를 나타내고 있으며, 도 12의 (b)는 사각형의 중공파이프(121)를 역사다리꼴로 배치시킨 예를 나타내고 있다.

본 발명의 거더구조를 구성하는 다발형 다중 경량부재(110)에는 일정한 간격으로 설치되는 결합플레이트(130)를 더 포함시킬 수 있다.

다수 개의 경량부재(120)가 상부의 하중을 가장 효율적으로 지지하기 위하여는 상기 경량부재(120)들이 하나의 구조체를 이루면서 일체적 거동을 하도록 구성되어야 하는데, 상기 결합플레이트(130)는 소정의 간격마다 배치되어 경량부재(120)들의 다발을 하나의 구조체로 엮어주는 역할을 하게 된다.

상기의 결합플레이트(130)는 도 8의 (a)에 도시된 바와 같이, 다수 개의 분할결합편(131)으로 이루어진다. 상기 분할결합편(131)은 결합플레이트(130)의 중앙에 위치하게 되는 중앙결합편(132)과, 상기 중앙결합편(132)과 결합하면서 중공파이프(121)를 고정시키는 외곽결합편(133)으로 구성된다. 중앙결합편(132)과 외곽결합편(133)에는 중공파이프(121)의 외경과 일치하는 곡률을 가지는 오목홈을 구비하고 있다.

도 8의 (b)는 결합플레이트(130)로 제1실시예에서 설명하고 있는 중공파이프(121)를 묶는 과정에 관하여 설명하고 있다. 이를 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

먼저 중앙결합편(132)에 구비된 각 오목홈에 중공파이프(121)를 각각 안착시킨 후, 중공파이프(121)가 이동하지 않도록 이들간에 가용접을 하여 중앙결합편(132)과 중공파이프(121)를 고정 결합시킨다. 중앙결합편(132)에 중공파이프(121)가 고정 결합되면, 상기 중공파이프(121)의 노출된 외면에 외곽결합편(133)의 오목홈을 끼워 상기 중앙결합편(132) 및 인접하는 다른 외곽결합편(133)과 일체가 되도록 한 후, 이들에 대한 본용접을 실시하여 중앙결합편(132)과 외곽결합편(133)이 하나의 결합플레이트(130)를 형성하면서 각 중공파이프(121)를 고정 결합시키도록 한다.

상기한 바와 같이, 다수의 중공파이프(121)를 결합시켜 다발형 다중 경량부재(110)가 일체적 거동을 하게 하는 결합플레이트(130)는, 다른 한편으로 거더(100)의 전단보강의 기능를 하는 스티프너의 역할을 겸하게 되므로, 별도의 전단보강재를 설치하지 않아도 된다는 작용효과를 발휘한다. 또한 결합플레이트(130)는 상기와 같은 구조적인 기능과 더불어, 중공파이프(121)의 길이방향에 대한 밋밋한 단조로움을 변화시켜 거더구조에 화려한 외관을 가지도록 한다는 새로운 효과를 발휘하게 한다.

본 발명의 거더구조를 구성하는 다발형 다중 경량부재(110)에는 거더에 작용하는 모멘트의 변곡점 부위에 설치되는 연결플레이트(140)를 더 포함시킬 수 있다.

거더의 지점부와 중앙부에는 서로 다른 방향의 모멘트가 발생되고, 상기 모멘트의 작용방향에 따라 거더의 상부측과 하부측에 발생되는 응력 역시 방향을 서로 달리하게 되는 바, 본 발명은 이러한 응력의 방향에 따라 경량부재(120)의 배치형태를 달리하고 있음은 이미 설명한 바와 같다.

따라서 응력의 방향이 바뀌는 부분, 즉 모멘트의 변곡점에서는 경량부재(120)의 다발형태가 서로 달리 형성되는 바, 상기 다발형태가 서로 다른 두 다발형 다중 경량부재(110) 사이에는 응력전달을 명확히 할 수 있는 연결구조가 형성되어야 하는데, 상기 연결플레이트(140)는 모멘트의 변곡점 부위에서 양측의 다발형 다중 경량부재(110)를 연결해줌으로써 서로 응력을 용이하게 전달할 수 있는 기능을 한다.

도 9는 휨모멘트의 변곡점 부위에서 연결플레이트(140)를 이용하여 중공파이프(121)의 배치형태를 변형시켜 거더 단면의 형상을 변화시키는 관계를 설명하고 있다. 상기 도 9에 의하면, 연결플레이트(140)는 변곡점(P)을 중심으로 소정의 간격을 두고 한 쌍이 대칭적으로 설치된다. 이때 압축응력이 작용하는 경량부재는 상기 한 쌍의 연결플레이트 중 일측의 연결플레이트(140)를 관통하여 타측의 연결플레이트(140)에 접합되기 때문에, 다발형 다중 경량부재(110)의 각 연결부위에 응력 취약부가 발생하지 않게 된다.

상기의 실시예에서는, 한 쌍의 연결플레이트 내부에는 도 7c에 도시된 바와같이 압축응력을 위한 경량부재가 중첩되도록 설치되나, 거더에 작용하는 하중이 그다지 크지 아니한 경우에는 다발형 다중 경량부재(110)의 일측 단부를 직접 연결플레이트(140)에 접합시킴으로써 다발형 다중 경량부재(110)들을 연결시킬 수 있다. 도 10은 이러한 변형예들을 각 도시하고 있다.

도 10의 (a)는 연결플레이트(140) 하나에 대하여 그 양측면에 중공파이프(121) 배치형태가 서로 다른 두 개의 다발형 다중 경량부재(110)가 각각 접합 연결되도록 하고 있다. 또 다른 변형예로, 도 10의 (b)에서는 한 쌍의 연결플레이트(140)를 이용하여 서로 다른 두 개의 다발형 다중 경량부재(110)가 연결되도록 하고 있다. 즉, 연결플레이트(140)를 부모멘트 구간의 다발형 다중 경량부재(110)와 정모멘트 구간의 다발형 다중 경량부재(110)에 각각 개별적으로 부착 형성시킨 후, 상기 두 개의 연결플레이트(140)를 용접 또는 체결볼트 등의 체결수단으로 결합시켜, 이들 다발형 다중 경량부재(110)가 일체적으로 결합되도록 하고 있다.

지금까지 중공파이프(121)를 이용한 본 발명의 제1실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 경량부재(120)는 상기한 중공파이프(121)에 반드시 한정될 필요는 없는 것이다.

도 11a, 11b는 본 발명의 제2실시예를 도시하고 있다. 상기 제2실시예에서는 거더구조를 위한 경량부재(120)로 경량 I빔 또는 H 빔(122)을 사용한다.

상기의 제2실시예는 제1실시예와 비교하여 경량부재(120)에 콘크리트(150)를 충전시키는 구성을 가질 수 없다는 점만을 제외하면, 부모멘트와 정모멘트의 각 구간에서 경량부재(120)를 달리 배치하여 다발형 다중 경량부재(110)를 구성하는 방법, 결합플레이트(130)의 구성 및 상기 결합플레이트(130)로 상기 각 경량부재(120)를 하나의 구조체 다발로 엮어주는 방법, 연결플레이트(140)를 이용하여 경량부재(120)의 배치형태가 서로 다른 두 개의 다발형 다중 경량부재(110)를 연결시키는 방법 등은 모두 제1실시예와 다르지 아니하다.

아울러 도 12의 (c)에 도시된 바와 같이, 경량 I빔 또는 H빔(122)을 삼각형 내지 역삼각형 뿐만 아니라 사다리꼴 또는 역사다리꼴의 형상으로 배치시켜 다발형 다중 경량부재(110)를 형성시킬 수도 있다.

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.

100: 거더 110: 다발형 다중 경량부재
120: 경량부재 121: 중공파이프
122: 경량 I빔 또는 H빔 130: 결합플레이트
131: 분할결합편 132: 중앙결합편
133: 외곽결합편 140: 연결플레이트
150: 콘크리트 P: 변곡점

Claims

교량의 상판을 지지하는 거더의 구조에 있어서,
적어도 3개 이상의 경량부재가 복수의 열을 구성하여 다발형으로 배치되는 다발형 다중 경량부재로 이루어지고, 상기 다발형 다중 경량부재는 상부 또는 하부의 어느 한 방향으로 갈수록 각 열에 배치되는 경량부재의 수가 줄어드는 삼각형이나 사다리꼴, 또는 역삼각형이나 역사다리꼴의 형태로 배치되어 구성되되, 거더의 정모멘트 구간의 범위에는 역삼각형 또는 역사다리꼴의 형태로 다발형 다중 경량부재가 배치되고, 거더의 부모멘트 구간의 범위에는 삼각형 또는 사다리꼴의 형태로 다발형 다중 경량부재가 배치되는 것을 특징으로 하는 다중 경량부재를 이용한 다발형 변단면 거더구조.
제1항에 있어서, 상기 경량부재는 원형파이프와 사각파이프 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 다중 경량부재를 이용한 다발형 변단면 거더구조.
제2항에 있어서, 상기 경량부재의 내부에는 콘크리트가 충전되는 것을 특징으로 하는 다중 경량부재를 이용한 다발형 변단면 거더구조
제1항에 있어서, 상기 경량부재는 경량 I빔 또는 경량 H빔인 것을 특징으로 하는 다중 경량부재를 이용한 다발형 변단면 거더구조
제1항 내지 제4항중 어느 한 항에 있어서, 상기 다발형 다중 경량부재에는 일정한 간격으로 결합플레이트가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 다중 경량부재를 이용한 다발형 변단면 거더구조
제1항 내지 제4항중 어느 한 항에 있어서, 상기 다발형 다중 경량부재에는 거더에 작용하는 모멘트의 변곡점 부위에 연결플레이트가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 다중 경량부재를 이용한 다발형 변단면 거더구조
제6항에 있어서, 상기 연결플레이트는 변곡점을 중심으로 소정의 간격을 두고 한 쌍이 대칭적으로 설치되며, 압축응력이 작용하는 경량부재는 상기 한 쌍의 연결플레이트 중 일측의 연결플레이트를 관통하여 타측의 연결플레이트에 접합되는 것을 특징으로 하는 다중 경량부재를 이용한 다발형 변단면 거더구조