KR101328180B1 - 조립건축 구조물용 용접빔 - Google Patents

조립건축 구조물용 용접빔 Download PDF

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Abstract

본 발명은 웨브 상하단부에 플랜지를 용접한 용접빔을 구성함에 있어서, 웨브와 플랜지의 용접성을 좋게 할 뿐 아니라, 웨브의 중량을 줄여 용접빔을 경량화하고, 또한 웨브의 강성을 보강케 하여 춤의 폭을 늘일 수 있게 함으로서, 하중에 대한 용접빔의 내력이 향상될 수 있게 한 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 수단으로서 본 발명은 얇은 강판으로 된 웨브 상하에 두꺼운 강판으로 된 플랜지를 용접한 조립건축 구조물용 용접빔을 구성함에 있어서, 평판형의 강판으로 웨브를 구성하되, 웨브에 등간격으로 관통공을 뚫어 구성하고, 상기 관통공 테두리에 보강편이 다단으로 형성되게 함으로서, 웨브와 플랜지의용접성을 좋게 할 뿐 아니라 웨브를 경량화하면서 강성이 보강되게 한 것이다.

Description

조립건축 구조물용 용접빔{WELDING BEAM FOR PREFAB BUILDING CONSTRUCTION}
본 발명은 조립건축 건축물용 용접빔에 관한 것으로서, 특히 용접빔을 경량화하면서, 웨브의 강성을 보강케 하여 춤을 확장할 수 있게 함으로서, 어떤 물리적 하중, 또는 작용하중에 의해 발생하는 휨력, 전단력, 압축력 등에 대한 내력을 향상케 하고, 또한 용접성을 좋게 하여 제작이 용이하게 이루어질 수 있게 한 것이다.
조립건축 구조물에는 하중을 지지하기 위하여 기둥, 보 등이 사용되며, 상기 기둥, 보에는 다양한 형태의 구조물용 용접빔들이 사용되고 있다.
구조물용 용접빔은 상하에 플랜지가 형성되고, 이들 플랜지 사이의 웨브가 수직으로 용접구성되며, 용접빔의 길이방향 굽힘하중은 웨브의 춤폭이 커질수록, 플랜지의 두께가 두꺼워질수록 커지게 되나, 웨브의 두께가 굽힘하중에 큰 영향을 미치지 않는다.
따라서 웨브의 두께는 가능한 얇게 구성하며, 춤의 폭은 크게 하며, 플랜지의 두께를 두껍게 하는 것이 경제적으로 굽힘하중에 대한 지지능력을 증대시킬 수 있게 된다.
그러나 웨브의 두께를 지나치게 얇게 하거나, 웨브의 두께에 비하여 춤의 폭이 지나치게 높아지게 될 경우, 플랜지 사이의 압축력, 즉 플랜지와 플랜지를 마주보며 압축하는 하중에는 취약하게 되어 파괴가 일어난다.
이러한 이유때문에 웨브의 춤 폭에 비해 두께를 얇게 하는 데에는 한계가 있고 상기 한계를 극복할 수 있는 웨브의 형상개발이 요구된다.
상기 요구에 대한 발명으로서 여러 형태의 용접빔들이 제공된바 있다.
[특허문헌]
(특허문헌 1) 대한민국 특허 제910172호
(특허문헌 2) 대한민국 특허 제941726호
(특허문헌 3) 대한민국 특허 제1086293호
상기 특허문헌들의 구성을 검토하여 보면 얇은 강판으로 된 웨브 상하에 두꺼운 강판으로 된 상하플랜지가 용접구성되며, 웨브의 강성을 향상시킬 목적으로 웨브가 지그재그로 절곡구성되게 한 것이다.
따라서 상기한 구성의 용접빔은 웨브의 두께를 대체로 얇게 구성할 수 있을 뿐 아니라, 춤의 폭도 향상시킬 수 있어 내력이 높은 용접빔을 제공할 수 있게 된다.
그러나 상기 특허문헌들의 용접빔은 요철형태로 절곡 구성된 웨브 상하단부에 플랜지를 용접하는 용접작업에 어려움이 있을 뿐 아니라, 웨브가 요철형태로 절곡되는 절곡깊이만큼 재료의 소요량이 많아지게 되고, 또한 용접빔의 중량이 늘어나게 되는 등의 단점이 있는 것이었다.
본 발명은 웨브 상하단부에 플랜지를 용접한 용접빔을 구성함에 있어서, 주로 2차부재인 중도리부재, 처마보, 타이보 등과 같이 하중은 적으나 길게 사용되는 부재, 즉 가볍고 멀리 보낼 수 있는 부재로 널리 사용되는 용접빔을 구성하되, 특히 웨브와 플랜지의 용접성을 좋게 할 뿐 아니라, 웨브의 중량을 줄여 용접빔을 경량화하고, 또한 웨브의 강성을 보강케 하여 춤의 폭을 늘일 수 있게 함으로서, 물리적 하중이나 작용하중에 의해 발생하는 휨력, 전단력, 압축력 등에 대한 내력을 향상시킬 수 있게 한 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 수단으로서 본 발명은 얇은 강판으로 된 웨브 상하에 두꺼운 강판으로 된 플랜지를 용접한 조립건축 구조물용 용접빔을 구성함에 있어서, 평판형의 강판으로 웨브를 구성하되, 웨브에 등간격으로 관통공을 뚫어 구성하고, 상기 관통공 테두리에 보강편이 절곡구성되게 함으로서, 웨브와 플랜지의용접성을 좋게 할 뿐 아니라 웨브를 경량화하면서 내력이 보강되게 한 것이다.
본 발명은 얇은 강판으로 된 웨브 상하에 두꺼운 강판으로 된 플랜지를 용접한 용접빔을 구성함에 있어서, 평판형의 강판으로 웨브를 구성하되, 웨브에 등간격으로 관통공을 뚫어 구성하고, 상기 관통공 테두리에 보강편이 절곡구성되게 함으로서, 웨브와 플랜지의 용접성을 좋게 할 뿐 아니라, 웨브의 중량을 줄여 용접빔을 경량화하고, 또한 웨브의 강성을 보강케 하여 춤의 폭을 늘일 수 있게 되므로 휨력, 전단력, 압축력에 대한 용접빔의 내력을 향상시킬 수 있게 되는 등의 효과가 있는 것이다.
도 1 : 본 발명에서 제공하고자 하는 용접빔의 사시도
도 2 : 도 1은 종단면도
도 3 : 도 1의 횡단면도
도 4 : 본 발명 타실시예의 사시도
도 5 : 본 발명 타실시예의 사시도
도 6 : 본 발명 타실시예의 사시도
도 7 : 본 발명 타실시예의 사시도
도 8 : 본 발명 타실시예의 사시도
도 9 : 본 발명 타실시예의 사시도
도 10 : 도 9의 단면구성도
도 11 : 본 발명 타실시예의 사시도
도 12 : 도 11의 종단면구성도
도 13 : 도 11의 횡단면구성도
도 14 : 본 발명 또다른 실시예의 사시도
도 15 : 도 14의 측면구성도
도 16 : 도 14의 종단면구성도
도 17 : 도 14의 횡단면구성도
도 18 : 본 발명 또다른 실시예의 사시도
도 19 : 도 18의 측면구성도
도 20 : 도 18의 종단면구성도
도 21 : 도 18의 횡단면구성도
도 22 : 본 발명의 또다른 실시예의 사시도
도 23 : 도 22의 측면구성도
도 24 : 도 22의 종단면구성도
도 25 : 도 22의 횡단면구성도
도 26 : 본 발명의 웨브 단부를 절곡하여 강성을 향상시킨 상태도
도 27 : 도 26의 단면구성도
도 28 : 본 발명의 사용상태예시도
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하기로 하며, 다만 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 동일부호로 기재하고, 관련된 공지기술이나 기능에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지가 모호해지지 않도록 하기 위하여 생략하기로 한다.
이하 본 발명의 실시예를 첨부도면에 따라 상세히 설명한다.
도 1 내지 도 13은 본 발명에서 제공하고자 하는 조립건축 구조물용 용접빔의 구성과, 타실시예를 도시한 구성도로서, 본 발명의 기술요지는 웨브 상하단부에 플랜지를 용접한 용접빔(10)을 구성함에 있어서, 웨브(20)와 상하플랜지(30)의 용접성을 좋게 함과 동시에 경량화하고, 웨브(20)의 강성을 보강케 하여 춤의 폭(A)을 늘일 수 있게 함으로서, 하중에 대한 용접빔(10)의 휨력, 전단력, 압축력 등, 필요충분한 내력이 유지될 수 있게 한다는 것이다.
즉 얇은 평판형의 강판으로 웨브(20)를 구성하되, 웨브(20)의 본체(23) 상에 등간격으로 관통공(21)을 뚫고, 상기 관통공(21) 테두리에 보강편이 절곡구성되게 한 것이다.
상기 용접빔(10)의 길이 및 춤은 시공하고자 하는 건축물의 구조에 따라 조정되며, 용접빔(10)의 양측 단부에는 건축구조물을 구성하는 기둥이나 빔 등과 조립하기 위하여 체결공이 뚫린 체결판과 같은 체결수단(도시안됨)이 제공된다.
<실시예 1>
실시예 1은 웨브(20)와 플랜지(30)로 구성되는 용접빔(10)을 구성하되, 도 1에서와 같이 평판형의 강판으로 된 웨브(20)의 본체(23) 상에 등간격으로 관통공(21)을 뚫어 구성하고, 상기 관통공(21) 테두리에 도 2 및 도 3에서와 같은 수평보강편(22)이 절곡구성되게 하고, 상기한 구성의 웨브(20)의 본체(23) 상하 단부에 두꺼운 강판으로 된 플랜지(30)를 용접한다.
상기에서 웨브(20)의 본체(23)와 플랜지(30)의 용접부위는 직선 상으로 접하기 때문에 용접성을 좋게 한다.
또한 얇은 강판으로 웨브(20)을 구성하고, 웨브(20)에 등간격으로 관통공(21)을 뚫어 경량화하더라도 관통공(21) 테두리에 수평보강편(22)이 절곡구성되게 함으로서, 웨브(20)의 강성을 향상시킬 수 있게 되고, 따라서 웨브(20)의 춤(A)을 늘일 수 있게 되므로 휨력, 전단력, 작용하중에 대한 용접빔(10)의 내력을 좋게 한다.
이때 관통공(21) 테두리에 절곡구성되는 수평보강편(22)의 절곡각도는 다양한 각도로 절곡할 수 있다.
본 발명을 실시함에 있어서, 웨브(20)의 본체(21)에 형성되는 관통공(21)은 도 4 내지 도 8에서와 같이 원형, 마름모형, 6각형, 타원형, 삼각형 등 다양한 형태로 실시할 수 있고 관통공(21)의 간격은 웨브(20)의 춤폭에 따라 조정되며, 그 작용효과는 동일하다.
용접빔(10)의 양측 단부에는 건축구조물을 구성하는 기둥이나 빔 등과 조립하기 위하여 체결공이 뚫린 체결판과 같은 체결수단(도시안됨)이 제공되게 하거나 도 26에서와 같이 웨브(20) 양측 단부에 절곡부(26)를 형성하여 취약한 웨브(20)의 양측 단부를 보강케 할 수 있다.
<실시예 2>
실시예 2는 도 9 및 도 10에서와 같이 평판형의 강판으로 된 웨브(20)의 본체(23)에 관통공(21)을 형성하되, 관통공(21) 테두리에 절곡구성되는 수평보강편(22)이 본체(23)를 기준으로 좌우측방향으로 교호로 형성되게 하고, 상기한 구성의 웨브(20) 상하에 상하플랜지(30)가 용접구성되게 한 것이다.
상기에서 웨브(20)에 형성되는 관통공(21)은 도 4 내지 도 8에서와 같이 원형, 마름모형, 6각형, 타원형, 삼각형 등 다양한 형태로 실시할 수 있다.
도 9 및 도 10에서와 같은 용접빔(10)의 양측 단부에는 건축구조물을 구성하는 기둥이나 빔 등과 조립하기 위하여 체결공이 뚫린 체결판과 같은 체결수단(도시안됨)이 제공되게 하거나 도 26에서와 같이 웨브(20) 양측 단부에 절곡부(26)를 형성하여 취약한 웨브(20)의 양측 단부를 보강케 할 수 있다.
<실시예 3>
실시예 3은 도 11 내지 도 13에서와 같이 평판형의 강판으로 된 웨브(20)의 본체(23)에 관통공(21)을 형성하되, 관통공(21) 테두리에 구성되는 수평보강편(22) 단부에 수직보강편(24)이 한번 더 절곡구성되게 하고, 상기한 구성의 웨브(20) 상하에 상하플랜지(30)가 용접구성되게 한 것이다.
상기에서 웨브(20)에 형성되는 관통공(21)은 도 4 내지 도 8에서와 같이 원형, 마름모형, 6각형, 타원형, 삼각형등 다양한 형태로 실시할 수 있으며, 상기 관통공(21) 테두리에 도 11 내지 도 13에서와 같이 수평보강편(22)과 수직절곡보강편(24)이 이중으로 절곡구성되게 할 경우 웨브(20)의 강성을 더욱 향상시킬 수 있다.
또한 상기에서와 같이 관통공(21) 태두리에 형성되는 수평 및 수직보강편(22)(24)의 방향은 웨브(20)의 본체(23)를 기준으로 좌우측방향으로 교호로 형성되게 할 수도 있다.
도 11 내지 도 13에서와 같은 용접빔(10)의 양측 단부에는 건축구조물을 구성하는 기둥이나 빔 등과 조립하기 위하여 체결공이 뚫린 체결판과 같은 체결수단(도시안됨)이 구비되게 하거나 도 26에서와 같이 웨브(20) 양측 단부에 절곡부(26)를 형성하여 취약한 웨브(20)의 양측 단부를 보강케 할 수 있다.
<실시예 4>
실시예 4는 도 14 내지 도 17에서와 같이 평판형 강판으로 된 웨브(20)의 본체(23)에 관통공(21)을 형성하고, 관통공(21) 태두리에 구성되는 수평보강편(22) 단부에 수직보강편(24)이 한번 더 절곡되게 한 다음, 상기 수직보강편(24) 단부에 다시 2차수평보강편(27)이 웨브(20)의 본체(23)쪽으로 2차로 절곡구성되게 하고, 상기한 구성의 웨브(20) 상하에 상하플랜지(30)가 용접구성되게 한 것이다.
상기에서 웨브(20)에 형성되는 관통공(21)은 도 4 내지 도 8에서와 같이 원형, 마름모형, 6각형, 타원형, 삼각형 등 다양한 형태로 실시할 수 있으며, 상기 관통공(21) 테두리에 도 14 내지 도 17에서와 같이 수평보강편(22)과 수직보강편(24) 및 2차수평보강편(27)이 다단으로 절곡구성되게 할 경우 웨브(20)의 강성을 더욱 향상시킬 수 있다.
본 발명의 실시예 4는 도 14 내지 도 17에서와 같이 수평보강편(22)과 수직보강편(24) 및 2차 수평보강편(27)이 다단으로 절곡되게 함에 있어서, 각 절곡부가 직각형상으로 절곡구성되게 하지 않고, 도 18 내지 도 21에서와 같이 웨브(20)의 본체(23)로부터 1차절곡되는 수평보강편(22)과 수직보강편(24) 및 2차 수평보강편(27)의 절곡부위가 완만한 각도로 절곡되게 하여 절곡에 따른 웨브(20) 강판의 피로도를 줄일 수 있게 할 수도 있다.
상기에서와 같이 각 절곡부를 완만한 각도로 절곡하는 것은 본 발명 각 실시예에 모두 적용할 수도 있다.
또한 상기에서와 같이 관통공(21) 테두리에 다단으로 절곡구성되는 보강편들의 방향은 도 9에서와 같이 웨브(20)의 본체(23)를 기준으로 좌우측방향으로 교호로 형성되게 할 수도 있다.
도 14 내지 도 21에서와 같은 용접빔(10)의 양측 단부에는 건축구조물을 구성하는 기둥이나 빔 등과 조립하기 위하여 체결공이 뚫린 체결판과 같은 체결수단(도시안됨)이 제공되게 하거나 도 26에서와 같이 웨브(20) 양측 단부에 절곡부(26)를 형성하여 취약한 웨브(20)의 양측단부를 보강케 할 수도 있다.
<실시예 5>
실시예 5는 도 22 내지 도 25에서와 같이 평판형 강판으로 된 웨브(20)의 본체(23)에 관통공(21)을 형성하고, 상기 관통공(21) 테두리에 실시예 4에서와 같이 수평보강편(22)과 수직보강편(24), 2차수평보강편(27)을 다단으로 구성하되, 상기 2차수평보강편(27) 단부에 2차수직보강편(28)이 웨브(20)의 관통공(21)쪽으로 절곡구성되게 하고, 상기한 구성의 웨브(20) 상하에 상하플랜지(30)가 용접구성되게 한 것이다.
상기에서 웨브(20)에 형성되는 관통공(21)은 도 4 내지 도 8에서와 같이 원형, 마름모형, 6각형, 타원형, 삼각형 등 다양한 형태로 실시할 수 있으며, 상기 관통공(21) 테두리에 도 22 내지 도 25에서와 같이 수평보강편(22)과 수직보강편(24), 2차수평보강편(27) 및 2차수직보강편(28)이 다단으로 절곡되게 할 경우 웨브(20)의 강성을 더욱 향상시킬 수 있다.
또한 상기에서와 같이 관통공(21) 테두리에 다단으로 절곡구성되는 보강편의 방향을 도 9에서와 같이 웨브(20)의 본체(23)를 기준으로 좌우측방향으로 교호로 형성되게 할 수도 있다.
도 22 내지 도 25에서와 같은 용접빔(10의 양측 단부에는 건축구조물을 구성하는 기둥이나 빔 등과 조립하기 위하여 체결공이 뚫린 체결판과 같은 체결수단(도시안됨)이 제공되게 하거나, 도 26에서와 같이 웨브(20) 양측 단부에 절곡부(26)를 형성하여 취약한 웨브(20)의 양측 단부를 보강케 할 수도 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에서 제공하고자 하는 용접빔(10)은 얇은 평판형의 강판으로 웨브(20)를 구성하고, 상기 웨브(20) 상하부에 두꺼운 강판으로 구성된 플랜지(30)를 용접하여 제작하되, 웨브(20)의 본체(23) 상에 등간격으로 관통공(21)을 뚫어 웨브(20)를 경량화하고, 관통공(21) 테두리에 다단으로 보강편이 절곡구성되게 하여 웨브(20)의 강성을 보강케 함으로서, 얇은 강판을 사용하더라도 웨브(20)의 춤(A)을 늘일 수 있게 되므로 휨력, 전단력, 압축력 등에 대한 용접빔(10)의 내력을 향상시킬 수 있게 된다.
뿐만 아니라 웨브(20)와 플랜지(30)가 접합, 용접되는 부분이 일직선 상으로 위치하게 되므로 용접성을 좋게 할 뿐 아니라, 웨브(20)의 본체(23)에 천공되는 관통공(21)과 다단으로 절곡되는 보강편들은 모두 프레스금형으로 간단히 제작할 수 있어 생산성 향상을 기대할 수 있게 된다.
(10)--용접빔 (20)--웨브
(21)--관통공 (22)--수평보강편
(23)--본체 (24)--수직보강편
(26)--절곡부 (27)--2차수직보강편
(28)--2차수직보강편 (30)--플랜지

Claims (7)

  1. 평판형의 강판으로 웨브를 구성하고, 상기 웨브의 본체 상에 등간격으로 관통공을 뚫어 구성하고, 상기 관통공 테두리에 보강편을 절곡하여 웨브의 강성이 보강되게 하고, 상기 웨브 상하 단부에 플랜지를 용접한 조립건축 구조물용 용접빔을 구성함에 있어서, 웨브(20)의 본체(23)에 뚫린 관통공(21) 테두리에 수평보강편(22)을 구성하고, 상기 수평보강편(22) 단부에 수직보강편(24)을 절곡구성하고, 상기 수직보강편(24) 단부에 2차수평보강편(27)이 웨브(20)의 본체(23)쪽으로 2차절곡구성되게 하여서 됨을 특징으로 하는 조립건축 구조물용 용접빔.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서, 2차수평보강편(27) 단부에 2차수직보강편(28)이 웨브(20)의 관통공(21)쪽으로 절곡되게 함을 특징으로 하는 조립건축 구조물용 용접빔.
  6. 삭제
  7. 삭제
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