KR101618794B1 - 강판 조립 합성보 - Google Patents

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KR101618794B1
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이승우
이승환
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Abstract

본 발명은 강판 내부에 콘크리트를 타설하여 슬래브와 일체화시키는 강판 조립 합성보에 대한 것으로, 더욱 상세하게는 양단에 절곡부가 형성된 하부플랜지를 한 쌍의 웨브플레이트 하부 내측에 결합함으로써 시공성, 경제성 및 생산성을 향상시킬 수 있는 강판 조립 합성보에 대한 것이다.
본 발명은 내부에 콘크리트가 채워지도록 복수의 강판을 조립하여 형성되는 강판 조립 합성보에 관한 것으로서, 상호 일정 거리 이격되도록 평행하게 배치되는 한 쌍의 웨브플레이트; 상기 웨브플레이트 상단에 합성보 내측 또는 외측 수평 방향으로 결합된 상부플랜지; 및 상기 한 쌍의 웨브플레이트 하부 내측에 웨브플레이트를 서로 연결하도록 결합되어 합성보의 하부면을 형성하는 것으로, 양단에 상방으로 라운드지게 절곡되는 절곡부가 구비되어 절곡부 외측에 웨브플레이트가 결합되는 하부플랜지; 로 구성되되, 상기 하부플랜지는 절곡부 하부의 만곡된 부분과 웨브플레이트 사이의 공간에 용접살을 채워 웨브플레이트와 결합되는 것을 특징으로 한다.

Description

강판 조립 합성보{Composite beam with built-up steel}
본 발명은 강판 내부에 콘크리트를 타설하여 슬래브와 일체화시키는 강판 조립 합성보에 대한 것으로, 더욱 상세하게는 양단에 절곡부가 형성된 하부플랜지를 한 쌍의 웨브플레이트 하부 내측에 결합함으로써 시공성, 경제성 및 생산성을 향상시킬 수 있는 강판 조립 합성보에 대한 것이다.
각종 건물이나 교량 등의 시공시 상부가 개구된 강판 내부를 콘크리트로 채우고 슬래브와 일체화시켜, 단면 효율성을 높임과 동시에 상대적으로 철골 물량을 절감할 수 있는 TSC 합성보가 개발되어 사용되고 있다.
특히, 도 1에 도시된 TSC 합성보는 상단에 내측 또는 외측으로 절곡된 상부플랜지(12)가 형성되고 하단에 내측 상방으로 절곡되어 절곡부(111)가 형성된 한 쌍의 웨브플레이트(11)와 이들 한 쌍의 웨브플레이트(11) 하부를 연결하는 하부플랜지(13)로 구성된다(특허 제10-1404515호).
상기 TSC 합성보는 종래 합성보에 비하여 냉간 성형으로 보의 폭을 원하는 대로 제작할 수 있고, 하부플랜지(13)의 강종과 두께를 자유롭게 정할 수 있으며, 강선이나 볼트의 개수를 자유롭게 배열할 수 있는 등의 장점이 있다.
그러나 상기 TSC 합성보를 기둥에 접합하는 경우 보의 하부플랜지(13)에 접합플레이트(2)를 결합하여 기둥과 보를 접합하는데, 이때 접합플레이트(2)와 절곡부(111) 간에 상호 간섭이 발생할 수 있다(도 1의 (a)).
따라서 이를 방지하기 위하여 도 1의 (b)에서와 같이 접합플레이트(2)와 간섭되는 절곡부(111)를 현장에서 산소 용접으로 제거하여 절취부(112)를 형성하여야 하므로 시공이 복잡해질 수 있었다. 또는 접합플레이트(2)와 절곡부(111) 간의 간섭을 방지하기 위하여 접합플레이트(2)를 좁고 길게 형성하는 방법을 고려해 볼 수 있으나, 이 경우 볼트 열 감소로 볼트 개수가 증가되는 문제점이 수반되었다.
또한, 상기 TSC 합성보는 도 2의 (a)에서와 같이 일측 웨브플레이트(11)와 하부플랜지(13)를 용접 결합한 후, 도 2의 (b)에서와 같이 보를 일정 각도 회전시켜 타측 웨브플레이트(11)와 하부플랜지(13)를 용접하여야 하였다. 따라서 제작시 보를 회전시키는 공정이 추가되어 생산 작업성이 떨어지는 단점이 있었다.
뿐만 아니라, 기존의 합성보는 하부플랜지를 내부 콘크리트(C)와 일체화하기 위하여 하부플랜지 상부에 스터드볼트 등의 전단연결재(shear connector)를 설치한다.
따라서 전단연결재의 가격이 별도로 추가되고 하부플랜지(13)에 용접하는 시공과 비용을 고려하여야만 하였다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 강판 조립 합성보를 기둥에 접합할 때, 보의 하부에 형성된 절곡부와 접합플레이트 간의 간섭을 방지할 수 있는 강판 조립 합성보를 제공하고자 한다.
본 발명은 강판 조립 합성보 제작시 보를 회전하지 않고 하부플레이트 양단과 한 쌍의 웨브플레이트를 용접할 수 있어 생산 작업이 편리한 강판 조립 합성보를 제공하고자 한다.
본 발명은 스터드볼트 등 별도의 전단연결재를 결합할 필요가 없어 전단연결재의 가격이나 시공에 소요되는 비용을 대폭 절감할 수 있는 강판 조립 합성보를 제공하고자 한다.
바람직한 실시예에 따른 본 발명은 내부에 콘크리트가 채워지도록 복수의 강판을 조립하여 형성되는 강판 조립 합성보에 관한 것으로서, 상호 일정 거리 이격되도록 평행하게 배치되는 한 쌍의 웨브플레이트; 상기 웨브플레이트 상단에 합성보 내측 또는 외측 수평 방향으로 결합된 상부플랜지; 및 상기 한 쌍의 웨브플레이트 하부 내측에 웨브플레이트를 서로 연결하도록 결합되어 합성보의 하부면을 형성하는 것으로, 양단에 상방으로 라운드지게 절곡되는 절곡부가 구비되어 절곡부 외측에 웨브플레이트가 결합되는 하부플랜지; 로 구성되되, 상기 하부플랜지는 절곡부 하부의 만곡된 부분과 웨브플레이트 사이의 공간에 용접살을 채워 웨브플레이트와 결합되는 것을 특징으로 하는 강판 조립 합성보를 제공한다.
다른 실시예에 따른 본 발명은 상기 절곡부는 내측으로 경사지게 절곡되는 것을 특징으로 하는 강판 조립 합성보를 제공한다.
다른 실시예에 따른 본 발명은 상기 절곡부에는 복수의 유동공이 형성되는 것을 특징으로 하는 강판 조립 합성보를 제공한다.
다른 실시예에 따른 본 발명은 상기 절곡부의 상단부에는 복수의 홈부가 형성되는 것을 특징으로 하는 강판 조립 합성보를 제공한다.
다른 실시예에 따른 본 발명은 상기 절곡부의 상단부에는 복수의 절개부가 형성되고, 절개부 사이의 절곡부는 양측으로 교호적으로 경사지게 절곡되는 것을 특징으로 하는 강판 조립 합성보를 제공한다.
삭제
본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 절곡부가 하부플레이트 양단에 형성되어 절곡부 내측에 충분한 공간이 확보되므로, 접합플레이트를 보 내측에 충분히 설치할 수 있다. 따라서 강판 조립 합성보를 기둥에 접합할 때 보의 하부플랜지에 형성된 절곡부와 접합플레이트 간의 간섭을 방지할 수 있으므로, 절곡부와 접합플레이트 간의 간섭 방지를 위한 별도의 공정이 불필요하여 시공성 및 경제성을 확보할 수 있다.
둘째, 본 발명의 강판 조립 합성보는 보를 뒤집은 채로 양측 웨브플레이트를 하부플랜지에 용접할 수 있다. 따라서 웨브플레이트와 하부플랜지의 용접을 위하여 보를 회전시킬 필요가 없어 제작이 편리하다.
셋째, 하부플랜지 양단에 형성된 절곡부가 콘크리트 내에 묻혀 전단연결재 역할을 하므로, 전단연결재를 생략하거나 개수를 감소시킬 수 있다. 따라서 전단연결재의 가격이나 시공에 소요되는 노력을 절감할 수 있다.
넷째, 합성보의 측판을 이루는 한 쌍의 웨브플레이트는 측면으로 돌출된 부분이 없으므로, 부재 자체에 먼지가 쌓이는 부분을 원천적으로 제거할 수 있다.
다섯째, 웨브플레이트 외측으로 돌출된 부분이 없으므로 보 측면에 외부 마감재를 직접 부착할 수 있다. 따라서 외부 마감재 부착을 위한 스페이서 등의 부자재가 불필요하여 부자재 시공에 따른 작업량, 공기 및 공사비 증가의 문제를 해결할 수 있다.
여섯째, 절곡부에 유동공, 홈부, 절개부 중 어느 하나 이상이 형성되거나 웨브플레이트와 절개부를 직접 볼트 결합하는 경우에는 절곡부 또는 볼트에 의하여 전단연결재 기능이 강화되므로 콘크리트와의 일체화에 더욱 기여할 수 있다.
도 1은 종래 강판 조립 합성보의 실시예를 도시하는 도면.
도 2는 종래 강판 조립 합성보의 용접 공정을 나타내는 측면도.
도 3은 본 발명 강판 조립 합성보의 실시예를 도시하는 단면도.
도 4는 접합플레이트가 결합된 본 발명 강판 조립 합성보의 단면도.
도 5는 본 발명 강판 조립 합성보의 용접 공정을 나타내는 단면도.
도 6은 상부플랜지의 다양한 실시예를 나타내는 본 발명 강판 조립 합성보의 단면도.
도 7은 절곡부에 유동공이 형성된 본 발명 강판 조립 합성보의 사시도.
도 8은 절곡부에 홈부가 형성된 본 발명 강판 조립 합성보의 사시도.
도 9는 절곡부에 절개부가 형성된 본 발명 강판 조립 합성보의 사시도.
도 10은 웨브플레이트와 결합된 절개부를 포함하여 구성되는 강판 조립 합성보의 단면도.
이하, 첨부한 도면 및 바람직한 실시예에 따라 본 발명을 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명 강판 조립 합성보의 실시예를 도시하는 단면도이고, 도 4는 접합플레이트가 결합된 본 발명 강판 조립 합성보의 단면도이며, 도 5는 본 발명 강판 조립 합성보의 용접 공정을 나타내는 단면도이다.
본 발명은 내부에 콘크리트(C)가 채워지도록 복수의 강판을 조립하여 형성되는 강판 조립 합성보(1)에 관한 것이다.
도 3 및 도 4에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명의 강판 조립 합성보(1)는 상호 일정 거리 이격되도록 평행하게 배치되는 한 쌍의 웨브플레이트(11); 상기 웨브플레이트(11) 상단에 합성보 내측 또는 외측 수평 방향으로 결합된 상부플랜지(12); 및 상기 한 쌍의 웨브플레이트(11) 하부 내측에 웨브플레이트(11)를 서로 연결하도록 결합되어 합성보의 하부면을 형성하는 것으로, 양단에 상방으로 라운드지게 절곡되는 절곡부(131)가 구비되어 절곡부(131) 외측에 웨브플레이트(11)가 결합되는 하부플랜지(13); 로 구성되되, 상기 하부플랜지(13)는 절곡부(131) 하부의 만곡된 부분과 웨브플레이트(11) 사이의 공간에 용접살을 채워 웨브플레이트(11)와 결합되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 강판 조립 합성보는 한 쌍의 웨브플레이트(11) 하부를 하부플랜지(13)의 양단에 형성된 절곡부(131) 외측과 용접하여 일체화하여 생산할 수 있다.
상기 한 쌍의 웨브플레이트(11)는 각각 상단에 상부플랜지(12)가 구비되며, 합성보의 측판을 이루도록 서로 일정 간격 이격되도록 배치된다.
이에 따라 웨브플레이트(11) 측면으로 돌출된 부분이 없으므로, 부재 자체에 먼지가 쌓이는 부분을 원천적으로 제거할 수 있다.
또한, 웨브플레이트(11) 외측으로 돌출된 부분이 없으므로 보 측면에 외부 마감재를 직접 부착하기 용이하며, 종래 합성보와는 달리 외부 마감재 부착을 위한 스페이서 등의 부자재가 불필요하여 부자재 시공에 따른 작업량, 공기 및 공사비 증가의 문제를 해결할 수 있다.
상기 하부플랜지(13)는 양단에 상방으로 라운드지게 절곡된 절곡부(131)를 구비하며, 절곡부(131) 외측에 각각 웨브플레이트(11)가 결합되어 한 쌍의 웨브플레이트(11)를 서로 연결한다.
상기 절곡부(131)는 하부플랜지(13)의 단면적 증가에 기여하여 부재의 휨 저항력을 증대시킨다.
또한, 상기 절곡부(131)는 하부플랜지(13)의 양단에 형성되어 부재 내부에 충분한 공간을 형성하므로, 절곡부(131)와 간섭 없이 접합플레이트(2)를 설치할 수 있다. 그러므로 접합플레이트(2) 결합시 절곡부(131) 일부를 제거하거나 접합플레이트(2)의 형상을 좁고 길게 형성할 필요가 없다.
특히, 도 3 및 도 4 등에서와 같이, 상기 절곡부(131)는 합성보 내측으로 경사지게 절곡하여, 콘크리트(C) 내에 묻혀 전단연결재 역할을 하도록 할 수 있다.
즉, 상기 절곡부(131)는 합성보 내측에 타설되는 콘크리트(C) 내에 묻히므로 절곡부(131)가 전단연결재 역할을 하여 하부플랜지(13)와 콘크리트가 일체화되도록 한다. 따라서 전단연결재를 생략하거나 개수를 감소시킬 수 있어 이에 소요되는 비용과 노력을 절감할 수 있다.
아울러 상기 절곡부(131) 내측 공간, 즉 절곡부(131)와 하부플랜지(13) 사이의 공간에는 합성보에 프리스트레스를 가하기 위한 강연선 및 강연선의 단부를 고정하는 강선콘이 삽입되는 고정관을 부착할 수도 있다.
도 5에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명의 강판 조립 합성보는 하부플랜지(13)가 상부에 오도록 위치시킨 채로 자동 용접기(3) 등을 이용하여 하부플랜지(13) 양측에 웨브플레이트(11)를 각각 용접할 수 있다.
따라서 일측 웨브플레이트(11)를 하부플랜지(13)에 용접 결합한 다음 타측 웨브플레이트(11)를 하부플랜지(13)에 결합하기 위하여 보를 회전시키는 과정이 수반되지 않으므로, 제작 작업이 편리하다.
도 6은 상부플랜지의 다양한 실시예를 나타내는 본 발명 강판 조립 합성보의 단면도이다.
상기 웨브플레이트(11) 상단에 수평 방향으로 결합되는 상부플랜지(12)는 앞서 도 3 등에서와 같이 한 쌍의 웨브플레이트(11) 상단을 각각 합성보 내측으로 절곡하여 형성할 수 있다.
또는 도 6의 (a)에서와 같이 한 쌍의 웨브플레이트(11) 상단을 각각 동일한 방향으로 절곡하여 형성하거나, 도 6의 (b)에서와 같이 한 쌍의 웨브플레이트(11) 상단을 각각 외측으로 절곡하여 형성할 수도 있다.
이 밖에 상부플랜지(12)는 도 6의 (c)에서와 같이 별도의 강판을 웨브플레이트(11) 상단에 용접 결합하여 형성하는 것도 가능하다.
보의 춤이 높은 경우에는 웨브플레이트(11)의 길이를 증가시키는데 한계가 있으므로, 도 6의 (c)에 도시된 실시예에서와 같이 웨브플레이트(11) 상단에 상부플랜지(12)를 별도로 용접하여 구성함이 바람직하다.
도 7은 절곡부에 유동공이 형성된 본 발명 강판 조립 합성보의 사시도이다.
도 7에서와 같이, 상기 절곡부(131)에는 복수의 유동공(132)이 형성될 수 있다.
콘크리트(C) 타설시 상기 유동공(132)을 통하여 절곡부(131) 하부에도 콘크리트(C)가 채워지게 된다. 상기 유동공(132) 내에 채워지는 콘크리트(C)는 경화 후 절곡부(131)와 콘크리트(C)를 더욱 일체화하여 전단연결재로서의 절곡부(131) 역할을 강화한다.
도 8은 절곡부에 홈부가 형성된 본 발명 강판 조립 합성보의 사시도이다.
도 8에서와 같이, 상기 절곡부(131)의 상단부에는 복수의 홈부(133)가 형성될 수 있다.
상기 홈부(133)는 합성보의 길이 방향을 따라 상호 이격되도록 복수 개 형성 가능하다.
상기 절곡부(131)의 홈부(133)는 합성보 내에 타설되는 콘크리트(C)와 맞물려 전단연결재로서의 절곡부(131) 역할을 강화한다.
도 9는 절곡부에 절개부가 형성된 본 발명 강판 조립 합성보의 사시도이다.
도 9에서와 같이, 상기 절곡부(131)의 상단부에는 복수의 절개부(134)가 형성되고, 절개부(134) 사이의 절곡부(131)는 양측으로 교호적으로 경사지게 절곡될 수 있다.
이로써, 서로 인접하는 절개부(134)는 경사각을 조절하여 상호 엇갈리게 배치되므로, 전단연결재로서의 절곡부(131) 역할을 강화한다.
도 10은 웨브플레이트와 결합된 절개부를 포함하여 구성되는 강판 조립 합성보의 단면도이다.
도 10에서와 같이, 상기 절곡부(131)는 외측면이 웨브플레이트(11) 내측면과 접하여 웨브플레이트(11)와 볼트(B) 및 너트(N)로 결합될 수 있다.
앞서 도 3, 도 4 등의 실시예에서는 절곡부(131) 하부의 만곡된 부분과 웨브플레이트(11) 사이의 공간에 용접살(W)을 채워 하부플랜지(13)를 웨브플레이트(11)와 결합한다.
그러나 도 10에서와 같이 하부플랜지(13) 양단에서 하부플랜지(13) 상부로 90도 절곡된 형상의 절곡부(131)를 형성함으로써, 절곡부(131) 외측면을 웨브플레이트(11) 내측면과 접하여 볼트(B) 및 너트(N)로 결합하는 것도 가능하다.
이 경우, 합성보 내측으로 돌출된 볼트(B)는 전단연결재 역할을 한다.
1: 강판 조립 합성보 11: 웨브플레이트
12: 상부플랜지 13: 하부플랜지
131: 절곡부 132: 유동공
133: 홈부 134: 절개부
2: 접합플레이트 3: 자동 용접기
B: 볼트 C: 콘크리트
N: 너트 S: 쉬어스터드
W: 용접살

Claims (6)

  1. 내부에 콘크리트(C)가 채워지도록 복수의 강판을 조립하여 형성되는 강판 조립 합성보(1)에 관한 것으로서,
    상호 일정 거리 이격되도록 평행하게 배치되는 한 쌍의 웨브플레이트(11);
    상기 웨브플레이트(11) 상단에 합성보 내측 또는 외측 수평 방향으로 결합된 상부플랜지(12); 및
    상기 한 쌍의 웨브플레이트(11) 하부 내측에 웨브플레이트(11)를 서로 연결하도록 결합되어 합성보의 하부면을 형성하는 것으로, 양단에 상방으로 라운드지게 절곡되는 절곡부(131)가 구비되어 절곡부(131) 외측에 웨브플레이트(11)가 결합되는 하부플랜지(13); 로 구성되되,
    상기 하부플랜지(13)는 절곡부(131) 하부의 만곡된 부분과 웨브플레이트(11) 사이의 공간에 용접살을 채워 웨브플레이트(11)와 결합되는 것을 특징으로 하는 강판 조립 합성보.
  2. 제1항에서,
    상기 절곡부(131)는 내측으로 경사지게 절곡되는 것을 특징으로 하는 강판 조립 합성보.
  3. 제2항에서,
    상기 절곡부(131)에는 복수의 유동공(132)이 형성되는 것을 특징으로 하는 강판 조립 합성보.
  4. 제2항에서,
    상기 절곡부(131)의 상단부에는 복수의 홈부(133)가 형성되는 것을 특징으로 하는 강판 조립 합성보.
  5. 제2항에서,
    상기 절곡부(131)의 상단부에는 복수의 절개부(134)가 형성되고, 절개부(134) 사이의 절곡부(131)는 양측으로 교호적으로 경사지게 절곡되는 것을 특징으로 하는 강판 조립 합성보.
  6. 삭제
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101186267B1 (ko) * 2012-02-06 2012-09-27 김재학 하이브리드 합성보
KR101469798B1 (ko) * 2013-07-16 2014-12-05 이승우 강판 조립 합성보

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