KR102414124B1 - 규격 h 형강 빔과의 용이한 접합 연결구조를 가지는 멀티웨브 보강빔, 이를 이용한 복합 엄지말뚝, 이를 이용하여 구축되는 흙막이 구조물 및 그 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 복수개의 웨브(web)를 가지는 박스(box) 형태의 종방향 단면을 가지게 되어 횡방향 휨 강성, 전단 강성, 압축 강성 등의 구조적 강성이 크게 보강됨으로써 횡방향 좌굴에 대한 저항성뿐만 아니라 휨, 전단, 압축 등에 대한 큰 저항력을 가지고 있으면서도, 시판되고 있는 규격 H 형강 빔과도 쉽게 일체로 결합되어 연속화될 수 있는 구조를 가지는 멀티웨브 보강빔에 관한 것이며, 더 나아가 본 발명은 이러한 멀티웨브 보강빔과 규격 H 형강 빔의 일체 연속화에 의해 만들어지는 복합 엄지말뚝과, 이를 이용하여 시공 구축되는 흙막이 구조물, 그리고 이러한 흙막이 구조물을 시공하는 시공방법에 관한 것이다.

Description

규격 H 형강 빔과의 용이한 접합 연결구조를 가지는 멀티웨브 보강빔, 이를 이용한 복합 엄지말뚝, 이를 이용하여 구축되는 흙막이 구조물 및 그 시공방법{Multi-web Reinforcing Beam, Pile using such Reinforcing Beam, Wall Structure using such Pile, and Constructing Method of such Wall Structure}

본 발명은 구조적 강성이 크게 보강된 구성을 가지면서도 규격 H 형강 빔과 쉽게 결합하여 연속화될 수 있는 멀티웨브(Multi-web) 보강빔과, 이를 이용한 복합 엄지말뚝과, 이러한 복합 엄지말뚝을 이용하여 구축되는 흙막이 구조물과, 이러한 흙막이 구조물의 시공방법에 대한 것이다.

구체적으로는 본 발명은 복수개의 웨브(Multi-web)를 가지는 박스(box) 형태의 종방향 단면을 가지게 되어 횡방향 휨 강성, 전단 강성, 압축 강성 등의 구조적 강성이 크게 보강됨으로써 횡방향 좌굴에 대한 저항성뿐만 아니라 휨, 전단, 압축 등에 대한 큰 저항력을 가지고 있으면서도, 시판되고 있는 규격 H 형강 빔과도 쉽게 일체로 결합되어 연속화될 수 있는 구조를 가지는 멀티웨브 보강빔에 관한 것이다. 또한 본 발명은 이러한 멀티웨브 보강빔과 규격 H 형강 빔의 일체 연속화에 의해 만들어지는 복합 엄지말뚝과, 이를 이용하여 시공 구축되는 흙막이 구조물, 그리고 이러한 흙막이 구조물을 시공하는 시공방법에 관한 것이다.

상,하부의 2개 플랜지와 1개의 웨브를 가지고 있어서 종방향의 단면 형상이 영문자 H자 모양을 가지면서 종방향으로 길게 연장된 강재 빔은 토류판을 이용한 흙막이 구조물의 엄지말뚝뿐만 아니라, CIP공법(Cast in Place prepacked pile)을 이용한 흙막이벽(흙막이 구조물), SCW(Soil Cement Wall) 공법에 의한 흙막이벽, 슬러리 월(Slurry Wall) 등의 흙막이 구조물을 포함한 다양한 토목, 건축 구조물에 이용된다. 일반적으로 이와 같이 영문자 H자 모양을 가지는 빔은 공장에서 사전에 정해진 규격에 따라 정해진 단면크기와 형상으로 제작되어 시판된다. 본 명세서에서는 이와 같이 종방향으로 영문자 H자 단면 모양을 가지며 공장에서 사전에 정해진 규격에 따라 정해진 단면크기와 형상으로 제작되어 시판되는 강재 빔을 "규격 H 형강 빔"이라고 기재한다. 그리고 본 명세서에서 상,하부의 2개 플랜지와 1개의 웨브를 가지고 있되 종방향 단면형상이 한글 자모 ㄷ자로 이루어진 강재 빔의 경우에는 "ㄷ 형강 빔"이라고 기재한다. 아울러 이러한 규격 H 형강 빔과 ㄷ 형강 빔이 길게 연장되는 방향을 "종방향"이라고 기재하고, 이와 수평하게 직교하는 방향 중에서 웨브(web) 넓이 방향을 "제1횡방향"이라고 기재하며, 종방향과 수평하게 직교하는 또다른 방향 즉, 플랜지가 확장되는 플랜지의 넓이 방향(흙막이 구조물의 경우 그 폭방향)을 "제2횡방향"이라고 기재한다.

규격 H 형강 빔을 사용함에 있어서 종방향으로 특정 구간에 대해서만 빔의 단면강성을 보강해야 할 경우가 종종 발행한다. 예를 들어 규격 H 형강 빔을 흙막이 구조물의 엄지말뚝으로 사용하는 경우, 흙막이 말뚝을 향하여 제1횡방향으로 엄지말뚝에 작용하는 배면토압의 크기는 지반의 깊이에 따라 종방향으로 일정하지 않다. 지반의 깊이에 따라 종방향으로 엄지말뚝에 작용하는 하중이 상이함에도 불구하고, 종방향으로 일정한 종방향 단면형상과 크기를 가지는 규격 H 형강 빔을 엄지말뚝으로 사용할 경우, 배면토압이 크게 작용하는 영역에서는 제1횡방향의 휨 좌굴 발생 등과 같은 구조적인 안정성을 해치는 현상이 발생할 수 있고, 반대로 배면토압이 작은 영역에서는 과대 설계에 따른 고가의 자재의 낭비가 발생하는 문제점이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 종래에는 큰 구조적 강성이 요구되는 영역에만 종방향 단면크기를 키운 형태의 빔을 배치하는 방안이 제시되었다. 즉, 큰 구조적 강성이 요구되는 영역에서는 단면크기를 증가시킨 보강용 빔을 배치하고, 보강용 빔의 일단 또는 양단에 H형 단면 모양의 강재 빔을 연속 결합하는 방안을 제시하고 있는 것이다. 대한민국 공개특허공보 제10-2011-0022956호에 그 일예가 개시되어 있다.

그런데 종래 기술처럼 큰 구조적 강성이 요구되는 영역에서만 종방향 단면크기를 키운 보강용 빔을 배치하는 경우, 강성 보강이 요구되지 않은 영역에 배치되는 규격 H 형강 빔과 보강용 빔 간의 일체 결합이 용이하지 않다는 한계가 있다. 시판되는 규격 H 형강 빔은 사전에 정해진 규격에 맞추어서 동일한 단면 크기와 두께를 가진 채 공장 생산되어 시판된다. 따라서 동일한 단면크기 및 형상을 가지는 규격 H 형강 빔을 종방향으로 서로 일체화시킬 때에는 양측 규격 H 형강 빔의 웨브 및 플랜지에 이음판이 동시에 밀착되도록 겹치게 덧댄 후 용접하거나 볼팅(bolting)하는 작업을 통해서 신속하게 그리고 쉽게 연결작업을 수행할 수 있다. 그러나 규격 H 형강 빔과 상이한 단면크기 또는 형상을 가지는 보강용 빔을 연속화시킬 경우, 그 단면크기 및 단면형상에서의 차이로 인하여, 위에서 언급한 이음판의 겹침 배치를 이용한 간단한 연결작업을 이용할 수 없으며, 단면형상 및 크기 차이에 맞도록 특별히 제작된 별도의 고유한 연결장치를 이용할 수밖에 없으며, 그에 따라 번거로운 추가 작업이 필요하고 특별한 연결장치의 별도 제작에 따른 시간과 비용이 더 많이 소요되는 문제점이 있다.

대한민국 공개특허공보 제10-2011-0022956호(2011.03.08.공개).

본 발명은 위와 같은 종래 기술의 한계를 극복하기 위하여 개발된 것으로서, 규격 H 형강 빔을 흙막이 구조물의 엄지말뚝 등과 같이 다양한 목적과 용도로 사용함에 있어서, 구조적으로 큰 강성과 성능이 요구되는 영역에 대해서는 그에 맞추어서 더욱 강화된 구조적 강성 및 성능을 발휘할 수 있는 보강빔을 배치하여 상기 보강빔의 양단 또는 일단에 규격 H 형강 빔이 일체로 결합되어 연속화되도록 하되, 동일한 단면크기 및 형상을 가지는 규격 H 형강 빔을 서로 일체화시킬 때와 마찬가지로 보강빔과 규격 H 형강 빔의 웨브 및 플랜지에 이음판을 동시에 밀착되도록 덧대어서 용접하거나 볼팅하는 등의 일반적인 "간편 빔 결합방식"을 이용하여 보강빔과 규격 H 형강 빔을 일체화시킬 수 있게 만드는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.

위와 같은 과제를 달성하기 위하여 본 발명에서는, 규격 H 형강 빔으로 이루어진 메인 빔과 종방향 양단 또는 일단에서 일체로 결합되는 멀티웨브 보강빔으로서, 종방향으로 연장된 2개의 본체 빔으로 이루어지고 본체 빔의 웨브가 서로 마주하도록 간격을 두고 나란하게 배치되어 이루어진 본체와; 메인 빔과의 연결을 위하여 메인 빔과 동일한 단면크기와 형상을 가지는 규격 H 형강 빔으로 이루어져서 상기 본체의 종방향 일단 또는 양단에 일체 결합되는 단부연결체를 포함하며; 단부연결체의 플랜지는, 본체와 결합되는 단부측은 플랜지의 폭이 축소되어 있는 협폭 플랜지부로 이루어져 있고 메인 빔과 결합되는 단부측은 플랜지의 폭이 축소되지 않은 정상 플랜지부로 이루어져 있으며; 본체의 단부에서 2개의 본체 빔 사이에는 협폭 플랜지부와 동일한 폭의 간격이 존재하여 삽입공간이 형성되어 있으며; 협폭 플랜지부가 삽입공간에 끼워져서 단부연결체의 플랜지 두께 부분이 본체 빔에 밀착된 상태에서 밀착된 부분이 접합되어 단부연결체와 본체가 일체화된 구성을 이루게 됨으로써; 복수개의 웨브를 가지게 되어 보강된 단면강성을 가지게 됨과 동시에, 구조적 강성이 증가하게 되고, 동일한 단면크기와 형상을 가지는 규격 H 형강 빔 간의 결합에 의해 종방향 단부에서 메인 빔과 일체로 연속화될 수 있는 것을 특징으로 하는 멀티웨브 보강빔이 제공된다.

또한 본 발명에서는 상기한 멀티웨브 보강빔과 메인 빔이 일체로 결합되어 연속화된 복합 엄지말뚝이 제공되며, 더 나아가 이러한 복합 엄지말뚝을 이용하여 구축되는 흙막이 구조물 및 그 시공방법이 제공된다.

본 발명에 따른 멀티웨브 보강빔은, 규격 H 형강 빔으로 이루어진 메인 빔과 일체로 결합되어 연속화됨에 있어서, 동일한 단면크기 및 형상을 가지는 규격 H 형강 빔을 서로 일체화시킬 때 적용되었던 종래의 일반적인 빔 결합방식이 그대로 적용될 수 있다. 따라서 본 발명에 의하면 현장에서 신속하고 간편하게 멀티웨브 보강빔과 규격 H 형강 빔을 일체로 결합하여 연속화시킬 수 있게 되며, 그에 따라 현장 작업 효율성을 극대화시킬 수 있게 되고 공기를 단축시키며 공사비용도 크게 절감할 수 있게 되는 효과가 발휘된다.

특히 흙막이 구조물을 위한 엄지말뚝을 설치함에 있어서, 배면토압이 크게 작용하는 구간에만 본 발명의 멀티웨브 보강빔을 설치하고, 배면토압이 작은 구간에서는 규격 H 형강 빔을 이용하는 형태로 복합적인 구조를 가지는 "복합 엄지말뚝"의 형태를 만들 수 있으며, 이러한 복합 엄지말뚝을 흙막이 구조물에 사용하게 되면 흙막이 구조물의 제2횡방향으로 복합 엄지말뚝의 설치 간격을 크게 하거나 또는 설치 개수를 줄일 수 있게 되며, 그에 따라 시공효율성을 높이고 시공자재를 절감하며 시공비와 시공기간을 줄일 수 있게 되어 더욱 경제적인 시공을 할 수 있게 되는 장점이 발휘된다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 멀티웨브 보강빔의 개략적인 조립 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 멀티웨브 보강빔의 조립구조를 보여주는 개략적인 분해 사시도이다.
도 3은 도 2의 멀티웨브 보강빔에 대한 제1횡방향으로의 개략적인 정면도이다.
도 4는 도 1 내지 도 3에 도시된 제1실시예에서 2개의 ㄷ 형강 빔 사이에 간격조정 부재를 설치하는 것을 보여주는 개략적인 분해 사시도이다.
도 5의 (a)는 도 4의 상태에 후속하여 간격조정 부재의 설치가 완료된 상태를 보여주는 개략적인 조립 사시도이다.
도 5의 (b)는 도 5의 (a)에 도시된 상태에 대한 개략적인 평면도이다.
도 6의 (a) 내지 (c)는 각각 본 발명의 제1실시예에 따른 멀티웨브 보강빔의 종방향 단면 구성을 보여주는 개략적인 종방향 평면도 및 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제1실시예에 다른 멀티웨브 보강빔의 종방향 단부에 메인 빔을 일체로 결합하여 연속화시키는 구성을 보여주는 개략적인 분해 사시도이다.
도 8은 도 7에 도시된 연속화 작업에 의해 멀티웨브 보강빔과 메인 빔이 일체로 연속화된 구성을 보여주는 개략적인 조립 사시도이다.
도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 멀티웨브 보강빔의 개략적인 조립 사시도이다.
도 10은 도 9에 도시된 멀티웨브 보강빔의 조립구조를 보여주는 개략적인 분해 사시도이다.
도 11의 (a) 내지 (c)는 각각 본 발명의 제2실시예에 따른 멀티웨브 보강빔의 종방향 단면 구성을 보여주는 개략적인 종방향 평면도 및 단면도이다.
도 12는 도 9 내지 도 11에 도시된 제2실시예에서 2개의 ㄷ 형강 빔 사이에 간격조정 부재를 설치하는 것을 보여주는 개략적인 분해 사시도이다.
도 13의 (a)는 도 12의 상태에 후속하여 간격조정 부재의 설치가 완료된 상태를 보여주는 개략적인 조립 사시도이다.
도 13의 (b)는 도 13의 (a)에 도시된 상태에 대한 개략적인 평면도이다.
도 14는 본 발명의 제3실시예에 따른 멀티웨브 보강빔의 개략적인 조립 사시도이다.
도 15는 도 14에 도시된 멀티웨브 보강빔의 조립구조를 보여주는 개략적인 분해 사시도이다.
도 16의 (a) 내지 (c)는 각각 본 발명의 제3실시예에 따른 멀티웨브 보강빔의 종방향 단면 구성을 보여주는 개략적인 종방향 평면도 및 단면도이다.
도 17은 본 발명에 따른 흙막이 구조물의 일예에서 복합 엄지말뚝 사이에 토류판이 끼워지는 부분만을 발췌하여 보여주는 개략적인 평단면도이다.
도 18은 본 발명에 따른 흙막이 구조물의 또다른 일예로서 복합 엄지말뚝의 제2횡방향 양측에 숏크리트 벽체가 형성되어 있는 부분을 발췌하여 보여주는 개략적인 평단면도이다.
도 19는 본 발명에 따른 흙막이 구조물의 또다른 실시예예에 대한 도 17에 대응되는 개략적인 평단면도이다.
도 20은 본 발명에 따른 흙막이 구조물의 또다른 일예에 대한 도 18에 대응되는 개략적인 평단면도이다.
도 21 및 도 22는 각각 지중공 내에 본 발명의 복합 엄지말뚝이 삽입 배치된 것을 보여주는 개략적인 평단면도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지 않는다.

우선 본 발명에 따른 멀티웨브 보강빔(100)에 대하여 설명한다. 도 1에는 본 발명의 제1실시예에 따른 멀티웨브 보강빔(100)의 개략적인 조립 사시도가 도시되어 있고, 도 2에는 도 1에 도시된 멀티웨브 보강빔(100)의 조립구조를 보여주는 개략적인 분해 사시도가 도시되어 있다. 도 3에는 도 1의 멀티웨브 보강빔(100)에 대한 제1횡방향으로의 개략적인 정면도가 도시되어 있다.

도면에 예시된 것처럼 본 발명의 멀티웨브 보강빔(100)은 종방향으로 길게 연장된 2개의 본체 빔(11, 12)으로 이루어진 본체(1)와, 규격 H 형강 빔으로 이루어지고 종방향으로 소정 길이를 가지고 있으며 상기 본체(1)의 종방향 일단 또는 양단에서 본체(1)에 일체로 결합되어 있는 단부연결체(2)를 포함하여 구성된다. 도 1 내지 도 3에서는 본체(1)의 종방향 일단에만 단부연결체(2)가 결합 구비되는 것으로 도시되어 있으나, 본 발명에 따른 멀티웨브 보강빔(100)의 종방향 양단에 각각 후술하는 메인 빔(200)이 일체 결합되어 연속되는 경우에는, 본체(1)의 종방향 양단 모두에 동일한 구성의 단부연결체(2)가 각각 일체로 결합 구비된다. 즉, 본 발명에서 단부연결체(2)는 필요에 따라 본체(1)의 종방향 일단에만 구비될 수도 있고 본체(1)의 종방향 양단 모두에 일체로 구비될 수 있는 것이다.

본체(1)는 2개의 본체 빔(11, 12)이 제2횡방향으로 간격을 두고 나란하게 배치되어 있되 웨브(13)가 서로 마주하도록 배치되어 있는 구성을 가진다. 도 1 내지 도 3에 도시된 제1실시예의 경우에는 2개의 본체 빔(11, 12) 각각은 웨브(13)와 플랜지(14)로 이루어져 종방향 단면형상이 한글 자모 ㄷ자 단면형상을 가지는 "ㄷ 형강 빔"으로 이루어져 있으며, 특히 도 1 내지 도 3의 제1실시예에서는 2개의 ㄷ 형강 빔은 플랜지(14)가 서로 반대방향을 향하여 연장되는 형태로 배치됨으로써 본체(1)를 구성하고 있다. 즉, 제1실시예의 경우에는 본체 빔(11, 12)에 해당하는 2개의 ㄷ 형강 빔에 의해 본체(1)가 이루어지되, 플랜지(14)가 서로 반대 방향을 향하여 연장되도록 웨브(13)가 서로 마주하여 배치됨으로써 본체(1)를 이루는 것이다.

2개의 본체 빔(11, 12)을 나란하게 배치하여 본체(1)를 형성함에 있어서, 본체 빔(11, 12) 사이의 제2횡방향 간격을 사전에 정한 길이 맞춰서 일정하게 설치하기 위하여 간격조정 부재(8)를 이용할 수도 있다. 도 4에는 도 1 내지 도 3에 도시된 제1실시예에서 2개의 ㄷ 형강 빔 사이에 간격조정 부재(8)를 설치하는 것을 보여주는 개략적인 분해 사시도가 도시되어 있다. 도 5의 (a)에는 도 4의 상태에 후속하여 간격조정 부재(8)의 설치가 완료된 상태를 보여주는 개략적인 조립사시도가 도시되어 있고, 도 5의 (b)에는 도 5의 (a)에 도시된 상태에 대한 개략적인 평면도가 도시되어 있다.

도 4 그리고 도 5의 (a) 및 (b)에 예시된 것처럼, 간격조정 부재(8)는 제2횡방향으로 연장된 봉 부재로 이루어지는데, 그 양단에는 나사산이 가공되어 있다. 간격조정 부재(8)가 끼워지는 위치에서 2개의 ㄷ 형강 빔 각각에는 간격조정 부재(8)의 단부가 관통하는 관통공(80)이 형성되어 있다. 따라서 2개의 ㄷ 형강 빔 사이의 제2방향 간격에 간격조정 부재(8)가 위치하면서 2개의 ㄷ 형강 빔의 관통공(80)에 간격조정 부재(8)의 단부가 관통하게 되는데, 관통공(80)의 앞,뒤에는 고정 나사(81)가 각각 위치하여 간격조정 부재(8)의 단부에 나사결합된다. 이러한 상태에서는 고정 나사(81)의 위치를 조정함으로써, 2개의 ㄷ 형강 빔 사이의 제2방향 간격을 원하는 정도로 제어하여 설계된 크기가 되도록 정밀하게 맞추어서 설치할 수 있게 되는 장점이 있다. 또한 간격조정 부재(8)가 설치됨으로써 본체 빔(11, 12)의 좌굴에 대한 강성을 더욱 강화시킬 수 있게 되는 장점도 발휘된다. 이러한 간격조정 부재(8)는 필요에 따라 선택적으로 이용할 수 있는 것으로서, 2개의 ㄷ 형강 빔이 길게 연장되는 종방향으로 복수개가 간격을 두고 구비될 수도 있다. 이러한 간격조정 부재(8)는 후술하는 본 발명의 또다른 실시예에도 동일한 방식으로 구비될 수 있다.

본체(1)의 종방향 양단부 모두 또는 양단부 중의 어느 한 쪽에는 단부연결체(2)가 일체로 결합 구비된다. 단부연결체(2)는 2개의 플랜지와 1개의 웨브(23)를 가지는 H 형강 빔으로 이루어져 있다. 단부연결체(2)를 이루는 H 형강 빔의 종방향 단면크기 및 그 형상은, 후술하는 것처럼 본 발명의 멀티웨브 보강빔(100)의 양단 또는 일단에 접합되어 일체 연결될 메인(main) 빔(200)의 종방향 단면크기 및 그 형상과 동일하다. 즉, 단부연결체(2)는 일체로 연결될 메인 빔(200)과 동일한 단면형상과 크기를 가지도록 제작된 것 즉, 메인 빔(200)을 이루는 규격 H 형강 빔과 동일한 단면형상과 크기를 가지는 규격 H 형강 빔으로 이루어지는 것이다.

다만 본 발명에서 단부연결체(2)를 이루는 규격 H 형강 빔의 2개 플랜지 각각은 종방향으로 본체(1)와 결합되는 부분에서 그 폭(제2횡방향으로의 폭)이 축소되어 있다. 구체적으로 단부연결체(2)는 종방향으로 소정 길이로 연장되어 있는데, 본체(1)와 결합되는 단부측의 종방향 소정 길이 구간에서는 플랜지의 폭이 축소되어 있는 형태를 가지고 있지만 메인 빔(200)과 결합되는 단부측은 플랜지의 폭이 축소되지 않은 형태를 가지는 것이다. 편의상 단부연결체(2)에서 폭이 축소되어 있는 플랜지 부분은 "협폭 플랜지부(24a)"라고 명명하고 폭이 축소되지 않은 플랜지 부분은 "정상 플랜지부(24b)"라고 구분하여 명명한다. 이와 같이 단부연결체(2)의 플랜지에는 협폭 플랜지부(24a)가 존재하므로, 폭이 줄어들지 않은 정상 플랜지부(24b)와 협폭 플랜지부(24a) 사이에는 ㄱ자 형태의 단차(25)가 존재한다. 단부연결체(2)에서 협폭 플랜지부(24a)의 제2횡방향 폭은 본체(1)를 이루고 있는 2개의 본체 빔(11, 12) 사이의 간격과 동일하다.

아래에서는 이와 같은 구성을 가지는 본체(1)와 단부연결체(2)가 결합되어 본 발명의 멀티웨브 보강빔(100)이 만들어지는 것을 좀 더 상세히 설명한다. 본 발명의 멀티웨브 보강빔(100)을 이용한 복합 엄지말뚝은 종방향이 연직방향이 되도록 세워져서 사용되지만, 멀티웨브 보강빔(100)을 공장에서 사전 제작할 때에는 종방향이 수평방향이 되도록 뉘어진 형태로 제작되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따라 멀티웨브 보강빔(100)을 제작하는 방법의 일예에 따르면, 우선 2개의 본체 빔(11, 12)을 수평한 상태로 나란하게 배치한다. 이 때, 2개의 본체 빔(11, 12)은 웨브(13)가 간격을 두고 서로 마주하게 되도록 나란하게 배치되며, 단부연결체(2)가 결합되는 방향으로 본체 빔(11, 12)의 단부에서 2개의 본체 빔(11, 12) 사이에는 단부연결체(2)의 협폭 플랜지부(24a)가 끼워질 삽입공간(S)이 존재한다.

도 1 내지 도 3에 예시된 제1실시예의 경우, 앞서 설명한 것처럼 2개의 본체 빔(11, 12) 각각이 "ㄷ 형강 빔"으로 이루어져 있고 ㄷ 형강 빔 각각의 플랜지(14)가 서로 반대방향을 향하여 연장되는 형태로 배치되어 있다. 이를 위해 2개의 ㄷ 형강 빔을 설치할 때, 2개 ㄷ 형강 빔의 플랜지(14) 사이 간격이 단부연결체(2)의 협폭 플랜지부(24a) 넓이 즉, 협폭 플랜지부(24a)가 정확히 끼워질 수 있도록 협폭 플랜지부(24a)의 제2횡방향 폭과 동일하게 되도록 만든다. 이와 같이 2개의 ㄷ 형강 빔으로 이루어진 본체 빔(11, 12)을 설치하여 본체(1)를 이루게 만든 상태에서 단부연결체(2)를 본체(1)의 단부에 수평방향으로 접근시켜 일체 결합한다. 이와 달리 단부연결체(2)를 배치해둔 상태에서 2개의 본체 빔(11, 12) 각각을 단부연결체(2) 쪽으로 수평방향으로 접근시켜서 2개의 본체 빔(11, 12)과 단부연결체(2)를 일체로 결합함으로써 멀티웨브 보강빔(100)을 제작할 수도 있다.

2개의 본체 빔(11, 12)을 나란하게 배치함에 있어서, 필요에 따라서는 강재 판으로 이루어진 연결판(5)을 2개의 본체 빔(11, 12)의 플랜지(14)에 동시에 밀착하여 덧대어지도록 설치한 후 용접 등의 방법에 의해 견고하게 부착함으로써 2개의 본체 빔(11, 12)을 서로 일체로 연결 결합할 수도 있다.

위와 같은 방법에 의해 2개의 본체 빔(11, 12)과 단부연결체(2)를 서로 밀착시킨 상태로 배치하게 되면 단부연결체(2)의 협폭 플랜지부(24a)가 2개의 본체 빔(11, 12) 사이에 끼워진 상태에 있게 된다. 즉, 도 1 내지 도 3에 예시된 제1실시예의 경우, 2개의 ㄷ 형강 빔의 플랜지(14) 사이 간격에 의해 만들어진 삽입공간(S)에 협폭 플랜지부(24a)가 끼워져 위치하게 되는 것이다. 그에 따라 협폭 플랜지부(24a)의 두께 부분은 2개의 본체 빔(11, 12) 각각에 밀착함과 동시에, 2개의 본체 빔(11, 12) 각각에서 종방향으로 플랜지(14)의 두께 부분은 단부연결체(2)의 ㄱ자 형태 단차(25) 두께 부분에 밀착된다. 즉, 단부연결체(2)를 이루는 규격 H형상 빔의 플랜지 두께 부분이 본체 빔(11, 12)에 밀착되는 것이다. 이와 같이 두께 부분이 밀착된 부분을 따라서 용접 작업을 수행함으로써 단부연결체(2)와 본체(1)를 접합 결합하여 일체화시키게 된다.

단부연결체(2)와 본체(1)가 일체화된 상태에서, 필요에 따라서는 본체(1)를 이루는 2개 본체 빔(11, 12)의 플랜지(14)와 단부연결체(2)의 플랜지 모두에 동시 밀착되도록 보강판(3)을 덧대서 일체로 부착 설치할 수도 있다. 즉, 종방향으로 연장된 강재 판으로 이루어진 보강판(3)을 2개 본체 빔(11, 12)과 단부연결체(2)에 동시에 밀착되도록 배치한 후 용접 등의 방법으로 보강판(3)과 2개의 본체 빔(11, 12), 그리고 보강판(3)과 단부연결체(2)을 각각 일체화시킬 수 있는 것이다. 이 때 보강판(3)이 단부연결체(2)의 종방향 전체 길이를 전부 덮지 않고 단부연결체(2)의 단부측으로 플랜지의 외측면이 노출되어 있게 한다. 이는 후술하는 것처럼 단부연결체(2)과 규격 H 형강 빔으로 이루어진 메인 빔(200)을 서로 연결할 때 이용되는 이음판(4)을 밀착하여 붙이기 위함이다.

위와 같은 조립 구성을 가지는 본 발명의 제1실시예에 따른 멀티웨브 보강빔(100)은 규격 H 형강 빔에 비하여 더 큰 구조적 강성과 성능을 발휘한다. 도 6의 (a) 내지 (c)에는 각각 본 발명의 제1실시예에 따른 멀티웨브 보강빔(100)의 종방향 단면 구성을 보여주는 개략적인 종방향 평면도 및 단면도가 도시되어 있다. 도 6의 (a)는 도 3의 화살표 A-A에 따른 종방향으로의 개략적인 평면도이고, 도 6의 (b)는 멀티웨브 보강빔(100)에서 본체 빔(11, 12)과 단부연결체(2)의 협폭 플랜지부(24a)가 존재하는 위치에 해당하는 도 3의 화살표 B-B에 따른 개략적인 종방향 단면도이며, 도 6의 (c)는 본체 빔(11, 12)과 보강판(3)이 구비된 위치에 해당하는 도 3의 화살표 C-C에 따른 개략적인 종방향 단면도이다.

도 6의 (c)에 도시된 것처럼 멀티웨브 보강빔(100)에서 본체(1) 부분의 경우, 웨브(13)가 서로 마주하도록 배치된 2개의 본체 빔(11, 12)에 의해 종방향으로는 2개의 웨브(13)가 존재하는 대략 박스(box) 형태의 단면형상이 만들어진다. 본체(1)에서 보강판(3)이 덧대어져 있는 부분은 폐합된 사각 단면을 가지는 완전한 박스(box) 형태의 종방향 단면형상을 가지게 된다. 특히, 멀티웨브 보강빔(100)에서 본체 빔(11, 12)이 ㄷ 형강 빔으로 이루어진 제1실시예의 경우, 도 6의 (b)에 도시된 것처럼 ㄷ 형강 빔 사이에 단부연결체(2)의 협폭 플랜지부(24a)가 끼워져 위치하는 부분에서는, 2개의 ㄷ 형강 빔이 가지는 2개의 웨브(13)에 더하여 단부연결체(2)의 규격 H 형강 빔이 가지는 1개의 웨브(23)가 더 존재하게 되어 3개의 웨브를 가지는 박스형태의 단면형상이 만들어진다.

이와 같이 멀티웨브 보강빔(100)에서 본체(1)로만 이루어진 영역에서는 2개의 웨브가 존재하는 박스 형태의 단면형상이 되고, 단부연결체(2)이 결합된 본체(1)의 단부 영역에서는 박스 형태에 더하여 3개의 웨브가 존재하는 단면형상이 되어 전체적으로는 복수개의 웨브를 가지는 단면구조를 가지게 되는 바, 매우 큰 단면강성을 가지게 되는 것이다. 그에 따라 큰 휨, 전단 및 압축 강성을 가지게 되는 것이고, 그에 따라 저항력이 증대되는 효과가 발휘된다. 특히 이러한 본 발명의 멀티웨브 보강빔(100)을 엄지말뚝에 사용할 경우, 멀티웨브 보강빔(100)을 배면토압이 크게 작용하는 구간에 배치할 수 있게 되며, 이 경우 휨에 의한 횡방향 좌굴 발생을 방지할 수 있게 되며 실제 설계에 있어서는 허용휨압축응력 상한값을 적용할 수 있으므로 매우 경제적인 설계가 가능하다는 장점이 발휘된다.

앞서 설명한 것처럼 단부연결체(2)를 이루는 규격 H 형강 빔은, 일체로 연결될 메인 빔(200)과 동일한 규격을 가지는 것이다. 즉, 앞서 설명한 것처럼 단부연결체(2)는 일체로 연결될 메인 빔(200)과 동일한 규격을 가지는 일반 H 형강 빔으로 이루어진 것이다. 그리고 단부연결체(2)에서 메인 빔(200)과 연결될 단부측은 플랜지가 폭이 줄어들지 않은 정상 플랜지부(24b)로 이루어져 있다. 따라서 도 6의 (a)에 예시된 것처럼 단부연결체(2)에서 메인 빔(200)과 연결될 단부측의 종방향 단면형상과 크기는, 메인 빔(200)을 이루는 규격 H 형강 빔과 동일하다. 그러므로 멀티웨브 보강빔(100)의 종방향 단부에 즉, 단부연결체(2)에 메인 빔(200)을 일체로 결합하여 연속화시킴에 있어서는, 동일한 단면크기 및 형상을 가지는 규격 H 형강 빔을 서로 일체화시킬 때 적용하는 종래의 "간편 빔 결합방식" 즉, 연속될 규격 H 형강 빔의 플랜지 및/또는 웨브에 이음판을 밀착 배치하고 용접이나 볼팅을 함으로써 규격 H 형강 빔을 서로 연결하여 연속시키거나 또는 규격 H 형강 빔의 단면 두께 부분이 직접 밀착된 상태에서 용접에 의해 연결하는 방식 등과 같은 다양한 종래의 "간편 빔 결합방식"을 그대로 이용할 수 있다. 이와 같이 본 발명에서는 동일한 단면크기 및 형상을 가지는 규격 H 형강 빔을 서로 일체화시킬 때 이용되는 "간편 빔 결합방식"을 멀티웨브 보강빔(100)과 메인 빔(200) 간의 일체 연속화에 그대로 이용할 수 있게 되는 장점이 발휘되는 것이다.

도 7에는 본 발명의 제1실시예에 따른 멀티웨브 보강빔(100)의 종방향 단부에 메인 빔(200)을 일체로 결합하여 연속화시키는 구성을 보여주는 개략적인 분해 사시도가 도시되어 있고, 도 8에는 도 7에 도시된 연속화 작업에 의해 멀티웨브 보강빔(100)과 메인 빔(200)이 일체로 연속화된 구성을 보여주는 개략적인 조립 사시도가 도시되어 있다. 앞서 설명한 것처럼 본 발명에서 단부연결체(2)는, 연결될 메인 빔(200)과 동일한 단면형상과 크기를 가지는 규격 H 형강 빔으로 이루어져 있다. 즉, 연결될 메인 빔(200)과 동일한 단면형상과 크기를 가지는 규격 H 형강 빔을 선택하여 필요한 길이만큼 준비한 후 상기한 것처럼 협폭 플랜지부(24a)와 정상 플랜지부(24b)를 가지도록 단부연결체(2)를 준비할 수 있는 것이다. 따라서 이러한 단부연결체(2)를 구비한 멀티웨브 보강빔(100)과 메인 빔(200)을 결합하여 연속화시킴에 있어서는, 메인 빔(200)의 단부면과 단부연결체(2)의 단부면을 서로 밀착시킨 후 도 7 및 도 8에 예시된 것처럼 강재 판으로 이루어진 이음판(4)을 각각 메인 빔(200)의 웨브(213)과 단부연결체(2)의 웨브(23)에 동시에 밀착되도록 겹치게 배치하여 용접 등에 의해 일체로 부착하고, 이와 병행하여 강재 판으로 이루어진 이음판(4)을 각각 메인 빔(200)의 플랜지(214)와 단부연결체(2)의 플랜지에 동시에 밀착되도록 겹치게 배치하여 용접 등에 의해 일체로 부착하여 메인 빔(200)과 단부연결체(2)을 일체로 결합함으로써 메인 빔(200)과 멀티웨브 보강빔(100)을 일체로 연속화시킬 수 있게 된다. 도면에서는 멀티웨브 보강빔(100)의 종방향 일단에 대해서만 도시하였으나, 앞서 설명한 것처럼 멀티웨브 보강빔(100)의 종방향 양단 모두에 단부연결체(2)가 구비될 수 있고, 이 경우 양단의 단부연결체(2)에서 위와 동일한 방식으로 메인 빔(200)이 각각 일체로 연결될 수 있다.

이와 같이 본 발명에서는 멀티웨브 보강빔(100)과 메인 빔(200)을 일체로 결합하여 연속화시킴에 있어서는, 동일한 단면크기 및 형상을 가지는 규격 H 형강 빔을 서로 일체화시킬 때와 마찬가지로 H 형강 빔의 웨브 및 플랜지에 이음판을 밀착되도록 겹치게 덧대어서 용접하거나 볼팅하는 "간편 빔 결합방식"을 그대로 이용할 수 있다. 따라서 본 발명에서는, 종래 기술과 달리 현장에서 신속하고 간편하게 멀티웨브 보강빔(100)과 메인 빔(200)을 일체로 결합하여 연속화시킬 수 있게 되어 그만큼 현장 작업 효율성을 극대화시킬 수 있게 되고 공기를 단축시키며 공사비용도 크게 절감할 수 있게 되는 효과가 발휘된다.

도 9에는 본 발명의 제2실시예에 따른 멀티웨브 보강빔(100)의 개략적인 조립 사시도가 도시되어 있고, 도 10에는 도 9에 도시된 멀티웨브 보강빔(100)의 조립구조를 보여주는 개략적인 분해 사시도가 도시되어 있다. 도 9 및 도 10에 예시된 본 발명의 제2실시예에 따른 멀티웨브 보강빔(100)에서는, 본체(1)를 이루는 2개의 본체 빔(11, 12)이 앞서 설명한 제1실시예의 경우와 마찬가지로 ㄷ 형강 빔으로 이루어져 있고 웨브(13)가 서로 나란하게 마주하도록 배치되어 있지만, 제1실시예와는 달리 ㄷ 형강 빔 각각의 플랜지(14)가 서로를 향하여 연장되는 형태로 2개의 ㄷ 형강 빔이 마주하여 배치되어 있는 구성을 가진다. 제2실시예에 따른 멀티웨브 보강빔(100)에서도 본체 빔(11, 12)의 종방향 양단부 또는 일측 단부에는 단부연결체(2)가 일체로 결합되는데, 제2실시예에 구비되는 단부연결체(2)는 앞서 제1실시예와 관련하여 설명한 것과 완전히 동일하므로 이에 대한 반복 설명은 생략한다.

제2실시예에서 본체 빔(11, 12)과 단부연결체(2)를 결합하기 위하여 본체 빔에 해당하는 2개의 ㄷ 형강 빔을 마주하도록 나란하게 배치함에 있어서, 2개의 ㄷ 형강 빔의 서로 마주보는 플랜지(14) 사이에는 단부연결체(2)의 협폭 플랜지부(24a)가 끼워질 삽입공간(S)이 존재하게 된다. 이 때 삽입공간(S)의 폭은 협폭 플랜지부(24a)의 제2횡방향 폭과 동일하며, 따라서 본체 빔과 단부연결체(2)가 결합될 때 협폭 플랜지부(24a)는 상기한 삽입공간(S)에 정확히 끼워지게 된다.

2개의 ㄷ 형강 빔과 단부연결체(2)를 서로 접합될 위치에 배치하여 단부연결체(2)의 협폭 플랜지부(24a)가 2개의 ㄷ 형강 빔 사이의 삽입공간(S)에 끼워진 상태에 있게 되면, 앞서 설명한 제1실시예와 마찬가지로 제2실시예에서도 두께 부분이 밀착된 부분을 따라서 용접 작업을 수행함으로써 단부연결체(2)과 본체(1)을 접합 결합하여 일체화시키게 된다. 그리고 제1실시예와 동일한 방식으로 제2실시예에서도 필요에 따라 보강판(3)을 덧대서 일체로 설치할 수 있다.

도 11의 (a) 내지 (c)에는 각각 본 발명의 제2실시예에 따른 멀티웨브 보강빔(100)의 종방향 단면 구성을 보여주는 개략적인 종방향 평면도 및 단면도가 도시되어 있다. 도 11의 (a)는 도 9의 화살표 D-D에 따른 종방향으로의 개략적인 평면도이고, 도 11의 (b)는 멀티웨브 보강빔(100)에서 본체 빔(11, 12)과 단부연결체(2)의 협폭 플랜지부(24a)가 존재하는 위치에 해당하는 도 9의 화살표 E-E에 따른 개략적인 종방향 단면도이며, 도 11의 (c)는 본체 빔(11, 12)과 보강판(3)이 구비된 위치에 해당하는 도 9의 화살표 F-F에 따른 개략적인 종방향 단면도이다.

도 11의 (a) 내지 (c)에 도시된 것처럼 본 발명의 제2실시예에 따른 멀티웨브 보강빔(100)에서도 본체(1)에서 ㄷ 형강 빔에 보강판(3)만이 덧대어져 있는 부분은 2개의 웨브(13)가 존재하는 폐합된 사각 단면을 가지는 완전한 박스(box) 형태의 단면형상을 가지게 되며, ㄷ 형강 빔 사이에 단부연결체(2)의 협폭 플랜지부(24a)가 끼워져 위치하는 부분에서는 이러한 박스 형태의 단면형상에 더하여 단부연결체(2)의 규격 H 형강 빔이 가지는 1개의 웨브(23)가 추가적으로 존재하게 되어 3개의 웨브를 가지는 단면형상을 가지게 된다. 따라서 제1실시예와 마찬가지로 제2실시예의 경우에도 매우 큰 휨, 전단 및 압축 강성을 가지게 되고, 그에 따라 저항력이 증대되는 효과가 발휘되며, 엄지말뚝에 사용할 때 좌굴 발생의 방지, 실제 설계에 있어서의 허용휨압축응력 상한값 적용 등에 따른 장점이 발휘된다.

특히 도 11의 (a)에 예시된 것처럼 제2실시예에 따른 멀티웨브 보강빔(100)에서도 제1실시예와 마찬가지로 그 종방향 단부 형상 및 크기는 연결될 메인 빔(200)과 일치한다. 따라서 제2실시예에서도 동일한 단면크기 및 형상을 가지는 규격 H 형강 빔을 서로 일체화시킬 때 적용하는 "간편 빔 결합방식"을 이용하여 멀티웨브 보강빔(100)의 단부에 메인 빔(200)을 쉽고 간편하게 연결할 수 있게 된다.

제2실시예에 따른 멀티웨브 보강빔(100)에서도 2개의 본체 빔(11, 12)을 나란하게 배치하여 본체(1)를 형성할 때 앞서 설명한 간격조정 부재(8)를 이용할 수 있다. 도 12에는 도 9 내지 도 11에 도시된 제2실시예에서 2개의 ㄷ 형강 빔 사이에 간격조정 부재(8)를 설치하는 것을 보여주는 개략적인 분해 사시도가 도시되어 있고, 도 13의 (a)에는 도 12의 상태에 후속하여 간격조정 부재(8)의 설치가 완료된 상태를 보여주는 개략적인 조립 사시도가 도시되어 있으며 도 13의 (b)에는 도 13의 (a)에 도시된 상태에 대한 개략적인 평면도가 도시되어 있다. 제2실시예에 따른 멀티웨브 보강빔(100)에서 본체 빔(11, 12)을 이루는 2개의 ㄷ 형강 빔 사이에 앞서 설명한 방식으로 간격조정 부재(8)을 설치함에 있어서 1개만 설치할 수도 있지만 도면에 도시된 것처럼 2개를 설치할 수도 있고, 특히 연직 설치 위치를 달리하여 설치할 수도 있다. 이러한 간격조정 부재(8)에 대한 사항을 비롯하여 제2실시예에 따른 멀티웨브 보강빔(100)에 대한 기타 사항은 제1실시예의 내용이 동일하게 적용되므로 이에 대한 반복 설명은 생략한다.

더 나아가 본 발명에 따른 멀티웨브 보강빔(100)을 제작함에 있어서, 본체(1)를 이루는 2개의 본체 빔(11, 12)으로서, 각각 상,하부 플랜지(34)와 1개의 웨브(33)를 가지고 있어서 영문자 I자 형상의 종방향 단면모양을 가지는 "I 형강 빔"을 이용할 수도 있다. 도 14에는 본 발명의 제3실시예에 따른 멀티웨브 보강빔(100)의 개략적인 조립 사시도가 도시되어 있고, 도 15에는 도 14에 도시된 멀티웨브 보강빔(100)의 조립구조를 보여주는 개략적인 분해 사시도가 도시되어 있다. 도 14 및 도 15에 예시된 본 발명의 제3실시예에 따른 멀티웨브 보강빔(100)에서, 본체(1)를 이루는 2개의 본체 빔(11, 12)은 각각 상,하부 플랜지(34)와 1개의 웨브(33)를 가지고 있어서 영문자 I자 형상의 종방향 단면모양을 가지는 "I 형강 빔"으로 이루어져 있다.

제3실시예의 경우에도 앞서 설명한 제1, 2실시예와 마찬가지로 본체 빔(11, 12)의 종방향 양단 또는 일단에는 앞서 제1, 2실시예에 구비된 것과 동일한 구성의 단부연결체(2)가 일체로 결합 구비된다. 그리고 제3실시예에서도 본체 빔(11, 12)에 해당하는 2개의 I 형강 빔은 제2횡방향으로 이웃하게 위치하여 웨브(33)가 서로 나란하게 마주하도록 배치된다.

이 때, 2개의 I 형강 빔에서 단부연결체(2)가 결합되는 방향의 단부는, I 형강 빔의 서로 이웃하는 플랜지(34)의 일부가 절취됨으로써, 단부연결체(2)의 협폭 플랜지부(24a)가 끼워질 삽입공간(S)이 형성되어 있다. 본체 빔(11, 12)에 해당하는 2개의 I 형강 빔을 나란하게 서로 마주하도록 배치함에 있어서 도면에 예시된 것처럼 I 형강 빔의 플랜지(34)가 제2횡방향으로 서로 닿아서 접할 수 있는데, I 형강 빔 각각에서 단부연결체(2)가 결합되는 방향의 단부에는 협폭 플랜지부(24a)의 제2횡방향 폭의 1/2에 해당하는 크기의 폭만큼 절취부가 형성되고, 2개의 I 형강 빔이 서로 이웃하였을 때 절취부가 연속되면서 단부연결체(2)의 협폭 플랜지부(24a)가 끼워지는 삽입공간(S)이 만들어지는 것이다. 도면에서는 2개의 I 형강 빔이 나란하게 배치됨에 있어서 I 형강 빔의 플랜지(34)가 제2횡방향으로 서로 닿아서 접하고 있으나, 플랜지(34)의 폭 크기에 따라서는 플랜지(34)가 서로 닿지 않을 수도 있다.

제3실시예에 구비되는 단부연결체(2)는 앞서 제1실시예와 관련하여 설명한 것과 동일하므로 이에 대한 반복 설명은 생략한다.

제3실시예에서 2개의 I 형강 빔과 단부연결체(2)를 서로 접합될 위치에 배치하여 단부연결체(2)의 협폭 플랜지부(24a)가 2개의 I 형강 빔의 단부에 형성된 절취부에 의해 만들어진 삽입공간(S)에 끼워진 상태에 있게 되면, 앞서 설명한 제1, 2실시예와 마찬가지로 두께 부분이 밀착된 부분을 따라서 용접 작업을 수행하여 단부연결체(2)와 본체(1)를 접합 결합하여 일체화시키게 된다. 그리고 제1, 2실시예와 마찬가지로 제3실시예에서도 필요에 따라 보강판(3)을 덧대서 일체로 설치할 수 있다.

도 16의 (a) 내지 (c)에는 각각 본 발명의 제3실시예에 따른 멀티웨브 보강빔(100)의 종방향 단면 구성을 보여주는 개략적인 종방향 평면도 및 단면도가 도시되어 있다. 도 16의 (a)는 도 14의 화살표 G-G에 따른 종방향으로의 개략적인 평면도이고, 도 16의 (b)는 멀티웨브 보강빔(100)에서 본체 빔(11, 12)과 단부연결체(2)의 협폭 플랜지부(24a)가 존재하는 위치에 해당하는 도 14의 화살표 H-H에 따른 개략적인 종방향 단면도이며, 도 16의 (c)는 본체 빔(11, 12)과 보강판(3)이 구비된 위치에 해당하는 도 14의 화살표 M-M에 따른 개략적인 종방향 단면도이다.

도 16의 (a) 내지 (c)에 각각 도시된 것처럼 본 발명의 제3실시예에 따른 멀티웨브 보강빔(100)에서도 본체(1)에서 I 형강 빔에 보강판(3)만이 덧대어져 있는 부분은 폐합된 사각 단면을 가지는 완전한 박스(box) 형태의 단면형상을 가지게 되며, I 형강 빔 사이에 단부연결체(2)의 협폭 플랜지부(24a)가 끼워져 위치하는 부분의 경우는 박스 형태의 단면형상을 가지고 있을 뿐만 아니라 이에 더하여 2개의 I 형강 빔이 가지는 2개의 웨브(33)에 추가하여 단부연결체(2)의 H 형강 빔이 가지는 1개의 웨브(23)가 더 존재하게 되어 3개의 웨브를 가지는 단면형상을 가지게 된다. 따라서 제1, 2실시예와 마찬가지로 제3실시예의 경우에도 매우 큰 휨, 전단 및 압축 강성을 가지게 되고, 그에 따라 저항력이 증대되는 효과가 발휘되며, 엄지말뚝에 사용할 때 좌굴 발생의 방지, 실제 설계에 있어서의 허용휨압축응력 상한값 적용 등에 따른 장점이 발휘된다.

제3실시예의 경우에도, 도 16의 (a)에 예시된 것처럼 멀티웨브 보강빔(100)의 종방향 단부 형상 및 크기는 연결될 메인 빔(200)과 일치한다. 따라서 제3실시예에서도 제1, 2실시예와 마찬가지로 동일한 단면크기 및 형상을 가지는 규격 H 형강 빔을 서로 일체화시킬 때 적용하는 "간편 빔 결합방식"을 이용하여 멀티웨브 보강빔(100)의 단부에 메인 빔(200)을 쉽고 간편하게 연결할 수 있게 된다. 제3실시예에 따른 멀티웨브 보강빔(100)에 대한 기타 사항은 제1, 2실시예의 내용이 동일하게 적용되므로 이에 대한 반복 설명은 생략한다.

위에서 설명한 본 발명의 여러 실시예에 따른 멀티웨브 보강빔(100)은 흙막이 구조물에 이용되는 엄지말뚝을 구성하는데 사용될 수 있다. 본 발명에 따른 엄지말뚝은, 규격 H 형강 빔으로 이루어진 메인 빔(200)과 상기한 본 발명의 멀티웨브 보강빔(100)이 일체로 연속화된 구성을 가지는 "복합 엄지말뚝"이다. 이러한 본 발명의 복합 엄지말뚝에서, 멀티웨브 보강빔(100)의 종방향 양단 모두에 메인 빔(200)이 일체로 결합되어 연속화될 수도 있지만 필요에 따라서는 멀티웨브 보강빔(100)의 종방향 일단에만 메인 빔(200)이 일체로 결합되어 연속화될 수도 있다. 또한 본 발명의 복합 엄지말뚝에서는, 종방향 길이 전체에 걸쳐 멀티웨브 보강빔(100)이 1개의 개소에 위치할 수도 있지만 2개 이상의 복수개 개소에 위치할 수도 있다. 예를 들어, 종방향으로 위에서 아래로 가면서 "메인 빔(200) - 멀티웨브 보강빔(100) - 메인 빔(200) - 멀티웨브 보강빔(100) - 메인 빔(200)"의 순서로 배치될 수도 있는 것이다.

본 발명에 따른 흙막이 구조물은, 위에서 설명한 규격 H 형강 빔으로 이루어진 메인 빔(200)과 상기한 본 발명의 멀티웨브 보강빔(100)이 일체로 연속화된 구성을 가지는 복합 엄지말뚝을 이용한 것이다. 본 발명에 따른 흙막이 구조물은, 예를 들어 복수개의 복합 엄지말뚝이 제2횡방향으로 간격을 두고 연직하게 세워져 설치되고, 복합 엄지말뚝 사이에 토류판이 끼워지는 구성을 가지고 있어서 배면토사를 지지하는 것일 수도 있다.

도 17에는 본 발명에 따른 흙막이 구조물의 일예에서 복합 엄지말뚝 사이에 토류판(500)이 끼워지는 부분만을 발췌하여 보여주는 개략적인 평단면도가 도시되어 있다. 도 17에 예시된 복합 엄지말뚝에 이용되는 본 발명의 멀티웨브 보강빔(100)은 앞서 도 4 및 도 5의 (a), (b)를 참조하여 설명한 실시예에 해당하는 것으로서 간격조정 부재(8)가 설치된 위치에 대한 평단면 구성이 도 17에 도시되어 있다.

도 18에는 본 발명에 따른 흙막이 구조물의 또다른 일예로서 복합 엄지말뚝의 제2횡방향 양측에 숏크리트 벽체(510)가 형성되어 있는 부분을 발췌하여 보여주는 개략적인 평단면도가 도시되어 있다. 도 18에 예시된 복합 엄지말뚝에 이용되는 본 발명의 멀티웨브 보강빔(100) 역시 도 17의 경우와 마찬가지로 앞서 도 4 및 도 5의 (a), (b)를 참조하여 설명한 실시예에 해당하는 것이며, 간격조정 부재(8)가 설치된 위치에 대한 평단면 구성이 도 18에 도시되어 있다.

한편, 도 19에는 본 발명에 따른 흙막이 구조물의 또다른 실시예에 대한 도 17에 대응되는 개략적인 평단면도가 도시되어 있는데, 도 19에 예시된 복합 엄지말뚝에 이용되는 본 발명의 멀티웨브 보강빔(100)은 앞서 도 12 및 도 13의 (a), (b)를 참조하여 설명한 실시예에 해당하는 것이다. 그리고 도 20에는 본 발명에 따른 흙막이 구조물의 또다른 일예에 대한 도 18에 대응되는 개략적인 평단면도가 도시되어 있는데, 도 20에 예시된 복합 엄지말뚝에 이용되는 본 발명의 멀티웨브 보강빔(100) 역시 앞서 도 12 및 도 13의 (a), (b)를 참조하여 설명한 실시예에 해당하는 것이다. 다. 도 19 및 도 20에 예시된 실시예의 경우, 한글 자모 ㄱ자 형태의 단면을 가지는 ㄱ형강을 간격조정 부재(8)에 체결하여 본체 빔(11, 12)에 해당하는 ㄷ 형강 빔의 제2횡방향 외측에 설치함으로써, ㄱ형강을 토류판(500)의 설치 및 숏크리트 벽체(510)의 형성에 유용하게 이용할 수 있다.

또한 본 발명에 따른 흙막이 구조물은 주열식 흙막이 벽체(CIP 흙막이 구조물)일 수도 있다. 이러한 주열식 흙막이 벽체는, 종래와 마찬가지로 지반에 연직한 지중공(地中孔)을 제2횡방향으로 복수개 연속하여 천공 형성하고 각각의 지중공 내에 엄지말뚝을 삽입배치한 후 소일시멘트, 콘크리트 등의 채움재를 채워서 엄지말뚝이 매립되도록 주열말뚝을 각각 연속하여 형성하는 방법에 의해 시공될 수 있는데, 이 때 지중공에 삽입되어 채움재에 매립되는 엄지말뚝은 위에서 설명한 본 발명의 복합 엄지말뚝 즉, 규격 H 형강 빔으로 이루어진 메인 빔(200)과 멀티웨브 보강빔(100)이 일체로 연속화된 구성을 가지는 "복합 엄지말뚝"인 것이다. 도 21 및 도 22에는 각각 지중공(600) 내에 본 발명의 복합 엄지말뚝이 삽입 배치된 것을 보여주는 개략적인 평단면도가 도시되어 있다. 편의상 도 21 및 도 22에서는 멀티웨브 보강빔(100)에서 간격조정 부재(8)가 설치된 위치에 대한 평단면 구성을 도시하였는데, 도 21은 도 4 및 도 5의 (a), (b)를 참조하여 설명한 실시예에 해당하는 것이고, 도 22는 도 12 및 도 13의 (a), (b)를 참조하여 설명한 실시예에 해당하는 것이다.

본 발명에 따른 흙막이 구조물은 위에서 예시한 것에 한정되지 않으며, 연직한 빔을 이용하는 흙막이 구조물이라면 기존의 다양한 형태의 것이 모두 포함된다. 즉, 위에서 설명한 규격 H 형강 빔으로 이루어진 메인 빔(200)과 멀티웨브 보강빔(100)이 일체로 연속화된 구성을 가지는 본 발명의 복합 엄지말뚝을 이용하는 것이라면 CIP공법(Cast in Place prepacked pile)을 이용한 흙막이벽(흙막이 구조물), SCW(Soil Cement Wall) 공법에 의한 흙막이벽, 슬러리 월(Slurry Wall) 등과 같은 다양한 흙막이 구조물과 그 시공방법은 모두 본 발명에 따른 흙막이 구조물과 그 시공방법에 해당될 수 있는 것이다.

이와 같이 본 발명에 따른 "복합 엄지말뚝"을 이용하여 흙막이 구조물을 구축할 경우, 제2횡방향으로 복합 엄지말뚝의 설치 간격을 크게 하거나 또는 설치 개수를 줄일 수 있게 되며, 그에 따라 시공효율성을 높이고 시공자재를 절감하며 시공비와 시공기간을 줄일 수 있게 되어 더욱 경제적인 시공을 할 수 있게 되는 장점이 발휘된다.

위에서는 본 발명에 따라 멀티웨브 보강빔(100)과 메인 빔(200)을 일체로 결합하여 연속화시켜서 만들어진 것의 일예로서 흙막이 구조물의 엄지말뚝을 예시하여 이를 "복합 엄지말뚝"이라고 명명하였으나, 본 발명에 따라 멀티웨브 보강빔(100)과 메인 빔(200)을 일체로 결합하여 연속화시켜서 만들어진 것은 이러한 엄지말뚝의 용도로만 사용되는 것이 국한되지 않으며 다양한 용도와 기능의 빔 부재, 거더 등으로 사용될 수 있다.

1: 본체
2: 단부연결체
3: 보강판
11, 12: 본체 빔
100: 멀티웨브 보강빔
200: 메인 빔

Claims (9)

1. 규격 H 형강 빔으로 이루어진 메인 빔(200)과 종방향 양단 또는 일단에서 일체로 결합되는 멀티웨브 보강빔(100)으로서,
   종방향으로 연장된 2개의 본체 빔(11, 12)으로 이루어지고 본체 빔(11, 12)의 웨브가 서로 마주하도록 간격을 두고 나란하게 배치되어 이루어진 본체(1)와;
   메인 빔(200)과의 연결을 위하여 메인 빔(200)과 동일한 단면크기와 형상을 가지는 규격 H 형강 빔으로 이루어져서 상기 본체(1)의 종방향 일측 단부 또는 양쪽 단부에 일체 결합되는 단부연결체(2)를 포함하며;
   2개의 본체 빔(11, 12) 각각은 상,하부 플랜지(34)와 1개의 웨브(33)를 구비한 I 형강 빔으로 이루어지고, 본체 빔(11, 12)에 해당하는 I 형강 빔은 이웃하게 위치하여 웨브(33)가 서로 나란하게 마주하도록 배치됨으로써 본체(1)를 이루며;
   단부연결체(2)의 플랜지에서 본체(1)과 결합되는 단부측은 플랜지의 폭이 축소되어 있는 협폭 플랜지부(24a)로 이루어져 있고, 메인 빔(200)과 결합되는 단부측은 플랜지의 폭이 축소되지 않은 정상 플랜지부(24b)로 이루어져 있으며;
   본체 빔(11, 12)에 해당하는 I 형강 빔에서 단부연결체(2)가 결합되는 방향의 단부에서, I 형강 빔 각각에는 서로 이웃하는 플랜지(34)가 협폭 플랜지부(24a)의 전체 폭 1/2에 해당하는 폭의 절취부가 형성되고, 상기 절취부가 서로 이어져서 협폭 플랜지부(24a)와 동일한 폭의 삽입공간(S)이 형성되어 있으며;
   협폭 플랜지부(24a)가 삽입공간(S)에 끼워져서 단부연결체(2)와 본체(1)가 접합되고 일체화된 구성을 이루게 됨으로써;
   복수개의 웨브를 가지게 되어 보강된 단면강성을 가지게 됨과 동시에, 구조적 강성이 증가하게 되고, 동일한 단면크기와 형상을 가지는 규격 H 형강 빔 간의 결합에 의해 종방향 단부에서 메인 빔(200)과 일체로 연속화될 수 있는 것을 특징으로 하는 멀티웨브 보강빔.
2. 제1항에 있어서,
   본체(1)를 이루는 2개 본체 빔(11, 12)의 플랜지와 단부연결체(2)의 플랜지 모두에 밀착되도록 보강판(3)이 덧대어져서 일체로 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 멀티웨브 보강빔.
3. 흙막이 구조물의 엄지말뚝으로서,
   청구항 제1항 또는 제2항에 따른 멀티웨브 보강빔의 종방향 양단 또는 일단에, 멀티웨브 보강빔의 단부연결체(2)와 동일한 단면크기와 형상을 가지는 규격 H 형강 빔으로 이루어진 메인 빔(200)이 일체로 결합되어 있는 구성을 가지는 것을 특징으로 하는 복합 엄지말뚝.
4. 제3항에 있어서,
   메인 빔(200)의 단부면과 단부연결체(2)의 단부면이 서로 밀착되어 접합되며, 강재 판으로 이루어진 이음판(4)이 각각 메인 빔(200)의 웨브와 단부연결체(2)의 웨브에 동시에 밀착되도록 겹치게 배치되어 일체로 부착되고, 강재 판으로 이루어진 이음판(4)이 각각 메인 빔(200)의 플랜지와 단부연결체(2)의 플랜지에 동시에 밀착되도록 겹치게 배치되어 일체로 부착됨으로써 멀티웨브 보강빔과 메인 빔(200)간의 일체 결합이 형성되는 것을 특징으로 하는 복합 엄지말뚝.
5. 엄지말뚝을 이용하여 구축되는 흙막이 구조물로서,
   상기 엄지말뚝은 청구항 제3항에 따른 복합 엄지말뚝인 것을 특징으로 하는 흙막이 구조물.
6. 엄지말뚝을 이용하여 흙막이 구조물을 시공하는 방법으로서,
   상기 엄지말뚝은 청구항 제3항에 따른 복합 엄지말뚝인 것을 특징으로 하는 흙막이 구조물의 시공방법.
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