KR101914229B1

KR101914229B1 - 스틸 박스 부재의 제조 방법

Info

Publication number: KR101914229B1
Application number: KR1020160028638A
Authority: KR
Inventors: 강정구
Original assignee: (주) 수주
Priority date: 2016-03-10
Filing date: 2016-03-10
Publication date: 2018-11-02
Also published as: KR20170105720A

Abstract

용접부위를 균형적으로 최소화시켜 강성을 증가시키고, 다이아프램 및 보강재를 용이하게 형성하여 강성을 더욱 증가시킬 수 있는 스틸 박스 부재의 제조 기술을 제공한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 스틸 박스 부재의 제조 방법은, 제1 스틸 플레이트의 횡중심축으로부터 양 횡단측으로 제1 길이만큼 이격된 횡방향의 두 개의 선을 제1 기준선으로 설정하고, 양 제1 기준선을 따라 제1 스틸 플레이트를 같은 방향으로 마주보도록 직각으로 절곡함으로써, 횡중심축을 포함하는 제1 메인 플레이트와, 제1 기준선을 따라 절곡된 부분인 두 개의 제1 서브 플레이트를 형성하는 제1 단계; 두 개의 제1 서브 플레이트 각각의 횡중심축으로부터 제2 길이만큼 이격된 횡방향의 선을 제2 기준선으로 설정하고, 제2 기준선을 따라서 제1 서브 플레이트 각각을 제1 스틸 플레이트의 횡중심축을 향하는 방향으로 직각으로 절곡함으로써, 제1 서브 플레이트 각각을, 제2 기준선을 따라 절곡되지 않은 부분인 제2 메인 플레이트와, 제2 기준선을 따라 절곡된 부분인 제2 서브 플레이트로 형성하는 제2 단계; 두 개의 제2 서브 플레이트 각각의 횡중심축으로부터 제3 길이만큼 이격된 횡방향의 선을 제3 기준선으로 설정하고, 제3 기준선을 따라 상기 제2 서브 플레이트 각각을 제1 메인 플레이트를 향하도록 직각으로 절곡함으로써, 제2 서브 플레이트 각각을, 제3 기준선을 따라 절곡되지 않은 부분인 제1 보강유닛과, 제3 기준선을 따라 절곡된 부분인 제2 보강유닛으로 형성하는 제3 단계; 제1 단계 내지 제3 단계를 제1 스틸 플레이트와 동일한 사이즈를 갖는 제2 스틸 플레이트에 동일하게 적용하여, 제2 스틸 플레이트의 제1 메인 플레이트, 두 개의 제2 메인 플레이트, 두 개의 제1 보강유닛 및 두 개의 제2 보강유닛을 형성하는 단계; 및 제1 스틸 플레이트의 두 개의 제1 보강유닛과 제2 스틸 플레이트의 두 개의 제1 보강유닛이 서로 대면접촉되도록 위치시킨 뒤, 제1 스틸 플레이트의 두 개의 제1 보강유닛과 제2 스틸 플레이트의 두 개의 제1 보강유닛이 서로 접촉되는 부분을 용접하여, 제1 스틸 플레이트와 제2 스틸 플레이트 각각의 제1 메인 플레이트를 일 양면으로 하고, 제1 스틸 플레이트와 제2 스틸 플레이트 각각의 제2 메인 플레이트가 결합된 면을 다른 양면으로 하며, 제1 스틸 플레이트와 제2 스틸 플레이트의 제1 보강유닛 및 제2 보강유닛이 보강재로 기능하는 스틸 박스 부재를 제조하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

스틸 박스 부재의 제조 방법{Manufacturing method for steel box member}

본 발명은 스틸 하우스의 골조 시공에 사용되는 박스 단면형을 갖는 스틸 박스 부재의 제조 방법에 관한 것으로, 구체적으로는 용접부위를 균형적으로 최소화시켜 강성을 증가시키고, 다이아프램 및 보강재를 용이하게 형성하여 강성을 더욱 증가시킬 수 있는 스틸 박스 부재의 제조 기술에 관한 것이다.

종래의 강제 주택, 즉 스틸 하우스(Steel House)의 외부 프레임, 즉 골조를 형성하는 데 있어서, 에이치 빔(H-Beam) 형 부재를 이용하여 골조를 형성하고 있다. 이와 관련하여 한국등록실용신안 제20-0371602호 등에서는, H형강을 이용하여 철골 구조물 설치 기술을 게시하고 있다.

그러나 이러한 종래의 스틸 하우스의 골조에 사용되는 H형강은, 동일한 철 양을 사용하더라도 박스형 부재에 비하여 강성이 떨어지기 때문에, 교량 등에서는 박스 단면형 부재를 사용하여 골조를 시공하고 있다.

이러한 박스 단면형 부재인 스틸 박스 부재는, 박스를 이루는 메인 바디와, 박스 내부에 설치되어 박스의 강성을 증가시키기 위한 다이아프램(Diaphragm)가 용접 설치된 점을 특징으로 한다. 이를 위해서, 스틸 플레이트를 다각도로 절곡한 뒤 여러 부분에 대한 용접을 함으로서 스틸 박스 부재를 제조하고 있다.

그러나 이 경우, 용접 부분이 많아질수록 스틸 박스 부재의 강성이 저하되고, 특히 보강재의 경우 용접 부위에서 강성 저하가 일어나기 때문에, 같은 철량을 사용하여 더욱 높은 강성을 얻기 위한 기술이 연구되고 있다.

이러한 문제를 해결하기 위하여, 한국등록특허 제10-1156202호에서는, 박강판의 모서리를 휨 형성함으로써 좌굴 보강 구조를 형성하고 있으나, 이러한 측면 절곡에 따른 공정 증가의 문제점과, 강성의 증가율이 크지 않은 문제점이 지적되어 왔다. 또한 부재 제조 공정 수행 시 용접부분의 비대칭성에 의하여 강성이 비대칭적으로 형성되는 문제점이 지적되고 있다.

이에 본 발명은, 종래의 상기와 같은 스틸 박스 부재의 제조 기술에 있어서, 용접부위를 대칭적으로 형성하되, 용접부위를 최소화시켜 강성이 대칭적으로 형성될 수 있고, 보강재를 형성하는 새로운 기술을 제공함으로써, 공정이 간단하고, 같은 양의 철을 사용하더라도 강성을 최대한으로 얻을 수 있는 스틸 박스 부재의 제조 기술을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 스틸 박스 부재의 제조 방법은, 제1 스틸 플레이트의 횡중심축으로부터 양 횡단측으로 제1 길이만큼 이격된 횡방향의 두 개의 선을 제1 기준선으로 설정하고, 양 제1 기준선을 따라 상기 제1 스틸 플레이트를 같은 방향으로 마주보도록 직각으로 절곡함으로써, 상기 횡중심축을 포함하는 제1 메인 플레이트와, 상기 제1 기준선을 따라 절곡된 부분인 두 개의 제1 서브 플레이트를 형성하는 제1 단계; 상기 두 개의 제1 서브 플레이트 각각의 횡중심축으로부터 제2 길이만큼 이격된 횡방향의 선을 제2 기준선으로 설정하고, 상기 제2 기준선을 따라서 상기 제1 서브 플레이트 각각을 상기 제1 스틸 플레이트의 횡중심축을 향하는 방향으로 직각으로 절곡함으로써, 상기 제1 서브 플레이트 각각을, 상기 제2 기준선을 따라 절곡되지 않은 부분인 제2 메인 플레이트와, 상기 제2 기준선을 따라 절곡된 부분인 제2 서브 플레이트로 형성하는 제2 단계; 상기 두 개의 제2 서브 플레이트 각각의 횡중심축으로부터 제3 길이만큼 이격된 횡방향의 선을 제3 기준선으로 설정하고, 상기 제3 기준선을 따라 상기 제2 서브 플레이트 각각을 상기 제1 메인 플레이트를 향하도록 직각으로 절곡함으로써, 상기 제2 서브 플레이트 각각을, 상기 제3 기준선을 따라 절곡되지 않은 부분인 제1 보강유닛과, 상기 제3 기준선을 따라 절곡된 부분인 제2 보강유닛으로 형성하는 제3 단계; 상기 제1 단계 내지 상기 제3 단계를 상기 제1 스틸 플레이트와 동일한 사이즈를 갖는 제2 스틸 플레이트에 동일하게 적용하여, 상기 제2 스틸 플레이트의 제1 메인 플레이트, 두 개의 제2 메인 플레이트, 두 개의 제1 보강유닛 및 두 개의 제2 보강유닛을 형성하는 단계; 및 상기 제1 스틸 플레이트의 두 개의 제1 보강유닛과 상기 제2 스틸 플레이트의 두 개의 제1 보강유닛이 서로 대면접촉되도록 위치시킨 뒤, 상기 제1 스틸 플레이트의 두 개의 제1 보강유닛과 상기 제2 스틸 플레이트의 두 개의 제1 보강유닛이 서로 접촉되는 부분을 용접하여, 상기 제1 스틸 플레이트와 제2 스틸 플레이트 각각의 제1 메인 플레이트를 일 양면으로 하고, 상기 제1 스틸 플레이트와 제2 스틸 플레이트 각각의 제2 메인 플레이트가 결합된 면을 다른 양면으로 하며, 상기 제1 스틸 플레이트와 제2 스틸 플레이트의 제1 보강유닛 및 제2 보강유닛이 보강재로 기능하는 스틸 박스 부재를 제조하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 제1 스틸 플레이트와 제2 스틸 플레이트를 각각 최소한의 절곡 공정을 통해 박스 부재의 1/2씩을 형성하도록 제작한 뒤, 제1 보강유닛끼리 접촉 용접함으로써 스틸 박스 부재의 제조가 완성된다.

이때 용접되는 부분은 스틸 박스 부재의 동일한 대칭면이 되기 때문에, 용접 부위가 대칭적으로 형성됨에 따라서 강성이 고르게 분포되는 효과가 있다. 또한, 절곡 공정을 통하여 제1 보강유닛 및 제2 보강유닛이 내부 보강재의 기능을 수행하기 때문에, 용접으로 보강재를 형성할 때보다 공정이 단순화되는 동시에 강성이 크게 증가하는 효과가 있다.

또한 본 발명의 다른 특징들에 의하면, 다이아프램의 형성 역시 매우 단순한 공정으로 이루어지기 때문에, 스틸 박스 부재의 제조에 있어서 같은 철 양을 사용하더라도 공정이 단순하고 강성이 크게 증가되는 부재를 제조할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 제작된 스틸 박스 부재의 개략적인 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스틸 박스 부재의 제조 방법을 각 부재의 단면 형상을 통해 설명하기 위한 흐름도.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 스틸 박스 부재의 단면 형상을 설명하기 위한 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 다이아프램이 설치된 상태를 설명하기 위한 스틸 박스 부재의 일부 단면도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 다이아프램을 용접하기 위한 메인 플레이트의 형상을 설명하기 위한 도면.

이하 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 스틸 박스 부재의 제조 방법에 대해서 설명하기로 한다.

이하의 실시 예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 상세한 설명이며, 본 발명의 권리 범위를 제한하는 것이 아님은 당연할 것이다. 따라서 본 발명과 동일한 기능을 수행하는 균등한 발명 역시 본 발명의 권리 범위에 속할 것이다.

또한 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 본 발명의 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 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 “연결”, “결합” 또는 “접속”될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

또한 도 1 내지 5에서 도시된 사항은, 본 발명의 기술적 특징을 명확하게 도시하기 위하여 일부 구성을 추가, 생략, 축소 및 확대하여 도시된 것으로서, 각 구성의 형태 및 크기가 본 발명의 권리범위를 제한할 수는 없을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 제작된 스틸 박스 부재의 개략적인 사시도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따라 제작된 스틸 박스 부재(100)는, 제1 스틸 플레이트(10) 및 제2 스틸 플레이트(20)가 절곡 가공된 상태에서 서로 접합되어 제조되는 것을 특징으로 한다. 제1 스틸 플레이트(10) 및 제2 스틸 플레이트(20)는 쇳물을 부어 용접하는 형태로 접합될 수 있으나 강제의 접합 공정이라면 어느 방식이나 사용될 수 있을 것이다.

제1 스틸 플레이트(10) 및 제2 스틸 플레이트(20)는 각각 제1 기준선(11, 21)을 기준으로 절곡되어, 제1 메인 플레이트(12, 22)와 제2 메인 플레이트(13, 23)를 형성한다. 제1 메인 플레이트(12, 22)와 제2 메인 플레이트(13, 23)는 각각 스틸 박스 부재(100)의 외면을 형성한다.

한편, 제2 메인 플레이트의 일단측으로부터 다시 제2 기준선(14, 24)을 기준으로 직각으로 절곡 연장되어 제1 보강유닛(15, 25)을 형성하며, 제1 보강유닛(15, 25)의 일단측으로부터 다시 제3 기준선(16, 26)을 기준으로 직각으로 절곡 연장되어 제2 보강유닛(17, 27)을 형성하게 된다.

즉, 각 스틸 플레이트(10, 20)는 3차 절곡 공정 및 두 부분, 즉 상하면의 제2 메인 플레이트(13, 23) 사이의 용접을 통하여 스틸 박스 부재(100)를 형성하게 되며, 3차 절곡 공정 결과, 제1 보강유닛(15, 25) 및 제2 보강유닛(17, 27)을 용접과정 없이 형성하게 되어, 강성이 높은 보강재의 기능을 수행할 수 있다.

한편 도 1에는 도시되지 않았으나, 후술하는 바와 같이 다이아프램(Diaphragm)이 추가적으로 스틸 박스 부재(100)의 내부에 설치되어 강성을 증가시킬 수 있다.

이하에서는, 도 1와 같은 구조를 형성하는 스틸 박스 부재(100)의 제조 방법에 대하여 단면도를 참조하여 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스틸 박스 부재의 제조 방법을 각 부재의 단면 형상을 통해 설명하기 위한 흐름도이다. 이하의 설명에 있어서 도 1에 대한 설명과 중복되는 부분에 대한 설명은 생략하기로 한다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 스틸 박스 부재의 제조 방법에 있어서, 먼저 제1 스틸 플레이트(10)를 준비하는 단계(S10)가 수행된다. S10 단계에서 준비되는 제1 스틸 플레이트(10)는 샤링 공정을 통하여 제조될 수 있다. 제1 스틸 플레이트(10)는 횡축이 종축보다 긴 직사각형의 강판일 수 있다.

S10 단계가 완료되면, 제1 스틸 플레이트(10)의 횡중심축, 즉 길이 방향의 중심축을 기준으로, 횡중심축으로부터 양 횡단측으로 제1 길이만금 이격된 횡방향의 두 개의 선을 제1 기준선(11)으로 설정하고, 양 제1 기준선(11)을 따라서 제1 스틸 플레이트(10)를 같은 방향, 즉 서로 마주보도록 직각으로 절곡함으로써, 횡중심축 영역을 포함하는 제1 메인 플레이트(12)와, 제1 기준선(11)을 따라서 직각으로 절곡된 부분인 두 개의 제1 서브 플레이트(130)를 형성하는 제1 단계(S20)가 수행된다.

제1 기준선(11)은 다시 말해, 제1 서브 플레이트(130)가 형성되는 절곡선을 의미하며, 제1 메인 플레이트(12)는 절곡되지 않은 부분의 플레이트를 의미하는 것으로 도 2의 S20에 도시된 바와 같이 이해될 것이다.

이후, 두 개의 제1 서브 플레이트(130) 각각의 횡중심축으로부터, 제2 길이만큼 이격된 횡방향의 선을 제2 기준선(14)으로 설정하고, 제2 기준선(14)을 다라서 제1 서브 플레이트(130) 각각을 제1 스틸 플레이트(10)의 횡중심축을 향하는 방향으로 직각으로 절곡함으로써, 제1 서브 플레이트(130) 각각을 제2 기준선(14)을 따라서 절곡되지 않은 부분인 제2 메인 플레이트(13)와, 제2 기준선(14)을 따라 절곡된 부분인 제2 서브 플레이트(150)로 형성하는 제2 단계(S30)가 수행된다.

S30 단계에 있어서 제1 서브 플레이트(130) 각각을 제1 스틸 플레이트(10)의 횡중심축을 향하는 방향으로 직각으로 절곡함은, S30에 도시된 바와 같이 제2 서브 플레이트(150) 각각이 서로 마주보면서 접근하는 형태로 절곡함을 의미하는 것으로 이해됨은 당연할 것이다. 한편, 제2 메인 플레이트(13)는, 절곡됨에 따라서 형성되는 제2 서브 플레이트(150) 이외의 제1 서브 플레이트(130)의 영역을 의미하는 것으로 이해될 것이다.

S30 단계가 수행되면, 두 개의 제2 서브 플레이트(150) 각각의 횡중심축으로부터 제3 길이만큼 이격된 횡방향의 선을 제3 기준선(16)으로 설정하고, 제3 기준선(16)을 따라 제2 서브 플레이트(150) 각각을 제1 메인 플레이트(12)를 향하도록 직각으로 절곡함으로써, 제2 서브 플레이트(150) 각각을, 제3 기준선(16)을 따라서 절곡되지 않은 부분인 제1 보강유닛(15)과, 절곡된 부분인 제2 보강유닛(17)으로 형성하는 제3 단계(S40)가 수행된다.

제1 내지 제3 단계(S20 내지 S40)에 의하면, 제1 메인 플레이트(12), 제2 메인 플레이트(13), 제1 보강유닛(15) 및 제2 보강유닛(17)은 S40에 도시된 바와 같이, 서로 디긋자 형태를 반복적으로 형성하면서 내부로 말려 들어간 형상을 취하게 된다.

이후, 제1 단계(S20), 제2 단계(S30) 및 제3 단계(S40)를 제1 스틸 플레이트(10)와 동일한 사이즈를 갖는, 즉 제1 스틸 플레이트(10)와 동일한 다른 스틸 플레이트인 제2 스틸 플레이트(20)에 동일하게 적용함으로서, 제2 스틸 플레이트(20)의 제1 메인 플레이트, 두 개의 제2 메인 플레이트, 두 개의 제1 보강유닛, 및 두 개의 제2 보강유닛을 형성하는 단계를 수행하게 된다.

이러한 단계가 수행되면, 이후 제1 스틸 플레이트(10)의 두 개의 제1 보강유닛(15)과 제2 스틸 플레이트(20)의 두 개의 제1 보강유닛(25)이 서로 대면 접촉하도록 위치시키는 단계가 수행된다. 이는 S50과 같이 양 스틸 플레이트(10, 20)를 위치시키고, 이를 접촉시키는 것으로 이해될 것이다.

이후 제1 스틸 플레이트(10)의 두 개의 제1 보강유닛(15)과 제2 스틸 플레이트(20)의 두 개의 제1 보강유닛(25)이 서로 접촉되는 부분, 즉 도 2에서는 대면 접촉되는 제1 보강유닛(15, 25) 영역을 용접 결합하여, 제1 스틸 플레이트(10)와 제2 스틸 플레이트(20) 각각의 제1 메인 플레이트(12, 22)를 일 양면으로 하고, 제1 스틸 플레이트(10)와 제2 스틸 플레이트(20)각각의 제2 메인 플레이트(13, 23)가 결합된 면을 다른 양면으로 하며 사각 형상의 외면을 형성하고, 제1 스틸 플레이트(10)와 제2 스틸 플레이트(20)의 제1 보강유닛(15, 25) 및 제2 보강유닛(17, 27)이 보강재로 기능하는 스틸 박스 부재를 제조하는 단계(S70)를 수행하여, 스틸 박스 부재를 제조하게 된다.

이때 추가적으로, 스틸 박스 부재를 제조하는 단계 전, 제1 스틸 플레이트(10) 및 제2 스틸 플레이트(20) 중 어느 하나의 제1 메인 플레이트의 양 면 중 제1 서브 플레이트를 향하는, 즉 스틸 박스 부재의 제조 완성 시 부재의 내부를 향하는 면 상에, 적어도 하나의 다이아프램(30)을 용접하는 단계(S60)를 수행할 수 있다. 이후 스틸 박스 부재를 제조하는 S70 단계를 수행하게 되면, S70에 도시된 바와 같이, 내부에 다이아프램(30)이 설치된 상태로, 스틸 박스 부재의 제조가 완료된다.

한편, 본 발명의 다른 실시예에서 제2 보강유닛(17, 27)을 형성하는 과정에 대한 예가 도 3에 도시되어 있다.

도 3을 참조하면, 도 2의 제3 단계를 통해 제1 스틸 플레이트(10) 및 제2 스틸 플레이트(20)에 각각 제2 보강유닛(17, 27)을 형성할 때, 제2 보강유닛(17, 27)의 단측이 제1 메인 플레이트와 접촉선 또는 면(18, 28)을 통하여 접촉되도록, 제1 기준선 내지 제3 기준선의 위치를 설정할 수 있다. 이와 같은 보강재의 형성을 통하여 보강재의 강성을 더욱 높일 수 있다.

이와 같은 실시예에 있어서, 도 2의 제3 단계는, 제2 보강유닛(17, 27)을 형성할 때 제2 보강유닛(17, 27)의 단측과 접촉되는 제1 메인 플레이트의 접촉선 또는 면(18, 28)에 해당하는 접촉 영역을 용접 결합하여, 강성을 더욱 강하게 할 수 있다.

다시 도 2에 대한 설명으로 돌아와서, 한편 S10 내지 S70 단계를 통해 스틸 박스 부재를 제조 시, 제2 기준선(14, 24) 부위가 용접되는 부분으로서, 용접에 의하여 쇳물이 돌출된 형태가 될 수 있다. 쇳물이 돌출되는 경우 데크 시공 등에 있어서 문제가 발생할 수 있기 때문에, 스틸 박스 부재를 제조하는 단계는, 두 개의 제2 기준선(14, 24)이 접촉되는 부분을 용접한 후, 용접에 의하여 돌출된 부분을 시어링(Shearing, 또는 샤링)하여 돌출된 부분을 제거하도록 할 수 있다.

이하의 도 4 및 도 5에 대한 설명에서는, 도 2의 S60 및 S70에 대한 설명에서 언급한 다이아프램(30)의 설치에 관련된 기술적 특징을 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 다이아프램이 설치된 상태를 설명하기 위한 스틸 박스 부재의 일부 단면도이다. 이하의 설명에 있어서 도 1 내지 3에 대한 설명에서 언급한 부분과 동일한 부분에 대한 설명은 이를 생략하기로 한다.

도 4를 참조하면, 두 개의 제1 메인 플레이트(12, 22)의 일부 측면이 도시되어 있으며, 도 2의 S60 및 S70에 도시된 바와 같이 내부에 다이아프램이 설치되되 다이아프램이 메인 다이아프램(31) 및 서브 다이아프램(32, 33)으로 구성된 것을 확인할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따라서 서브 다이아프램(32, 33)은 둘 다 존재할 수 있거나 어느 하나만 존재할 수 있다.

메인 다이아프램(31)은 적어도 도 2의 S60 단계 수행에 의하여 제1 스틸 플레이트와 제2 스틸 플레이트 중 어느 하나의 제1 메인 플레이트에 용접되어 있고, 스틸 박스 부재의 내부에 위치되는 구성을 의미한다. 즉, 양 스틸 플레이트를 용접하여 스틸 박스 부재의 제조가 완성되기 전, 메인 다이아프램(31)은 양 스틸 플레이트 중 어느 하나의 제1 메인 플레이트에 용접되어 있게 된다. 이때, 메인 다이아프램(31)은 도 4에 도시된 바와 같이 서브 다이아프램(32 또는 33)에 의하여 용접된 상태가 되거나, 용접된 상태의 메인 다이아프램(31)의 단측은 서브 다이아프램(32 또는 33)이 형성되지 않은 상태일 수 있다.

한편, 서브 다이아프램(32, 33)은, 도 4에 도시된 바와 같이 메인 다이아프램(31)의 일 단측, 바람직하게는 용접된 단측의 반대측에 연장 형성되어 있되, 제1 스틸 플레이트와 제2 스틸 플레이트 중 메인 다이아프램(31)이 용접되지 않은 스틸 플레이트의 제1 메인 플레이트(12 또는 22)와 평행하도록 형성됨으로써, 메인 다이아프램(31)이 용접되지 않은 스틸 플레이트의 제1 메인 플레이트(12 또는 22)와 대면 접촉되도록 형성되는 구성을 의미한다.

이러한 다이아프램이 형성되면, 스틸 박스 부재를 제조 시, 용접되지 않은, 즉 서브 다이아프램(32 또는 33)이 제1 메인 플레이트(12 또는 22)와 대면 접촉되는 부분을 용접하여 다이아프램의 강성 증가 효과를 증가시킬 필요가 있다. 이에 대한 설명이 도 5에 도시되어 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 다이아프램을 용접하기 위한 메인 플레이트의 형상을 설명하기 위한 도면이다.

도 4와 함께 도 5를 참조하면, 제1 메인 플레이트(12) 중 서브 다이아프램(33)과 대면 접촉되는 영역, 즉 도 4에 대한 설명에서 언급한 바와 같이 미리 제1 메인 플레이트에 용접되지 않음으로써 서브 다이아프램이 용접되지 않은 상태로 제1 메인 플레이트에 대면 접촉되는 영역에, 복수의 용접용 홀(120)이 형성되어 있는 것을 확인할 수 있다. 이러한 용접용 홀(120)은 스틸 플레이트의 제조 시 설계에 따라서 미리 천공되거나, 후처리에 의하여 형성될 수 있다.

도 5의 구조를 가질 때, 도 1 내지 3에 대한 설명에서 언급한 스틸 박스 부재를 제조하는 단계는, 서브 다이아프램(33)이 접촉된 제1 메인 플레이트(12)의 용접용 홀(120)을 통해, 서브 다이아프램(33)이 대면 접촉된 제1 메인 플레이트(12)와 서브 다이아프램(33)을 용접하여 결합하는 단계가 포함될 수 있다.

도 1 내지 도 5에 대한 설명에서 언급한 본 발명의 각 실시예에 따른 스틸 박스 부재의 제조 방법에 의하면, 제1 스틸 플레이트와 제2 스틸 플레이트를 각각 최소한의 절곡 공정을 통해 박스 부재의 1/2씩을 형성하도록 제작한 뒤, 제1 보강유닛끼리 접촉 용접함으로써 스틸 박스 부재의 제조가 완성된다.

한편, 도 1 내지 5에 대한 설명에서 언급한 각 실시예에 따라서 스틸 박스 부재가 완성된 후, 이를 스틸 하우스의 기둥 골조 등에 사용 시, 강성을 더욱 증가시키기 위한 공정이 추가될 수 있다.

예를 들어, 스틸 박스 부재의 내부에 다수의 철골을 위치시킨 후 내부에 콘크리트를 타설함으로써, 스틸 박스 부재의 보강재 및 다이아프램 이외의 강성 증가 부재를 추가할 수 있다. 이를 통해 기둥 골조 등 큰 강성이 필요한 부분에 있어서 스틸 박스 부재를 이용하여 기둥골조 등을 제작 및 사용할 수 있다.

이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 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 동작할 수도 있다.

또한, 이상에서 기재된 “포함하다”, “구성하다” 또는 “가지다” 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 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 의미를 가진다. 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: 제1 스틸 플레이트 15(25): 제1 보강유닛
20: 제2 스틸 플레이트 16(26): 제3 기준선
11(21): 제1 기준선 17(27): 제2 보강유닛
12(22): 제1 메인 플레이트 30: 다이아프램
13(23): 제2 메인 플레이트 31: 메인 다이아프램
14(24): 제2 기준선 32, 33: 서브 다이아프램

Claims

제1 스틸 플레이트의 횡중심축으로부터 양 횡단측으로 제1 길이만큼 이격된 횡방향의 두 개의 선을 제1 기준선으로 설정하고, 양 제1 기준선을 따라 상기 제1 스틸 플레이트를 같은 방향으로 마주보도록 직각으로 절곡함으로써, 상기 횡중심축을 포함하는 제1 메인 플레이트와, 상기 제1 기준선을 따라 절곡된 부분인 두 개의 제1 서브 플레이트를 형성하는 제1 단계;
상기 두 개의 제1 서브 플레이트 각각의 횡중심축으로부터 제2 길이만큼 이격된 횡방향의 선을 제2 기준선으로 설정하고, 상기 제2 기준선을 따라서 상기 제1 서브 플레이트 각각을 상기 제1 스틸 플레이트의 횡중심축을 향하는 방향으로 직각으로 절곡함으로써, 상기 제1 서브 플레이트 각각을, 상기 제2 기준선을 따라 절곡되지 않은 부분인 제2 메인 플레이트와, 상기 제2 기준선을 따라 절곡된 부분인 제2 서브 플레이트로 형성하는 제2 단계;
상기 두 개의 제2 서브 플레이트 각각의 횡중심축으로부터 제3 길이만큼 이격된 횡방향의 선을 제3 기준선으로 설정하고, 상기 제3 기준선을 따라 상기 제2 서브 플레이트 각각을 상기 제1 메인 플레이트를 향하도록 직각으로 절곡함으로써, 상기 제2 서브 플레이트 각각을, 상기 제3 기준선을 따라 절곡되지 않은 부분인 제1 보강유닛과, 상기 제3 기준선을 따라 절곡된 부분인 제2 보강유닛으로 형성하는 제3 단계;
상기 제1 단계 내지 상기 제3 단계를 상기 제1 스틸 플레이트와 동일한 사이즈를 갖는 제2 스틸 플레이트에 동일하게 적용하여, 상기 제2 스틸 플레이트의 제1 메인 플레이트, 두 개의 제2 메인 플레이트, 두 개의 제1 보강유닛 및 두 개의 제2 보강유닛을 형성하는 단계;
상기 제1 스틸 플레이트의 두 개의 제1 보강유닛과 상기 제2 스틸 플레이트의 두 개의 제1 보강유닛이 서로 대면접촉되도록 위치시킨 뒤, 상기 제1 스틸 플레이트의 두 개의 제1 보강유닛과 상기 제2 스틸 플레이트의 두 개의 제1 보강유닛이 서로 접촉되는 부분을 용접하여, 상기 제1 스틸 플레이트와 제2 스틸 플레이트 각각의 제1 메인 플레이트를 일 양면으로 하고, 상기 제1 스틸 플레이트와 제2 스틸 플레이트 각각의 제2 메인 플레이트가 결합된 면을 다른 양면으로 하며, 상기 제1 스틸 플레이트와 제2 스틸 플레이트의 제1 보강유닛 및 제2 보강유닛이 보강재로 기능하는 스틸 박스 부재를 제조하는 단계;
상기 스틸 박스 부재를 제조하는 단계의 수행 후, 상기 스틸 박스 부재의 내부에 철골을 위치시키는 단계; 및
상기 스틸 박스 부재의 내부에 콘크리트를 타설하여 스틸 박스 부재를 이용한 기둥골조를 제작하는 단계;를 포함하되,
상기 스틸 박스 부재를 제조하는 단계 전,
상기 제1 스틸 플레이트 및 상기 제2 스틸 플레이트 중 어느 하나의 상기 제1 메인 플레이트의 양 면 중 상기 제1 서브 플레이트를 향하는 면 상에, 적어도 하나의 다이아프램을 용접하는 단계;를 더 포함하고,
상기 다이아프램은,
상기 다이아프램을 용접하는 단계에 의하여 적어도 상기 제1 스틸 플레이트와 상기 제2 스틸 플레이트 중 어느 하나의 제1 메인 플레이트에 용접되어 있고, 상기 스틸 박스 부재의 내부에 위치되는 메인 다이아프램; 및
적어도 상기 메인 다이아프램의 용접된 단측의 반대측에 연장 형성되어 있되, 상기 제1 스틸 플레이트와 상기 제2 스틸 플레이트 중 상기 메인 다이아프램이 용접되지 않은 스틸 플레이트의 제1 메인 플레이트와 평행하게 형성되어, 상기 상기 메인 다이아프램이 용접되지 않은 스틸 플레이트의 제1 메인 플레이트와 대면 접촉되도록 형성되는 서브 다이아프램;을 포함하며,
상기 제1 메인 플레이트 중 상기 서브 다이아프램과 대면 접촉되는 영역에 복수의 용접용 홀이 천공되어 있으며,
상기 스틸 박스 부재를 제조하는 단계는,
상기 서브 다이아프램이 접촉된 상기 제1 메인 플레이트의 용접용 홀을 통하여 상기 서브 다이아프램이 접촉된 상기 제1 메인 플레이트와 상기 서브 다이아프램을 용접하는 단계;를 포함하고,
상기 스틸 박스 부재를 제조하는 단계는,
두개의 제2 기준선이 접촉되는 부분을 용접한 후, 용접에 의하여 돌출된 부분을 시어링(Shearing)하는 것을 특징으로 하는 스틸 박스부재의 제조 방법.
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제1항에 있어서,
상기 제3 단계를 통해 상기 제2 보강유닛을 형성 시, 상기 제2 보강유닛의 단측이 상기 제1 메인 플레이트와 접촉되도록 상기 제1 기준선 내지 상기 제3 기준선의 위치를 설정하는 것을 특징으로 하는 스틸 박스 부재의 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 제3 단계는,
상기 제2 보강유닛을 형성 시 상기 제2 보강유닛의 단측과 상기 제1 메인 플레이트가 접촉되는 영역을 용접 결합하는 것을 특징으로 하는 스틸 박스 부재의 제조 방법.
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