KR102310264B1 - 강콘크리트 합성보용 강판 조립보 - Google Patents

강콘크리트 합성보용 강판 조립보 Download PDF

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Abstract

본 발명은 상호 이격되는 한 쌍의 웨브플레이트 측면 상부에 상부앵글의 일측 레그가 결합되는 강콘크리트 합성보용 강판 조립보에 대한 것으로, 더욱 상세하게는 제작시 용접을 최소화함과 동시에 상부앵글의 두께를 자유롭게 설정할 수 있어 단면 효율이 우수한 강콘크리트 합성보용 강판 조립보에 대한 것이다.
본 발명 강콘크리트 합성보용 강판 조립보는 내부에 콘크리트가 채워져 강콘크리트 합성보를 형성하기 위한 강판 조립보에 관한 것으로서, 상호 이격되는 한 쌍의 웨브플레이트; 상기 웨브플레이트의 하부 내측에 구비되어 웨브플레이트 외부로 돌출되지 않도록 한 쌍의 웨브플레이트 하부를 연결하는 하부플랜지; 및 상기 웨브플레이트의 상부에 각각 구비되는 것으로 일측 레그는 결합볼트에 의해 웨브플레이트의 내측면에 결합되고 타측 레그는 웨브플레이트의 상단 높이에서 웨브플레이트의 내측을 향하도록 웨브플레이트와 직교하는 방향으로 절곡 형성되는 상부앵글; 로 구성되고, 상기 결합볼트 중 적어도 하나 이상은 양측 웨브플레이트를 관통하는 관통볼트인 것을 특징으로 한다.

Description

강콘크리트 합성보용 강판 조립보{Built up beam for composite beam of steel and concrete}
본 발명은 상호 이격되는 한 쌍의 웨브플레이트 측면 상부에 상부앵글의 일측 레그가 결합되는 강콘크리트 합성보용 강판 조립보에 대한 것으로, 더욱 상세하게는 제작시 용접을 최소화함과 동시에 상부앵글의 두께를 자유롭게 설정할 수 있어 단면 효율이 우수한 강콘크리트 합성보용 강판 조립보에 대한 것이다.
콘크리트 보 시공시 상부가 개방된 강판 내부에 콘크리트를 채우고 슬래브와 일체화시켜 단면 효율성을 높일 수 있는 TSC 합성보가 개발되어 사용되고 있다.
TSC 합성보는 상대적으로 철골 물량을 절감할 수 있을 뿐 아니라 거푸집 설치를 위한 가설 공정을 생략하여 공기를 단축할 수 있다. 아울러 종래 합성보에 비하여 냉간 성형으로 보의 폭을 원하는 대로 제작할 수 있고, 하부플랜지의 강종과 두께를 자유롭게 정할 수 있으며, 강선이나 볼트의 개수를 자유롭게 배열할 수 있는 등의 장점이 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, TSC 합성보는 상부가 개방된 U형 강판으로 구성되는 것으로, 상단에 내측 또는 외측으로 절곡된 상부플랜지(230)가 형성된다.
상기 상부플랜지(230)는 웨브플레이트(210) 상단을 절곡하여 일체로 형성 가능하다. 그러나 구조계산 결과 상부플랜지(230)와 웨브플레이트(210)의 소요 두께가 다른 경우, 두께가 두꺼운 측을 기준으로 부재를 제작해야 하므로 강재량이 필요 이상으로 소요될 수 있다.
이와 달리 도 2와 같이 빌트업 단면으로 형성되는 TSC 보는 상부플랜지(230)를 별도로 제작하여 웨브플레이트(210) 상단에 용접 결합할 수 있다.
그러나 상부플랜지(230)와 웨브플레이트(210)의 결합은 자동 용접에 의하더라도 용접 검사가 별도로 필요하여 제작 시간이 다소 많이 소요된다. 아울러 용접열에 의한 부재 변형의 우려가 있다.
KR 10-0872959 B1
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 내부에 콘크리트가 채워져 강콘크리트 합성보를 형성하기 위한 강판 조립보 제작시, 용접 공정을 최소화하면서도 구조적 성능이 우수한 강콘크리트 합성보용 강판 조립보를 제공하고자 한다.
바람직한 실시예에 따른 본 발명은 내부에 콘크리트가 채워져 강콘크리트 합성보를 형성하기 위한 강판 조립보에 관한 것으로서, 상호 이격되는 한 쌍의 웨브플레이트; 상기 웨브플레이트의 하부 내측에 구비되어 웨브플레이트 외부로 돌출되지 않도록 한 쌍의 웨브플레이트 하부를 연결하는 하부플랜지; 및 상기 웨브플레이트의 상부에 각각 구비되는 것으로 일측 레그는 결합볼트에 의해 웨브플레이트의 내측면에 결합되고 타측 레그는 웨브플레이트의 상단 높이에서 웨브플레이트의 내측을 향하도록 웨브플레이트와 직교하는 방향으로 절곡 형성되는 상부앵글; 로 구성되고, 상기 결합볼트 중 적어도 하나 이상은 양측 웨브플레이트를 관통하는 관통볼트인 것을 특징으로 하는 강콘크리트 합성보용 강판 조립보를 제공한다.
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상기와 같은 본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 내부에 콘크리트가 채워져 강콘크리트 합성보를 형성하는 강판 조립보 제작시, 상호 이격되는 한 쌍의 웨브플레이트 측면 상부에 각각 일측 레그가 결합되는 상부앵글을 포함하여 구성되는 강판 조립보를 제공할 수 있다. 따라서 웨브플레이트와 독립적으로 상부앵글의 두께를 설정 가능하므로 단면 효율을 극대화할 수 있다.
둘째, 형강재인 상부앵글의 단면 전체가 상부플랜지 역할을 하므로, 기존 TSC 보에 비해 타측 레그의 폭을 좁게 형성할 수 있다. 따라서 양측 상부앵글 사이 공간을 최대한 확보할 수 있으므로, 내부에 콘크리트를 타설하기 용이하다.
셋째, 상부앵글의 일측 레그와 웨브플레이트를 결합볼트에 의해 상호 결합할 경우, 용접 작업 최소화로 제작 시간을 단축할 수 있으며 용접열로 인한 부재 변형을 방지할 수 있다.
도 1은 절곡형 TSC 보를 도시하는 단면도.
도 2는 빌트업 TSC 보를 도시하는 단면도.
도 3은 본 발명 강콘크리트 합성보용 강판 조립보의 결합 상세를 도시하는 사시도.
도 4는 본 발명 강콘크리트 합성보용 강판 조립보의 실시예를 도시하는 사시도.
도 5는 도 4의 강판 조립보를 이용한 강콘크리트 합성보를 도시하는 단면도.
도 6은 본 발명 강콘크리트 합성보용 강판 조립보의 다른 실시예를 도시하는 사시도.
도 7은 도 6의 강판 조립보를 이용한 강콘크리트 합성보를 도시하는 단면도.
도 8은 PSRC 기둥과 강판 조립보의 결합 상태를 도시하는 사시도.
도 9는 도 8의 PSRC 기둥과 강판 조립보를 도시하는 평단면도.
이하, 첨부한 도면 및 바람직한 실시예에 따라 본 발명을 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명 강콘크리트 합성보용 강판 조립보의 결합 상세를 도시하는 사시도이고, 도 4는 본 발명 강콘크리트 합성보용 강판 조립보의 실시예를 도시하는 사시도이며, 도 5는 도 4의 강판 조립보를 이용한 강콘크리트 합성보를 도시하는 단면도이다.
그리고 도 6은 본 발명 강콘크리트 합성보용 강판 조립보의 다른 실시예를 도시하는 사시도이고, 도 7은 도 6의 강판 조립보를 이용한 강콘크리트 합성보를 도시하는 단면도이다.
아울러 도 8은 PSRC 기둥과 강판 조립보의 결합 상태를 도시하는 사시도이고, 도 9는 도 8의 PSRC 기둥과 강판 조립보를 도시하는 평단면도이다.
도 3 내지 도 5 등에 도시된 바와 같이, 본 발명 강콘크리트 합성보용 강판 조립보는 내부에 콘크리트(C)가 채워져 강콘크리트 합성보를 형성하기 위한 것으로서, 상호 이격되는 한 쌍의 웨브플레이트(21); 상기 웨브플레이트(21)의 하부 내측에 구비되어 웨브플레이트(21) 외부로 돌출되지 않도록 한 쌍의 웨브플레이트(21) 하부를 연결하는 하부플랜지(22); 및 상기 웨브플레이트(21)의 상부에 각각 구비되는 것으로 일측 레그(231)는 결합볼트(24)에 의해 웨브플레이트(21)의 내측면에 결합되고 타측 레그(232)는 웨브플레이트(21)의 상단 높이에서 웨브플레이트(21)의 내측을 향하도록 웨브플레이트(21)와 직교하는 방향으로 절곡 형성되는 상부앵글(23); 로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 내부에 콘크리트(C)가 채워져 강콘크리트 합성보를 형성하기 위한 강판 조립보 제작시, 용접 공정을 최소화함과 동시에 구조적 성능이 우수한 강콘크리트 합성보용 강판 조립보를 제공하기 위한 것이다.
본 발명 강콘크리트 합성보용 강판 조립보(2)는 웨브플레이트(21), 하부플랜지(22) 및 상부앵글(23)을 포함하여 구성된다.
상기 웨브플레이트(21)는 좌우로 상호 이격되게 한 쌍이 구비된다.
상기 웨브플레이트(21)는 기존 RC 보의 스터럽 역할을 하여 보에 작용하는 전단력을 지지한다.
상기 하부플랜지(22)는 웨브플레이트(21)의 하부에 구비되어 한 쌍의 웨브플레이트(21) 하부를 연결한다.
상기 하부플랜지(22)는 RC 보의 하부근 역할을 한다.
상기 하부플랜지(22)는 웨브플레이트(21)와 일체로 연장되도록 절곡하여 형성할 수 있다.
아울러 상기 하부플랜지(22)는 도 3 등에 도시된 바와 같이 웨브플레이트(21)와 다른 별도의 강판으로 구비하여 웨브플레이트(21)에 용접할 수도 있다. 이 경우 웨브플레이트(21)와 하부플랜지(22)의 두께를 서로 다르게 설정할 수 있으므로, 단면 효율을 극대화할 수 있다. 즉, 보의 휨에 주로 저항하는 하부플랜지(22)는 두께를 두껍게 구성하고, 단순히 전단력만을 지지하는 웨브플레이트(21)는 상대적으로 두께를 얇게 형성할 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 웨브플레이트(21)의 하단 내측에 하부플랜지(22)를 용접할 경우, 웨브플레이트(21)의 외측으로 돌출되는 부분이 없으므로 부재 자체에 먼지가 쌓이는 부분을 원천적으로 차단할 수 있다.
상기 하부플랜지(22)의 상면에는 콘크리트(C)와의 일체화를 위한 스터드볼트(ST) 등이 결합될 수 있다(도 4).
상기 상부앵글(23)은 각 웨브플레이트(21)의 상부에 구비된다.
상기 상부앵글(23)은 상부플랜지 역할을 하는 것으로, 웨브플레이트(21)의 상단 측면에 결합된다.
상기 상부앵글(23)의 일측 레그(231)는 웨브플레이트(21)의 측면에 결합되고, 타측 레그(232)는 웨브플레이트(21)와 직교하는 방향으로 절곡 형성된다.
종래 TSC 보가 부모멘트 구간에서 휨모멘트에 의해 보 상부에 작용하는 인장력을 판 형상의 상부플랜지만에 의해 지지하는 것과 달리, 본 발명에서는 형강재인 상부앵글(23)에 의해 지지한다.
따라서 상기 상부앵글(23)의 일측 레그(231)와 타측 레그(232)의 단면 전체가 상부플랜지 역할을 하므로, 동일한 구조 성능을 기준으로 하였을 때 기존 TSC 보의 상부플랜지보다 타측 레그(232)의 폭을 더 좁게 형성할 수 있다. 즉, 양측 상부앵글(23) 사이의 공간을 최대한 확보할 수 있으므로, 내부에 콘크리트(C)를 타설하기 용이하다.
상기 상부앵글(23)의 일측 레그(231) 길이는 웨브플레이트(21)와의 결합을 위한 길이 정도이면 충분하다. 그리고 상기 상부앵글(23)의 타측 레그(232)는 단면 계수에 더 큰 영향을 주므로, 상부앵글(23)은 일측 레그(231)의 길이보다 타측 레그(232)의 길이가 긴 부등변 앵글을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 상부앵글(23)의 타측 레그(232)는 웨브플레이트(21)의 외측 또는 내측을 향하도록 구비될 수 있다.
특히, 기둥 내부에 ㄱ형강(31)이 배치된 PSRC 기둥(3)에 본 발명 강판 조립보(2)를 결합하는 경우, 상부앵글(23)의 타측 레그(232)를 웨브플레이트(21)의 내측을 향하도록 구비하면 PSRC 기둥(3)의 ㄱ형강(31)에 상부앵글(23)을 직접 부착하기 용이하다.
즉, 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 상부앵글(23)의 일측 레그(311)를 PSRC 기둥(3)의 ㄱ형강(31)을 구성하는 일측 레그(311) 면에 밀착시켜 볼트 등에 의해 고정 가능하다. 이때, 보의 상부 부모멘트를 전달하기 위해 상부앵글(23)은 PSRC 기둥(3)을 관통하도록 구성된다.
상기 상부앵글(23)은 웨브플레이트(21)와 독립적으로 두께를 달리 설정할 수 있으므로 단면 효율성이 우수하다.
한편, 상기 상부앵글(23)의 타측 레그(232) 상면에는 슬래브(1) 콘크리트 타설을 위한 데크플레이트(10) 등 거푸집이 거치될 수 있다(도 5, 도 7).
아울러 상기 상부앵글(23)의 타측 레그(232) 상면에는 슬래브 콘크리트와의 일체화를 위해 스터드볼트(ST) 등이 결합될 수 있다.
도 4, 도 5 등에 도시된 바와 같이, 상기 상부앵글(23)의 일측 레그(231)는 결합볼트(24)에 의해 웨브플레이트(21)에 결합할 수 있다.
이 경우 용접 작업 최소화로 제작 시간을 단축할 수 있으며, 용접열로 인한 부재 변형을 방지할 수 있다.
상기 결합볼트(24) 또는 결합볼트(24)에 체결되는 너트(25)는 강판 조립보(2) 내부에 타설되는 콘크리트(C)에 매입되어 전단연결재 역할을 함으로써, 강판 조립보(2)와 콘크리트(C)를 일체화한다.
상기 웨브플레이트(21)와 상부앵글(23)의 일측 레그(231)에는 서로 대응되는 위치에 결합볼트(24) 관통을 위한 관통공을 복수 개 형성할 수 있다.
도 4, 도 5 등에 도시된 바와 같이, 상기 결합볼트(24) 중 적어도 하나 이상은 양측 웨브플레이트(21)를 관통하는 관통볼트(24')로 구성할 수 있다.
상기 상부앵글(23)을 웨브플레이트(21)에 고정하는 결합볼트(24)는 장볼트인 관통볼트(24')로 형성하여 양측 상부앵글(23)을 동시에 고정하도록 구성 가능하다.
아울러 상기 관통볼트(24')는 콘크리트 측압에 대해 강판 조립보(2)가 벌어지는 것을 방지한다. 따라서 별도의 폼타이가 불필요하다.
상기 관통볼트(24')는 좌우 웨브플레이트(21)를 모두 관통하도록 설치하며, 각 상부앵글(23)의 일측 레그(231)와 웨브플레이트(21)의 내측 및 외측은 너트(25)를 체결하여 고정한다.
도 5, 도 7 등에 도시된 바와 같이, 상기 상부앵글(23)의 일측 레그(231)는 웨브플레이트(21)의 내측면에 결합할 수 있다.
이 경우 상기 상부앵글(23)의 일측 레그(231)가 웨브플레이트(21)의 외부로 노출되지 않으므로, 외부 마감이 용이하다.
아울러 상기 상부앵글(23)의 일측 레그(231)가 웨브플레이트(21)의 외측면에 결합되면, 웨브플레이트(21)와 상부앵글(23)의 일측 레그(231) 사이로 콘크리트 페이스트가 누출되어 웨브플레이트(21) 면이 오염될 수 있다. 따라서 상기 상부앵글(23)의 일측 레그(231)는 웨브플레이트(21)의 내측에 결합함으로써, 이들 부재의 접합면이 강판 조립보(2) 내측에 위치하도록 구성한다.
이에 따라 상기 상부앵글(23)의 타측 레그(232)가 웨브플레이트(21)의 내측으로 절곡된 경우나 외측으로 절곡된 경우 모두 페이스트 접합면을 통해 웨브플레이트(21)의 외측면으로 콘크리트 페이스트가 누출되는 것을 방지할 수 있다.
도 3 내지 도 5 등에 도시된 바와 같이, 상기 상부앵글(23)의 타측 레그(232)는 웨브플레이트(21)의 상단 높이에 구비되도록 구성할 수 있다.
상기 웨브플레이트(21)의 상단과 상부앵글(23)의 높이를 일치시키면, 데크플레이트(10)를 웨브플레이트(21)와 상부앵글(23)이 동시에 지지하여 안정적 지지가 가능하다.
정모멘트 구간에서는 단면 상부에 큰 압축력이 발생하는데, 상부앵글(23)의 일측 레그(231)가 웨브플레이트(21)의 측면에 밀착되어 지지하므로 웨브플레이트(21) 상단의 판 좌굴을 방지할 수 있다.
1: 슬래브 10: 데크플레이트
2: 강판 조립보 21: 웨브플레이트
22: 하부플랜지 23: 상부앵글
231: 일측 레그 232: 타측 레그
24: 결합볼트 24': 관통볼트
25: 너트 3: PSRC 기둥
31: ㄱ형강 311: 일측 레그
312: 타측 레그 C: 콘크리트
ST: 스터드볼트

Claims (5)

  1. 내부에 콘크리트(C)가 채워져 강콘크리트 합성보를 형성하기 위한 강판 조립보(2)에 관한 것으로서,
    상호 이격되는 한 쌍의 웨브플레이트(21);
    상기 웨브플레이트(21)의 하부 내측에 구비되어 웨브플레이트(21) 외부로 돌출되지 않도록 한 쌍의 웨브플레이트(21) 하부를 연결하는 하부플랜지(22); 및
    상기 웨브플레이트(21)의 상부에 각각 구비되는 것으로 일측 레그(231)는 결합볼트(24)에 의해 웨브플레이트(21)의 내측면에 결합되고 타측 레그(232)는 웨브플레이트(21)의 상단 높이에서 웨브플레이트(21)의 내측을 향하도록 웨브플레이트(21)와 직교하는 방향으로 절곡 형성되는 상부앵글(23); 로 구성되고,
    상기 결합볼트(24) 중 적어도 하나 이상은 양측 웨브플레이트(21)를 관통하는 관통볼트(24')인 것을 특징으로 하는 강콘크리트 합성보용 강판 조립보.
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KR1020200002518A 2020-01-08 2020-01-08 강콘크리트 합성보용 강판 조립보 KR102310264B1 (ko)

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