KR101779449B1 - 중공박스형 강재 조립보 및 이를 이용한 구조물 시공방법 - Google Patents

중공박스형 강재 조립보 및 이를 이용한 구조물 시공방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 건축물의 기둥에 설치되어 상부하중을 지지하는 중공박스형 강재 조립보에 있어서, 상기 중공박스형 강재 조립보는, 하판, 상기 하판의 상측에 결합되는 한 쌍의 측판, 상기 한 쌍의 측판의 상측에 결합되는 상판, 및 상기 하판과 한 쌍의 측판과 상판이 형성하는 사각형의 양 단부에 폐합 결합되는 한 쌍의 단부플레이트를 포함하는 것으로, 중공 형상이고, 폭에 비해 길이가 긴 중공박스; 및 상기 기둥에 설치되고, 상기 중공박스의 하판과 단부플레이트가 접하는 모서리 부분에 형성되는 절취부에 긴밀히 삽입되어 결합되는 접합쇄기;를 포함하고, 상기 하판은 상기 한 쌍의 측판의 외측으로 돌출된 돌출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 중공박스형 강재 조립보에 관한 것이다.
본 발명을 통해 중공박스형 강재 조립보를 활용하여 구조물을 시공함에 있어서, 중공박스와 결합되는 접합쇄기를 이용하여 건축구조물의 기둥에 간편하게 결합할 수 있고, 하판의 내력저하를 보완하고 내화성을 증대시키고, 거푸집을 사용하지 않고 콘크리트를 타설할 수 있게 되어 시공성이 증대됨과 동시에 층고를 낮출 수 있으며, 중공박스와 데크플레이트의 상측으로 철근을 배근하여 콘크리트를 타설함으로써, 높은 강성을 확보할 수 있는 효과를 제공할 수 있다.

Description

중공박스형 강재 조립보 및 이를 이용한 구조물 시공방법{A hollow box type steel built up beam and construction method using the same}
본 발명은 중공박스형 강재 조립보 및 이를 이용한 구조물 시공방법에 관한 것이다.
일반적으로 건축물은 수직하중을 지탱하는 기둥과, 기둥에 연결되어 건축물의 상부 하중을 지탱하는 보를 포함할 수 있다. 이러한 기둥과 보(beam)는 건축물의 설계 및 시공에 있어서 가장 중요한 요소로서, 특히 보는 건축물 내에 사용되는 위치, 크기 및 모양 등에 따라 여러 가지 형태가 사용될 수 있고, 건축구조물에 따라서 이에 적합한 것을 선택하여 사용하게 된다.
이러한, 보 중에서는 강재와 콘크리트의 각 단점을 서로 보완하여 강재와 콘크리트의 장점을 극대화시킬 수 있고, 전단연결재 등을 사용하여 합성거동을 하게함으로서 높은 강성을 확보하고 뛰어난 경제성을 가지도록 하는 합성보가 있다.
합성보의 대표적인 공법으로는 크게 노출된 강재보가 상부의 철근콘크리트 슬래브와 합성된 노출형 합성보와, 강재보가 콘크리트에 완전히 매입된 매입형 합성보 있다.
매입형 합성보의 경우 슬래브와 일체로 콘크리트에 완전하게 매입된 것으로 전단연결재가 없어도 완전합성으로 간주되며, 강재의 횡좌굴 및 국부좌굴의 가능성이 현저하게 줄어들지만 복잡한 현장철근 배근작업과 거푸집 설치 및 제거 작업 등이 번거롭다는 단점이 있다.
또한, 노출형 합성보는 철골보 상부플랜지에 전단열결재를 이용하여 콘크리트 슬래브와 일체화하여 모멘트 성능을 극대화시킨 방식으로서, 높은 내하성능 및 강성을 가지면서 경량으로 장스팬에 사용할 수 있다. 하지만 노출형 합성보는 철골보의 상부에 슬래브를 시공하기 때문에 층고가 증가하고 내화피복, 진동, 철골보 상부 압축플랜지 및 웨브의 국부좌굴이 발생할 수 있는 점 등 여러 가지 단점이 있다.
상기한 문제점들을 해결하기 위하여 최근에는 바닥 슬래브를 철골 보의 춤 내에 시공 가능하도록 바닥 슬래브를 춤이 깊은 데크플레이트 혹은 속 빈 Hollow core 슬래브를 사용하고 이를 지지할 수 있도록 철골 보의 하부 플랜지 폭이 확대된 비대칭 철골 보로 구성되는 슬림플로어(Slim Floor)공법이 다양하게 개발되었다.
예컨대, 대한민국 등록특허 10-0908507호 "에이치형강과 성형강판을 이용한 층고절감형 강-콘크리트합성보-슬래브용 성형강판 조립보"가 개시되어 있다.(도 4a, 4b 참조) 이 종래기술은, 상부 플랜지(111), 웨브(112) 및 하부 플랜지(113)를 갖는 H형강(110)과; 하면부(121), 상기 하면부(121)의 양측단으로부터 수직하게 상향 절곡된 측면수직부(122) 및 상기 측면수직부(122)의 상단에서 수평하게 절곡된 받침부(123)를 갖도록 성형된 하나의 성형강판(120)을 포함하며, 상기 H형강(110)의 하부 플랜지(113) 하면에 상기 성형강판(120)의 하면부(121)를 접합하여 구성된 것을 특징으로 하는 성형강판 조립 보(청구항 1 참조)에 관한 것으로서, 합성슬래브의 생산 제원 및 보의 스팬 등에 관계없이 자유로이 층고를 절감할 수 있으면서도 건축물의 고층화에 대응하고 바닥거푸집 및 철근 배근의 생략을 통한 시공성 및 경제성이 개선된 성형강판 조립 보를 제공하는 데 그 목적이 있다.
그러나 상기 종래기술은 H형강(110)의 웨브(112)를 중심으로 콘크리트가 양측으로 분리되어 타설되므로 일체성을 가질 수 없어 하나의 구조물로서 충분한 구조적 안정성을 갖추었다고 보기 어렵고, 외측으로 절곡된 받침부(123)는 데크플레이트에 의한 편심하중을 받고, 성형강판(20)의 내부에 타설되는 콘크리트가 팽창하며 외측으로 압력을 가할 수 있게 되므로 측면수직부(122)가 외측으로 벌어질 수 있다는 문제점이 있다. 또한, 성형강판(120)의 하면부(121)에 따로 철근을 배근하지 않기 때문에 화재발생 시 내부에 타설되는 콘크리트가 내력저하에 취약하고, 내화성능이 떨어진다는 문제점이 존재하고 있고, 기둥과의 별도의 결합 구조가 따로 구비되어 있지 않아 결합이 용이하지 않다는 문제점이 있다.
특허 1 : 대한민국 등록특허 제10-0908507호
상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 중공박스형 강재 조립보를 활용하여 구조물을 시공함에 있어서, 중공박스와 결합되는 접합쇄기를 이용하여 건축구조물의 기둥에 간편하고도 견고하게 결합함으로써, 시공성과 안정성이 증대되는 중공박스형 강재 조립보를 제공하고자 한다.
또한, 접합쇄기의 하측에는 폭이 넓은 지지부재가 결합되고, 상기 지지부재에 중공박스가 거치 결합됨으로써, 중공박스의 설치가 용이하고 견고히 지지되는 중공박스형 강재 조립보를 제공하고자 한다.
또한, 접합쇄기의 하부를 하판의 하부보다 하측으로 돌출되게 형성하고, 상기 돌출된 부분을 폐합시켜 형성함으로써, 접합쇄기에 중공박스가 더욱 견고히 지지되는 중공박스형 강재 조립보를 제공하고자 한다.
또한, 중공박스의 하판의 외측으로 돌출부를 형성하고, 돌출부에 데크플레이트를 설치함으로써 데크플레이트의 설치가 용이하고, 거푸집을 사용하지 않고 콘크리트를 타설할 수 있게 되어 시공성이 증대됨과 동시에 층고를 절감할 수 있고, 중공박스와 데크플레이트의 상측으로 철근을 배근하여 콘크리트를 타설함으로써 높은 강성을 확보할 수 있고, 중공박스가 콘크리트 내측에 매설됨으로써 내화성능이 우수한 중공박스형 강재 조립보를 이용한 구조물 시공방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일례에 따른 중공박스형 강재 조립보는, 건축물의 기둥에 설치되어 상부하중을 지지하는 중공박스형 강재 조립보에 있어서, 상기 중공박스형 강재 조립보는, 하판, 상기 하판의 상측에 결합되는 한 쌍의 측판, 상기 한 쌍의 측판의 상측에 결합되는 상판, 및 상기 하판과 한 쌍의 측판과 상판이 형성하는 사각형의 양 단부에 폐합 결합되는 한 쌍의 단부플레이트를 포함하는 것으로, 중공 형상이고, 폭에 비해 길이가 긴 중공박스; 및 상기 기둥에 설치되고, 상기 중공박스의 하판과 단부플레이트가 접하는 모서리 부분에 형성되는 절취부에 긴밀히 삽입되어 결합되는 접합쇄기;를 포함하고, 상기 하판은 상기 한 쌍의 측판의 외측으로 돌출된 돌출부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 접합쇄기는, 속이 빈 육면체 형상으로서 그 상측은 상기 상판과 이격되어 공간이 형성되고, 상기 중공박스의 중앙부 쪽은 개방되어 상기 중공박스의 내측과 연통된 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 접합쇄기에 머리 없는 접합볼트가 결합되고, 상기 상판에는 상기 접합볼트에 대응되는 볼트공이 형성되며, 상기 접합쇄기가 상기 절취부에 삽입될 때 상기 접합볼트가 상기 볼트공의 상측으로 돌출된 후 너트가 체결되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 접합볼트와 상기 볼트공은 상기 접합쇄기의 양측에 하나씩 구비되거나, 또는 양측에 둘씩 구비되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 접합쇄기의 하부와 상기 하판의 하부가 일치하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 접합쇄기의 하측에 지지부재가 결합되고,
상기 지지부재는 상기 기둥에 결합되고, 평면적은 상기 절취부보다 넓게 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 접합쇄기는 하부가 상기 하판의 하부보다 하측으로 돌출되고, 상기 돌출된 부분은 폐합된 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상판 또는/및 상기 한 쌍의 측판에는 복수의 개구부가 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 하판의 상측에는 ㄷ자형상의 스페이스바가 복수개 설치되고, 상기 복수의 스페이스바의 상측에는 철근 또는/및 강선이 구비되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 중공박스와 접합쇄기의 내부에는 콘크리트가 채워지는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 발명의 일례에 따른 중공박스형 강재 조립보를 이용한 구조물 시공방법은, 건축물의 기둥에 설치되어 상부하중을 지지하는 중공박스형 강재 조립보를 이용한 구조물 시공방법에 있어서, 단면이 H형상, I형상, 또는 사각형상인 강재기둥을 수직으로 복수개 설치하는 1단계; 상기 복수의 강재기둥의 측면에 접합쇄기를 용접 또는/및 볼트로 결합하는 2단계; 및 양측에 설치된 상기 접합쇄기에 중공박스를 결합하는 3단계;를 포함하고, 상기 중공박스는, 폭에 비해 길이가 긴 중공 형상으로서, 하판, 상기 하판의 상측에 결합되고 복수의 개구부가 형성된 한 쌍의 측판, 상기 한 쌍의 측판의 상측에 결합되고 복수의 개구부가 형성된 상판, 및 상기 하판과 한 쌍의 측판과 상판이 형성하는 사각형의 양 단부에 폐합 결합되는 한 쌍의 단부플레이트를 포함하고, 상기 하판은 상기 한 쌍의 측판의 외측으로 돌출된 돌출부를 포함하며, 상기 중공박스의 하판과 단부플레이트가 접하는 모서리 부분에 절취된 절취부가 형성되고, 상기 접합쇄기는 상기 절취부에 긴밀히 삽입되어 결합되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 3단계 후, 인접한 양측의 상기 돌출부에 요철이 반복적으로 형성된 데크플레이트를 거치하는 4단계를 포함할 수 있다.
또한, 4단계 후, 철근을 배치하는 5단계를 포함할 수 있다.
또한, 5단계 후, 데크플레이트의 상측과 상기 중공박스의 내부 및 상측에 콘크리트를 타설하는 6단계를 포함할 수 있다.
또한, 접합쇄기는, 속이 빈 육면체 형상으로서 그 상측은 상기 상판과 이격되어 공간이 형성되고, 상기 중공박스의 중앙부 쪽은 개방되어 상기 중공박스의 내측과 연통된 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 접합쇄기에 머리 없는 접합볼트가 결합되고, 상기 상판에는 상기 접합볼트에 대응되는 볼트공이 형성되며, 상기 접합쇄기가 상기 절취부에 삽입될 때 상기 접합볼트가 상기 볼트공의 상측으로 돌출된 후 너트가 체결되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 접합쇄기의 하측에 지지부재가 결합되고, 지지부재는 상기 강재기둥에 결합되고, 평면적은 상기 절취부보다 넓게 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 접합쇄기는 하부가 상기 하판의 하부보다 하측으로 돌출되고, 상기 돌출된 부분은 폐합된 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 하판의 상측에는 ㄷ자형상의 스페이스바가 복수개 설치되고, 상기 복수의 스페이스바의 상측에는 철근 또는/및 강선이 구비되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명을 통해 중공박스형 강재 조립보를 활용하여 구조물을 시공함에 있어서, 중공박스와 결합되는 접합쇄기를 이용하여 건축구조물의 기둥에 간편하고도 견고하게 결합함으로써, 시공성과 안정성이 증대되는 효과를 제공할 수 있다.
또한, 접합쇄기의 하측에는 폭이 넓은 지지부재가 결합되고, 상기 지지부재에 중공박스가 거치 결합됨으로써, 중공박스의 설치가 용이하고 견고히 지지되는 효과를 제공할 수 있다.
또한, 접합쇄기의 하부를 하판의 하부보다 하측으로 돌출되게 형성하고, 상기 돌출된 부분을 폐합시켜 형성함으로써, 접합쇄기에 중공박스가 더욱 견고히 지지되는 효과를 제공할 수 있다.
또한, 중공박스의 하판의 외측으로 돌출부를 형성하고, 돌출부에 데크플레이트를 설치함으로써 데크플레이트의 설치가 용이하고, 거푸집을 사용하지 않고 콘크리트를 타설할 수 있게 되어 시공성이 증대됨과 동시에 층고를 절감할 수 있고, 중공박스와 데크플레이트의 상측으로 철근을 배근하여 콘크리트를 타설함으로써 높은 강성을 확보할 수 있고, 중공박스가 콘크리트 내측에 매설됨으로써 내화성능이 우수한 효과를 제공할 수 있다.
도 1a, 1b은 본 발명의 일례에 따른 중공박스형 강재 조립보를 이용하여 구조물을 시공하는 모습을 도시하는 사시도와 단면도이다.
도 2a, 2b, 2c, 2d는 본 발명의 일례에 따른 중공박스형 강재 조립보의 분해 사시도, 접합쇄기의 다른 실시예를 도시한 도면들이다.
도 3은, 본 발명의 일례에 따른 중공박스형 강재 조립보의 하판, 측판, 상판을 제조하는 도면들이다.
도 4는, 종래기술을 나타내는 도면들이다.
이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있다. 또한, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다.
이하에서는 도면 1 내지 3을 참조하여, 본 발명의 일례에 따른 중공박스형 강재 조립보를 상세히 설명한다.
본 발명의 일례에 따른 중공박스형 강재 조립보는, 건축물의 기둥(10)에 설치되어 상부하중을 지지하는 것으로서, 하판(22), 상기 하판(22)의 상측에 결합되는 한 쌍의 측판(23), 상기 한 쌍의 측판(23)의 상측에 결합되는 상판(24), 및 상기 하판(22)과 한 쌍의 측판(23)과 상판(24)이 형성하는 사각형의 양 단부에 폐합 결합되는 한 쌍의 단부플레이트(26)를 포함하는 것으로, 중공 형상이고, 폭에 비해 길이가 긴 중공박스(20); 및 상기 기둥(10)에 설치되고, 상기 중공박스(20)의 하판(22)과 단부플레이트(26)가 접하는 모서리 부분에 형성되는 절취부에 긴밀히 삽입되어 결합되는 접합쇄기(30);를 포함하고, 상기 하판(22)은 상기 한 쌍의 측판(23)의 외측으로 돌출된 돌출부를 포함할 수 있다.
중공박스(20)는 속이 비고 길이가 긴 형상으로서, 하판(22), 상기 하판(22)의 상측에 용접 결합되는 한 쌍의 측판(23), 상기 한 쌍의 측판(23)의 상측에 용접 결합되는 상판(24), 및 상기 하판(22)과 한 쌍의 측판(23)과 상판(24)이 형성하는 사각형의 양 단부를 폐합하면서 용접 결합되는 한 쌍의 단부플레이트(26)를 포함할 수 있다.
상기 하판(22)과 한 쌍의 측판(23)과 상판(24)이 형성하는 사각형은 직사각형, 정사각형, 또는 사다리꼴형 등으로 다양하게 형성될 수 있다.
중공박스(20)의 하판(22)은 측판(23)의 외측으로 돌출되도록 돌출부를 포함할 수 있다. 이 돌출부는 후술하는 구조물 시공과정에서 데크플레이트(50)를 간단하게 거치한 후, 슬래브 콘크리트(60)를 타설함으로써, 별도의 거푸집이 필요하지 아니하고, 층고를 줄일 수 있다.
접합쇄기(30)는 먼저 기둥(10)에 용접이나 볼트 등으로 결합되어 설치되고, 중공박스(20)의 하판(22)과 단부플레이트(26)가 접하는 모서리 부분 즉, 중공박스(20)의 양 단부 하측 모서리 부분에 형성되는 절취부에 긴밀히 삽입된 후 용접 등으로 중공박스(20)와 결합될 수 있다. 이 후 중공박스(20)는 기둥(10)과 용접 등으로 추가 결합됨으로써, 슬래브 자중, 상부하중 등을 지지할 수 있다. 따라서 절취부는 접합쇄기(30)와 견고히 결합될 수 있도록 접합쇄기(30)의 크기 및 형상에 맞게 형성되는 것이 바람직하다.
접합쇄기(30)는 속인 빈 육면체의 형상이며 일측은 기둥(10)에 용접 등으로 결합되고, 타측 즉, 중공박스(20)의 중앙부 쪽은 개방되어 상기 중공박스(20)의 내측과 연통되고, 접합쇄기(30)의 상측은 상판(24)과 일정 간격 이격되어 공간이 형성될 수 있다. 이에 따라, 중공박스(20)의 내측에 타설되는 콘크리트(60)는 접합쇄기(30)의 내측과 상측에 함께 타설됨으로써, 중공박스(20)는 접합쇄기(30)와 기둥(10)에 견고히 결합되고, 결국 중공박스형 강재 조립보의 구조적 안정성을 크게 증대 시킬 수 있다.
또한, 접합쇄기(30)에는 머리가 없는 접합볼트(32)가 결합되고, 상판(24)에는 상기 접합볼트(32)에 대응되는 즉, 접합볼트(32)가 삽입될 수 있는 볼트공이 형성될 수 있다. 따라서 접합쇄기(30)가 중공박스(20)의 절취부에 긴밀히 삽입됨과 동시에, 접합볼트(32)의 상측은 상기 볼트공의 상측으로 돌출되고, 이후 돌출된 볼트에 너트를 체결할 수 있다.
즉, 접합쇄기(30)가 절취홈에 삽입되도록 중공박스(20)를 거치하는 것만으로 중공박스(20)를 쉽게 설치할 수 있고, 이후 너트를 체결하고 추가로 용접 등을 함으로써, 중공박스(20)를 기둥(10)에 용이하고도 신속하게 결합할 수 있다.
또한, 상기 접합볼트(32)와 볼트공은 상기 접합쇄기(30)의 양측에 하나씩 또는 둘씩 구비할 수 있다. 이는 접합쇄기(30)의 크기나, 중공박스(20)의 중량 등을 고려하여 적절히 선택함으로써, 중공박스(20)를 접합쇄기(30)에 안정되게 거치하기 위함이다.
또한, 중공박스(20)가 접합쇄기(30)에 더 잘 거치되도록 상기 볼트의 적절한 위치에 즉, 상판(24)의 하측과 접하는 위치에 제2너트를 추가로 구비할 수 있다. 이렇게 함으로써, 중공박스(20)를 접합쇄기(30)에 거치시 중공박스(20)의 단부플레이트(26)가 접합쇄기(30)의 상측에 지지됨과 동시에 추가로 설치된 제2너트가 상판(24)을 지지함으로써, 중공박스(20)가 접합쇄기(30)에 안정되게 거치될 수 있다.
또한, 접합쇄기(30)의 하부는 상기 하판(22)의 하부와 일치하게 형성할 수 있다. 이렇게 함으로써, 중공박스(20)의 하부의 형상이 미려하게 형성될 수 있다.
또한, 접합쇄기(30)의 하측에는 폭이 넓은 지지부재(35)가 결합되고, 동시에 이 지지부재(35)는 기둥(10)에 결합될 수 있다. 상기 지지부재(35)는 절취부나 접합쇄기(30)의 넓이 보다 넓게 형성됨으로써, 중공박스(20)를 잘 지지할 수 있다. 따라서 중공박스(20)의 중량이 무거운 경우에도 잘 지지할 수 있다.
또한, 상기 접합쇄기(30)의 하부에 별도의 지지부재 없이 접합쇄기(30) 자체를 상하 길이를 크게 하여 하판(22)의 하측으로 돌출되게 하고, 돌출된 부분은 폐합되게 형성할 수 있다. 이에 따라, 추후 중공박스(20)에 콘크리트(60)를 타설하는 경우 하판(22)의 하측으로 돌출된 접합쇄기(30) 부분까지 콘크리트(60)가 타설됨으로써, 지지력이 증가할 수 있다.
중공박스(20)를 구성하는 상판(24) 또는/및 한 쌍의 측판(23)에는 복수의 개구부가 형성될 수 있다. 즉, 상판(24) 또는 측판(23)에만 개구부를 형성하거나, 또는 상판(24)과 측판(23) 모두에 개구부를 형성할 수 있다.
상기 개구부는 슬래브 콘크리트(60) 타설시 중공박스(20)의 내부로도 콘크리트(60)가 타설되게 함으로써, 슬래브와 중공박스(20)가 일체로 작용하게 하고, 또한 결속력을 가지는 중공박스(20)가 그 내부의 콘크리트(60)를 구속함으로써, 중공박스형 강재 조립보의 강성을 현저히 증가시킬 수 있다. 또한, 개구부는, 개구부를 관통하게 슬래브 철근을 배치하는 등 슬래브 철근의 이음이나 정착을 용이하게 할 수 있다.
개구형 중공박스(20)의 측판(23)과 상판(24)은 강판을 지그재그 형상으로 절단하여 분리하고, 일정 간격으로 이동 배치하여 용접 결합함으로써, 매우 신속하고도 용이하게 제작할 수 있다.(도 3 참조)
중공박스(20)의 내부인 하판(22)의 상측에는 ㄷ자형상의 스페이스바(40)가 복수개 설치되고, 상기 복수의 스페이스바(40)의 상측에는 철근 또는/및 강선을 배치할 수 있다. 이 경우 철근은 내화 철근을 사용함으로써 내화성이 향상될 수 있고, 강선은 긴장하여 배치함으로써 조립보의 휨 강성을 현저히 증가시킬 수 있다.
또한, 보강철근 및 강선은 후술하게 될 콘크리트(60) 타설 과정에서 자연스럽게 콘크리트(60)의 내부에 묻혀 중공박스(20)의 휨강성을 증대시킨다.
본 실시예는 콘크리트(60)를 내부에 포함한 중공박스(20), 이와 결합된 슬래브의 합력으로 비틀림, 처짐, 진동에 매우 우수한 효과를 제공할 수 있다. 따라서 장스팬에 매우 유용하게 적용할 수 있다. 또한, 콘크리트(60)가 외부에 노출되지 않아 콘크리트(60)가 외부적인 요소에 의하여 균열이 발생하는 것을 방지할 수 있으므로 구조물의 내구성도 현저히 증가한다.
이하, 본 발명의 일례에 따른 중공박스형 강재 조립보를 이용한 구조물 시공방법을 설명한다. 구조물의 구성요소에 대해서는 전술한 설명을 참고한다.
본 발명의 일례에 따른 중공박스형 강재 조립보를 이용한 구조물 시공방법은, 단면이 H형상, I형상, 또는 사각형상인 강재 기둥(10)을 수직으로 복수개 설치하는 1단계; 상기 복수의 강재 기둥(10)의 측면에 접합쇄기(30)를 용접 또는/및 볼트로 결합하는 2단계; 양측에 설치된 상기 접합쇄기(30)에 중공박스(20)를 결합하는 3단계;를 포함할 수 있고, 또한, 인접한 양측의 상기 돌출부에 요철이 반복적으로 형성된 데크플레이트(50)를 거치하는 4단계; 철근을 배치하는 5단계; 상기 데크플레이트(50)의 상측과 상기 중공박스(20)의 내부 및 상측에 콘크리트(60)를 타설하는 6단계; 등을 더 포함할 수 있다.
1단계는 구조물의 보를 지지하는 기둥(10)을 설치하는 단계이다. 즉, H형강, I형강, 사각형강 등의 기둥(10)을 복수개 설치하는 단계이다.
상기 기둥(10)은 축조하고자 하는 구조물의 구조적 안정성을 고려하여 H형강, I형강, 사각형강 중 하나 이상을 채택할 수 있는데, 각각의 단면형상이 가진 장단점을 최대한 고려하는 것이 바람직하다.
2단계는 상기 복수의 강재 기둥(10)의 측면에 접합쇄기(30)를 결합하는 단계이다. 접합쇄기(30)는 강재 기둥(10) 둘레의 측면에 접합쇄기(30)를 용접 또는/및 볼트로 결합한다.
3단계는 양측 기둥(10)에 결합된 접합쇄기(30)에 중공박스(20)를 거치하여 결합하는 단계이다. 즉, 중공박스(20)의 양 단부 하측에 형성된 절취부에 상기 접합쇄기(30)가 삽입되도록 거치한 후, 상기 상판(24)으로 돌출된 접합볼트(32)에 너트 체결하고, 추가적으로 중공박스(20)와 접합쇄기(30)와 기둥(10) 사이를 용접 등으로 결합한다.
4단계는 중공박스(20) 하판(22) 양측의 돌출부에 요철이 반복적으로 형성된 즉, 물결형상으로 형성된 데크플레이트(50)를 거치하는 단계이다. 데크플레이트(50)는 슬래브 콘크리트(60)의 거푸집 역할을 함과 동시에 슬래브의 하측에 작용하는 인장응력을 지지한다. 따라서 필요한 경우 데크플레이트(50)의 요홈의 하측에 철근을 배치함으로써 휨 강성을 보완할 수 있다. 이 데크플레이트(50)는 속이 빈 중공형 슬래브로 대체하여 사용할 수 도 있다.
5단계는 철근을 배치하는 단계이다. 이 경우 철근은 데크플레이트(50)와 중공박스(20)의 상측에 설치함과 동시에 중공박스(20)의 개구부를 관통하거나 개구부 속에 삽입하여 배치할 수 있다. 이와 같이 철근이 중공박스(20)의 개구부를 관통하거나 개구부 속에 삽입하여 배치되는 경우 철근의 정착이 견고하고, 중공박스(20)와 슬래브의 일체성이 증가하며, 결국 구조물의 강성이 증대될 수 있다.
6단계는 데크플레이트(50) 상측과 중공박스(20)의 내부 및 상측에 콘크리트(60)를 타설하는 단계이다. 이 경우, 상기 데크플레이트(50)의 요홈부와 상기 중공박스(20)의 내부, 특히 접합쇄기(30)의 내부에 콘크리트(60)가 잘 타설되게 하는 것이 좋다.
이상에서, 본 발명의 실시 예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 구성되거나 동작할 수도 있다. 또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 기둥
20: 중공박스
22: 하판
23: 측판
24: 상판
26: 단부플레이트
30: 접합쇄기
32: 접합볼트
35: 지지부재
40: 스페이스바
50 : 데크플레이트
60: 콘크리트

Claims (19)

  1. 건축물의 기둥에 설치되어 상부하중을 지지하는 중공박스형 강재 조립보에 있어서,
    상기 중공박스형 강재 조립보는,
    하판, 상기 하판의 상측에 결합되는 한 쌍의 측판, 상기 한 쌍의 측판의 상측에 결합되는 상판, 및 상기 하판과 한 쌍의 측판과 상판이 형성하는 사각형의 양 단부에 폐합 결합되는 한 쌍의 단부플레이트를 포함하는 것으로, 중공 형상이고, 폭에 비해 길이가 긴 중공박스; 및
    상기 기둥에 설치되고, 상기 중공박스의 하판과 단부플레이트가 접하는 모서리 부분에 형성되는 절취부에 긴밀히 삽입되어 결합되는 접합쇄기;를 포함하고,
    상기 하판은 상기 한 쌍의 측판의 외측으로 돌출된 돌출부를 포함하고,
    상기 접합쇄기는, 속이 빈 육면체 형상으로서 그 상측은 상기 상판과 이격되어 공간이 형성되고, 상기 중공박스의 중앙부 쪽은 개방되어 상기 중공박스의 내측과 연통된 것을 특징으로 하는 중공박스형 강재 조립보.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 접합쇄기에 머리 없는 접합볼트가 결합되고, 상기 상판에는 상기 접합볼트에 대응되는 볼트공이 형성되며, 상기 접합쇄기가 상기 절취부에 삽입될 때 상기 접합볼트가 상기 볼트공의 상측으로 돌출된 후 너트가 체결되는 것을 특징으로 하는 중공박스형 강재 조립보.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 접합볼트와 상기 볼트공은 상기 접합쇄기의 양측에 하나씩 구비되거나, 또는 양측에 둘씩 구비되는 것을 특징으로 하는 중공박스형 강재 조립보.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 접합쇄기의 하부와 상기 하판의 하부가 일치하는 것을 특징으로 하는 중공박스형 강재 조립보.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 접합쇄기의 하측에 지지부재가 결합되고,
    상기 지지부재는 상기 기둥에 결합되고, 평면적은 상기 절취부보다 넓게 형성되는 것을 특징으로 하는 중공박스형 강재 조립보.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 접합쇄기는 하부가 상기 하판의 하부보다 하측으로 돌출되고, 상기 돌출된 부분은 폐합된 것을 특징으로 하는 중공박스형 강재 조립보.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 상판 또는/및 상기 한 쌍의 측판에는 복수의 개구부가 형성된 것을 특징으로 하는 중공박스형 강재 조립보.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 하판의 상측에는 ㄷ자형상의 스페이스바가 복수개 설치되고, 상기 복수의 스페이스바의 상측에는 철근 또는/및 강선이 구비되는 것을 특징으로 하는 중공박스형 강재 조립보.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 중공박스와 접합쇄기의 내부에는 콘크리트가 채워지는 것을 특징으로 하는 중공박스형 강재 조립보.
  11. 건축물의 기둥에 설치되어 상부하중을 지지하는 중공박스형 강재 조립보를 이용한 구조물 시공방법에 있어서,
    단면이 H형상, I형상, 또는 사각형상인 강재기둥을 수직으로 복수개 설치하는 1단계;
    상기 복수의 강재기둥의 측면에 접합쇄기를 용접 또는/및 볼트로 결합하는 2단계; 및
    양측에 설치된 상기 접합쇄기에 중공박스를 결합하는 3단계;를 포함하고,
    상기 중공박스는,
    폭에 비해 길이가 긴 중공 형상으로서, 하판, 상기 하판의 상측에 결합되고 복수의 개구부가 형성된 한 쌍의 측판, 상기 한 쌍의 측판의 상측에 결합되고 복수의 개구부가 형성된 상판, 및 상기 하판과 한 쌍의 측판과 상판이 형성하는 사각형의 양 단부에 폐합 결합되는 한 쌍의 단부플레이트를 포함하고,
    상기 하판은 상기 한 쌍의 측판의 외측으로 돌출된 돌출부를 포함하며,
    상기 중공박스의 하판과 단부플레이트가 접하는 모서리 부분에 절취된 절취부가 형성되고, 상기 접합쇄기는 상기 절취부에 긴밀히 삽입되어 결합되고,
    상기 접합쇄기는, 속이 빈 육면체 형상으로서 그 상측은 상기 상판과 이격되어 공간이 형성되고, 상기 중공박스의 중앙부 쪽은 개방되어 상기 중공박스의 내측과 연통된 것을 특징으로 하는 중공박스형 강재 조립보를 이용한 구조물 시공방법.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 3단계 후,
    인접한 양측의 상기 돌출부에 요철이 반복적으로 형성된 데크플레이트를 거치하는 4단계를 포함하는 중공박스형 강재 조립보를 이용한 구조물 시공방법.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 4단계 후,
    철근을 배치하는 5단계를 포함하는 중공박스형 강재 조립보를 이용한 구조물 시공방법.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 5단계 후,
    상기 데크플레이트의 상측과 상기 중공박스의 내부 및 상측에 콘크리트를 타설하는 6단계를 포함하는 중공박스형 강재 조립보를 이용한 구조물 시공방법.
  15. 삭제
  16. 청구항 11 내지 14중 어느 한 항에 있어서,
    상기 접합쇄기에 머리 없는 접합볼트가 결합되고, 상기 상판에는 상기 접합볼트에 대응되는 볼트공이 형성되며, 상기 접합쇄기가 상기 절취부에 삽입될 때 상기 접합볼트가 상기 볼트공의 상측으로 돌출된 후 너트가 체결되는 것을 특징으로 하는 중공박스형 강재 조립보를 이용한 구조물 시공방법.
  17. 청구항 11 내지 14중 어느 한 항에 있어서,
    상기 접합쇄기의 하측에 지지부재가 결합되고,
    상기 지지부재는 상기 강재기둥에 결합되고, 평면적은 상기 절취부보다 넓게 형성되는 것을 특징으로 하는 중공박스형 강재 조립보를 이용한 구조물 시공방법.
  18. 청구항 11 내지 14중 어느 한 항에 있어서,
    상기 접합쇄기는 하부가 상기 하판의 하부보다 하측으로 돌출되고, 상기 돌출된 부분은 폐합된 것을 특징으로 하는 중공박스형 강재 조립보를 이용한 구조물 시공방법.
  19. 청구항 11 내지 14중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하판의 상측에는 ㄷ자형상의 스페이스바가 복수개 설치되고, 상기 복수의 스페이스바의 상측에는 철근 또는/및 강선이 구비되는 것을 특징으로 하는 중공박스형 강재 조립보를 이용한 구조물 시공방법.

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WO2021214381A1 (en) * 2020-04-24 2021-10-28 Peikko Group Oy Steel beam

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KR101456391B1 (ko) * 2013-09-10 2014-11-03 주식회사 디알비동일 층고절감형 유공 강재 보 및 이를 이용한 합성 바닥 구조

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