KR101885735B1 - 상현재 보강 트러스거더 일체형 데크 - Google Patents

Abstract

본 발명은 장스팬 구현을 위해 압축좌굴 저항특성이 강화된 상현재 보강 트러스거더 일체형 데크에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 큰 단면2차모멘트 특성치를 구현하여 좌굴저항 효과를 갖는 압축 보강된 상현재가 구성된 트러스 거더를 데크 플레이트와 일체로 구성하도록 하는 상현재 보강 트러스거더 일체형 데크에 관한 것이다.
본 발명의 바람직한 일 실시예는 보에 단부가 거치되는 데크 플레이트에 있어서, 일정 크기의 평판을 절곡하여 형성하며 평면부를 기준으로 상부로 돌출하여 형성되도록 일정 간격 이격되어 구성되는 한 쌍의 리브가 2열 이상이 일정 간격으로 형성되며, 폭방향 양단부는 절곡되어 길이 방향을 따라 형성된 데크 연결부가 형성되는 데크 플레이트와; 일정 길이의 강재로 형성되며 내부가 비어 있는 다각형 또는 원형 강관으로 이루어지는 압축 보강부재와, 압축 보강부재의 하부로 일정거리 이격되어 쌍으로 형성되는 하현재와, 압축 보강부재의 폭방향 양측에서 각각 압축 보강부재와 하현재를 연결하도록 결합되며 하단에 외측으로 절곡되어 풋부가 형성되는 래티스재로 이루어져, 래티스재의 하부의 풋부가 각각 리브에 안착되어 결합되는 트러스 거더와; 상단부는 압축 보강부재의 하부면에 결합되고 하단부는 데크 플레이트의 상부면에 결합되도록 압축 보강부재의 길이방향 양측 단부에 형성되어 상부 압축저항요소와 하부 인장저항요소를 연속적으로 결합하도록 구성되는 지점보강부재;를 포함하여 이루어진다.

Description

상현재 보강 트러스거더 일체형 데크{Deck Having Truss Girder with stiffened top-chord of formed steel section}

본 발명은 장스팬 구현을 위해 압축좌굴 저항특성이 강화된 상현재 보강 트러스거더 일체형 데크에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 큰 단면2차모멘트 특성치를 구현하여 좌굴저항 효과를 갖는 압축 보강된 상현재가 구성된 트러스 거더를 데크 플레이트와 일체로 구성하도록 하는 상현재 보강 트러스거더 일체형 데크에 관한 것이다.

고층건축물의 구조형식으로 내구성과 내진성이 우수한 철골구조나 철골철근콘크리트구조가 주로 채택되고 있으며 이러한 고층건축물에서는 공기 단축과 노무비 절감의 필요성 때문에 바닥 슬래브 시스템에 데크 플레이트(Deck plate)를 사용하는 것이 일반적이다. 입체적 형태로 제작되어 트러스 형상을 갖는 트러스 거더와 하부면이 평평한 플랫타입의 데크플레이트(플랫형 평 데크플레이트)를 전기저항용접으로 일체화시킨 트러스 평 데크가 개발되어, 트러스 거더에 의해 가설하중(시공하중)과 영구하중(활하중)을 받을 수 있도록 하여 시공단계에 거푸집판을 사용하지 않고 철근배근을 공장 선조립 설치함으로서 현장에선 시공성이 간편하도록 하였다.

이때, 플랫 타입의 데크 플레이트는 0.5~0.8mm 두께를 사용하여 바닥 슬래브의 콘크리트 타설시에 거푸집 판 역할을 하되 트러스 거더처럼 가설하중 즉, 시공하중을 트러스작용으로 저항하는 요소는 아니다.

그런데 이와 같은 트러스 평 데크의 경우에는 콘크리트 타설 하중 등에 의해 상현재에 작용되는 압축력으로 인하여 작은 직경(φ6~φ13)을 갖는 강봉은 횡 좌굴되면서 트러스 거더의 불안정성은 하부의 데크에 불균등하중이 작동되어 변형으로 찢어지는 등의 문제가 발생하여 장스팬에 적용이 불가능하였으며, 이를 극복하기 위하여 트러스 거더의 높이를 증가하도록 하면 슬래브 바닥에 절대 콘크리트량이 증가하여 자중이 증대되며 시공하중이 증가될 뿐만 아니라 슬래브 두께가 두꺼워져 층고가 증가하고 경제성이 낮아지는 문제점이 발생하였다.

본 발명의 배경이 되는 기술로는 대한민국 특허등록 제1136582호 "무용접 철근트러스 일체형 데크플레이트"(특허문헌 1)가 있다. 상기 배경기술에서는 '전체적으로 한 변이 트인 사다리꼴 단면으로서 상부판, 상부판의 폭방향으로 양단부에서 각각 하향 경사지게 절곡된 측면판, 각 측면판의 폭방향으로 단부에서 수평으로 절곡된 하부판으로 구성된 단위 유닛이 횡방향으로 반복하여, 상부판과 측면판에 의해 이루어지는 산부분과 하부판과 측면판에 의해 이루어지는 골부분이 연속적으로 형성된 골형 데크플레이트; 골형 데크플레이트의 골부분에 설치되고, 상부철근과 상부철근의 아래쪽에 서로 간격을 두고 배치된 한 쌍의 하부철근 그리고 상부철근과 하부철근의 길이방향을 따라 결합되며 연속된 파형을 이루도록 철근을 절곡한 한 쌍의 웨브철근으로 구성되는 복수의 철근트러스; 및 각 철근트러스의 길이방향을 따라 일정 간격을 두고 설치되며, 조절너트, 조절너트의 양측에 나사결합되고 서로 다른 방향의 나사가 가공된 제1, 2 나사봉, 제1,2 나사봉의 끝단에 각각 결합된 밀착판으로 구성되어 하부철근 사이의 간격을 확장시키는 복수의 연결구를 포함하는 것을 특징으로 하는 무용접 철근트러스 일체형 데크플레이트'를 제안한다.

그러나 상기 배경기술은 상부 요소의 압축력에 대한 좌굴강도를 증대시킬 수 없어 장스팬에 적용이 불가능하고, 보의 측면에서 보의 단면의 상부로 거치하여야 하기 때문에 층고가 증가하는 문제점이 있었다.

대한민국 특허등록 제1136582호 "무용접 철근트러스 일체형 데크플레이트"

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 트러스 거더의 상현재를 다각형 또는 원형 강관 등으로 이루어지는 큰 단면2차모멘트 특성치를 구현하여 좌굴저항 효과를 갖는 압축 보강부재로 형성되도록 하여 데크 플레이트와 일체로 구성함으로써, 시공단계에서 발생되는 중앙부 정모멘트에 대한 상부 요소의 압축력에 대한 좌굴강도를 증대시켜 트러스 거더의 상현재 단면크기 증가와 거더 전체 높이를 높이지 않으면서도 장스팬에 적용이가능하도록 할 수 있는 압축좌굴 저항특성이 강화된 상현재 보강 트러스거더 일체형 데크를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 보에 단부가 거치되는 데크 플레이트에 있어서, 일정 크기의 평판을 절곡하여 형성하며 평면부를 기준으로 상부로 돌출하여 형성되도록 일정 간격 이격되어 구성되는 한 쌍의 리브가 2열 이상이 일정 간격으로 형성되며, 폭방향 양단부는 절곡되어 길이 방향을 따라 형성된 데크 연결부가 형성되는 데크 플레이트와; 일정 길이의 강재로 형성되며 내부가 비어 있는 다각형 또는 원형 강관으로 이루어지는 압축 보강부재와, 압축 보강부재의 하부로 일정거리 이격되어 쌍으로 형성되는 하현재와, 압축 보강부재의 폭방향 양측에서 각각 압축 보강부재와 하현재를 연결하도록 결합되며 하단에 외측으로 절곡되어 풋부가 형성되는 래티스재로 이루어져, 래티스재의 하부의 풋부가 각각 리브에 안착되어 결합되는 트러스 거더와; 상단부는 압축 보강부재의 하부면에 결합되고 하단부는 데크 플레이트의 상부면에 결합되도록 압축 보강부재의 길이방향 양측 단부에 형성되어 상부 압축저항요소와 하부 인장저항요소를 연속적으로 결합하도록 구성되는 지점보강부재;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 상현재 보강 트러스거더 일체형 데크를 제공하고자 한다.

또한, 한 쌍의 리브의 사이에 사다리꼴 단면 또는 역사다리꼴 단면형상으로 평면부를 기준으로 하방으로 돌출되도록 전체 길이방향으로 하부골이 형성되는 것을 특징으로 하는 상현재 보강 트러스거더 일체형 데크를 제공하고자 한다.

또한, 데크 플레이트는 길이방향 양단부에서 일정 거리 내입된 지점까지 하부골을 평면부 방향으로 맞닿도록 절곡시켜 길이방향 단부를 폐쇄시키는 마구리부가 형성되는 것을 특징으로 하는 상현재 보강 트러스거더 일체형 데크를 제공하고자 한다.

또한, 지점보강부재는 횡방향 수평으로 형성되는 거치부와, 거치부의 양측에서 사선방향의 종방향 외측 하부로 연장되며 하현재가 일측에 결합되는 지지부와, 지지부의 하단부에서 각각 종방향 내측으로 연장되는 결합부로 형성되며, 결합부가 데크 플레이트의 외측으로 일정 길이 돌출되도록 데크 플레이트의 단부에 결합되며, 데크 플레이트의 외측으로 돌출된 부위가 보의 거치된 부위에 결합되어, 결합부가 데크 플레이트와 보의 상부 거치면에 동시에 결합되는 것을 특징으로 하는 상현재 보강 트러스거더 일체형 데크를 제공하고자 한다.

또한, 리브는 하부골의 폭방향 중심에서 외측 또는 내측 방향으로 일정 각도 기울어지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 상현재 보강 트러스거더 일체형 데크를 제공하고자 한다.

또한, 압축 보강부재는 폭방향 상부의 중앙부가 일정폭으로 절개되어 있는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 상현재 보강 트러스거더 일체형 데크를 제공하고자 한다.

또한, 압축 보강부재는 내부에 고강도 몰탈 또는 콘크리트가 채워져 구성되는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 상현재 보강 트러스거더 일체형 데크를 제공하고자 한다.

또한, 하부골의 내부의 중앙부에 길이방향으로 구성되도록 스페이서에 의하여 하부골 내부에 인장 보강근이 구성되는 것을 특징으로 하는 상현재 보강 트러스거더 일체형 데크를 제공하고자 한다.

또한, 압축 보강부재의 래티스재와 결합되는 면에는 압축 보강부재의 외측으로 돌출되도록 길이방향으로 1개 이상의 돌기가 형성되는 것을 특징으로 하는 상현재 보강 트러스거더 일체형 데크를 제공하고자 한다.

또한, 데크 플레이트의 상부의 트러스 거더와 트러스 거더의 사이에는 길이방향으로 경량체가 구성되는 것을 특징으로 하는 상현재 보강 트러스거더 일체형 데크를 제공하고자 한다.

본 발명의 압축좌굴 저항특성이 강화된 상현재 보강 트러스거더 일체형 데크는 트러스 거더의 상현재를 다각형 또는 원형 강관 등으로 이루어지는 큰 단면 2차모멘트 특성치를 구현하여 좌굴저항 효과를 갖는 압축 보강부재로 형성되도록 하여 데크 플레이트와 일체로 구성함으로써, 시공단계에서 발생되는 중앙부 정모멘트에 대한 상부 요소의 압축력에 대한 좌굴강도를 증대시켜 트러스 거더의 상현재 단면크기 증가와 거더 전체 높이를 높이지 않으면서도 장스팬에 적용이 가능하도록 할 수 있는 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 1은 본 발명의 상현재 보강 트러스거더 일체형 데크의 제1 실시예의 일부 분해 사시도이다.
도 2는 상기 도 1의 횡단면도이다.
도 3은 상기 도 1의 종단면도이다.
도 4는 본 발명의 트러스 거더의 압축 보강부재의 다양한 실시예의 단면을 도시한 도이다.
도 5는 본 발명의 시공 실시예를 도시한 종단면도이다.
도 6은 본 발명의 상현재 보강 트러스거더 일체형 데크의 제2 실시예의 일부 분해 사시도이다.
도 7은 상기 도 6의 횡단면도이다.
도 8은 상기 도 6의 종단면도이다.
도 9는 종래의 트러스 거더와 본 발명의 트러스 거더를 도시한 도이다.

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 실시예에 따라 본 발명의 기술적 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 압축 보강된 상현재가 구성된 트러스 거더를 데크 플레이트와 일체로 구성하도록 하여 종방향의 단부가 보의 상부에 거치되어 시공되도록 하는 상현재 보강 트러스거더 일체형 데크에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 상현재 보강 트러스거더 일체형 데크의 제1 실시예의 일부 분해 사시도이고, 도 2a는 상기 도 1의 횡단면도이며, 도 3은 상기 도 1의 종단면도이다.

도 1에서와 같이, 본 발명의 제1 실시예는 데크 플레이트(10)의 상부에 트러스 거더(20)를 일체로 형성하고, 트러스 거더(20)의 종방향 양단부에 각각 지점보강부재(30)를 형성하도록 하는 것이다.

본 발명의 데크 플레이트(10)는 일정 길이와 폭을 갖는 판재를 절곡하여 형성하며, 도 2에서와 같이, 평면부(11)를 기준으로 일정 간격 이격되어 한 쌍이 평면부(11)의 상부로 돌출하여 형성되도록 형성되며, 한 쌍의 리브(15)는 일정간격으로 2열 이상이 형성되도록 하여, 한 쌍의 리브(15) 마다 트러스 거더(20)가 결합되도록 하여 트러스 거더(20)가 2개 이상이 결합될 수 있도록 하며, 트러스 거더(20)의 풋부(231)가 거치되어 결합되는 결합면을 제공하도록 한다.

도 2b는 도 2a의 다른 실시예를 도시한 도이다.

리브(15)는 도 2a에서와 같이, 각각 수직 상부로 돌출되도록 할 수도 있고, 도 2b에서와 같이, 트러스 거더(20)가 거치되었을 때 각각 좌우의 외측으로 벌어지도록 일정각도의 사선으로 형성될 수도 있으며, 도시되지는 않았지만 각각 좌우의 내측으로 일정각도의 사선으로 형성될 수도 있다.

이와 같은 데크 플레이트(10)는 다른 데크와의 결합을 위하여 폭방향 양단부가 절곡되어 길이 방향을 따라 형성된 데크 연결부(14a,14b)가 형성되도록 할 수 있다.

이와 같은 데크 연결부(14a,14b)는 도 2에 도시된 실시예에서와 같이, 일측 데크 연결부(14a)는 3단 절곡되어 있고 타측 데크 연결부(14b)는 1단 절곡되어 있는 구조로 이웃한 데크 플레이트(10)간의 결합에 이용되도록 할 수 있으며, 이외에도 데크 연결부(14a,14b)는 데크 플레이트의 기술 분야에서 다양한 형태를 적용하도록 할 수 있다.

트러스 거더(20)는 1개의 상현재, 2개의 하현재 및 상현재와 하현재를 연결하는 2개의 래티스재로 이루어지는 일반적인 트러스 거더와 유사한 형태를 갖도록 형성되나, 본 발명에서는 특히, 기존의 작은 직경의 강봉(φ6~φ13)으로 형성되는 상현재와 대비하여 동일 단면적이지만 큰 단면2차모멘트 특성치를 구현하여 좌굴저항 효과를 갖도록 단면의 강도, 강성이 큰 다각형 또는 원형 단면을 갖는 강재로 이루어지는 압축 보강부재(21)를 사용하여 장스팬에서도 압축력이나 좌굴강도를 증대시키도록 하는 효과가 있다.

이와 같은 압축 보강부재(21)는 사다리꼴, 사각형 등의 다각형 또는 원형, 타원형 등의 튜브형태의 관체로 이루어질 수 있다.

도 4는 본 발명의 트러스 거더의 압축 보강부재의 다양한 실시예의 단면을 도시한 도이다.

도 4(a)에서와 같이, 압축 보강부재(21)는 내부가 비어 있는 원형 강관이나 사각형, 사다리꼴 등의 다각형 단면을 갖는 강관으로 형성하여 단면의 크기를 크게 형성할 수도 있으며, 도 4(b)에서와 같이, 압축 보강부재(21)는 폭방향 상부의 중앙부를 일정폭으로 절개되도록 할 수도 있고, 도 4(c) 및 4(d)에서와 같이, 압축 보강부재(21)의 내부에 고강도 몰탈 또는 콘크리트(3)가 채워져 구성되도록 하여 강성을 높일 수도 있다.

특히, 도 4(b)에서와 같이, 압축 보강부재(21)는 폭방향 상부의 중앙부에 일정폭으로 절개된 경우에는 고강도 몰탈 또는 콘크리트(3)의 충전이 용이하도록 할 수도 있다.

또한, 압축 보강부재(21)와 트러스 거더(20)의 래티스재(23) 간의 전기저항용접 방식으로 결합됨에 있어서, 도 4(a)(b)에서와 같이, 압축 보강부재(21)의 하부면이나 측면부에 압축 보강부재(21)의 길이방향으로 1개 이상의 돌기(221)를 형성시켜 래티스재(23)와의 전기저항용접 결합이 용이하도록 하는 것이 바람직하다.

도 1 및 도 2에서와 같이, 하현재(22)는 압축 보강부재(21)의 하부로 일정거리 이격되어 쌍으로 형성되며, 압축 보강부재(21)의 폭방향 양측에서 각각 압축 보강부재(21)와 하현재(22)을 연결하도록 결합되며 하단에 외측으로 평탄부를 갖도록 절곡되어 풋부(231)가 래티스재(23)에 형성된다.

이와 같은 트러스 거더(20)는 래티스재(23)의 하단부의 풋부(231)가 하부골(12)의 폭방향 양측의 리브(15)에 용접 등의 공지의 다양한 방법에 의하여 결합된다.

또한, 본 발명에서는 지점보강부재(30)를 압축 보강부재(21)의 길이방향 양측 단부에 구성되도록 하여 단부 지점부에서 트러스 거더(20)의 상현재 좌굴이나 데크 플레이트(10)와의 양측 끝단부에서 상부 압축저항요소인 합축 보강부재(21)와 하부 인장저항요소인 데크 플레이트(10)를 연속적으로 결합하도록 형성되어 지점에서 하중분산 및 전단력을 보강하도록 할 수 있다.

이때, 후술하는 실시예에서와 같이 지점보강부재(30)가 횡방향 수평으로 형성되는 거치부(31)와, 거치부(31)의 양측에서 사선방향의 종방향 외측 하부로 연장되는 지지부(32)와, 지지부(32)의 하단부에서 각각 종방향 내측으로 연장되는 결합부(33)로 형성되는 경우에는 상부 압축저항요소인 합축 보강부재(21)와 하부 인장저항요소인 데크 플레이트(10) 및 하현재(22)를 연속적으로 결합하도록 형성한다.

지점보강부재(30)는 선재, 판재 등과 같이 금속이나 합성수지 등을 성형하여 삼각형 형상 등 다양한 형상으로 이루어지도록 하여, 지점보강부재(30)의 상단부는 압축 보강부재(21)의 하부면에 결합되고 하단부는 데크 플레이트(10)의 평면부(11)의 상부면에 결합되도록 한다.

도 5는 본 발명의 시공 실시예를 도시한 종단면도이다.

특히, 도 1 및 도 3에서와 같이, 지점보강부재(30)는 횡방향 수평으로 형성되는 거치부(31)와, 거치부(31)의 양측에서 사선방향의 종방향 외측 하부로 연장되는 지지부(32)와, 지지부(32)의 하단부에서 각각 종방향 내측으로 연장되는 결합부(33)로 형성되도록 할 수 있으며, 도시되지는 않았지만 결합부(33)의 외측 단부가 데크 플레이트(10)의 종방향 외측으로 위치하도록 구성될 수도 있다.

거치부(31)는 압축 보강부재(21)의 하부에 용접 등 공지의 다양한 방법으로 결합되어 압축 보강부재(21)를 지지하도록 하며, 거치부(31)의 양단부에서 지지부(32)가 하부로 연장되어 구성되되 데크 플레이트(10)의 외측으로 향하도록 사선방향으로 연장되도록 하여 지지부(32)의 하부는 데크 플레이트(10)의 외측에 위치하도록 한다.

지지부(32)에는 하현재(22)와 맞닿는 단부 부위에서 용접 등의 방법으로 결합되어 구속되도록 할 수 있으며, 결합부(33)는 지지부(32)의 하단부에서 데크 플레이트(10)의 내측으로 향하도록 형성되어 외측 단부가 데크 플레이트(10)의 상부에 위치되도록 하여, 결합부(33)의 일부는 데크 플레이트(10)의 외측으로 일정 길이 돌출되도록 하고 너머지 일부는 데크 플레이트(10) 상부에 위치되도록 한다.

이와 같이 결합부(33)가 데크 플레이트(10)의 외측으로 일정 길이 돌출되도록 형성하여 도 5에서와 같이, 데크 플레이트(10) 상부에 위치한 결합부(33)는 데크 플레이트(10)의 단부에 용접 등 공지의 다양한 방법으로 결합되며, 데크 플레이트(10)의 외측으로 돌출된 부위의 결합부(33)는 보(2)의 상부에 데크 플레이트(10) 거치시에 보(2)의 상부 거치면에 용접 등의 방법으로 결합하도록 하여, 결합부(33)가 데크 플레이트(10)와 보(2)의 상부면에 동시에 결합되도록 하는 것이다.

도 6은 본 발명의 상현재 보강 트러스거더 일체형 데크의 제2 실시예의 일부 분해 사시도이고, 도 7은 상기 도 6의 횡단면도이며, 도 8은 상기 도 6의 종단면도이다.

도 6에서와 같이, 본 발명의 제2 실시예는 골형 데크 플레이트(10)의 상부에 트러스 거더(20)를 일체로 형성하고, 트러스 거더(20)의 종방향 양단부에 각각 지점보강부재(30)를 형성하도록 하는 것이다.

본 발명의 제2 실시예는 제1 실시예와 동일하나 데크 플레이트(10)에 하부골(12)이 형성되도록 하는 골형 데크 플레이트로 형성된다.

하부골은 한 쌍의 리브(15)의 사이에서 하부골(12)은 평면부(11)를 기준으로 하방으로 돌출되도록 전체 길이방향으로 형성된다.

하부골(12)은 도 7a에서와 같이, 단면이 하부의 수평으로 형성되는 수평부(12a)와 수평부(12a)의 폭방향 양측에서 상부로 연장되는 측벽부(12b)로 이루어지는 역사다리꼴의 형태를 갖도록 하여, 후술하는 스페이서(50)가 하부골(12)의 상부로 인발되지 않도록 하여 걸림력을 높이면서도 스페이서(50)에 고정된 인장 보강근(40)에 트러스 거더(20)에 작용되는 하중을 분배하도록 전달함으로써 데크 플레이트(10)의 인장 저항성능이 증가되도록 하는 것이다.

이와 같은 하부골(12)의 단면은 상술한 실시예에서와 같은 역사다리꼴 이외에도 도 7b에서와 같이, 사다리꼴으로 형성될 수 있으며 이외에도 다양한 다각형 모양으로 절곡 성형하여 사용할 수 있다.

이와 같은 데크 플레이트(10)의 상면으로 콘크리트가 타설되는 경우, 데크 플레이트(10)의 상면은 물론이고 하부골(12)에도 채워지기 때문에 콘크리트층의 단면의 최고 두께는 하부골(12)의 높이 만큼 증가되어 합성 전, 후 데크 플레이트(10)의 하중 저항성능이 향상되어 장스팬에 적용이 가능하다.

하부골(12)의 수평부(12a) 및/또는 하부골(12)과 인접하는 하부골(12) 사이의 평면부(11)에는 공지의 다양한 형상의 도브테일 홈이 형성될 수 있다.

또한, 데크 플레이트(10)의 하부골(12)의 내부에는 길이방향으로 철근, 철선, 환봉 등의 금속재료나 복합재료(FRP, 고기능 플라스틱) 등으로 이루어지는 인장 보강근(40)이 구성되도록 하여, 인장 저항력을 높일 수 있도록 한다.

인장 보강근(40)은 하부골(12)의 수평부(12a)와의 거리를 일정하게 유지하고, 하부골(12) 내에서 인장 보강근(40)의 횡비틀림에 대해 데크 플레이트(10)와 일체로 작동하도록 하기 위하여, 스페이서(50)를 1개 이상 하부골(12)의 길이방향의 일정 간격마다 구성하고 스페이서(50)에 인장 보강근(40)이 결합되도록 할 수 있다.

이와 같은 인장 보강근(40)은 스페이서(50)에 의하여 하부골(12)의 폭방향 중앙부에서 데크 플레이트(10)의 평면부(11) 보다 아래의 일정 높이에 위치하도록 함으로써 하부골(12)의 휨비틀림이나 휨성능에 효과가 높도록 한다.

스페이서(50)는 철근 고정용 스페이서 등 공지의 다양한 스페이서를 적용할 수 있다.

또한, 그림에 도시하고 있지 않지만 하부골(12) 내부에 설치되는 인장 보강근(40)은 데크 플레이트(10)의 마구리부(13)에 만나게 되는데 구조적으로 인장 저항 효과를 높이기 위해서는 인장 보강근(40)을 마구리부(13)의 맞닿는 면에 용접 등과 같은 공지기술로 결합하는 것이 바람직하다.

본 발명의 제2 실시예에서는 상기와 같이, 하부골(12)을 형성하여 평면부(11)를 기준으로 하부로 더 돌출된 형상으로 이루어졌지만, 도 8에 도시된 바와 같이, 데크 플레이트(10)의 길이방향 양단부의 일정 길이를 하부골(12)을 평면부(11) 방향으로 절곡시켜 길이방향으로 단부를 폐쇄시켜 댑단부(Dapped End) 형태를 갖도록 마구리부(13)를 구성함으로써, 보 등에 단부를 거치시에 하부골(12)의 높이를 보의 춤 내에서 수용하도록 하여 장스팬의 경우에도 슬래브의 두께가 두꺼워지는 등의 층고 증가 문제가 발생하지 않도록 할 수 있다.

이때, 마구리부(13)는 데크 플레이트(10)의 길이방향 단부의 소정의 길이는 하부골(12)이 압착되어 평면부(11)과 완전히 접하도록 하고, 단부에서 일정거리 내측으로 이격된 지점에는 하부골(12)의 단면이 급격하게 증가되도록 댑단부(Dapped End)가 형성될 수도 있으며, 단면이 점차 변화하도록 경사면(131)을 형성하여 완만하게 변화하는 경사진 변단면으로 구성하도록 할 수 있다. 또한, 이와 같은 마구리부(13)의 하부의 공간부에는 배관이나 전기설비 등과 같은 공동설비 설치를 위한 공간으로 활용할 수도 있다.

인장 보강근(40)은 하부골(12)의 내부에 배치되므로, 마구리부(13)가 형성되면, 이에 대응하도록 인장 보강근(40)의 단부도 절곡하도록 하여, 마구리부(13)의 상부면에 인장 보강근(40)의 길이방향 단부가 위치하여 결합되도록 할 수 있다.

특히, 도 7c에서와 같이, 데크 플레이트(10)의 상부의 트러스 거더(20)와 트러스 거더(20)의 사이에는 길이방향으로 경량체(90)가 구성되도록 하여 데크 플레이트(10) 상부에 타설되는 콘크리트의 타설량을 줄일 수 있도록 한다.

경량체(90)는 스티로폼 등과 같은 경량 재질로 이루어지도록 할 수도 있으며, 내부가 비어 있는 다양한 단면의 관체 형상의 중공체 등으로 이루어질 수도 있다. 경량체(90)는 데크 플레이트(10)의 상부에 거치되어 고정되거나, 다양한 고정 수단 등을 이용하여 데크 플레이트(10)의 상부로 일정 거리 이격되어 구성되도록 할 수도 있다.

미도시 되었지만, 본 발명의 제1 실시예에서도 경량체(90)가 구성될 수 있다.

도 9는 종래의 트러스 거더와 본 발명의 트러스 거더를 도시한 도이다.

도 9에서와 같은 일반적인 트러스 거더(6)는 φ6~φ13의 직경으로 이형철선이나 강봉을 활용하여 자동 생산되는 1개의 상현재(61)와 2개의 하현재(62) 및 이를 연결하는 2개의 래티스재(63)를 경사지게 배치하여 구성하되 래티스재(63) 하부에는 래티스재와 0.5~0.8mm 두께의 강재 데크를 자동 전기저항용접을 손쉽게 실시하고자 풋부(631)를 갖고 있다. 따라서, 얇은 강판의 데크가 래티스재(63)의 풋부(631)와 전기저항용접시 오류가 발생하지 않도록 결쳐져서 데크 면으로부터 약 5mm정도가 상부로 돌출이 되도록 리브를 필수적 구성요소로 형성되도록 하고 있다.

그러나, 이러한 종래의 트러스 거더(6)의 상현재(61)는 자동전기저항 용접을 위해 사용 가능한 직경이 최대 φ13이므로 트러스 데크를 건축물 시공시 보와 보 사이에 거치하여 설치함에 있어 상현재(61)의 압축저항과 좌굴저항강도에 의해 적용 스팬(span)에 제한이 따르게 되며, 통상적으로 트러스 거더(6)가 데크에 200mm간격으로 길이방향으로 일체로 제작되는데 그 적용스팬은 3.8m전후이다.

건축물은 장스팬 구현은 바닥에 시공되는 데크 설치 시간을 단축할 수 있으나 데크는 적용 스팬 제한으로 4m 스팬 이상에서 동바리를 하부에 설치하고 바닥을 시공하게 되는데, 이러한 가장 큰 이유는 앞에서 언급한 상현재 때문이다.

도 9에서와 같이, 트러스 거더 일체형 데크에 시공하중이 작용하면 휨모멘트에 의한 2개의 하현재(62)는 휨 인장력을 받고 1개의 상현재(61)는 휨압축력(C)에 저항하게 된다. 특히 상현재(61)는 래티스재(63)로 일정간격 지지되어 있는데, 통상적으로 200mm로 자동 셋팅되어 생산되고 있다.

따라서, 휨모멘트에 의한 상현재(61)는 일정 간격으로 래티스재에 용접되어 제작됨으로서 양단에 용접되어 지지되는 기둥부재처럼 휨 압축력에 저항하게 되고 단면형상의 특성에 따라 단면 강도를 100%발휘할 수 있거나 좌굴 문제 등으로 단면 강도에 약 50~70% 수준으로 발휘될 수도 있다. 이러한 상현재는 압축재인 기둥부재 강도의 결정은 즉, 상현재의 강도는 세장비(λ)의 제곱에 반비례되는데 세장비는 단면적(A)와 단면 2차 모멘트(I)에 의해 영향을 받아 결정된다.

기존 강봉을 사용하는 상현재(61)가 φ13인 경우에는 단면적은 A=132.7㎟ 이고, 이를 본 발명에서의 압축 보강부재(21)와 동일한 단면적을 갖도록 두께 t=1.4이고 25mm의 정사각형 단면을 적용하면 단면적은 A=132㎟ 로 거의 동일하게 형성되도록 할 수 있다. 이에 대한 세장비와 세장비의 영향인 인자인 단면2차반경 등을 구하면 다음과 같다.

이때, 종래 트러스 거더(6)의 강봉 단면의 상현재(61)는,

이고,

본 발명의 압축 보강부재(21)는,

로, 기존 상현재(61)에 비하여 I 값은 약 9배, 단면 2차 반경

는 약 3배 가깝게 향상된다.

이때, 기둥부재를 결정하는 좌굴강도의 기본 식은

이며,

이기 때문에, 본 발명의 압축 보강부재(21)는 좌굴에 대한 영향이 그만큼 억제되어 부재강도가 상승되는 것을 알 수 있는 것이다.

상기와 같은 본 발명의 압축좌굴 저항특성이 강화된 상현재 보강 트러스거더 일체형 데크는 트러스 거더의 상현재를 다각형 또는 원형 강관 등으로 이루어지는 큰 단면 2차모멘트 특성치를 구현하여 좌굴저항 효과를 갖는 압축 보강부재로 형성되도록 하여 데크 플레이트와 일체로 구성함으로써, 시공단계에서 발생되는 중앙부 정모멘트에 대한 상부 요소의 압축력에 대한 좌굴강도를 증대시켜 트러스 거더의 상현재 단면크기 증가와 거더 전체 높이를 높이지 않으면서도 장스팬에 적용이 가능하도록 할 수 있는 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 : 상현재 보강 트러스거더 일체형 데크
10 : 데크 플레이트
11 : 평면부
12 : 하부골
13 : 마구리부
14a,14b : 데크 연결부
15 : 리브
20 : 트러스 거더
30 : 지점보강부재
21 : 압축 보강부재
22 : 하현재
23 : 래티스재
40 : 인장 보강근
50 : 스페이서
90 : 경량체

Claims (10)

1. 보(2)에 단부가 거치되는 데크 플레이트에 있어서,
   일정 크기의 평판을 절곡하여 형성하며 평면부(11)를 기준으로 상부로 돌출하여 형성되도록 일정 간격 이격되어 구성되는 한 쌍의 리브(15)가 2열 이상이 일정 간격으로 형성되며, 한 쌍의 리브(15)의 사이에 사다리꼴 단면 또는 역사다리꼴 단면형상으로 평면부(11)를 기준으로 하방으로 돌출되도록 전체 길이방향으로 하부골(12)이 형성되고, 폭방향 양단부는 절곡되어 길이 방향을 따라 형성된 데크 연결부(14a,14b)가 형성되며, 데크 플레이트(10)는 길이방향 양단부에서 일정 거리 내입된 지점까지 하부골(12)을 평면부(11) 방향으로 맞닿도록 절곡시켜 길이방향 단부를 폐쇄시키는 마구리부(13)가 형성되는 데크 플레이트(10)와;
   일정 길이의 강재로 형성되며 내부가 비어 있는 다각형 또는 원형 강관으로 이루어지는 압축 보강부재(21)와, 압축 보강부재(21)의 하부로 일정거리 이격되어 쌍으로 형성되는 하현재(22)와, 압축 보강부재(21)의 폭방향 양측에서 압축 보강부재(21)와 하현재(22)를 각각 연결하도록 결합되며 하단에 외측으로 평탄부를 갖도록 절곡되어 풋부(231)가 형성되는 래티스재(23)로 이루어져, 래티스재(23)의 하부의 풋부(231)가 한 쌍의 리브(15)에 각각 안착되어 결합되는 트러스 거더(20)와;
   상단부는 압축 보강부재(21)의 하부면에 결합되고 하단부는 데크 플레이트(10)의 상부면에 결합되도록 압축 보강부재(21)의 길이방향 양측 단부에 형성되는 지점보강부재(30)와;
   하부골(12)의 내부의 중앙부에 길이방향으로 구성되도록 스페이서(50)에 의하여 하부골(12) 내부의 폭방향 중앙부에서 데크 플레이트(10)의 평면부(11) 보다 아래의 일정 높이에 위치하고, 양단부는 절곡하여 마구리부(13)의 맞닿는 면에 용접하도록 구성되는 인장 보강근(40);을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 상현재 보강 트러스거더 일체형 데크.
2. 삭제
3. 삭제
4. 청구항 1에 있어서,
   지점보강부재(30)는 횡방향 수평으로 형성되는 거치부(31)와, 거치부(31)의 양측에서 사선방향의 종방향 외측 하부로 연장되며 하현재(22)가 일측에 결합되는 지지부(32)와, 지지부(32)의 하단부에서 각각 종방향 내측으로 연장되는 결합부(33)로 형성되며,
   결합부(33)가 데크 플레이트(10)의 외측으로 일정 길이 돌출되도록 데크 플레이트(10)의 단부에 결합되며, 데크 플레이트(10)의 외측으로 돌출된 부위가 보(2)의 거치된 부위에 결합되어,
   결합부(33)가 데크 플레이트(10)와 보(2)의 상부 거치면에 동시에 결합되는 것을 특징으로 하는 상현재 보강 트러스거더 일체형 데크.
5. 청구항 1에 있어서,
   리브(15)는 하부골(12)의 폭방향 중심에서 외측 또는 내측 방향으로 일정 각도 기울어지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 상현재 보강 트러스거더 일체형 데크.
6. 청구항 1에 있어서,
   압축 보강부재(21)는 폭방향 상부의 중앙부가 일정폭으로 절개되어 있는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 상현재 보강 트러스거더 일체형 데크.
7. 청구항 1에 있어서,
   압축 보강부재(21)는 내부에 고강도 몰탈 또는 콘크리트가 채워져 구성되는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 상현재 보강 트러스거더 일체형 데크.
8. 삭제
9. 청구항 1에 있어서,
   압축 보강부재(21)의 래티스재(23)와 결합되는 면에는 압축 보강부재(21)의 외측으로 돌출되도록 길이방향으로 1개 이상의 돌기(221)가 형성되는 것을 특징으로 하는 상현재 보강 트러스거더 일체형 데크.
10. 청구항 1에 있어서,
    데크 플레이트(10)의 상부의 트러스 거더(20)와 트러스 거더(20)의 사이에는 길이방향으로 경량체(90)가 구성되는 것을 특징으로 하는 상현재 보강 트러스거더 일체형 데크.

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