KR101585735B1 - 강관 결합형 광폭띠장 - Google Patents

Abstract

본 발명은 흙막이벽에 접하게 제공되는 상부플랜지와, 상기 상부플랜지에 제공되는 웨브를 구비하는 T형강재와, 상기 T형강재의 후단에 길이방향으로 제공되어, 상기 흙막이벽으로부터 전달되는 하중을 분산 지지하는 강관보강재를 포함하는 본체부; 상기 본체부의 양단부의 일부 또는 전체에 접하게 제공되고, 버팀보가 설치되는 버팀보지지부; 및, 상기 본체부와, 상기 버팀보지지부의 길이방향 접합부에 구비되어, 상기 본체부와 상기 버팀보지지부를 연결하는 마감판;을 포함하고, 상기 강관보강재는, 상기 T형강재의 상기 웨브에 길이방향으로 제공되는 원형강관 또는 사각강관으로 구비되고, 상기 버팀보지지부는, 흙막이벽에 접하게 제공되는 상부플랜지와, 버팀보가 결합되는 부분을 제공하는 하부플랜지와, 상기 상부플랜지와 상기 하부플랜지의 사이에 제공되는 웨브를 구비하는 H형강으로 구비되고, 상기 상부플랜지, 상기 웨브 및, 상기 하부플랜지의 내면에 접하는 형태로 제공되는 적어도 하나 이상의 전단보강부재를 구비하고, 상기 마감판은, 상기 T형강재의 높이방향 전체와 상기 강관보강재의 높이방향 전체에 제공되거나, 상기 T형강재의 높이방향 전체와 상기 강관보강재의 높이방향 일부에 제공되는 것을 특징으로 하는 강관 결합형 광폭띠장을 제공한다.
본 발명은 T형강재의 후단에 길이방향으로 제공되어, 상기 흙막이벽으로부터 전달되는 하중을 분산 지지하는 강관보강재에 의해 띠장 자체의 단면강성을 보강함으로써, 띠장의 휨변형을 방지하기 위하여 지점으로서 역할하는 버팀보의 설치간격을 넓게 할 수 있어 버팀보의 개수를 감소시켜 시공비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

Description

강관 결합형 광폭띠장{STEEL TUBE COMBINATION TYPE WIDER WIDTH WALE}

본 발명은 강관 결합형 광폭띠장에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 띠장에 가해지는 띠장에 강관형의 부재를 보강하여 단면성능을 극대화함으로써, 띠장의 휨에 대한 저항성능을 보다 향상시킨 강관 결합형 광폭띠장에 관한 것이다.

강관버팀보 시장이 활성화되면서 지하흙막이 공사시 원형 또는 각형 버팀보가 많이 사용되고 있다. 그러나 띠장은 과거와 동일하게 H형강을 꾸준히 사용하고 있다.

하지만, H형강을 활용한 띠장의 경우에는 약축과 강축이 존재하여 토벽으로부터 띠장을 통해서 전달되는 압축하중에 대한 좌굴 설계시 약축에 대한 보강이 필요한 문제점이 있다.

또한, 최근에는 버팀보의 성능이 크게 향상되었지만 띠장의 성능이 상대적으로 약해져 대부분의 설계는 띠장의 성능에 좌우되고 있어 아무리 좋은 성능을 가진 버팀보를 사용하더라도 그 기능을 100% 활용할 수 없는 것이 현재 가시설 기술의 한계이다.

가시설용으로 사용되는 띠장은 휨변형과 전단파괴 두가지 요소에 대하여 안정하게 설계되어야 한다.

일반적으로 띠장에서의 휨변형은 지점의 지지조건(버팀보 설치위치)에 따라서 상이하기는 하지만, 일반적으로 띠장의 스팬에 비례하여 휨변형이 증가한다. 띠장의 휨변형은 등분포 하중이 재하되는 단순보의 경우로 설명하면, 스팬의 4제곱에 비례하여 증가한다.

이 때문에, 띠장의 휨변형을 방지하기 위하여 지점으로서 역할하는 버팀보의 간격을 줄일수 밖에 없으며, 이로 인하여 버팀보의 개수 증가로 인한 비용이 증가되는 문제점이 있다.

또한, 이러한 경우 버팀보는 대부분의 경우 2-3m 이내로 매우 촘촘하게 배치되며, 이렇게 촘촘하게 배치된 버팀보는 토목건설현장 내에서 건설자재의 운반이나, 중장비의 반입 및 공사 작업을 방해하는 매우 중대한 장애요인이 되고 있고, 추후 본 구조물이 설치될 때는 거푸집 작업이나 철근작업에 막대한 지장을 초래할 수 있어 시공 작업공간의 협소로 인한 시공효율성이 저하되는 문제점이 있다.

한국특허공개공보 제2002-0096596호에는 프리스트레싱을 이용한 띠장의 보강방법이 제시되어 있다. 이 방법은 기 설치된 띠장 위에 추가로 띠장을 설치하여 강선을 긴장함으로써 버팀보 사이의 간격을 넓히는 기술이 제시되어 있으나, 상기한 방법은 버팀보의 간격을 넓히는데 어느 정도 효과가 있을 것으로 기대되나, 강선이 직선 배치되어 있으므로, 토압에 의하여 띠장에 발생하는 포물선 형상의 모멘트 분포와 달리 일정한 크기의 부모멘트가 발생함으로써, 하중에 의한 모멘트와 그 분포가 서로 다르기 때문에 보강되는 띠장의 길이에 한계가 있는 문제점이 있다.

또한, 벽체로부터 전달되는 하중을 지지하는 띠장은 휨변형의 영향을 받는 구조이지만, 버팀보와 연결되면서 벽체로부터 띠장으로 전달된 하중을 버팀보로 모두 전달하기 때문에 버팀보와 접하는 부분은 전단력에 의하여 영향을 받게 된다. 따라서, 띠장에는 흼에 의한 지배를 받는 구간과 전단력에 의해 지배를 받는 구간이 별도로 존재하는바, 이에 대한 맞춤형 보강을 통해 띠장 자체의 강성을 효과적으로 보강하여, 기존의 띠장보다 더 넓은 간격으로 설치하여 사용할 수 있는 광폭띠장을 개발할 필요가 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 띠장에서 발생되는 요구 또는 문제들 중 적어도 어느 하나를 인식하여 이루어진 것이다.

본 발명은 일 측면으로서, 강관보강재에 의해 띠장 자체의 단면강성을 보강함으로써, 띠장의 휨변형을 방지하기 위하여 지점으로서 역할하는 버팀보의 설치간격을 넓게 할 수 있어 버팀보의 개수를 감소시켜 시공비용의 절감이 가능한 강관 결합형 광폭띠장을 제공하고자 한다.

본 발명은 일 측면으로서, 압축응력이 작용하는 부분보다는 인장응력이 작용하는 부분을 집중적으로 보강하여 띠장의 단면성능을 집중적으로 향상시킬 수 있는 강관 결합형 광폭띠장을 제공하고자 한다.

본 발명은 일 측면으로서, 띠장의 휨강성 보강에 사용되는 고강도강재를 인장강도의 발현에 최적화된 위치에 배치하여, 띠장의 단면의 효율성 및 경제성을 발휘할 수 있는 강관 결합형 광폭띠장을 제공하고자 한다.

본 발명은 일 측면으로서, 흼에 의한 지배를 받는 구간과 전단력에 의해 지배를 받는 구간에 대한 맞춤형 보강을 하여, 띠장의 휨변형이나 전단파괴로부터의 저항력을 향상시켜, 버팀보의 설치간격을 넓게 할 수 있어 시공작업공간을 충분히 확보할 수 있어, 시공효율을 향상시킬 수 있는 강관 결합형 광폭띠장을 제공하고자 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 일 측면으로서, 본 발명은 흙막이벽에 접하게 제공되는 상부플랜지와, 상기 상부플랜지에 제공되는 웨브를 구비하는 T형강재와, 상기 T형강재의 후단에 길이방향으로 제공되어, 상기 흙막이벽으로부터 전달되는 하중을 분산 지지하는 강관보강재를 포함하는 본체부; 상기 본체부의 양단부의 일부 또는 전체에 접하게 제공되고, 버팀보가 설치되는 버팀보지지부; 및, 상기 본체부와, 상기 버팀보지지부의 길이방향 접합부에 구비되어, 상기 본체부와 상기 버팀보지지부를 연결하는 마감판;을 포함하고, 상기 강관보강재는, 상기 T형강재의 상기 웨브에 길이방향으로 제공되는 원형강관 또는 사각강관으로 구비되고, 상기 버팀보지지부는, 흙막이벽에 접하게 제공되는 상부플랜지와, 버팀보가 결합되는 부분을 제공하는 하부플랜지와, 상기 상부플랜지와 상기 하부플랜지의 사이에 제공되는 웨브를 구비하는 H형강으로 구비되고, 상기 상부플랜지, 상기 웨브 및, 상기 하부플랜지의 내면에 접하는 형태로 제공되는 적어도 하나 이상의 전단보강부재를 구비하고, 상기 마감판은, 상기 T형강재의 높이방향 전체와 상기 강관보강재의 높이방향 전체에 제공되거나, 상기 T형강재의 높이방향 전체와 상기 강관보강재의 높이방향 일부에 제공되는 것을 특징으로 하는 강관 결합형 광폭띠장을 제공한다.

바람직하게, T형강재와, 상기 버팀보지지부가 흙막이벽에 접하는 부분은 동일한 평면상에 형성되고,
상기 T형강재의 높이는 상기 버팀보지지부의 높이보다 낮게 구비되어, 상기 버팀보지지부는 상기 마감판을 사이에 두고 상기 T형강재와 상기 강관보강재에 걸쳐서 형성될 수 있다.

삭제

바람직하게, 강관보강재는 상기 T형강재의 항복강도 이상의 항복강도를 가지는 소재로 구비될 수 있다.

바람직하게, 강관보강재의 직경은, 상기 T형강재의 상부플랜지의 폭 및, 웨브의 높이보다 크게 구비될 수 있다.

삭제

바람직하게, 마감판은 상기 T형강재와, 상기 강관보강재의 높이방향의 전체에 제공될 수 있다.

바람직하게, 마감판은 상기 강관보강재의 길이방향의 양단부에 구비되고, 4면의 길이가 상기 강관보강재의 각각의 지름에 대응되는 길이로 형성될 수 있다.

바람직하게, 마감판과 상기 버팀보지지부의 하부플랜지에 접하게 제공되어, 상기 마감판과 상기 버팀보지지부를 연결하는 적어도 하나 이상의 보강리브;를 더 포함할 수 있다.

삭제

삭제

이상에서와 같은 본 발명의 일 실시예에 따르면, T형강재의 후단에 길이방향으로 제공되어, 상기 흙막이벽으로부터 전달되는 하중을 분산 지지하는 강관보강재에 의해 띠장 자체의 단면강성을 보강함으로써, 띠장의 휨변형을 방지하기 위하여 지점으로서 역할하는 버팀보의 설치간격을 넓게 할 수 있어 버팀보의 개수를 감소시켜 시공비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, T형강재의 높이는 상기 강관보강재의 높이보다 낮게 구비함으로써, 버팀부지지부는 T형강재와 강관보강재에 걸쳐서 형성될 수 있고, 3개의 부재가 견고하게 일체화됨으로써 광폭띠장의 단면강성을 강화될 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 띠장의 휨강성 보강에 사용되는 고강도강재를 인장강도의 발현에 최적화된 위치에 배치하여, 띠장의 단면의 효율성 및 경제성을 발휘할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, T형강재의 후단에 제공되는 강관보강재를 T형강재의 항복강도 이상의 항복강도를 가지는 고강도강재를 배치함으로써, 휨강성 보강에 사용되는 고강도강재를 인장강도의 발현에 최적화된 위치에 배치하여, 띠장의 단면의 효율성 및 경제성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 강관보강재의 직경은, 상기 T형강재의 상부플랜지의 폭 및, 웨브의 높이보다 크게 구비함으로써, 압축응력이 작용하는 T형강재가 배치되는 부분보다는 인장응력이 작용하는 강관보강재 부분을 집중적으로 보강하여 띠장의 단면성능을 크게 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 휨에 의한 지배를 받는 영역에 강관보강재를 설치하여 휨하중에 저항하고, 전단력에 의한 지배를 받는 구간인 버팀보지지부에 전단보강재에 의한 보강을 함으로써, 흼에 의한 지배를 받는 구간과 전단력에 의해 지배를 받는 구간에 대한 개별적으로 맞춤형 보강을 하여, 띠장의 휨변형이나 전단파괴로부터의 저항력을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 본체부의 양단부의 일부 또는 전체에 접하게 제공되는 마감판을 통하여 T형강, 강관보강재 및, 버팀보지지부의 접합을 연결을 용이하게 일체화 시켜면서, 강관 결합형 광폭띠장의 단면강성을 강화할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 본체부가 개방부를 포함하는 H형강으로 구성됨에 따라, 본체부와 버팀보지지부가 일체로 형성되어 강관보강재만을 접합으로 강관 결합형 광폭띠장을 형성할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 강관 결합형 광폭띠장과, 버팀보가 배치된 상태를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 강관 결합형 광폭띠장에 가해진 휨하중에 의해 개별부재에 가해지는 압축력과 인장력을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 강관 결합형 광폭띠장의 분해사시도이다.
도 4a는 도 3의 강관 결합형 광폭띠장의 사시도이다.
도 4b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 강관 결합형 광폭띠장의 사시도이다.
도 5a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 강관 결합형 광폭띠장의 사시도이다.
도 5b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 강관 결합형 광폭띠장의 사시도이다.
도 6a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 강관 결합형 광폭띠장의 사시도이다.
도 6b는 도 6a의 강관 결합형 광폭띠장에 가해진 휨하중에 따른 응력분포를 도시한 도면이다.
도 6c는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 강관 결합형 광폭띠장의 사시도이다.
도 7a 내지 도 8은 강관보강재에 사각강관이 적용된 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 강관 결합형 광폭띠장의 사시도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 광폭띠장에 관하여 구체적으로 설명하기로 한다.

여기서, 광폭띠장(약 3~7m)은 종래에 버팀보와 버팀보의 간격(약 2~3 m)을 더 넓게 쓸 수 있도록 띠장의 단면을 개선하거나 보강하여 사용하는 띠장을 말한다.

도 1 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 강관 결합형 광폭띠장(10)은 본체부(100)와 버팀보지지부(200)를 포함하고, 추가적으로 마감판(300), 보강리브(400) 및, 전단보강부재(500)를 포함할 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 강관 결합형 광폭띠장(10)은 흙막이벽에 접하게 제공되는 상부플랜지와, 상기 상부플랜지에 제공되는 웨브를 구비하는 T형강재(110)와, 상기 T형강재(110)의 후단에 길이방향으로 제공되어, 상기 흙막이벽으로부터 전달되는 하중을 분산 지지하는 강관보강재(120)를 포함하는 본체부(100) 및, 상기 본체부(100)의 양단부의 일부 또는 전체에 접하게 제공되고, 버팀보(S)가 설치되는 버팀보지지부(200)를 포함할 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본체부(100)는 T형강재(110)와, 강관보강재(120)를 포함할 수 있다.

본체부(100)는 강관 결합형 광폭띠장(10)의 중앙부에 배치되는 부분으로, 흙막이벽으로부터 전달되는 하중에 의해 휨에 의한 지배를 받는 영역이다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 강관 결합형 광폭띠장(10)에 휨하중이 가해질 경우, 개별부재에 가해지는 힘의 흐름을 도시한 도면이다.

도 2에 도시된 바와 같이, T형강재(110)는 흙막이벽으로부터 전달되는 휨하중에 의해 압축력이 작용하는 부분이 배치되는 부재이고, 강관보강재(120)는 인장력이 작용하는 부분에 배치되는 부재이다.

강관 결합형 광폭띠장(10)에 흙막이벽으로부터 하중이 전달될 경우, 본체부(100)는 휨에 의한 지배를 받는 영역이고, 본체부(100) 양측의 버팀보지지부(200)의 경우는 전단력에 의한 지배를 받는 부분이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 흙막이벽으로부터 전달되는 휨하중을 받는 극한의 상태에 있는 강관 결합형 광폭띠장(10)을 생각하면, 강관 결합형 광폭띠장(10)의 높이방향의 상부에 배치되는 T형강재(110)에는 압축응력이 발생되고, 높이방향의 하부에 배치되는 강관보강재(120)에는 인장응력이 발생된다.

따라서, 휨하중에 의해 인장력이 집중적을 발생하는 영역에 단면성능이 우수한 강관보강재(120)를 배치함으로써, 강관 결합형 광폭띠장(10) 자체의 단면강성을 보강되어, 띠장의 휨변형을 방지하기 위하여 지점으로서 역할하는 버팀보(S)의 설치간격을 넓게 할 수 있어 버팀보(S)의 개수를 감소시켜 시공비용을 절감할 수 있다. 또한, 넓어진 버팀보(S)간의 간격에 의해 충분한 시공공간을 확보할 수 있어 시공효율이 향상될 수 있다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, T형강재(110)는 흙막이벽에 접하게 제공되는 상부플랜지와, 상부플랜지에 제공되는 웨브를 포함하여 구성될 수 있다. 또한, 웨브의 높이방향의 일측 단부는 T형강재(110)의 상부플랜지에 접합되고, 타측 단부는 강관보강재(120)에 접합될 수 있다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 강관보강재(120)는 T형강재(110)의 후단에 길이방향으로 제공되어, 상기 흙막이벽으로부터 전달되는 하중을 분산 지지하는 부재이다. 강관보강재(120)의 양측 단부에는 마감판(300)이 접합될 수 있다. 구체저으로, 강관보강재(120)는 상기 T형강재(110)의 상기 웨브에 용접 접합될 수 있다

강관보강재(120)는 상기 T형강재(110)의 상기 웨브에 길이방향으로 제공되는 원형강관 또는 사각강관으로 구성될 수 있다.

원형강관 및 사각강관과 같이 폐합단면을 형성하는 부재는 H형강에 비해 휨응력에 저항하는 성능이 우수한데, 이를 인장력이 크게 작용하는 T형강재(110)의 후단에 배치함으로써, 띠장 전체의 휨응력에 저항하는 단면성능을 극대화할 수 있다.

도 2 내지 도 6b에 도시된 바와 같이, 강관보강재(120)는 상기 T형강재(110)의 상기 웨브에 길이방향으로 제공되는 원형강관으로 구성될 수 있다. 이와 같이, 강관보강재(120)가 원형강관으로 구성될 경우, 보강재로 사용된 원형강관이 대칭축 단면을 가지고 있어 약축과 강축이 존재하는 H형강 띠장에 비하여 단면특성이 유리하여 충분한 보강력을 제공할 수 있는 이점이 있다.

또한, 도 7a 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 강관보강재(120)는 상기 T형강재(110)의 상기 웨브에 길이방향으로 제공되는 사각강관으로 구성될 수 있다.

또한, 강관보강재(120)가 사각강관으로 구성될 경우, 원형강관과 마찮가지로 사각강관 또한 대칭축 단면을 가지고 있어, H형강에 비하여 단면강성면이 유리하다.

본 발명과 같이, T형강재(110)의 후단에 길이방향으로 강관보강재(120)를 형성한 경우에 대한 성능시험을 실시할 경우 그 결과는 아래와 같다.

도 6b는 T형강재(110)의 후단에 길이방향으로 강관보강재(120)를 형성한 경우의 단면성능의 수치해석을 도시한 도면으로, 종래의 H형강만으로 구성한 띠장에 비해 2배 이상의 휨응력에 저항할 수 있는 것으로 수치해석 결과가 도출되었다.

이뿐만 아니라, 강관보강재(120)가 사각형의 단면을 가짐으로서, 강관보강재(120)의 양단부에 배치되는 마감판(300) 또는 버팀보지지부(200)와 접합이 용이해지고, 인접하는 부재와의 접합력이 향상될 수 있어 부재 간의 일체성이 향상될 수 있는 이점이 있다.

강관보강재(120)는 상기 T형강재(110)의 항복강도 이상의 항복강도를 가지는 소재로 구비될 수 있다.

또한, 강관보강재(120)는 인장강도 800MPa 이상의 인장강도를 가지는 고강도강재로 구성될 수 있다. 즉, T형강재(110)는 일반강재로 구성하고, 강관보강재(120)는 인장강도 800MPa 이상의 인장강도를 가지는 고강도강재로 구성할 수 있다.

이는 흙막이벽으로부터 전달되는 하중에 의해 흙막이벽에 접하는 띠장의 높이방향의 전면에 해당하는 영역의 단면에는 압축력이 발생하고, 띠장의 높이방향의 후면에 해당하는 단면의 영역에는 인장력이 발생하기 때문이다.

이와 같이, 인장력이 발생하는 영역인 띠장의 높이방향의 후면에 해당하는 단면에 배치되는 강관보강재(120)를 800Mpa 이상의 인장강도를 가지는 고강도강재로 구성함으로써, 띠장에 활용되는 고강도강재를 인장강도의 발현에 최적화된 위치에 배치하여, 띠장의 단면의 효율성 및 경제성을 발휘할 수 있다.

버팀보지지부(200)는 강관 결합형 광폭띠장(10)의 양단부의 일부 또는 전체에 접하게 제공되어, 버팀보(S)가 설치되는 부분을 제공하는 인접하는 강관 결합형 광폭띠장(10)은 연결하는 부분이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 버팀보지지부(200)는 본체부(100)의 양단부에 구비될 수 있고, 인접하는 버팀보지지부(200)가 접합되어 강관 결합형 광폭띠장(10)을 연결하도록 구성될 수 있다.

또한, 인접하는 띠장의 버팀보지지부(200)가 접한 상태에서 용접접합될 수 있고, 양측의 버팀보지지부(200)에 걸쳐서 버팀보(S)가 결합될 수 있다.

강관 결합형 광폭띠장(10)은 상기 T형강재(110)와, 상기 버팀보지지부(200)가 흙막이벽에 접하는 부분은 동일한 평면상에 형성되고, 상기 T형강재(110)의 높이는 상기 강관보강재(120)의 높이보다 낮게 구비될 수 있다. 강관보강재(120)의 양단부는 상기 버팀보지지부(200)의 양단부의 일부와 접하도록 구성될 수 있다.

구체적으로, T형강재(110)의 웨브의 높이는 강관보강재(120)의 높이보다 낮게 구비될 수 있다. 이 경우, 버팀보지지부(200)는 마감판(300)을 사이에 두고, T형강재(110)와 강관보강재(120)에 걸쳐서 형성될 수 있다. 이와 같이, T형강재(110), 강관보강재(120) 및, 버팀보지지부(200)를 마감판(300)에 의해 효과적으로 일체화하여 강관 결합형 광폭띠장(10)의 단면강성을 강화할 수 있는 효과가 있다.

또한, 도 6a 내지 도 6c에 도시된 바와 같이, 상기 강관보강재(120)의 양단부는 마감판(300)을 통하여, 버팀보지지부(200)와 본체부(100)는 마감판(300)에 의해 연계되어 연결될 수 있고, 이때, 본체부(100)의 강관보강재(120)는 마감판(300)에 의해 연결되어 버팀보지지부(200)의 양단부 일부와 접하도록 구성될 수 있다.

도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 강관보강재(120)의 직경은 T형강재(110)의 상부플랜지의 폭 및, 웨브의 높이보다 크게 구비될 수 있다.

이는, 압축응력을 받는 T형강재(110) 부분보다 인장응력을 받는 강관보강재(120) 부분에 보다 많은 양의 강재를 배치하여 강관 결합형 광폭띠장(10)의 단면성능을 최적화하겠다는 의미이다.

여기서, 강관보강재(120)의 직경이라 함은 강관보강재(120)가 원형강관으로 구성될 경우에는 강관보강재(120)의 직경 즉, 지름을 의미한다.

또한, 강관보강재(120)가 사각강관으로 구성될 경우에는 강관보강재(120)의 직경이라 함은 사각강관의 사각단면을 구성하는 각 변의 길이를 의미하는 것으로서, 사각단면의 장변과 단변의 길이가 T형강재(110)의 상부플랜지의 폭 및, 웨브의 높이보다 크게 구비되는 것을 의미한다.

이와 같이, 강관보강재(120)의 직경을 T형강재(110)의 상부플랜지 폭 및, 웨브의 높이보다 크게 형성하는 이유는, 강관 결합형 광폭띠장(10)에 휨응력이 가해질 경우, 도 2에 도시된 바와 같이, 강관 결합형 광폭띠장(10)의 높이방향의 상부에 배치되는 T형강재(110)에는 압축응력이 발생되고, 높이방향의 하부에 배치되는 강관보강재(120)에는 인장응력이 발생되기 때문이다.

특히, 강재는 압축응력에 대한 저항성능보다 인장응력에 대한 저항성능이 우수하기 때문에 강재를 활용한 보강시에는 압축응력이 작용하는 부분보다는 인장응력이 작용하는 부분을 보강하여 합성부재를 형성하는 것이 합성부재의 단면성능 향상에 유리하기 때문이다.

즉, 인장응력이 작용하는 부분에 배치되는 강관보강재(120)의 직경을 보다 크게 형성함으로써, 인장응력에 대한 저항력을 보강하여 강관 결합형 광폭띠장(10) 전체의 휨저항 성능을 크게 향상시킬 수 있다.

도 6b는 T형강재(110)의 후단에 길이방향으로 강관보강재(120)를 형성한 경우의 단면성능의 수치해석을 도시한 도면으로, 종래의 H형강만으로 구성한 띠장에 비해 2배 이상의 휨응력에 저항할 수 있는 것으로 수치해석 결과가 도출되었다.

도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 마감판(300)은 강관보강재(120)의 직경에 대응되는 크기로 구비될 수 있는데, 이는 강관보강재(120)와 인접하게 접합되는 버팀보지지부(200)를 견고하게 일체화시키기 위함이다.

도 3 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 강관 결합형 광폭띠장(10)은 본체부(100)와, 상기 버팀보지지부(200)의 길이방향 접합부에 구비되는 마감판(300)을 더 포함할 수 있다.

마감판(300)은 본체부(100)와 버팀보지지부(200)의 접합부에 구비되어, 본체부(100)와 버팀보지지부(200)를 연결하는 부재로서, 본체부(100)와 버팀보지지부(200)를 효과적으로 일체화하여 강관 결합형 광폭띠장(10)의 단면강성을 강화시키는 역할을 한다.

구체적으로, T형강, 강관보강재(120) 및, 버팀보지지부(200)의 접합을 연결을 용이하게 일체화시키면서, 강관 결합형 강관 결합형 광폭띠장(10)의 단면강성을 강화할 수 있다.

마감판(300)은 본체부(100)의 양단부의 일부 또는 전체에 접하게 제공될 수 있다.

도 3 및, 도 4에 도시된 바와 같이, 마감판(300)은 상기 강관보강재(120)의 길이방향의 양단부에 구비되고, 4면의 길이가 상기 강관보강재(120)의 각각의 지름에 대응되는 길이로 형성될 수 있다. 이때, 버팀보지지부(200)는 H형강으로 구성될 수 있고, 마감판(300)은 버팀보지지부(200)의 하부플랜지와, 강관보강재(120)에 단면 전체에 접하게 제공될 수 있다.

도 4b에 도시된 바와 같이, 마감판(300)은 상기 T형강재(110)와, 상기 강관보강재(120)의 높이방향의 전체에 제공될 수 있다. 이와 같이, 마감판(300)이 T형강재(110)와 강관보강재(120)를 포함하는 본체부(100) 전체에 제공될 경우, 본체부(100)와 버팀보지지부(200)를 효과적으로 일체화되어 강관 결합형 광폭띠장(10)의 단면강성이 강화될 수 있다.

도 6a 내지 도 6c에 도시된 바와 같이, 강관 결합형 광폭띠장(10)은 상기 T형강재(110)와, 상기 버팀보지지부(200)가 흙막이벽에 접하는 부분은 동일한 평면상에 형성되고, 상기 T형강재(110)의 높이는 상기 강관보강재(120)의 높이보다 낮게 구비될 수 있다. 강관보강재(120)의 양단부는 상기 버팀보지지부(200)의 양단부의 일부와 접하도록 구성될 수 있다. 이때, 마감판(300)은 T형강재(110)의 양단부의 높이방향 전체와 강관보강재(120)의 높이방향 일부에 제공될 수 있다.

또한, 도 6a 및 도 6c의 점선에 도시된 바와 같이, 마감판(300)은 T형강재(110)의 양단부의 높이방향 전체와 강관보강재(120)의 높이방향 전체에 제공될 수 있다.

구체적으로, T형강재(110)의 웨브의 높이는 버팀보지지부(200)의 웨브의 높이보다 낮게 구비될 수 있다. 이 경우, 버팀보지지부(200)는 마감판(300)을 사이에 두고, T형강재(110)와 강관보강재(120)에 걸쳐서 형성될 수 있다. 이와 같이, T형강재(110), 강관보강재(120) 및, 버팀보지지부(200)를 마감판(300)에 의해 효과적으로 일체화하여 강관 결합형 광폭띠장(10)의 단면강성을 강화할 수 있는 효과가 있다.

또한, 강관 결합형 광폭띠장(10)의 전체 높이는 800mm 이하로 구성할 수 있다. 물론, 전체 높이가 800mm 이상이 되는 경우에는 띠장의 휨에 대한 저항 성능이 향상되는 것은 사실이나, 800mm를 넘어가는 경우 현장에서의 띠장을 설치할 때의 작업성이 현저히 저하되기 때문에 강관 결합형 광폭띠장(10)의 전체 높이는 800mm 이하로 구성하는 것이 바람직하다.

도 5a, 도 5b, 도 7a 및, 도 7b에 도시된 바와 같이, 마감판(300)과 상기 버팀보지지부(200)의 하부플랜지에 접하게 제공되어, 상기 마감판(300)과 상기 버팀보지지부(200)를 연결하는 적어도 하나 이상의 보강리브(400)를 포함할 수 있다.

보강리브(400)는 직삼각형 형태의 부재로 구비될 수 있고, 직삼각형의 직각인 모서리에 배치되는 일측의 변은 마감판(300)에 용접 접합되고, 타측의 변은 버팀보지지부(200)의 하부플랜지에 용접 접합될 수 있다.

이와 같은 보강리브(400)에 의해, 인장력이 가해지는 강관보강재(120)가 연결되는 마감판(300)과 압축력이 가해지는 버팀보지지부(200)의 하부플랜지를 견고하게 연결하여 일체화 시킬 수 있다.

전단보강부재(500)는 강관 결합형 광폭띠장(10)이 버팀보(S)와 접하는 부분에 작용하는 전단력을 보강하는 부재이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 띠장은 흙막이벽으로부터 전달된 하중에 의해 전체적으로 강관 결합형 광폭띠장(10)은 휨변형의 영향을 받는 구조물이지만, 도 1에 도시된 바와 같이, 띠장의 연결부에는 버팀보(S)가 설치될 경우, 흙막이벽으로부터 전달된 하중을 모두 버팀보(S)로 전달하기 때문에 버팀보(S)와 접하고 있는 부분은 전단력에 의한 영향을 받게 된다.

따라서, 버팀보(S)가 설치되는 연결부인 버팀부지지부에는 전단력에 대한 보강이 필요할 수 있다.

도 5a, 도 5b, 도 7a 및, 도 7b에 도시된 바와 같이, 버팀보지지부(200)는 흙막이벽에 접하게 제공되는 상부플랜지와, 버팀보(S)가 결합되는 부분을 제공하는 하부플랜지와, 상기 상부플랜지와 상기 하부플랜지의 사이에 제공되는 웨브를 구비하는 H형강으로 구비되고, 상기 상부플랜지, 상기 웨브 및, 상기 하부플랜지의 내면에 접하는 형태로 제공되는 적어도 하나 이상의 전단보강부재(500)를 구비할 수 있다.

전단보강부재(500)는 버팀보지지부(200)의 내면에 용접 접합되는 복수의 전단보강부재(500)로 구성될 수 있고, 강관 결합형 광폭띠장(10)의 연결부에 가해지는 전단력은 전단보강부재(500)에 의해 효과적으로 보강될 수 있다.

도 5a에 도시된 바와 같이, 버팀보지지부(200)는 상부플랜지, 하부플랜지, 웨브를 포함하는 H형강으로 구성되는 경우, 웨브의 양측에 대칭되는 형태로 설치될 수 있다.

또한, 전단보강부재(500)는 상기 버팀보지지부(200)의 웨브의 높이 전체와 상기 플랜지의 폭방향 전체에 걸쳐서 설치될 수 있다.

강관 결합형 광폭띠장(10)은 흙막이벽에 접하게 제공되는 상부플랜지와, 상기 상부플랜지에 제공되는 웨브와, 상기 웨브에 제공되고 플랜지의 일부가 제거된 개방부를 구비하는 하부플랜지를 포함하는 본체부(100) 및, 상기 흙막이 벽으로부터 전달되는 하중을 분산 지지하도록 상기 개방부에 길이방향으로 제공되는 강관보강재(120)를 포함하고, 상기 본체부(100)는 상기 개방부의 양측에는 버팀보(S)가 설치되는 버팀보지지부(200)를 구비할 수 있다.

즉, 본체부(100)는 상부플랜지, 하부플랜지, 웨브를 포함하는 H형강으로 구비되고, H형강의 하부플랜지의 일부가 제거된 형태의 개방부와 동일한 길이로 형성되는 강관보강재(120)가 용접 접합될 수 있다. 그리고, 개방부의 양측으로 배치되는 하부플랜지에는 버팀보(S)가 설치되는 버팀보지지부(200)가 구비될 수 있다.

이와 같이, 본체부(100)가 개방부를 포함하는 H형강으로 구성됨에 따라, 본체부(100)와 버팀보지지부(200)가 일체로 형성되어 강관보강재(120)만을 접합으로 강관 결합형 강관 결합형 광폭띠장(10)을 형성할 수 있는 이점이 있다.

먼저, 이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.

10: 강관 결합형 광폭띠장
100: 본체부 110: T형강재
120: 강관보강재 200: 버팀보지지부
300: 마감판 400: 보강리브
500: 전단보강부재 S: 버팀보

Claims (11)

1. 흙막이벽에 접하게 제공되는 상부플랜지와, 상기 상부플랜지에 제공되는 웨브를 구비하는 T형강재와,
   상기 T형강재의 후단에 길이방향으로 제공되어, 상기 흙막이벽으로부터 전달되는 하중을 분산 지지하는 강관보강재를 포함하는 본체부;
   상기 본체부의 양단부의 일부 또는 전체에 접하게 제공되고, 버팀보가 설치되는 버팀보지지부; 및,
   상기 본체부와, 상기 버팀보지지부의 길이방향 접합부에 구비되어, 상기 본체부와 상기 버팀보지지부를 연결하는 마감판;을 포함하고,
   상기 강관보강재는,
   상기 T형강재의 상기 웨브에 길이방향으로 제공되는 원형강관 또는 사각강관으로 구비되고,
   상기 버팀보지지부는,
   흙막이벽에 접하게 제공되는 상부플랜지와, 버팀보가 결합되는 부분을 제공하는 하부플랜지와, 상기 상부플랜지와 상기 하부플랜지의 사이에 제공되는 웨브를 구비하는 H형강으로 구비되고,
   상기 상부플랜지, 상기 웨브 및, 상기 하부플랜지의 내면에 접하는 형태로 제공되는 적어도 하나 이상의 전단보강부재를 구비하고,
   상기 마감판은,
   상기 T형강재의 높이방향 전체와 상기 강관보강재의 높이방향 전체에 제공되거나, 상기 T형강재의 높이방향 전체와 상기 강관보강재의 높이방향 일부에 제공되는 것을 특징으로 하는 강관 결합형 광폭띠장.
2. 제1항에 있어서,
   상기 T형강재와, 상기 버팀보지지부가 흙막이벽에 접하는 부분은 동일한 평면상에 형성되고,
   상기 T형강재의 높이는 상기 버팀보지지부의 높이보다 낮게 구비되어, 상기 버팀보지지부는 상기 마감판을 사이에 두고 상기 T형강재와 상기 강관보강재에 걸쳐서 형성되는 강관 결합형 광폭띠장.
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 강관보강재는 상기 T형강재의 항복강도 이상의 항복강도를 가지는 소재로 구비되는 것을 특징으로 하는 강관 결합형 광폭띠장.
5. 제1항에 있어서,
   상기 강관보강재의 직경은, 상기 T형강재의 상부플랜지의 폭 및, 웨브의 높이보다 크게 구비되는 것을 특징으로 하는 강관 결합형 광폭띠장.
6. 삭제
7. 제1항에 있어서,
   상기 마감판은 상기 T형강재와, 상기 강관보강재의 높이방향의 전체에 제공되는 것을 특징으로 하는 강관 결합형 광폭띠장.
8. 제1항에 있어서, 상기 마감판은,
   상기 강관보강재의 길이방향의 양단부에 구비되고, 4면의 길이가 상기 강관보강재의 각각의 지름에 대응되는 길이로 형성되는 것을 특징으로 하는 강관 결합형 광폭띠장.
9. 제1항에 있어서,
   상기 마감판과 상기 버팀보지지부의 하부플랜지에 접하게 제공되어, 상기 마감판과 상기 버팀보지지부를 연결하는 적어도 하나 이상의 보강리브;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 강관 결합형 광폭띠장.
10. 삭제
11. 삭제

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