KR101833949B1 - 단면이 최적화된 복합보 - Google Patents

Abstract

본 발명은 철골보 부재 간에 합성된 구조를 이룰 수 있게 상호 보강연결하여 구조적 안정성을 확보하고, 철골보의 구간별로 구분된 단면을 선정하여 휨모멘트에 따라 각 부재의 단면을 효과적으로 최적화하는 동시에 시공비용을 효율적으로 절감함을 제공하도록, 상하 수직방향으로 연장하여 설치되되 좌우 간격을 두고 설치된 강재기둥에 서로 대응하여 횡 방향으로 연장형성되는 복합보에 있어서, 상기 강재기둥 상에 접합설치되는 강재보와; 상기 강재보의 한쪽 접합단부에 일단이 연결브라켓을 통해 결합하여 고정설치되고, 수직웨브 및 상하로 수평플랜지를 구비토록 형성되는 제1철골보와; 상기 제1철골보의 한쪽에 간격을 두고 위치하되 좌우로 연장형성되고, 상면이 개구되어 하부플레이트 및 좌우로 측벽웨브를 구비토록 형성되는 제2철골보와; 상기 제1철골보와 상기 제2철골보를 연결 보강하되 상기 제2철골보의 측벽웨브로부터 상기 제1철골보의 수직웨브를 향해 경사방향으로 연장하여 상호 연결하는 제1보강플랜지와, 상기 제2철골보 측벽웨브의 상단부로부터 상기 제1철골보의 상측 수평플랜지를 향해 연장하여 상호 연결하는 제2보강플랜지와, 상기 제2철골보의 하부플레이트로부터 상기 제1철골보의 하측 수평플랜지를 향해 연장하여 상호 연결하는 제3보강플랜지로 구성되는 보강연결부;를 포함하는 단면이 최적화된 복합보를 제공한다.

Description

단면이 최적화된 복합보{COMPOSITE INTERGRATED OPTIMIZED CROSS-SECTION}

본 발명은 단면이 최적화된 복합보에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 철골보 부재 간에 합성된 구조를 이룰 수 있게 상호 보강연결하여 구조적 안정성을 확보하고, 철골보의 구간별로 구분된 단면을 선정하여 휨모멘트에 따라 각 부재의 단면을 효과적으로 최적화하는 동시에 시공비용을 효율적으로 절감하는 것이 가능한 단면이 최적화된 복합보에 관한 것이다.

일반적으로 다양한 구조의 건축물을 시공함에는 강재의 기둥을 세운 후 강재기둥 사이에 철골보를 연결하고, 철골보상에 거푸집과 보강철근을 설치한 다음 콘크리트를 타설하는 공정을 거쳐 복합보를 시공하게 된다.

이러한 복합보는 강재의 철골 보와 프리캐스트 콘크리트 보가 합성되어 철골보의 강재량을 절감하고 시공성을 향상시키기 위한 구조를 이루는 것으로서, MHS 복합보, MPS 복합보, SPS 복합보, CPS 복합보 등 다양한 형태의 복합보가 사용되고 있다.

그런데 기존 복합보는 보 부분의 접합부가 중첩이음 형태의 접합구조를 이루기 때문에 복합보 시공에 따른 철골량이 과도하게 사용 제작되어 공사비용이 많이 소요된다는 문제가 있었다.

상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 개시되어 있었던 종래기술로써, 대한민국 등록특허공보 제761786호(2007.09.19.)에는 상/하부 플렌지 및 상기 상부 플렌지와 하부 플렌지를 서로 연결하는 웹으로 구성된 H형강, 상기 H형강의 적어도 일부를 감싸도록 상기 H형강의 길이 방향을 따라 소정 간격으로 설치되는 복수의 스터럽철근, 상기 H형강의 적어도 일부와 상기 스터럽 철근의 적어도 일부를 매립하도록 상기 H형강과 일체로 형성되며 그 상면 양측 모서리에 데크 플레이트가 놓여지는 콘크리트 부재, 상기 H형상의 길이 방향을 따라 배열되는 적어도 하나 이상의 인장/압축 철근 및 상기 콘크리트 부재의 상면에 설치되어 그 위에 놓이는 데크 플레이트를 지지하는 서포트를 포함하고, 상기 서포트는 상기 콘크리트 부재의 상면 양측 모서리에 설치되어 상기 데크 플레이트를 지지하는 브라켓 및 상기 브라켓과 일체로 형성되며 상기 콘크리트 부재 내에 매립되는 매립부재;를 포함하며, 상기 콘크리트 부재에는 길이 방향으로 전체에 걸쳐 공동부가 형성되고 상기 공동부는 메탈래스에 의해 형성되게 구성함에 따라 구조물의 안전에 영향을 주지 않으면서 층고를 효과적으로 줄일 수 있는 콘크리트 복합 형강보가 공지되어 있다.

또한 등록특허공보 제1566932호(2015.11.02.)에는 보의 양단부는 강재 기둥에 강재 보가 용접 접합되고, 보의 중앙부는 프리캐스트 콘크리트 보가 설치되어 상기 강재 보와 프리캐스트 콘크리트 보가 결합된 복합보에 있어서, 상기 강재 보와 프리캐스트 콘크리트 보 사이에는 연결부재를 설치하며, 상기 강재 보의 단부는 연결부재의 수직판과 용접 접합되고, 상기 프리캐스트 콘크리트 보 단부는 상기 연결부재의 수평판 단부 내측에 설치되며, 상기 프리캐스트 콘크리트 보의 다수의 상,하부철근 단부는 돌출되어 각각 상기 연결부재의 수직판에 형성된 다수의 관통공과 상기 연결부재의 철근고정판에 형성된 다수의 슬릿홀을 관통하여 커플러로 체결 고정되고 상기 연결부재의 수직판과 강재 보 상부플랜지에는 소정 간격으로 상부보강판이 용접 접합되며, 상기 연결부재의 수평판과 철근고정판에는 소정 간격으로 하부보강판이 용접 접합되는 것을 포함하여 구성됨에 따라 보 단부의 균열을 제어할 수 있는 복합보가 공지되어 있다.

그러나 상기한 종래 복합보인 등록특허공보 제761786호 및 제1566932호의 경우에는 양자 모두 보의 전체길이에 걸쳐서 H형강과 콘크리트 부재가 구비되므로 중량이 무거워 취급과 시공이 곤란하다는 문제가 있었다.

나아가 종래 복합보는 H형강과 U형강으로 구성되어 브라켓 형태의 접합구조를 이루되 브라켓 길이는 1M 정도의 길이인 반면 철골보의 길이는 10M 이상의 장스팬 구조로 구성되기 때문에 변곡점까지의 부모멘트로 U형강 부재단면이 저항하고, 변곡점을 지나 중앙부까지는 U형강과 콘크리트의 합성보로써 저항하게 되므로 U형 부재단면이 과도하게 제작되어 전체적인 시공 공사비용이 상승하게 문제점이 있었다.

한국등록특허공보 제10-0761786호(2007.09.19.) 한국등록특허공보 제10-1566932호(2015.11.02.)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 정모멘트 구간의 철골보와 부모멘트 구간의 철골보를 일체로 보강 연결하면서 기존 보 접합 방식으로 시공접합할 수 있게 구성하므로 철골자재의 취급 및 시공이 용이하고, 시공구조물의 철골량을 최소화함과 동시에 복합보 부재단면을 최적화할 수 있는 단면이 최적화된 복합보를 제공하는데, 그 목적이 있다.

본 발명이 제안하는 단면이 최적화된 복합보는 상하 수직방향으로 연장하여 설치되되 좌우 간격을 두고 설치된 강재기둥에 서로 대응하여 횡 방향으로 연장형성되는 복합보에 있어서, 상기 강재기둥 상에 접합설치되는 강재보와; 상기 강재보의 한쪽 접합단부에 일단이 연결브라켓을 통해 결합하여 고정설치되고, 수직웨브 및 상하로 수평플랜지를 구비토록 형성되는 제1철골보와; 상기 제1철골보의 한쪽에 간격을 두고 위치하되 좌우로 연장형성되고, 상면이 개구되어 하부플레이트 및 좌우로 측벽웨브를 구비토록 형성되는 제2철골보와; 상기 제1철골보와 상기 제2철골보를 연결 보강하되 상기 제2철골보의 측벽웨브로부터 상기 제1철골보의 수직웨브를 향해 경사방향으로 연장하여 상호 연결하는 제1보강플랜지와, 상기 제2철골보 측벽웨브의 상단부로부터 상기 제1철골보의 상측 수평플랜지를 향해 연장하여 상호 연결하는 제2보강플랜지와, 상기 제2철골보의 하부플레이트로부터 상기 제1철골보의 하측 수평플랜지를 향해 연장하여 상호 연결하는 제3보강플랜지로 구성되는 보강연결부;를 포함하여 이루어진다.

상기 제1철골보는 상기 수직웨브가 좌우로 일정한 간격을 두고 평행을 이루도록 배치된 이중웨브형으로 구성하는 것도 가능하다.

상기 제2철골보에는 상기 측벽웨브의 상단에 외측으로 연장하여 돌출형성되는 지지단부를 구비한다.

상기 지지단부는 상기 측벽웨브의 상단을 기준으로 40~60㎜의 길이로 돌출형성된다.

상기 제2철골보에는 내측에 간격을 두고 설치되는 한 쌍의 지지격판과, 상기 지지격판을 상호 연결토록 고정 설치되되 상기 제2철골보의 길이 방향으로 연장형성되는 긴장철근을 포함하고, 상기 제2철골보의 내부에 콘크리트를 타설하여 형성되는 채움PC부를 구성한다.

상기 제2철골보에는 상기 측벽웨브 간에 상호 연결하되 상면이 개구된 상태를 유지토록 상기 제2철골보의 상측에 지그재그 형태로 배설되는 이형철근을 구비한다.

상기 보강연결부의 제1보강플랜지는 상기 제2철골보의 측벽웨브로부터 상기 제1철골보의 수직웨브를 향한 경사각도는 25~35°로 이루어진다.

상기 복합보는 상기 보강연결부의 위치지점(변곡점)을 기준으로 제2철골보의 전체 영역구간에 정모멘트 구간 응력만 고려하여 상기 제2철골보의 단면을 선정하고, 상기 보강연결부의 위치지점(변곡점)에서 상기 연결브라켓까지를 부모멘트 응력으로 고려하여 상기 제1철골보의 단면을 선정하며, 상기 강재기둥에서 상기 연결브라켓까지를 최대 부모멘트 응력으로 고려하여 상기 강재보의 단면을 선정하도록 이루어진다.

한편 본 명세서에 개시된 기술에 관한 설명은 단지 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 개시된 기술의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 개시된 기술의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 개시된 기술에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 개시된 기술의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.

또한 본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다. "제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소로 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

나아가 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명에 따른 단면이 최적화된 복합보에 의하면 부모멘트 구간의 제1철골보 및 정모멘트 구간의 제2철골보를 상호 보강연결하며 강재보에 연결브라켓을 통해 보 접합 방식으로 연결접합하므로, 시공이 간편하고 철골보의 자체 내구성을 향상시키며 시공구조물의 철골량을 감소시켜 시공비용을 절감할 수 있는 효과를 얻는다.

뿐만 아니라 본 발명에 따른 단면이 최적화된 복합보는 보강연결부의 위치지점인 변곡점을 기준으로 정모멘트 구간 응력만 고려하여 제2철골보의 단면을 선정하고 변곡점을 기준으로 부모멘트 구간 응력만 고려하여 제1철골보의 단면을 선정하며, 최대 부모멘트 응력을 고려하여 강재보의 단면을 선정하므로, 부재단면의 합성효과를 극대화하고 복합보 단면이 최적화되어 시공공사비용을 보다 절감시킬 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명에 따른 단면이 최적화된 복합보는 제2철골보의 측벽웨브 상단에 외측으로 연장 돌출된 지지단부를 구성하므로, 데크플레이트의 설치가 용이함은 물론 제2철골보의 내측을 향한 콘크리트 타설도 완전충진할 수 있어 합성보의 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명에 따른 단면이 최적화된 복합보는 제2철골보의 상측에 지그재그 형태로 배설되는 이형철근을 구성하므로, 제2철골보 내 콘크리트 충진효율을 증진시키면서 콘크리트와 합성효과를 향상시켜 시공공사비를 보다 절감시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 일실시예를 나타내는 정면도.
도 2는 본 발명에 따른 일실시예를 나타내는 분리사시도.
도 3은 본 발명에 따른 일실시예를 나타내는 평면도.
도 4의 (a),(b)는 각각 본 발명에 따른 일실시예에서 강재보의 제1실시예 및 제2실시예를 나타내는 정면도.
도 5의 (a),(b)는 각각 본 발명에 따른 일실시예에서 제1철골보의 제1실시예 및 제2실시예를 나타내는 단면도.
도 6은 본 발명에 따른 일실시예에서 제2철골보를 나타내는 단면도.
도 7은 본 발명에 따른 일실시예에서 보강연결부를 나타내는 확대평면도.
도 8은 본 발명에 따른 일실시예에서 보강연결부를 나타내는 확대사시도.

이하, 본 발명이 속하는 선호적인 실시예를 참고로 하여 더욱 상세하게 설명한다.

본 발명은 상하 수직방향으로 연장하여 설치되되 좌우 간격을 두고 설치된 강재기둥에 서로 대응하여 횡 방향으로 연장형성되는 복합보에 있어서, 상기 강재기둥 상에 접합설치되는 강재보와; 상기 강재보의 한쪽 접합단부에 일단이 연결브라켓을 통해 결합하여 고정설치되고, 수직웨브 및 상하로 수평플랜지를 구비토록 형성되는 제1철골보와; 상기 제1철골보의 한쪽에 간격을 두고 위치하되 좌우로 연장형성되고, 상면이 개구되어 하부플레이트 및 좌우로 측벽웨브를 구비토록 형성되는 제2철골보와; 상기 제1철골보와 상기 제2철골보를 연결 보강하되 상기 제2철골보의 측벽웨브로부터 상기 제1철골보의 수직웨브를 향해 경사방향으로 연장하여 상호 연결하는 제1보강플랜지와, 상기 제2철골보 측벽웨브의 상단부로부터 상기 제1철골보의 상측 수평플랜지를 향해 연장하여 상호 연결하는 제2보강플랜지와, 상기 제2철골보의 하부플레이트로부터 상기 제1철골보의 하측 수평플랜지를 향해 연장하여 상호 연결하는 제3보강플랜지로 구성되는 보강연결부;를 포함하는 단면이 최적화된 복합보를 기술구성의 특징으로 한다.

다음으로 본 발명에 따른 단면이 최적화된 복합보의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

그러나, 본 발명의 실시예들은 여러 가지 다양한 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들로 한정되는 것으로 해석되지 않는다. 본 발명의 실시예들은 해당 기술분야에서 보통의 지식을 가진 자가 본 발명을 이해할 수 있도록 설명하기 위해서 제공되는 것이고, 도면에서 나타내는 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 예시적으로 나타내는 것이다. 그리고, 도면에서 동일한 구성은 동일한 부호로 표시하고, 반복적인 상세한 설명은 생략한다.

먼저 본 발명에 따른 단면이 최적화된 복합보의 일실시예는 도 1 내지 도 3에 나타낸 바와 같이, 상하 수직방향으로 연장하여 설치되되 좌우 간격을 두고 설치된 강재기둥(5)에 서로 대응하여 횡 방향으로 연장형성되는 복합보(B)에 있어서, 강재보(10)와, 제1철골보(20) 및 제2철골보(30)와, 보강연결부(40)를 포함하여 이루어진다.

상기 강재보(10)는 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 상기 강재기둥(5) 상에 일단이 접합설치되어 상기 강재기둥(5)의 일면에 횡 방향으로 돌출 형성되고, 상기 제1철골보(20) 및 제2철골보(30)를 포함한 복합보(B)의 전반적인 구성들을 지지할 수 있게 구성한다.

상기 강재보(10)는 H형강을 적용하여 구성한다.

상기 강재보(10)는 상기 제1철골보(20)보다 상대적으로 큰 단면을 갖도록 구성하여 구조물의 가장 기본적인 지지효율을 유지할 수 있게 구성하는 것이 바람직하다.

상기 강재보(10)는 상기 제1철골보(20)를 기준으로 상향 연장 또는 하향 연장된 단면을 형성토록 구성한다. 즉 상기 강재보(10)의 제1실시예는 도 4의 (a)에서처럼 일반적인 건축물의 구조물로 시공하는 경우로서 상기 강재보(10)가 상기 제1철골보(20)보다 하향 연장된 단면을 형성하여 상기 강재보(10)의 상부에도 콘크리트층 타설이 이뤄질 수 있게 구성하는 것도 가능하고, 상기 강재보(10)의 제2실시예는 도 4의 (b)에서처럼 주차장 등의 건축물의 구조물로 시공할 경우로서 상기 강재보(10)가 상기 제1철골보(20)보다 상향 연장된 단면을 형성하여 상기 강재보(10)의 상부에 콘크리트층이 부재한 구조를 이루도록 구성하는 것도 가능하다.

상기에서 강재보(10)의 제2실시예에서는 전방에 차량이 주차시 바퀴를 접촉 지지할 수 있는 차량방지턱(15)을 구비토록 구성한다.

상기한 제2실시예와 같은 강재보(10)를 구성하게 되면, 콘크리트 타설량을 줄여 자재비용을 절감함은 물론 복합보(B)의 자체중량을 최소화하는 것이 가능하다.

상기 제1철골보(20)는 상기 강재보(10)상에 고정설치되어 횡 방향으로 연장토록 형성한다.

상기 제1철골보(20)는 상기 강재보(10)의 한쪽 접합단부에 일단이 연결브라켓(25)을 통해 결합하여 고정설치된다.

상기 제1철골보(20)는 상하 수직방향으로 연장 형성된 수직웨브(21)와, 상기 수직웨브(21)의 상/하부에 각각 수평방향으로 연장형성된 수평플랜지(23)를 구비토록 형성한다.

상기 제1철골보(20)의 제1실시예는 도 5의 (a)에 나타낸 바와 같이, H형강의 단면형상을 이루되 하나의 상기 수직웨브(21)를 구비토록 구성한다.

또한 상기 제1철골보(20)의 제2실시예는 도 5의 (b)에 나타낸 바와 같이, 상/하부의 수평플랜지(23) 사이에 2개의 수직웨브(21)를 구비한 이중웨브형으로 구성한다. 즉 상기 수직웨브(21)가 좌우로 일정한 간격을 두고 평행을 이루도록 배치되게 구성하므로, 상기 제1철골보(20)의 단면 응력을 더욱 보강토록 구성하는 것이 가능하다.

상기 제2철골보(30)는 도 1 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 상기 제1철골보(20)의 한쪽에 간격을 두고 위치하여 좌우로 연장형성된다.

상기 제2철골보(30)는 6에 나타낸 바와 같이, 상면이 개구된 구조를 갖는 철골재의 구조로서, 하부에 측 방향으로 평탄한 평면을 갖는 하부플레이트(31)와, 상기 하부플레이트(31)의 좌우 양단에 수직방향으로 연장형성되어 벽면을 이루는 측벽웨브(33)를 구비토록 형성한다.

상기 제2철골보(30)에는 상기 측벽웨브(33)의 상단에 외측으로 연장하여 평탄한 평면을 조성토록 돌출형성되는 지지단부(34)를 구비토록 구성한다.

상기 지지단부(34)는 상기 측벽웨브(33)의 상단을 기준으로 외측을 향해 40~60㎜의 길이로 돌출형성함에 따라 상기 제2철골보(30)의 자체중량을 최소화하면서 상부에 데크플레이트(도면에 미도시)를 안정적으로 지지하는 것이 가능하다.

상기와 같이 제2철골보(30)의 측벽웨브(33) 상단에 지지단부(34)를 구성하게 되면, 데크플레이트의 설치가 용이함은 물론 제2철골보(30)의 내측을 향한 콘크리트 타설도 완전충진할 수 있어 합성보의 효율을 향상시키는 것이 가능하다.

상기 제2철골보(30)에는 내부에 콘크리트를 타설함에 따른 채움PC부(35)를 형성하므로, 철골과 콘크리트로 이루어진 합성보 구조를 이루도록 형성한다.

상기 채움PC부(35)를 이루도록 콘크리트가 타설되는 상기 제2철골보(30)에는 내측에 간격을 두고 설치되는 한 쌍의 지지격판(36)과, 상기 지지격판(36)을 상호 연결토록 고정 설치되되 상기 제2철골보(30)의 길이 방향으로 연장형성되는 긴장철근(37)을 구비토록 구성한다.

도면에 나타내지는 않았지만 상기 지지격판(36)에는 상기 제2철골보(30)의 하부플레이트(31)로부터 이격하여 설치되는 상기 긴장철근(37)의 이격 높이를 상황에 따라 제어설정할 수 있게 다수의 설치공이나 상하 수직방향으로 연장된 장공을 구비토록 형성하는 것이 바람직하다.

상기 제2철골보(30)에는 상기 측벽웨브(33)의 상단에 상호 연결토록 구비된 이형철근(39)을 구성한다.

상기 이형철근(39)은 상기 제2철골보(30)의 상면이 개구(開口)된 상태를 유지토록 상기 제2철골보(30) 측벽웨브(33)의 상측에 좌우 지그재그 형태로 반복하여 배설한다.

상기와 같이 지그재그 형태로 배설된 이형철근(39)을 구성하게 되면, 제2철골보(30)를 향한 콘크리트 충진작업이 원활함은 물론 제2철골보(30)와 채움PC부(35)의 콘크리트와의 합성효과를 극대화하여 시공공사비를 보다 절감시키는 것이 가능하다.

상기 보강연결부(40)는 상기 제1철골보(20)와 상기 제2철골보(30)를 상호 연결하여 부재 간에 일체화하되 복합보(B)의 단면 응력을 보강시키는 기능을 수행한다.

상기 보강연결부(40)는 도 7 및 도 8에 나타낸 바와 같이, 상기 제1철골보(20)와 상기 제2철골보(30) 간에 상호 연결하되 제1보강플랜지(41) 및 제2보강플랜지(43), 제3보강플랜지(45)를 구비토록 구성한다.

상기 제1보강플랜지(41)는 상기 제1철골보(20)의 수직웨브(21)와 상기 제2철골보(30)의 측벽웨브(33)를 상호 연결토록 형성한다.

상기 제1보강플랜지(41)는 상기 제2철골보(30)의 측벽웨브(33)로부터 상기 제1철골보(20)의 수직웨브(21)를 향해 경사방향으로 연장하여 상호 연결한다. 즉 상기 제2철골보(30)의 좌우로 배치된 양측 측벽웨브(33)의 한쪽 단부와 모두 상기 제1철골보(20)의 수직웨브(21) 단부를 연결토록 접합하여 상기 제2철골보(30)에서 상기 제1철골보(20)를 향해 경사진 경사면을 형성토록 구성한다.

상기 제1보강플랜지(41)는 상기 제2철골보(30)의 측벽웨브(33)로부터 상기 제1철골보(20)의 수직웨브(21)를 향한 경사각도(α)가 25~35°를 이루도록 형성한다.

상기 제2보강플랜지(43)는 상기 제1보강플랜지(41)의 상단에 위치토록 구비하되 상기 제1철골보(20)의 수평플랜지(23)와 상기 제2철골보(30)의 지지단부(34)를 상호 연결토록 형성한다.

상기 제2보강플랜지(43)는 상기 제2철골보(30) 지지단부(34)로부터 상기 제1철골보(20)의 상측 수평플랜지(23a)를 향해 일부가 경사진 경사방향으로 연장하여 상기 제1철골보(20)와 상기 제2철골보(30)를 상호 연결하도록 구성한다.

상기 제3보강플랜지(45)는 상기 제1보강플랜지(41)의 하단에 위치토록 구비하되 상기 제1철골보(20)의 수평플랜지(23)와 상기 제2철골보(30)의 하부플레이트(31)를 상호 연결토록 형성한다.

상기 제3보강플랜지(45)는 상기 제2철골보(30)의 하부플레이트(31)로부터 상기 제1철골보(20)의 하측 수평플랜지(23b)를 향해 수평방향으로 연장하여 상기 제1철골보(20)와 상기 제2철골보(30)를 상호 연결하도록 구성한다.

상기 보강연결부(40)의 제1보강플랜지(41) 및 제2보강플랜지(43), 제3보강플랜지(45)는 상호 접촉부분에 용접접합하여 일체를 이루도록 형성한다. 즉 상기 제1보강플랜지(41)를 기준으로 상단에 접촉하는 상기 제2보강플랜지(43) 간의 접촉부분에 용접접합하여 일체로 형성하고, 상기 제1보강플랜지(41)를 기준으로 하단에 접촉하는 상기 제3보강플랜지(45) 간의 접촉부분에 용접접합하여 일체로 형성토록 구성한다.

상기 복합보(B)는 상기 강재보(10)를 비롯하여 상기 제1철골보(20) 및 상기 제2철골보(30)의 단면을 선정하되 상기 보강연결부(40)의 위치지점(변곡점)을 기준으로 구간별로 구분하여 산정하도록 이루어진다.

상기 제2철골보(30)의 단면을 선정함에는 변곡점을 기준으로 제2철골보(30)의 전체 영역구간에 정모멘트 구간 응력만 고려하여 단면을 선정한다.

상기 제1철골보(20)의 단면을 선정함에는 변곡점인 상기 보강연결부(40)의 위치지점에서 상기 연결브라켓(25)까지를 부모멘트 응력으로 고려하여 단면을 선정하고, 상기 강재보(10)의 단면을 선정함에는 상기 강재기둥(5)에서 상기 연결브라켓(25)까지를 최대 부모멘트 응력으로 고려하여 단면을 선정하도록 이루어진다.

즉 상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 단면이 최적화된 복합보(B)에 의하면 부모멘트 구간의 제1철골보(20) 및 정모멘트 구간의 제2철골보(30)를 상호 보강연결하며 강재보(10)에 연결브라켓(25)을 통해 보 접합 방식으로 연결접합하므로, 시공이 간편하고 철골보의 자체 내구성을 향상시키며 시공구조물의 철골량을 감소시켜 시공비용을 절감하는 것이 가능하다.

뿐만 아니라 본 발명은 보강연결부(40)의 위치지점인 변곡점을 기준으로 정모멘트 구간 응력만 고려하여 제2철골보(30)의 단면을 선정하고 변곡점을 기준으로 부모멘트 구간 응력만 고려하여 제1철골보(20)의 단면을 선정하며, 최대 부모멘트 응력을 고려하여 강재보(10)의 단면을 선정하므로, 부재단면의 합성효과를 극대화하고 복합보(B) 단면이 최적화되어 시공공사비용을 보다 절감시키는 것이 가능하다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이행할 수 있을 것이다.

B : 복합보 5 : 강재기둥
10 : 강재보 20 : 제1철골보 21 : 수직웨브
23 : 수평플랜지 25 : 연결브라켓 30 : 제2철골보
31 : 하부플레이트 33 : 측벽웨브 34 : 지지단부
35 : 채움PC부 36 : 지지격판 37 : 긴장철근
39 : 이형철근 40 : 보강연결부 41 : 제1보강플랜지
43 : 제2보강플랜지 45 : 제3보강플랜지

Claims (8)

1. 강재기둥(5)에 서로 대응하여 횡 방향으로 연장 형성되되 소정의 위치에 접합 설치되어지는 강재보(10)와,
   상기 강재보(10)의 한쪽 접합단부에 접합설치되며, 수직웨브(21) 및 상하로 수평플랜지(23)를 구비토록 형성되는 제1 철골보(20)와,
   상기 제1 철골보(20)의 한쪽에 간격을 두고 위치하되 좌우로 연장 형성되고, 상면이 개구(開口)되어 하부플레이트(31) 및 좌우로 측벽웨브(33)를 구비토록 형성된 제2 철골보(30)와,
   상기 제1 철골보(20)와 제2 철골보(30)를 연결 보강하기 위해 제1 보강플랜지(41), 제2 보강플랜지(42), 제3 보강플랜지(45)로 구성되는 보강연결부(40)를 포함하는 단면이 최적화된 복합보에 있어서,
   상기 강재보(10)는 H형강의 형상으로 형성되어 상기 제1 철골보(20)보다 상대적으로 큰 단면으로 형성되되 상기 강재보(10)의 한쪽 접합단부와 상기 제1 철골보(20)의 한쪽 접합단부는 연결브라켓(25)을 통해 보 접합방식으로 연결접합하여 상기 강재보(10)의 하측면과 상기 제1 철골보(20)의 하측면이 동일한 선상으로 이루어지며,
   상기 강재보(10)의 일측단부에 구비된 차량방지턱(15)은 전방에 차량이 주차시 바퀴를 접촉 지지할 수 있도록 구성하며,
   상기 제2 철골보(30)의 하부플레이트(31)로부터 이격하여 설치되어지는 긴장철근(37)은 지지격판(36)에 구비된 다수의 설치공 또는 상하 수직방향으로 연장된 장공을 통해서 제어되는 것이 가능하며,
   상기 보강연결부(40)는
   상기 제1 철골보(20)의 수평플랜지(23a)와 상기 제2 철골보(30)의 지지단부(34)를 상호 연결하되 상기 수평플랜지(23a)를 향해 일부가 경사진 경사방향으로 연장 형성되어지는 제2 보강플랜지(43)와, 상기 제1 철골보(20)의 수평플랜지(23b)와 상기 제2 철골보(30)의 하부플레이트(31)를 상호 연결토록 형성되어지는 제3 보강플랜지(45)와, 상기 제2 철골보(30)의 좌우로 배치된 양측 측벽웨브(33)의 단부와 상기 제1 철골보(20)의 수직웨브(21)의 단부를 연결토록 접합하되 상기 제1 철골보(20)를 향해 경사진 경사면으로 형성된 제1 보강플랜지(41)를 포함하는데,
   이때, 상기 측벽웨브(33)와 상기 수직웨브(21)사이에 구성된 상기 제1 보강플랜지(41)는 상기 제2 철골보(30)의 측벽웨브(33)로부터 상기 제1 철골보(20)의 수직웨브(21)를 향한 경사각도(a)가 25 내지 35°를 이루어지도록 형성함으로써, 부모멘트 구간의 제1 철골보(20)와 정모멘트 구간의 제2 철골보(30)는 상기 보강연결부(40)를 대상으로 하여 상호 연결하여 부재간의 일체화하되 복합보(B)의 단면 응력전달이 용이하게 되어지는 것을 특징으로 하는 단면이 최적화된 복합보.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 지지단부(34)는
   상기 측벽웨브(33)의 상단에 외측으로 연장 형성하여 평탄한 평면을 조성토록 돌출 형성되어지며, 상기 지지단부(34)의 길이는 상기 측벽웨브(33)의 상단을 기준으로 하여 외측을 향해 40 내지 60mm의 길이로 돌출 형성되어짐으로써, 상부에 구비되어진 데크플레이트가 안정적으로 지지되어지는 것을 특징으로 하는 단면이 최적화된 복합보.
   
3. 제 1 항에 있어서
   상기 제2 철골보(30)는
   상기 지지격판(36)을 상호 연결토록 고정 설치되되 상기 제2 철골보(30)의 길이 방향으로 연장 형성되며, 일측단부와 타측단부는 상기 지지격판(36)을 관통하는 긴장철근(37)과, 상기 제2 철골보(30)에는 상기 측벽웨브(33)간에 상호 연결하되 상면이 개구(開口)된 상태를 유지하도록 상기 제2 철골보(30)의 상측에 지그재그 형태로 반복하여 배설되어지는 이형철근(39)이 더 포함되어지는 것을 특징으로 하는 단면이 최적화된 복합보.
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