KR101822923B1 - 강관 트러스 구조물의 결합부 보강부재 및 이를 이용한 보강부재 설치방법 - Google Patents

강관 트러스 구조물의 결합부 보강부재 및 이를 이용한 보강부재 설치방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 의한 보강부재(100)는 강관(200) 내부의 폭 방향으로 설치된 일측보강판(110); 연결부재(130)에 의해 일측보강판(110)과 이격되어 결합된 타측보강판(120); 일측보강판(110)과 타측보강판(120)의 외측면에 강관(200)의 길이방향을 따라 돌출되도록 결합된 리브(140);를 포함한다.
강관 트러스 구조물의 결합부는 복수의 부재가 결합되기 때문에 응력 집중현상이 발생한다.
본 발명의 보강부재(100)는 연결부재(130)에 의해 상호 이격되어 형성된 일측보강판(110)과 타측보강판(120)에 의해 결합부에 설치되어 강관의 강성을 향상시키고, 일측보강판(110)과 타측보강판(120)에는 리브(140)가 결합되어 있기 때문에 비틀림 강성이 우수하다.

Description

강관 트러스 구조물의 결합부 보강부재 및 이를 이용한 보강부재 설치방법{REINFORCEMENT DEVICE FOR CONNECTING PART OF TRUSS STRUCTURE AND CONNECTING METHOD THEREOF}
본 발명은 건설분야에 관한 것으로, 상세하게는 강관 트러스 구조물의 결합부 보강부재 및 이를 이용한 보강부재 설치방법에 관한 것이다.
강관 트러스 구조물의 결합부는 복수의 부재가 결합되기 때문에 응력 집중현상이 발생한다.
트러스 구조물과 아치 트러스 구조물과 같이 복수의 사부재(3)와 수직부재(4)가 결합하는 상현재(1)와 하현재(2)의 결합부에는 휨응력, 전단응력, 압축응력 및 인장응력 등의 복합적인 응력이 발생한다.
설계에서는 사부재와 수직부재에 비해 단면이 큰 부재로 상현재와 하현재를 설계하여 응력집중현상에 저항하도록 설계한다.
그러나 응력집중 현상은 상현재와 하현재의 결합부에만 집중되는 것으로서, 결합부를 제외한 상현재와 하현재에는 결합부보다 적은 응력이 발생한다.
따라서 상현재와 하현재의 단면크기를 결합부에 작용하는 응력에 저항하도록 설계하는 것은 비경제적인 설계가 될 수 있다.
우선, 부재의 재료비가 비싸지게 되고, 단면 크기가 커짐에 따라 부재 자중이 증가하게 된다.
부재 자중이 커지게 되면 가설을 위한 가설장비가 대형화되어 전체 공사비가 비싸지는 문제가 발생한다.
한국특허 제10-1513598호 '복합트러스 거더교의 격점부 연결구조를 향상시키기 위한 복부재'는 복합트러스 거더교의 격점부 연결구조를 향상시키기 위한 복부재에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 상현재지와 하현재가 콘크리트로 이루어지며, 상현재 및 하현재를 트러스 구조로 구성하기 위한 복합트러스 거더교의 격점부 연결구조에 사용되는 복부재를 상현재와 하현재를 연결하기 위한 원형 강관과 원형 강관에 일측이 삽입되며 하부에 거세트 고정판이 형성되도록 구성된 거세트판의 타측을 상현재 또는 하현재에 매립함으로써 복합트러스 거더교의 격점부 연결구조를 향상시킬 수 있는 복부재에 관한 것이다.(도 1, 2 참고)
한국특허 제10-1211691호 '거셋연결판을 이용한 하이브리드 구조용 빔'은 거더 또는 빔에 있어서 트러스 부재인 사재와 상기 사재가 연결되는 플랜지부재의 연결부 즉 격점부에 발생하는 작용하중을 보다 효과적으로 분배하면서도 하중을 효율적으로 흡수할 수 있도록 하여 격점부가 개시되며, 상기 격점부는 거셋플레이트를 한 쌍으로 서로 마주보도록 형성시킨 후, 사재를 거셋플레이트 사이에 핀 연결시켜 설치하게 된다.
또한 효과적인 하중 배분을 위하여 거셋연결판, 철근을 이용하고 사재의 효과적인 단면결정이 가능하도록 하게 된다.(도 3, 4 참고)
한국특허 제10-1087984호 '에너지 흡수를 위한 탄성패드를 이용한 격점부용 사재 연결장치'는 거더 또는 빔에 있어서 트러스 부재인 사재와 상기 사재가 연결되는 플랜지부재의 연결부 즉 격점부에 발생하는 작용하중을 보다 효과적으로 분배하면서도 하중을 효율적으로 흡수할 수 있도록 한 사재 연결장치가 개시되며, 상기 사재 연결장치는 하부 거셋 플레이트를 한 쌍으로 서로 마주보도록 형성시킨 후, 상부 거셋플레이트를 하부 거셋 플레이트 사이에 핀 연결시켜 설치하고, 상기 상부 거셋플레이트와 하부 거셋플레이트의 상하면은 탄성패드 에 의하여 서로 접하도록 하여 탄성패드가 작용하는 하중에 변형 및 복원되면서 하중에 의한 에너지를 흡수하도록 하였다.
한국특허 제10-1513598호, 한국특허 제10-1211691호, 한국특허 제10-1087984호는 모두 격점부(결합부)의 강성을 키우기 위한 기술이다.
위 기술들은 격점부의 강성을 키우기 위한 기술이지만, 강성을 키우기 위한 보강부재의 결합이 복잡하고, 강관의 일부가 손상(절단면 발생)하는 문제가 있다.
상술한 종래기술의 도면부호는 그 종래기술의 설명에 한정되어 사용한다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 강관 트러스 구조물의 결합부의 강성을 부분적으로 향상시킬 수 있는 보강부재 및 보강부재 설치방법을 제시한다.
상기 과제의 해결을 위하여, 본 발명의 식생옹벽은 보강부재(100)는 상기 강관(200) 내부의 폭 방향으로 설치된 일측보강판(110); 연결부재(130)에 의해 상기 일측보강판(110)과 이격되어 결합된 타측보강판(120); 상기 일측보강판(110)과 상기 타측보강판(120)의 외측면에 상기 강관(200)의 길이방향을 따라 돌출되도록 결합된 리브(140);를 포함한다.
상기 일측보강판(110)과 상기 타측보강판(120)의 사이 구간에는 채움재(300)가 충전되는 것이 바람직하다.
상기 연결부재(130)는 상호 간격을 두고, 상기 일측보강판(110)과 타측보강판(120)의 가장자리에 결합되되, 장볼트(131)와 너트(132)에 의해 상기 일측보강판(110)과 상기 타측보강판(120)에 결합되는 것이 바람직하다.
상기 일측보강판(110)과 상기 타측보강판(120)의 가장자리를 따라 내측 또는 외측으로 각각 돌출 결합된 일측돌출부(150) 및 타측돌출부(160)를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 일측돌출부(150) 및 상기 타측돌출부(160)는 링 구조인 것이 바람직하다.
상기 일측보강판(110)과 상기 타측보강판(120)의 사이 구간에는 중앙보강재(170)가 결합된 것이 바람직하다.
상기 중앙보강재(170)는 중공(172)이 형성됨과 아울러, 상기 장볼트(131)와 상기 너트(132)에 의해 결합되는 것이 바람직하다.
상기 중앙보강재(170)는 보강판(171); 및 상기 보강판(171)의 외주면을 따라 일측 및 타측으로 돌출되도록 결합된 보강링(173);을 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 보강부재를 이용한 보강부재 설치방법은 상기 강관(200)의 단부를 통해 상기 보강부재(100)를 삽입하는 보강부재삽입단계; 상기 강관(200)의 상기 결합부(A)에 상기 보강부재(100)를 설치하는 보강부재설치단계; 상기 일측보강판(110)과 상기 타측보강판(120)의 사이 구간에 상기 채움재(300)를 충전하는 채움재충전단계;를 포함한다.
상기 채움재충전단계는 상기 결합부(A)의 상기 강관(200) 측면에 형성된 관통공(310)을 통해 상기 채움재(300)를 충전하는 것이 바람직하다.
상기 채움재 충전단계이후, 상기 관통공덮개(320)를 이용하여 상기 관통공(310)을 폐쇄하는 것이 바람직하다.
본 발명은 강관 결합부의 내측에 형성된 보강부재를 이용하여 결합부에 집중되는 응력에 국부적으로 저항할 수 있다.
따라서 구조물의 단면크기를 유지하면서 집중응력에 안정적으로 저항할 수 있다.
이로 인해 구조물의 자중을 최소화하여 자중을 줄일 수 있다.
본 발명은 강관 결합부에 보강부재를 설치하고, 보강부재의 내측에 채움재를 충전하기 때문에 보강부재와 강관의 결합력이 우수하고, 강성이 우수하다.
도 1은 한국특허 제10-1513598호의 격점부 측면도.
도 2는 한국특허 제10-1513598호의 격점부 강관 측면도.
도 3은 한국특허 제10-1211691호의 격점부 사시도.
도 4는 한국특허 제10-1211691호의 격점부 분해 사시도.
도 5는 한국특허 제10-1087984호의 사재 분해도.
도 6은 한국특허 제10-1087984호의 격점부 사시도.
도 7은 강관 트러스부재 측면도
도 8은 아치 트러스부재 측면도.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 보강부재 사시도.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 보강부재 측면도.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 중앙보강재 사시도.
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 중앙보강재가 결합된 보강부재 사시도.
도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 중앙보강재가 결합된 보강부재 측면도.
도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 보강부재가 결합된 강관 측면도.
도 15는 본 발명의 일 실시 예에 따른 보강부재삽입단계 모사도.
도 16은 본 발명의 일 실시 예에 따른 보강부재설치단계 모사도.
도 17은 본 발명의 일 실시 예에 따른 채움재충전단계 모사도.
도 18은 본 발명의 일 실시 예에 따른 관통공덮개(320)를 이용하여 상기 관통공(310)이 마감된 사시도.
도 19는 본 발명의 일 실시 예에 따른 보강부재 설치가 완료된 강관 모사도.
본 발명인 강관 트러스 구조물의 결합부 보강부재 및 이를 이용한 보강부재 설치방법의 실시 예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
또한, 이하 사용되는 제1, 제2 등과 같은 용어는 동일 또는 상응하는 구성 요소들을 구별하기 위한 식별 기호에 불과하며, 동일 또는 상응하는 구성 요소들이 제1, 제2 등의 용어에 의하여 한정되는 것은 아니다.
또한, 결합이라 함은, 각 구성 요소 간의 접촉 관계에 있어, 각 구성 요소 간에 물리적으로 직접 접촉되는 경우만을 뜻하는 것이 아니라, 다른 구성이 각 구성 요소 사이에 개재되어, 그 다른 구성에 구성 요소가 각각 접촉되어 있는 경우까지 포괄하는 개념으로 사용하도록 한다.
이하, 첨부 표 및 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 강관 트러스 구조물의 결합부 보강부재 및 이를 이용한 보강부재 설치방법에 관하여 상세히 설명한다.
본 발명에 의한 보강부재(100)는 강관(200) 내부의 폭 방향으로 설치된 일측보강판(110); 연결부재(130)에 의해 일측보강판(110)과 이격되어 결합된 타측보강판(120); 일측보강판(110)과 타측보강판(120)의 외측면에 강관(200)의 길이방향을 따라 돌출되도록 결합된 리브(140);를 포함한다.
상술한 바와 같이 강관 트러스 구조물의 결합부는 복수의 부재가 결합되기 때문에 응력 집중현상이 발생한다.
이 경우, 본 발명의 보강부재(100)는 연결부재(130)에 의해 상호 이격되어 형성된 일측보강판(110)과 타측보강판(120)에 의해 결합부에 설치되어 강관의 강성을 향상시킨다.
또한, 일측보강판(110)과 타측보강판(120)에는 리브(140)가 결합되어 있기 때문에 비틀림 강성이 우수하다.
일측보강판(110)과 타측보강판(120)의 사이 구간에는 채움재(300)가 충전되는 것이 바람직하다.
이 경우, 보강부재 내부에 몰탈 또는 콘크리트 채움재를 충전하기 때문에 보강부재의 강성을 향상시킴은 물론, 보강부재와 강관의 결합력을 향상시킬 수 있다.
연결부재(130)는 상호 간격을 두고, 일측보강판(110)과 타측보강판(120)의 가장자리에 결합되되, 장볼트(131)와 너트(132)에 의해 일측보강판(110)과 타측보강판(120)에 결합되는 것이 바람직하다.
이 경우, 연결부재(130)는 일측보강판과 타측보강판의 가장자리에 결합되어 비틀림 강성을 향상시키고, 채움재의 충전공간을 확보한다.
또한, 연결부재가 장볼트와 너트를 사용하기 때문에 체결작업이 용이하다.
일측보강판(110)과 타측보강판(120)의 가장자리를 따라 내측 또는 외측으로 각각 돌출 결합된 일측돌출부(150) 및 타측돌출부(160)를 포함하는 것이 바람직하다.
이 경우 판부재로 형성된 일측보강판과 타측보강판에 일측돌출부와 타측돌출부가 결합되기 때문에 비틀림 및 휨 강성이 향상된다.
일측돌출부(150) 및 타측돌출부(160)는 링 구조인 것이 바람직하다.
일측보강판(110)과 타측보강판(120)의 사이 구간에는 중앙보강재(170)가 결합된 것이 바람직하다.
일측보강판과 타측보강판의 이격 거리가 길 경우, 중앙보강재를 결합하여 보강부재의 강성을 확보할 수 있다.
중앙보강재(170)는 중공(172)이 형성됨과 아울러, 장볼트(131)와 너트(132)에 의해 결합되는 것이 바람직하다.
중앙보강재(170)는 보강판(171); 및 보강판(171)의 외주면을 따라 일측 및 타측으로 돌출되도록 결합된 보강링(173);을 포함하는 것이 바람직하다.
이 경우, 중앙보강재는 채움재 충전을 원활하게 하기 위해 중공이 형성되고, 중앙 보강재의 비틀림 및 휨강성을 보강하기 위해 보강링이 결합 된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 보강부재를 이용한 보강부재 설치방법은 강관(200)의 단부를 통해 보강부재(100)를 삽입하는 보강부재삽입단계; 강관(200)의 결합부(A)에 보강부재(100)를 설치하는 보강부재설치단계; 일측보강판(110)과 타측보강판(120)의 사이 구간에 채움재(300)를 충전하는 채움재충전단계;를 포함한다.
이 경우, 강관의 단부를 통해 보강부재를 삽입하기 때문에 강관에 별도의 설치공이 필요없다.
즉, 강관에 손상을 발생시키지 않고, 보강부재를 설치할 수 있다.
채움재충전단계는 결합부(A)의 강관(200) 측면에 형성된 관통공(310)을 통해 채움재(300)를 충전하는 것이 바람직하다.
이 경우, 관통공은 채움재가 충전될 수 있는 최소한의 크기로 형성되고, 채움재 충전은 관통공을 통해 채움재가 분출될 때까지 충전한다.
채움재충전단계 이후, 관통공덮개(320)를 이용하여 관통공(310)을 폐쇄하는 것이 바람직하다.
이 경우, 채움재 충전이 완료되면 관통공덮개를 이용하여 관통공을 폐쇄하여 채움재의 손실을 방지한다.
이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시 예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시 예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.
A : 결합부 100 : 보강부재
110 : 일측보강판 120 : 타측보강판
130 : 연결부재 140 : 리브
150 : 일측돌출부 160 : 타측돌출부
170 : 중앙보강재 171 : 보강판
172 : 중공 173 : 보강링
200 : 강관 300 : 채움재
310 : 관통공 320 : 관통공덮개

Claims (11)

  1. 강관(200) 트러스 구조물의 결합부(A) 강성을 향상시키기 위하여 상기 강관(200)의 내부에 설치되는 보강부재(100)로서,
    상기 강관(200) 내부의 폭 방향으로 설치된 일측보강판(110);
    연결부재(130)에 의해 상기 일측보강판(110)과 이격되어 결합된 타측보강판(120);
    상기 일측보강판(110)과 상기 타측보강판(120)의 외측면에 상기 강관(200)의 길이방향을 따라 돌출되도록 결합된 리브(140);를 포함하되,
    상기 연결부재(130)는
    상호 간격을 두고, 상기 일측보강판(110)과 상기 타측보강판(120)의 가장자리에 결합되는 장볼트(131)와 너트(132)이고, 상기 장볼트(131)와 상기 너트(132)에 의해 상기 일측보강판(110)과 상기 타측보강판(120)은 상호 이격되며,
    상기 일측보강판(110)과 상기 타측보강판(120)의 가장자리를 따라 내측 또는 외측으로 각각 돌출 결합된 링 구조의 일측돌출부(150) 및 타측돌출부(160)를 포함하고,
    상기 일측보강판(110)과 상기 타측보강판(120)의 사이 구간에는 중앙보강재(170)가 결합되며,
    상기 중앙보강재(170)는
    중공(172)이 형성됨과 아울러, 상기 장볼트(131)와 상기 너트(132)에 의해 결합됨과 아울러,
    상기 중앙보강재(170)는
    보강판(171);
    상기 보강판(171)의 외주면을 따라 일측 및 타측으로 돌출되도록 결합된 보강링(173);을 포함하고,
    상기 강관(200)의 내면에 상기 일측보강판(110), 상기 타측보강판(120), 상기 보강링(173)의 외측면이 접촉되는 구조로 상호 결합되며,
    상기 일측보강판(110)과 상기 타측보강판(120)의 사이 구간에는 채움재(300)가 충전되는 것을 특징으로 하는 보강부재.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제1항의 보강부재를 이용한 보강부재 설치방법으로서,
    상기 강관(200)의 단부를 통해 상기 보강부재(100)를 삽입하는 보강부재삽입단계;
    상기 강관(200)의 상기 결합부(A)에 상기 보강부재(100)를 설치하는 보강부재설치단계;
    상기 일측보강판(110)과 상기 타측보강판(120)의 사이 구간에 상기 채움재(300)를 충전하는 채움재충전단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 보강부재 설치방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 채움재충전단계는 상기 결합부(A)의 상기 강관(200) 측면에 형성된 관통공(310)을 통해 상기 채움재(300)를 충전하는 것을 특징으로 하는 보강부재 설치방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 채움재 충전단계이후,
    관통공덮개(320)를 이용하여 상기 관통공(310)을 폐쇄하는 것을 특징으로 하는 보강부재 설치방법.
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