KR101655330B1 - 단부합성 강재빔을 이용하여 제작된 라멘구조물 및 그 시공방법 - Google Patents

단부합성 강재빔을 이용하여 제작된 라멘구조물 및 그 시공방법 Download PDF

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KR101655330B1
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Abstract

양 교대부에 단부긴장재를 이용하여 단부합성 강재빔의 양 단부를 강결시키고, 우각부 콘크리트 및 바닥판 콘크리트를 일체로 타설하여 라멘구조물을 시공함에 있어서 강재빔의 단면효율성을 최적화시킬 수 있는 단부합성 강재빔을 이용하여 제작된 라멘구조물 및 그 시공방법에 대한 것으로서, 상기 강재빔은 한쌍의 최외곽 단부마감판, 단부마감판, 측면마감판으로 감싸진 중립축 하부공간에 콘크리트(C)를 충전시켜 형성시킨 단부합성콘크리트를 포함하도록 제작되어 설치된다.

Description

단부합성 강재빔을 이용하여 제작된 라멘구조물 및 그 시공방법{RAHMEM STRUCTURE USING COMPOSITE STEEL BEAM AND THE CONSTRUCTION METHOD THEREFOR}
본 발명은 단부합성 강재빔을 이용하여 제작된 라멘구조물 및 그 시공방법에 관한 것이다. 더욱 구체적으로 양 교대부에 단부긴장재를 이용하여 단부합성 강재빔의 양 단부를 강결시키고, 우각부 콘크리트 및 바닥판 콘크리트를 일체로 타설하여 라멘구조물을 시공함에 있어서 강재빔의 단면효율성을 최적화시킬 수 있는 단부합성 강재빔을 이용하여 제작된 라멘구조물 및 그 시공방법에 대한 것이다.
종래에는 철근콘크리트로 라멘구조물을 설치하였으나 콘크리트의 특성상 일정한 경간(SPAN) 미만의 라멘구조물에만 적용하는 등 설치에 제약이 많았으며, 또한, 설치 시 동바리 거푸집을 반드시 설치하여 공기의 과다 소요 및 하부공간을 이용할 수 없는 문제점이 있어 왔다.
이에 합성라멘구조물(PF빔과 같은 강합성빔 이용)이 개발된 바 있으나, 이 또한 상부슬래브거푸집 및 일부 동바리 설치 등 현장시공이 많고 시공 중 하부 공간 사용 등에 제약이 있어 편리성 및 경제성이 떨어지는 문제점이 상존하여 왔다.
특히, 강재의 하부플랜지에 설치되는 하부케이싱콘크리트의 폭이 강재의 상부플랜지 폭에 비하여 2 ~ 5배정도 크므로 이렇게 큰 단면에 강재에 의한 프리스트레스 도입시 강재주위에 설치된 하부케이싱콘크리트의 일정범위에 대하여서만 프리스트레스가 도입되고 그보다 외측에 있는 단면내에는 프리스트레스가 도입되지 않거나 거의 도입되지 않는 등 불균질하게 압축력이 도입되어 교량을 설치한 후에 교량에 작용하는 하중의 반복 작용에 의하여 하부케이싱콘크리트내에서 압축력이 도입되지 않은 부분에 크랙이 발생되는 등의 사유로 인하여 교량의 내구연한을 감소시키는 등의 문제점이 제기되어 왔다.
이에 강재빔을 이용하는 라멘구조물이 소개된 바 도 1a 및 도 1b를 기준으로 살펴보면,
즉, 도 1a와 같이 강재빔(30)의 양 단부가 벽체부(20) 상면에 강결되도록 하게 되는데 이는 벽체부 상면에 형성된 단부긴장재(21)와 돌출지지턱(23)을 이용하게 된다.
이때 상기 강재빔(30)의 양 단부는 벽체부(20) 상면 외측까지 연장되도록 하여, 상기 양 단부로부터 중앙쪽으로 이격된 위치에서 벽체부 상면 내측에 형성된 돌출지지턱(23)에 지지되도록 설치하게 된다.
이와 같이 돌출지지턱(23)에 지지되도록 설치된 강재빔(30)은 단부긴장재(21)인 강봉이 그 양 단부를 관통하도록 하게 된다.
이러한 상태에서는 벽체부(20)의 돌출지지턱(23)에 강재빔(30) 양 단부가 단순 지지되도록 설치하는 것이 되어 상기 돌출지지턱을 기준으로 파일캡핑부의 외측으로는 휨 부모멘트(-M)가 발생하게 되고, 교대의 내측부터 중앙까지는 휨 정모멘트(+M)가 발생하게 된다.
이때, 상기 휨 정모멘트(+M)는 강재빔(30)의 자중에 의하여 발생하게 되는데 그 크기가 상대적으로 휨 부모멘트(-M)보다는 크기 때문에 이를 구조적으로 줄일 수 있도록 벽체부(20)의 돌출지지턱(23)을 기준으로 강재빔(30)의 양 단부를 하방으로 눌러 내리게 된다.
즉, 단부긴장재(22)인 강봉을 긴장한 후, 강재빔(30)의 상면에 정착시키게 된다.
이에 강재빔(30)의 양 단부에는 강재빔(30)에 발생된 휨 부모멘트(-M)는 감소시키면서, 휨 정모멘트(+M)도 감소되도록 하는 효과를 가지도록 한 것이다.
하지만 단부긴장재(22)와 돌출지지턱(23)을 이용한 라멘구조물의 경우 강재빔의 양 단부에 상당한 응력이 집중될 수밖에 없기 때문에 강재빔 제작을 위한 강재 사용량이 증가될 수 밖에 없었다.
관련하여 강재빔의 단부를 콘크리트로 보강한 합성강재빔이 도 1c에 개시되어 있다.
즉, 강재 트러스빔(50)에 있어서 양 단부(지점부)의 상부플랜지와 하부플랜지 사이에 콘크리트(C)를 합성시키는 방식이다.
하지만 이러한 강재 트러스빔(50)은 그 단부 전체에 콘크리트가 합성된 합성강재빔으로서 라멘구조물의 거더용으로 이용함에 있어서는 단부 전체에 형성된 콘크리트 자중에 의하여 자중이 커질 수밖에 없기 때문에 교대부의 내측부터 중앙까지 발생하는 휨 정모멘트(+M)의 크기도 상대적으로 커지기 때문에 그대로 사용할 수 없다는 문제점이 있게 된다.
또한 콘크리트로 강재빔의 단부를 합성시킨다고 할지라도 라멘구조물에 있어 발생하는 우각부 휨 부모멘트에 효과적으로 저항하기 위해서는 기본적으로 강재빔의 단면을 충분히 확보해야 하기 때문에 강재빔의 단부의 강재 두께는 단부 사이의 강재 두께보다 크게 형성시켜야 하는 등, 강재빔 단면 설계 및 제작도 어렵고 가공비용이 많이 소요될 수밖에 없다는 문제점이 있었다.
이에 본 발명은 단부긴장재와 강재빔을 이용한 라멘구조물에 있어서, 단부긴장재에 의하여 도입되는 압축프리스트레스와 우각부에 발생하는 휨 부모멘트에 보다 효과적으로 저항할 수 있도록 강재빔의 단부를 보강하면서도 경제적으로 제작할 수 있는 단부합성 강재빔을 이용하여 제작된 라멘구조물 및 그 시공방법 제공을 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여
첫째, 양 교대부 상면에 단부긴장재와 돌출지지강재가 설치된 라멘구조물에 있어, 강재빔을 이용하되 강재빔의 최외곽 단부에는 단부긴장재가 하부플랜지와 상부플랜지를 관통하여 상방으로 연장될 수 있도록 하고, 단부긴장재에 의여 도입되는 압축프리스트레스에 의한 휨 부모멘트에 효과적으로 저항할 수 있도록 강재빔 양 단부에는 그 중립축 하부에 합성단부콘크리트를 형성시키게 된다.
둘째, 콘크리트가 충전된 합성콘크리트 부위는 횡방향철근이 관통되도록 하되, 상기 횡방향철근은 합성콘크리트 부위부터는 강재빔 상방으로 경사지게 배치되도록 하여 우각부 휨 부모멘트와 강재빔에 작용하는 휨 정모멘트에 효과적으로 대응하도록 하게 된다.
본 발명에 의한 합성단부콘크리트는 강재빔 양 단부의 중립축 하부에 강재빔에 설치된 단부마감판, 측면마감판에 의하여 수용되어 구속효과를 가지도록 형성되어 라멘구조물의 우각부에 위치하는 강재빔의 양 단부를 효과적으로 보강하면서도,
강재빔의 자중증가 요인을 최소화할 수 있을 뿐만 아니라,
단부긴장재에 의하여 강재빔 양 단부에 발생하는 압축프리스트레스와 우각부 휨 부모멘트 및 강재빔에 작용하는 휨 정모멘트에 효과적으로 저항할 수 있기 때문에 양 교대부 상면에는 단부긴장재와 돌출지지강재를 이용한 라멘구조물을 보다 경제적이고 효율적으로 시공할 수 있게 된다.
또한 강재빔은 양 단부에 응력이 집중되므로 제작을 위한 두께를 충분히 확보해야 하지만 본 발명은 합성콘크리트 부위를 이용하여 강재빔의 단부 두께와 양 단부 사이의 중간부의 두께를 동일하게 하여 강재빔을 제작을 단순화시킬 수 있기 때문에 보다 경제적인 강재빔 제공이 용이하게 된다.
또한, 슬래브 시공 시 강재빔의 단부를 관통하도록 하되 합성콘크리트 부위를 관통하는 횡방향철근을 배근하여 우각부 휨 부모멘트에 효과적으로 저항할 수 있으며 합성콘크리트 부위는 수직판 형태의 전단연결재를 이용하여 합성능력을 충분히 확보할 수 있게 되며, 합성콘크리트 부위를 효과적으로 보강할 수 있게 된다.
이로서 장경간의 라멘구조물에 있어 강재빔의 단면을 최적화하여 시공할 수 있기 때문에 라멘구조물의 효과적인 시공이 가능하게 된다.
도 1a, 도 1b 및 도 1c는 종래 라멘구조물의 시공사시도, 시공단면도 및 합성거더의 예시도,
도 2a, 도 2b 및 도 2c는 본 발명의 단부합성 강재빔을 이용하여 제작된 라멘구조물과 단부합성 강재빔의 구성사시도,
도 3a, 도 3b 및 도 3c는 본 발명의 단부합성 강재빔을 이용하여 제작된 라멘구조물 시공방법 순서도,
도 3d는 본 발명의 단부합성 강재빔을 이용하여 제작된 라멘구조물 완성사시도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 알게발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
[ 본 발명의 단부합성 강재빔(100)을 이용하여 제작된 라멘구조물(A) ]
도 2a는 단부합성 강재빔(100)을 이용하여 제작된 라멘구조물(A)의 사시도, 도 2b 및 도 2c는 본 발명의 단부합성 강재빔(100)의 구성사시도를 도시한 것이다.
먼저 상기 라멘구조물(A)은 도 2a와 같이 양 교대부(410) 상면 사이에 거더로서 단부합성 강재빔(100)의 양 단부가 강결 되도록 시공하고, 단부합성 강재빔(100)과 일체로 우각부(B)를 포함한 슬래브(200)를 형성시켜 시공하게 된다.
이에 양 교대부(410)는 라멘구조물에 있어 벽체부로 시공되는 부위로서 상면에는 단부긴장재(420)와 돌출지지강재(430)가 고정 설치된다.
상기 단부긴장재(420)는 구조용 강봉을 이용하여 하단부는 양 교대부(410) 내부에 매립되어 교대부 상면으로부터 상방으로 연장되도록 설치되는 것으로서 단부합성 강재빔(100)의 최 외곽측 단부를 관통하여 상방으로 연장시키고, 긴장 후, 강재빔 상면에 정착된다.
이에 상기 단부긴장재(420)는 교대부(410) 상면에 단부합성 강재빔(100)을 강결 시키는 작용과,
돌출지지강재(430)를 지지점으로 하여 캔틸레버 방식으로 압축프리스트레스(P)를 도입시켜 단부합성 강재빔(100)의 중앙부에는 휨 부모멘트(M-)와 양 단부에 휨 정모멘트(M+)가 발생되도록 하는 역할을 하게 된다.
즉, 교대부(410)의 돌출지지강재(430)에 단부합성 강재빔(100) 양 단부가 단순 지지되도록 설치하게 되면 상기 돌출지지강재(430)를 기준으로 돌출지지강재의 외측으로는 휨 부모멘트(M-)가 발생하게 되고, 교대부의 내측부터 중앙까지는 휨 정모멘트(M+)가 발생하게 되는데,
상기 휨 정모멘트(M+)는 단부합성 강재빔(100)의 자중에 의하여 발생하게 되므로 그 크기가 상대적으로 휨 부모멘트(M-)보다는 크기 때문에 이를 구조적으로 줄일 수 있다면, 그 만큼 강재거더의 단면을 보다 효율적이고 경제적으로 제작할 수 있고, 동일한 단면 및 형고라면 보다 장지간의 라멘교 시공이 가능하게 된다.
이에 본 발명은 교대부(410)의 돌출지지강재(430)를 기준으로 단부합성 강재빔(100)의 양 단부를 하방으로 눌러 내려 상기 압축프리스트레스(P)를 도입시키게 된다.
이로서, 단부합성 강재빔(100)의 양 단부에는 단부합성 강재빔(100)의 자중에 의하여 발생된 상기 휨 부모멘트(M-)를 감소시키면서, 중앙부에 발생하는 휨 정모멘트(M+)도 감소되도록 하는 효과를 가지게 된다.
상기 돌출지지강재(430)는 도 3a와 같이, 베이스플레이트(431)에 H형 철골부재(432) 2개가 일체로 형성되고, 철골부재 상면에 상판(433)이 수평판 형태로 형성되고, 상판(433) 상면에 반구형 지지구(434)가 일체로 형성된 것을 이용하게 되며, 미리 공장에서 제작하여 양 교대면에 미도시 하였지만 앵커볼트로 고정시키면 된다.
다음으로 상기 단부합성 강재빔(100)은 강재빔(110)과 단부합성콘크리트(120)을 포함한다.
상기 강재빔(110)은 도 2b와 같이 I형 단면으로 제작되는 빔으로서 상부플랜지, 복부 및 하부플랜지를 포함하여 구성된다.
도 3c를 참조하면 단부긴장재(220)에 의한 압축프리스트레스(P)의 집중 및 우각부 휨 부모멘트 작용에 의하여 강재빔(110)의 단부는 이러한 압축프리스트레스(P) 및 휨 부모멘트에 효과적으로 저항하기 위한 단면 두께(상,하부플랜지, 복부의 강판 두께)를 가지도록 제작되어야 한다.
이때 상대적으로 양 단부 사이의 중앙부는 단부의 두께 보다는 작은 두께를 가져도 달리 문제는 없지만, 서로 다른 중앙부, 단부 두께를 가진 강판을 이용하여 강재빔을 제작하는 경우 제작 및 응력전달에 있어 바람직한 것은 아니다.
이에 본 발명은 강재빔(110)의 상부플랜지와 하부플랜지 횡방향 폭을 단부로 갈수록 커지는 변단면 형태로 제작되도록 하되, 단부합성콘크리트(120)를 양 단부에 형성시키게 된다.
구체적으로 살펴보면,
먼저 강재빔(110)의 최외곽 단부에는 단부관통홀(111)을 형성시켜 교대부 상면으로부터 상방으로 연장된 단부긴장재(420)가 돌출지지강재에 의하여 지지되도록 설치된 강재빔의 최외곽 단부의 하부플랜지와 상부플랜지를 관통하여 상방으로 연장될 수 있도록 하고,
상기 단부긴장재(420)에 의한 압축프리스트레스(P)에 의한 휨 부모멘트에 효과적으로 저항할 수 있도록 단부합성 강재빔(100) 중립축 하부에 단부합성콘크리트(120)를 형성시키게 된다.
이에 상기 최외곽 단부에는 단부긴장재(420)가 관통되는 공간을 마련하면서 단부합성콘크리트(120)용 콘크리트가 유입되지 않도록 단부관통홀(111)이 내측에 위치하도록 최외곽 단부마감판(121)이 서로 마주보도록 형성시키게 된다.
강재빔(110)의 단부면에는 단부면마감판(123)을 형성시켜 역시 강재빔(110)의 단부를 효과적으로 보강할 수 있도록 하게 된다.
이러한 상기 최외곽 단부마감판(121)은 상부플랜지와 하부플랜지 사이의 양 복부 외측으로 수직판 형태로 형성되어 있음을 알 수 있고, 상기 단부면마감판(123)은 강재빔 최외곽 단부면 전체를 마감하는 판재 형태로 형성시키고 있음을 알 수 있다.
상기 단부합성콘크리트(120)는 단부긴장재(420)가 위치하는 최외곽 단부와 구분되어 강재빔(110)에 콘크리트를 수용할 수 있도록 상부플랜지와 하부플랜지 사이에 수직판 형태의 단부마감판(124)을 최외곽 단부마감판(121)으로부터 서로 이격시켜 배치해 놓고,
도 2c와 같이, 강재빔(110)의 중립축 하부에만 상기 콘크리트가 형성될 수 있도록 상기 단부마감판(124)과 최외곽 단부마감판(121) 사이의 공간 측면을 마감하도록 최외곽 단부마감판(121)과 단부마감판(124) 측방에 측면마감판(125)을 형성시켜 놓고,
상기 최외곽 단부마감판(121), 측면마감판(125)과 단부마감판(124)으로 형성되는 중립축 하부공간에 콘크리트(C)를 충전시켜 단부합성콘크리트(120)가 강재빔(110) 단부의 중립축 하부에 합성되도록 하게 된다.
상기 중립축 하부공간에는 하부플랜지 상면에 수직판 형태의 전단연결재(126)가 매립되도록 하고 전단연결재에 형성된 연통홀을 통해 충전된 콘크리트(C)가 밀실하게 채워지도록 하면서 전단연결재 역할을 하도록 하게 된다.
이로서 콘크리트 합성능력을 충분히 확보하면서도 강재빔(110) 단부를 보강하는 효과도 가지도록 하게 된다.
또한 단부합성콘크리트(120)에는 횡방향철근(130)이 관통되도록 설치된다.
이때 상기 횡방향철근(130)은 단부합성콘크리트(120)로부터는 강재빔 상방으로 경사지게 배치되도록 하여 우각부(B) 휨 부모멘트에 효과적으로 대응하도록 하게 된다.
즉, 강재빔(110)의 복부에 횡방향철근(130)이 관통될 수 있도록 횡방향홀(112)을 다수 형성시키되, 강재빔의 단부에서는 단부합성콘크리트(120)를 관통하도록 하고, 단부합성콘크리트(120)를 지나서는 상방으로 이격되어 포물선 형태로 형성되도록 하게 된다.
이러한 횡방향홀은 콘크리트 타설 이전에 파이프를 묻어 형성시키면 된다.
나아가 강재빔(110)의 상부플랜지 상면에는 다수의 스터드(127)가 형성되어 슬래브와의 합성에 유리하도록 하고 있음을 알 수 있다.
[ 본 발명의 단부합성 강재빔(100)을 이용한 라멘구조물(A) 시공방법 ]
도 3a, 도 3b, 도 3c 및 도 3d는 본 발명의 단부합성 강재빔을 이용하여 제작된 라멘구조물 시공방법 순서도를 도시한 것이다.
먼저 도 3a와 같이 양 교대부(410)를 라멘구조물이 시공되어야 부위에 시공하게 된다. 미도시 하였지만 거푸집을 이용하여 원하는 형태로 시공하면 되고, 내부에는 앞서 살펴본 단부긴장재(420)의 하단부가 매립되어 고정되어 교대부(410) 상면으로부터 상방으로 연장되도록 하게 된다.
이러한 단부긴장재(420)는 단부합성 강재빔(100)의 상면에서 긴장 후 정착될 수 있을 정도로 연장길이를 확보할 수 있도록 하면 되고 설치 개수가 한정된 것은 아니며 도 3a에서는 단부합성 강재빔(100)의 일 단부에 2개가 형성되도록 배치되고 있음을 알 수 있다.
또한 상기 단부긴장재(420)는 교대부(410) 상면에 설치된 돌출지지강재(430)를 기준으로 외측에 위치하도록 하게 된다.
상기 돌출지지강재(430)는 철골부재를 이용하면 되고 상면은 강재빔 저면이 압축프리스트레스(P)에 의하여 회전이 가능하도록 반구형 지지구(434)를 형성시키는 것을 이용함은 살펴본 바와 같다.
다음으로는 도 3b와 같이, 앞서 살펴본 단부합성 강재빔(100)의 최외곽 단부에 형성시킨 관통홀에 단부긴장재(420)가 관통하도록 설치하고, 단부 저면이 상기 돌출지지강재(420)에 지지되도록 설치하게 된다.
이러한 단부합성 강재빔(100)은 강재빔(110) 및 단부합성콘크리트(120)를 포함하며 상기 단부합성콘크리트(120)에는 횡방향철근(130)이 관통되어 있음을 알 수 있다.
이에 상기 단부긴장재(420)에 의하여 단부합성 강재빔(100)은 다른 전도 방지장치없이도 안정적인 거치가 가능하게 된다.
다음으로는 도 3c와 같이, 상기 단부합성 강재빔(100)의 강재빔(110) 상면으로부터 인장된 단부긴장재(420)를 긴장 후 정착시키게 된다.
상기 단부긴장재(420)로서 사용되는 강봉의 긴장은 예컨대 강봉 상단에 인상잭을 설치하여 상방으로 긴장 후, 상기 긴장된 상태가 유지되도록 긴장된 단부긴장재(420)를 단부합성 강재빔(100) 상면에 정착너트로 고정시키면 된다. 이에 단부합성 강재빔(100)은 양 교대부(410)에 강결 되는 효과를 가지게 된다.
다음으로는 횡방향철근(130)을 추가로 강재빔 단부와 중앙부쪽으로 갈수록 상방으로 위치한 복부관통홀에 관통시켜 설치한 후, 미도시된 거푸집을 이용하여 슬래브를 시공하게 된다.
이러한 슬래브(300)는 슬래브콘크리트를 이용하여 형성시키면 되고, 횡방향철근(130)의 배치위치는 라멘구조물의 우각부(B)에 위치하여 특히 우각부 보강에 유리한 형태가 되고 있음을 알 수 있다.
슬래브콘크리트 타설 시 라멘구조물의 우각부도 함께 형성되도록 우각부 콘크리트도 일체로 함께 타설하게 된다.
도 3d는 최종 본 발명의 단부합성 강재빔(100)을 이용하여 제작된 라멘구조물(A)의 완성상태를 확인할 수 있다.
즉, 양 교대부(410)의 상면에 다수의 단부합성 강재빔(100)이 횡방향으로 배치되어 있고, 단부긴자재(420)의 긴장 및 정착에 의하여 교대부(410)에 강결되어 슬래브 콘크리트와 우각부콘크리트에 의하여 합성되고 있음을 알 수 있다.
이러한 라멘구조물(A)은 강재빔(110)을 이용하기 때문에 장경간에 유리하면서 우각부 보강에 유리하여 보다 경제적이고 효율적인 라멘구조물(라멘교) 시공이 가능하게 된다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 단부합성 강재빔
110: 강재빔 111: 단부관통홀
112: 횡방향홀
120; 단부합성콘크리트 121: 최외곽 단부마감판
123: 단부면마감판
124: 단부마감판 125: 측면마감판
126: 전단연결재 127: 스터드
130: 횡방향철근 200: 슬래브

Claims (6)

  1. 라멘구조물(A)의 교대부(410) 상면에 설치된 돌출지지강재(430)에 단부 저면이 지지되도록 설치되며, 양 단부로 갈수록 상부 및 하부플랜지의 횡방향 폭이 커지는 변단면 형태의 강재빔(110); 및
    라멘구조물(A)의 교대부(410) 상면으로부터 연장되는 단부긴장재(420)가 관통하는 상부플랜지와 하부플랜지에 형성된 단부관통홀(111)이 내측에 위치하도록 상부플랜지와 하부플랜지 사이의 복부 양 측면에 형성된 한 쌍의 최외곽 단부마감판(121); 상기 최외곽 단부마감판으로부터 강재빔의 길이방향으로 이격되어 상부플랜지와 하부플랜지 사이의 복부 양 측면에 형성된 단부마감판(124); 강재빔(110)의 중립축 하부에만 콘크리트가 형성되는 것으로서 단부마감판(124)과 최외곽 단부마감판(121) 사이의 공간 측면을 마감할 수 있도록 최외곽 단부마감판(121)으로부터 단부마감판(124)까지 상기 하부플랜지로부터 상기 중립축에 대응하는 높이로 측방에 형성된 측면마감판(125); 상기 최외곽 단부마감판(121), 측면마감판(125)과 단부마감판(124)으로 형성되는 중립축 하부공간에 충전된 콘크리트(C);를 포함하는 단부합성콘크리트(120);를 포함하며,
    상기 단부마감판(124)과 상기 최외곽 단부마감판(121) 사이에서 상기 최외곽 단부마감판(121)과 인접하여 수직판 형태로 형성되는 것으로서, 상기 하부플랜지 상면으로부터 상기 측면마감판(125)의 높이보다 높게 형성되며, 연통홀을 통해 충전된 콘크리트(C)가 밀실하게 채워지도록 하는 전단연결재(126);를 포함하는 단부합성 강재빔을 이용하여 제작된 라멘구조물.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 강재빔(110)은 I형 단면으로 제작되는 빔으로서 상부플랜지, 복부 및 하부플랜지를 포함하여 구성되며, 양 단부면에는 단부면마감판(123)을 형성시켜 강재빔(110)의 단부가 보강되도록 하는 단부합성 강재빔을 이용하여 제작된 라멘구조물.
  3. 제 1항에 있어서,
    강재빔(110)의 복부에 횡방향철근(130)이 관통될 수 있도록 횡방향홀(112)이 다수 형성되어, 상기 횡방향홀(112)에 횡방향 철근이 관통되도록 설치되며, 상기 횡방향철근(130)은 강재빔(110)의 단부에서는 단부합성콘크리트(120)를 관통하도록 하고, 단부합성콘크리트(120)를 경유하여 상방으로 이격되어 강재빔의 단부에 포물선 형태로 배치되도록 하는 단부합성 강재빔을 이용하여 제작된 라멘구조물.
  4. (a) 상면에 강재빔의 단부 저면이 지지되도록 돌출지지강재(430)가 고정 설치되고 ,상기 돌출지지강재(430) 외측으로 내부에 하단부가 매립되어 상면으로부터 상방으로 연장되도록 단부긴장재(420)가 형성된 양 교대부(410)를 시공하는 단계;
    (b) 단부긴장재(420)가 관통하는 상부플랜지와 하부플랜지에 형성된 단부관통홀(111)이 내측에 위치하도록 상부플랜지와 하부플랜지 사이의 복부 양 측면에 형성된 한 쌍의 최외곽 단부마감판(121); 상기 최외곽 단부마감판으로부터 강재빔의 길이방향으로 이격되어 상부플랜지와 하부플랜지 사이의 복부 양 측면에 형성된 단부마감판(124); 강재빔(110)의 중립축 하부에만 콘크리트가 형성되는 것으로서 단부마감판(124)과 최외곽 단부마감판(121) 사이의 공간 측면을 마감할 수 있도록 최외곽 단부마감판(121)으로부터 단부마감판(124)까지 상기 하부플랜지로부터 상기 중립축에 대응하는 높이로 측방에 형성된 측면마감판(125); 상기 최외곽 단부마감판(121), 측면마감판(125)과 단부마감판(124)으로 형성되는 중립축 하부공간에 충전된 콘크리트(C);를 포함하는 단부합성콘크리트(120);가 형성된 강재빔(110)을 포함하는 단부합성 강재빔(100)을 단부관통홀(111)에 단부긴장재가 관통하도록 설치하되 돌출지지강재(430)에 단부 저면이 지지되도록 설치하는 단계;
    (c) 상기 단부긴장재(420)를 상방 긴장 후 강재빔 상면에 정착시켜 압축프리스트레스(P)를 단부합성 강재빔(100)에 도입시키는 단계; 및
    (d) 상기 단부합성 강재빔(100)에 슬래브와 우각부 콘크리트를 일체로 타설하여 슬래브를 시공하는 단계;를 포함하며,
    상기 단부마감판(124)과 상기 최외곽 단부마감판(121) 사이에서 상기 최외곽 단부마감판(121)과 인접하여 수직판 형태로 형성되는 것으로서, 상기 하부플랜지 상면으로부터 상기 측면마감판(125)의 높이보다 높게 형성되며, 연통홀을 통해 충전된 콘크리트(C)가 밀실하게 채워지도록 하는 전단연결재(126);를 포함하는 단부합성 강재빔을 이용하여 제작된 라멘구조물 시공방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 (a)단계의 상기 돌출지지강재(430)는 베이스플레이트(431)에 H형 철골부재(432) 2개가 일체로 형성되고, 철골부재 상면에 상판(433)이 수평판 형태로 형성되고, 상판(433) 상면에 반구형 지지구(434)가 일체로 형성된 것을 양 교대면에 앵커볼트로 고정되도록 하는 단부합성 강재빔을 이용하여 제작된 라멘구조물 시공방법.
  6. 제 4항에 의한 단부합성 강재빔을 이용하여 제작된 라멘구조물 시공방법에 의하여 제작된 라멘구조물.

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