KR102487523B1 - 단면계수 확장형 빔과 그 제조방법 및 이를 이용한 방음벽 구조물 - Google Patents

단면계수 확장형 빔과 그 제조방법 및 이를 이용한 방음벽 구조물 Download PDF

Info

Publication number
KR102487523B1
KR102487523B1 KR1020220063127A KR20220063127A KR102487523B1 KR 102487523 B1 KR102487523 B1 KR 102487523B1 KR 1020220063127 A KR1020220063127 A KR 1020220063127A KR 20220063127 A KR20220063127 A KR 20220063127A KR 102487523 B1 KR102487523 B1 KR 102487523B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
web
cutting
section modulus
welding
manufacturing
Prior art date
Application number
KR1020220063127A
Other languages
English (en)
Inventor
최철만
이호근
김정구
Original Assignee
이엔이건설주식회사
주식회사 에스디비기술
최철만
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 이엔이건설주식회사, 주식회사 에스디비기술, 최철만 filed Critical 이엔이건설주식회사
Priority to KR1020220063127A priority Critical patent/KR102487523B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102487523B1 publication Critical patent/KR102487523B1/ko

Links

Images

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/18—Structures comprising elongated load-supporting parts, e.g. columns, girders, skeletons
    • E04B1/24—Structures comprising elongated load-supporting parts, e.g. columns, girders, skeletons the supporting parts consisting of metal
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01F—ADDITIONAL WORK, SUCH AS EQUIPPING ROADS OR THE CONSTRUCTION OF PLATFORMS, HELICOPTER LANDING STAGES, SIGNS, SNOW FENCES, OR THE LIKE
    • E01F8/00—Arrangements for absorbing or reflecting air-transmitted noise from road or railway traffic
    • E01F8/0005—Arrangements for absorbing or reflecting air-transmitted noise from road or railway traffic used in a wall type arrangement
    • E01F8/0023—Details, e.g. foundations
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/38—Connections for building structures in general
    • E04B1/58—Connections for building structures in general of bar-shaped building elements
    • E04B1/5806—Connections for building structures in general of bar-shaped building elements with a cross-section having an open profile
    • E04B1/5812—Connections for building structures in general of bar-shaped building elements with a cross-section having an open profile of substantially I - or H - form
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/62—Insulation or other protection; Elements or use of specified material therefor
    • E04B1/74—Heat, sound or noise insulation, absorption, or reflection; Other building methods affording favourable thermal or acoustical conditions, e.g. accumulating of heat within walls
    • E04B1/82—Heat, sound or noise insulation, absorption, or reflection; Other building methods affording favourable thermal or acoustical conditions, e.g. accumulating of heat within walls specifically with respect to sound only
    • E04B1/8227—Heat, sound or noise insulation, absorption, or reflection; Other building methods affording favourable thermal or acoustical conditions, e.g. accumulating of heat within walls specifically with respect to sound only screens ; Arrangements of sound-absorbing elements, e.g. baffles
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/62—Insulation or other protection; Elements or use of specified material therefor
    • E04B1/74—Heat, sound or noise insulation, absorption, or reflection; Other building methods affording favourable thermal or acoustical conditions, e.g. accumulating of heat within walls
    • E04B1/82—Heat, sound or noise insulation, absorption, or reflection; Other building methods affording favourable thermal or acoustical conditions, e.g. accumulating of heat within walls specifically with respect to sound only
    • E04B2001/8263—Mounting of acoustical elements on supporting structure, e.g. framework or wall surface

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Rod-Shaped Construction Members (AREA)

Abstract

강재 사용량의 증가가 없거나 강재 사용량을 줄이면서 단면강성과 휨 효율은 극대화시킬 수 있는 단면계수 확장형 빔과 그 제조방법 및 이를 이용한 방음벽 구조물이 개시된다. 상기 단면계수 확장형 빔과 그 제조방법 및 이를 이용한 방음벽 구조물은 웨브에 길이 방향을 따라 복수개의 개구부를 형성하여 강재 사용량은 줄이거나 강재 사용량의 증가 없이 웨브의 상하 폭은 증가시킬 수 있도록 하여 빔의 단면강성과 휨 효율을 대폭 증가시킬 수 있으며, 건설업에 사용되는 CO2 배출량이 매우 높은 철강의 강재 사용량을 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 현장 시공 시 크레인 용량 감소로 시공 과정에서 발생되는 CO2 배출량까지도 줄일 수 있으므로 탄소중립화 정책에 부응할 수 있는 효과가 있다.

Description

단면계수 확장형 빔과 그 제조방법 및 이를 이용한 방음벽 구조물{SECTION MODULUS EXPANDED BEAM, MANUFACTURING METHOD THEREOF, AND SOUNDPROOF WALL STRUCTURE USING THE SAME}
본 발명은 단면계수 확장형 빔과 그 제조방법 및 이를 이용한 방음벽 구조물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 방음벽 지주나 방음터널 등과 같은 구조물 골조로 사용되는 단면계수 확장형 빔과 그 제조방법 및 이를 이용한 방음벽 구조물에 관한 것이다.
최근에는 도시 확장으로 인한 도로 인근 신도시 개발 등으로 도시소음관련 민원증가에 대한 대안으로 방음벽 설치가 매년 증가되고 있는 실정이다.
이와 같은 방음벽의 경우에는 일반적으로 시공될 방음벽의 길이 방향으로 소정간격으로 시공되어 있는 기초부의 베이스 플레이트에 지주의 하단부를 캔틸레버 형태로 결합시킨 후, 서로 이웃하는 지주 사이에 흡음공이 마련된 흡음패널을 개재시켜 결합시키거나, 소음의 흡수보다는 소음을 차단하면서 시인성이 좋은 투명한 차음패널을 서로 이웃하는 지주 사이에 개재하여 결합시키는 형태로 시공된다.
한편, 최근에는 고층 아파트 건설로 인해 방음벽 높이가 점점 더 고도화되고 있으며, 지주의 하단부가 기초부에 마련되어 있는 베이스 플레이트에 캔틸레버 형태로 결합되는 특성 상 고도화된 방음벽은 바람, 차량 풍 등과 같은 풍하중에 의해 진동이 상시 존재하게 되며, 진동에 의한 방음판 추락 등의 안전사고 등도 발생되고 있는 실정이다.
이와 같은 고도화된 방음벽을 시공할 시 지주로 사용되는 H빔이나 I빔의 경우에는 처짐 및 진동에 우수하고 하중저항성을 향상시킬 수 있도록 하기 위해 플랜지 사이의 웨브의 폭을 증가시키고 있는 실정이나, 이와 같이 플랜지 사이의 웨브의 폭을 증가시키게 되면 과다한 강재량 사용으로 인하여 지주 제작비용 및 방음벽 시공비용이 대폭 증가된다는 문제점이 있다.
한편, 방음벽 등의 지주로 사용되는 H빔이나 I빔 등과 같은 철강제품의 생산 에너지 비중은 매우 높기 때문에 철강 1톤당 2.3톤의 CO2를 배출하게 됨으로써 방음벽 지주로 사용되는 H빔 또는 I빔의 웨브의 폭을 증가시킬 경우 과도한 강재량의 사용으로 방음벽 시공 시 발생되는 CO2 발생량이 대폭 증가된다는 문제점이 있다.
대한민국 공개특허공보 특1992-0012688호(1992.7.27.) 대한민국 공개특허공보 제10-2012-0075190호(2012. 7. 6.) 대한민국 등록특허공보 제10-1455632호(2014.10.22.) 대한민국 등록특허공보 제10-2027704호(2019.09.25 )
따라서, 본 발명의 목적은 강재 사용량의 증가가 없거나 강재 사용량을 줄이면서 단면강성과 휨 효율은 극대화시킬 수 있는 단면계수 확장형 빔과 그 제조방법 및 이를 이용한 방음벽 구조물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 강재 사용량 절감으로 탄소 저감이 가능하면서도 강성의 저하가 발생되지 않아 처짐 진동에 유리하고 단면성능을 확보할 수 있는 단면계수 확장형 빔과 그 제조방법 및 이를 이용한 방음벽 구조물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 중량 감소로 대량 운반과 현장 시공이 편리한 단면계수 확장형 빔과 그 제조방법 및 이를 이용한 방음벽 구조물을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 상, 하부 플랜지 사이에 부착된 웨브에 길이 방향을 따라 복수개의 개구부가 소정간격으로 형성되는 단면계수 확장형 빔을 제시한다.
여기서, 상기 웨브의 상부와 하부에 각각 부착되는 상부 플랜지와 하부 플랜지는 폭이 서로 다르게 형성될 수 있다.
한편, 상기 웨브와 개구부의 높이는 웨브의 일측에서 타측 방향으로 갈수록 점차적으로 감소되거나 증가되는 변단면 형태로 형성될 수도 있다.
또한, 상기 웨브의 양측 끝단부 중 적어도 어느 하나의 끝단부에서부터 상기 웨브의 높이에 해당하는 길이 구간까지의 개구부에는 상기 개구부의 형상과 동일한 판재를 용접하여 개구부를 메운 것일 수도 있다.
또한, 본 발명은 서로 동일한 형상의 산부와 골부가 웨브에 교호적으로 형성되도록 H빔 또는 I빔의 웨브를 재단하여 상부 재단 빔과 하부 재단 빔으로 이분시키는 빔 재단 단계 및, 상기 상부 재단 빔 웨브의 골부와 하부 재단 빔 웨브의 골부에 의해 개구부가 형성되도록 상부 재단 빔 웨브의 산부와 하부 재단 빔 웨브의 산부를 용접 부착시키는 빔 용접단계를 포함하는 단면계수 확장형 빔 제조방법을 제시한다.
예를 들면, 상기 빔 재단 단계에서는 상, 하부 플랜지의 폭이 서로 다른 두 개의 H빔 또는 I빔의 웨브를 재단하여 한 쌍의 상부 재단 빔과 하부 재단 빔으로 이분시킨 후, 상기 빔 용접단계에서는 상부 플랜지와 하부 플랜지의 폭이 서로 다른 상부 재단 빔과 하부 재단 빔의 산부를 용접 부착시킬 수도 있다.
다른 예를 들면, 상기 빔 재단 단계에서는 상기 산부와 골부의 높이가 웨브의 일측에서부터 타측 방향으로 점차적으로 감소되거나 증가되도록 H빔 또는 I빔의 웨브를 재단하여 상부 재단 빔과 하부 재단 빔으로 이분시킨 후, 상기 빔 용접단계에서는 상부 재단 빔과 하부 재단 빔 웨브의 상하 폭이 동일한 산부를 용접하여 웨브와 개구부의 높이가 웨브의 일측에서 타측 방향으로 갈수록 점차적으로 감소되거나 증가되는 변단면 형태로 형성될 수도 있다.
이에 더하여, 본 발명은 상기 빔 용접단계 이후에 상기 상부 재단 빔과 하부 재단 빔을 용접 부착함에 따라 상부 재단 빔 웨브의 골부와 하부 재단 빔 웨브의 골부에 의해 형성된 개구부 중, 웨브의 양측 끝단부 중 적어도 어느 하나의 끝단부에서 상기 웨브의 높이에 해당하는 길이 구간까지 형성된 개구부에 상기 개구부의 형상과 동일한 판재를 용접 부착하여 개구부를 메우는 판재 용접단계를 더 포함할 수도 있다.
또한, 상기 빔 용접단계에서 상부 재단 빔 웨브의 산부와 하부 재단 빔 웨브의 산부 사이에는 웨브의 상하 폭을 더 증가시키기 위한 확장 웨브가 개재되어 용접 부착될 수도 있다.
또한, 본 발명은 서로 동일한 형상의 산부와 골부가 교호적으로 형성된 상부 재단 웨브와 하부 재단 웨브로 이분되도록 판재를 재단하는 판재 재단 단계와, 상기 상부 재단 웨브의 골부와 하부 재단 웨브의 골부에 의해 개구부가 형성되도록 상부 재단 웨브의 산부와 하부 재단 웨브의 산부를 용접 부착시키는 웨브 용접단계 및, 상기 상부 재단 웨브와 하부 재단 웨브가 용접 부착되어 형성된 웨브의 상단부와 하단부에 각각 상부 플랜지와 하부 플랜지를 용접 부착하는 플랜지 용접단계를 포함하는 단면계수 확장형 빔 제조방법을 제시한다.
일예를 들면, 상기 판재 재단 단계에서는 상기 산부와 골부의 높이가 웨브의 일측에서부터 타측 방향으로 점차적으로 감소되거나 증가되도록 판재를 재단하여 상부 재단 웨브와 하부 재단 웨브로 이분되도록 판재를 재단한 후, 상기 웨브 용접단계에서는 상기 상부 재단 웨부와 하부 재단 웨브의 상하 폭이 동일한 산부를 용접하여 웨브와 개구부의 높이가 웨브의 일측에서부터 타측 방향으로 갈수록 점차적으로 감소되거나 증가되는 변단면 형태로 형성될 수 있다.
여기서, 상기 상부 플랜지와 하부 플랜지는 폭이 서로 다르게 형성될 수도 있다.
한편, 본 발명은 상기 플랜지 용접단계 이후에 상기 웨브의 양측 끝단부 중 적어도 어느 하나의 끝단부에서 상기 웨브의 높이에 해당하는 길이 구간까지 형성된 개구부에 상기 개구부의 형상과 동일한 판재를 용소정구간까지 형성된 개구부에 판재를 용접 부착하여 개구부를 메우는 판재 용접단계를 더 포함할 수도 있다.
이에 더하여, 본 발명은 상술한 단면계수 확장형 빔 제조방법에 의하여 제조된 단면계수 확장형 빔을 설치될 방음벽의 길이 방향으로 소정간격으로 마련되어 있는 기초부에 결합시켜 지주로 사용하는 단면계수 확장형 빔을 이용한 방음벽 구조물을 제시한다.
한편, 서로 이웃하는 단면계수 확장형 빔의 개구부에는 강재를 연통시켜 고정함으로써 브레이싱을 할 수도 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 일실시예에 의한 단면계수 확장형 빔과 그 제조방법은 웨브에 길이 방향을 따라 복수개의 개구부를 형성하여 강재 사용량은 줄이거나 강재 사용량의 증가 없이 웨브의 상하 폭은 증가시킬 수 있도록 하여 빔의 단면강성과 휨 효율을 대폭 증가시킬 수 있는 효과가 있다.
보다 상세하게 설명하면, 웨브에 복수개의 개구부가 소정간격으로 형성됨에 따라서 강재 사용량은 줄이면서 개구부의 크기에 따라 웨브의 상하 폭은 증가시켜 강재 사용량을 줄이거나 강재 사용량의 증가 없이 빔의 단면 2차 모멘트 증가로 처짐 및 진동에 우수하고 하중 저항성을 대폭 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
이에 따라, 제작비용을 대폭 절감할 수 있으며, 운반 시 중량 감소로 대량 운반이 가능하여 운반이 용이성을 확보함과 동시에 운반비용도 절감할 수 있을 뿐만 아니라, 현장 시공 시 크레인 용량 감소로 시공성까지도 대폭 향상시킬 수 있다.
이에 더하여, 건설업에 사용되는 CO2 배출량이 매우 높은 철강의 강재 사용량을 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 현장 시공 시 크레인 용량 감소로 시공 과정에서 발생되는 CO2 배출량까지도 줄일 수 있으므로 탄소중립화 정책에 부응할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 단면계수 확장형 빔의 제조방법에 따르면 본 발명에 따른 단면계수 확장형 빔은 기성제품인 H빔 또는 I빔을 이용하여 제조할 수 있으므로 자재수급이 매우 용이하고, 개구부를 형성하는 산부와 골부의 재단 형상에 따라서 원하는 개구부의 형태와 형고로 제작할 수 있으며, 기성제품이 H빔 또는 I빔을 이용하여 제조할 수 없는 형고의 단면계수 확장형 빔이 필요할 경우에는 판재를 재단하여 건축 구조물 설계 시 요구되는 형고에 대응되도록 제작할 수 있으므로 제작성이 매우 우수할 뿐만 아니라 건축 구조물의 설계 제약을 최소화시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 단면계수 확장형 빔을 방음벽 구조물을 시공할 시 지주로서 적용하게 되면, 고 방음벽 구조물의 시공 시에도 지주의 중량을 최소화시키면서도 단면강성과 휨 효율은 극대화시킬 수 있으므로 있어 방음벽 구조물의 시공비용을 절감함과 동시에 시공기간까지도 대폭 단축시킬 수 있는 효과가 있다.
한편, 지주로서 방음벽 구조물에 시공되는 단면계수 확장형 빔의 가장 큰 응력이 발생되는 기초부와의 연결되는 하단부에서부터 소정구간까지는 개구부가 형성되지 않도록 제작하거나, 하단부에서부터 소정구간까지 형성된 개구부에 판재를 용접하여 개구부를 메우는 매우 간단한 방법으로 지주로서 사용되는 단면계수 확장형 빔의 구조를 보강하게 되면, 바람이나 차량 풍 등과 같은 풍하중에 의한 방음벽 구조물의 진동 및 소음을 최소화시킬 수 있으므로 진동에 의한 방음판 추락사고 등과 같은 안전사고를 미연에 방지할 수도 있을 뿐만 아니라 유지보수 비용까지도 대폭 절감할 수 있는 효과가 있다.
그 외 본 발명의 효과들은 이하에 기재되는 구체적인 내용을 통하여, 또는 본 발명을 실시하는 과정 중에 이 기술분야의 전문가나 연구자에게 자명하게 파악되고 이해될 것이다.
도 1 내지 도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 단면계수 확장형 빔들을 설명하기 위한 사시도
도 5는 본 발명의 일실시예에 의한 상, 하부 플랜지의 폭이 서로 다른 단면계수 확장형 빔을 설명하기 위한 사시도
도 6은 본 발명의 일실시예에 의한 변단면 형태의 단면계수 확장형 빔을 설명하기 위한 도면
도 7은 본 발명의 일실시예에 의한 단면계수 확장형 빔의 일예를 도시한 사시도
도 8 내지 12는 본 발명의 제1 실시예에 의한 단면계수 확장형 빔 제조방법을 설명하기 위한 도면
도 13은 본 발명의 제1 실시예에 의한 단면계수 확장형 빔 제조방법을 설명하기 위한 흐름도
도 14는 본 발명의 제2 실시예에 의한 단면계수 확장형 빔 제조방법을 설명하기 위한 도면
도 15는 본 발명의 제3 실시예에 의한 단면계수 확장형 빔 제조방법을 설명하기 위한 도면
도 16은 본 발명의 제4 실시예에 의한 단면계수 확장형 빔 제조방법을 설명하기 위한 도면
도 17은 본 발명의 제4 실시예에 의한 단면계수 확장형 빔 제조방법을 설명하기 위한 흐름도
도 18을 본 발명의 일실시예에 의한 방음벽 구조물을 설명하기 위한 정면도
도 19는 본 발명의 일실시예에 의한 방음벽 구조물을 설명하기 위한 측면도
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하 도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명한다.
도 1 내지 도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 단면계수 확장형 빔들을 설명하기 위한 사시도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 의한 단면계수 확장형 빔(100)은 웨브(110), 상부 플랜지(120), 하부 플랜지(130) 및 개구부(140)를 포함할 수 있다.
상기 웨브(110)에는 길이 방향을 따라 복수개의 개구부(140)가 소정간격으로 형성됨으로써 웨브(110) 제조 시 사용되는 강재 사용량은 줄이면서 웨브(110)의 상하 폭은 증가시킴으로써 단면계수 확장형 빔(100)의 단면강성과 휨 효율을 증가시킬 수 있도록 한다.
상기 상부 플랜지(120)는 상기 웨브(110)의 상단부에 부착될 수 있다.
상기 하부 플랜지(130)는 상기 웨브(110)의 하단부에 부착될 수 있다.
상기 개구부는(140)는 상기 웨브(110)의 길이 방향을 따라 소정간격으로 복수개가 형성될 수 있다.
예를 들면, 상기 웨브(110)의 길이 방향을 따라 소정간격으로 형성되는 개구부(140)는 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이 육각형, 원형, 물방울 형태, 팔각형 등과 같은 형상으로 형성될 수 있으며, 상기 개구부(140)의 형상은 이에 한정되지 않고 필요에 따라 다양한 형태로 형성될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 의한 상, 하부 플랜지의 폭이 서로 다른 단면계수 확장형 빔을 설명하기 위한 사시도이다.
도 5에 도시된 바와 같이 본 발명의 일실시예에 의한 단면계수 확장형 빔(100)은 상기 웨브(110)의 상부와 하부에 각각 부착되는 상부 플랜지(120)와 하부 플랜지(130)의 폭(W1)(W2)이 필요에 따라 서로 다르게 형성될 수 있다.
도 5에는 하부 플랜지(130)의 폭(W2)이 상부 플랜지(120)의 폭(W1) 보다 넓게 형성되도록 도시하였으나, 필요에 따라서는 상부 플랜지(120)의 폭(W1)이 하부 플랜지(130)의 폭(W2) 보다 넓게 형성될 수도 있다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 의한 변단면 형태의 단면계수 확장형 빔을 설명하기 위한 도면이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 의한 단면계수 확장형 빔(100)은 웨브(110)와 개구부(140)의 상하 폭(D1)(D2)이 웨브(110)의 일측에서부터 타측 방향으로 갈수록 점차적으로 감소되거나 증가되는 형태의 변단면 형태로 형성될 수도 있다.
도 7은 웨브(110)의 양측 끝단부 중 적어도 어느 하나의 끝단부에서부터 소정구간까지는 개구부(140)가 형성되지 않은 단면계수 확장형 빔(100)을 도시한다. 방음벽 구조는 캔틸레버 구조 형태로서 하중 작용시 기초 연결부에 전단응력과 휨응력이 최대가 되기 때문에, 기초 연결부의 단면을 보강할 필요가 있다. 따라서 기초 연결부로부터 소정구간까지는 개구부(140)를 형성하지 않고 그 이외에는 개구부(140)를 형성하게 하면 기초 연결부의 전단 및 모멘트 저항력을 높이면서도 매우 효율적인 단면을 구성할 수 있다. 또한 필요에 따라서는 웨브(110)의 양측 끝단부 모두에 개구부(140)를 형성하지 않고, 빔의 중앙부에만 개구부(140)를 형성하는 것도 가능하다. 그리고, 상하부 플랜지 사이에 부착된 웨브에 길이방향을 따라 복수개의 개구부가 소정간격으로 형성되게 단면계수 확장형 빔을 제작하되, 상기 웨브의 양측 끝단부 중 적어도 어느 하나의 끝단부에서부터 상기 웨브의 높이에 해당하는 길이 구간까지의 개구부에는 상기 개구부의 형상과 동일한 판재를 용접하여 개구부를 메움으로써 제작할 수도 있다.
이와 같은 본 발명의 일실시예에 의한 단면계수 확장형 빔(100)은 웨브(110)의 길이 방향을 따라 웨브(110)에 개구부(140)가 소정간격으로 형성됨으로써 웨브(110)에 사용되는 강재 사용량을 줄이면서도 웨브(110)의 상하 폭(D1)은 상대적으로 증가시킴으로써 단면강성과 휨 효율(단면계수)을 극대화시킬 수 있도록 한다.
즉, 본 발명의 일실시예에 의한 단면계수 확장형 빔(100)은 강재 사용량을 줄이면서도 단면강성을 증가시켜 처짐 및 진동에 우수하고 단면계수 증가로 하중저항성을 대폭 향상시킬 수 있도록 한다.
한편, H빔이나 I빔 등과 같은 빔의 경우 에너지 비중이 매우 높은 철강제품으로써 단면강성과 휨 효율을 향상시키기 위해 웨브의 상하 폭을 확장시키게 되면 과도한 강재 사용량의 사용으로 CO2 발생량이 대폭 증가시키게 됨으로써 전 세계적으로 시행되고 있는 탄소중립 정책에 역행을 하게 된다.
이에 반해, 본 발명의 일실시예에 의한 단면계수 확장형 빔(100)은 동일한 양의 강재를 사용하여 제작되면서도 웨브(110)의 길이는 증가되어 단면계수가 크게 증가하므로 결과적으로 하중 저항성은 향상시키면서도 강재 사용량이 대폭 줄어들어 제작비용의 절감과 더불어 매우 효과적으로 CO2 배출량 까지도 줄일 수 있는 장점이 있다.
다음으로, 도 8 내지 도 17을 참조하여 본 발명에 의한 단면계수 확장형 빔 제조방법에 대하여 설명한다.
<제1 실시예>
도 8 내지 12는 본 발명의 제1 실시예에 의한 단면계수 확장형 빔 제조방법을 설명하기 위한 도면이며, 도 13은 본 발명의 제1 실시예에 의한 단면계수 확장형 빔 제조방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 8 내지 도 13을 참조하면, 본 실시예에 의한 단면계수 확장형 빔 제조방법은 기성 H빔 또는 I빔을 사용하여 단면계수 확장형 빔을 제조하는 방법으로서 빔 재단 단계(S110) 및 빔 용접단계(S120)를 포함할 수 있다.
상기 빔 재단 단계(S110)는 도 8 내지 도 10의 (a)에 도시된 바와 같이 기성 H빔 또는 I빔(H)의 웨브(110)를 재단선(L)을 따라 레이저 재단하여 도 8 내지 도 10의 (b)에 도시된 바와 같이 서로 동일한 형상의 산부와 골부가 웨브(110)에 교호적으로 형성되도록 상부 재단 빔(HH)과 하부 재단 빔(LH)으로 이분시키는 과정이다.
예를 들면, 상기 빔 재단 단계(S110)에서 상기 H빔 또는 I빔(H)의 웨브(110)는 도 8의 (a)에 도시된 바와 같이 이분된 상부 재단 빔(HH)의 웨브(110)와 하부 재단 빔(LH)의 웨브(110)에 사다리꼴 형상의 산부와 골부가 교호적으로 형성될 수 있도록 재단될 수 있다.
다른 예를 들면, 상기 빔 재단 단계에서 상기 H빔 또는 I빔의 웨브는 도 9의 (a)에 도시된 바와 같이 이분된 상부 재단 빔의 웨브와 상부 재단 빔의 웨브에 반원 형상의 골부가 소정간격으로 마련됨으로써 서로 이웃하는 반원 형상의 골부 사이에 산부가 마련될 수 있도록 재단될 수 있다.
또 다른 예를 들면, 상기 빔 재단 단계에서 상기 H빔 또는 I빔의 웨브는 도 10의 (a)에 도시된 바와 같이 이분된 상부 재단 빔의 웨브와 상부 재단 빔의 웨브에 사인곡선 형상의 산부와 골부가 교호적으로 형성될 수 있도록 재단될 수 있다.
상기 빔 용접단계(S120)는 상기 상부 재단 빔(HH) 웨브(110)의 골부와 하부 재단 빔 웨브(LH)의 골부에 의해 개구부(140)가 형성되도록 도 8 내지 도 10의 (C)에 도시된 바와 같이 상부 재단 빔(HH) 웨브(110)의 산부와 하부 재단 빔(LH) 웨브(210)의 산부를 용접 부착시키는 과정이다.
상기 빔 용접단계(S120)에서 도 8에 도시된 바와 같이 사다리꼴 형상의 산부와 골부가 교호적으로 형성되도록 재단된 상부 재단 빔(HH) 웨브(110)의 산부와 하부 재단 빔(LH) 웨브(110)의 산부를 용접 부착시키게 되면, 본 실시예에 의한 단면계수 확장형 빔 제조방법에 의해 제조된 단면계수 확장형 빔(100)의 웨브(110)에는 도 8의 (c)에 도시된 바와 같이 육각형 형상의 개구부(140)가 웨브(110)의 길이 방향을 따라 소정간격으로 형성될 수 있다.
한편, 상기 빔 용접단계(S120)에서 도 9에 도시된 바와 같이 웨브(110)에 반원 형상의 골부가 소정간격으로 마련됨으로써 서로 이웃하는 반원 형상의 골부 사이에 산부가 마련될 수 있도록 재단된 상부 재단 빔(HH) 웨브(110)의 산부와 하부 재단 빔(LH) 웨브(110)의 산부를 용접 부착시키게 되면, 본 실시예에 의한 단면계수 확장형 빔 제조방법에 의해 제조된 단면계수 확장형 빔(100)의 웨브(110)에는 도 9의 (c)에 도시된 바와 같이 원형 형상의 개구부(140)가 웨브(110)의 길이 방향을 따라 소정간격으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 빔 용접단계(S120)에서 도 10에 도시된 바와 같이 사인곡선 형상의 산부와 골부가 교호적으로 형성되도록 재단된 상부 재단 빔(HH) 웨브(110)의 산부와 하부 재단 빔(LH) 웨브(110)의 산부를 용접 부착시키게 되면, 본 실시예에 의한 단면계수 확장형 빔 제조방법에 의해 제조된 단면계수 확장형 빔(100)의 웨브(110)에는 도 10의 (c)에 도시된 바와 같이 물방울 형상과 유사한 형태의 개구부가 웨브의 길이 방향을 따라 소정간격으로 형성될 수 있다.
여기서, 상기 H빔 또는 I빔의 웨브(110)의 재단 형상은 도 8 내지 도 10에 도시된 바와 같은 형상에 한정되지 않고 필요에 따라 다양한 형태로 변형될 수 있으며, 이에 따라 본 실시예에 의한 단면계수 확장형 빔 제조방법에 의해 제조된 단면계수 확장형 빔(100)의 웨브(110)에는 필요에 따라 다양한 형상의 개구부(140)가 형성될 수 있다.
또한, 상기 빔 용접단계(120)에서 상부 재단 빔(HH) 웨브(110)의 산부와 하부 재단 빔(LH) 웨브(110)의 산부 사이에는 도 11의 (a) 도시된 바와 같이 웨브(110)의 상하 폭을 더욱 증가시키기 위한 확장 웨브(150)가 개재되어 용접 부착될 수도 있다.
따라서, 본 실시예에 의한 단면계수 확장형 빔 제조방법은 사용되는 강재량은 최소화시키면서도 상, 하부 플랜지 사이의 웨브(110) 길이는 대폭 증가시킴으로써 단면강성 및 휨 효율은 극대화시킬 수 있도록 한다.
한편, 상기 빔 용접단계(120) 이후에는 도 8 내지 도 10의 (c)에 도시된 바와 같이 단면계수 확장형 빔(100)의 돌출된 양측 끝단부를 절단하는 빔 절단단계(S130)를 더 포함할 수 있다.
이에 더하여, 본 실시예에 의한 단면계수 확장형 빔 제조방법은 판재 용접단계(S140)를 더 포함할 수 있다.
상기 판재 용접단계(S140)는 도 12에 도시된 바와 같이 상기 상부 재단 빔(HH)과 하부 재단 빔(LH)을 용접 부착함에 따라 상부 재단 빔(HH) 웨브의 골부와 하부 재단 빔(LH) 웨브의 골부에 의해 형성된 개구부(140) 중, 웨브(110)의 양측 끝단부 중 적어도 어느 하나의 끝단부에서 상기 웨브의 높이에 해당하는 길이 구간까지 형성된 개구부에 상기 개구부의 형상과 동일한 판재(160)를 용접 부착하여 개구부(140)를 메우는 과정이다.
보다 상세하게 설명하면, 본 실시예에 의한 단면계수 확장형 빔 제조방법에 의해 제조된 단면계수 확장형 빔(100)을 방음벽 지주로 사용할 경우, 설치될 방음벽의 길이 방향으로 소정간격으로 마련된 기초부에 단면계수 확장형 빔(100)의 하단부가 캔틸레버 형태로 결합되는 특성 상, 단면계수 확장형 빔(100)의 하단부에 가장 큰 전단응력과 휨응력이 발생하게 된다.
따라서, 본 실시예에 의한 단면계수 확장형 빔 제조방법은 판재 용접단계(S140)에서 설치될 방음벽의 길이 방향으로 소정간격으로 마련된 기초부에 캔틸레버 형태로 결합되는 단면계수 확장형 빔(100)의 일측 또는 타측 끝단부에서 적어도 웨브의 높이에 해당하는 길이 구간까지 형성된 개구부(140)에 개구부와 동일한 형상의 판재(160)를 용접 부착하여 개구부(140)를 메우게 됨으로써 방음벽 기초부에 결합되는 단면계수 확장형 빔(100)의 일측 또는 타측 끝단부의 강도를 보강하여 지주가 풍압이나 진동 등에 의해 흔들리는 등의 현상을 최소화시킬 수 있도록 한다.
<제2 실시예>
도 14는 본 발명의 제2 실시예에 의한 단면계수 확장형 빔 제조방법을 설명하기 위한 도면이다.
본 실시예에 의한 단면계수 확장형 빔 제조방법은 상, 하부 플랜지의 폭이 서로 다른 두 개의 H빔 또는 I빔을 재단하여 상, 하부 플랜지(120)(130)의 폭(W1)(W2)이 서로 다른 상부 재단 빔(HH)과 하부 재단 빔(LH)을 용접 부착시키는 것을 제외하면, 제1 실시예에 의한 단면계수 확장형 빔 제조방법과 실질적으로 동일하므로, 나머지 제조방법에 대한 설명은 생략한다.
도 14를 참조하면, 본 실시예에 의한 단면계수 확장형 빔 제조방법은 빔 재단 단계(S110)에서 상, 하부 플랜지(120)(130) 폭(W1)(W2)이 서로 다른 두 개의 H빔 또는 I빔의 웨브(110)를 재단하여 한 쌍의 상부 재단 빔(HH)과 하부 재단 빔(LH)으로 이분시킬 수 있도록 한다.
한편, 빔 용접단계(S120)에서는 상부 플랜지(120)와 하부 플랜지(130)의 폭(W1)(W2)이 서로 다른 상부 재단 빔(HH)과 하부 재단 빔(LH)의 산부를 용접 부착함으로써 상부 플랜지(120)와 하부 플랜지(130)의 폭(W1)(W2)이 서로 다른 웨브(110)에 개구부(140)가 소정간격으로 마련된 단면계수 확장형 빔(100)을 제조할 수 있도록 한다.
<제3 실시예>
도 15는 본 발명의 제3 실시예에 의한 단면계수 확장형 빔 제조방법을 설명하기 위한 도면이다.
본 실시예에 의한 단면계수 확장형 빔 제조방법은 H빔 또는 I빔(H)을 재단하는 과정을 제외하면, 제1 실시예에 의한 단면계수 확장형 빔 제조방법과 실질적으로 동일하므로, 나머지 제조방법에 대한 설명은 생략한다.
도 15를 참조하면, 본 실시예에 의한 단면계수 확장형 빔 제조방법은 빔 재단 단계(S110)에서 산부와 골부의 높이가 웨브(110)의 일측에서부터 타측 방향으로 점차적으로 감소되거나 증가되도록 H빔 또는 I빔(H)의 웨브(110)를 재단하여 상부 재단 빔(HH)과 하부 재단 빔(LH)으로 이분시킬 수 있도록 한다.
따라서, 빔 용접 단계(S120)에서 상부 플랜지(HH)와 하부 플랜지(LH)의 높이가 동일한 산부를 용접하게 되면 웨브(110)와 개구부(140)의 높이가 웨브(110)의 일측에서부터 타측 방향으로 갈수록 점차적으로 감소되거나 증가되는 변단면 형태의 단면계수 확장형 빔(100)을 제조할 수 있도록 한다.
<제4 실시예>
도 16은 본 발명의 제4 실시예에 의한 단면계수 확장형 빔 제조방법을 설명하기 위한 도면이며, 도 17은 본 발명의 제4 실시예에 의한 단면계수 확장형 빔 제조방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 16 및 도 17을 참조하면, 본 실시예에 의한 단면계수 확장형 빔 제조방법은 기성 H빔 또는 I빔을 이용하여 제작할 수 없는 웨브 높이를 가지는 단면계수 확장형 빔을 제조하는 방법으로서, 판재 재단 단계(S210), 웨브 용접단계(S220), 웨브 절단단계(S230) 및, 플랜지 용접단계(S240)를 포함할 수 있다.
상기 판재 재단 단계(S210)는 도 16의 (a)와 (b)에 도시된 바와 같이 서로 동일한 형상의 산부와 골부가 교호적으로 형성된 상부 재단 웨브(HW)와 하부 재단 웨브(LW)로 이분되도록 판재(P)를 재단하는 과정이다.
예를 들면, 상기 판재 재단 단계(S210)에서 상기 상부 재단 웨브(HW)와 하부 재단 웨브(LW)는 판재(P) 전체에 걸쳐 산부와 골부의 높이가 동일하도록 판재(P)를 재단하여 이분될 수 있다.
다른 예를 들면, 상기 판재 재단 단계(S210)에서 상기 상부 재단 웨브(HW)와 하부 재단 웨브(LW)는 산부와 골부의 높이가 웨브의 일측에서부터 타측 끝단부 방향으로 점차적으로 감소되거나 증가되도록 판재(P)를 재단하여 상부 재단 웨브(HW)와 하부 재단 웨브(LW)로 이분되도록 판재를 재단할 수도 있다.
상기 웨브 용접단계(S220)는 도 16의 (c)에 도시된 바와 같이 상기 상부 재단 웨브(HW)의 골부와 하부 재단 웨브(LW)의 골부에 의해 개구부(140)가 형성되도록 상부 재단 웨브(HW)의 산부와 하부 재단 웨브(LW)의 산부를 용접 부착시키는 과정이다.
예를 들면, 상기와 같이 판재(P) 전체에 걸쳐 산부와 골부의 높이가 동일하도록 판재(P)를 재단하여 이분된 상부 재단 웨브(HW)와 하부 재단 웨브(LW)를 웨브 용접단계(S220)에서 상부 재단 웨브(HW)의 골부와 하부 재단 웨브(LW)의 골부에 의해 개구부(140)가 형성되도록 상부 재단 웨브(HW)의 산부와 하부 재단 웨브(LW)의 산부를 용접 부착시키게 되면, 웨브 전체에 걸쳐 동일한 크기의 개구부(140)가 소정간격으로 형성될 수 있다.
다른 예를 들면, 상기와 같이 산부와 골부의 높이가 웨브의 일측에서부터 타측 끝단부 방향으로 점차적으로 감소되거나 증가되도록 판재(P)를 재단하여 이분된 상부 재단 웨브(HW)와 하부 재단 웨브(LW)를 웨브 용접단계(S220)에서 상부 재단 웨브(HW)의 골부와 하부 재단 웨브(LW)의 골부에 의해 개구부(140)가 형성되도록 상부 재단 웨브(HW)의 산부와 하부 재단 웨브(LW)의 산부를 용접 부착시키게 되면, 웨브의 일측에서부터 타측 끝단부 방향으로 점차적으로 크기가 감소되거나 증가되는 개구부(140)가 소정간격으로 형성될 수 있다.
상기 웨브 절단단계(S230)는 도 16의 (c)에 도시된 바와 같은 상부 재단 웨브(HW)와 하부 재단 웨브(LW)를 용접하여 형성된 웨브(110)의 양측 끝단부에 돌출된 부위를 절단하는 과정이다.
상기 플랜지 용접단계(S240)는 도 16의 (d)와 (e)에 도시된 바와 같이 상기 상부 재단 웨브(HW)와 하부 재단 웨브(LW)가 용접 부착되어 형성된 웨브(110)의 상단부와 하단부에 각각 상부 플랜지(120)와 하부 플랜지(130)를 용접 부착시키는 단계이다.
여기서, 상기 상부 플랜지(120)와 하부 플랜지(130)는 폭이 동일하게 형성될 수 있다.
이와는 다르게, 상기 상부 플랜지(120)와 하부 플랜지(130)는 폭이 서로 다르게 형성될 수도 있다.
또한, 본 실시예에 의한 단면계수 확장형 빔 제조방법은 판재 용접단계(S250)를 더 포함할 수 있다.
상기 판재 용접단계(S250)는 상기 플랜지 용접단계(S240) 이후에, 상기 웨브(110)의 양측 끝단부 중 적어도 어느 하나의 끝단부에서 상기 웨브의 높이에 해당하는 길이 구간까지 형성된 개구부(140)에 상기 개구부의 형상과 동일한 판재(160)를 용접 부착하여 개구부(140)를 메우는 단계이다(도 12 참조).
보다 상세하게 설명하면, 본 실시예에 의한 단면계수 확장형 빔 제조방법에 의해 제조된 단면계수 확장형 빔을 방음벽 지주로 사용할 경우, 설치될 방음벽의 길이 방향으로 소정간격으로 마련된 기초부에 단면계수 확장형 빔(100)의 하단부가 캔틸레버 형태로 결합되는 특성 상, 단면계수 확장형 빔(100)의 하단부에 가장 큰 전단응력과 휨응력이 발생하게 된다.
따라서, 본 실시예에 의한 단면계수 확장형 빔 제조방법은 판재 용접단계(S250)에서 설치될 방음벽의 길이 방향으로 소정간격으로 마련된 기초부에 캔틸레버 형태로 결합되는 단면계수 확장형 빔(100)의 일측 또는 타측 끝단부에서 소정구간까지 형성된 개구부(140)에 개구부와 동일한 형상의 판재(160)를 용접 부착하여 개구부(140)를 메우게 됨으로써 방음벽 기초부에 결합되는 단면계수 확장형 빔(100)의 일측 또는 타측 끝단부의 강도를 보강하여 지주가 풍압이나 진동 등에 의해 흔들리는 등의 현상을 최소화시킬 수 있도록 한다.
다음으로, 도 18 및 도 19를 참조하여 본 발명의 일실시예에 의한 단면계수 확장형 빔을 이용한 방음벽 구조물에 대하여 설명한다.
도 18을 본 발명의 일실시예에 의한 방음벽 구조물을 설명하기 위한 정면도이며, 도 19는 본 발명의 일실시예에 의한 방음벽 구조물을 설명하기 위한 측면도이다.
도 18 내지 도 19를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 의한 단면계수 확장형 빔을 이용한 방음벽 구조물(200)은 기초부(210), 단면계수 확장형 빔(100) 및 강재(250)를 포함할 수 있다.
상기 기초부(210)는 설치될 방음벽의 길이 방향으로 소정간격으로 마련될 수 있으며, 상기 기초부(210)의 내부에는 상단부가 기초부(210)의 상부면으로 돌출된 앵커 볼트(211)가 매립될 수 있다.
상기 단면계수 확장형 빔(100)은 전술한 바와 같은 단면계수 확장형 빔 제조방법에 의하여 제조되는데, H빔 또는 I빔 형태가 되도록 웨브(110)의 양측에 한 쌍의 플랜지(120)(130)가 부착된 형태로 제작되고, 웨브(110)에는 복수개의 개구부(140)가 소정간격으로 마련됨으로써 강재 사용량은 줄이면서 웨브의 폭은 증가시킴으로써 단면강성과 휨 효율을 극대화시킬 수 있도록 한다.
한편, 상기 단면계수 확장형 빔(100)의 하단부에는 베이스 플레이트(230)가 부착될 수 있으며, 상기 베이스 플레이트(230)와 단면계수 확장형 빔(100)의 하단부에는 리브 플레이트(240)가 부착될 수 있고, 상기 베이스 플레이트(230)는 상기 기초부(210)의 상부면으로 돌출된 앵커 볼트(211)에 결합됨으로써 상기 기초부(210)에 지주로서 단면계수 확장형 빔을 설치할 수 있도록 한다.
또한, 상기 기초부(210)와 인접한 단면계수 확장형 빔의 하단부에서 소정구간까지는 개구부(140)에 개구부의 형상과 동일한 판재를 용접부착하여 개구부를 메운 단면계수 확장형 빔이며, 적어도 웨브의 높이에 해당하는 길이 구간까지 형성된 개구부에는 강도확보를 위해 판재를 용접부착되어 있다.
이와 같이, 상기 기초부(210)에 지주로서 캔틸레버 형태로 결합되는 단면계수 확장형 빔(100)의 하단부에서부터 소정구간까지는 개구부(140)가 형성되지 않기 때문에 방음벽 기초부(210)에 결합되는 단면계수 확장형 빔(100) 하단부의 강도를 보강하여 지주로서 기초부(210)에 설치된 단면계수 확장형 빔(100)이 풍압이나 진동 등에 의해 흔들리는 등의 현상을 최소화시킬 수 있도록 한다.
또한, 방음벽 구조물의 지주로 본원발명의 단면계수 확장형 빔(100)을 사용하는 경우에는 단면계수 확장형 빔(100)에 개구부(140)가 구비되어 있으므로, 이웃하는 빔(100)들의 개구부(140)를 관통하여 강재(250)를 고정함으로써 방음벽 구조물의 수평방향 처짐을 억제하는 브레이싱을 할 수 있다. 즉, 강재(250)를 이웃하는 단면계수 확장형 빔(100)의 개구부를 관통시켜 고정하게 되면, 이웃하는 복수의 지주에 의해 수평방향의 처짐이 억제되므로 방음벽 구조물의 안정성이 향상된다.
이에 더하여, 서로 이웃하는 단면계수 확장형 빔에는 흡음공이 마련된 흡입패널(도시되지 않음) 또는 소음을 차단하면서 시인성이 좋은 투명한 차음패널(260)이 개재되어 결합될 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명에 따른 단면계수 확장형 빔과 그 제조방법은 웨브에 길이 방향을 따라 복수개의 개구부(140)를 형성하여 강재 사용량은 줄이거나 강재 사용량의 증가 없이 웨브(110)의 상하 폭(D1)은 증가시킬 수 있도록 하여 빔의 단면강성과 휨 효율을 대폭 증가시킬 수 있도록 한다.
즉, 웨브(110)에 복수개의 개구부(140)가 소정간격으로 형성됨에 따라서 강재 사용량은 줄이면서 개구부(140)의 크기에 따라 웨브(110)의 상하 폭(D1)은 증가시켜 강재 사용량을 줄이거나 강재 사용량의 증가 없이 빔의 단면 2차 모멘트 증가로 처짐 및 진동에 우수하고 하중 저항성을 대폭 향상시킬 수 있도록 한다.
또한, 빔의 제작 시 강제 사용량이 줄어들게 됨으로써 제작비용을 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 운반 시 중량 감소로 대량 운반이 가능하여 운반이 용이함과 동시에 운반비용도 절감할 수 있으며, 현장 시공 시 크레인 용량 감소로 시공성까지도 대폭 향상시킬 수 있다.
이에 더하여, 건설업에 사용되는 CO2 배출량이 매우 높은 철강의 강재 사용량을 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 현장 시공 시 크레인 용량 감소로 시공 과정에서 발생되는 CO2 배출량까지도 줄일 수 있으므로 탄소중립화 정책에 부응할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 단면계수 확장형 빔의 제조방법에 따르면 본 발명에 따른 단면계수 확장형 빔은 기성제품인 H빔 또는 I빔을 이용하여 제조할 수 있으므로 자재수급이 매우 용이하고, 개구부(140)를 형성하는 산부와 골부의 재단 형상에 따라서 원하는 개구부(140)의 형태와 형고로 제작할 수 있으며, 기성제품이 H빔 또는 I빔을 이용하여 제조할 수 없는 형고의 단면계수 확장형 빔이 필요할 경우에는 판재(P)를 재단하여 건축 구조물 설계 시 요구되는 형고에 대응되도록 제작할 수 있으므로 제작성이 매우 우수할 뿐만 아니라 건축 구조물의 설계 제약을 최소화시킬 수 있도록 한다.
또한, 본 발명의 제조방법에 따른 단면계수 확장형 빔을 방음벽 구조물을 시공할 시 지주로서 적용하게 되면, 고 방음벽 구조물(200)의 시공 시에도 강재 사용량의 증가는 없으면서도 고 방음벽 구조물(200)에 대응되도록 지주서 사용되는 단면계수 확장형 빔(100)의 단면강성과 휨 효율은 극대화시킬 수 있다.
한편, 지주로서 방음벽 구조물(200)에 시공되는 단면계수 확장형 빔(100)의 가장 큰 응력이 발생되는 기초부(210)와의 연결되는 하단부에서부터 소정구간까지는 개구부(140)가 형성되지 않고, 하단부에서부터 소정구간까지 형성된 개구부(140)에 판재(160)를 용접하여 개구부(140)를 메우는 매우 간단한 방법으로 지주로서 사용되는 단면계수 확장형 빔(100)의 구조를 보강하므로, 바람이나 차량 풍 등과 같은 풍하중에 의한 방음벽 구조물의 진동 및 소음을 최소화시킬 수 있으므로 진동에 의한 방음판 추락사고 등을 미연에 방지할 수도 있다.
또한, 단면강성과 휨 효율을 극대화시키면서 지주의 중량을 최소화시킬 수 있으므로 방음벽 구조물의 시공기간을 단축시킬 수 있을 뿐만 아니라 시공비용까지도 대폭 절감할 수 있다.
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
(110) : 웨브 (120) : 상부 플랜지
(130) : 하부 플랜지 (140) : 개구부
(150) : 확장 웨브 (160) : 판재
(200) : 방음벽 구조물 (210) : 기초부
(250) : 강재

Claims (15)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 서로 동일한 형상의 산부와 골부가 웨브에 교호적으로 형성되도록 H빔 또는 I빔의 웨브를 재단하여 상부 재단 빔과 하부 재단 빔으로 이분시키는 빔 재단 단계; 및
    상기 상부 재단 빔 웨브의 골부와 하부 재단 빔 웨브의 골부에 의해 개구부가 형성되도록 상부 재단 빔 웨브의 산부와 하부 재단 빔 웨브의 산부를 용접 부착시키는 빔 용접단계; 및
    상기 상부 재단 빔과 하부 재단 빔을 용접 부착함에 따라 상부 재단 빔 웨브의 골부와 하부 재단 빔 웨브의 골부에 의해 형성된 개구부 중, 웨브의 양측 끝단부 중 적어도 어느 하나의 끝단부에서 상기 웨브의 높이에 해당하는 길이 구간까지 형성된 개구부에 상기 개구부의 형상과 동일한 판재를 용접 부착하여 개구부를 메우는 판재 용접단계를 더 포함하는 단면계수 확장형 빔 제조방법.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 빔 재단 단계에서는,
    상, 하부 플랜지의 폭이 서로 다른 두 개의 H빔 또는 I빔의 웨브를 재단하여 한 쌍의 상부 재단 빔과 하부 재단 빔으로 이분시킨 후,
    상기 빔 용접단계에서는,
    상부 플랜지와 하부 플랜지의 폭이 서로 다른 상부 재단 빔과 하부 재단 빔의 산부를 용접 부착시키는 것을 특징으로 하는 단면계수 확장형 빔 제조방법.
  7. 제5 항에 있어서,
    상기 빔 재단 단계에서는,
    상기 산부와 골부의 높이가 웨브의 일측에서부터 타측 방향으로 점차적으로 감소되거나 증가되도록 H빔 또는 I빔의 웨브를 재단하여 상부 재단 빔과 하부 재단 빔으로 이분시킨 후,
    상기 빔 용접단계에서는,
    상부 재단 빔과 하부 재단 빔 웨브의 상하 폭이 동일한 산부를 용접하여 웨브와 개구부의 높이가 웨브의 일측에서 타측 방향으로 갈수록 점차적으로 감소되거나 증가되는 변단면 형태로 형성될 수 있도록 하는 단면계수 확장형 빔 제조방법.
  8. 삭제
  9. 제5 항에 있어서,
    상기 빔 용접단계에서,
    상부 재단 빔 웨브의 산부와 하부 재단 빔 웨브의 산부 사이에는 웨브의 상하 폭을 더 증가시키기 위한 확장 웨브가 개재되어 용접 부착되는 것을 특징으로 하는 단면계수 확장형 빔 제조방법.
  10. 서로 동일한 형상의 산부와 골부가 교호적으로 형성된 상부 재단 웨브와 하부 재단 웨브로 이분되도록 판재를 재단하는 판재 재단 단계;
    상기 상부 재단 웨브의 골부와 하부 재단 웨브의 골부에 의해 개구부가 형성되도록 상부 재단 웨브의 산부와 하부 재단 웨브의 산부를 용접 부착시키는 웨브 용접단계;
    상기 상부 재단 웨브와 하부 재단 웨브를 용접하여 형성된 웨브의 양측 끝단부에 돌출된 부위를 절단하는 웨브 절단단계; 및
    상기 상부 재단 웨브와 하부 재단 웨브가 용접 부착되어 형성된 웨브의 상단부와 하단부에 각각 상부 플랜지와 하부 플랜지를 용접 부착하는 플랜지 용접단계; 및
    상기 웨브의 양측 끝단부 중 적어도 어느 하나의 끝단부에서 상기 웨브의 높이에 해당하는 구간까지 형성된 개구부에 상기 개구부의 형상과 동일한 판재를 용접 부착하여 개구부를 메우는 판재 용접단계를 더 포함하는 단면계수 확장형 빔 제조방법.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 판재 재단 단계에서는,
    상기 산부와 골부의 높이가 웨브의 일측에서부터 타측 방향으로 점차적으로 감소되거나 증가되도록 판재를 재단하여 상부 재단 웨브와 하부 재단 웨브로 이분되도록 판재를 재단한 후,
    상기 웨브 용접단계에서는,
    상기 상부 재단 웨부와 하부 재단 웨브의 상하 폭이 동일한 산부를 용접하여 웨브와 개구부의 높이가 웨브의 일측에서부터 타측 방향으로 갈수록 점차적으로 감소되거나 증가되는 변단면 형태로 형성될 수 있도록 하는 단면계수 확장형 빔 제조방법.
  12. 제10 항에 있어서,
    상기 상부 플랜지와 하부 플랜지는 폭이 서로 다르게 형성되는 것을 특징으로 하는 단면계수 확장형 빔 제조방법.
  13. 삭제
  14. 제5 항 또는 제10 항 중 어느 한 항에 의하여 제조된 단면계수 확장형 빔을 설치될 방음벽의 길이 방향으로 소정간격으로 마련되어 있는 기초부에 결합시켜 지주로 사용하는 단면계수 확장형 빔을 이용한 방음벽 구조물.
  15. 제14 항에 있어서,
    서로 이웃하는 단면계수 확장형 빔의 개구부에는 적어도 하나의 강재를 연통시켜 고정함으로써 브레이싱을 하는 것을 특징으로 하는 단면계수 확장형 빔을 이용한 방음벽 구조물.
KR1020220063127A 2022-05-23 2022-05-23 단면계수 확장형 빔과 그 제조방법 및 이를 이용한 방음벽 구조물 KR102487523B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220063127A KR102487523B1 (ko) 2022-05-23 2022-05-23 단면계수 확장형 빔과 그 제조방법 및 이를 이용한 방음벽 구조물

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220063127A KR102487523B1 (ko) 2022-05-23 2022-05-23 단면계수 확장형 빔과 그 제조방법 및 이를 이용한 방음벽 구조물

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102487523B1 true KR102487523B1 (ko) 2023-01-12

Family

ID=84923594

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220063127A KR102487523B1 (ko) 2022-05-23 2022-05-23 단면계수 확장형 빔과 그 제조방법 및 이를 이용한 방음벽 구조물

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102487523B1 (ko)

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR920012688A (ko) 1990-12-07 1992-07-27 장석윤 프리스트레스 허니컴 합성빔과 그 제조방법
JPH0711732A (ja) * 1993-04-28 1995-01-13 Yosetsu Kenkyusho 鉄骨有孔梁及び建造物
CN101225687A (zh) * 2008-01-23 2008-07-23 哈尔滨工业大学 一种楔形蜂窝工字钢构件
KR100969235B1 (ko) * 2009-05-15 2010-07-09 주식회사 제일테크노스 층고 절감형 철골보 및 그 제조 방법
KR20110065616A (ko) * 2009-12-10 2011-06-16 주식회사 에이스스틸 유-자형 철골보의 측판 제조방법 및 이를 이용한 유-자형 철골보
KR20120075190A (ko) 2010-12-28 2012-07-06 계동철강 주식회사 하니컴 빔 및 이를 갖는 슬라브 구조체
KR101455632B1 (ko) 2013-08-07 2014-10-28 주식회사 화인플랜택 프리스트레스가 도입된 허니컴 i형 거더의 제조 방법 및 이를 이용한 교량의 시공 방법
KR102027704B1 (ko) 2018-10-25 2019-10-02 주식회사 아이스트 허니콤 형상의 개구부를 갖는 선조립용 강재 기둥 및 이의 제작방법
KR102264239B1 (ko) * 2020-10-05 2021-06-11 (주)신성엔지니어링 생태계 보존을 위한 소음 방지 방음벽

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR920012688A (ko) 1990-12-07 1992-07-27 장석윤 프리스트레스 허니컴 합성빔과 그 제조방법
JPH0711732A (ja) * 1993-04-28 1995-01-13 Yosetsu Kenkyusho 鉄骨有孔梁及び建造物
CN101225687A (zh) * 2008-01-23 2008-07-23 哈尔滨工业大学 一种楔形蜂窝工字钢构件
KR100969235B1 (ko) * 2009-05-15 2010-07-09 주식회사 제일테크노스 층고 절감형 철골보 및 그 제조 방법
KR20110065616A (ko) * 2009-12-10 2011-06-16 주식회사 에이스스틸 유-자형 철골보의 측판 제조방법 및 이를 이용한 유-자형 철골보
KR20120075190A (ko) 2010-12-28 2012-07-06 계동철강 주식회사 하니컴 빔 및 이를 갖는 슬라브 구조체
KR101455632B1 (ko) 2013-08-07 2014-10-28 주식회사 화인플랜택 프리스트레스가 도입된 허니컴 i형 거더의 제조 방법 및 이를 이용한 교량의 시공 방법
KR102027704B1 (ko) 2018-10-25 2019-10-02 주식회사 아이스트 허니콤 형상의 개구부를 갖는 선조립용 강재 기둥 및 이의 제작방법
KR102264239B1 (ko) * 2020-10-05 2021-06-11 (주)신성엔지니어링 생태계 보존을 위한 소음 방지 방음벽

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1125908C (zh) 复合混凝土增强波纹金属板拱形结构
KR101464866B1 (ko) 반채움 pc 타이앵커 합성보
JPH09111910A (ja) 吸音性制振形材
CN108532794A (zh) 一种拼装式钢管混凝土斜撑钢板剪力墙
JP2010127051A (ja) 波形鋼板耐震壁、波形鋼板耐震壁の設計方法、及び建築物
KR101356245B1 (ko) 층고절감형 3층 4단 콘크리트 슬래브 장스판 공작물 주차장
JP2006226054A (ja) 鉄筋コンクリート造ラーメン構造の既存建物の耐震補強工法
KR102487523B1 (ko) 단면계수 확장형 빔과 그 제조방법 및 이를 이용한 방음벽 구조물
KR101547540B1 (ko) 이형플랜지를 갖는 하이브리드 h형강 빔
KR20060115563A (ko) 방음구조물
KR102050553B1 (ko) 합성구조로 제작된 하로형 철도교 및 그 시공방법
CN107217585A (zh) 复合截面组合塔墩
CN111945900A (zh) 一种犬骨-蜂窝式组合扁梁连接节点
CN110714418A (zh) 一种可产生塑性变形的耗能棚洞及其维护方法
KR20160144782A (ko) 튜브형 플랜지를 갖는 하이브리드보
KR101037502B1 (ko) 기초 바닥층 내의 기초구조 강도 보강용 합성 구조체
CN211113240U (zh) 一种可产生塑性变形的耗能棚洞
CN214401411U (zh) 一种桥梁钢结构拼接护栏
KR102586172B1 (ko) 안전 플랫판을 갖는 압축 플랜지 보강체가 구성된 h형 단면의 강재보
KR100618328B1 (ko) 암파쇄 방호벽용 섬유강화 복합소재 패널 및 그를 이용한암파쇄 방호벽 시공방법
CN213539796U (zh) 双t板肋与支撑钢梁间的加固支撑装置
CN215858253U (zh) 一种混凝土楼板立柱节点连接构造
CN220014108U (zh) 一种装配式减震剪力墙
CN219973684U (zh) 混凝土部分包裹的腹板嵌入式组合梁
CN214833678U (zh) 多阶屈服防屈曲支撑

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant