KR101687005B1 - 흙막이용 l형강 합성 버팀보 구조물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 흙막이용 L형강 합성 버팀보 구조물에 관한 것으로, 수직부와 수평부가 만나는 모서리가 정사각형의 각 꼭지점에 위치하도록 배치되는 4개의 L형강과 4개의 L형강의 모서리에 대응하는 꼭지점을 가지는 정사각형으로 형성된 연결플랜지를 4개의 L형강의 양단에 접합하고, 연결플랜지의 네 모퉁이 부분에 연결볼트를 관통시키고 연결볼트에 연결너트를 체결할 수 있도록 함으로써 단면이차모멘트가 증대되어 좌굴 및 비틀림 저항력이 향상되도록 하며, 버팀보의 연결플랜지에 돌출 부위가 없게 되어 현장에서 버팀부의 이동 작업이 신속, 간편하게 이루어질 수 있도록 함과 아울러 정착브래킷을 버팀보가 띠장에 직각으로 연결되는 경우는 물론 다양한 각도로 연결되는 경우에도 적용할 수 있도록 구성함으로써 다양한 상황에서 버팀보 또는 스크루잭을 띠장에 연결할 수 있으며, 연결부가 감소하여 구조적 안정성을 확보할 수 있도록 한 것이다.

Description

흙막이용 L형강 합성 버팀보 구조물{L-section steel synthetic strut for earth retaining structure}

본 발명은 흙막이 벽 시공시 사용되는 버팀보에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 수직부와 수평부가 만나는 모서리가 정사각형의 각 꼭지점에 위치하도록 배치되는 4개의 L형강과 4개의 L형강의 모서리에 대응하는 꼭지점을 가지는 정사각형으로 형성된 연결플랜지를 4개의 L형강의 양단에 접합하고, 연결플랜지의 네 모퉁이 부분에 연결볼트를 관통시키고 연결볼트에 연결너트를 체결할 수 있도록 함으로써 단면이차모멘트가 증대되어 좌굴 및 비틀림 저항력이 향상되도록 함과 아울러 버팀보의 연결플랜지에 돌출 부위가 없게 하여 현장에서 버팀보의 이동 작업을 백호우 등의 소형장비로써도 신속, 간편하게 수행할 수 있으며, 정착브래킷을 버팀보가 띠장에 직각으로 연결되는 경우는 물론 다양한 각도로 연결되는 경우에도 적용할 수 있도록 구성하여 다양한 상황에서 버팀보 또는 스크루잭을 띠장에 연결할 수 있도록 함으로써 하나의 정착브래킷으로써 각도조절이 가능하게 함으로써 볼트/너트에 의하여 연결되는 연결부를 감소시켜 구조상 안정성을 확보할 수 있도록 함과 아울러 공기단축과 비용절감을 기할 수 있고, 버팀보에 연장부와 같은 돌출부가 없게 하여 버팀보를 적재할 때 적재 부피가 작아지고, 보관 및 운반시 점유 공간이 작아지게 되어 보관 및 물류 비용이 절감되도록 한 흙막이용 L형강 합성 버팀보 구조물에 관한 것이다.

일반적으로 시공 기준면이 지표의 아래로 되는 건축기초 또는 교각 등의 기초공사에 의한 굴착공사를 하는 경우 굴착 주변이 붕괴되지 않도록 하기 위하여 흙막이 공사를 하게 된다.

흙막이 공사는 직접 흙에 접한 부분의 흙막이벽과 굴착한 공간의 내부에서 지탱하는 구조물로 이루어진다.

이러한 구조물을 지보공(支保工)이라고 하며, 흙막이벽까지를 포함하여 흙막이 지보공이라고 하기도 한다.

흙막이벽에는 널말뚝(Sheet Pile), 연속지중벽 등 구조, 재료, 시공방법에 따라 여러 가지 종류의 공법이 있다.

내부를 지탱하는 구조의 형식은 띠장(Waling), 빗대공(Angle Brace), 포스트 파일(Post Pile) 등으로 구성되는데 주로 H형강이 사용된다.

그 중 H파일 토류벽 공법은 시공이 간편하고 공사비가 저렴하며 자재의 재사용이 가능하다는 장점이 있어 가장 널리 사용되고 있는 공법의 하나이다.

H파일 토류벽 공법은 시공 기준면의 주위에 일정 간격으로 H파일을 항타 또는 천공 후 H파일을 삽입하여 복수개의 엄지말뚝(Soldier Pile)을 설치하고, 터파기를 진행하면서 엄지말뚝 사이에 토류판을 끼워 넣은 다음, 흙으로 뒷채움하는 방식이다.

여기서 엄지말뚝은 토압을 받게 되는데 엄지말뚝이 토압에 의하여 무너지는 것을 방지하기 위하여 엄지말뚝의 안쪽에 띠장(Waling)을 결합 설치하고, 서로 대향하는 띠장 사이에 버팀보(Strut)를 연결하여 보강한다.

버팀보는 재료의 응력 및 변형 등의 확인이 쉬우므로 안전관리가 용이한 공법에 속한다. 비교적 시공이 간편하고 지반조건에 크게 구애를 받지 않으므로 가장 광범위하게 사용된다. 버팀보로서 주로 H형강을 사용한다. H형강의 경우 단면 특성상 강축과 약축을 갖게 되는데, 양측 방향으로 좌굴에 대해서 불리하게 되며, 이를 위해 브레이싱과 같은 보강재를 병행해서 설계한다. 보강재를 설치할 경우 버팀보위에 작업자가 올라가서 직접 설치하는 위험한 작업이 발생되고 갑작스러운 양축 방향 파괴의 위험이 따르게 된다.

이에 비해 강관 버팀보는 강축, 약축의 구분이 없어 좌굴 및 비틀림에 유리한 구조단면을 갖고 있고 수평, 수직 브레이싱이 필요 없어 공사비, 공사기간, 시공성(버팀보 설치/해체, 지반굴착, 본 구조물 시공) 등이 H형강보다 상대적으로 유리함으로써 해외에서 대부분의 버팀보 형식으로 사용되고 있는 실정이다.

그러나 강관 버팀보는 단면 강성을 증대시키기 위해서는 직경이 커져야 하고, 버팀보 연결부가 개발되어져야 한다.

본 발명의 배경이 되는 선행기술로서 대한민국 등록특허 제10-0581610호(2006.05.12. 등록) "버팀보의 연결구조"(이하, '선행기술 1'이라 함)는 압력에 저항하여 시공된 벽을 지지하는 버팀보의 연결구조에 있어서, 상호 연결되는 복수 개의 빔과, 상기 빔의 단부에 고정되어 상호 접하여 위치하는 연결부재와, 상호 접하여 위치하는 연결부재를 관통해 체결하는 체결부재 및, 접해 있는 상기 연결부재의 측면을 감싸서 고정함으로써 빔을 견고하게 연결하는 하우징을 포함하는 것을 특징으로 하는 버팀보의 연결구조를 개시하고 있으며, 빔은 H단면을 갖는 형강이 사용된다.

또한 본 발명의 배경이 되는 선행기술로서 대한민국 등록실용신안 제20-0399886호(2005.10.24. 등록) "버팀보의 연결구조"(이하, '선행기술 2'라 함)는 서로 마주보는 양측 원형강관의 버팀보와, 상기 버팀보의 내측에 각각 고정되게 끼워져 연결되고, 내주면에 서로 반대방향의 나사산이 형성된 보조 연결관과, 양측 외주면에 서로 반대방향의 나사산이 형성되어 상기 보조 연결관에 나사 결합되는 회전잭을 포함하여, 상기 회전잭이 회전함에 따라 양측 버팀보간의 간격이 조절됨을 특징으로 하는 버팀보의 연결구조를 개시하고 있다. 또한 잭과 버팀보 또는 잭과 띠장에 길이를 조절할 수 있는 수단을 구비하여 잭이 버팀보 또는 띠장에 결합되면서 길이조절이 가능하도록 함으로써 연결구조가 간단하고 짧은 시간에 결합할 수 있으며 이에 따라 연결용 잭의 설치가 쉬운 버팀보 연결구조를 개시하고 있다.

상기 선행기술 2는 잭과 버팀보 또는 잭과 띠장의 길이를 조절할 수 있는 수단을 구비하여 잭이 버팀보 또는 띠장에 결합되면서 길이조절이 가능하도록 함으로써 연결구조가 간단하고 짧은 시간에 결합할 수 있으며 이에 따라 연결용 잭의 설치가 용이한 버팀보 연결구조를 제공하는 것이다.

상기 배경기술들은 버팀보가 H형강 또는 원형 강관으로 제작되어 있다. H형강의 경우 강축과 약측에 따른 설치 위치를 고려하여 시공하여야 하며, 보강부재의 추가적인 설치가 필요하다. 또한 원형 강관의 경우 이음부가 돌출되어 있고 좌굴 및 비틀림 저항력을 높이기 위하여 직경이 커져야 하는 문제점이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 선행기술로서 대한민국 등록특허 제10-1354857호(2014.01.24. 등록) "중립축에 대칭되는 강관파이프 단면을 갖는 버팀보"(이하, '선행기술 3'이라 함)는 길이 방향의 단면 중심을 수직으로 지나는 수직축과 단면 중심을 수평으로 지나는 수평축에 대해 동일한 중심 거리를 갖고 상호 나란하게 배치되어 있는 복수개의 강관파이프와; 복수개의 강관파이프에 길이 방향으로 일정 간격마다 접합되어 있는 다수개의 스티프너와; 복수개의 강관파이프의 양쪽 단부에 접합되어 있고, 관통된 복수개의 체결구멍을 갖는 연결플랜지를 포함하는 기술을 개시하고 있다.

상기 선행기술 3은 강축과 약축의 구별이 없고 좌굴 및 비틀림 저항력이 증대되는 효과가 있다. 그러나 4개의 사각 강관파이프를 정사각형의 네 꼭지점에 배치하여 상하, 좌우 대칭을 이루도록 구성함과 아울러 4개의 사각 강관파이프의 양단에 버팀보끼리 연결하거나 버팀보와 정착브래킷 또는 스크루잭을 연결하기 위한 연결플랜지를 접합한 구성을 가지는 것이다.

연결플랜지를 이용하여 버팀보끼리 연결하거나 버팀보와 정착브래킷 또는 스크루잭을 연결함에 있어서는 버팀보의 연결플랜지끼리 또는 버팀보의 연결플랜지와 정착브래킷의 버팀보측 플랜지, 버팀보의 연결플랜지와 스크루잭의 버팀보측 플랜지에 연결볼트를 관통시키고 그 돌출단부에 연결너트를 체결하게 되는데 연결볼트와 연결너트에 의한 연결점은 연결플랜지의 중앙에 가깝게 위치하는 것보다 중앙에서 가능한 한 멀게 위치하는 것이 좌굴 및 비틀림 저항력을 증대시키는 데에 유리하다. 즉, 연결볼트와 연결너트의 연결점을 플랜지들의 네 모퉁이 부분과 가장자리 부분에 위치시키는 것이 바람직하다.

그러나 상기 선행기술 3은 플랜지들의 네 모퉁이 부분에 사각 강관파이프가 접합되어 있기 때문에 플랜지들을 정사각형으로 형성하는 경우 플랜지에 연결볼트를 관통시킬 수는 있으나, 연결볼트가 사각 강관파이프의 내부에 위치하기 때문에 연결너트를 체결할 수 없다.

따라서 선행기술 3에서는 연결플랜지의 네 모퉁이에 연장부를 연장 형성하여 이 연장부에 연결볼트를 관통시키고 연결볼트의 돌출단부에 연결너트를 체결함으로써 버팀보의 좌굴 및 비틀림 저항력을 증대시킴과 동시에 버팀보끼리 또는 버팀보와 정착브래킷, 버팀보와 스크루잭의 연결이 가능하도록 하고 있다.

한편, 흙막이 공사 현장에서는 버팀보를 백호우(backhoe, 일명 굴삭기) 등의 소형장비를 이용하여 설치 위치로 이동하게 되는데 선행기술 3은 이 과정에서 연결플랜지의 네 모퉁이에 형성된 연장부가 간섭을 일으키게 되어 버팀보의 이동에 제약을 받게 되는 문제점이 있으며, 버팀보를 적재할 때 연장부로 인하여 적재 부피가 커지기 때문에 보관 및 운반시 점유 공간이 커지게 되어 보관 및 물류 비용이 증가하게 되는 문제점이 있다.

또한 버팀보를 서로 평행하게 마주보는 띠장 사이에 직각을 이루도록 연결하는 경우 버팀보와 띠장 사이와 띠장과 스크루잭 사이에 연결되는 고정형 정착브래킷을 설치하는 것만으로 충분하다.

한편, 흙막이벽의 코너 부분에서 서로 직교하는 띠장 사이에도 버팀보를 설치하게 되는데 이 경우에는 버팀보와 띠장, 띠장과 스크루잭이 45도 각도로 연결되므로 고정형 정착브래킷만으로는 버팀보와 띠장, 띠장과 스크루잭을 연결할 수 없기 때문에 고정형 정착브래킷 외에 각도조절이 가능한 각도조절형 정착브래킷을 추가로 설치하여야 한다.

따라서 고정형 정착브래킷과 각도조절형 정착브래킷을 이중으로 설치하여야 하는바, 양측 띠장 사이에 연결되는 부재로서 고정형 정착브래킷, 스크루잭, 그리고 버팀보 외에 각도조절형 정착브래킷이 추가되는 만큼 볼트/너트에 의하여 연결되는 연결부가 증가하게 되고, 그 만큼 구조적으로 불안정하게 되며, 전체적인 설치작업이 번거롭게 될 뿐만 아니라 그 만큼 비용이 증가하게 되는 문제점이 있다.

대한민국 등록특허 제10-0581610호(2006.05.12. 등록) "버팀보의 연결구조" 대한민국 등록실용신안 제20-0399886호(2005.10.24. 등록) "버팀보의 연결구조" 대한민국 등록특허 제10-1354857호(2014.01.24. 등록) "중립축에 대칭되는 강관파이프 단면을 갖는 버팀보"

따라서 본 발명의 목적은 수직부와 수평부가 만나는 모서리가 정사각형의 각 꼭지점에 위치하도록 배치되는 4개의 L형강과 4개의 L형강의 모서리에 대응하는 꼭지점을 가지는 정사각형으로 형성된 연결플랜지를 4개의 L형강의 양단에 접합하고, 연결플랜지의 네 모퉁이 부분에 연결볼트를 관통시키고 연결볼트에 연결너트를 체결할 수 있도록 함으로써 단면이차모멘트가 증대되어 좌굴 및 비틀림 저항력이 향상되도록 한 흙막이용 L형강 합성 버팀보 구조물을 제공하려는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 버팀보의 연결플랜지에 돌출 부위가 없게 하여 현장에서 버팀보의 이동 작업을 백호우 등의 소형장비로써도 신속, 간편하게 수행할 수 있도록 하는 흙막이용 L형강 합성 버팀보 구조물을 제공하려는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 정착브래킷을 버팀보가 띠장에 직각으로 연결되는 경우는 물론 다양한 각도로 연결되는 경우에도 적용할 수 있도록 구성함으로써 다양한 상황에서 버팀보 또는 스크루잭을 띠장에 연결할 수 있도록 한 흙막이용 L형강 합성 버팀보 구조물을 제공하려는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 정착브래킷으로서 고정형 정착브래킷과 각도조절형 정착브래킷을 이중으로 연결하지 않고 하나의 정착브래킷으로써 각도조절이 가능하게 함으로써 볼트/너트에 의하여 연결되는 연결부를 감소시켜 구조상 안정성을 확보할 수 있도록 함과 아울러 공기단축과 비용절감을 기할 수 있도록 한 흙막이용 L형강 합성 버팀보 구조물을 제공하려는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 버팀보에 연장부와 같은 돌출부가 없게 하여 버팀보를 적재할 때 적재 부피가 작아지고, 보관 및 운반시 점유 공간이 작아지게 되어 보관 및 물류 비용이 절감되도록 한 흙막이용 L형강 합성 버팀보 구조물을 제공하려는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 안출한 본 발명은 엄지말뚝에 결합되는 띠장 사이에 정착브래킷을 통하여 양단이 연결되는 버팀보를 포함하여 구성되며, 상기 버팀보는 수직부와 수평부가 L자형으로 일체화되며 수직부와 수평부가 만나는 모서리가 정사각형의 각 꼭지점에 위치하도록 상하, 좌우 대칭으로 배치되는 4개의 L형강과, 상기 L형강의 양단에 접합되는 4개의 L형강의 모서리에 대응하는 꼭지점을 가지는 정사각형의 연결플랜지를 포함하며, 상기 L형강의 수직부와 수평부 및 모서리 사이의 위치에 대응하여 상기 연결플랜지에 형성되는 4개의 모퉁이 볼트관통공과, 상기 4개의 볼트관통공 사이의 위치에 대응하여 상기 연결플랜지의 가장자리에 형성되는 가장자리 볼트관통공을 포함하여 구성되는 흙막이용 L형강 합성 버팀보 구조물을 제공한다.

상기 버팀보는 상기 4개의 L형강에 접합되어 강도를 보강하기 위한 스티프너를 더 포함하며, 상기 스티프너는 상기 L형강의 수직부와 수평부의 안쪽면에 접하는 가장자리를 가지는 정사각형 판체로 이루어지는 스티프너 본체와 상기 스티프너 본체의 가장자리에는 직각으로 절곡되는 보강절곡부로 구성하는 것이 바람직하다.

상기 정착브래킷은 상기 연결플랜지에 대응하는 버팀보측 플랜지와; 상기 버팀보측 플랜지에서 버팀보의 길이방향으로 이격 배치되는 띠장측 플랜지와; 상기 버팀보측 플랜지에 접합되는 밑변부와 상기 밑변부의 좌우 양측에서 45도를 이루는 빗변부를 가지는 제1 회동편 본체와, 상기 제1 회동편 본체에 일체로 형성되며 상기 빗변부의 가상연장선이 만나는 점을 중심으로 하는 원판으로 형성되는 제1 원판부를 가지는 상 하 한 쌍의 제1 회동편과; 상기 제1 회동편보다 두께만큼 하부에 위치하는 평면상에 배치되며, 상기 띠장측 플랜지에 접합되는 밑변부와, 상기 밑변부의 좌우 양측에서 45도를 이루는 빗변부를 가지는 제2 회동편 본체와, 상기 제2 회동편 본체에 일체로 형성되며 상기 빗변부의 가상연장선이 만나는 점을 중심으로 하는 원판으로 형성되는 제2 원판부를 가지는 상하 한 쌍의 제2 회동편과; 상기 제2 회동편과 동일 평면상에 배치되며, 상기 버팀보측 플랜지에 접합되는 밑변부와 상기 밑변부의 좌우 양측에서 45도를 이루는 빗변부 및 상기 밑변부에 평행한 윗변부를 가지는 제3 회동편 본체와, 상기 제3 회동편 본체의 선단부에 형성되어 상기 제2 원판부를 감싸는 제 1 반원형 안내홈을 가지며, 상기 제2 회동편과 동일 평면상에 배치되는 상하 한 쌍의 제3 회동편과; 상기 제1 회동편과 동일 평면상에 배치되며, 상기 띠장측 플랜지에 접합되는 밑변부와 상기 밑변부의 좌우 양측에서 45도를 이루는 빗변부 및 상기 밑변부에 평행한 윗변부를 가지는 제4 회동편 본체와, 상기 제4 회동편 본체의 선단부에 형성되어 상기 제1 원판부를 감싸는 제2 반원형 안내홈을 가지며, 상기 제1 회동편과 동일 평면상에 배치되는 상하 한 상의 제4 회동편과; 상기 제1 원판부와 제2 원판부의 중심에 형성된 축공에 삽입되는 연결축; 및 상기 축공을 기준으로 좌우 양측에서 제1 원판부와 제2 원판부에 형성되는 고정볼트관통공에 관통되는 고정볼트와, 상기 고정볼트의 돌출단부에 체결되는 고정너트; 를 포함하여 구성된다.

상기 버팀보측 플랜지는 상기 버팀보의 연결플랜지와 동일한 크기로 형성되며, 상기 버팀보측 플랜지에는 상기 버팀보의 연결플랜지의 모퉁이 볼트관통공과 가장자리 볼트관통공에 대응하는 모퉁이 볼트관통공과 볼트관통공이 구비된다.

상기 제1 회동편과 제3 회동편은 각각 밑변부가 버팀보측 플랜지에 접합됨과 아울러 서로 접합되어 버팀보측 플랜지와 제1 회동편 및 제3 회동편이 일체를 이루며, 상기 제2 회동편과 제4 회동편은 각각 밑변부가 띠장측 플랜지에 접합됨과 아울러 서로 접합되어 띠장측 플랜지와 제2 회동편 및 제4 회동편이 일체를 이루도록 구성된다.

상기 버팀보의 일측 연결플랜지는 일측 정착브래킷의 버팀보측 플랜지에 결합되고, 상기 버팀보의 타측 연결플랜지는 타측 정착브래킷의 버팀보측 플랜지에 스크루잭을 통하여 결합되며, 상기 스크루잭은 상기 버팀보의 연결플랜지에 대응하는 버팀보측 플랜지와, 상기 정착브래킷의 버팀보측 플랜지에 대응하는 지압판과, 상기 버팀보측 플랜지와 지압판 사이에 배치되며 복수개의 스크루 관통공이 형성되는 지지판과, 상기 버팀보측 플랜지와 지지판 사이에 연결되며 상기 스크루 관통공과 동축을 이루는 복수개의 지지강관과, 일단이 상기 지압판에 고정되며 타단이 상기 스크루 관통공을 통해 지지강관 내로 삽입되는 스크루와, 상기 스크루에 나사결합되어 상기 지지판에 조여지는 잠금너트를 포함하여 구성된다.

상기 버팀보측 플랜지는 상기 버팀보의 연결플랜지와 동일한 크기로 형성되며, 상기 버팀보측 플랜지에는 상기 버팀보의 연결플랜지의 모퉁이 볼트관통공과 가장자리 볼트관통공에 대응하는 모퉁이 볼트관통공과 가장자리 볼트관통공이 구비되고, 상기 지압판에는 상기 정착브래킷의 버팀보측 플랜지의 모퉁이 볼트관통공과 가장자리 볼트관통공에 대응하는 모퉁이 볼트관통공과 가장자리 볼트관통공이 구비된다.

상기 지지강관의 지지판측 단부에 삽입되고 상기 스크루의 외경보다 슬라이드 피트 정도의 공차만큼 큰 내경을 가지며 상기 지지판에 결합되는 스크루 안내슬리브가 구비된다.

상기 스크루의 타단은 상기 지압판에 용접된 고정슬리브에 삽입되고, 상기 스크루와 고정슬리브를 용접에 의하여 결합된다.

상기 정착브래킷은 상기 제3 및 제4 회동편에 결합되어 양측 띠장이 90도보다 작은 예각으로 만나고 띠장과 버팀보가 만나는 각도가 45도보다 크게 되며 버팀보측 플랜지와 띠장측 플랜지 사이의 각도는 45도 이하로 될 때, 각각 상기 제4 및 제3 회동편의 윗변부가 걸리는 멈춤핀이 더 포함되어 구성된다.

본 발명의 흙막이용 L형강 합성 버팀보 구조물에 의하면, 수직부와 수평부가 만나는 모서리가 정사각형의 각 꼭지점에 위치하도록 배치되는 4개의 L형강과 4개의 L형강의 모서리에 대응하는 꼭지점을 가지는 정사각형으로 형성된 연결플랜지를 4개의 L형강의 양단에 접합하고, 연결플랜지의 네 모퉁이 부분에 연결볼트를 관통시키고 연결볼트에 연결너트를 체결할 수 있도록 구성되어 단면이차모멘트가 증대고어 좌굴 및 비틀림 저항력이 향상되는 효과가 있다.

본 발명의 흙막이용 L형강 합성 버팀보 구조물에 의하면, 버팀보의 연결플랜지에 돌출 부위가 없게 되어 현장에서 버팀보의 이동 작업을 백호우 등의 소형장비로써도 신속, 간편하게 수행할 수 있게 된다.

본 발명의 흙막이용 L형강 합성 버팀보 구조물에 의하면, 정착브래킷을 버팀보가 띠장에 직각으로 연결되는 경우는 물론 다양한 각도로 연결되는 경우에도 적용할 수 있도록 구성함으로써 다양한 상황에서 버팀보 또는 스크루잭을 띠장에 연결할 수 있게 된다.

본 발명의 흙막이용 L형강 합성 버팀보 구조물에 의하면, 정착브래킷으로서 고정형 정착브래킷과 각도조절형 정착브래킷을 이중으로 연결하지 않고 하나의 정착브래킷으로써 각도조절이 가능하게 함으로써 볼트/너트에 의하여 연결되는 연결부를 감소시켜 구조상 안정성을 확보할 수 있도록 함과 아울러 공기단축과 비용절감을 기할 수 있게 된다.

본 발명의 흙막이용 L형강 합성 버팀보 구조물에 의하면, 버팀보에 연장부와 같은 돌출부가 없기 때문에 버팀보를 적재 부피가 작아지기 때문에 보관 및 운반시 점유 공간이 작아지게 되어 보관 및 물류 비용이 절감되는 효과가 있다.

도 1 내지 도 10은 본 발명에 의한 흙막이용 L형강 합성 버팀보 구조물의 바람직한 제1 실시예를 보인 것으로,
도 1은 본 발명에 의하여 시공된 지보공의 사시도,
도 2는 버팀보, 띠장, 정착브래킷, 스크루잭을 분리한 상태를 보인 사시도,
도 3은 버팀보, 정착브래킷, 스크루잭의 분해 사시도,
도 4는 버팀보의 분해 사시도,
도 5는 버팀보의 종단 정면도,
도 6은 정착브래킷의 분해 사시도,
도 7은 스크루잭의 분해 사시도,
도 8은 스크루잭의 설치와 길이조절 및 선행하중 인가 과정을 보인 측면도,
도 9는 서로 평행한 띠장 사이에 설치된 상태를 보인 평면도,
도 10은 직각으로 이어지는 띠장 사이에 설치된 상태를 보인 평면도이고,
도 11 및 도 12는 본 발명에 의한 흙막이용 L형강 합성 버팀보 구조물의 바람직한 제2 실시예를 보인 것으로,
도 11은 정착브래킷의 분해 사시도,
도 12는 양측 띠장이 예각으로 만나는 경우에 대한 평면도이다.

이하, 본 발명에 의한 흙막이용 L형강 합성 버팀보 구조물을 첨부도면에 예시한 바람직한 실시예에 따라서 상세히 설명한다.

아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 제시된 실시예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 예시적인 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다.

도 1 내지 도 10은 본 발명에 의한 흙막이용 L형강 합성 버팀보 구조물의 바람직한 제1 실시예를 보인 것이다.

도 1은 본 발명에 의하여 시공된 지보공을 보인 사시도이다.

본 실시예에 따른 지보공은 시공 기준면 주위에 일정 간격으로 설치되는 엄지말뚝(10), 상기 엄지말뚝(10)에 수평으로 접합된 띠장(20), 상기 띠장(20)에 연결되어 엄지말뚝(10)과 띠장(20)을 지지하는 버팀보(100), 상기 띠장(20)과 버팀보(100) 사이에 연결되는 정착브래킷(200), 상기 버팀보(100)와 정착브래킷(200) 사이에 연결되는 스크루잭(300)으로 구성된다.

상기 엄지말뚝(10)과 띠장(20)은 통상적인 지보공에서와 마찬가지로 각각 웨브(11, 21)와 웨브(11, 21)의 양측에 대칭으로 형성되는 한 쌍의 플랜지(12, 22)로 이루어지는 H형강이 사용된다.

도시예에서는 엄지말뚝(10)의 바깥쪽에 시트파일(30)을 접합한 공법을 예로 들고 있으나, 엄지말뚝(10)의 웨브(11)와 플랜지(12) 사이에 여러 개의 토류판을 끼우는 공법에도 적용할 수 있다.

도 1에서 미설명 부호 Ba는 엄지말뚝(10)에 띠장(20)을 결합하기 위한 볼트이고, Na는 엄지말뚝(10)에 띠장(20)을 결합하기 위한 너트이며, 23은 띠장(20)을 보강하기 위한 스티프너이다.

상기 띠장(20)의 안쪽 플랜지(22)에는 정착브래킷(200)을 결합하기 위한 복수개의 볼트관통공(24)이 형성된다.

도 1을 제외한 도면에서는 시트파일(30)에 대한 도시를 생략한다.

상기 버팀보(100)는 수직부(111)와 수평부(112)가 L자형으로 일체화되며 수직부(111)와 수평부(112)가 만나는 모서리(113)가 정사각형의 각 꼭지점에 위치하도록 상하, 좌우 대칭으로 배치되는 4개의 L형강(110)과, 상기 L형강(110)의 양단에 접합되는 4개의 L형강(110)의 모서리(113)에 대응하는 꼭지점을 가지는 정사각형의 연결플랜지(120)를 포함한다.

상기 연결플랜지(120)에는 복수개의 볼트관통공이 형성된다. 상기 볼트관통공은 상기 L형강(110)의 수직부(111)와 수평부(112) 및 모서리(113) 사이의 위치에 대응하는 위치에 형성되는 4개의 모퉁이 볼트관통공(121)과, 상기 4개의 모퉁이 볼트관통공(121) 사이에 형성되는 4개의 가장자리 볼트관통공(122)로 이루어진다.

상기 버팀보(100)는 상기 4개의 L형강(110)에 접합되어 강도를 보강하기 위한 스티프너(130)를 더 포함할 수 있다.

상기 스티프너(130)는 상기 L형강(110)의 수직부(111)와 수평부(112)의 안쪽면에 접하는 가장자리를 가지는 정사각형 판체로 이루어지는 스티프너 본체(131)와 상기 스티프너 본체(131)의 가장자리에는 직각으로 절곡되는 보강절곡부(132)로 구성된다.

상기 스티프너(130)의 네 모퉁이에는 보강절곡부(132)를 절곡할 수 있도록 하기 위한 절취부(133)가 형성된다.

즉, 스티프너(130)는 철판을 상기 스티프너 본체(131)에 대응하는 정사각형부와 상기 보강절곡부(132)에 대응하여 정사각형부의 가장자리에서 연장되는 연장부를 가지는 十자형으로 절단하여 연장부를 절곡함으로써 스티프너 본체(131)와 보강절곡부(132) 및 절취부(133)가 형성되도록 제작할 수 있는 것이다.

상기 정착브래킷(200)은 도 6에 도시한 바와 같이, 상기 연결플랜지(120)에 대응하는 버팀보측 플랜지(210)와; 상기 버팀보측 플랜지(210)에서 버팀보(100)의 길이방향으로 이격 배치되는 띠장측 플랜지(220)와; 상기 버팀보측 플랜지(210)에 접합되는 밑변부(232)와 상기 밑변부(232)의 좌우 양측에서 45도를 이루는 빗변부(233)를 가지는 제1 회동편 본체(231)와, 상기 제1 회동편 본체(231)에 일체로 형성되며 상기 빗변부(233)의 가상연장선이 만나는 점을 중심으로 하는 원판으로 형성되는 제1 원판부(234)를 가지는 상 하 한 쌍의 제1 회동편(230)과; 상기 제1 회동편(230)보다 두께만큼 하부에 위치하는 평면상에 배치되며, 상기 띠장측 플랜지(220)에 접합되는 밑변부(242)와, 상기 밑변부(242)의 좌우 양측에서 45도를 이루는 빗변부(243)를 가지는 제2 회동편 본체(241)와, 상기 제2 회동편 본체(241)에 일체로 형성되며 상기 빗변부(243)의 가상연장선이 만나는 점을 중심으로 하는 원판으로 형성되는 제2 원판부(244)를 가지는 상하 한 쌍의 제2 회동편(240)과; 상기 제2 회동편(240)과 동일 평면상에 배치되며, 상기 버팀보측 플랜지(210)에 접합되는 밑변부(252)와 상기 밑변부(252)의 좌우 양측에서 45도를 이루는 빗변부(253) 및 상기 밑변부(252)에 평행한 윗변부(254)를 가지는 제3 회동편 본체(251)와, 상기 제3 회동편 본체(251)의 선단부에 형성되어 상기 제2 원판부(244)를 감싸는 제 1 반원형 안내홈(255)을 가지며, 상기 제2 회동편(240)과 동일 평면상에 배치되는 상하 한 쌍의 제3 회동편(250)과; 상기 제1 회동편(230)과 동일 평면상에 배치되며, 상기 띠장측 플랜지(220)에 접합되는 밑변부(262)와 상기 밑변부(262)의 좌우 양측에서 45도를 이루는 빗변부(263) 및 상기 밑변부(262)에 평행한 윗변부(264)를 가지는 제4 회동편 본체(261)와, 상기 제4 회동편 본체(261)의 선단부에 형성되어 상기 제1 원판부(234)를 감싸는 제2 반원형 안내홈(265)을 가지며, 상기 제1 회동편(230)과 동일 평면상에 배치되는 상하 한 상의 제4 회동편(260)과; 상기 제1 원판부(234)와 제2 원판부(244)의 중심에 형성된 축공(235, 245)에 삽입되는 연결축(270); 및 상기 축공(235, 245)을 기준으로 좌우 양측에서 제1 원판부(234)와 제2 원판부(244)에 형성되는 고정볼트관통공(236, 246)에 관통되는 고정볼트(281)와, 상기 고정볼트(281)의 돌출단부에 체결되는 고정너트(282); 를 포함하여 구성된다.

상기 버팀보측 플랜지(210)는 상기 버팀보(100)의 연결플랜지(120)에 접합되는 것으로, 상기 연결플랜지(120)와 동일한 크기로 형성된다. 또한 버팀보측 플랜지(210)에는 상기 버팀보(100)의 연결플랜지(120)의 모퉁이 볼트관통공(121)과 가장자리 볼트관통공(122)에 대응하여 4개의 모퉁이 볼트관통공(211)과, 상기 4개의 모퉁이 볼트관통공(211) 사이에 형성되는 4개의 가장자리 볼트관통공(212)이 구비된다.

상기 버팀보측 플랜지(210)와 제3 회동편 본체(251)는 보강리브(213)에 의하여 보강될 수 있다.

상기 띠장측 플랜지(220)는 띠장(20)의 일측 플랜지(22)에 접합되는 것으로, 상측과 하측에 형성되는 복수개의 볼트관통공(221)이 구비된다.

상기 제1 회동편(230)과 제3 회동편(250)은 각각 밑변부(232, 252)가 버팀보측 플랜지(210)에 접합됨과 아울러 서로 접합되어 버팀보측 플랜지(210)와 제1 회동편(230) 및 제3 회동편(250)이 일체를 이루게 된다.

상기 제2 회동편(240)과 제4 회동편(260)은 각각 밑변부(242, 262)가 띠장측 플랜지(220)에 접합됨과 아울러 서로 접합되어 띠장측 플랜지(220)와 제2 회동편(240) 및 제4 회동편(260)이 일체를 이루게 된다.

상기 제1 회동편(230)과 제3 회동편(250), 제2 회동편(240)과 제4 회동편(260)은 각각 버팀보측 플랜지(210)와 띠장측 플랜지(220)의 단면 중심에 하나씩만 구비될 수 있으나, 도시예와 같이, 버팀보측 플랜지(210)와 띠장측 플랜지(220)의 단면 중심을 기준으로 하여 상하 대칭형으로 배치하는 것이 바람직하다.

제1 회동편(230)과 제4 회동편(260)은 제1 원판부(234)와 제2 반원형 안내홈(265)에 의하여 상호 회동 가능하게 지지되며, 제2 회동편(240)과 제3 회동편(250)은 제2 원판부(244)와 제1 반원형 안내홈(255)에 의하여 상호 회동 가능하게 지지됨과 아울러 제1 원판부(234)와 제2 원판부(244)의 중심에 형성된 축공(235, 245)에 삽입되는 연결축(270)에 의하여 상호 회동 가능하게 연결되어 있으므로 버팀보(100)에 의하여 지지하고자 하는 양측 띠장(20)이 이루는 각도에 따라 제1 내지 제4 회동편(230, 240, 250, 260)과 버팀보측 플랜지(210) 및 띠장측 플랜지(220)의 각도를 조절할 수 있다.

이에 따라 버팀보(100)에 의하여 지지하고자 하는 양측 띠장(20)이 평행하게 배치되어 있는 경우는 물론, 양측 띠장(20)이 직각을 이루는 경우, 그리고 양측 띠장(20)이 90도 이하의 각도를 이루는 경우에도 정착브래킷(200)을 이용하여 적절하게 연결할 수 있다.

상기 스크루잭(300)은 도 7에 도시한 바와 같이, 상기 버팀보(100)의 연결플랜지(120)에 대응하는 버팀보측 플랜지(310)와, 상기 정착브래킷(200)의 버팀보측 플랜지(210)에 대응하는 지압판(320)과, 상기 버팀보측 플랜지(310)와 지압판(320) 사이에 배치되며 복수개의 스크루 관통공(331)이 형성되는 지지판(330)과, 상기 버팀보측 플랜지(310)와 지지판(330) 사이에 연결되며 상기 스크루 관통공(331)과 동축을 이루는 복수개의 지지강관(340)과, 일단이 상기 지압판(320)에 고정되며 타단이 상기 스크루 관통공(331)을 통해 지지강관(340) 내로 삽입되는 스크루(350)와, 상기 스크루(350)에 나사결합되어 상기 지지판(330)에 조여지는 잠금너트(360)를 포함하여 구성된다.

상기 버팀보측 플랜지(310)와 지압판(320)은 상기 연결플랜지(120)와 버팀보측 플랜지(210)와 동일한 크기와 형태로 형성된다.

상기 버팀보측 플랜지(310)에는 상기 연결플랜지(120)의 모퉁이 볼트관통공(121)과 가장자리 볼트관통공(122)에 대응하는 모퉁이 볼트관통공(311)과 가장자리 볼트관통공(312)이 형성되고, 상기 지압판(320)에는 상기 버팀보측 플랜지(210)의 모퉁이 볼트관통공(211)과 가장자리 볼트관통공(212)에 대응하는 모퉁이 볼트관통공(321)과 가장자리 볼트관통공(322)이 형성된다.

상기 지지강관(340)은 양단이 버팀보측 플랜지(310)와 지지판(330)에 용접에 의하여 결합된다. 또한 상기 지지강관(340)은 그 외주면과 버팀보측 플랜지(310) 사이에는 용접되는 보강리브(341)에 의하여 보강된다.

여기서 버팀보측 플랜지(310)와 지지판(330)을 연결하는 지지강관(340)은 구조적 강도를 충족시키기 위하여 스크루(350)의 외경보다 큰 내경을 가지는 강관으로 구성되는바, 스크루(350)가 지지강관(340)의 내부에 삽입되었을 때 스크루(350)의 외경과 지지강관(340)의 내경의 차이로 인하여 스크루(350)가 아주 헐거운 상태로 되어 스크루(350)가 유동할 수 있게 된다.

이러한 현상을 방지하기 위하여 상기 지지강관(340)의 지지판(330)측 단부에는 상기 스크루(350)의 외경보다 슬라이드 피트(slide fit) 정도의 공차만큼 큰 내경을 가지는 스크루 안내슬리브(370)가 삽입된다. 상기 스크루 안내슬리브(370)의 일단은 상기 지지판(330)에 용접에 의하여 결합된다.

상기 스크루(350)의 타단은 그 자체만을 상기 지압판(320)에 용접할 수도 있으나, 결합강도를 높이기 위하여 상기 지압판(320)에 고정슬리브(380)를 용접하고, 스크루(350)의 타단을 고정슬리브(380)에 삽입하여 스크루(350)와 고정슬리브(380)를 용접하는 것이 바람직하다.

또한 상기 지압판(320)과 지지판(330) 사이에는 유압잭(390)을 삽입하여 선행하중을 인가할 수 있도록 한다. 유압잭(390)은 선행하중을 인가한 후 스크루(350)에 나사결합된 잠금너트(360)를 조인 후에는 탈거하는 것이다.

이하, 본 실시예에 따른 흙막이용 L형강 합성 버팀보 구조물을 설치하는 과정을 설명한다.

버팀보(100)는 현장 사정에 따라 0.5m 내지 10m의 길이로 제작하여 필요에 따라서 하나 또는 2 이상을 연결하여 사용하게 된다.

2 이상의 버팀보(100)의 연결은 양측 버팀보(100)의 연결플랜지(120)를 맞댄 상태에서 연결플랜지(120)에 형성된 모퉁이 볼트관통공(121)과 가장자리 볼트관통공(122)에 볼트(B)를 관통시키고, 볼트(B)의 돌출단부에 너트(N)를 체결하는 것에 의하여 이루어진다.

버팀보(100)에 의하여 지지하고자 하는 양측 띠장(20)에 양측 정착브래킷(200)의 띠장측 플랜지(220)를 결합하며, 일측 정착브래킷(200)의 버팀보측 플랜지(210)와 버팀보(100)의 일측 연결플랜지(120)를 결합하고, 버팀보(100)의 타측 연결플랜지(120)와 스크루잭(300)의 버팀보측 플랜지(310)를 결합하며, 타측 정착브래킷(200)의 버팀보측 플랜지(210)와 스크루잭(300)의 지압판(320)을 결합한다.

양측 띠장(20)과 양측 정착브래킷(200)의 띠장측 플랜지(220)의 결합은 띠장측 플랜지(220)에 형성된 볼트관통공(221)과 띠장(20)에 형성된 볼트관통공(24)에 볼트(B1)를 관통시키고, 볼트(B1)의 돌출단부에 너트(N1)를 체결하는 것에 의하여 이루어진다.

일측 정착브래킷(200)의 버팀보측 플랜지(210)와 버팀보(100)의 일측 연결플랜지(120)의 결합은 버팀보측 플랜지(210)와 버팀보(100)의 일측 연결플랜지(120)에 형성된 모퉁이 볼트관통공(121, 211)과 가장자리 볼트관통공(122, 212)에 볼트(B2)를 관통시키고, 볼트(B2)의 돌출단부에 너트(N2)를 체결하는 것에 의하여 이루어진다.

버팀보(100)의 타측 연결플랜지(120)와 스크루잭(300)의 버팀보측 플랜지(310)의 결합은 연결플랜지(120)와 버팀보측 플랜지(310)에 형성된 모퉁이 볼트관통공(121, 311)과 가장자리 볼트관통공(122, 312)에 볼트(B3)를 관통시키고, 볼트(B3)의 돌출단부에 너트(N3)를 체결하는 것에 의하여 이루어진다.

타측 정착브래킷(200)의 버팀보측 플랜지(210)와 스크루잭(300)의 지압판(320)의 결합은 버팀보측 플랜지(210)와 지압판(320)에 형성된 모퉁이 볼트관통공(211, 321)과 가장자리 볼트관통공(212, 322)에 볼트(B4)를 관통시키고, 볼트(B4)의 돌출단부에 너트(N4)를 체결하는 것에 의하여 이루어진다.

여기서, 상기 버팀보(100)는 도 5에 도시한 바와 같이, L형강(110)이 연결플랜지(120)의 단면 중심(O)을 통과하는 수직축(Z)과 수평축(X)을 기준으로 하여 좌우 대칭 및 상하 대칭으로 배치되므로 연결플랜지(120)의 단면 중심(O)에서 각 L형강(110)의 단면 도심(O') 사이의 중심거리(L)가 동일하게 되도록 구성되어 있으므로 상기 선행기술 3의 버팀보와 비교하여 볼 때 단면이차모멘트와 단면계수가 증가하고, 좌굴 및 비틀림 저항력이 증가하게 된다.

이에 대하여 상기 선행기술 3과 대비하여 설명한다.

도 5는 본 발명의 버팀보(100)와 상기 선행기술 3의 버팀보를 비교하여 보인 도면이다.

본 발명과 선행기술 3의 연결플랜지는 450mm ㅧ 450mm로 동일하게 하고, 본원발명의 L형강(110)의 단면은 130mm ㅧ 130mm ㅧ 13mm(t)로 하고, 선행기술 3의 사각강관(R)의 단면은 125mm ㅧ 125mm ㅧ 6mm(t)로 하였을 때, 본 발명의 연결플랜지(120)의 단면 중심(O)에서 L형강(110)의 단면 도심(O') 사이의 중심거리(L = 187.7mm)가 선행기술의 연결플랜지(P)의 단면 중심(O1)에서 사각강관의 단면 도심(O1') 사이의 중심거리(L1 = 162.5mm)보다 길게 되고, 단면이차모멘트(I = 42,709.0cm⁴)와 단면계수(Z = 1,898.0cm²)가 선행기술 3의 단면이차모멘트(I1 = 31,887.0cm⁴)와 단면계수(Z1 = 1,417.0cm²)보다 1.33배 정도 증가되어 버팀부(100)의 좌굴 및 비틀림 저항력이 증가하게 된다.

또한 상기 버팀보(100)의 L형강(110)을 보강하는 스티프너(130)는 단순한 판상으로 형성하지 않고, 네 변에 보강절곡부(132)가 구비된 형태로 구성되기 때문에 버팀부(100)의 좌굴 및 비틀림 저항력을 더욱 증가시킬 수 있게 된다.

또한 버팀보(100)를 연결함에 있어서 보강재(bracing)를 덧대지 않고서도 충분한 좌굴 및 비틀림 저항력을 확보할 수 있게 된다.

또한 버팀보(100)에 L형강(110)을 사용하고 있기 때문에 연결플랜지(120)에 형성되는 모퉁이 볼트관통공(121)의 위치를 L형강(110)의 단면 도심(O')에 근접하여 형성하면서도 연결을 위한 볼트/너트의 체결이 가능하게 된다.

즉, 2개의 버팀보(100)의 연결플랜지(120)를 연결하기 위한 볼트(B)와 너트(N), 버팀보(100)의 연결플랜지(120)와 정착브래킷(200)의 버팀보측 플랜지(210)의 결합을 위한 볼트(B2)와 너트(N2), 버팀보(100)의 연결플랜지(120)와 스크루잭(300)의 버팀보측 플랜지(310)의 결합을 위한 볼트(B3)와 너트(N3)의 체결이 가능하게 된다.

따라서 버팀보(100)의 연결플랜지(120)와 장착브래킷(200)의 버팀보측 플랜지(210), 버팀보(100)의 연결플랜지(120)와 스크루잭(300)의 버팀보측 플랜지(310)의 결합을 위한 볼트(B2, B3)와 너트(N2, N3)의 체결이 L형강(110)의 단면 도심(O')에 최대한 근접한 위치에서 이루어질 수 있게 된다.

또한 버팀보(100)의 연결플랜지(120), 정착브래킷(200)의 버팀보측 플랜지(210), 스크루잭(300)의 버팀보측 플랜지(310)의 가장자리 볼트관통공(122, 212, 312)이 각각 모퉁이 볼트관통공(121, 211, 311)과 수직방향과 수평방향으로 동일 선상에 형성할 수 있으므로 좌굴 및 비틀림 저항력을 최대한으로 유지할 수 있게 되고, 결과적으로 여러 개의 버팀보(100)를 연결하였을 경우에도 처짐을 최소화할 수 있게 된다.

실험결과에 따르면 본 발명에 의하면 종래 버팀보 간의 수평 간격이 1~2m정도인 것에 비하여 5m로 넓힐 수 있으며, 이에 따라 지보공에 소요되는 버팀보와 중간말뚝(post pile)의 개수를 줄일 수 있어 작업 공간을 확보하는 데에 매우 유리하게 되고, 공기를 단축할 수 있으며, 시공비용을 절감할 수 있게 된다.

여기서, 버팀보(100)의 연결플랜지(120)와 정착브래킷(200)의 버팀보측 플랜지(210) 및 스크루잭(300)의 버팀보측 플랜지(310)에 형성되는 모퉁이 볼트관통공(121, 211, 311)의 위치는 L형강(110)의 단면 도심(O')에 일치하는 위치에 형성하는 것이 가장 이상적이라고 할 것이나, 본 발명에서는 볼트(B2, B3)와 너트(N2, N3)의 체결을 위하여 단면 도심(O')에서 안쪽으로 이동한 위치에 형성한 예를 보인 것이다.

이에 대하여 선행기술 3은 사각강관(R)을 사용하기 때문에 사각강관(R)의 단면 도심(O') 또는 그에 근접한 위치에 형성할 경우 볼트와 너트의 체결이 불가능하기 때문에 모퉁이 볼트관통공을 생략하고, 가장자리 볼트관통공(H)을 2열로 형성하고 있으므로 버팀보와 정착브래킷 및 스크루잭의 결합력이 저하되고 좌굴 및 비틀림 저항력이 저하되어 결과적으로는 처짐이 커지게 되어, 별도의 보강재(Bracing)를 덧대어 보강해야 하며, 버팀보 사이의 간격을 1~2m로 유지하여야 하므로 중간말뚝의 개수가 증가되고, 이에 따라 공기가 지연되고, 시공비용이 증가하게 되는 문제점이 있게 된다.

또한 본 발명은 L형강(110)을 사용하고 있으므로 연결플랜지(120)에 연장부를 형성하지 않고서도 L형강(110)의 단면도심(O')에 근접한 위치에서 볼트체결이 가능하게 될 뿐만 아니라 연결플랜지(120)에 연장부와 같은 돌출부가 없으므로 현장에서 백호우 등의 소형장비에 의하여 버팀보(100)를 설치 위치로 이동시킬 때 간섭을 일으키는 부위가 없게 되어 버팀보의 이동 작업이 신속, 간편하게 이루어게 된다.

또한 본 발명은 버팀보(100)에 연장부와 같은 돌출부가 없기 때문에 버팀보(100)를 적재할 때 적재 부피가 작아지고, 보관 및 운반시 점유 공간이 작아지게 되어 보관 및 물류 비용이 절감되는 효과가 있다.

이하, 스크루잭(300)에 의한 길이 조절 및 선행하중 인가 과정에 대하여 설명한다.

먼저, 도 8의 (a)에 도시한 바와 같이, 잠금너트(360)를 풀리는 방향으로 돌려서 지지판(330)로부터 지압판(320)측으로 이동하도록 하여 스크루(350)가 지지판(330)의 스크루 관통공(331)을 통해 지지강관(340) 내에서 이동 가능한 상태로 되도록 한다.

도 8의 (b)에 도시한 바와 같이, 버팀보측 플랜지(310)를 버팀보(100)의 연결플랜지(120)에 맞대고, 모퉁이 볼트관통공(121, 311)과 가장자리 볼트관통공(122, 312)에 볼트(B3)를 관통시키고 볼트(B3)의 돌출단부에 너트(N3)를 체결하여 버팀보측 플랜지(310)를 버팀보(100)의 연결플랜지(120)에 결합함과 아울러 지압판(320)과 정착브래킷(200)의 버팀보측 플랜지(210)를 맞대고, 모퉁이 볼트관통공(321, 121)과 가장자리 볼트관통공(322, 122)에 볼트(B4)를 관통시키고 볼트(B4)의 돌출단부에 너트(N4)를 체결하는 하여 지압판(320)을 정착브래킷(200)의 버팀보측 플랜지(210)에 결합한다.

도 8의 (c)에 도시한 바와 같이, 지압판(320)과 지지판(330) 사이에 유압잭(390)을 삽입하고 유압잭(390)을 작동시켜 길이조절을 함과 아울러 선행하중을 인가한다.

유압잭(390)에 의한 길이조절 및 선행하중 인가 과정에서 스크루(350)는 지지강관(340)의 내부에서 이동하게 되는데 지지강관(340)의 내부에 삽입되어 지지판(330)에 고정되며 스크루(350)의 외경에 대하여 슬라이드 피트 정도의 공차만큼 큰 내경을 가지는 스크루 안내슬리브(370)가 스크루(350)를 안내하게 되므로 스크루(350)의 이동이 흔들림 없이 원활하게 이루어지게 된다.

도 8의 (d)에 도시한 바와 같이, 유압잭(390)에 의하여 선행하중을 인가하면서 스크루(350)에 나사결합된 잠금너트(360)를 조임방향으로 돌려서 잠금너트(360)가 지지판(330)에 조여지게 한다.

이 상태에서는 스크루(350)는 일단이 지압판(320)에 고정된 고정되고 타단에 체결된 잠금너트(360)가 지지판(330)에 걸린 상태이므로 유압잭(390)을 탈거하더라도 그 상태를 유지하게 된다.

다음, 도 8의 (e)에 도시한 바와 같이, 유압잭(390)을 수축시키고, 유압잭(390)을 지압판(320)과 지지판(330) 사이에서 탈거해 내면, 스크루잭(300)은 버팀보(100)와 정착브래킷(200) 사이에서 길이조절 및 선행하중을 인가한 상태로 고정된다.

이하, 지지하고자 하는 양측 띠장(20)의 상태 위치에 따른 설치 상태를 설명한다.

도 9에 도시한 바와 같이, 버팀보(100)에 의하여 지지하고자 하는 양측 띠장(20)이 평행을 이루고 있는 경우에는 상술한 바와 같이, 양측 띠장(20)에 정착브래킷(200)의 띠장측 플랜지(220)를 볼트(B1)와 너트(N1)에 의하여 결합하고, 일측 정착브래킷(200)의 버팀보측 플랜지(210)와 버팀보(100)의 일측 연결플랜지(120)를 볼트(B2)와 너트(N2)에 의하여 결합하며, 버팀보(100)의 타측 연결플랜지(120)와 스크루잭(300)의 버팀보측 플랜지(310)를 볼트(B3)와 너트(N3)에 의하여 결합하고, 타측 정착브래킷(200)의 버팀보측 플랜지(210)에 스크루잭(300)의 지압판(320)을 볼트(B4)와 너트(N4)에 의하여 결합하면, 제1 및 제2 원판부(234, 244)와 제1 및 제2 반원형 안내홈(255, 265), 그리고 축공(235, 245)과 연결축(270)에 의하여 상호 회동 가능하게 연결되어 있는 제1 및 제3 회동편(230, 250)과 제2 및 제4 회동편(240, 260)이 자연스럽게 회동하면서 제1 내지 제4 회동편(230, 240, 250, 260)의 밑변부(232, 242, 252, 262)와 버팀보측 플랜지(210)와 띠장측 플랜지(220)가 자연스럽게 양측 띠장(20)에 평행한 상태로 유지된다.

이 상태에서 상기 제1 및 제2 회동편(230, 240)의 원판부(234, 244)에 형성된 볼트관통공(236, 246)에 고정볼트(281)를 관통시키고, 고정볼트(281)의 돌출단부에 고정너트(282)를 체결하는 것에 의하여 제1 내지 제4 회동편(230, 240, 250, 260)과 버팀보측 플랜지(210) 및 띠장측 플랜지(220)가 상대 회동하지 않는 상태로 고정된다.

한편, 도 10에 도시한 바와 같이, 버팀보(100)에 의하여 지지하고자 하는 양측 띠장(20)이 직각을 이루고 있는 경우, 제1 및 제2 원판부(234, 244)와 제1 및 제2 반원형 안내홈(255, 265), 그리고 축공(235, 245)과 연결축(270)에 의하여 상호 회동 가능하게 연결되어 있는 제1 및 제3 회동편(230, 250)과 제2 및 제4 회동편(240, 260)이 자연스럽게 회동하면서 제1 및 제3 회동편(230, 250)의 밑변부(232, 252)와 버팀보측 플랜지(210)는 버팀보(100)의 연결플랜지(120)에 평행한 상태로 되고, 제2 및 제4 회동편(240, 260)의 밑변부(242, 262)와 띠장측 플랜지(220)는 띠장(20)에 평행한 상태로 된다.

이때, 제3 회동편(250)의 일측 윗변부(254)와 제2 회동편(240)의 일측 빗변부(243)가 서로 걸리게 되고, 제4 회동편(260)의 일측 윗변부(264)와 제1 회동편(230)의 일측 빗변부(233)가 서로 걸리게 되어 더 이상 회동하지 않게 된다.

결국, 제1 및 제2 회동편(230, 240)의 빗변부(233, 243)는 밑변부(232, 242)에 대하여 45도를 이루고 있으므로 버팀보측 플랜지(210)와 띠장측 플랜지(220)는 45도를 이루게 되고, 버팀보(100)는 띠장(20)에 대하여 45도를 유지하는 상태로 설치된다.

이때, 제1 및 제2 원판부(234, 244)에 형성되는 고정볼트관통공(236, 246)이 서로 어긋나게 되어 제1 및 제2 원판부(234, 244)를 고정볼트(281)와 고정너트(282)에 의하여 고정할 수는 없으나, 제3 회동편(250)의 일측 윗변부(254)와 제2 회동편(240)의 일측 빗변부(243)가 서로 걸려 있고 제4 회동편(260)의 일측 윗변부(264)와 제1 회동편(230)의 일측 빗변부(233)가 서로 걸려 있으며, 제1 및 제2 회동편(230, 240)의 제1 및 제2 원판부(234, 244)와 제3 및 제4 회동편(250, 260)의 제1 및 제 반원형 안내홈(255, 265), 그리고 제1 및 제2 원판부(234, 244)에 형성된 축공(235, 245)과 이에 삽입되는 연결축(270)에 의하여 제1 내지 제4 회동편(230, 240, 250, 260)이 지지되므로 버팀 하중을 지탱할 수 있게 된다.

상술한 제1 실시예에서는 양측 띠장(20)이 직각으로 만나는 경우, 버팀보측 플랜지(210)와 띠장측 플랜지(220) 사이의 각도와, 제1 및 제3 회동편(230, 250)의 빗변부(233, 253)와 제2 및 제4 회동편(240, 260)의 빗변부(243, 263) 사이의 각도가 45도를 이루게 되고, 제3 회동편(250)의 윗변부(254)와 제2 회동편(240)의 빗변부(243)가 서로 걸리게 되며, 제4 회동편(260)의 윗변부(264)와 제1 회동편(230)의 빗변부(233)가 서로 걸리게 되지만, 양측 띠장(20)이 90도보다 작은 예각으로 만나는 경우, 버팀보측 플랜지(210)와 띠장측 플랜지(220) 사이의 각도와, 제1 및 제3 회동편(230, 250)의 빗변부(233, 253)와 제2 및 제4 회동편(240, 260)의 빗변부(243, 263) 사이의 각도가 45도보다 작은 각도를 이루게 되고, 제3 회동편(250)의 윗변부(254)와 제2 회동편(240)의 빗변부(243)가 서로 걸리지 않게 되며, 제4 회동편(260)의 윗변부(264)와 제1 회동편(230)의 빗변부(233)가 서로 걸리지 않게 된다.

이와 같이 제3 회동편(250)의 윗변부(254)와 제2 회동편(240)의 빗변부(243)가 서로 걸리지 않게 되며, 제4 회동편(260)의 윗변부(364)와 제1 회동편(23)의 빗변부(233)가 서로 걸리지 않게 되면, 버팀보측 플랜지(210) 및 제1 및 제3 회동편(230, 250)과 띠장측 플랜지(220) 및 제2 및 제4 회동편(240, 260)이 서로 걸리는 부분이 없게 되기 때문에 하중을 지탱하는 힘이 다소 저하될 수 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 정착브래킷(200)이 각도조절 가능하게 구성되어 있기 때문에 선행기술과 같이 고정형 정착브래킷과 각도조절형 정착브래킷을 이중으로 연결하지 않고 하나의 정착브래킷으로써 각도조절이 가능하게 되므로 볼트/너트에 의하여 연결되는 연결부가 감소되어 구조상 안정성을 확보할 수 있게 된다. 또한 그 만큼 공기가 단축되고 비용을 절감할 수 있게 된다.

도 11 및 도 12는 본 발명에 의한 흙막이용 L형강 합성 버팀보 구조물의 바람직한 제2 실시예를 보인 것이다.

본 실시예는 양측 띠장(20)이 90도보다 작은 예각으로 만나는 경우 제3 회동편(250)에 제4 회동편(260)의 윗변부(264)가 걸리는 멈춤핀(293)을 설치하고, 제4 회동편(260)에 제3 회동편(250)의 윗변부(254)가 걸리는 멈춤핀(294)을 설치한 것이다.

즉, 양측 띠장(20)이 90도보다 작은 예각으로 만나는 경우에는 띠장(20)과 버팀보(100)가 만나는 각도가 45도보다 크게 되며, 상술한 동작에 의하여 버팀보측 플랜지(210)와 띠장측 플랜지(220) 사이의 각도는 45도 이하로 된다.

따라서 제3 회동편(250)의 일측 윗변부(254)와 제2 회동편(240)의 일측 빗변부(243)가 서로 걸리지 않게 되고, 제4 회동편(260)의 일측 윗변부(264)와 제1 회동편(230)의 일측 빗변부(233)가 서로 걸리지 않게 된다.

본 실시예에서는, 양측 띠장(20)이 90도보다 작은 예각으로 만나는 경우에도 버팀보측 플랜지(210) 및 제1 및 제3 회동편(230, 250)과 띠장측 플랜지(220) 및 제2 및 제4 회동편(240, 260)이 멈춤핀(293, 294)을 통하여 서로 걸리도록 함으로써 하중을 지탱하는 힘의 저하를 방지할 수 있도록 한 것이다.

상기 멈춤핀(293, 294)을 각각 제3 및 제4 회동편(250, 260)에 설치하기 위하여 제3 및 제4 회동편(250, 260)에 멈춤핀공(291, 292)을 형성하여 현장에서 멈춤핀(293, 294)을 멈춤핀공(291, 292)에 끼울 수 있도록 할 수 있다.

멈춤핀공(291, 292)은 공장에서 정착브래킷(200)을 제작시 현장사정에 맞춰서 미리 천공하거나 현장에서 천공할 수 있다.

멈춤핀공(291, 292)은 정착브래킷(200)을 공장에서 제작할 때 미리 2이상의 각도 위치에 형성해둘 수도 있다.

도시예에서는 양측 띠장(20) 사이의 각도가 60도인 경우에 대하여 설명하고 있으나, 90도보다 작은 80도, 75도, 70도, 65도, 55도, 50도 45도 등 다양한 각도에 적용할 수도 있다.

이상에서 본 발명을 예시된 실시예를 참조하여 설명하였으나 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.

10 : 엄지말뚝 20 : 띠장
100 : 버팀보 30 : 시트파일
110 : L형강 120 : 연결플랜지
130 : 스티프너 200 : 정착브래킷
210 : 버팀보측 플랜지 220 : 띠장측 플랜지
230, 240, 250, 260 : 제1 내지 제4 회동편
231, 241, 251, 261 : 제1 내지 제4 회동편 본체
232, 242, 252, 262 : 밑변부
233, 243, 253, 263 : 빗변부
234, 244 : 제1 및 제2 원판부
235, 245 : 축공 236, 246 : 고정볼트관통공
254, 264 : 윗변부 255, 265 : 제1 및 제2 반원형 안내홈
270 : 연결축 281 : 고정볼트
282 : 고정너트 291, 292 : 멈춤핀공
293, 294 : 멈춤핀 300 : 스크루잭
310 : 버팀보측 플랜지 320 : 지압판
330 : 지지판 340 : 지지강관
350 : 스크루 360 : 잠금너트
370 : 스크루 안내슬리브 380 : 고정슬리브
390 : 유압잭

Claims (10)

1. 엄지말뚝(10)에 결합되는 띠장(20) 사이에 정착브래킷(200)을 통하여 양단이 연결되는 버팀보(100)를 포함하여 구성되며,
   상기 버팀보(100)는 수직부(111)와 수평부(112)가 L자형으로 일체화되며 수직부(111)와 수평부(112)가 만나는 모서리(113)가 정사각형의 각 꼭지점에 위치하도록 상하, 좌우 대칭으로 배치되는 4개의 L형강(110)과, 상기 L형강(110)의 양단에 접합되는 4개의 L형강(110)의 모서리(113)에 대응하는 꼭지점을 가지는 정사각형의 연결플랜지(120)를 포함하며,
   상기 연결플랜지(120)는 상기 L형강(110)의 수직부(111)와 수평부(112) 및 모서리(113) 사이에 대응하는 위치에 형성되는 4개의 모퉁이 볼트관통공(121)과, 상기 4개의 모퉁이 볼트관통공(121) 사이의 위치에 대응하여 상기 연결플랜지(120)의 가장자리에 형성되는 가장자리 볼트관통공(122)을 포함하고,
   상기 모퉁이 볼트관통공(121)은 L형강(110)의 단면 도심(O')에 근접하게 형성하여 단면이차모멘트와 단면계수가 증가하고 좌굴 및 비틀림 저항력이 증가함과 아울러 상기 모퉁이 볼트관통공(121)에 볼트(B)를 관통시킬 수 있고 볼트(B)에 너트(N)를 체결할 수 있도록 구성되며,
   상기 정착브래킷(200)은 상기 연결플랜지(120)에 대응하는 버팀보측 플랜지(210)와;
   상기 버팀보측 플랜지(210)에서 버팀보(100)의 길이방향으로 이격 배치되는 띠장측 플랜지(220)와;
   상기 버팀보측 플랜지(210)에 접합되는 밑변부(232)와 상기 밑변부(232)의 좌우 양측에서 45도를 이루는 빗변부(233)를 가지는 제1 회동편 본체(231)와, 상기 제1 회동편 본체(231)에 일체로 형성되며 상기 빗변부(233)의 가상연장선이 만나는 점을 중심으로 하는 원판으로 형성되는 제1 원판부(234)를 가지는 상 하 한 쌍의 제1 회동편(230)과;
   상기 제1 회동편(230)보다 두께만큼 하부에 위치하는 평면상에 배치되며, 상기 띠장측 플랜지(220)에 접합되는 밑변부(242)와, 상기 밑변부(242)의 좌우 양측에서 45도를 이루는 빗변부(243)를 가지는 제2 회동편 본체(241)와, 상기 제2 회동편 본체(241)에 일체로 형성되며 상기 빗변부(243)의 가상연장선이 만나는 점을 중심으로 하는 원판으로 형성되는 제2 원판부(244)를 가지는 상하 한 쌍의 제2 회동편(240)과;
   상기 제2 회동편(240)과 동일 평면상에 배치되며, 상기 버팀보측 플랜지(210)에 접합되는 밑변부(252)와 상기 밑변부(252)의 좌우 양측에서 45도를 이루는 빗변부(253) 및 상기 밑변부(252)에 평행한 윗변부(254)를 가지는 제3 회동편 본체(251)와, 상기 제3 회동편 본체(251)의 선단부에 형성되어 상기 제2 원판부(244)를 감싸는 제 1 반원형 안내홈(255)을 가지며, 상기 제2 회동편(240)과 동일 평면상에 배치되는 상하 한 쌍의 제3 회동편(250)과;
   상기 제1 회동편(230)과 동일 평면상에 배치되며, 상기 띠장측 플랜지(220)에 접합되는 밑변부(262)와 상기 밑변부(262)의 좌우 양측에서 45도를 이루는 빗변부(263) 및 상기 밑변부(262)에 평행한 윗변부(264)를 가지는 제4 회동편 본체(261)와, 상기 제4 회동편 본체(261)의 선단부에 형성되어 상기 제1 원판부(234)를 감싸는 제2 반원형 안내홈(265)을 가지며, 상기 제1 회동편(230)과 동일 평면상에 배치되는 상하 한 상의 제4 회동편(260)과;
   상기 제1 원판부(234)와 제2 원판부(244)의 중심에 형성된 축공(235, 245)에 삽입되는 연결축(270); 및 상기 축공(235, 245)을 기준으로 좌우 양측에서 제1 원판부(234)와 제2 원판부(244)에 형성되는 고정볼트관통공(236, 246)에 관통되는 고정볼트(281)와, 상기 고정볼트(281)의 돌출단부에 체결되는 고정너트(282); 를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 흙막이용 L형강 합성 버팀보 구조물.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 버팀보(100)는 상기 4개의 L형강(110)에 접합되어 강도를 보강하기 위한 스티프너(130)를 더 포함하며,
   상기 스티프너(130)는 상기 L형강(110)의 수직부(111)와 수평부(112)의 안쪽면에 접하는 가장자리를 가지는 정사각형 판체로 이루어지는 스티프너 본체(131)와 상기 스티프너 본체(131)의 가장자리에는 직각으로 절곡되는 보강절곡부(132)로 구성됨을 특징으로 하는 흙막이용 L형강 합성 버팀보 구조물.
   
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 버팀보측 플랜지(210)는 상기 버팀보(100)의 연결플랜지(120)와 동일한 크기로 형성되며, 상기 버팀보측 플랜지(210)에는 상기 버팀보(100)의 연결플랜지(120)의 모퉁이 볼트관통공(121)과 가장자리 볼트관통공(122)에 대응하는 모퉁이 볼트관통공(211)과 볼트관통공(212)이 구비됨을 특징으로 하는 흙막이용 L형강 합성 버팀보 구조물.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 제1 회동편(230)과 제3 회동편(250)은 각각 밑변부(232, 252)가 버팀보측 플랜지(210)에 접합됨과 아울러 서로 접합되어 버팀보측 플랜지(210)와 제1 회동편(230) 및 제3 회동편(250)이 일체를 이루며,
   상기 제2 회동편(240)과 제4 회동편(260)은 각각 밑변부(242, 262)가 띠장측 플랜지(220)에 접합됨과 아울러 서로 접합되어 띠장측 플랜지(220)와 제2 회동편(240) 및 제4 회동편(260)이 일체를 이루는 것을 특징으로 하는 흙막이용 L형강 합성 버팀보 구조물.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 버팀보(100)의 일측 연결플랜지(120)는 일측 정착브래킷(200)의 버팀보측 플랜지(210)에 결합되고,
   상기 버팀보(100)의 타측 연결플랜지(120)는 타측 정착브래킷(200)의 버팀보측 플랜지(210)에 스크루잭(300)을 통하여 결합되며,
   상기 스크루잭(300)은 상기 버팀보(100)의 연결플랜지(120)에 대응하는 버팀보측 플랜지(310)와, 상기 정착브래킷(200)의 버팀보측 플랜지(210)에 대응하는 지압판(320)과, 상기 버팀보측 플랜지(310)와 지압판(320) 사이에 배치되며 복수개의 스크루 관통공(331)이 형성되는 지지판(330)과, 상기 버팀보측 플랜지(310)와 지지판(330) 사이에 연결되며 상기 스크루 관통공(331)과 동축을 이루는 복수개의 지지강관(340)과, 일단이 상기 지압판(320)에 고정되며 타단이 상기 스크루 관통공(331)을 통해 지지강관(340) 내로 삽입되는 스크루(350)와, 상기 스크루(350)에 나사결합되어 상기 지지판(330)에 조여지는 잠금너트(360)를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 흙막이용 L형강 합성 버팀보 구조물.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 버팀보측 플랜지(310)는 상기 버팀보(100)의 연결플랜지(120)와 동일한 크기로 형성되며, 상기 버팀보측 플랜지(310)에는 상기 버팀보(100)의 연결플랜지(120)의 모퉁이 볼트관통공(121)과 가장자리 볼트관통공(122)에 대응하는 모퉁이 볼트관통공(311)과 가장자리 볼트관통공(312)이 구비되고,
   상기 지압판(320)에는 상기 정착브래킷(200)의 버팀보측 플랜지(210)의 모퉁이 볼트관통공(211)과 가장자리 볼트관통공(212)에 대응하는 모퉁이 볼트관통공(321)과 가장자리 볼트관통공(322)이 구비됨을 특징으로 하는 흙막이용 L형강 합성 버팀보 구조물.
   
8. 제6항에 있어서,
   상기 지지강관(340)의 지지판(330)측 단부에 삽입되고 상기 스크루(350)의 외경보다 슬라이드 피트 정도의 공차만큼 큰 내경을 가지며 상기 지지판(330)에 결합되는 스크루 안내슬리브(370)가 구비됨을 특징으로 하는 흙막이용 L형강 합성 버팀보 구조물.
   
9. 제6항에 있어서,
   상기 스크루(350)의 타단은 상기 지압판(320)에 용접된 고정슬리브(380)에 삽입되고, 상기 스크루(350)와 고정슬리브(380)를 용접에 의하여 결합됨을 특징으로 하는 흙막이용 L형강 합성 버팀보 구조물.
   
10. 제1항에 있어서,
    상기 정착브래킷(200)은
    상기 제3 및 제4 회동편(250, 260)에 결합되어 양측 띠장(20)이 90도보다 작은 예각으로 만나고 띠장(20)과 버팀보(100)가 만나는 각도가 45도보다 크게 되며 버팀보측 플랜지(210)와 띠장측 플랜지(220) 사이의 각도는 45도 이하로 될 때,
    각각 상기 제4 및 제3 회동편(260, 250)의 윗변부(264, 254)가 걸리는 멈춤핀(293, 294)이 더 포함되어 구성됨을 특징으로 하는 흙막이용 L형강 합성 버팀보 구조물.

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