KR101598477B1

KR101598477B1 - 캔틸레버 바닥판의 장스팬 구조

Info

Publication number: KR101598477B1
Application number: KR1020150118726A
Authority: KR
Inventors: 이경표
Original assignee: 이경표; (주) 이레기술개발
Priority date: 2015-08-24
Filing date: 2015-08-24
Publication date: 2016-02-29

Abstract

본 발명은 캔틸레버 보에 의한 바닥판의 장스팬화를 위한 구조에 관한 것으로서, 서로 이격되어 배치된 제1, 2거더를 다수 개의 가로보로 일체화시킨 이중복합거더와, 상기 이중복합거더에 직각으로 강결합된 다수 개의 캔틸레버 보와, 상기 제1, 2거더의 하부에 설치되는 제1, 2지주 및, 상기 이중복합거더와 캔틸레버 보 중 적어도 캔틸레버 보의 상부에 놓여지는 데크로 이루어지는 것으로서, 각각의 캔틸레버 보는 각각의 가로보와 일직선이 되도록 제2거더에 결합되고, 제1지주는 제1거더에서 가로보가 접한 부위에 위치하고, 제2지주는 제2거더에서 캔틸레버 보가 접한 부위에 위치하는 것을 특징으로 한다.

Description

캔틸레버 바닥판의 장스팬 구조{Long-span system for the cantilever type deck}

본 발명은 캔틸레버 보에 의한 바닥판의 장스팬화를 위한 구조에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 캔틸레버 보의 지지점에 작용하는 휨모멘트를 감소시켜 캔틸레버 보의 장스팬화를 도모할 수 있는 구조에 관한 것이다.

인간의 활동이 다양한 만큼 야외에서 일어날 수 있는 인간의 활동도 다양하고, 특히 현대에 들어서는 경제적인 여건이 향상됨과 더불어 건강에 대한 관심이 높아짐에 따라 조깅, 자전거 타기 등 야외에서의 레저활동이 대폭 증가하고 있다.

이에 따라 각 지자체에서는 천변 등 과거에 버려졌던 공간에 대하여 산책, 조깅 또는 자전거 등을 위한 레저용 도로를 개설하고, 하천이나 그 주변에 분수시설, 공연 또는 휴식을 위한 각종 시설을 설치하여 제공함으로써 주민들이 건강한 생활체육과 문화생활을 쉽게 즐길 수 있도록 시설구축에 노력을 하고 있다.

그런데 도심지를 흐르는 소하천의 경우 통상 제방 위에는 차량이 통행하는 차로가 설치되어 있고, 하천의 규모도 그리 크지 않기 때문에 분수쇼나 공연 등을 관람하거나 휴식할 수 있는 넓은 공간을 확보하는 것이 그다지 용이하지 않다.

다른 한편으로 제방의 비탈면을 이용하여 인도로 활용할 수 있는 방안들이 제안되고 있는 바, 그 예로 2014. 3. 17. 공고된 등록특허공보 등록번호 10-1375525호의 경사지용 확장 인도 구조물이 있다.

상기 경사지용 확장 인도 구조물은 도 1에 도시된 바와 같이, 비탈면의 지중에 근입되는 지주파일(10)과 상기 지주파일(10)의 상단에 연결되면서 콘크리트 취부부(12)에 매립된 브라켓 및 상기 브라켓과 연결되는 캔틸레버(1)로 이루어지는 것으로서, 상기 캔틸레버(1)에 의해 확장된 공간을 구축하고 이를 인도로 활용할 수 있게 한다,

그러나 상기와 같은 캔틸레버의 구조는 브라켓과 연결된 지지점에서의 큰 휨모멘트로 인하여 스팬의 길이가 제한되어 휴식이나 다양한 문화활동을 위한 넓은 공간을 구축할 수 없기 때문에 요구되는 돌출 폭이 그다지 크지 아니한 인도 등 도로의 일부 확장용으로만 활용되고 있는 실정이다.

또 다른 예로, 2012. 6. 1. 공고된 등록특허공보 등록번호 10-1150537호의 비탈면 통행로 설치 구조가 도 2에 도시된 바와 같이 제안된 바 있다.

상기 도 2의 비탈면 통행로 설치 구조는, 도 1에서 개시한 캔틸레버 구조에서의 문제점, 즉 지지점에서의 지속적인 큰 휨모멘트에 의해 발생되는 피로하중으로 인하여 파손되는 캔틸러버 구조가 파손되는 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 비탈면에 구조물의 폭방향으로 적어도 2개 이상의 지주(40)를 형성시켜 상판부(70)가 보다 안정적으로 지지할 수 있도록 한다는 것이다.

이와 같이 다수 개의 지주(40)로 상판부(70)의 하중을 지지하게 되면 비탈면으로 돌출되는 폭을 크게 할 수 있어 넓은 공간을 구축할 수는 있으나, 상판부(70)의 하부에 많은 지주(40)가 노출될 수 밖에 없어 그 하부공간에 대한 활용이 곤란할 뿐 아니라 천변의 미관을 저해하게 되어 레저용 도로 이용자들에게 혐오감을 주게 되는 문제점이 있다.

KR

10-1086673

B1

KR

10-1150537

B1

KR

10-1375525

B1

본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 바닥판의 하부에 위치하는 지지말뚝이나 기둥이 노출되지 않거나 노출되더라도 이를 최소화시킬 수 있으면서 장스팬화를 통해 넓은 활용공간을 가질 수 있게 하는 캔틸레버 바닥판의 장스팬 구조를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 의하면, 서로 이격되어 배치된 제1, 2거더를 다수 개의 가로보로 일체화시킨 이중복합거더와, 상기 이중복합거더에 직각으로 강결합된 다수 개의 캔틸레버 보와, 상기 제1, 2거더의 하부에 설치되는 제1, 2지주 및, 상기 이중복합거더와 캔틸레버 보 중 적어도 캔틸레버 보의 상부에 놓여지는 데크로 이루어지는 것으로서, 각각의 캔틸레버 보는 각각의 가로보와 일직선이 되도록 제2거더에 결합되고, 제1지주는 제1거더에서 가로보가 접한 부위에 위치하고, 제2지주는 제2거더에서 캔틸레버 보가 접한 부위에 위치하는 것을 특징으로 하는 캔틸레버 바닥판의 장스팬 구조가 제공된다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 이중복합거더에는 캔틸레버 보에 의해 발생되는 휨모멘트에 저항하는 역모멘트가 발생하도록 프리스트레스가 도입되는 것을 특징으로 하는 캔틸레버 바닥판의 장스팬 구조가 제공된다. 이때 각 가로보의 사이에는 가로보들을 일체화시키기 위한 제1연결대가 더 설치될 수 있다.

본 발명은 2개의 거더로 이루어지는 이중복합거더 및 이들 2개의 각 거더에 설치되는 2개의 지주를 이용하여 가로보와 캔틸레버 보가 시이소 작용을 하게 함으로써 캔틸레버 보의 지지점에 대한 휨모멘트를 감소시켜 캔틸레버 보의 장스팬화를 도모하게 한다.

이러한 캔틸레버 보의 장스팬화는 천변 제방으로부터 돌출되는 폭을 크게 가질 수 있게 하여 넓은 면적의 바닥판을 구축하게 하여 휴식이나 문화활동 등 다목적의 소광장을 형성시킬 수 있게 하면서도, 바닥판의 하부에 대하여도 가용공간으로 활용할 수 있어 외관보호는 물론 주민들에 대한 다양한 복지공간으로 제공할 수 있게 한다.

도 1은 종래기술에 의해 비탈면의 이용을 위한 인도 구조물을 확장시킨 구조의 단면도이다.
도 2는 또 다른 종래기술에 의해 비탈면을 이용하기 위한 비탈면 통행로 설치 구조의 단면도이다.
도 3은 본 발명에 의한 캔틸레버 바닥판의 장스팬 구조를 적용한 예를 나타낸 사시도이다.
도 4는 상기의 장스팬 구조에 대한 횡단면도이다.
도 5는 상기한 장스팬 구조에 대한 평면도이다.도이다.
도 6은 캔틸레버 보와 가로보를 연결플레이트로 일체화시킨 예를 나타낸 부분사시도이다.
도 7과 8은 본 발명의 이중복합거더에 프리스트레스를 도입시키는 과정을 나타내는 각 실시에의 설명도이다.
도 9는 각 가로보의 사이에 제1연결대를 구비시킨 부분사시도이다.

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 관한 설명을 생략하기로 한다.

도 3은 본 발명에 의한 캔틸레버 바닥판의 장스팬 구조를 적용하여 천변 제방의 비탈면에 다목적의 넓은 공간을 구축시킨 구체적인 예를 나타낸 사시도이고, 도 4, 5는 상기한 장스팬 구조를 도모하기 위한 일 실시예를 도시한 것으로서 도 4는 횡단면도이고, 도 5는 평면도이다.

본 발명의 캔틸레버 바닥판의 장스팬 구조는, 이중복합거더(100)와, 이에 직각으로 강결합된 다수 개의 캔틸레버 보(200)와, 상기 이중복합거더(100)와 캔틸레버 보(200) 중 적어도 캔틸레버 보(200)의 상부에 놓여지는 데크(400) 및, 이들을 지지하는 지주들(310,320)로 이루어져 있다.

이중복합거더(100)는, 서로 이격되어 배치된 제1, 2거더(110,120)가 다수 개의 가로보(130)에 의해 사다리 형상으로 연결되는 것으로서, 상기 가로보(130)의 하중 분배기능에 의해 제1, 2거더(110,120)는 이중복합거더(100)에 작용하는 모든 수직 하중에 대하여 공동 저항하는 구조적 일체성을 가지게 된다.

상기의 이중복합거더(100)에는 다수 개의 캔틸레버 보(200)가 일정한 간격을 가지면서 직각으로 강결합된다. 보다 구체적으로 각각의 캔틸레버 보(200)는 도 5의 평면도에서 보여지는 바와 같이, 각각의 가로보(130)와 일직선이 되도록 제2거더(120)에 결합된다.

캔틸레버 보(200)와 가로보(130)에 대한 상기한 결합구조는 캔틸레버 보(200)에 작용하는 하중에 대한 전달과정을 명확하게 함과 더불어, 후술하는 바와 같이 제2거더(120)를 지지점(O)으로 하여 상기 캔틸레버 보(200)에 의해 발생되는 시계방향의 휨모멘트(M1)에 저항하는 역모멘트(M2)를 발생시켜 캔틸레버 보(200)의 장스팬화를 도모할 수 있게 한다.

이러한 캔틸레버 보(200)와 가로보(130)의 일체적 결합성을 더욱 증대시키기 위해 상기 캔틸러버 보와 가로보(130)의 각 상면에는 연결플레이트(221)가 더 설치될 수 있다.

도 6은 캔틸레버 보(200)와 가로보(130)를 연결플레이트(221)로 일체화시킨 예를 나타낸 것으로서, (a)는 캔틸레버 보(200)와 가로보(130) 및 제2거더(120)의 상면이 일치하는 경우의 예이고, (b)는 캔틸레버 보(200)와 가로보(130)의 상면이 제2거더(120)의 상면과 일치하지 않는 경우의 예이다. 상기 도 6의 (b)에서와 같이 각 상면이 일치하지 않는 경우에는 연결플레이트(221)의 하부에 끼움재(222)를 삽입시킴으로써 불일치의 문제를 해결할 수 있다.

본 발명은 캔틸레버 보(200)와 가로보(130)가 제2거더(120)에 강접합되면서 구조적으로 단일보의 형상을 가지도록 하면서 제2거더(120)를 지지점(O)으로 하여 상호간에 시이소 작용이 이루어지게 함으로써, 상기 지지점(O)에 작용하는 휨모멘트를 감소시켜 캔틸레버 보(200)의 장스팬화를 도모하고자 하는 것인바, 이를 위해 제1, 2거더(110,120)의 하부에는 이를 지지하는 제1, 2지주(310,320)가 설치된다.

제1지주(310)는 제1거더(110)에서 가로보(130)가 접한 부위에 위치하고, 제2지주(320)는 제2거더(120)에서 캔틸레버 보(200)가 접한 부위에 위치한다. 즉 가로보(130)와 캔틸레버 보(200)를 연결시키면서 제2지주(320)에 의해 지지되는 제2거더(120)가 지지점(O)이 되도록 하고, 제2거더(120)에 접합되는 가로보(130)의 타측 단부는, 상부의 하중 또는 제1지주(310)의 인장작용을 이용하여 캔틸레버 보(200)에 작용하는 하중에 대응할 수 있도록 하는 가로보(130) 측의 작용점(P)이 될 수 있도록 구성된다.

따라서 지지점(O)이 되는 상기의 제2지주(320)는 압축응력에 대응하는 지지말뚝으로 이루어지나, 제1지주(310)는 인장응력에 대응할 수 있는 인장말뚝으로 이루어질 수 있다. 물론 이중복합거더(100)가 토사에 매립되는 등 그 상부의 하중으로 인하여 발생되는 역모멘트가 캔틸레버 보(200)에 의해 발생되는 휨모멘트에 충분히 저항할 수 있다면 상기 제1지주(310)에 대하여 인장응력을 고려하지 않는 지지말뚝으로 구성시킬 수도 있다.

이러한 제1, 2지주(310,320)는 캔틸레버 보(200)에 의해 구축되는 바닥판의 하부공간에 노출되지 않도록 천변 제방의 지중에 매립되게 함으로써 상기의 하부공간은 도 3에서와 같이 또 다른 휴식 내지는 문화공간으로 활용할 수 있게 된다.

본 발명의 일 실시예에서는 지금까지 설명한 바와 같이 가로보(130)와 캔틸러버 보가 제2거더(120)를 지지점(O)으로 하는 것에 의해 시이소 작용이 이루어지도록 함으로써 상기 캔틸레버 보(200)의 장스팬화를 도모하고 있으나, 본 발명의 또 다른 실시예에서는 상기한 시이소 작용과 더불어, 이중복합거더(100)는 앞서 설명한 바와 같이 제1, 2거더(110,120)와 가로보(130)가 판상의 구조를 이루면서 구조적으로 일체적 거동을 하게 되는 바, 이를 이용하여 이중복합거더(100)에 프리스트레스를 미리 도입시킴으로서 상기한 캔틸레버 보(200)의 장스팬화를 더욱 효과적으로 도모할 수 있게 한다.

이중복합거더(100)에 대한 상기의 프리스트레스는, 캔틸레버 보(200)에 의해 발생되는 시계방향의 휨모멘트에 저항하는 반시계방향의 역모멘트가 발생하도록 도입된다.

도 7과 8은 상기와 같이 이중복합거더(100)에 역모멘트가 발생되도록 프리스트레스를 도입시키는 과정을 각 실시예에 따라 설명하고 있다.

상기한 프리스트레스의 도입에 관한 제1실시예는 도 7에 도시된 바와 같이 제2거더(120)에 상향력을 유도시킴으로써 이중복합거더(100)에 역모멘트가 발생되도록 한다.

제1실시예를 보다 구체적으로 설명하면, 먼저 일반적인 H형강에서와 같이 평탄하게 제작된 형강이 제1거더(110)를 구성하게 하고, 상향으로 볼록하게 미리 캠버(△)가 형성되도록 제작된 형강이 제2거더(120)를 구성하도록 배치한다.

다음으로 캠버(△)가 형성된 제2거더(120)에 대하여 직하방으로 하중을 가하여 제1거더(110)와 같이 평탄하도록 탄성 변형시킨 상태에서, 제1거더(110)와 제2거더(120)의 사이에 다수 개의 가로보(130)를 일정한 간격으로 고정 설치함으로써, 제1, 2거더(110,120)에 가로보(130)가 결합된 사다리 형상의 이중복합거더(100)가 구성되도록 한다.

마지막으로 제2거더(120)에 가하였던 하중을 제거하면, 제2거더(120)에 상향력이 발생되면서 이중복합거더(100)에는 캔틸레버 보(200)와의 결합부위에서 반시계방향의 역모멘트가 발생하게 된다.

도 8은 상기의 제1실시예와는 달리 제1거더(110)에 하향력이 발생되도록 유도함으로써 이중복합거더(100)에 반시계방향의 역모멘트가 발생되도록 한다.

즉 제1거더(110)는 하향으로 볼록하도록 캠버(△)가 형성된 형강으로 이루어지고, 제2거더(120)는 평탄하게 제작된 형강으로 이루어진다. 이러한 제1, 2거더(110,120)를 평행하게 배치한 다음, 상기 제1거더(110)에 대하여 직상방으로 하중을 가하여 제2거더(120)와 같이 평탄하도록 한 상태에서 다수 개의 가로보(130)를 제1, 2거더(110,120)에 결합시켜 이중복합거더(100)가 구성되도록 한다.

그리고 나서 제1거더(110)에 가하였던 하중을 제거하게 되면, 제1거더(110)에는 하향력이 발생하게 되면서 이중복합거더(100)에는 캔틸레버 보(200)와의 결합부위에서 제1실시예와 마찬가지로 반시계방향의 역모멘트가 발생하게 된다.

이와 같이, 제2거더(120)에 상향력이 발생하게 하거나 제1거더(110)에 하향력이 발생하게 하면서 이중복합거더(100)에 역모멘트가 발생되도록 하는 것의 효율성은 이중복합거더(100)의 판상 구조에 대한 일체성을 크게 증대시킴에 따라 극대화시킬 수 있게 된다.

따라서 이중복합거더(100)의 일체성을 높이기 위한 수단으로, 각 가로보(130)의 사이에는 가로보(130)들을 일체화시키기 위한 제1연결대(131)를 더 설치할 수 있다. 도 9는 각 가로보(130)의 사이에 제1연결대(131)가 구비된 상태의 이중복합거더(100)를 나타내고 있다.

이와 함께 캔틸레버 보(200)의 자유단에는 각 캔틸레버 보(200)들을 일체화시키기 위한 제2연결대(211)가 더 설치될 수 있다. 상기의 제2연결대(211)는 각 캔틸레버 보(200)들을 일체화시켜 흔들리지 않도록 함과 더불어 그 위에 설치되는 데크(400)를 통해 캔틸레버 보(200)에 작용하는 하중을 다른 캔틸레버 보(200)에 분산시켜 바닥판의 구조적인 안정성을 도모하게 한다.

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; 이중복합거더 110; 제1거더
120; 제2거더 130; 가로보
131; 제1연결대 200; 캔틸레버 보
211; 제2연결대 221; 연결플레이트
222; 끼움재 310; 제1지주
320; 제2지주 400; 데크

Claims

서로 이격되어 배치된 제1, 2거더(110,120)를 다수 개의 가로보(130)로 일체화시킨 이중복합거더(100)와, 상기 이중복합거더(100)에 직각으로 강결합된 다수 개의 캔틸레버 보(200)와, 상기 제1, 2거더(110,120)의 하부에 설치되는 제1, 2지주(310,320) 및, 상기 이중복합거더(100)와 캔틸레버 보(200) 중 적어도 캔틸레버 보(200)의 상부에 놓여지는 데크(400)로 이루어지는 것으로서,
각각의 캔틸레버 보(200)는 각각의 가로보(130)와 일직선이 되도록 제2거더(120)에 결합되고, 제1지주(310)는 제1거더(110)에서 가로보(130)가 접한 부위에 위치하며, 제2지주(320)는 제2거더(120)에서 캔틸레버 보(200)가 접한 부위에 위치하되,
상기 이중복합거더(100)에는 캔틸레버 보(200)에 의해 발생되는 휨모멘트에 저항하는 역모멘트가 발생하도록 프리스트레스가 도입되고,
각 가로보(130)의 사이에는 가로보(130)들을 일체화시키기 위한 제1연결대(131)가 설치되고, 캔틸레버 보(200)의 자유단에는 각 캔틸레버 보(200)들을 일체화시키기 위한 제2연결대(211)가 더 설치되며,
캔틸레버 보(200)와 가로보(130)의 각 상면에는 캔틸레버 보(200)와 가로보(130)를 일체화시키기 위한 연결플레이트(221)가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 캔틸레버 바닥판의 장스팬 구조.
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제1항에 있어서, 제1거더(110)는 평탄하게 제작된 형강으로 이루어지고, 제2거더(120)는 상향으로 볼록하도록 캠버(△)가 형성된 형강으로 이루어지며, 이중복합거더(100)는 제2거더(120)에 하중을 가하여 제1거더(110)와 같이 평탄하도록 한 상태에서 가로보(130)를 결합시킨 후 제2거더(120)에 가했던 하중을 제거함으로써 제2거더(120)에 상향력이 발생되도록 하는 것을 특징으로 하는 캔틸레버 바닥판의 장스팬 구조.
제1항에 있어서, 제1거더(110)는 하향으로 볼록하도록 캠버(△)가 형성된 형강으로 이루어지고, 제2거더(120)는 평탄하게 제작된 형강으로 이루어지며, 이중복합거더(100)는 제1거더(110)에 하중을 가하여 제2거더(120)와 같이 평탄하도록 한 상태에서 가로보(130)를 결합시킨 후 제1거더(110)에 가했던 하중을 제거함으로써 제1거더(110)에 하향력이 발생되도록 하는 것을 특징으로 하는 캔틸레버 바닥판의 장스팬 구조.
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