KR101665357B1 - 미끄럼 방지 종철근 및 횡방향 돌출 접합강판의 이용에 의한 견고한 합성효과를 가지는 파형강판과 콘크리트 부재의 접합구조체 및 그 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 파형강판에 콘크리트 부재가 일체로 결합되어 있는 구성의 접합구조체에, 연직하게 세워져서 횡방향으로 배치되는 횡방향 접합강판을 파형강판의 콘크리트 매립 위치에 설치하고, 횡방향 접합강판을 이용하여 미끄러짐 방지 종철근을 설치하는 구조를 적용함으로써, 콘크리트 부재와 파형강판 간의 구조적인 접합결합력이 향상되어 견고하게 일체화되도록 하면서도 파형강판의 천공을 최소화하여 파형강판의 단면손실에 따른 내구성 저하를 최소화하며, 제작 및 조립을 단순화하여 시공성 및 경제성을 향상시킨 "파형강판과 콘크리트 부재의 접합구조체 및 그 시공방법"에 관한 것이다.

Description

미끄럼 방지 종철근 및 횡방향 돌출 접합강판의 이용에 의한 견고한 합성효과를 가지는 파형강판과 콘크리트 부재의 접합구조체 및 그 시공방법{Composite Structural Member of Corrugated Steel Web and Concrete Member}

본 발명은 파형강판과 콘크리트 부재가 서로 일체가 되어 형성된 접합구조체와 그 시공방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 파형강판의 상부와 하부에 콘크리트 플랜지가 결합되어 있는 파형강판 거더 또는 파형강판의 상부와 하부에 콘크리트 슬래브가 일체로 결합되어 있는 박스 거더 구조물 등과 같이, 파형강판에 콘크리트 부재가 일체로 결합되어 있는 구성의 접합구조체에, 연직하게 세워져서 횡방향으로 배치되는 횡방향 접합강판을 파형강판의 콘크리트 매립 위치에 설치하고, 횡방향 접합강판을 이용하여 미끄러짐 방지 종철근을 설치하는 구조를 적용함으로써, 콘크리트 부재와 파형강판 간의 구조적인 접합결합력이 향상되어 견고하게 일체화되도록 하면서도 파형강판의 천공을 최소화하여 파형강판의 단면손실에 따른 내구성 저하를 최소화하며, 제작 및 조립을 단순화하여 시공성 및 경제성을 향상시킨 "파형강판과 콘크리트 부재의 접합구조체 및 그 시공방법"에 관한 것이다.

파형강판과 콘크리트 부재가 일체로 결합되어 형성된 접합구조체의 일예로는 파형강판 거더가 공지되어 있으며, 이러한 파형강판 거더 이외에도, 복부(Web)부분은 파형강판으로 이루어지고 이러한 파형강판의 상,하측에 콘크리트 슬래브가 일체로 결합되어 있는 박스거더 구조물도 알려져 있다.

아래에서 선행특허문헌으로 기재한 대한민국 등록특허 제10-0561510호에 개시된 파형강판 거더의 경우, 파형강판의 상단에 ㄱ자 형강을 결합하고, ㄱ자 형강의 상면에 스터드를 용접 결합하여 구비한 상태에서, 상기 ㄱ자 형강과 스터드가 콘크리트 플랜지에 매립되도록 하여 파형강판의 상단에 콘크리트 플랜지를 결합한 구조가 개시되어 있다. 그러나 이와 같이 ㄱ자 형강과 스터드를 이용한 종래의 파형강판 거더는, ㄱ자로 절곡된 형강을 이용하게 되므로, 형강의 성형을 위한 시간과 비용이 추가로 더 소요되며, 파형강판이 매립되도록 콘크리트가 타설되어 콘크리트 부재가 결합될 때, ㄱ자 형강의 수평부분 아래쪽 즉, ㄱ자 형강의 내측 모서리 부분에는 콘크리트가 불충분하게 채워지거나 또는 불충분하게 다져지는 현상이 유발되고, 그로 인하여 균열 발생, 내구성 저하 등의 하자가 발생되는 문제점이 있다. 특히, 위와 같이 스터드를 이용한 종래기술의 경우, 파형강판과 콘크리트 부재 간에 종방향으로 작용하는 미끄러짐에 대해 강한 저항력을 발휘할 수 있게 하는 철근의 배치가 어렵다는 단점이 있다.

한편, 또다른 종래기술로서 접합평강을 파형상판의 콘크리트 매립 위치에 부착하는 방식이 제안되어 있다. 도 1 및 도 2에는 각각 접합평강을 이용한 종래기술에 따른 파형강판의 상단에 대한 개략적인 분해사시도(도 1)와 조립사시도가 도시되어 있다. 도 1 및 도 2에 도시된 것처럼, 종래기술에서는 접합평강(200)을 파형강판(1)에서 콘크리트 부재에 매립되는 위치에 조립하는 구성을 가지고 있다. 그런데 이러한 종래기술의 경우, 접합평강(200)에는 복수개의 관통공(201)과, 볼트에 의한 체결을 위한 복수개의 볼트결합공(202)이 천공되어야 할 뿐만 아니라, 파형강판(1)에도 많은 수의 볼트관통(203)이 천공되어야 하므로, 이러한 접합평강(200) 및 파형강판(1)의 천공작업을 위하여 많은 비용과 시간이 소요되는 단점이 있다. 또한 접합평강(200)의 조립을 위하여 많은 볼트체결작업을 수행하여야 하므로, 그에 따라 작업시간의 증가 및 비용 증가가 발생하게 되어 경제성 및 시공성이 낮아지게 되는 단점을 가지고 있다. 더 나아가 접합평강을 이용한 종래기술도, 앞서 살펴본 스터드를 이용한 종래기술과 마찬가지로, 파형강판과 콘크리트 부재 간에 종방향으로 작용하는 미끄러짐에 대해 강한 저항력을 발휘할 수 있게 하는 철근의 배치가 어렵다는 단점을 가지고 있다.

대한민국 등록특허 제10-0561510호(2006. 03. 21. 공고) 참조.

본 발명은 위와 같은 종래 기술의 단점을 극복하기 위하여 개발된 것으로서, 파형강판과 콘크리트 부재가 결합된 "파형강판-콘크리트 접합구조체"를 제작함에 있어서, 사용부재에 대한 천공작업과 볼트체결 작업을 최소화시켜 제작비용 및 제작기간을 줄여서 시공성과 경제성을 향상시키면서도 파형강판과 콘크리트 부재가 견고하게 일체화되도록 하여 콘크리트 부재와 파형강판 사이에 수평전단 저항력을 증대시켜 응력의 흐름을 확실하게 전달될 수 있도록 함과 동시에 차량반복하중에 의한 콘크리트 부재의 꺾임모멘트 저항력을 증대시켜 구조적 내구성을 향상시킬 수 있는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.

더 나아가 본 발명은, 파형강판과 콘크리트 부재 간에 종방향으로 야기되는 미끄러짐에 대해 강한 저항력을 발휘할 수 있게 하는 철근을 용이하게 설치할 수 있는 구성을 파형강판과 콘크리트 부재의 접합구조체에 부여할 수 있는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.

위와 같은 과제를 달성하기 위하여 본 발명에서는, 파형강판의 연직방향 일측에서 콘크리트 부재에 매립되는 영역에는, 파형강판과 직교하여 횡방향으로 연장되어 연직하게 배치되는 접합강판이, 파형강판의 횡방향 일측 또는 양측으로 돌출되도록 존재하도록, 종방향으로 간격을 두고 복수개로 구비되어 있으며; 파형강판의 횡방향 외측으로 돌출된 접합강판에는 종방향으로 배치되어 횡방향으로의 미끄러짐에 대한 저항력을 발휘하는 미끄러짐 방지 종철근이 설치되고; 접합강판과 미끄러짐 방지 종철근(2)이 매립되도록 콘크리트가 타설되고 경화되어 콘크리트 부재가 파형강판에 일체로 결합 제작되어 있는 구성을 가지는 것을 특징으로 하는 파형강판과 콘크리트 부재의 접합구조체가 제공된다.

이러한 본 발명의 접합구조체는, 접합강판의 횡방향 단부 가장자리와 연결되어 개방되어 있는 절취부가 접합강판에 형성되어 있고; 절취부의 내측에는 오목한 설치홈이 형성되어 있어서; 미끄러짐 방지 종철근이 횡방향에서 접근되어 절취부에 삽입되어 설치홈에 위치되어 있는 구성을 가질 수도 있고, 더 나아가 파형강판의 연직방향 양측에 각각 플랜지로 이루어진 콘크리트 부재가 결합되어 거더를 이루거나 또는 파형강판이 횡방향으로 복수개 간격을 두고 나란하게 배치되며; 나란하게 배치된 복수개의 파형강판의 연직방향 일측에 판형상의 콘크리트 부재가 공통적으로 결합되고; 나란하게 배치된 복수개의 파형강판(1)의 연직방향 타측에도 판형상의 콘크리트 부재가 공통적으로 결합되어 박스거더를 이룰 수 있다.

또한, 본 발명에서는 상기한 파형강판과 콘크리트 부재의 접합구조체의 시공방법이 제공된다.

본 발명에 의하면 종래기술과 달리 ㄱ자 형강의 성형 및 스터드의 결합에 따른 제작시간 및 비용증가를 피할 수 있으며, ㄱ자 형강의 존재로 인한 콘크리트의 불충분 채워 내지 불충분 다짐이 발생하는 문제를 원천적으로 차단할 수 있다는 장점을 가진다.

또한 본 발명에서는, 부재에 대한 천공작업이 거의 필요하지 않으며, 볼트체결작업 역시 사실상 필요하지 아니하므로, 종래기술에 비하여 천공 및 볼트체결에 소요되는 작업시간과 비용을 절감할 수 있게 되고, 그에 따라 경제성 및 시공성을 크게 향상시킬 수 있게 되는 효과가 발휘된다.

특히, 본 발명에서는 접합강판을 이용하여 미끄러짐 방지 종철근을 매우 용이하게 배치할 수 있을 뿐만 아니라 접합강판에 형성된 절취부와 설치홈의 구성에 의해 미끄러짐 방지 종철근을 횡방향에서 접합강판에 결합 설치할 수 있게 되므로, 미끄러짐 방지 종철근의 설치 작업에 대한 효율성이 크게 향상되는 장점을 가진다.

또한 본 발명에 따른 접합구조체에서는, 콘크리트 부재에 매립된 파형강판과 접합강판은 접합구조체에 작용하는 수평전단에 대해 저항력을 발휘하고, 미끄러짐 방지 종철근은 종방향으로 작용하는 미끄러짐 전단에 대해 저항력을 발휘하는, 전단에 대한 저항력 분담 구조가 형성되며, 이를 통해서 콘크리트 부재의 꺾임모멘트 저항력 증대는 물론이고 구조적 내구성을 크게 향상시킬 수 있게 되는 효과가 발휘된다. 물론 본 발명에서는 콘크리트 부재와 파형강판 간의 더욱 견고한 일체화가 이루어져서 콘크리트 부재와 파형강판 사이에 응력의 흐름을 확실하게 전달될 수 있게 되며, 따라서 더욱 우수한 피로 내구성을 발휘하게 되는 장점이 있다.

도 1 및 도 2는 각각 접합평강을 이용한 종래기술에 따른 파형강판의 상단에 대한 개략적인 분해사시도와 조립사시도이다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 파형강판의 연직방향 일측에 대한 개략적인 조립 사시도이다.
도 4는 도 3의 조립 상태를 이루기 위하여 미끄러짐 방지 종철근이 접합강판의 설치홈에 삽입 배치되는 상태를 보여주는 개략적인 분해 사시도이다.
도 5는 도 4의 원 A부분에 대한 개략적인 확대도이다.
도 6은 도 3의 선 B-B에 따른 종방향의 개략적인 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 파형강판의 연직방향 일측에 대한 개략적인 조립 사시도이다.
도 8은 도 7의 선 C-C에 따른 종방향의 개략적인 단면도이다.
도 9는 본 발명의 제3실시예에 따른 파형강판의 연직방향 일측에 대한 개략적인 조립 사시도이다.
도 10은 도 9의 원 D부분에 대한 개략적인 확대도이다.
도 11은 본 발명의 파형강판의 연직방향 일측에 콘크리트 부재가 결합되어 있는 것을 보여주는 개략적인 사시도이다.
도 12는 본 발명에 따른 접합구조체의 일예에 해당하는 I형 거더의 개략적인 사시도이다.
도 13은 본 발명에 따른 접합구조체의 또다른 예에 해당하는 박스거더의 개략적인 사시도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지 않는다. 참고로 본 명세서에서는 파형강판이 길게 연장되는 방향을 "종방향"이라고 기재하고 수평면에서 종방향과 직교하는 방향을 "횡방향"이라고 기재한다. 그리고 종방향과 직교하는 파형강판의 폭 방향을 "연직방향"이라고 기재한다.

도 3에는 파형강판과 콘크리트 부재의 접합구조체를 이루기 위한 본 발명의 제1실시예에 따른 파형강판(1)의 연직방향 일측에 대한 개략적인 조립 사시도가 도시되어 있으며, 도 4에는 도 3의 조립 상태를 이루기 위하여 미끄러짐 방지 종철근(2)이 접합강판(11)의 설치홈(12)에 삽입 배치되는 상태를 보여주는 개략적인 분해 사시도가 도시되어 있다. 도 5에는 접합강판(11)의 설치홈(12) 형상을 상세히 보여주기 위한 도 4의 원 A부분에 대한 개략적인 확대도가 도시되어 있으며, 도 6에는 도 3의 선 B-B에 따른 종방향의 개략적인 단면도가 도시되어 있다. 도 6에서는 편의상 복수개의 미끄러짐 방지 종철근 중에서 1개의 미끄러짐 방지 종철근에 대해서는 설치홈(12)에 아직 삽입되지 아니한 상태로 도시하였다.

우선 도 3 내지 도 6을 참조하여 본 발명에 따른 접합구조체에 이용되는 파형강판(1)의 구성에 대해 설명한다. 도면에 도시된 것처럼, 파형강판(1)에서 콘크리트 부재(3)에 매립될 영역에는 파형강판(1)과 직교하여 횡방향으로 연장되어 연직하게 배치되는 접합강판(11)이 종방향으로 간격을 두고 복수개로 구비되어 있다. 접합강판(11)은 용접에 의해 파형강판(1)에 일체로 결합 설치될 수 있다. 접합강판(11)이 파형강판(1)과 직교하여 설치되므로, 접합강판(11)은 파형강판(1)의 횡방향 양측 또는 일측으로 돌출되어 존재하게 된다. 특히, 도 3 내지 도 6에 도시된 제1실시예에서는 각각의 접합강판(11)은, 그 횡방향 양단이 각각 파형강판(1)의 횡방향 양측 모두에 돌출되도록 구비되어 있다.

파형강판(1)의 횡방향 외측으로 돌출된 접합강판(11)에는 미끄러짐 방지 종철근(2)이 설치된다. 미끄러짐 방지 종철근(2)은 종방향으로 길게 연장되도록 배치되고 콘크리트 부재(3)에 매립되는 부재로서, 파형강판(1)과 콘크리트 부재(3) 사이에 종방향으로 야기되는 전단력으로 인한 미끄러짐에 대해 저항력을 발휘함과 동시에, 콘크리트 부재(3)에 대한 종방향 휨강성을 보강하는 기능을 발휘하게 된다.

파형강판(1)의 횡방향 외측으로 돌출된 접합강판(11)에 미끄러짐 방지 종철근(2)을 설치함에 있어서, 접합강판(11)에 종방향으로 관통공을 형성하고 미끄러짐 방지 종철근(2)이 관통공에 관통하게 할 수도 있지만, 도면에 예시된 것처럼, 절취부(13)와 설치홈(12)을 접합강판(11)에 형성하여 미끄러짐 방지 종철근(2)의 설치작업을 더욱 더 용이하게 수행할 수도 있다. 구체적으로 도면에 예시된 것처럼, 접합강판(11)에는, 접합강판(11)의 횡방향 단부 가장자리와 연결되어 개방되어 있는 절취부(13)가 형성되어 있고, 절취부(13)의 내측에는 오목한 설치홈(12)이 형성될 수 있다. 이 경우, 미끄러짐 방지 종철근(2)을 횡방향에서 접근시켜서 절취부(13)에 삽입하여 설치홈(12)에 위치시킬 수 있게 되므로, 미끄러짐 방지 종철근(2)을 더욱 편리하고 용이하게 접합강판(11)에 결합 설치할 수 있게 된다. 즉, 관통공의 경우 미끄러짐 방지 종철근(2)을 종방향으로 진출시켜 접합강판(11)에 결합하게 되지만, 위와 같이 절취부(13)와 설치홈(12)을 형성한 구성에 의하면 미끄러짐 방지 종철근(2)을 횡방향에서 접합강판(11)으로 접근시켜 접합강판(11)에 결합시킬 수 있으므로, 미끄러짐 방지 종철근(2)의 설치를 매우 편리하고 용이하게 수행할 수 있으며, 따라서 작업성 및 시공성이 크게 향상되는 효과가 발휘되는 것이다. 특히, 접합강판(11)에 형성된 절취부(13)와 설치홈(12)은, 접합강판(11)이 콘크리트 부재(3)에 매립되었을 때, 굳지 않은 콘크리트가 접합강판(11)의 종방향 양측 사이를 서로 소통한 상태로 굳어지게 되므로, 접합강판(11)이 견고하게 콘크리트 부재(3)에 매립되게 만드는데 큰 효과를 발휘하게 된다.

접합강판(11)에 형성된 설치홈(12)은 도 5에 도시된 것처럼 절취부(13)의 내측에서 아래쪽으로 오목한 형태로 형성되는 것이 바람직하다. 이와 같이 오목한 설치홈(12)이 형성된 경우, 미끄러짐 방지 종철근(2)이 절취부(13)를 통해서 삽입된 후, 설치홈(12)에 놓임으로써, 일단 설치홈(12)에 삽입된 미끄러짐 방지 종철근(2)이 불측의 상황에 의해 절취부(13)를 통해서 다시 설치홈(12)으로부터 빠져 나가게 되는 것을 효과적으로 방지할 수 있으며, 더 나아가 설계된 위치에 미끄러짐 방지 종철근(2)이 안정적으로 놓여 있는 상태가 지속되는 장점이 있다.

도면에서 부재번호 9가 부여되고 점선으로 도시된 선은 파형강판(1)이 콘크리트 부재(3)에 매립되는 영역의 경계를 나타내는 매립위치선(9)이다. 후술하는 것처럼 매립위치선(9)에서부터 파형강판(1)의 연직방향 외측 가장자리까지의 영역(매립영역)은 콘크리트 부재(3)에 매립되는데, 콘크리트 부재(3)에 배근되는 횡방향의 보강철근이 관통할 수 있도록 파형강판(1)의 매립영역에는 철근관통공(5)이 형성될 수 있다. 철근관통공(5)은 콘크리트 부재(3)에 배근되는 보강철근이 관통하여 지나가게 하는 기능 이외에도 파형강판(1)을 경계로 횡방향 양측에 타설되는 콘크리트가 파형강판(1)을 통과하여 서로 연통하게 되도록 하는 기능도 가진다.

도 7에는 본 발명의 제2실시예에 따른 파형강판(1)의 연직방향 일측에 대한 개략적인 조립 사시도가 도시되어 있으며, 도 8에는 도 7의 선 C-C에 따른 종방향의 개략적인 단면도가 도시되어 있다. 도 8에서도 앞서 설명한 도 6과 마찬가지로 는 편의상 복수개의 미끄러짐 방지 종철근 중에서 1개의 미끄러짐 방지 종철근에 대해서는 설치홈(12)에 아직 삽입되지 아니한 상태로 도시하였다.

앞서 설명한 도 3 내지 도 6에 도시된 본 발명의 제1실시예에 따른 파형강판(1)에서는, 하나의 접합강판(11)이 파형강판(1)의 횡방향 양측으로 돌출되어 있었다. 그렇지만 본 발명에서 접합강판(11)은 파형강판(1)의 횡방향 일측으로만 돌출될 수 있는 것이며, 도 7 및 도 8에는 각각의 접합강판(11)이 파형강판(1)의 횡방향 일측으로만 돌출된 실시예가 도시되어 있는 것이다.

구체적으로 도 7 및 도 8에 도시된 것처럼, 복수개의 접합강판(11)이 파형강판(1)에 구비되어 있되, 각각의 접합강판(11)은 파형강판(1)의 횡방향 일측으로만 돌출되도록 파형강판(1)에 직교하여 연직하게 일체 결합 구비될 수 있는 것이다. 이렇게 일측 방향으로만 돌출되는 접합강판(11)은 파형강판(1)의 횡방향 양측 각각에서 종방향으로 간격을 두고 복수개로 배치된다. 특히, 도 7에 도시된 것처럼, 접합강판(11)은 종방향으로 가면서 파형강판(1)의 횡방향 양측에 각각 교번하여 번갈아서 돌출된 상태로 구비될 수 있다. 이와 같은 접합강판(11)의 배치 구성을 가지는 본 발명의 제2실시예에서도 접합강판(11)의 횡방향 단부에는 절취부(13)와 설치홈(12)이 형성되어 미끄러짐 방지 종철근(2)을 설치홈(12)에 삽입 위치시킬 수 있게 된다. 절취부(13)와 설치홈(12)에 대한 사항은 앞서 도 3 내지 도 6을 참조하여 설명한 본 발명의 제1실시예의 경우와 동일하므로 반복설명을 생략한다.

한편, 도 7 및 도 8에 도시된 본 발명의 제2실시예의 경우, 접합강판(11)에 결합되어 미끄러짐 방지 종철근(2)이 종방향으로 길게 연장된 상태로 설치됨에 있어서, 도면에 도시된 것처럼, 미끄러짐 방지 종철근(2)이 파형강판(1)의 횡방향 측면에 매우 근접하거나 또는 파형강판(1)에 닿아서 접할 수 있다. 이 경우, 필요에 따라 미끄러짐 방지 종철근(2)을 필렛 용접 또는 스폿 용접에 의해 파형강판(1)의 횡방향 측면에 일체로 부착되도록 할 수도 있다. 도 8에서 도면부호 6로 표시된 것은 미끄러짐 방지 종철근(2)을 파형강판(1)에 결합하는 용접부(4)를 나타낸다.

위에서 설명한 도 3 내지 도 6의 제1실시예 및 도 7 내지 도 8의 제2실시예에서는 미끄러짐 방지 종철근(2)이 파형강판(1)의 횡방향 측면 외측에 설치되어 있으나, 필요에 따라서는 미끄러짐 방지 종철근(2)이 파형강판(1)을 관통하여 설치될 수도 있다. 도 9에는 본 발명의 제3실시예에 따른 파형강판(1)의 연직방향 일측에 대한 개략적인 조립 사시도가 도시되어 있고, 도 10에는 도 9의 원 D부분에 대한 개략적인 확대도가 도시되어 있는데, 도 9에 도시된 본 발명의 제3실시예의 경우, 접합강판(11)의 횡방향 단부가 파형강판(1)의 횡방향 일측으로 돌출되는 높이가 앞서 살펴본 제1 및 제2실시예보다 작으며, 따라서 접합강판(11)에 결합되는 미끄러짐 방지 종철근(2)은 파형강판(1)을 관통하게 된다. 특히, 도 10에 도시된 것처럼 파형강판(1)의 종방향 단부에서, 접합강판(11)에 미끄러짐 방지 종철근(2)이 고정되는 구조에 대한 일예가 도시되어 있는데, 접합강판(11)에 관통공을 형성하거나 또는 앞서 설명한 것처럼 절취부(13)와 설치홈(12)을 형성하여 접합강판(11)이 미끄러짐 방지 종철근(2)을 결합한 후에는, 필요에 따라서는 도 10에 도시된 것처럼 너트부재(15)를 미끄러짐 방지 종철근(2)에 체결하여 미끄러짐 방지 종철근(2)이 종방향으로 움직이지 않도록 접합강판(11)에 고정할 수도 있다.

제3실시예와 같이 미끄러짐 방지 종철근(2)이 파형강판(1)을 관통하도록 설치할 때, 도 9에 도시된 것처럼 접합강판(11)이 파형강판(1)의 횡방향 일측으로만 돌출될 수도 있지만, 도 3 내지 도 6의 경우처럼, 접합강판(1)이 파형강판(1)의 횡방향 양측 모두에 돌출되고, 파형강판(1)을 관통한 미끄러짐 방지 종철근(2)이 양측의 돌출된 접합강판(1)에 결합될 수도 있다. 더 나아가, 파형강판(1)의 횡방향 양측에 각각 미끄러짐 방지 종철근(2)이 배치됨에 있어서, 횡방향의 일측에 설치되는 미끄러짐 방지 종철근(2)은 제1 및 제2실시예처럼 파형강판(1)의 외측에서 파형강판(1)을 관통하지 않은 상태로 나란하게 배치되고, 횡방향의 타측에 설치되는 미끄러짐 방지 종철근(2)은 제3실시예처럼 파형강판(1)을 관통한 상태로 파형강판(1)과 나란하게 배치될 수도 있다. 기타 본 발명의 제3실시예에 대해 설명하지 아니한 구성들은 앞서 설명한 제1 및 제2실시예와 동일하다.

다음에서는 위에서 설명한 구성을 가지는 본 발명의 파형강판(1)을 콘크리트 부재(3)와 일체로 결합하여 본 발명에 따른 접합구조체를 형성하는 방법에 대해 설명한다. 편의상 도 3 내지 도 6과 관련되었던 본 발명의 제1실시예에 따른 파형강판(1)이 콘크리트 부재(3)와 결합된 것을 본 발명의 접합구조체로서 설명하지만, 이러한 본 발명의 접합구조체에 대한 설명은 도 7 및 도 8과 관련하여 설명한 본 발명의 제2실시예 및 도 9와 관련하여 설명한 본 발명의 제3실시예에 따른 파형강판(1)을 이용한 것에도 동일하게 적용됨은 지극히 자명하다.

도 11에는 도 3에 도시된 파형강판(1)의 연직방향 일측에 콘크리트 부재(3)가 결합되어 있는 것을 보여주는 개략적인 사시도가 도시되어 있다. 도 12에는 본 발명에 따른 접합구조체의 일예로서 플랜지로 이루어진 콘크리트 부재가 파형강판의 연직방향 양측 모두에 각각 결합되어 형성된 I형 거더의 개략적인 사시도가 도시되어 있다. 앞서 설명한 본 발명에 따른 파형강판(1)의 연직방향 양측 또는 일측으로 매립위치선(9)에서부터 외측 가장자리까지의 매립영역이 콘크리트에 매립되도록 콘크리트가 타설되어 콘크리트 부재(3)가 파형강판(1)에 일체 결합됨으로써 본 발명의 접합구조체가 형성된다.

구체적으로 파형강판(1)의 연직방향 일측 또는 양측에 콘크리트의 타설용 거푸집이 설치되고 매립위치선(9)까지 콘크리트가 타설됨으로써, 매립영역이 콘크리트에 매립되어 콘크리트 부재(3)가 형성된다. 이 때, 필요한 경우 보강을 위해 콘크리트 부재(3)에 배근된 보강철근(31)이 파형강판(1)의 철근관통공(5)을 통과하여 배치될 수 있다. 이 때, 보강철근(31)과 철근관통공(5) 사이에 존재하는 유격, 및 보강철근(31)이 관통되지 않은 철근관통공(5)을 통해서 굳지 않은 콘크리트가 파형강판(1)을 통과하게 되어 파형강판(1)의 횡방향 양측의 콘크리트가 서로 연통하게 되며, 이와 같이 콘크리트가 파형강판(1)의 횡방향 양측을 연통한 상태로 양생되면, 큰 수평전단저항력을 발휘하게 되고, 그에 따라 파형강판(1)과 콘크리트 부재(3)가 더욱 견고하게 일체화되는 효과가 발휘된다.

또한 이와 같이 매립영역에 콘크리트가 타설되면, 접합강판(11) 및 이에 결합된 미끄러짐 방지 종철근(2)은 모두 콘크리트 부재(3)에 매립되며, 그에 따라 파형강판(1)과 콘크리트 부재(3)는 매우 강한 일체화를 이루게 된다. 특히, 본 발명에서는 종방향과 직교하여 횡방향으로 돌출된 접합강판(11)이 콘크리트 부재(3)에 매립되어 있으므로, 종방향으로 매우 큰 전단저항력을 가질 수 있게 되며 그에 따라 콘크리트 부재(3)와 파형강판(1)간의 더욱 견고한 일체화는 물론이고 더욱 우수한 피로 내구성을 발휘하게 되며, 더 나아가 콘크리트 부재(3)에 반복하중이 작용하여 꺽임모멘트가 발생하더라도 그에 대한 우수한 저항성과 내구성을 발휘하게 되는 장점이 있다.

도 12에 도시된 실시예의 경우, 파형강판(1)의 연직방향 양측 모두에 플랜지로 이루어진 콘크리트 부재(3)가 일체로 결합되어 거더의 형태로 접합구조체가 형성되어 있지만, 파형강판(1)의 연직방향 양측 중 어느 일측에만 본 발명에서 제시한 접합강판(11)과 미끄러짐 방지 종철근(2), 그리고 이들과 콘크리트 부재(3)의 일체 결합구조가 접합구조가 적용될 수도 있다.

또한 본 발명에 따른 접합구조체는 위에서 예시한 I형 단면의 거더일 수도 있지만, 복수개의 파형강판(1)이 횡방향으로 간격을 두고 배치되고 파형강판(1)의 연직방향 양측 모두에 슬래브 형태(판형상)의 콘크리트 부재(3)가 각각 복수개의 파형강판(1)에 공통적으로 결합된 구성의 박스거더로 이루어질 수도 있다. 도 13에는 본 발명에 따른 접합구조체의 또다른 예로서 박스거더의 개략적인 사시도가 도시되어 있다. 도 13에 도시된 것처럼, 각각 판형상의 콘크리트 부재(3)로 이루어진 상부판과 하부판, 그리고 나란하게 간격을 두고 배치된 복수개의 웨브(도면에 도시된 실시예의 경우 2개의 웨브)로 이루어진 박스거더를 형성함에 있어서, 웨브를 앞서 설명한 본 발명에 따른 파형강판(1)으로 형성하고, 파형강판(1)과 상부판 및 하부판을 각각 결합하여 박스거더를 형성할 수도 있는 것이다.

위에서는 본 발명에 따른 접합구조체의 일예로서 I형 단면의 거더와 박스거더를 예시하였으나, 본 발명에 따른 접합구조체의 기본 구성은 파형강판(1)과 콘크리트 부재(3)가 결합된 것이므로, 본 명세서에서 예시하고 있는 거더나 박스거더 뿐만 아니라, 파형강판(1)과 콘크리트 부재가 결합된 것이라면 구조적인 용도와 무관하게 본 발명의 접합구조체에 해당하는 것으로 이해되어야 한다.

이상에서 살펴본 것처럼, 본 발명에서는, 종래기술과 달리 ㄱ자 형강과 스터드를 이용하지 아니하므로, 형강 성형에 따른 시간 및 비용증가를 피할 수 있으며, 접합강판(11)이 연직하게 세워져 설치되므로 파형강판(1)이 매립되도록 콘크리트가 타설되어 콘크리트 부재(3)가 결합될 때, ㄱ자 형강의 존재로 인한 콘크리트의 불충분 채워 내지 불충분 다짐이 발생하는 문제를 원천적으로 차단할 수 있다는 장점을 가진다.

또한 본 발명에서는, 접합평강을 이용한 종래기술에 비하여, 부재에 대한 천공작업이 거의 필요하지 않으며, 볼트체결작업 역시 사실상 필요하지 아니하므로, 종래기술에 비하여 천공 및 볼트체결에 소요되는 작업시간과 비용을 절감할 수 있게 되고, 그에 따라 경제성 및 시공성을 크게 향상시킬 수 있게 되는 효과가 발휘된다.

종래기술에서는 파형강판(1)과 콘크리트 부재(3) 간에 종방향으로 작용하는 미끄러짐에 대해 강한 저항력을 발휘할 수 있게 하는 미끄러짐 방지 종철근(2)의 배치가 매우 어려웠으나, 본 발명에서는 접합강판(11)을 이용하여 미끄러짐 방지 종철근(2)을 매우 용이하게 배치할 수 있으며, 특히 접합강판(11)에 절취부(13)와 설치홈(12)을 형성하는 본 발명만의 구성에 의하면, 미끄러짐 방지 종철근(2)을 횡방향에서 접합강판(11)에 결합 설치할 수 있게 되는 장점을 가진다.

본 발명에 따른 접합구조체에서는, 콘크리트 부재(3)에 매립된 파형강판(1)과 접합강판(11)은 접합구조체에 작용하는 수평전단에 대해 저항력을 발휘하고, 미끄러짐 방지 종철근(2)은 종방향으로 작용하는 미끄러짐 전단에 대해 저항력을 발휘하는 전단에 대한 저항력 분담 구조가 형성되며, 이를 통해서 콘크리트 부재의 꺾임모멘트 저항력 증대는 물론이고 구조적 내구성을 크게 향상시킬 수 있게 되는 효과가 발휘된다. 물론 본 발명에서는 콘크리트 부재와 파형강판 간의 더욱 견고한 일체화가 이루어져서 콘크리트 부재와 파형강판 사이에 응력의 흐름을 확실하게 전달될 수 있게 되며, 따라서 더욱 우수한 피로 내구성을 발휘하게 되는 장점도 가지고 있다.

1: 파형강판
2: 미끄러짐 방지 종철근
3: 콘크리트 부재
4: 용접부
5: 철근관통공
11: 접합강관
12: 설치홈
13: 절취부

Claims (5)

1. 파형강판(1)의 연직방향 일측에서 콘크리트 부재(3)에 매립되는 영역에는, 파형강판(1)과 직교하여 횡방향으로 연장되어 연직하게 배치되는 접합강판(11)이, 파형강판(1)의 횡방향 일측 또는 양측으로 돌출되도록 존재하도록, 종방향으로 간격을 두고 복수개로 구비되어 있으며;
   파형강판(1)의 횡방향 외측으로 돌출된 접합강판(11)에는 종방향으로 배치되어 종방향으로의 미끄러짐에 대한 저항력을 발휘하는 미끄러짐 방지 종철근(2)이 설치되는데, 접합강판(11)에는 접합강판(11)의 횡방향 단부 가장자리와 연결되어 개방되어 있는 절취부(13)가 형성되어 있고, 절취부(13)의 내측에는 오목한 설치홈(12)이 형성되어 있어서, 미끄러짐 방지 종철근(2)은 횡방향에서 접근되어 절취부(13)에 삽입되어 설치홈(12)에 위치함으로써 미끄러짐 방지 종철근(2)이 설치되는데;
   상기 설치홈(12)은, 절취부(13)의 내부에서 아래쪽으로 오목한 형태로 형성되어 있으며;
   접합강판(11)과 미끄러짐 방지 종철근(2)이 매립되도록 콘크리트가 타설되고 경화되어 콘크리트 부재(3)가 파형강판(1)에 일체로 결합 제작되어 있으며;
   파형강판(1)에서 콘크리트 부재(3)에 매립되는 영역에는, 철근관통공(5)이 형성되어 있어서, 철근관통공(5) 중의 일부에는 콘크리트 부재(3)를 위한 콘크리트가 통과하여 서로 연통되지만 철근관통공(5) 중의 일부에는 콘크리트 부재(3)의 보강을 위하여 배근되는 보강철근이 관통하여 지나가게 되며;
   접합강판(11)은 종방향으로 가면서 파형강판(1)의 횡방향 양측에 각각 교번하여 번갈아서 돌출된 상태로 구비되고;
   접합강판(11)이 일체 결합 구비되고, 접합강판(11)에 미끄러짐 방지 종철근(2)이 결합되는 구성이 파형강판(1)의 연직방향 양측에 모두 형성되어 있으며;
   파형강판(1)의 연직방향 양측에 각각 플랜지로 이루어진 콘크리트 부재(3)가 결합되어 거더를 이루고 있는 것을 특징으로 하는 파형강판과 콘크리트 부재의 접합구조체.
   
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3. 삭제
4. 삭제
5. 파형강판(1)의 연직방향 일측 또는 양측에 콘크리트 부재(3)가 결합되어 있는 접합구조체를 시공하는 방법으로서,
   파형강판(1)에서 콘크리트 부재(3)에 매립되는 영역에는, 파형강판(1)과 직교하여 횡방향으로 연장되어 연직하게 배치되는 접합강판(11)을, 파형강판(1)의 횡방향 일측 또는 양측으로 돌출되도록 존재하도록, 종방향으로 간격을 두고 복수개로 일체 설치하며;
   파형강판(1)의 횡방향 외측으로 돌출된 접합강판(11)에는 종방향으로 배치되어 종방향으로의 미끄러짐에 대한 저항력을 발휘하는 미끄러짐 방지 종철근(2)을 설치하되;
   파형강판(1)에서 콘크리트 부재(3)에 매립되는 영역에는, 철근관통공(5)을 형성하여, 철근관통공(5) 중의 일부는 콘크리트 부재(3)를 위한 콘크리트가 통과하여 서로 연통되게 만들고, 철근관통공(5) 중의 일부에는 콘크리트 부재(3)의 보강을 위하여 배근되는 보강철근을 관통시켜 지나가게 만들며;
   접합강판(11)에 접합강판(11)의 횡방향 단부 가장자리와 연결되어 개방되어 있는 절취부(13)를 형성하고, 절취부(13)의 내측에는 오목한 설치홈(12)을 형성하여, 미끄러짐 방지 종철근(2)을 횡방향에서 접근시켜 절취부(13)에 삽입되도록 하여 설치홈(12)에 위치시킴으로써 미끄러짐 방지 종철근(2)을 설치하는데;
   접합강판(11)은 종방향으로 가면서 파형강판(1)의 횡방향 양측에 각각 교번하여 번갈아서 돌출된 상태로 설치하고;
   상기 설치홈(12)은, 절취부(13)의 내부에서 아래쪽으로 오목한 형태로 형성하며;
   접합강판(11)이 일체 결합 구비되고, 접합강판(11)에 미끄러짐 방지 종철근(2)이 결합되는 구성을 파형강판(1)의 연직방향 양측에 모두 형성한 후,
   접합강판(11)과 미끄러짐 방지 종철근(2)이 매립되도록 콘크리트를 타설하여 콘크리트를 경화시켜서, 파형강판(1)의 연직방향 양측에 각각 플랜지로 이루어진 콘크리트 부재(3)가 결합되어 거더를 이루게 하는 것을 특징으로 하는 파형강판과 콘크리트 부재의 접합구조체 시공방법.

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