KR101809930B1 - 아치형 응력 분산부재가 구비되는 psc 거더 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 철근콘크리트로 된 상부 플랜지와 복부와 하부 플랜지로 구성되어지고 강연선에 의하여 프리스트레스트(Prestressed) 응력이 도입되는 I형 및 박스형 등의 PSC 거더의 복부 내부에 강재로 이루어지는 아치 형태의 아치형 응력 분산부재를 매입하여 응력이 거더의 중앙부에 집중되지 않고 분산되도록 하는 아치형 응력 분산부재가 구비되는 PSC 거더에 관한 것이다.
본 발명의 바람직한 일 실시 예는 철근콘크리트로 된 상부 플랜지와 복부와 하부 플랜지가 형성되는 PSC 거더에 있어서, 강재로 형성되며 중앙부가 높고 양단부가 낮은 아치 형상의 제1 아치형 응력 분산부재가, 길이방향인 종방향 중앙부는 PSC 거더의 상부 플랜지에 매입되고, 중앙부에서 양단부의 일정 길이까지의 부분은 복부에 매입되도록 구성되며, 종방향 양단부는 복부의 하부 또는 PSC 거더의 하부 플랜지에 매입된다.

Description

아치형 응력 분산부재가 구비되는 PSC 거더{PSC Girder With Stress Distributing Member}
본 발명은 아치형 응력 분산부재가 구비되는 PSC 거더에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 철근콘크리트로 된 상부 플랜지와 복부와 하부 플랜지로 구성되어지고 강연선에 의하여 프리스트레스트(Prestressed) 응력이 도입되는 I형 및 박스형 등의 PSC 거더의 복부 내부에 강재로 이루어지는 아치 형태의 아치형 응력 분산부재를 매입하여 응력이 거더의 중앙부에 집중되지 않고 분산되도록 하는 아치형 응력 분산부재가 구비되는 PSC 거더에 관한 것이다.
일반적으로 PSC 거더는 상부 플랜지와 복부와 하부 플랜지가 철근콘크리트로 구성된 I형 또는 T형 및 상자(Box)형 거더의 하부 플랜지와 복부에서 길이방향으로 연속된 강연선을 인장하여 거더의 중앙부에 집중되는 작용하중을 강연선으로 분배되도록 하고 있다.
그러나, 이와 같은 PSC 거더는 긴장력을 과다하게 재하 시키면 거더 상면에 인장응력과 하면의 압축응력이 허용치를 초과하므로 긴장력을 제한해야하기 때문에, 거더의 길이방향 중앙부에 응력이 집중될 수밖에 없으며 이에 따라서 거더의 형고가 높게 형성되거나 단면의 크기를 크게 형성할 수밖에 없는 문제점이 있었다.
본 발명의 배경이 되는 기술로는 특허등록 제1345197호 "단면이 최적화된 PSC I형 거더 및 이의 설계방법"(특허문헌 1)가 있다. 상기 배경기술에서는 도 6에서와 같이 '도로교 PSC I형 거더에 있어서, 하부 플랜지의 기하학적 형상제원은 하부 플랜지 폭 0.8∼1.2m이고, 하부 플랜지 두께는 0.18∼0.20m이며, 하부 플랜지 헌치부 두께는 0.22∼0.25m이고, 상부 플랜지는 거더의 중앙부를 기준으로 하여 길이방향 양쪽으로 각각 경간장 1/4 L구간의 상부 플랜지의 두께가 거더 양단부에서부터 1/4 L구간의 상부 플랜지의 두께 보다 더 두껍게 형성되며, 상기 상부 플랜지 폭 변화와 두께변화 및 거더높이의 변화에 따라 거더 단면의 기하학적 형상 특정 변수인 회전반경(r)의 양변 제곱값을 단위면적당 단면2차모멘트 즉, 단위면적당 강성으로 명명하고, 상기 단위면적당 강성의 값이 상부 플랜지의 변화에 따라 산정된 최대값과 비교하여 경간장 27m∼60m에서 최소 95％ 이상이 되는 단면이 최적단면인 것을 특징으로 하는 단면이 최적화된 PSC I형 거더'를 제안한다.
그러나 상기 배경기술은 단면의 형상이 복잡하고, 전도방지블록(B)과 거더 본체의 급격한 단면 변화에 따라 거더 본체와 전도방지블록(B)이 형성된 부분의 사이에 전단 파괴가 일어나는 문제점이 있었으며, 고하중 및 장경간의 경우에는 역시 거더의 단면의 크기가 거대해져 제작, 운반, 시공이 어려운 문제점이 있었다.
특허등록 제1345197호 "단면이 최적화된 PSC I형 거더 및 이의 설계방법"
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, PSC 거더의 복부 내부에 강재로 이루어지는 아치형태의 아치형 응력 분산부재를 매입하여 응력이 거더의 중앙부에 집중되지 않고 분산시키는 역할을 하며, 특히 아치형 응력 분산부재가 거더내에서 응력의 contour line을 형성하여 거더의 중앙부에 집중되지 않고 거더의 양측 단부 방향으로 작용 하중을 직접 분배하는 역할을 하며, 결과적으로 거더의 단면적을 줄일 수 있는 아치형 응력 분산부재가 구비되는 PSC 거더를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 철근콘크리트로 된 상부 플랜지와 복부와 하부 플랜지가 형성되는 PSC 거더에 있어서, 강재(鋼材)로 형성되며 중앙부가 높고 양단부가 낮은 아치 형상의 제1 아치형 응력 분산부재가, 길이방향인 종방향 중앙부는 PSC 거더의 상부 플랜지에 매입되고, 중앙부에서 양단부의 일정 길이까지의 부분은 복부에 매입되도록 구성되며, 종방향 양단부는 복부의 하부 또는 PSC 거더의 하부 플랜지에 매입되는 것을 특징으로 하는 아치형 응력 분산부재가 구비되는 PSC 거더를 제공하고자 한다.
또한, 제1 아치형 응력 분산부재 보다 작은 크기와 작은 곡률의 아치형으로 형성되고, 중앙부가 제1 아치형 응력 분산부재의 중앙부의 하부에 위치하거나 겹치도록 결합되어 PSC 거더에 매입되는 제2 아치형 응력 분산부재가 추가로 형성되며, 제2 아치형 응력 분산부재의 길이방향인 종방향 중앙부는 PSC 거더의 상부 플랜지에 매입되고, 중앙부에서 양단부의 일정 길이까지의 부분은 복부에 매입되도록 구성되며, 종방향 양단부는 복부의 하부 또는 PSC 거더의 하부 플랜지에 매입되는 것을 특징으로 하는 아치형 응력 분산부재가 구비되는 PSC 거더를 제공하고자 한다.
또한, 제2 아치형 응력 분산부재의 양단부는 인접한 위치에 있는 제1 아치형 응력 분산부재의 하부면을 연결하도록 구성되어 PSC 거더에 매입되는 전달부재가 추가로 구성되는 것을 특징으로 하는 아치형 응력 분산부재가 구비되는 PSC 거더를 제공하고자 한다.
또한, 제2 아치형 응력 분산부재 보다 작은 크기와 작은 곡률의 아치형의 보조 아치형 응력 분산부재가 형성되며, 보조 아치형 응력 분산부재는 1개 이상이 각각 곡률이 다르게 형성되며 곡률이 큰 것부터 작은 것 순으로 제2 아치형 응력 분산부재의 하부에 순차적으로 구성되며, 각각의 보조 아치형 응력 분산부재의 길이방향인 종방향 중앙부는 PSC 거더의 길이방향인 종 방향의 중앙부에 위치한 상부 플랜지 내에서 제2 아치형 응력 분산부재 또는 바로 직전의 단계에 있는 보조아치형 응력분산부재의 중앙부와 겹쳐져서 매입이 되고, 중앙부에서 양단부의 일정 길이까지의 부분은 복부에 매입되도록 구성되며, 종방향 양단부는 복부의 하부 또는 PSC 거더의 하부 플랜지에 매입되는 것을 특징으로 하는 아치형 응력 분산부재가 구비되는 PSC 거더를 제공하고자 한다.
또한, 보조 아치형 응력 분산부재의 양단부는 상부로 인접한 위치에 있는 제2 아치형 응력 분산부재 또는 바로 직전단계의 위에 있는 보조 아치형 응력 분산부재의 하부면을 연결하도록 구성되어 PSC 거더에 매입되는 전달부재가 추가로 구성되는 것을 특징으로 하는 아치형 응력 분산부재가 구비되는 PSC 거더를 제공하고자 한다.
또한, 제1 아치형 응력 분산부재는 I, H, [, T, L, 원형, 각형, 판형 단면 중 어느 하나의 단면 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 아치형 응력 분산부재가 구비되는 PSC 거더를 제공하고자 한다.
또한, 제1 아치형 응력 분산부재는 표면에 외부로 돌출하여 다수의 전단연결재가 형성되는 것을 특징으로 하는 아치형 응력 분산부재가 구비되는 PSC 거더를 제공하고자 한다.
또한, 제1 아치형 응력 분산부재의 양측 단부에는 각각 강재(鋼材)로 된 I, H, [, T, L 형상의 정착부재가 결합되는 것을 특징으로 하는 아치형 응력 분산부재가 구비되는 PSC 거더를 제공하고자 한다.
본 발명의 아치형 응력 분산부재가 구비되는 PSC 거더는 복부내부에 강재로 이루어지는 아치형태의 아치형 응력 분산부재를 매입하여 응력이 거더의 중앙부에 집중되지 않고 분산시키는 역할을 하며, 특히 아치형 응력 분산부재가 거더내에서 응력의 contour line을 형성하여 응력이 거더의 중앙부에 집중되지 않고 거더의 양측 단부 방향으로 작용 하중을 직접 분배하는 역할을 하며, 결과적으로 거더의 단면적을 줄일 수 있어 경제적인 매우 유용한 효과가 있다.
본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 첨부한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니 된다.
도 1a는 본 발명의 아치형 응력 분산부재가 구비되는 I형 PSC 거더의 구조를 도시한 사시도이다.
도 1b는 본 발명의 아치형 응력 분산부재가 구비되는 PSC 거더의 구조를 도시한 측면도이다.
도 2는 본 발명의 아치형 응력 분산부재가 구비되는 박스형 PSC 거더의 횡방향 단면도이다.
도 3은 상기 도 1b의 A-A선을 따른 단면도로서, 아치형 응력 분산부재의 다양한 실시 예를 도시한 도이다.
도 4는 본 발명의 아치형 응력 분산부재가 구비되는 PSC 거더에서 적용되는 정착부재의 일 실시 예를 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 아치형 응력 분산부재가 구비되는 PSC 거더의 다른 실시 예를 도시한 단면도이다.
도 6은 종래의 단면이 최적화된 PSC I형 거더의 사시도이다.
아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 제시된 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 예시적인 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
이하 바람직한 실시 예에 따라 본 발명의 기술적 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 철근콘크리트로 된 상부 플랜지와 복부와 하부 플랜지로 구성되어지고 강연선에 의하여 프리스트레스트(Prestressed) 응력이 도입되는 I형 및 박스형 등의 PSC 거더의 복부 내부에 강재로 이루어지는 아치 형태의 아치형 응력 분산부재를 매입하여 응력이 거더의 중앙부에 집중되지 않고 분산되도록 하는 아치형 응력 분산부재가 구비되는 PSC 거더에 관한 것이다.
도 1a는 본 발명의 아치형 응력 분산부재가 구비되는 I형 PSC 거더의 구조를 도시한 사시도이고, 도 1b는 본 발명의 아치형 응력 분산부재가 구비되는 PSC 거더의 구조를 도시한 측면도이며, 도 2는 본 발명의 아치형 응력 분산부재가 구비되는 박스형 PSC 거더의 횡방향 단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 아치형 응력 분산부재가 구비되는 PSC 거더(1)는 아래의 실시 예에 의한 상세한 설명은 PSC I형 거더를 중심으로 설명하였으나, 이에 한정되지 않고 도 2에서와 같이, 철근콘크리트로 된 상부 플랜지와 복부와 하부 플랜지로 구성되어지고 강연선에 의하여 프리스트레스트(Prestressed) 응력이 도입되는 박스형 PSC 거더(1)에도 적용될 수 있으며, 이외에도 다양한 형태의 PSC 거더에 모두 적용될 수 있다.
I형 및 박스형 등의 PSC 거더(1)는 일반적으로 철근콘크리트로 구성되는 상부 플랜지(11)와 복부(12)와 하부 플랜지(13)가 구비되고 하부 플랜지(13)에 매입된 강연선(14)을 PSC 거더(1) 양측 끝단부의 복부(12)부분에 마련된 정착구(15)에서 인장정착을 하여 PSC 거더(1)의 중앙부에 집중되는 작용하중을 강연선(14)으로 분배하도록 하고 있으며, 도 2에서와 같은 박스형의 PSC 거더(1)는 1개 또는 2개 이상의 연속된 상자(Box)로 구성되며, 상부 플랜지(11)는 교량상부의 바닥판역할도 함께 겸하게 된다. T형 거더 또한 I형 거더의 상부플래지부가 교량상부의 바닥판역할을 함께 겸하도록 하여 상부 플랜지(11)의 폭이 하부 플랜지(13)의 폭 보다가 더 크게 한 것이다.
PSC 거더(1)의 내부에 매입되는 제1 아치형 응력 분산부재(20)는 다양한 단면을 갖는 강재(鋼材)로 이루어지며, 중앙부가 가장 높고 양단부로 갈수록 점차 낮아지는 곡선 또는 포물선의 형태로 되어 있어서 위로 만곡 된 아치의 형상으로 이루어지며, 도 1a에서와 같이 외부로 노출되지를 않고 PSC 거더(1)의 내부에 매입되는 형태를 갖게 된다.
교량에서 I형, T형 또는 박스형의 PSC 거더(1)는 길이방향이 되는 종방향의 중앙부에서 가장 큰 휨 응력이 발생되기 때문에, 제1 아치형 응력 분산부재(20)는 길이방향이 되는 종방향 상에서 위로 만곡 된 제1 아치형 응력 분산부재(20)의 가장 높은 중앙부가 PSC 거더(1)의 길이방향 중앙부에 위치한 상부 플랜지(11)의 내부에 매입된 것을 시작으로 하여 양측 단부로 갈수록 곡선 또는 포물선 형태로 점차 낮아지는 일정구간의 부분은 PSC 거더(1)의 복부(12) 내부에 매입되고 그 끝단인 양측 단부는 각각 거더(1)의 양측 단부와 가까이 위치하는 복부(12)의 아래 부분 또는 하부 플랜지(13)의 내부에 매입되어지도록 구성하되 PSC 거더(1)의 하부 플랜지(13) 또는 복부(12)의 아래 부분에 위치하게 되는 강연선(14)과는 간섭이 되지 않게 매입되도록 하여, 작용 하중에 의하여 PSC 거더(1)의 중앙부에서 발생되는 가장 큰 최대의 휨 응력은 PSC 거더(1)의 중앙부에서 집중되지를 않고 제1 아치형 응력분산부재(20)에 의하여 PSC 거더(1)의 양측 단부 방향으로 직접 분산되어지게 되도록 한다.
도 3은 상기 도 1b의 A-A선을 따른 단면도로서, 아치형 응력 분산부재의 다양한 실시 예를 도시한 도이다.
제1 아치형 응력 분산부재(20)는 강재(鋼材)로 형성되며, 판형 및 다양한 단면을 갖는 강재를 아치형으로 형성하여 사용할 수 있다.
제1 아치형 응력 분산부재(20)는 도 3a 내지 도 3d에서와 같이, I, H, [, T, L, 원형, 각형 등의 단면 중 어느 하나로 형성하도록 하여, 강성을 높일 수 있으며, 도 3e 및 도 3f에서와 같이, 내부가 비어 있는 원형 또는 각형 단면을 갖는 강관 파이프로 형성되도록 할 수 있으며, 3g에서와 같이, 단순한 판형의 상태로 형성될 수도 있다.
또한, 제1 아치형 응력 분산부재(20)는 콘크리트인 PSC 거더(1)의 내부에 매입되기 때문에, 콘크리트와의 슬립을 방지하기 위하여 제1 아치형 응력 분산부재(20)의 표면에 외부로 돌출하여 다수의 전단연결재(21)가 형성되도록 할 수 있다. 전단연결재(21)는 스터드 볼트 등 다양한 형상으로 이루어질 수 있다.
전단연결재(21)는 도시된 도면에서는 제1 아치형 응력 분산부재(20)의 상부에만 형성된 것으로 도시되었으나, 이에 한하지 않고 하부면, 측면 등 필요에 따라 다양하게 형성될 수 있다.
도 4는 본 발명의 아치형 응력 분산부재가 구비되는 PSC 거더에서 적용되는 정착부재의 일 실시 예를 도시한 사시도이다.
도 4에서와 같이, 본 발명의 제1 아치형 응력 분산부재(20)는 단부가 PSC 거더(1)의 내부에서 보다 견고하게 정착이 될 수 있도록 하기 위하여 제1 아치형 응력 분산부재(20)의 양단부에는 각각 별도의 정착부재(50)를 결합하도록 할 수 있는데, 이때의 정착부재(50)는 제1 아치형 응력 분산부재(20)의 단면보다 큰 단면을 갖도록 한다.
정착부재(50)는 강재(鋼材)로 된 다양한 단면의 형태로 구성할 수가 있는바 도 4a와 도 4b는 실시의 일례들을 도시한 사시도들로서 ㄷ형의 단면을 갖는 채널 또는 단순한 판의 형태 또는 ㄴ형의 단면을 갖는 앵글 등을 제1 아치형 응력 분산부재(20)의 양측단부에다가 용접결합 또는 볼트결합 등의 다양한 수단들로서 부착을 할 수 있으며, 이외에도 정착부재(50)는 강재(鋼材)로 된 I, H, [, T, L, 형상으로 형성될 수도 있다.
도시되지는 않았지만, 제2 아치형 응력 분산부재(30) 및 보조 아치형 응력 분산부재(30n)의 단부에도 정착부재(50)가 구성될 수 있음은 물론이다.
도 5는 본 발명의 아치형 응력 분산부재가 구비되는 PSC 거더의 다른 실시 예를 도시한 단면도이다.
도 5a에서와 같이, 본 발명에서는 PSC 거더(1)의 내부에 아치형상의 제1 아치형 응력 분산부재(20)를 매입구성하여, PSC 거더(1)에서의 응력을 분산시키도록 하지만, 제1 아치형 응력 분산부재(20)의 하부에 별도의 아치형상의 제2 아치형 응력 분산부재(30)를 구성하도록 할 수 있다.
이와 같이, PSC 거더(1)의 내부에 아치형상의 제1 아치형 응력 분산부재(20)와 제2 아치형 응력 분산부재(30)를 동시에 매입하여 2단으로 분산부재를 구성하게 되면, 아치형 응력 분산부재 및 보조 분산부재가 거더내에서 응력의 contour line을 형성하여 응력이 PSC 거더(1)의 중앙부에 집중되지 않고 제1 아치형 응력 분산부재(20)와 제2 아치형 응력 분산부재(30)을 따라 PSC 거더(1)의 양측 단부 방향으로 작용 하중을 직접 분배하도록 하는 것이다.
제2 아치형 응력 분산부재(30)는 제1 아치형 응력 분산부재(20) 보다 작은 크기와 작은 곡률의 아치형으로 형성되도록 하여, 제2 아치형 응력 분산부재(30)의 위로 볼록하게 만곡 된 최상단의 중앙부는 마찬가지로 위로 만곡 된 제1 아치형 응력 분산부재(20)의 가장 높은 위치의 중앙부와 겹치도록 구성되어, 제1 아치형 응력 분산부재(20)의 상부에 작용되는 응력을 제1 아치형 응력 분산부재(20)와 나누어 분담하게 되는 것이다.
즉, 제2 아치형 응력 분산부재(30)는 아치형의 일체의 부재로 형성되도록 하여, 길이방향 중앙부의 상부가 제1 아치형 응력 분산부재(20)의 길이방향 중앙부에 하부에 위치하거나 겹쳐지도록 구성할 수도 있으며, 제2 아치형 응력 분산부재(30)는 가장 높은 위치인 길이방향 중앙부가 절곡된 형상의 두개의 분재로 나뉘어서 제1 아치형 응력 분산부재(20)의 중앙부의 하부에 결합되도록 하여도 된다.
또한, 제2 아치형 응력 분산부재(30)의 길이방향 양단부에서 제1 아치형 응력 분산부재(20)의 하부면의 일 측과 연결되도록 별도의 전달부재(40)를 구성하여, 제1 아치형 응력 분산부재(20)의 중앙부에서 제2 아치형 응력 분산부재(30)로 응력이 분담되는 것 이외에, 제1 아치형 응력 분산부재(20)의 중앙부 양측에서 전달부재(40)를 통하여 제2 아치형 응력 분산부재(30)로 분담되도록 하여, 응력의 contour line을 더욱 분산 시키도록 하는 것이다.
전달부재(40)는 제1 아치형 응력 분산부재(20)와 동일한 단면 형상으로 형성되며 동일한 재질인 강재(鋼材)로 형성되도록 구성되며, 아치형이 아닌 직선형으로 이루어져 일단부가 제2 아치형 응력 분산부재(30)의 양측 단부에 각각 결합되고 각각 외측으로 상향 경사지도록 형성되어 타 측 단부가 제1 아치형 응력 분산부재(20)의 하부면의 일 측에 결합되도록 한다.
또한, 도 5b에서와 같이, 제1 아치형 응력 분산부재(20)및 제2 아치형 응력 분산부재(30) 외에도 1개 이상의 보조 아치형 응력 분산부재(30n)를 추가로 구성하도록 할 수 있다.
보조 아치형 응력 분산부재(30n) 역시 제1 아치형 응력 분산부재(20)와 동일한 단면형상으로 형성되고 강재(鋼材)로 형성되며, 제2 아치형 응력 분산부재(30) 보다 작은 크기와 작은 곡률의 아치형으로 형성되도록 한다.
이때, 하나의 보조 아치형 응력 분산부재(30n)를 구성하도록 할 수도 있으며, 추가로 1개 이상이 구성되도록 할 수 있는데, 각각 곡률이 다른 보조 아치형 응력 분산부재(30n)(30n+1)(30n+2)....(30n+r)를 곡률이 큰 것부터 작은 것 순으로 하여 위로 볼록하게 만곡 된 제2 아치형 응력 분산부재(30) 또는 바로 앞 단계에 위치한 보조 아치형 응력분산부재(30n-1)의 중앙부의 가장 높은 위치와 겹치도록 하여 구성되도록 할 수 있다.
이때에는 각각의 보조 아치형 응력 분산부재(30n)의 양단부는 상부로 인접한 위치에 있는 제2 아치형 응력 분산부재(30) 또는 바로 직전 단계의 보조 아치형 응력 분산부재(30n-1)의 하부면을 연결하도록 구성되어 PSC 거더(1)에 매입되는 전달부재(40)가 추가로 구성되도록 할 수도 있다.
상기에서 PSC 거더(1)의 길이에 비하여 높이(형고)가 비교적 낮아 제1 아치형 응력 분산부재(20)의 곡률이 상당히 커지게 되어 본 발명의 효과가 그리 크지 않을 경우에 있어서도 도 5에서와 같이 제1 아치형 응력 분산부재(20) 이외에 제2 아치형 응력 분산부재(30) 및 1개 이상의 보조 아치형 응력 분산부재(30n)(30n+1)(30n+2)....(30n+r)의 복수로 된 여러 개의 아치형 응력 분산부재들을 함께 구비함으로서 본 발명의 효과를 충분히 도달할 수가 있음은 물론이며 더욱이 제1 아치형 응력 분산부재(20)와 함께 제2 아치형 응력 분산부재(30) 및 1개 이상의 보조 아치형 응력 분산부재(30n)(30n+1)(30n+2)....(30n+r)의 복수로 된 여러 개의 아치형 응력 분산부재들이 동시에 상호작용들을 하게 되는 구조로서 거더(1) 내부에서 응력의 contour line을 형성하여 외부의 하중에 의한 휨 응력이 거더(1)의 중앙부에 집중되지를 않고 각각의 아치형 응력 분산부재(20)(30)(30n)를 통하여 PSC 거더(1)의 양측 단부 방향으로 작용하중에 의한 응력을 직접 분배되도록 하는 구조이다.
또한 상기에서 제1 아치형 응력 분산부재(20)와 함께 2차 및 3, 4차의 복수로 된 여러 개의 각각의 아치형 응력 분산부재(20)(30)(30n)들은 응력의 contour line을 형성하게 되어 거더의 중앙부에서 발생되는 최대 휨 응력을 형성된 응력의 contour line을 따라 각각 나누어서 고르게 분담을 하여 분배시키는 효과뿐만 아니라 전달부재(40)를 통하여 각각의 아치형 응력 분산부재(20)(30)(30n)들이 더욱더 효과적으로 상호작용을 할 수가 있게 되는 것이다.
상기와 같은 본 발명의 아치형 응력 분산부재가 구비되는 PSC 거더는 복부내부에 강재로 이루어지는 아치형태의 아치형 응력 분산부재를 매입하여 응력이 거더의 중앙부에 집중되지 않고 분산시키는 역할을 하며, 특히 아치형 응력 분산부재가 거더내에서 응력의 contour line을 형성하여 응력이 거더의 중앙부에 집중되지 않고 거더의 양측 단부 방향으로 작용 하중을 직접 분배하는 역할을 하며, 결과적으로 거더의 단면적을 줄일 수 있어 경제적인 매우 유용한 효과가 있다.
지금까지 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 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.
1 : PSC 거더
11 : 상부 플랜지
12 : 복부
13 : 하부 플랜지
14 : 강연선
15 : 정착구
20 : 제1 아치형 응력 분산부재
21 : 전단연결재
30 : 제2 아치형 응력 분산부재
30n : 보조 아치형 응력 분산부재
40 : 전달부재
50 : 정착부재

Claims (8)

  1. 철근콘크리트로 된 상부 플랜지(11)와 복부(12)와 하부 플랜지(13)가 형성되는 PSC 거더(1)에 있어서,
    강재(鋼材)로 형성되며 중앙부가 높고 양단부가 낮은 아치 형상으로 길이방향인 종방향 중앙부는 PSC 거더(1)의 상부 플랜지(11)에 매입되고, 중앙부에서 양단부의 일정 길이까지의 부분은 복부(12)에 매입되며, 종방향 양단부는 복부(12)의 하부 또는 PSC 거더(1)의 하부 플랜지(13)에 매입되는 제1 아치형 응력 분산부재(20);
    제1 아치형 응력 분산부재(20) 보다 작은 크기와 작은 곡률의 아치 형상으로 형성되고, 중앙부가 제1 아치형 응력 분산부재(20)의 중앙부의 하부에 위치하거나 겹치도록 결합되어 PSC 거더(1)에 매입되되, 길이방향인 종방향 중앙부는 PSC 거더(1)의 상부 플랜지(11)에 매입되고, 중앙부에서 양단부의 일정 길이까지의 부분은 복부(12)에 매입되며, 종방향 양단부는 복부(12)의 하부 또는 PSC 거더(1)의 하부 플랜지(13)에 매입되는 제2 아치형 응력 분산부재(30); 및
    제2 아치형 응력 분산부재(30) 보다 작은 크기와 작은 곡률을 갖는 아치 형상으로, 1개 이상이 각각 곡률이 다르게 형성되며 곡률이 큰 것부터 작은 것 순으로 제2 아치형 응력 분산부재(30)의 하부에 순차적으로 설치되는 보조 아치형 응력 분산부재(30n)(30n+1)(30n+2)....(30n+r)를 포함하며, 각각의 보조 아치형 응력 분산부재(30n)는 길이방향인 종방향 중앙부는 PSC 거더(1)의 길이방향인 종 방향의 중앙부에 위치한 상부 플랜지(11) 내에서 제2 아치형 응력 분산부재(20) 또는 바로 직전의 단계에 있는 보조아치형 응력분산부재(30n-1)의 중앙부와 겹쳐져서 매입이 되고, 중앙부에서 양단부의 일정 길이까지의 부분은 복부(12)에 매입되며, 종방향 양단부는 복부(12)의 하부 또는 PSC 거더(1)의 하부 플랜지(13)에 매입되는 것을 특징으로 하는 아치형 응력 분산부재가 구비되는 PSC 거더.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    제2 아치형 응력 분산부재(30)의 양단부는 인접한 위치에 있는 제1 아치형 응력 분산부재(20)의 하부면을 연결하도록 구성되어 PSC 거더(1)에 매입되는 전달부재(40)가 추가로 구성되는 것을 특징으로 하는 아치형 응력 분산부재가 구비되는 PSC 거더.
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    보조 아치형 응력 분산부재(30n)의 양단부는 상부로 인접한 위치에 있는 제2 아치형 응력 분산부재(30) 또는 바로 직전단계의 위에 있는 보조 아치형 응력 분산부재(30n-1)의 하부면을 연결하도록 구성되어 PSC 거더(1)에 매입되는 전달부재(40)가 추가로 구성되는 것을 특징으로 하는 아치형 응력 분산부재가 구비되는 PSC 거더.
  6. 청구항 1에 있어서,
    제1 아치형 응력 분산부재(20)는 I, H, [, T, L, 원형, 각형, 속이 빈 원형, 속이 빈 각형, 판형 단면 중 어느 하나의 단면 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 아치형 응력 분산부재가 구비되는 PSC 거더.
  7. 청구항 1에 있어서,
    제1 아치형 응력 분산부재(20)는 표면에 외부로 돌출하여 다수의 전단연결재(21)가 형성되는 것을 특징으로 하는 아치형 응력 분산부재가 구비되는 PSC 거더.
  8. 청구항 1에 있어서,
    제1 아치형 응력 분산부재(20)의 양측 단부에는 각각 강재(鋼材)로 된 I, H, [, T, L 형상의 정착부재(50)가 결합되는 것을 특징으로 하는 아치형 응력 분산부재가 구비되는 PSC 거더.
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