KR102401560B1 - 장스팬 구조 및 낮은 층고 구현을 위한 빔 - Google Patents

Abstract

본 발명은 장스팬 구조 및 낮은 층고 구현을 위한 빔에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는, 기둥 사이가 장스팬인 건축구조물을 달성하면서도 층고를 줄일 수 있고, 수평빔에 안착되는 데크플레이트와 시멘트 페이스트(C)와의 결합을 위해 데크플레이트에 스터드 볼트를 시공해야 하거나, 트러스 거더를 갖는 데크플레이트를 수평빔에 보강 고정하기 위한 스터드를 시공함에 따라 발생되는 공기 및 비용 증가를 줄일 수 있으며, 수평빔의 강도를 보강함과 아울러, 후속공정의 편의성을 증대시킨 장스팬 구조 및 낮은 층고 구현을 위한 빔에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은, 데크플레이트(30)가 상부에 안착되는 사각형 단면의 안착프레임(110)과, 상기 안착프레임(110)의 일측에서 상부로 연장되는 수직판(120)과, 상기 수직판(120)의 상단에서 수평으로 연장되고 선단이 하방으로 절곡되어 상기 데크플레이트의 상단으로 연장되는 지지판(130)을 포함하는 한 쌍의 빔유닛(100a, 100b)으로 구성되고, 상기 한 쌍의 빔유닛(100a, 100b)의 수직판(120)과 안착프레임(110)의 일측이 상호 밀착되어 결합될 수 있다.

Description

장스팬 구조 및 낮은 층고 구현을 위한 빔{COMPOSITE BEAM FOR LONG SPAN CONSTRUCTION AND LOW STORY HEIGHT}

본 발명은 장스팬 구조 및 낮은 층고 구현을 위한 빔에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는, 기둥 사이가 장스팬인 건축구조물을 달성하면서도 층고를 줄일 수 있고, 수평빔에 안착되는 데크플레이트와 시멘트 페이스트와의 결합을 위해 데크플레이트에 스터드 볼트를 시공해야 하거나, 트러스 거더를 갖는 데크플레이트를 수평빔에 보강 고정하기 위한 스터드를 시공함에 따라 발생되는 공기 및 비용 증가를 줄일 수 있으며, 수평빔의 강도를 보강함과 아울러, 후속공정의 편의성을 증대시킨 장스팬 구조 및 낮은 층고 구현을 위한 빔에 관한 것이다.

현대 건축물은 안전과 내진을 위해 견고한 철골구조(steel structure) 또는 철근 콘크리트 구조(reinforced concrete structure)를 기반으로 구축된다.

철근 콘크리트 구조는 콘크리트의 외면을 형성하도록 거푸집을 가설하고, 이에 철근을 배근한 뒤 콘크리트를 주입하여 양생이 완료되면 거푸집을 제거하는 과정에 의하여 이루어져 왔다.

이러한 시공방법은 합판이나 각재 등에 의해 가설되어지는 거푸집 공사시 수행되는 배근이 콘크리트의 팽창이나 수축 등으로 인하여 상당한 내력을 필요로 하므로 이를 위해 거푸집 가설공사가 수반되며, 또한 콘크리트의 양생 후 상기 거푸집의 제거공사도 이루어져야 하므로 공사기간이 많이 소요되며, 상기 거푸집 제거공사시 콘크리트의 흡착성으로 인해 콘크리트에 상기 거푸집이 접착되어 해체가 곤란하며 해체 후에도 콘크리트 구조물이 표면을 불량하게 만들어 결국 별도의 마감공사를 수반케 함으로서 비용 및 공사 기간이 증가되는 문제점이 있다.

또한. 상기와 같이 해체된 거푸집은 손상을 입어 내구력의 부족이 생기므로다음 공사에 사용할 때 문제가 되고, 결국 다량의 건축폐자재를 발생시키는 원인이되어 건설공사비의 증가 요인은 물론 건축폐기물에 의한 산업쓰레기의 발생을 초래하게 되는 등의 많은 문제점이 있었다.

따라서 상기와 같이 거푸집 사용의 문제에 대하여 많은 대안들이 제시되어 왔다.

특히 거푸집을 사용하지 않는 무거푸집 공법은 종전에 휨 및 전단강성이 커서 보(beam)나 기둥(column)사이에 걸치는 것만으로도 작업이 가능하고 마감재로서 해체가 불필요하며 전기설비나 공조설비와 같은 시설들을 굴곡부에 설치 가능한 장점을 가지는 것으로서, 데크 플레이트(deck plate)가 제안되었다.

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이러한 데크플레이트의 사용으로 인하여 콘크리트 타설 후 별도로 거푸집을 해체하는 작업없이 그 자체로 슬래브를 이루게 되어, 거푸집의 가설 및 해체작업이 필요없고, 산업쓰레기 발생을 줄일 수 있으며, 하부의 굴곡에 배선 작업 및 배관 설치가 용이하고, 안전한 작업이 가능하며, 전체공사기간을 단축시킬 수 있게 된다.

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그러나, 일반적인 판상 구조물로 되는 데크플레이트는 금속재가 부식되는 문제로 인해 별도의 표면 도장이 필요하고, 또한 표면이 콘크리트와의 접착성이 떨어져 별도의 접착용 스터드볼트를 시공해야 하는 등의 문제점이 있었다.

이에 따라 패널에 트러스 거더를 결합하여서 되는 새로운 구조의 데크플레이트가 제안되었고 개선된 데크플레이트를 이용한 건축물의 슬래브 시공 구조를 도 1에 나타내었다.

이 도면에서 참조되는 데크플레이트(30)를 이용한 건축물의 슬래브 시공 구조는 일정 간격으로 설치되는 복수의 수직빔(10) 상부에 수평빔(20)이 안치된다.

또한, 수평빔(20) 상부에는 데크플레이트(30)가 안치되어 데크플레이트(30) 상에 콘크리트 페이스트(C)가 타설되어 양생됨으로써 콘크리트 슬래브가 시공되는 것이다.

개선된 데크플레이트(30)는 평판 형상의 데크패널(31) 위에 트러스 거더(320))가 고정되는 형상으로서, 상기 트러스 거더(32)는 긴 환봉으로 되는 하나의 상부배력근(32a)에 2개의 하부정착근(32b)이 정면상 삼각형상을 이루도록 배치되고, 측면에는 연속해서 삼각형상을 이루는 래티스 부재(32c)의 상부가 상부배력근(32a)에 용접되면서 중간부는 하부정착근(32b)에 각각 용접되어 이루어지며, 래티스 부재(32c)의 하단부는 데크패널(31)에 스폿웰딩(spot welding)으로 고정된다.

그러나 이러한 데크플레이트(30) 또한 시공상의 문제점이 발견되고 있는 것이다.

주지된 바와 같이 스폿웰딩은 겹쳐진 금속부재를 적당히 성형한 전극 끝으로 고정하고, 비교적 좁은 부분에 전류를 집중시켜 국부적으로 가열하며, 동시에 전극으로 압력을 가하여 접합하는 대표적인 저항 용접 방법이다.

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이러한 스폿웰딩은 양쪽의 융착 대상물에 서로 다른 극성의 전기를 통하게 하면서 압력을 가해 압접시키는 방법이다. 이때 전극 접촉면의 발열은 열전도가 큰 전극을 통해서 급속히 방산하여 접합부 재료의 접촉면만 용융시켜 압접을 수행하게 되며, 통상 너겟(nugget)이라고 하는 용접부위를 형성한다.

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스폿웰딩은 다른 저항용접방법에 비하여, 장비가 간편하게 구성되고, 신속한 용접작업이 가능하여 가장 많이 응용되고 있는 저항용접 방법이다.

양호한 상태의 스폿웰딩 결과물을 얻기 위한 요소는 전류, 압력, 통전 시간, 전극의 형상 등이다. 이러한 요소에 의하여 스폿웰딩된 결과물의 품질이 주로 결정되는데, 스폿웰딩은 신속하게 융착작업을 완료할 수 있지만, 급속한 방산에 의하여 금속이 접촉된 부위만이 융착됨으로써 너겟의 연결강도가 취약하다는 문제점이 있다.

따라서, 상기한 트러스 거더(32)의 각 구성요소들은 스폿웰딩으로 융착된 각각의 부재가 서로 이격되어 떨어져나가게 되는 현상이 빈번하게 발생되고 있다.

특히, 데크패널(31)과 트러스 거더(32)가 결합된 상태로 운반하거나 시공 설치하는 과정에서 상부배력근(32a)과 래티스 부재(32c)가 연결된 바깥쪽 단부가 주변의 다른 물체들과 접촉하면서 융착된 부위가 손상되어 상부배력근(32a)과 양쪽의 래티스 부재(32c)가 떨어져 나가서 데크플레이트의 품질과 신뢰도를 저하시키는 원인이 되고 있다.

이에 따라, 데크플레이트(30)의 양쪽 단부에는 스터드(40)와 같은 고정부재를 이용하여 트러스 거더(32)와 데크패널(310)을 고정시키게 됨에 따라 그만큼 작업공정이 증가하게 되어 생산성을 저하시키며, 시공 현장에서의 공사기일을 증가시키는 원인이 되고 있다.

데크플레이트(30)가 안착되는 수평보는 수평빔(20)이 상부수평부(22)와 하부수평부(21)가 수직부(23)로 연결되는 H빔의 형태가 일반적이며, 상기 상부수평부(22) 위에 데크플레이트(30)가 안치된 후 스터드(40)에 의해 보강 고정되는 구조를 가진다.

이에 따라, 스터드(40)를 고정하기 위한 작업공정과 작업시간이 소요됨은 물론이다.

또한, 건축주의 다양한 요구로 인해 기둥수를 줄이는 설계가 많아짐에 따라 스팬이 넓어지고 장스팬보 특성상 수평보의 높이가 커지게 됨에 따라 비교적 층고가 높아지게 되는 원인이 되고 있다.

대한민국 등록특허 제10-0402030호(2003.10.02.) 대한민국 등록특허 제10-0652353호(2006.11.23.) 대한민국 공개특허 제10-2018-0132333호(2018.12.12.)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 기둥 사이가 장스팬인 건축구조물을 달성하면서도 층고를 줄일 수 있는 장스팬 구조 및 낮은 층고 구현을 위한 빔을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 수평빔에 안착되는 데크플레이트와 시멘트 페이스트와의 결합을 위해 데크플레이트에 스터드 볼트를 시공해야 하거나, 트러스 거더를 갖는 데크플레이트를 수평빔에 보강 고정하기 위한 스터드를 시공함에 따라 발생되는 공기 및 비용 증가를 줄일 수 있는 장스팬 구조 및 낮은 층고 구현을 위한 빔을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 수평빔의 강도를 보강함과 아울러, 후속공정의 편의성을 증대시킨 장스팬 구조 및 낮은 층고 구현을 위한 빔을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 건축구조물의 설치장소, 적용하중 등의 요건에 따라 수평빔에 가해지는 상하 또는 수직방향 응력에 대응하여 수평빔의 내력 강도를 증대시킬 수 있는 장스팬 구조 및 낮은 층고 구현을 위한 빔을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 슬래브 시공을 위해 타설되는 시멘트 페이스트에 뭍히지 않고 노출되는 수평빔의 부위를 감소시킴으로서 표면에 도포되는 내화페인트의 양을 줄일 수 있는 장스팬 구조 및 낮은 층고 구현을 위한 빔을 제공하는 데 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 특징에 따르면, 데크플레이트가 상부에 안착되는 사각형 단면의 안착프레임과, 상기 안착프레임의 일측에서 상부로 연장되는 수직판과, 상기 수직판의 상단에서 수평으로 연장되고 선단이 하방으로 절곡되어 상기 데크플레이트의 상단으로 연장되는 지지판을 포함하는 한 쌍의 빔유닛으로 구성되고, 상기 한 쌍의 빔유닛의 수직판과 안착프레임의 일측이 상호 밀착되어 결합될 수 있다.

그리고 상기 한 쌍의 빔유닛의 지지판을 감싸며 상기 지지판에 결합되는 제1보강판이 더 포함될 수 있다.

이때, 상기 한 쌍의 빔유닛의 안착프레임 하단을 감싸며 상기 안착프레임에 결합되는 제2보강판이 더 포함될 수 있다.

또한, 상기 제2보강판의 절곡된 양단은 상기 안착프레임에서 이격되게 배치될 수 있다.

그리고 상기 지지판의 선단은, 90° 이상의 각도로 절곡되는 것이 바람직하다.

아울러, 상기 지지판의 선단은, 파이프 형태로 절곡될 수 있다.

본 발명에 따른 장스팬 구조 및 낮은 층고 구현을 위한 빔에 의하면, 외력에 의한 좌굴이 최소화됨에 따라 기둥 사이가 장스팬인 건축구조물을 달성하여 기둥 사이의 공간에 대한 효용성을 향상시킬 수 있고, 건축구조물의 층고를 줄일 수 있어 동일 높이의 건축물에서도 층수를 증대시켜 시공성 및 경제성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

그리고 본 발명에 의하면, 트러스 거더를 갖는 데크플레이트가 빔 내측 공간에 끼워지듯이 장착되고 그 상태에서 시멘트 페이스트에 의해 빔과 일체화됨에 따라 스터드볼트 또는 스터드 시공을 생략할 수 있어 공기 및 비용을 현저히 절감할 수 있는 장점이 있다.

특히, 빔과 데크플레이트 간의 결합력이 증가함에 따라 외력에 대해 일체화된 거동이 가능하여 안정적인 건축구조를 이룰 수 있게 된다.

또한 본 발명에 의하면, 빔의 강도를 보강함과 아울러, 후속공정의 편의성을 증대시킬 수 있어 마감공사 시 달대시공, 전선이나 기타의 통신, 소방선로를 배설하기에 용이하도록 배려하여 설계함으로서 시공자편의설계를 함으로서 부실시공을 원천적으로 봉쇄할 수 있는 이점이 있다.

그리고 본 발명에 의하면, 빔을 효율적이면서 용이하게 보강할 수 있는 구조를 채택함으로서, 건축구조물의 설치장소, 적용하중 등의 요건에 따라 수평빔에 가해지는 상하 또는 수직방향 응력에 대응하여 수평빔의 내력 강도를 증대시킬 수 있는 장점이 있다.

아울러, 본 발명에 의하면, 빔에 데크플레이트를 삽입한 상태에서 빔과 데크플레이트를 시멘트 페이스트에 의해 일체화함으로서 시멘트 페이스트에 뭍히지 않고 노출되는 빔의 부위를 감소시킴으로서 표면에 도포되는 내화페인트의 양을 줄일 수 있는 이점이 있다.

도 1은 종래 건축물 슬래브 구조의 단면도,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 건축물 슬래브 구조의 사시도,
도 3은 도 2에 도시된 건축물 슬래브 구조의 단면도,
도 4는 도 3의 A부 확대도,
도 5는 본 발명에 따른 빔의 다양한 실시형태를 도시한 단면도,
도 6은 본 발명에 따른 빔에 적용되는 합성기둥을 도시한 단면도,
도 7은 본 발명에 따른 단일의 빔과 합성기둥의 결합구조를 예시한 도면,
도 8은 본 발명에 따른 단일의 빔과 합성기둥의 다른 결합구조를 도시한 도면,
도 9는 본 발명에 따른 단일의 빔과 합성기둥의 또 다른 결합구조를 도시한 도면,
도 10은 본 발명에 따른 2개의 직교하는 빔이 합성기둥에 결합되는 구조를 예시한 도면,
도 11은 본 발명에 따른 3개의 직교하는 빔이 합성기둥에 결합되는 구조를 예시한 도면이다.

본 발명의 특징과 장점은 첨부된 도면에 의하여 설명되는 실시 예에 의하여 보다 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 실시 예에 기재되거나 도면에 도시된 구성요소들의 구성 및 배열에 의해 본 발명의 응용이 제한되는 것은 아니다. 본 발명은 다른 실시 예들로 구현될 수 있고, 다양한 방법으로 수행될 수 있다. 또한, 장치 또는 요소의 방향 등과 같은 용어들에 관하여 실시 예에 사용된 표현 및 술어는 단지 본 발명의 설명을 단순화하기 위해 사용되며, 관련된 장치 또는 요소가 단순히 특정 방향을 가져야 함을 나타내거나 의미하지 않는다. 예를 들면, "제1", "제2"와 같은 용어가 본 발명을 설명하는 실시 예와 청구항에 사용되는데, 이러한 용어가 상대적인 중요성 또는 취지를 나타내거나 의미하는 것으로 의도되지 않는다.

또한, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니되며, 발명자가 발명의 용어와 개념을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념에 입각하여 기재한 것으로 해석하여야 한다.

따라서 본 발명은 제시되는 실시 예에 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구 범위에 기재된 기술상의 균등한 범위 내에서 다양한 수정 및 변경이 가능하다.

다음에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 건축물 슬래브 구조의 사시도이고, 도 3은 도 2에 도시된 건축물 슬래브 구조의 단면도이며, 도 4는 도 3의 A부 확대도이고, 도 5는 본 발명에 따른 빔의 다양한 실시형태를 도시한 단면도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 빔(100)은 합성기둥(200) 상에 설치되고 데크플레이트(30)와 결합한다.

이러한 빔(100)은 건축구조물의 장스팬 구조를 달성하기 위하여 발명된 것으로서, 데크플레이트(30)가 상부에 안착되는 사각형 단면의 안착프레임(110)과, 상기 안착프레임(110)의 일측에서 상부로 연장되는 수직판(120)과, 상기 수직판(120)의 상단에서 수평으로 연장되고 선단이 하방으로 절곡되어 상기 데크플레이트(30)의 상단으로 연장되는 지지판(130)을 포함하는 한 쌍의 빔유닛(100a, 100b)으로 구성되고, 상기 한 쌍의 빔유닛(100a, 100b)의 수직판(120)과 안착프레임(110)의 일측이 상호 밀착·결합되어 형성된다.

본 실시예에 따른 빔(100)은 도 4 및 도 5a에 잘 도시된 바와 같이, 데크플레이트(30)가 상부에 안착될 때 데크플레이트(30)의 안정적인 지지가 가능하도록 사각형 단면 구조의 안착프레임(110)을 구비한다.

상기 지지판(130)의 선단은 90°이상의 각도로 절곡되면서 절곡부(140a)를 형성하고, 트러스 거더를 갖는 데크플레이트(30)가 안착프레임(110)과 지지판(130) 사이로 진입할 때, 상기 절곡부(140a)의 하단이 상기 데크플레이트(30)의 상부배력근에 밀착되거나 근접하여 배치된다.

이러한 상태에서 빔(100)의 지지판(130)과 절곡부(140a) 및 데크플레이트(30)의 트러스 거더(32)가 함몰되게 시멘트 페이스트(C)가 타설되면, 시멘트 페이스트(C)가 절곡부(140a)의 내외측 공간을 매움으로서 상기 절곡부(140a)에 의해 빔(100)과 데크플레이트(30)가 일체화된다.

즉, 절곡부(140a)가 스터드볼트와 같은 역할을 하면서 빔(100)과 데크플레이트(30)의 일체화를 돕는 것이며, 일체화됨을 통해 구성력이 강해지는 이점이 있다.

따라서, 본 발명에 따른 빔(100)은, 스터드볼트 또는 스터드 시공을 생략할 수 있어 공기 및 비용을 현저히 절감할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에서 지지판(130)의 선단이 절곡되면서 절곡부(140a)가 형성되고, 이로 인해 하중에 대한 내력이 증가하기 때문에 상대적으로 넓게 이격 배치된 기둥 사이에 설치되어도 휨 발생이 최소화되어 장스팬 구조를 이룰 수 있게 된다.

그리고 안착프레임(110), 수직판(120), 지지판(130) 및 절곡부(140a)로 구성되는 빔유닛(100a, 100b)은 한 쌍으로 구성되어, 도시된 바와 같이, 수직판(120)과 안착프레임(110)의 배면인 평평한 면 간에 맞대어져 결합된다. 한 쌍의 빔유닛(100a, 100b)에 대한 결합은 다양한 방법으로 이루어질 수 있는데, 일반적으로 외측으로 배치되는 결합면을 따라 이루어지는 용접에 의해 결합된다.

또한 본 실시예에 따른 빔유닛(100a, 100b)은 안착프레임(110), 수직판(120), 지지판(130) 및 절곡부(140)로 구성되고, 이때 각 구성요소가 개별적으로 제작되어 상호간 결합될 수도 있으나, 하나의 철판을 절곡하여 빔유닛(100a, 100b)을 제작하는 것이 바람직하다. 보다 상세히 설명하면, 하나의 철판 일측을 사각형태로 절곡하여 선단과 이에 맞닿는 면을 용접하여 사각 단면의 안착프레임(110)을 형성하고, 상기 안착프레임(110)으로부터 연장되는 수직판(120)의 선단을 절곡하여 지지판(130)을 형성하며, 다시 상기 지지판(130)의 선단을 절곡하여 절곡부(140a)를 형성할 수 있다.

한편, 본 실시예에 따른 빔(100)은 도 5b 내지 도 5e와 같이 변형될 수 있다.

변형예 1에 따른 빔(100)은, 도 5b에 도시된 바와 같이, 상부에는 지지판(130) 및 절곡부(140b)를 감싸며 상기 지지판(130) 및 절곡부(140b)에 결합되는 제1보강판(150)을 구비하고, 하부에는 안착프레임(110) 하단을 감싸며 상기 안착프레임(110)에 결합되는 제2보강판(160a)을 구비한다.

이때 제1보강판(150) 및 제2보강판(160a)은 한 쌍의 빔유닛(100a, 100b)을 감싸며 빔유닛(100a, 100b)에 결합되므로 빔유닛(100a, 100b)을 보강하면서 빔유닛(100a, 100b)의 일체성을 증대시키는 역할을 하게 된다.

또한 변형예 2에 따른 빔(100)은, 도 5c에 도시된 바와 같이, 상부에는 지지판(130) 및 절곡부(140b)를 감싸며 상기 지지판(130) 및 절곡부(140b)에 결합되는 제1보강판(150)을 구비하고, 하부에는 안착프레임(110) 하단을 감싸며 상기 안착프레임(110)에 결합되는 제2보강판(160b)을 구비한다.

이때 제1보강판(150)은 한 쌍의 빔유닛(100a, 100b)을 감싸며 빔유닛(100a, 100b)에 결합되는데 반해, 제2보강판(160)은 각 빔유닛(100a, 100b)의 안착프레임(110)에 대해 높이방향으로 감싸며 상기 안착프레임(110)에 결합된다. 따라서 제1보강판(150)에 의해서는 빔유닛(100a, 100b)의 일체성을 증대시키면서 수평방향 외력에 대해 빔유닛(100a, 100b)을 보강하게 되고, 제2보강판(160)에 의해서는 빔(100)에 가해지는 수직하중에 대해 빔유닛(100a, 100b)을 보강하게 된다.

그리고 변형예 3에 따른 빔(100)은, 도 5d에 도시된 바와 같이, 제1보강판(150)과 제2보강판(160)은 구비되지 않고, 지지판(130)의 선단이 절곡되면서 절곡부(140c)가 파이프 형태를 이룬다.

이때 파이프 선단은 지지판(130)과 용접 결합할 수 있다.

이러한 제1보강판(150) 및 제2보강판(160)은 상기 빔(100)을 효율적이면서 용이하게 보강함을 통해 수평빔(20)에 가해지는 상하 또는 수직방향 응력에 대응하여 수평빔(20)의 내력 강도를 증가시킬 수 있다.

또한 변형예 4에 따른 빔(100)은, 도 5e에 도시된 바와 같이, 제2보강판(160c)이 한 쌍의 빔유닛(100a, 100b)의 안착프레임(110)을 감싸며 장착되되, 상기 제2보강판(160c)의 절곡된 양단은 상기 안착프레임(110)에서 이격되게 배치된다.

이러한 제2보강판(160c)의 구조는 안착프레임(110)과의 사이에 형성된 공간으로 인하여 후속공정의 편의성을 증대시킬 수 있어 마감공사 시 달대시공, 전선이나 기타의 통신, 소방선로를 배설하기에 용이하도록 배려하여 설계함으로서 시공자편의설계를 할 수 있다.

다음으로 합성기둥(200)은, 도 6에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 기둥유닛(200a, 200b)을 결합하여 구성된다.

이때 각 기둥유닛(200a, 200b)은, 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이, 사각형 단면의 각형프레임(210)과, 상기 각형프레임(210)의 일단에서 연장되는 제1연장판(220)과, 상기 제1연장판(220)의 선단에서 절곡되는 제2연장판(230)과, 상기 제2연장판(230)의 선단에서 다시 절곡되는 절곡부(240)를 포함하여 구성된다.

이러한 기둥유닛(200a, 200b)은 하나의 철판을 절곡하여 제작되는 것이 바람직하다.

즉, 철판의 일측을 사각형태로 절곡하여 선단과 이에 맞닿는 면을 용접하여 사각 단면의 각형프레임(210)을 형성하고, 상기 각형프레임(210)으로부터 연장되는 제1연장판(220)판의 선단을 절곡하여 제2연장판(230)을 형성하며, 다시 상기 제2연장판(230)의 선단을 절곡하여 절곡부(240)를 형성할 수 있다.

이와 같이 형성되는 기둥유닛(200a, 200b) 간을 도 6의 (b)와 같이 대면시켜 맞댄 상태에서 도 6의 (c)와 같이, 먼저 각 기둥유닛(200a, 200b)의 각형프레임(210) 간을 용접 결합하고, 그 후에 절곡부(240)와 각형프레임(210)의 접합부를 용접하여 결합하여 합성기둥(200)을 제작한다.

이때, 도 6의 (b)와 같이 절곡된 기둥유닛(200a, 200b)을 맞대면 제2연장판(230)이 제1연장판(220)에 대해 정확히 90°절곡된 상태를 유지하지 못하고 외곽으로 경사진 상태가 되며, 이러한 경사진 상태로 인해 절곡부(240)와 각형프레임(210) 사이에 공간이 형성되어 그 공간을 통해 각형프레임(210) 간을 용접 결합할 수 있다.

그리고 경사진 상태의 제2연장판(230)을 누르면서 절곡부(240)와 각형프레임(210)의 접합부를 용접함에 의해 도 6의 (c)와 같은 사각형 외관으로 이루어진 합성기둥(200)이 제작될 수 있게 된다.

즉, 이와 같은 합성기둥(200)은, 도 6의 (c)에 도시된 바와 같이, 그 후에 절곡부(240)와 각형프레임(210)의 접합부인 ②부분 뿐 아니라 중앙부에 위치한 ① 부분에도 용접 결합되어 각 기둥유닛(200a, 200b)의 각형프레임(210) 간을 용접 결합함을 통해 결합면적이 증가하고, 용접 결합에 의해 일체화하여 작은 단면적으로 지지력이 향상될 수 있다.

이를 통해, 합성기둥(200)은 작은 단면적으로 이루어지면서 지지력이 향상되는 구조로 이루어짐으로써 도 3에 도시된 바와 같이 기둥이 작은 면적으로 이루어져야 하는 주차장에 활용될 수도 있다.

이와 같은, 본 발명에 따른 장스팬 구조 및 낮은 층고 구현을 위한 빔은 외력에 의한 좌굴이 최소화됨에 따라 기둥 사이가 장스팬인 건축구조물을 달성하여 기둥 사이의 공간에 대한 효용성을 향상시킬 수 있고, 건축구조물의 층고를 줄일 수 있어 동일 높이의 건축물에서도 층수를 증대시켜 시공성 및 경제성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

다음으로는 도 7 내지 도 11에 도시된 바와 같이, 빔(100)과 합성기둥(200)의 결합구조에 대해 설명하도록 한다.

도 7은 본 발명에 따른 단일의 빔(100)과 합성기둥(200)의 결합구조를 예시한 도면으로, 도 7의 (a)는 일부가 절개된 합성기둥(200)을 도시한 사시도, 도 7의 (b)는 기둥측 엔드플레이트(E2)를 도시한 사시도, 도 7의 (c)는 빔측 엔드플레이트(E1)이다.

상기 기둥측 엔드플레이트(E2)는 양단이 서로 다른 측으로 절곡된 형상으로 이루어질 수 있고 합성기둥(200)에 장착될 수 있다.

그리고 상기 빔측 엔드플레이트(E1)는 "ㄴ" 형상으로 이루어질 수 있고 빔(200)에 장착될 수 있다.

이때, 상기 기둥측 엔드플레이트(E2)와 빔측 엔드플레이트(E1)에는 서로 결합되도록 대응되는 위치에 체결수단이 통과할 있는는 다수 개의 결합공이 형성될 수 있다.

도 7의 (d)에 도시된 바와 같이, 상기 합성기둥(200)의 절개부에는 기둥측 엔드플레이트(E2)가 안착될 수 있다. 그리고 기둥측 엔드플레이트(E2)에는 빔(100)에 부착된 빔측 엔드플레이트(E1)가 안착될 수 있다.

그리고 도 7의 (e)에 도시된 바와 같이, 기둥측 엔드플레이트(E2)와 빔측 엔드플레이트(E1)를 결합시킴을 통해 빔(100)과 합성기둥(200)을 결합할 수 있다.

또한, 도 8은 본 발명에 따른 단일의 빔(100)과 합성기둥(200)의 다른 결합구조를 도시한 도면이다.

여기서 합성기둥(200)은 각 기둥유닛(200a, 200b)이 절단되지 않고 서로 동일한 길이로 구성되며, 기둥측 엔드플레이트(E2)와 빔측 엔드플레이트(E1)은 "ㄴ" 형상으로 이루어질 수 있다.

도 8의 (a)와 같이, 상기 합성기둥(200)에 장착된 기둥측 엔드플레이트(E2)에는 빔(100)에 장착된 빔측 엔드플레이트(E1)를 안착시키고 상기 빔측 엔드플레이트(E1) 및 빔(100)을 기둥측 엔드플레이트(E2) 및 합성기둥(200) 측으로 이동시킬 수 있다.

그리고 도 8의 (b)와 같이, 상기 빔측 엔드플레이트(E1)와 상기 기둥측 엔드플레이트(E2)가 결합함으로써 빔(100)과 합성기둥(200)을 결합할 수 있다.

그리고 도 9는 본 발명에 따른 단일의 빔(100)과 합성기둥(200)의 또 다른 결합구조를 도시한 도면이다.

도 9의 (a)는 단일의 빔(100)이 합성기둥(200)에 결합하는 작동을 도시한 도면, 도 9의 (b)는 빔측 엔드플레이트(E1)를 도시한 사시도이다.

도 9의 (a)에 도시된 바와 같이, 합성기둥(200)의 일부가 절단된 상태에서 절단부에는 기둥측 엔드플레이트(E2)가 장착되고 빔(100)에 장착된 빔측 엔드플레이트(E1)가 기둥측 엔드플레이트(E2)에 결합될 수 있다.

이때, 도 9의 (b)에 도시된 바와 같이 상기 빔측 엔드플레이트(E1)의 "ㄴ"형상으로 이루어지되 상기 기둥측 엔드플레이트(E2)와의 결합위치를 가이드 하도록 바닥면에 돌출된 걸림턱이 더 형성될 수도 있다.

이와 같이, 본 발명에 따른 단일의 빔(100)은, 도 7 내지 9에 도시된 바와 같이 다양한 구조로 합성기둥(200)과 결합할 수 있다.

도 10은 본 발명에 따른 2개의 직교하는 빔(100)이 합성기둥(200)에 결합되는 구조를 예시한 도면이다.

도 10의 (a)에 도시된 바와 같이, 2개의 빔(100)은 한 쌍의 빔유닛(100a, 100b) 중에서 어느 하나의 빔유닛이 절단됨에 따라 어느 하나의 빔유닛이 절단된 부분에는 결합홈이 형성되고 다른 하나의 빔유닛에는 길이방향으로 돌출되는 돌출부가 형성된다.

그리고 도 10의 (b)에 도시된 바와 같이, 2개의 빔(100)은 합성기둥(200)의 상부에 안착된 상태에서 각 결합홈과 각 돌출부가 서로 맞물리면서 합성기둥(200)에 결합될 수 있다.

도 11은 본 발명에 따른 3개의 직교하는 빔(100)이 합성기둥(200)에 결합되는 구조를 예시한 도면이다.

도 11의 (a)와 같이, 2개의 빔(100)은 한 쌍의 빔유닛(100a, 100b) 중 한 쌍의 빔유닛(100a, 100b) 중에서 어느 하나의 빔유닛이 절단됨에 따라 어느 하나의 빔유닛이 절단된 부분에 결합홈이 형성될 수 있다.

그리고 결합홈이 형성된 2개의 빔(100)은 각 결합홈이 마주보는 형태로 구성되어 "ㄷ" 형상의 결합공간을 형성하게 되고, 이러한 결합공간에 또 다른 빔(100)이 삽입됨에 따라 3개의 직교하는 빔(100)이 합성기둥(200)에 결합할 수 있다.

지금까지 본 발명에 대하여 바람직한 실시 예를 중심으로 살펴보았다.

본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 하나의 실시 예에 관련된 것이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형된 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

따라서 본 발명은 제시되는 실시 예에 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구 범위에 기재된 기술사상의 균등한 범위 내에서 다양한 수정 및 변경이 가능한 실시예가 있을 수 있다.

10 : 기둥 20 : 수평빔
21 : 하부수평부 22 : 상부수평부
23 : 수직부 30 : 데크플레이트
31 : 데크패널 32 : 트러스 거더
32a : 상부배력근 32b : 하부정착근
32c : 래티스 부재 40 : 스터드
100 : 빔 100a, 100b : 빔유닛
110 : 안착프레임 120 : 수직판
130 : 지지판 140(140a, 140b, 140c) : 절곡부
150 : 제1보강판 160(160a, 160b, 160c) : 제2보강판
200 : 합성기둥 200a, 200b : 기둥유닛
210 : 각형프레임 220 : 제1연장판
230 : 제2연장판 240 : 절곡부
C : 시멘트 페이스트 E1 : 빔측 엔드플레이트
E2 : 기둥측 엔드플레이트

Claims (6)

1. 데크플레이트(30)가 상부에 안착되는 사각형 단면의 안착프레임(110)과, 상기 안착프레임(110)의 일측에서 상부로 연장되는 수직판(120)과, 상기 수직판(120)의 상단에서 수평으로 연장되는 지지판(130)과, 상기 데크플레이트(30)에 밀착되거나 근접하여 배치되도록 상기 지지판(130)의 선단에서 하방으로 절곡되어 상기 데크플레이트(30)의 상단으로 연장되는 절곡부(140a, 140b, 140c)를 포함하는 한 쌍의 빔유닛(100a, 100b)으로 구성되고,
   상기 한 쌍의 빔유닛(100a, 100b)의 수직판(120)과 안착프레임(110)의 일측이 상호 밀착되어 결합되고,
   상기 지지판(130)의 선단은, 90° 이상의 각도로 절곡되거나, 파이프 형태로 절곡되는 것을 특징으로 하는 장스팬 구조 및 낮은 층고 구현을 위한 빔.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 한 쌍의 빔유닛(100a, 100b)의 지지판(130)을 감싸며 상기 지지판(130)에 결합되는 제1보강판(150)이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 장스팬 구조 및 낮은 층고 구현을 위한 빔.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 한 쌍의 빔유닛(100a, 100b)의 안착프레임(110) 하단을 감싸며 상기 안착프레임(110)에 결합되는 제2보강판(160)이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 장스팬 구조 및 낮은 층고 구현을 위한 빔.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 제2보강판(160)의 절곡된 양단은 상기 안착프레임(110)에서 이격되게 배치되는 것을 특징으로 하는 장스팬 구조 및 낮은 층고 구현을 위한 빔.
   
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