KR101396440B1 - Hybrid beam with reinforced end portions - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 철근콘크리트 또는 철골철근콘크리트 기둥에 접합되는 철근콘크리트로 보강된 단부를 갖는 복합 보에 관한 것으로, 보다 상세하게는 H형 강재 본체의 적어도 단부가 철근콘크리트로 보강되며 철근콘크리트 보강부에서 포스트텐션 방식으로 프리스트레스를 도입하여 보를 연속화시킬 수 있는 프리스트레스트 단부 보강 복합 보에 관한 것이다.The present invention relates to a composite beam having an end portion reinforced by a reinforced concrete reinforced concrete or steel reinforced concrete column, more particularly, at least an end portion of the reinforced concrete reinforced concrete reinforced concrete portion is reinforced by reinforcing concrete, And a prestressed end reinforced composite beam capable of continuing the beam by introducing a prestress in a tensioning manner.
구조물을 재료에 따라 분류해 보면 목조, 벽돌조, 철골조, 철근콘크리트조, 철골철근콘크리트조 등으로 나눌 수 있다. 실제의 건축물에서는 두 가지 이상의 구조방식이나 재료가 함께 사용되는 경우가 많은데, 동일한 부재에 두 가지 이상의 재료가 함께 사용되는 경우 합성구조(Composite structure), 건축물의 부위별로 다른 재료가 사용되는 경우를 혼합구조(Mixed structure)라 부른다. 철골조, 철근콘크리트조 및 철골철근콘크리트조 등에서 뼈대구조는 기둥과 보를 접합하여 구성하게 되는데, 이때 기둥과 보를 강접하여 수평하중에 대해 부재의 휨강성으로 저항하는 강접 구조(Rigide Frame)가 많이 사용된다.Structures can be divided into materials according to materials such as wooden, brick, steel, reinforced concrete, and steel reinforced concrete. In actual buildings, more than two types of structures or materials are often used together. When two or more materials are used together in the same member, a composite structure is used. In the case where different materials are used for different parts of a building, It is called a mixed structure. In a steel frame, a reinforced concrete frame, and a steel reinforced concrete frame, a skeleton structure is formed by joining a column and a beam. In this case, a rigid frame is often used in which the column and the beam are in contact with each other to resist the flexural stiffness of the member against the horizontal load.
이처럼 기둥과 보를 강접할 경우 하중에 의해 보에 발생하는 휨모멘트는 양단부에서 최대로 되고 중앙부에서는 양단부에서 발생하는 휨모멘트의 50~60%가 된다. 기존에는 보를 설계할 때 보의 양단부에서 발생하는 최대 휨모멘트에 대응하는 보 단면을 보 전체 길이에 걸쳐 적용하였다. 이처럼 최대 휨모멘트로 보 전체를 설계하는 경우 보의 중앙부에서는 필요 이상의 큰 단면을 갖게 되므로 재료의 낭비가 발생하게 되어 비경제적, 비효율적이 된다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 보의 길이방향의 전체적인 형태를 바꾸는 방법, 길이방향 내부의 단면을 바꾸는 방법, 보의 중앙부와 양단부를 서로 이질적인 재료를 사용하여 각 재료의 특성을 최대로 활용하는 방법 등이 사용되고 있다. When the column and beam are touched in this way, the bending moment generated by the load is maximized at both ends and is 50 to 60% of the bending moment generated at both ends in the central portion. In the past, the beam cross section corresponding to the maximum bending moment generated at both ends of the beam was applied over the entire beam length when designing the beam. When the beam is designed with the maximum bending moment, the beam is wasted because the beam has a larger cross-section than the central portion, which is uneconomical and inefficient. In order to solve these problems, there is a method of changing the overall shape of the beam in the longitudinal direction, a method of changing the cross-section in the longitudinal direction, and a method of utilizing the characteristics of each material by using different materials, .
본 발명의 배경이 되는 기술로는 특허등록 10-0585581 ‘복합구조 시스템'(특허문헌 1)이 있다. 이 특허는 철근 콘크리트 기둥과 철골 보로 구성된 복합구조에 관한 것으로 철근 콘크리트 기둥 수평방향으로 돌출부가 형성되도록 거푸집을 설치하고 일정거리 이격된 위치에 철골 보를 설치하며 철골 보의 양측으로 연결부재와 결합부재를 설치한 후 콘크리트를 부어 양생하여 접합부위의 강도가 향상될 수 있도록 하는 복합구조를 제안한다. 이 특허가 제안하는 복합구조는 일정위치에 연결부재를 설치한 후, 연결부재와 철골 보를 결합부재로 결속한 다음 콘크리트를 타설함으로써 철근 콘크리트 기둥과 철골 보의 장점을 동시에 살려서 강성을 확보할 수 있는 장점이 있으나 현장 콘크리트 타설과 양생에 있어서 공기가 길어지고 폐기물이 다량 발생하는 등의 단점을 가진다.As a background of the present invention, there is a Patent Registration No. 10-0585581 'Compound Structure System' (Patent Document 1). This patent relates to a composite structure composed of a reinforced concrete column and a steel beam, in which a formwork is installed to form a protrusion in the horizontal direction of the reinforced concrete column, a steel beam is installed at a predetermined distance, After the installation, concrete is poured and cured to improve the strength of the joint. This composite structure proposed in this patent has a structure in which a connecting member is installed at a predetermined position and then a connecting member and a steel beam are coupled to each other by a joining member and then a concrete is laid to secure the rigidity by simultaneously utilizing the advantages of the reinforced concrete column and the steel beam However, it has disadvantages such as lengthening of air in curing and curing of concrete in site and waste generation in large quantity.
본 발명은 상술한 종래기술이 가지는 문제점을 해결하기 위한 것으로 철근콘크리트구조와 비교하여 공장에서 부재를 생산하고 현장에서 설치하는 공업화 공법에 따른 합리적 시공으로 공기단축이 가능하며 가설재 사용이 절감되고 폐기물발생이 대폭 감소하는 환경친화적 공법을 제안하는 것을 목적으로 한다.Disclosure of Invention Technical Problem [7] The present invention has been made in order to solve the problems of the prior art described above. Compared with a reinforced concrete structure, the present invention can produce a member at a factory, The present invention aims to propose an environmentally friendly method in which the amount of water is greatly reduced.
본 발명의 또 다른 과제는 철골구조와 비교하여 같은 수준의 대경간을 유지하면서도 철근콘크리트구조와 복합화함으로써 원가절감이 가능한 복합 보를 제공하는 것을 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide a composite beam capable of reducing the cost by composing the reinforced concrete structure with the reinforced concrete structure while maintaining the same large-diameter gap as the steel structure.
본 발명의 일 실시예에 따른 프리스트레스트 단부 보강 복합 보는 상부 플랜지, 상부 플랜지와 간격을 두고 평행한 하부 플랜지, 상하부 플랜지에 수직하게 배치되어 이들을 연결하는 웨브가 H자형 단면형상을 이루는 길이재로 구성되는 H형 강재 본체; H형 강재 본체의 양단부 일정 구간에 H형 강재 본체를 둘러싸게 형성되어 H형 강재 본체 양단부 단면을 보강하는 단부보강콘크리트; 단부보강콘크리트 단면 상부 양측에서 H형 강재 본체의 웨브 상부에 대칭되고 H형 강재 본체의 길이방향에 평행하게 매립되어 단부보강콘크리트를 관통하며 내부에 PS강연선이 삽입될 수 있는 쉬스관;을 포함하는 것을 특징으로 한다.The prestressed end reinforcement composite according to an embodiment of the present invention is composed of an upper flange, a lower flange parallel to and spaced from the upper flange, and a web vertically disposed on the upper and lower flanges and connecting them, An H-shaped steel main body; An end portion reinforced concrete which is formed so as to surround the H-shaped steel main body at a predetermined section of both ends of the H-shaped steel main body and reinforces the end faces of both ends of the H-shaped steel main body; And a sheath pipe which is symmetrical to the upper portion of the web of the H-shaped steel main body and is embedded in parallel to the longitudinal direction of the H-shaped steel main body at both sides of the end section reinforced concrete cross-section so as to penetrate the end reinforced concrete and into which the PS strand can be inserted .
이때 H형 강재 본체 양단부 일정구간의 웨브 상부에는 복수의 연결구멍이 H형 강재 본체의 길이방향을 따라 일정 간격을 두고 천공되고, 각 연결구멍에는 상부에 홈이 형성되고 홀이 타공된 쉬스관연결부재가 관통하여 결합되며, 쉬스관연결부재의 홈에는 쉬스관이 안착되고, 쉬스관연결부재의 홀들을 관통하는 단면보강근이 H형 강재 본체의 길이방향을 따라 더 설치될 수 있다.At this time, a plurality of connection holes are formed in the upper portion of the web of a predetermined section of both ends of the H-shaped steel main body at regular intervals along the longitudinal direction of the H-shaped steel main body, and the respective connection holes are connected to a sheath pipe A sheath pipe is seated in the groove of the sheath pipe connecting member, and a cross-sectional reinforcing steel pipe passing through the holes of the sheath pipe connecting member can be further installed along the longitudinal direction of the H-shaped steel material body.
또한, H형 강재 본체의 중앙부에는 플랜지나 웨브의 좌굴을 방지하기 위하여 상부 플랜지와 하부 플랜지 사이에 웨브에 직각방향으로 복수의 스티프너를 일정간격을 두고 더 설치할 수 있다.In addition, a plurality of stiffeners may be provided between the upper flange and the lower flange at a predetermined interval in a direction perpendicular to the web, in order to prevent buckling of the flange or the web.
단부보강콘크리트의 상면에는 일부가 매립되고 잔여부가 단부보강콘크리트 상부로 노출되는 U자형 철근이 설치되고, H형 강재 본체의 길이방향으로 단부 부모멘트에 저항하는 단부상부근이 단부보강콘크리트의 상부로 노출되는 U자형 철근에 결합될 수 있다.The U-shaped reinforcing bars are partially embedded in the upper surface of the end-portion reinforced concrete and exposed to the upper portion of the reinforced concrete. The end portions of the end portions of the H-shaped steel main body, Can be bonded to exposed U-shaped bars.
또한, 양쪽 단부보강콘크리트 사이 구간의 H형 강재 본체의 하부를 보강하기 위하여 H형 강재 본체의 하부 플랜지를 둘러싸도록 형성된 하부보강콘크리트를 더 포함하며, 양쪽 단부보강콘크리트와 하부보강콘크리트에는 양쪽 단부보강콘크리트와 하부보강콘크리트를 관통하여 매립된 단일의 프리스트레스 강연선에 의해 프리텐션 방식으로 프리스트레스가 도입될 수 있다.In addition, it further comprises a lower reinforced concrete formed so as to surround the lower flange of the H-shaped steel main body in order to reinforce the lower portion of the H-shaped steel main body in the section between the both end reinforced concrete, and both end reinforced concrete and the lower reinforced concrete are provided with both end reinforcement The prestress can be introduced in a pre-tensioned manner by a single prestressed strand embedded in the concrete and the lower reinforced concrete.
또한, PS강연선은 양쪽 단부보강콘크리트에서 중앙부측으로 하향 기울어지게 연장되어 중앙부 일정 구간에서 하부보강콘크리트 내측에 H형 강재 본체의 웨브 하부에 대칭되고 H형 강재 본체의 길이방향에 평행하게 매립된 쉬스관 내부에 삽입되고, 복합 보를 기둥 위에 거치한 후 PS강연선을 긴장하여 포스트텐션 방식으로 양쪽 단부보강콘크리트와 하부보강콘크리트에 프리스트레스를 도입할 수 있다.In addition, the PS stranded wire is extended in a downwardly inclined manner toward the central portion of the both end-end reinforced concrete, and is embedded in the lower reinforced concrete at a central portion thereof in a symmetrical manner under the web of the H-shaped steel main body and buried in parallel to the longitudinal direction of the H- After the composite beam is mounted on the column, the PS strand is strained and the prestress can be introduced to the both end reinforced concrete and the lower reinforced concrete by the post tension method.
본 발명에 따른 단부 보강 철골 보는 철근콘크리트 기둥 또는 철골철근콘크리트 기둥과의 접합성이 우수하며 부재의 공장생산을 최대한 활용하여 부재의 균일한 품질 확보할 수 있고 건물을 경량화할 수 있는 효과가 있다.The end reinforcing steel frame according to the present invention has excellent bondability with the reinforced concrete column or the steel reinforced concrete column, and it is possible to ensure the uniform quality of the member by making full use of the factory production of the member and to reduce the weight of the building.
또한 철골구조와 비교하여 같은 수준의 대경간을 유지하면서도 철근콘크리트구조와 복합화함으로써 원가절감이 가능한 효과가 있다.In addition, compared with the steel structure, it maintains the same level of large diameter, but also has the effect of cost reduction by combining with reinforced concrete structure.
본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 첨부한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니 된다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 프리스트레스트 단부 보강 복합 보의 사시도이다.
도 1b는 도 1a에 도시된 프리스트레스트 단부 보강 복합 보의 단부를 나타낸 단면도이다.
도 1c는 도 1a에 도시된 프리스트레스트 단부 보강 복합 보의 중앙부를 나타낸 단면도이다.
도 1d는 도 1a에 도시된 프리스트레스트 단부 보강 복합 보의 단부의 변형예의 중요부 사시도이다.
도 1e는 도 1a에 도시된 프리스트레스트 단부 보강 복합 보의 단부의 변형예를 나타낸 단면도이다.
도 1f는 도 1a에 도시된 프리스트레스트 단부 보강 복합 보를 이용한 골조를 나타낸 사시도이다.
도 2a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 프리스트레스트 단부 보강 복합 보의 사시도이다.
도 2b는 도 2a에 도시된 프리스트레스트 단부 보강 복합 보의 단부를 나타낸 단면도이다.
도 2c는 도 2a에 도시된 프리스트레스트 단부 보강 복합 보의 단부의 변형예를 나타낸 단면도이다.
도 2d는 도 2a에 도시된 프리스트레스트 단부 보강 복합 보의 중앙부를 나타낸 단면도이다.
도 2e는 도 2a에 도시된 프리스트레스트 단부 보강 복합 보를 이용한 골조를 나타낸 사시도이다.
도 3a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 프리스트레스트 단부 보강 복합 보의 사시도이다.
도 3b는 도 3a에 도시된 프리스트레스트 단부 보강 복합 보의 단부를 나타낸 단면도이다.
도 3c는 도 3a에 도시된 프리스트레스트 단부 보강 복합 보의 단부의 변형예를 나타낸 단면도이다.
도 3d는 도 3a에 도시된 프리스트레스트 단부 보강 복합 보의 중앙부를 나타낸 단면도이다.
도 3e는 도 3a에 도시된 프리스트레스트 단부 보강 복합 보를 이용한 골조를 나타낸 사시도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are incorporated in and constitute a part of the specification, illustrate exemplary embodiments of the invention and, together with the description, serve to explain the principles of the invention, Shall not be construed as limiting.
FIG. 1A is a perspective view of a prestressed end reinforced composite beam according to an embodiment of the present invention. FIG.
1B is a cross-sectional view showing an end portion of the prestressed end reinforced composite beam shown in FIG. 1A.
Fig. 1C is a cross-sectional view showing a center portion of the prestressed end reinforced composite beam shown in Fig. 1A.
Fig. 1D is an important part perspective view of a modification of the end portion of the prestressed end reinforced composite beam shown in Fig. 1A.
Fig. 1E is a cross-sectional view showing a modified example of the end portion of the prestressed end reinforced composite beam shown in Fig. 1A.
FIG. 1F is a perspective view showing a frame using the prestressed end reinforced composite beam shown in FIG. 1A.
2A is a perspective view of a composite prestressed end reinforced beam according to another embodiment of the present invention.
FIG. 2B is a cross-sectional view showing an end portion of the prestressed end reinforced composite beam shown in FIG. 2A.
2C is a cross-sectional view showing a modification of the end portion of the prestressed end reinforced composite beam shown in FIG. 2A.
FIG. 2D is a cross-sectional view illustrating a center portion of the prestressed end reinforced composite beam shown in FIG. 2A.
FIG. 2E is a perspective view showing the frame using the prestressed end reinforced composite beam shown in FIG. 2A. FIG.
3A is a perspective view of a prestressed end reinforced composite beam according to another embodiment of the present invention.
FIG. 3B is a cross-sectional view showing an end portion of the prestressed end reinforced composite beam shown in FIG. 3A.
3C is a cross-sectional view showing a modified example of an end portion of the prestressed end reinforced composite beam shown in FIG. 3A.
FIG. 3D is a cross-sectional view showing a central portion of the prestress end reinforced composite beam shown in FIG. 3A.
FIG. 3E is a perspective view showing the frame using the prestressed end reinforced composite beam shown in FIG. 3A. FIG.
아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 제시된 실시예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 예시적인 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described in detail below with reference to the embodiments shown in the accompanying drawings, but the present invention is not limited thereto.
[제1 실시예][First Embodiment]
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 프리스트레스트 단부 보강 복합 보의 사시도이고, 도 1b는 도 1a에 도시된 프리스트레스트 단부 보강 복합 보의 단부를 나타낸 단면도이며, 도 1c는 도 1a에 도시된 프리스트레스트 단부 보강 복합 보의 중앙부를 나타낸 단면도이고, 도 1d는 도 1a에 도시된 프리스트레스트 단부 보강 복합 보의 단부의 변형예의 중요부 사시도이며, 도 1e는 도 1a에 도시된 프리스트레스트 단부 보강 복합 보의 단부의 변형예를 나타낸 단면도이고, 도 1f는 도 1a에 도시된 프리스트레스트 단부 보강 복합 보를 이용한 골조를 나타낸 사시도이다.FIG. 1B is a cross-sectional view showing an end portion of the prestressed end reinforced composite beam shown in FIG. 1A, and FIG. 1C is a cross-sectional view of the prestressed end reinforced composite beam shown in FIG. Fig. 1D is an important partial perspective view of a modified example of the end portion of the prestressed end reinforced composite beam shown in Fig. 1A, Fig. 1E is a cross-sectional view showing a prestressed end reinforced composite beam Fig. 1F is a perspective view showing a frame using the composite prestressed end reinforced beam shown in Fig. 1A; Fig.
본 발명의 제1 실시예에 따른 프리스트레스트 단부 보강 복합 보는 일정한 단면과 길이를 가지는 H형 강재 본체(10)와, H형 강재 본체의 양단부를 보강하는 단부보강콘크리트(20a)와, 단부보강콘크리트 내에 매립되어 있는 쉬스관(30a)을 포함한다. The prestressed end portion reinforced composite according to the first embodiment of the present invention includes an H-shaped steel
H형 강재 본체(10)는 상부 플랜지(11), 상부 플랜지(11)와 간격을 두고 평행한 하부 플랜지(12), 상하부 플랜지(11,12)에 수직하게 배치되어 이들을 연결하는 웨브(13)가 H자형 단면형상을 이루는 길이재로서 압연공정으로 제조되는 기성품이 될 수 있고 이들 각 부재를 별도로 준비하고 이들을 용접하여 제조되는 빌트-업(Built-up) 제품이 될 수 있다. The H-shaped steel
빌트-업으로 제조할 경우 단면 크기에 제약을 받지 않으며 상하부 플랜지의 폭과 강도를 달리할 수 있어 보다 효율적인 단면으로 구성할 수 있는 장점이 있으나 본 발명에 따른 H형 강재 본체(10)는 H형 단면으로 압연 주조되는 H형 롤빔을 이용하여 제작의 용이성 및 경제성을 확보할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. The H-shaped steel
H형 강재 본체(10)의 단면은 중앙부 정모멘트의 구조계산에 따라 선택될 수 있다. H형 강재 본체(10)의 길이방향으로 가운데에 위치에서 상부 플랜지(11)와 하부 플랜지(12) 사이에는 플랜지나 웨브의 좌굴을 방지하기 위하여 웨브(13)에 직각방향으로 다수의 스티프너(14)를 일정간격을 두고 설치할 수 있다.The cross section of the H-shaped steel
단부보강콘크리트(20a)는 H형 강재 본체(10)의 양단부 일정구간에 H형 강재 본체(10)를 둘러싸게 타설되는 것으로 단부보강콘크리트(20a)의 단면 크기와 타설구간길이는 H형 강재 본체(10)의 단부에 발생하는 부모멘트 크기에 따라 구조계산에 의해 결정될 수 있다. The end-portion reinforced concrete 20a is laid so as to surround the H-shaped steel
따라서 본 실시예에 따르면 단부 부모멘트보다 크기가 작은 중앙부 정모멘트에 대해 H형 강재 본체(10) 단면을 선택하고 중앙부보다 큰 단면력을 요하는 단부에서는 도 1b와 같이 단부보강콘크리트(20a)와 H형 강재 본체(10)를 일체화하여 단면을 증대시킴으로써 보 전체 길이에 대하여 경제적이고 효율적인 설계가 가능해진다. Therefore, according to the present embodiment, the end section of the H-shaped steel
단부보강콘크리트(20a)는 현장타설 방식으로 형성될 수도 있지만 프리캐스트 방식으로 제작되는 것이 바람직하다. 즉, H형 강재 본체(10) 단부측 단면 보강이 필요한 일정 구간에 단부보강콘크리트를 공장에서 타설 양생하여 공장생산을 최대한 활용하여 부재의 균일한 품질 확보할 수 있으며 현장에서의 공기를 줄 일 수 있다. The end-portion reinforced concrete 20a may be formed by a field casting method, but is preferably formed by a precast method. That is, the end reinforced concrete is cured at the factory in a certain section requiring reinforcement of the end side of the H-shaped steel
단부보강콘크리트(20a)의 상부에는 단부 부모멘트에 저항하는 단부상부근(21)이 H형 강재 본체(10) 길이방향으로 평행하게 더 배치될 수 있으며 단부상부근(21)은 단부보강콘크리트(20a)에 일부가 매립되고 잔여부가 단부보강콘크리트(20a) 상부로 노출되는 U자형 철근(22)에 용접 등의 방법으로 접합될 수 있다. The end portion reinforcing concrete 20a may further be provided at the upper portion thereof with an
쉬스관(30a)은 단부보강콘크리트(20a) 내에 H형 강재 본체(10)의 길이방향에 평행하고 단부보강콘크리트(20a)를 관통하게 매립되어 있으며 매립 위치는 단부보강콘크리트(20a) 단면 상부 양측 즉, H형 강재 본체(10)의 웨브(13) 상부에 대칭되게 되는 것이 바람직하다. 쉬스관(30a) 내부에는 PS강연선이 삽입될 수 있으며 PS강연선을 공지된 방법으로 인장하여 포스트텐션 방식으로 단부보강콘크리트(20a)에 프리스트레스가 도입될 수 있다. 쉬스관(30a)이 노출되는 단부보강콘크리트(20a) 일측에 정착판(31)이 설치될 수 있으며 정착판(31)은 PS강연선 긴장 이후 단부보강콘크리트(20a)에 집중되는 응력으로부터 단부보강콘크리트(20a)를 보강하는 역할을 한다. The
한편, 도 1d 내지 도 1e에 도시된 것처럼 H형 강재 본체(10) 양단부 일정구간의 웨브(13) 상부에는 단부보강콘크리트(20a)가 유동할 수 있고 쉬스관연결부재(15)를 관통시킬 수 있는 연결구멍(131)이 H형 강재 본체(10)의 길이방향을 따라 일정 간격을 두고 천공될 수 있다. 연결구멍(131)에는 쉬스관연결부재(15)가 연결구멍(131)을 관통하도록 배치되어 쉬스관연결부재(15)와 H형 강재 본체의 웨브(13)가 용접 등의 방법으로 결합된다. 여기서 쉬스관연결부재(15)의 상부에는 쉬스관(30) 형태에 따른 홈(151)을 형성하여 단부보강콘크리트(20a)가 타설되기전 쉬스관(30)의 배치 및 고정을 용이케 하는 것이 바람직하다. On the other hand, as shown in Figs. 1D to 1E, the end reinforced
연결구멍(131)을 통하여 유동되는 단부보강콘크리트(20a)와 연결구멍을 관통하여 접합되어 단부보강콘크리트내에 매립되는 쉬스관연결부재(15)는 콘크리트의 전단강도를 증가시키는 역할을 한다. 즉, 쉬스관연결부재(15)는 전단연결재의 역할을 하며 동시에 쉬스관(30)이 콘크리에 매립되기 전에 쉬스관(30)의 이동을 방지하는 역할을 한다.The sheath
또한 쉬스관연결부재(15)에는 철근이 관통할 수 있는 홀(152)이 타공되어 있어서, 단면보강근(16)을 쉬스관연결부재(15)의 홀(152)을 관통하여 H형 강재 본체의 길이방향으로 배근하여 양단부 단면을 추가 보강할 수 있다. The reinforcing
도 1f에서 보이듯이 기둥(100)의 양측으로 본 실시예에 따른 복합 보가 설치되는 경우 양측 복합 보의 쉬스관이 서로 연통되도록 설치하여 PS강연선이 기둥의 양측 복합 보를 연속적으로 통과하도록 하여 긴장하는 것이 바람직하다. 이에 따라 기둥(100)과 복합 보 접합부의 연성을 증대시킬 수 있으며 기존 복합 보에 비해 단부 상부근(21)을 절감할 수 있는 효과를 가진다.As shown in FIG. 1F, when the composite beams according to the present embodiment are installed on both sides of the
[제2 실시예][Second Embodiment]
도 2a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 프리스트레스트 단부 보강 복합 보의 사시도이고, 도 2b는 도 2a에 도시된 프리스트레스트 단부 보강 복합 보의 단부를 나타낸 단면도이며, 도 2c는 도 2a에 도시된 프리스트레스트 단부 보강 복합 보의 단부의 변형예를 나타낸 단면도이고, 도 2d는 도 2a에 도시된 프리스트레스트 단부 보강 복합 보의 중앙부를 나타낸 단면도이며, 도 2e는 도 2a에 도시된 프리스트레스트 단부 보강 복합 보를 이용한 골조를 나타낸 사시도이다.FIG. 2B is a cross-sectional view illustrating an end portion of the prestressed end reinforced composite beam shown in FIG. 2A, and FIG. 2C is a cross-sectional view of the prestressed end reinforced composite beam shown in FIG. Fig. 2D is a cross-sectional view showing a center portion of the prestressed end reinforced composite beam shown in Fig. 2A, Fig. 2E is a cross-sectional view showing a prestressed end reinforced composite beam shown in Fig. 2A, And FIG.
본 발명의 제2 실시예에 따른 프리스트레스트 단부 보강 복합 보는 일정한 단면과 길이를 가지는 H형 강재 본체(10)와, H형 강재 본체(10)의 양단부를 보강하는 단부보강콘크리트(20a)와, 단부보강콘크리트(20a) 내에 매립되어 있는 쉬스관(30a)과, 양쪽 단부보강콘크리트(20a) 사이에 형성되고 H형 강재 본체(10)의 하부를 보강하는 하부보강콘크리트(20b)를 포함한다. The prestressed end reinforcing composite according to the second embodiment of the present invention includes an H-shaped steel
본 발명의 제2 실시예에 따른 프리스트레스트 단부 보강 복합 보의 구성은 하부보강콘크리트(20b)를 제외하고는 앞서 설명한 제1 실시예와 동일하므로 반복된 설명은 생략한다. The configuration of the prestressed end reinforced composite beam according to the second embodiment of the present invention is the same as that of the first embodiment described above except for the lower reinforced
하부보강콘크리트(20b)는 단부보강콘크리트(20a) 사이 구간에 H형 강재 본체(10)의 하부 플랜지(12)을 둘러싸게 형성되는 것으로 단부보강콘크리트(20a)와 동시에 일체로 타설 양생될 수 있다. 타설, 양생과정은 공장생산을 최대한 활용하여 부재의 균일한 품질 확보할 수 있으며 현장에서의 공기를 줄일 수 있다. The lower reinforced
단부보강콘크리트(20a)와 하부보강콘크리트(20b)의 단면 하부에는 도 2b 내지 도 2d에 도시된 바와 같이 H형 강재 본체(10)의 길이방향으로 평행하게 프리스트레스 강연선(23)이 매립되어 프리스트레스가 도입되는 것이 바람직하다. 즉, 공장에서 단부보강콘크리트(20a)와 하부보강콘크리트(20b)가 타설되기 전에 임의의 방법으로 프리텐션이 주어진 프리스트레스 강연선(23)을 단부보강콘크리트(20a)와 하부보강콘크리트(20b)가 양생된 후에 임의의 방법으로 이완시켜서 복합 보 하단에 프리텐션을 가할 수 있다. 이는 시공하중 및 사용하중으로부터 야기되는 처짐을 상쇄시키고 철골조에 비해 진동 등의 사용성에 유리한 효과를 갖는다. The
[제3 실시예][Third Embodiment]
도 3a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 프리스트레스트 단부 보강 복합 보의 사시도이고, 도 3b는 도 3a에 도시된 프리스트레스트 단부 보강 복합 보의 단부를 나타낸 단면도이며, 도 3c는 도 3a에 도시된 프리스트레스트 단부 보강 복합 보의 단부의 변형예를 나타낸 단면도이고, 도 3d는 도 3a에 도시된 프리스트레스트 단부 보강 복합 보의 중앙부를 나타낸 단면도이며, 도 3e는 도 3a에 도시된 프리스트레스트 단부 보강 복합 보를 이용한 골조를 나타낸 사시도이다.FIG. 3A is a perspective view of a prestressed end reinforced composite beam according to another embodiment of the present invention, FIG. 3B is a cross-sectional view illustrating an end portion of the prestressed end reinforced composite beam shown in FIG. 3A is a cross-sectional view showing a central portion of the prestressed end reinforced composite beam shown in Fig. 3A, Fig. 3E is a cross-sectional view showing a prestressed end reinforcement Fig. 2 is a perspective view showing a frame using a composite beam.
본 발명의 제3 실시예에 따른 프리스트레스트 단부 보강 복합 보는 일정한 단면과 길이를 가지는 H형 강재 본체(10)와, H형 강재 본체의 양단부를 보강하는 단부보강콘크리트(20a)와, 양쪽 단부보강콘크리트(20a) 사이의 H형 강재 본체(10)의 하부를 보강하는 하부보강콘크리트(20b)와, 단부보강콘크리트(20a)와 하부보강크리트(20b) 내에 매립되어 있는 쉬스관(30b)을 포함한다.The prestressed end reinforced composite according to the third embodiment of the present invention includes an H-shaped steel
본 발명의 제3 실시예에 따른 프리스트레스트 단부 보강 복합 보의 구성은 쉬스관(30b)의 매립 위치를 제외하고는 앞서 설명한 제2 실시예와 동일하므로 반복된 설명은 생략한다. The configuration of the prestressed end reinforced composite beam according to the third embodiment of the present invention is the same as that of the second embodiment described above except for the buried position of the
제1, 2 실시예에서 쉬스관(30a)은 단부보강콘크리트(20a)에 매립되었지만 본 발명의 제3 실시예의 쉬스관(30b)은 단부보강콘크리트(20a) 뿐만 아니라 하부보강콘크리트(20b)에도 매립되도록 한다. 즉, 도 3에 도시된 것처럼 쉬스관(30b)은 단부보강콘크리트(20a)의 단면 상부 양측에 H형 강재 본체(10)의 웨브(13) 상부에 대칭되고 H형 강재 본체(10)의 길이방향에 평행하게 매립될 뿐 아니라 H형 강재 본체(10)의 중앙부에서 하부보강콘크리트(20b)에도 H형 강재 본체(10)의 웨브(13) 하부에 대칭되고 H형 강재 본체(10)의 길이방향에 평행하게 매립되도록 아래쪽으로 만곡된 형상을 가지게 배치된다. 다시 말해서, 쉬스관(30b)의 배치형태는 연속보의 모멘트도의 형상을 따르는 것이 바람직하다. Although the
도 3d에 도시된 바와 같이, 기둥(100)이 일정 간격으로 배치되어 기둥(100)사이에 배치되는 보가 연속되는 연속스팬의 경우 기둥(100)을 중심으로 양측 복합 보의 쉬스관(30b)을 서로 연통되도록 설치하여 쉬스관(30b) 내에 PS강연선이 연속보들을 이어지게 통과하도록 삽입하여 공지된 임의의 방법으로 인장하는 것이 바람직하다. 3D, in the case of a continuous span in which the
이에 따라 연속 스팬조건에서 연속보와 기둥간의 접합을 밀실하게 하여 접합부의 연성을 증대시킴은 물론 부모멘트와 정모멘트 구간에 모두 긴장력을 도입할 수 있으므로 초장스팬 건축물을 구축하는 것이 가능해진다. This makes it possible to increase the ductility of the joint by tightening the connection between the continuous beam and the column under the continuous span condition, and it is also possible to introduce a tension force in both the moment and the moment moments.
지금까지 본 발명은 제시된 실시예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시예를 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 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is evident that many alternatives, modifications and variations will be apparent to those skilled in the art in light of the above teachings. will be. The invention is not limited by these variations and modifications, but is limited only by the claims appended hereto.
10: H형 강재 본체 11: 상부 플랜지
12: 하부 플랜지 13: 강재빔의 웨브
131: 연결구멍 14: 스티프너
15: 쉬스관연결부재 151: 쉬스관연결부재 홈
152: 쉬스관연결부재 홀 16: 단면보강근
20a: 단부보강콘크리트 21: 단부상부근
22: U자형 철근 20b: 하부보강콘크리트
23: 프리스트레스 강연선 30: 쉬스관
31: 정착판 100: 기둥10: H-shaped steel main body 11: upper flange
12: lower flange 13: web of steel beam
131: Connection hole 14: Stiffener
15: sheath tube connecting member 151: sheath tube connecting member groove
152: Sheath pipe connecting member hole 16:
20a: End-portion reinforced concrete 21: Near end portion
22:
23: Prestressed strand 30: Sheath tube
31: Fusing plate 100: Column
Claims (6)
H형 강재 본체(10)의 양단부 일정 구간에 H형 강재 본체(10)를 둘러싸게 형성되어 H형 강재 본체 양단부 단면을 보강하는 단부보강콘크리트(20a);
단부보강콘크리트(20a) 단면 상부 양측에서 H형 강재 본체의 웨브(13) 상부에 대칭되고 H형 강재 본체(10)의 길이방향에 평행하게 매립되어 단부보강콘크리트(20a)를 관통하며 내부에 PS강연선이 삽입될 수 있는 쉬스관(30a);을 포함하며,
H형 강재 본체(10) 양단부 일정구간의 웨브(13) 상부에 복수의 연결구멍(131)이 H형 강재 본체(10)의 길이방향을 따라 일정 간격을 두고 천공되고 각 연결구멍(131)에는 상부에 홈(151)이 형성되고 홀(152)이 타공된 쉬스관연결부재(15)가 관통하여 결합되며, 쉬스관연결부재(15)의 홈(151)에는 쉬스관(30)이 안착되고, 쉬스관연결부재(15)의 홀(152)들을 관통하는 단면보강근(16)이 H형 강재 본체(10)의 길이방향을 따라 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 프리스트레스트 단부 보강 복합 보.A lower flange 12 spaced apart from the upper flange 11 by a distance from the upper flange 11 and a web 13 vertically disposed on the upper and lower flanges 11 and 12 and connecting them to each other, An H-shaped steel main body 10 made of ash;
An end reinforcing concrete 20a which is formed so as to surround the H-shaped steel main body 10 at a predetermined interval at both ends of the H-shaped steel main body 10 and reinforces the end faces of both ends of the H-shaped steel main body;
The end portion reinforced concrete 20a is symmetrical to the upper portion of the web 13 of the H-shaped steel body at both sides of the upper surface of the cross section and is embedded in parallel to the longitudinal direction of the H-shaped steel body 10, passes through the end reinforced concrete 20a, And a sheath pipe (30a) into which a stranded wire can be inserted,
A plurality of connection holes 131 are formed in a predetermined interval along the longitudinal direction of the H-shaped steel body 10 at the upper portion of the web 13 at a predetermined section of both ends of the H-shaped steel main body 10, And a sheath pipe 30 is seated on the groove 151 of the sheath pipe connecting member 15 so that the sheath pipe connecting member 15 is inserted into the groove 151 of the sheath pipe connecting member 15 And the end reinforcing rods (16) passing through the holes (152) of the sheath pipe connecting member (15) are provided along the longitudinal direction of the H - shaped steel body (10).
H형 강재 본체(10)의 중앙부에는 플랜지나 웨브의 좌굴을 방지하기 위하여 상부 플랜지(11)와 하부 플랜지(12) 사이에 웨브(13)에 직각방향으로 복수의 스티프너(14)를 일정간격을 두고 더 설치한 것을 특징으로 하는 프리스트레스트 단부 보강 복합 보.The method according to claim 1,
A plurality of stiffeners 14 are disposed at a central portion of the H-shaped steel body 10 at a predetermined interval between the upper flange 11 and the lower flange 12 in order to prevent buckling of the flanges or webs Wherein the reinforcing fiber reinforced by the prestress reinforced end is reinforced.
단부보강콘크리트(20a)의 상면에는 일부가 매립되고 잔여부가 단부보강콘크리트(20a) 상부로 노출되는 U자형 철근(22)이 설치되고, H형 강재 본체(10)의 길이방향으로 단부 부모멘트에 저항하는 단부상부근(21)이 단부보강콘크리트(20a)의 상부로 노출되는 U자형 철근(22)에 결합된 것을 특징으로 하는 프리스트레스트 단부 보강 복합 보.The method according to claim 1,
Shaped reinforcement 22 is partially formed on the upper surface of the end portion reinforced concrete 20a and exposed to the upper portion of the end portion reinforced concrete 20a so as to extend in the longitudinal direction of the H- Characterized in that the end zone (21) near the end of the end reinforcing concrete (20a) is joined to the U-shaped reinforcing bar (22) exposed to the top of the end reinforcing concrete (20a).
양쪽 단부보강콘크리트(20a) 사이 구간의 H형 강재 본체(10)의 하부를 보강하기 위하여 H형 강재 본체(10)의 하부 플랜지(12)를 둘러싸도록 형성된 하부보강콘크리트(20b)를 더 포함하며,
양쪽 단부보강콘크리트(20a)와 하부보강콘크리트(20a)에는 양쪽 단부보강콘크리트(20a)와 하부보강콘크리트(20a)를 관통하여 매립된 단일의 프리스트레스 강연선(23)에 의해 프리텐션 방식으로 프리스트레스가 도입된 것을 특징으로 하는 프리스트레스트 단부 보강 복합 보.The method according to claim 1,
Further comprising a lower reinforcing concrete (20b) formed so as to surround the lower flange (12) of the H-shaped steel body (10) to reinforce the lower portion of the H-shaped steel body (10) in a section between the both end reinforced concrete ,
A prestressed prestress is introduced into both the end reinforced concrete 20a and the lower reinforced concrete 20a by a single prestressed strand 23 embedded through the both end reinforced concrete 20a and the lower reinforced concrete 20a, Wherein the reinforcing fiber reinforced by the prestressed reinforced end reinforcement is made of a synthetic resin.
PS강연선은 양쪽 단부보강콘크리트(20a)에서 중앙부측으로 하향 기울어지게 연장되어 중앙부 일정 구간에서 하부보강콘크리트(20b) 내측에 H형 강재 본체(10)의 웨브(13) 하부에 대칭되고 H형 강재 본체(10)의 길이방향에 평행하게 매립된 쉬스관(30b) 내부에 삽입되고, 복합 보를 기둥(100) 위에 거치한 후 PS강연선을 긴장하여 포스트텐션 방식으로 양쪽 단부보강콘크리트(20a)와 하부보강콘크리트(20b)에 프리스트레스를 도입하는 것을 특징으로 하는 프리스트레스트 단부 보강 복합 보.6. The method of claim 5,
The PS stranded wires extend downward from the both end reinforced concrete 20a to the central portion side and are symmetrical to the lower side of the web 13 of the H-shaped steel main body 10 inside the lower reinforced concrete 20b at a certain middle portion, The composite beam is mounted on the column 100 and then the PS stranded wire is tensed so that the both ends reinforced concrete 20a and the lower reinforcement 20b are inserted in the post- And a prestress is introduced into the concrete (20b).
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