KR101720103B1 - 건축 구조물용 합성보 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 건축 구조물용 합성보에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 건축 구조물용 합성보는 내부에 콘크리트가 채워지도록 복수의 강판을 조립하여 형성되는 건축 구조물용 합성보에 있어서, 보의 양측 측면에 대응하는 위치에 각각 배치되고, 서로 마주하는 면의 상단과 하단에 각각 내측 방향으로 연장된 상부 플랜지와 하부 플랜지가 형성된 한 쌍의 웨브 플레이트;와, 보의 저면에 대응하는 위치에 배치되고, 일면 양측이 상기 하부 플랜지와 맞닿게 배치되는 하부 플레이트;와, 상기 상부 플랜지와 하부 플랜지 및 하부 플레이트의 판면에 각각 형성된 관통홀을 동시에 관통하는 체결바; 및 상기 체결바의 양단에 각각 체결되는 체결부재;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

건축 구조물용 합성보 {COMPOSITE BEAM FOR CONSTRUCTION FRAME}
본 발명은 건축 구조물용 합성보에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 웨브 플레이트와 하부 플레이트를 조립하기 위한 공정이 외측에서 이루어지도록 함으로써, 다양한 형태의 합성보를 간편하게 조립할 수 있는 건축 구조물용 합성보에 관한 것이다.
건물이나 교량 등에서 합성보 구조는 콘크리트 슬래브와 철골보를 전단연결재로 연결하여 외력에 대한 구조체의 거동을 일체화시킨 구조를 한다.
종래 상기와 같은 기존의 철골 합성보와는 달리 상부가 개구된 강판 내부를 콘크리트로 채우고 슬래브와 일체화시켜, 인장력을 높임과 동시에 상대적으로 철골 물량을 절감할 수 있는 합성보가 개발되어 사용되고 있다.
그러나 폭이 좁고 높이가 높은 합성보의 경우에는 볼트와 너트를 이용해 측면 웨브 플레이트와 하부 플랜지를 결합하는 과정에서, 웨브 플레이트 하부까지 작업자의 손이 들어가지 않아 볼트 체결작업이 용이하지 않다.
따라서 종래에는 이러한 문제점을 개선하기 위해 웨브 플레이트에 작업홀을 뚫은 다음 외부에서 작업홀에 손을 집어넣어 볼트를 체결하는 방법이 주로 이용되었다. 그러나 상기와 같은 작업 공정에서는 보의 단면 손실 위험이 있고, 볼트 체결 작업이 완료된 후 합성보 내부에 콘크리트 타설을 위하여 웨브 플레이트에 형성된 작업홀을 막아야 하는 번거로움이 있었다.
이에, 등록특허 10-1449387과 같이 합성보를 다단으로 분리 구성하는 기술이 제안되기도 하였으나, 체결부위가 증가함에 따라 조립공수가 증가하는 것과 동시에, 보 구조물의 중량이 불필요하게 증가하게 되는 문제가 있다.
특허문헌 1. 등록특허 제10-1449387호 (2014.10.13)
따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 웨브 플레이트와 하부 플레이트를 조립하기 위한 공정이 외측에서 이루어지도록 함으로써, 다양한 형태의 합성보를 간편하게 조립할 수 있는 건축 구조물용 합성보를 제공함에 있다.
또한, 웨브 플레이트와 하부 플레이트를 고정하기 위한 체결바가 전단보강의 기능을 동시에 수행하도록 함으로써, 합성보의 중량을 최소화할 수 있는 건축 구조물용 합성보를 제공함에 있다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 내부에 콘크리트가 채워지도록 복수의 강판을 조립하여 형성되는 건축 구조물용 합성보에 있어서, 보의 양측 측면에 대응하는 위치에 각각 배치되고, 서로 마주하는 면의 상단과 하단에 각각 내측 방향으로 연장된 상부 플랜지와 하부 플랜지가 형성된 한 쌍의 웨브 플레이트;와, 보의 저면에 대응하는 위치에 배치되고, 일면 양측이 상기 하부 플랜지와 맞닿게 배치되는 하부 플레이트;와, 상기 상부 플랜지와 하부 플랜지 및 하부 플레이트의 판면에 각각 형성된 관통홀을 동시에 관통하는 체결바; 및 상기 체결바의 양단에 각각 체결되는 체결부재;를 포함하는 건축 구조물용 합성보에 의해 달성된다.
여기서, 상기 한 쌍의 웨브 플레이트를 가로지르는 방향으로 배치되어 양측 체결바를 연결하는 연결부재;를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 연결부재는 한 쌍의 웨브 플레이트의 사이영역 내에서 적어도 상부영역에 배치되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 웨브 플레이트의 상단에는 상부 플랜지와 나란하게 배치되어 외측 방향으로 연장되는 외부 플랜지가 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 상부 플랜지와 웨브 플레이트의 사이에는 지지부재가 배치되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 웨브 플레이트와 하부 플레이트를 조립하기 위한 공정이 외측에서 이루어지도록 함으로써, 다양한 형태의 합성보를 간편하게 조립할 수 있는 건축 구조물용 합성보가 제공된다.
또한, 웨브 플레이트와 하부 플레이트를 고정하기 위한 체결바가 전단보강의 기능을 동시에 수행하도록 함으로써, 합성보의 중량을 최소화할 수 있는 건축 구조물용 합성보가 제공된다.
도 1은 본 발명 건축 구조물용 합성보의 사시도이고,
도 2는 본 발명 건축 구조물용 합성보의 분해사시도이고,
도 3은 본 발명 건축 구조물용 합성보의 단면도이고,
도 4는 본 발명 건축 구조물용 합성보의 시공상태를 나타낸 단면도,
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 건축 구조물용 합성보의 분해사시도이고,
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 건축 구조물용 합성보의 단면도이다.
설명에 앞서, 여러 실시예에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적으로 제1실시예에서 설명하고, 그 외의 실시예에서는 제1실시예와 다른 구성에 대해서 설명하기로 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 제1실시예에 따른 건축 구조물용 합성보에 대하여 상세하게 설명한다.
첨부도면 중, 도 1은 본 발명 건축 구조물용 합성보의 사시도이고, 도 2는 본 발명 건축 구조물용 합성보의 분해사시도이다.
상기 도면에서 도시하는 바와 같은, 본 발명 건축 구조물용 합성보는 내부에 콘크리트가 채워지도록 복수의 강판을 조립하여 형성되는 것으로서, 웨브 플레이트(110), 하부 플레이트(120), 체결바(130), 체결부재(140), 연결부재(150)를 포함하여 구성된다.
상기 웨브 플레이트(110)는 강판으로 이루어지며, 복수 마련되어 보의 양측 측면에 대응하는 위치에 각각 배치되고, 서로 마주하는 면의 상단과 하단에는 각각 내측 방향으로 절곡된 상부 플랜지(111)와 하부 플랜지(112)가 형성된다. 또한 상기 상부 플랜지(111)에는 다수의 관통홀(111a)이 보의 길이방향을 따라 이격 형성되고, 상기 하부 플랜지(112)에는 상부 플랜지(111)의 관통홀(111a)에 대응하는 위치에 각각 관통홀(112a)이 형성된다.
상기 하부 플레이트(120)는 강판으로 이루어지며, 보의 저면에 대응하는 위치에서 상면 양측이 상기 하부 플랜지(112)의 저면과 맞닿도록 배치되고, 하부 플랜지(112)와 맞닿는 양측에는 하부 플랜지(112)의 관통홀(112a)에 대응하는 위치에 각각 관통홀(120a)이 형성된다.
상기 체결바(130)는 상기 상부 플랜지(111)와 하부 플랜지(112) 및 하부 플레이트(120)의 판면에 각각 형성된 관통홀(111a,112a,120a)을 동시에 관통하는 것으로, 양단부가 상부 플랜지(111)와 하부 플랜지(112)의 외측으로 각각 노출되는 길이로 설정되고, 외부로 노출되는 양단부는 체결부재(140)가 나사결합될 수 있도록 나사가공된다.
상기 체결부재(140)는 상기 체결바(130)의 단부에 고정되어 한 쌍의 웨브 플레이트(110)와 하부 플레이트(120)가 체결바(130)에 고정되도록 하는 것으로서, 상기 체결바(130)의 단부에 나사결합될 수 있는 너트 형태로 구성될 수 있다.
상기 연결부재(150)는 한 쌍의 웨브 플레이트(110)의 사이영역 중 적어도 상부영역에서, 상기 한 쌍의 웨브 플레이트(110)를 가로지르는 방향으로 배치되어 양측 체결바(130)를 연결하는 것으로, 양단부에는 상기 체결바(130)를 감싸는 파지부(151)가 절곡 형성된다.
지금부터는 상술한 건축 구조물용 합성보의 제1실시예의 작동에 대하여 설명한다.
첨부도면 중, 도 3은 본 발명 건축 구조물용 합성보의 단면도이고, 도 4는 본 발명 건축 구조물용 합성보의 시공상태를 나타낸 단면도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 웨브 플레이트(110)는 보의 양측면을 구성하도록 서로 나란하게 이격 배치하고, 하부 플레이트(120)는 보의 저면을 구성하도록 한 쌍의 웨브 플레이트(110) 사이공간의 하부를 마감하도록 배치한다.
일측 웨브 플레이트(110)의 상부 플랜지(111)의 관통홀(111a)과 하부 플랜지(112)의 관통홀(112a) 및 하부 플레이트(120)의 일측 관통홀(120a)에 체결바(130)를 관통 삽입한 상태에서, 상부 플랜지(111)의 관통홀(111a)과 하부 플레이트(120)의 관통홀(120a)을 통해 외부로 노출되는 체결바(130)의 양단부에는 체결부재(140)를 각각 체결함으로써, 일측 웨브 플레이트(110)가 하부 플레이트(120)에 밀착된 상태로 결합시킨다.
이어서, 타측 웨브 플레이트(110) 역시 동일한 방법으로 체결바(130)를 이용해 하부 플레이트(120)의 타측에 결합시킨다.
상기와 같은 본 실시예에 조립구조에 따르면, 체결바(130)가 웨브 플레이트(110)의 상부 플랜지(111)과 하부 플랜지(112) 및 하부 플레이트(120)에 형성된 복수의 관통홀(111a,112a,120a)을 동시에 관통한 상태에서, 외부로 노출된 체결바(130)의 단부에 체결부재(140)를 체결하는 것이므로 조립공정이 간편하다. 예를 들어, 보의 내부공간에서는 체결작업이 이루어지지지 않기 때문에, 보의 단면의 폭이 좁거나 높이가 높은 경우에도 웨브 플레이트(110)와 하부 플레이트(120)를 용이하게 조립할 수 있다.
또한, 상기와 같이 조립된 상태에서, 웨브 플레이트(110)의 측면으로부터 이격되어 상단과 하단이 각각 고정된 체결바(130)는 웨브 플레이트(110)와 하부 플레이트(120)를 고정하는 것과 동시에, 합성보의 전단력에 대한 저항력을 증가시키는 역할을 수행할 수 있다. 따라서, 체결요소와 함께 별도의 전단보강 구조물을 배치하지 않아도 되므로 합성보의 중량을 최소화할 수 있다.
한편, 연결부재(150)는 한 쌍의 웨브 플레이트(110)의 사이영역 중 상부영역에 배치되고, 양단부가 양측 체결바(130)에 각각 고정된다. 즉, 연결부재(150)의 양단부에 절곡 형성된 파지부(151)로 양측 체결바(130)를 감싸도록 배치한 상태에서, 연결부재(150)가 체결바(130)를 따라 이동하지 않도록 파지부(151)와 체결바(130)의 접촉부분을 용접하여 고정한다.
상기와 같이 조립된 본 발명 건축 구조물용 합성보는 도 4에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 웨브 플레이트(110)의 상부 플랜지(111)에 각각 슬래브 시공용 데크 플레이트(D)를 안착시킨 상태에서, 콘크리트를 타설하여 슬래브와 보를 함께 시공한다.
이때, 상기 한 쌍의 웨브 플레이트(110)를 하부 플레이트(120)에 고정하는 양측 체결바(130)는 연결부재(150)에 의해 연결되어 있으므로, 콘크리트 타설시 작용하는 콘크리트 측압에 의해 한 쌍의 웨브 플레이트(110)의 사이간격이 확장되는 것을 방지할 수 있다.
다음으로 본 발명의 제2실시예에 따른 건축 구조물용 합성보에 대하여 설명한다.
첨부도면 중, 도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 건축 구조물용 합성보의 분해사시도이고, 도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 건축 구조물용 합성보의 단면도이다.
상기 도면에 도시된 바와 같은 본 발명의 제2실시예에 따른 건축 구조물용 합성보는, 웨브 플레이트(110')의 상단에 외측 방향으로 외부 플랜지(113)가 연장되는 점에서 상술한 제1실시예와 차이를 가지며, 웨브 플레이트(110')를 제외한 나머지 구성은 제1실시예와 동일하므로, 동일 구성에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
구체적으로, 제2실시예의 웨브 플레이트(110')는, 상부 플랜지(111')와 외부 플랜지(113)를 웨브 플레이트(110)와 분리된 하나의 강재 플레이트로 구성하고, 상부 플랜지(111')와 외부 플랜지(113)의 사이 부분을 웨브 플레이트(110')의 상단에 용접하여 고정한다. 또한, 상부 플랜지(111')와 웨브 플레이트(110')의 사이에는 지지부재(114)를 배치하고, 지지부재(114)의 양단부를 상부 플랜지(111')와 웨브 플레이트(110')에 각각 용접함으로써, 상기 상부 플랜지(111')가 웨브 플레이트(110')에 견고하게 고정되도록 할 수 있다.
상기와 같은 제2실시예의 웨브 플레이트(110')는, 웨브 플레이트(110')의 상단 외측에 외부 플랜지(113)가 형성되어 있으므로, 슬래브 시공을 위한 데크 플레이트가 안정적으로 지지되도록 할 수 있다.
본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.
110,110':웨브 플레이트, 111,111':상부 플랜지,
111a:관통홀, 112:하부 플랜지, 112a:관통홀,
113:외부 플랜지, 114:지지부재, 120:하부 플레이트,
120a:관통홀, 130:체결바, 140:체결부재,
150:연결부재, 151:파지부

Claims (5)

  1. 내부에 콘크리트가 채워지도록 복수의 강판을 조립하여 형성되는 건축 구조물용 합성보에 있어서,
    보의 양측 측면에 대응하는 위치에 각각 배치되고, 서로 마주하는 면의 상단과 하단에 각각 내측 방향으로 연장된 상부 플랜지와 하부 플랜지가 형성된 한 쌍의 웨브 플레이트;
    보의 저면에 대응하는 위치에 배치되고, 일면 양측이 상기 하부 플랜지와 맞닿게 배치되는 하부 플레이트;
    상기 상부 플랜지와 하부 플랜지 및 하부 플레이트의 판면에 각각 형성된 관통홀을 동시에 관통하여 상기 웨브 플레이트로부터 이격된 위치에서 상기 상부 플랜지와 하부 플랜지를 연결하는 체결바;
    상기 체결바의 양단에 각각 체결되는 체결부재; 및
    상기 한 쌍의 웨브 플레이트를 가로지르는 방향으로 배치되어 양측 체결바를 연결하는 연결부재;를 포함하며,
    상기 연결부재는 한 쌍의 웨브 플레이트의 사이영역 내에서 적어도 상부영역에 배치되는 것을 특징으로 하는 건축 구조물용 합성보.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 웨브 플레이트의 상단에는 상부 플랜지와 나란하게 배치되어 외측 방향으로 연장되는 외부 플랜지가 형성되는 것을 특징으로 하는 건축 구조물용 합성보.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 상부 플랜지와 웨브 플레이트의 사이에는 지지부재가 배치되는 것을 특징으로 하는 건축 구조물용 합성보.
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