KR101605010B1 - 강성보강 거더 - Google Patents

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KR101605010B1
KR101605010B1 KR1020150109488A KR20150109488A KR101605010B1 KR 101605010 B1 KR101605010 B1 KR 101605010B1 KR 1020150109488 A KR1020150109488 A KR 1020150109488A KR 20150109488 A KR20150109488 A KR 20150109488A KR 101605010 B1 KR101605010 B1 KR 101605010B1
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장병조
김은화
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장병조
김은화
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Abstract

강성보강 거더가 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 강성보강 거더는, 콘크리트 빔; 콘크리트 빔의 상단부에서 콘크리트 빔의 강성 보강이 필요한 영역에 선택적으로 적어도 일부분이 매립되어 콘크리트 빔의 강성을 보강하는 강성보강유닛을 포함한다.

Description

강성보강 거더{Stiffness Strengthened Girder}
본 발명은, 거더에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 프리스트레스 도입시 거더 상단부에 발생하는 인장응력에 견딜 수 있도록 간단한 구조로 시공이 가능하면서도 효율적으로 강성을 보강할 수 있는 강성보강 거더에 관한 것이다.
거더교는 교량형식 중 가장 많이 사용되는 것이다. 그러한 거더교는, 거더 상부의 바닥판 콘크리트에 가해지는 하중(자중과 차량 무게 등)을 버티어 주는 거더의 형태에 따라, 플레이트 거더교, 스틸박스 거더교, 강상판형 거더교, 'T'형 거더교, 'I'형 거더교, 'U'형 거더교, 프리스트레스드 콘크리트(pre-stressed concrete: PSC) 박스 거더교, PSC빔 거더교 등과 같이 여러 가지 종류의 거더교가 있다.
이 중에서 프리스트레스드 콘크리트 방식은, 자중이나 활하중(活荷重)의 작용에 의하여 생기는 응력을 소멸시키고 역방향의 응력을 미리 가하는 소위 프리스트레싱(prestressing) 원리를 응용한 것으로서 거더 내부에 배치된 PC강선(Prestressed Concrete 鋼線)을 통해서 거더에 긴장력을 크게 도입하면 거더의 상면에는 인장응력이 생기고 거더의 하면에는 압축응력이 발생한다.
그런데 종래의 프리스트레스드 콘크리트 거더는 긴장력을 크게 하면 거더 상부의 바닥판 콘크리트 시공 전까지는 거더의 상면에 인장응력이 크게 작용하여 균열이 발생하게 되어 구조적으로 문제를 발생시키게 되므로 교량의 시공 후 요구되는 크기만큼의 긴장력을 줄 수 없는 문제점이 있다.
대한민국 등록특허 제10-0564732호 (2006.03.21.)
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 프리스트레스 도입시 거더 상단부에 발생하는 인장응력에 견딜 수 있도록 간단한 구조로 시공이 가능하면서도 효율적으로 강성을 보강할 수 있는 강성보강 거더를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 콘크리트 빔; 상기 콘크리트 빔의 상단부에서 상기 콘크리트 빔의 강성 보강이 필요한 영역에 선택적으로 적어도 일부분이 매립되어 상기 콘크리트 빔의 강성을 보강하는 강성보강유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 강성보강 거더가 제공될 수 있다.
상기 강성보강유닛은 상기 콘크리트 빔의 길이방향 중앙부 영역에 마련될 수 있다.
상기 강성보강유닛은 상기 콘크리트 빔의 길이방향 단부 영역에도 마련될 수 있다.
상기 강성보강유닛은 'I'형 및 'U'형 빔 중 어느 하나일 수 있다.
상기 강성보강유닛은 상단부 및 하단부 중 어느 한 부분에 길이방향을 따라 소정 구간 절취된 절취부가 형성될 수 있다.
상기 콘크리트 빔은 'I'형 및 'U'형 빔 중 어느 하나일 수 있다.
상기 강성보강유닛에 결합되어 상기 거더 및 상기 거더 상부에 타설되는 바닥판 콘크리트와 합성되는 전단연결유닛을 더 포함할 수 있다.
상기 강성보강유닛은 상기 콘크리트 빔에 매립되되 일부분이 상기 콘크리트 빔 외부로 노출되며, 상기 전단연결유닛은, 상기 강성보강유닛의 상부 면에 결합되는 상부 스터드 봉; 및 상기 상부 스터드 봉의 상단부에 결합되는 상부 스터드 확대머리를 포함할 수 있다.
상기 전단연결유닛은, 상기 강성보강유닛의 하부 면에 결합되는 하부 스터드 봉; 및 상기 하부 스터드 봉의 하단부에 결합되는 하부 스터드 확대머리를 더 포함할 수 있다.
상기 전단연결유닛은, 상기 상부 스터드 봉에 방사선 방향으로 상호 이격되어 상기 상부 스터드 봉에 결합되는 복수의 스터드 날개를 더 포함할 수 있다.
상기 강성보강유닛은 전체가 상기 콘크리트 빔에 매립되며, 상기 전단연결유닛은, 상기 강성보강유닛의 상부 면에 결합되어 상기 콘크리트 빔 내부에 배치되는 제1 상부 스터드 봉; 상기 제1 상부 스터드 봉에 결합되는 제2 상부 스터드 봉; 및 상기 제2 상부 스터드 봉의 상단부에 결합되는 제2 상부 스터드 확대머리를 포함할 수 있다.
상기 제1 상부 스터드 봉 및 상기 제2 상부 스터드 봉은 볼트 체결될 수 있다.
상기 전단연결유닛은, 상기 제1 상부 스터드 봉 및 상기 제2 상부 스터드 봉 중 적어도 어느 하나에 방사선 방향으로 상호 이격되어 결합되는 복수의 스터드 날개를 더 포함할 수 있다.
상기 강성보강유닛은 상기 콘크리트 빔의 길이방향 단부 영역에도 마련되며, 상기 길이 방향 단부 영역에 마련되는 상기 강성보강유닛에 결합된 상기 전단연결유닛은 끝단으로 갈수록 간격이 점점 좁아질 수 있다.
본 발명의 실시예들은, 거더의 강성을 보강할 필요가 있는 구간에 강성보강유닛을 부분적으로 합성함으로써, 프리스트레스 도입시 거더 상단부에 발생하는 인장응력에 견딜 수 있도록 간단한 구조로 시공이 가능하면서도 효율적으로 강성을 보강할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 강성보강 거더의 사시도이다.
도 2는 도 1의 강성보강 거더와 바닥판 콘크리트가 결합된 상태를 도시한 중앙부 영역의 단면도이다.
도 3은 도 1의 강성보강 거더의 강성보강유닛과 전단연결유닛을 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 강성보강 거더와 바닥판 콘크리트가 결합된 상태를 도시한 중앙부 영역의 단면도이다.
도 5는 도 4의 강성보강 거더의 강성보강유닛과 전단연결유닛을 도시한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 강성보강 거더와 바닥판 콘크리트가 결합된 상태를 도시한 중앙부 영역의 단면도이다.
도 7은 도 6의 강성보강 거더의 강성보강유닛과 전단연결유닛을 도시한 사시도이다.
도 8은 본 발명의 제4 실시 예에 따른 강성보강 거더와 바닥판 콘크리트가 결합된 상태를 도시한 중앙부 영역의 단면도이다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 강성보강 거더의 사시도이고, 도 2는 도 1의 강성보강 거더와 바닥판 콘크리트가 결합된 상태를 도시한 중앙부 영역의 단면도이며, 도 3은 도 1의 강성보강 거더의 강성보강유닛과 전단연결유닛을 도시한 사시도이다.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 강성보강 거더(1)는, 콘크리트 빔(10U)과, 강성보강유닛(20I)과, 전단연결유닛(30)을 포함한다.
콘크리트 빔(10U)은 거더(1)의 몸체를 구성하는 것으로, 본 실시 예에서는 프리스트레스드 콘크리트 방식에 의해 제작되는 것을 예로 들었으나, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되지 않으며, 필요에 따라 다양한 방식으로 제작되는 것일 수 있다.
본 실시 예에서는, 콘크리트 빔(10U)의 단면 형태가 'U'자 형태를 가지도록 제작되었으나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 교량의 크기, 형태, 무게 및 하중분포 등에 따라 적절한 형태의 거더가 사용될 수 있으므로 필요에 따라 'I'자(도 8 참조) 혹은 'T'자 등 여러 가지 형태의 단면을 가지도록 제작될 수 있을 것이다.
강성보강유닛(20I)은 콘크리트 빔(10U)의 상단부에서 콘크리트 빔(10U)의 강성 보강이 필요한 영역에 선택적으로 적어도 일부분이 매립되어 콘크리트 빔(10U)의 강성을 보강하는 역할을 하는데, 예를 들어 프리스트레스 도입시 거더 상단부에 발생하는 인장응력에 견딜 수 있도록 콘크리트 빔(10U)의 강성을 보강하게 된다.
이러한 강성보강유닛(20I)은, 본 실시 예에서 콘크리트 빔(10U)의 길이방향 중앙부 영역(C)에 마련될 수 있는데, 중앙부 영역(C)은 프리스트레스 도입시 굽힘 모멘트가 가장 크게 작용하는 곳이므로 강성을 보강할 필요가 있기 때문이다.
이때 마련되는 강성보강유닛(20I)의 길이는 거더 상단부에 가해지는 인장력에 견디기 위해 필요한 강성의 보강 정도와 강성보강유닛(20I)의 길이가 길어짐에 따른 거더 무게의 증가 등을 충분히 고려하여 결정되어야 할 것이며, 실험이나 계산에 의해 도출될 수 있을 것이다.
또한, 콘크리트 빔(10U)의 길이방향 단부 영역(E)은 교각에 의해 지지되는 부분으로서 강성을 보강할 필요가 있는 곳이므로, 강성보강유닛(20I)은 콘크리트 빔(10U)의 길이방향 단부 영역(E)에도 마련될 수 있다.
나아가, 프리스트레스드 콘크리트 방식을 이용하지 않는 경우에도, 거더 상부의 바닥판 콘크리트에 가해지는 하중(자중과 차량 무게 등)의 분포 및 거더를 지지하는 위치 등의 다양한 원인에 의해 거더의 강성을 부분적으로 보강할 필요가 있으므로, 강성을 보강할 필요가 있는 곳을 선택하여 부분적으로 강성보강유닛(20I)을 적용할 수 있다.
본 실시 예에서는, 프리스트레스 도입시 거더 상단부에 발생하는 인장응력에 견딜 수 있도록 굽힘 모멘트가 크게 작용하여 콘크리트 빔의 강성을 보강할 필요가 있는 부분인 콘크리트 빔(10U)의 길이방향 중앙부 영역(C)에 강성보강유닛(20I)이 적용되었으며, 교각에 의해 지지되는 부분으로서 콘크리트 빔의 강성보강이 필요한 부분인 콘크리트 빔(10U)의 길이방향 단부 영역(E)에도 강성보강유닛(20I)이 적용되었다.
즉, 본 발명에 따르면, 콘크리트 빔(10U)의 강성보강이 필요한 구간을 선택하여 강성보강유닛(20I)을 부분적으로 적용하는 방법을 통해, 강성보강을 위해 추가되는 비용 및 자재를 아끼고 거더의 중량이 증가하는 것을 방지하면서도, 거더의 강성을 보강할 필요가 있는 부분만을 효과적으로 보강할 수 있게 된다.
본 실시 예에서, 강성보강유닛(20I)은 'I'자 형태의 단면을 가진 빔이 사용되었으나 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 않으며, 후술할 'U'형(도 6 및 도 7 참조)이나 'T'형 등 기타 여러 가지 형태의 단면을 가진 빔이 사용될 수도 있고, 나아가 거더의 크기, 형태 및 중량 등의 변화에 따라 강성보강유닛(20I)의 두께, 길이, 위치 및 개수 등이 적절하게 변경될 수 있음은 자명한 것으로, 이와 같이 다양한 변형 예도 본 발명의 권리범위에 속한다 할 것이다.
나아가 강성보강유닛(20I, 20U)은 상단부 및 하단부 중 어느 한 부분에 길이방향을 따라 소정 구간 절취된 절취부(22, 도 7 참조)가 형성될 수 있는데, 이러한 절취부(22)가 마련되는 경우에는 중량을 감소시킬 수 있고, 또한 강성보강유닛(20I, 20U)과 콘크리트 빔(10U) 사이가 더욱 견고하게 합성될 수 있게 된다.
본 발명의 제1 실시 예에서, 강성보강유닛(20I)은 콘크리트 빔(10U)에 매립되되 일부분이 콘크리트 빔(10U)의 외부로 노출되며, 외부로 노출된 부분은 거더(1)의 상부에 마련되는 바닥판 콘크리트(2)와 합성된다.
이렇게 강성보강유닛(20I)의 일부는 콘크리트 빔(10U)의 내부에 매립되도록 합성되고, 나머지 부분은 콘크리트 빔(10U)의 외부로 노출되어 바닥판 콘크리트(2)와 합성되는 경우에는, 콘크리트 빔(10U)의 내부에 매립된 부분이 콘크리트 빔(10U)의 강성을 보강하는 주된 역할을 하고, 콘크리트 빔(10U)의 외부로 노출된 나머지 부분이 바닥판 콘크리트(2)와 합성됨으로써 콘크리트 빔(10U)과 바닥판 콘크리트(2) 사이의 전단을 지지하는 전단연결재의 역할도 하게 된다.
한편, 전단연결유닛(30)은 강성보강유닛(20I)에 결합되어 하부의 전단연결유닛(30)은 거더(1)와 합성되고 상부의 전단연결유닛(30)은 거더 상부에 타설되는 바닥판 콘크리트(2)와 합성되어, 콘트리트 빔(10U)과 강성보강유닛(20I) 사이 및 거더(1)와 바닥판 콘크리트(2) 사이의 전단연결(shear connect)을 더욱 견고하게 함으로써 하중전달과 일체화된 거동을 유도하고 전단강도 및 연성작용을 개선하는 역할을 한다.
이러한 전단연결유닛(30)은 상부 스터드 봉(31)과, 상부 스터드 확대머리(32)와, 상부 스터드 날개(33)와, 하부 스터드 봉(37)과, 하부 스터드 확대머리(38)와, 하부 스터드 날개(39)를 포함한다.
상부 스터드 봉(31)은 강성보강유닛(20I)의 상부 면에 결합되고, 상부 스터드 확대머리(32)는 상부 스터드 봉(31)의 상단부에 결합되며, 상부 스터드 날개(33)는 상부 스터드 봉(31)에 방사선 방향으로 상호 이격되어 상부 스터드 봉(31)에 결합된다.
하부 스터드 봉(37)은 강성보강유닛(20I)의 하부 면에 결합되고, 하부 스터드 확대머리(38)는 하부 스터드 봉(37)의 하단부에 결합되며, 하부 스터드 날개(39)는 하부 스터드 봉(37)에 방사선 방향으로 상호 이격되어 하부 스터드 봉(37)에 결합된다.
본 실시 예에서 상부 스터드 날개(33)는, 도 1 내지 도 3에 자세히 도시된 바와 같이, 교축직각방향을 따라 두 개의 상부 스터드 날개(33)가 상부 스터드 봉(31)에서 돌출되도록 마련되었으나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 전단연결이 더욱 견고할 필요가 있다면 상부 스터드 날개(33)가 더 많이 결합될 수 있고, 특정 방향에서 가해지는 힘이 더 큰 경우는 그 방향에 직각을 이루도록 마련되거나, 다수의 상부 스터드 날개(33)가 미리 정해진 각도를 이루도록 결합되는 등 필요에 따라 적절한 변형이 가능할 것이다.
이와 같은 상부 스터드 날개(33)에 대한 설명은 하부 스터드 날개(39)에도 동일하게 적용된다.
도 1 및 도 3에 자세히 도시된 바와 같이, 전단연결유닛(30)이 강성보강유닛(20I)에 결합될 때 인접하는 전단연결유닛(30)들은 일정한 간격을 유지하면서 이격 배치되어 결합되는데, 전단연결이 더욱 견고할 필요가 있다면 이러한 간격은 더욱 좁아질 수 있다.
즉, 도 1에 자세히 도시된 바와 같이, 길이 방향 단부 영역(E)에 마련되는 강성보강유닛(20I)에 결합된 전단연결유닛(30)은 끝단으로 갈수록 간격이 점점 좁아지며 결합된다.
이는 길이 방향 단부 영역(E)에서 프리스트레스를 도입하기 위해 거더(1) 내부에 삽입되는 PC강선(미도시)을 잡아주어야 하므로 거더(1)와 바닥판 콘크리트(2) 사이의 전단연결이 더욱 견고할 필요가 있기 때문에 전단연결유닛(30)이 좁은 간격을 두고 더욱 촘촘하게 결합된 형태를 가지는 것이다.
다만, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 않고 교량의 크기, 형태 및 하중분포 등 따라 전단연결이 더욱 견고할 필요가 있는 위치가 달라질 수 있으므로 필요에 따라 적절한 형태로 변형될 수 있을 것이다.
이와 같이, 본 실시 예에 따르면, 콘크리트 빔(10U)의 강성보강이 필요한 구간을 선택하여 강성보강유닛(20I)을 선택적으로 적용하는 방법을 통해, 강성보강을 위해 추가되는 비용 및 자재를 절감하고 거더의 중량이 증가하는 것을 방지하면서도, 거더의 강성을 보강할 필요가 있는 부분만을 효과적으로 보강할 수 있게 된다.
또한, 강성보강유닛(20I)에 결합되는 전단연결유닛(30)을 구비함으로써 콘크리트 빔(10U)의 강성을 보강함과 동시에 콘트리트 빔(10U)과 강성보강유닛(20I) 사이 및 거더(1)와 바닥판 콘크리트(2) 사이의 전단연결을 더욱 견고하게 함으로써 하중전달과 일체화된 거동을 유도하고 전단강도 및 연성작용을 개선할 수 있게 된다.
도 4는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 강성보강 거더와 바닥판 콘크리트가 결합된 상태를 도시한 중앙부 영역의 단면도이며, 도 5는 도 4의 강성보강 거더의 강성보강유닛과 전단연결유닛을 도시한 사시도이다.
이하에서는 도 4 및 도 5를 참조하여 본 발명의 제2 실시 예에 따른 거더에 대하여 설명한다.
본 발명의 제2 실시 예는 전술한 제1 실시 예와 비교하여, 강성보강유닛(20I)이 콘크리트 빔(10U)에 매립되는 깊이와 전단연결유닛(30)의 형태에 대하여 차이점이 있으므로 이 부분을 중심으로 설명한다.
먼저, 강성보강유닛(20I)은 전체가 콘크리트 빔(10U)에 매립되는데, 이렇게 강성보강유닛(20I)이 전부 매립되는 경우에는, 전술한 제1 실시 예에 비하여 콘크리트 빔(10U)의 강성을 보강하는 효과가 더욱 높아지는 이점이 있다.
다음으로, 전단연결유닛(40)은, 제1 상부 스터드 봉(41)과, 제2 상부 스터드 봉(43)과, 제2 상부 스터드 확대머리(44)와, 제1 상부 스터드 날개(45)와, 제2 상부 스터드 날개(46)와, 하부 스터드 봉(47)과, 하부 스터드 확대머리(48)와, 하부 스터드 날개(49)를 포함한다.
제1 상부 스터드 봉(41)은 강성보강유닛(20I)의 상부 면에 결합되어 콘크리트 빔(10U) 내부에 배치되며, 제2 상부 스터드 봉(43)은 제1 상부 스터드 봉(41)에 결합되고, 제2 상부 스터드 확대머리(44)는 제2 상부 스터드 봉(43)의 상단부에 결합되며, 제1 상부 스터드 날개(45)와 제2 상부 스터드 날개(46)는 각각 제1 상부 스터드 봉(41)과 제2 상부 스터드 봉(43)에 방사선 방향으로 상호 이격되어 결합된다.
이때 제1 상부 스터드 봉(41)은 강성보강유닛(20I)과 콘크리트 빔(10U) 사이의 전단연결을 견고하게 하는 역할을 하며, 제2 상부 스터드 봉(43)은 거더(1')와 바닥판 콘크리트(2) 사이의 전단연결을 견고하게 하는 역할을 하게 된다.
이렇게 제1 상부 스터드 봉(41)과 제2 상부 스터드 봉(43)이 결합되는 이중결합구조를 가짐으로써, 전술한 제1 실시 예에서 설명한 강성보강유닛(20I)과 전단연결유닛(30, 도 3 참조)이 결합된 형태를 기본으로 제작한 후, 강성보강유닛(20I)이 전부 매립되고 그 매립되는 깊이가 결정되는 경우에 추가로 다양한 길이의 제2 상부 스터드 봉(43)을 결합시키는 작업만으로 결정된 설계에 손쉽게 대응할 수 있게 된다.
본 실시 예에서는, 제1 상부 스터드 봉(41) 및 제2 상부 스터드 봉(43)의 연결부(42)는 볼트 체결되도록 마련되었으나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 용접이나 별도의 체결구를 이용하는 등 필요에 따라 적절한 형태로 변형 가능할 것이다.
하부 스터드 봉(47)과, 하부 스터드 확대머리(48)와, 하부 스터드 날개(49)에 대하여는 전술한 제1 실시 예의 설명과 동일하므로 여기서는 설명을 생략하기로 한다.
도 6은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 강성보강 거더와 바닥판 콘크리트가 결합된 상태를 도시한 중앙부 영역의 단면도이며, 도 7은 도 6의 강성보강 거더의 강성보강유닛과 전단연결유닛을 도시한 사시도이다.
이하에서는 도 6 및 도 7을 참조하여 본 발명의 제3 실시 예에 따른 거더에 대하여 설명한다.
본 발명의 제3 실시 예에서는 전술한 제1 실시 예와 비교하여, 강성보강유닛(20U)의 형태와 전단연결유닛(50)의 형태에 대하여 차이점이 있으므로 이 부분을 중심으로 설명한다.
먼저, 강성보강유닛(20U)은 전술한 실시 예들과 달리 'U'자 형태의 단면을 가진 빔이 사용되며, 강성보강유닛(20U)의 상단부에는 전단연결을 견고하게 해주는 확대머리(21)가 길이방향을 따라 길게 형성된다.
그리고 강성보강유닛(20U)의 상단부에는 길이방향을 따라 소정 구간 절취된 절취부(22)가 형성되었는데, 이렇게 절취부(22)가 마련되는 경우에는 중량을 감소시킬 수 있고 또한 강성보강유닛(20U)과 콘크리트 빔(10U) 사이가 더욱 견고하게 합성될 수 있게 된다.
다음으로, 전단연결유닛(50)은, 확대머리(21)가 강성보강유닛(20U)의 상단부에 마련되고 하단부에는 강성보강유닛(20U)의 하부면에 결합되는 하부 스터드 봉(57)과, 하부 스터드 확대머리(58)와, 하부 스터드 날개(59)를 포함한다.
도 8은 본 발명의 제4 실시 예에 따른 강성보강 거더와 바닥판 콘크리트가 결합된 상태를 도시한 중앙부 영역의 단면도이다.
이하에서는 도 8을 참조하여 본 발명의 제4 실시 예에 따른 거더에 대하여 설명한다.
본 발명의 제3 실시 예에서는 전술한 실시 예와 비교하여, 콘크리트 빔(10I)은 'I'자 형태의 단면을 가진 빔이 사용되며, 강성보강유닛(20I)이 두 개가 매립되는 점에서 차이가 있다.
이렇게, 본 발명은 전술한 실시 예들과 달리 콘크리트 빔(10I)이 'I'자는 물론 'T'자 형태의 단면을 가진 다양한 빔에 적용될 수 있으며, 강성보강유닛(20I)의 개수도 보강하여야 할 강성의 정도에 따라 변경될 수 있고, 나아가 전술한 모든 실시가능한 경우를 조합하여 제작될 수 있을 것이다.
이상 도면을 참조하여 본 실시 예들에 대해 상세히 설명하였지만 본 발명은 기재된 실시 예들에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
1 : 거더 2 : 바닥판 콘크리트
10U, 10I : 콘크리트 빔 20U, 20I : 강성보강유닛
30, 40, 50, 60 : 전단연결유닛 31 : 상부 스터드 봉
32 : 상부 스터드 확대머리 33 : 상부 스터드 날개
37 : 하부 스터드 봉 38 : 하부 스터드 확대머리
39 : 하부 스터드 날개 41 : 제1 상부 스터드 봉
42 : 연결부 43 : 제2 상부 스터드 봉
44 : 제2 상부 스터드 확대머리 45 : 제1 상부 스터드 날개
46 : 제2 상부 스터드 날개 47 : 하부 스터드 봉
48 : 하부 스터드 확대머리 49 : 하부 스터드 확대머리

Claims (14)

  1. 'U'형 형상의 콘크리트 빔;
    상기 콘크리트 빔의 양측 상단부에서 상기 콘크리트 빔의 강성 보강이 필요한 영역에 선택적으로 적어도 일부분이 매립되어 상기 콘크리트 빔의 강성을 보강하는 강성보강유닛; 및
    상기 강성보강유닛에 결합되어 상기 콘크리트 빔 및 상기 콘크리트 빔 상부에 타설되는 바닥판 콘크리트와 합성되는 전단연결유닛을 포함하며,
    상기 강성보강유닛은 'U'형 빔이며,
    상기 강성보강유닛은 길이방향을 따라 소정 구간 절취된 절취부가 형성되되 상단부에 상단으로부터 가로로 연장되는 확대머리가 일체로 마련되며,
    상기 강성보강유닛은, 상기 콘크리트 빔의 길이방향 중앙부 영역과 상기 콘크리트 빔의 길이방향 단부 영역에 상호 이격되어 마련되며,
    상기 길이 방향 단부 영역에 마련되는 상기 강성보강유닛에 결합된 상기 전단연결유닛은 끝단으로 갈수록 간격이 점점 좁아지는 것을 특징으로 하는 강성보강 거더.
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  8. 제1항에 있어서,
    상기 강성보강유닛은 상기 콘크리트 빔에 매립되되 일부분이 상기 콘크리트 빔 외부로 노출되며,
    상기 전단연결유닛은,
    상기 강성보강유닛의 상부 면에 결합되는 상부 스터드 봉; 및
    상기 상부 스터드 봉의 상단부에 결합되는 상부 스터드 확대머리를 포함하는 것을 특징으로 하는 강성보강 거더.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 전단연결유닛은,
    상기 강성보강유닛의 하부 면에 결합되는 하부 스터드 봉; 및
    상기 하부 스터드 봉의 하단부에 결합되는 하부 스터드 확대머리를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 강성보강 거더.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 전단연결유닛은,
    상기 하부 스터드 봉에 방사선 방향으로 상호 이격되어 상기 하부 스터드 봉에 결합되는 복수의 스터드 날개를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 강성보강 거더.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 강성보강유닛은 전체가 상기 콘크리트 빔에 매립되며,
    상기 전단연결유닛은,
    상기 강성보강유닛의 상부 면에 결합되어 상기 콘크리트 빔 내부에 배치되는 제1 상부 스터드 봉;
    상기 제1 상부 스터드 봉에 결합되는 제2 상부 스터드 봉; 및
    상기 제2 상부 스터드 봉의 상단부에 결합되는 제2 상부 스터드 확대머리를 포함하는 것을 특징으로 하는 강성보강 거더.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 상부 스터드 봉 및 상기 제2 상부 스터드 봉은 볼트 체결되는 것을 특징으로 하는 강성보강 거더.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 전단연결유닛은,
    상기 제1 상부 스터드 봉 및 상기 제2 상부 스터드 봉 중 적어도 어느 하나에 방사선 방향으로 상호 이격되어 결합되는 복수의 스터드 날개를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 강성보강 거더.
  14. 삭제
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