KR102505657B1 - 보부재의 보강구조 및 보부재의 보강방법 - Google Patents

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KR102505657B1 KR1020200174331A KR20200174331A KR102505657B1 KR 102505657 B1 KR102505657 B1 KR 102505657B1 KR 1020200174331 A KR1020200174331 A KR 1020200174331A KR 20200174331 A KR20200174331 A KR 20200174331A KR 102505657 B1 KR102505657 B1 KR 102505657B1
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Abstract

본 발명은 개구부가 형성된 보부재; 및 선재가 링형상으로 굽힘 가공되고, 적어도 1개 이상의 단절구간이 형성되며, 상기 개구부에 끼워진 상태로 용접 접합되는 보강링;을 포함하는 보부재의 보강구조를 제공한다.

Description

보부재의 보강구조 및 보부재의 보강방법{REINFORCING STRUCTURE OF BEAM AND REINFORCING METHOD OF BEAM}
본 발명은 경제성이 향상된 보부재의 보강구조 및 보부재의 보강방법에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 발명에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아님을 밝혀둔다.
건축물에서는 층고 등의 제약으로 철골보의 웨브에 개구부를 뚫고 설비관을 관통시켜야 하는 경우가 종종 발생한다.
개구부로 인해 철골보의 내력이 감소하기 때문에 이를 보완하기 위하여 별도의 보강재를 설치하여야 한다.
도 1을 참조하면, 상부플랜지(11), 웨브(12), 하부플랜지(13)를 포함하는 철골보(10)의 개구부(15)를 보강하는 방법으로 사각형 형상의 보강판(20)으로 개구부(15) 주변을 보강하는 방법이 개시되고 있다.
다만, 이 경우, 개구부(15)의 주변이 불필요한 부분까지 과도하게 보강되면서 경제성이 저하될 수 있다는 문제점이 있다.
KR 10-1997-0035195 A
본 발명은 일 측면으로서, 경제성이 향상되고 현장에서의 시공성이 향상될 수 있는 보부재의 보강구조 및 보부재의 보강방법을 제공하고자 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 일 측면으로서, 본 발명은 개구부가 형성된 보부재; 및 선재가 링형상으로 굽힘 가공되고, 적어도 1개 이상의 단절구간이 형성되며, 상기 개구부에 끼워진 상태로 용접 접합되는 보강링;을 포함하고, 상기 보부재는 웨브에 상기 개구부인 웨브홀이 형성되고, 상기 보강링의 외주면 상의 곡면과 상기 웨브의 두께방향 단면상에 걸쳐서 용접 접합되고, 상기 개구부는 상기 웨브에 형성된 원형의 웨브홀로 구성되고, 상기 보강링은 원형의 단면을 가지는 선재로 구성되고, 선재가 원형의 형상으로 굽힘 가공되는 원형링이고, 상기 원형링의 지름은 상기 웨브홀의 지름보다 5 ~ 15 mm 더 크고, 상기 보강링은,상기 개구부가 형성된 웨브의 제1 면에서 제2 면 방향으로 끼움 결합되고, 상기 제1 면 및 상기 제2 면 보다 각각 돌출되도록 배치되는 보부재의 보강구조를 제공한다.
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바람직하게, 상기 원형링은, 선재의 양단부 사이에 1개의 단절구간이 형성되는 단절링부재로 구성될 수 있다.
바람직하게, 상기 단절링부재는 상기 웨브에 접합된 상태에서 상기 단절구간이 3시 방향 또는 9시 방향에 배치될 수 있다.
바람직하게, 상기 원형링은, 상기 웨브홀의 상부영역을 보강하는 반원링 형상의 상부보강링; 및 상기 상부보강링의 하부영역에 배치되고, 상기 웨브홀의 하부영역을 보강하는 반원링 형상의 하부보강링;을 포함하고, 상기 상부보강링과 상기 하부보강링의 사이에는 2개의 단절구간이 형성될 수 있다.
바람직하게, 상기 2개의 단절구간은 3시 방향 및 9시 방향에 배치될 수 있다.
바람직하게, 상기 보강링은 상기 단절구간이 무용접 상태로 상기 개구부에 접합될 수 있다.
바람직하게, 상기 보강링은 상기 단절구간이 가용접 상태로 상기 개구부에 접합될 수 있다.
삭제
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 다른 일 측면으로서, 본 발명은 상기 보부재의 보강구조를 활용한 보부재의 보강방법이고, 상기 보강링을 상기 개구부에 끼워지도록 배치하는 보강링 배치단계; 상기 보강링이 상기 개구부로 끼워지는 제1 면 방향에서 상기 웨브와 상기 보강링을 가용접하는 가용접 단계; 및 상기 제1 면의 반대인 제2 면 방향에서 상기 웨브와 상기 보강링을 본용접하는 본용접 단계;를 포함하는 보부재의 보강방법을 제공한다.
바람직하게, 상기 본용접 단계는, 상기 보강링의 곡면과 상기 웨브의 두께방향 단면상에 걸쳐서 용접부를 형성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 보부재의 보강구조 및 보부재의 보강방법은 경제성이 향상되면서 동시에 현장에서의 시공성이 향상될 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 보부재의 보강구조를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 보부재의 보강구조를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 보부재의 보강구조를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 보부재의 보강구조를 도시한 도면이다.
도 5는 도 4의 Ⅰ-Ⅰ' 방향의 단면도를 도시한 도면이다.
도 6은 도 4의 Ⅱ-Ⅱ' 방향의 단면도를 도시한 도면이다.
도 7은 보부재에 작용하는 전단력에 대해 보강링이 휨으로 저항한다고 가정하였을 때, 보강링에 분포하는 휨모멘트를 도시한 도면이다.
도 8은 보부재의 보강구조에 적용된 보강링의 단절구간의 형성여부 등이 구조성능에 미치는 영향을 비선형 유한요소해석을 통해 검토한 결과를 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
본 발명의 보부재의 보강구조와는 달리, 보부재의 개구부를 보강하기 위해 주조 또는 단조의 방법으로 제작된 링부재으로 개구부의 주변을 보강하는 것을 고려할 수 있다.
다만, 이러한 방식의 경우, 링부재를 주조나 단조의 방식으로 제작하기 위해서는 특화된 설비와 자재가 필요하여 제조원가가 상승할 수 있다는 문제점이 있다.
다만, 링부재를 주조나 단조의 방식에 의해 제작할 경우, 링부재의 형상과 치수가 제한되면서 다양한 형상과 치수를 가지는 개구부를 보강하기 위해서는 링부재의 치수별로 별도의 금형을 갖추어야 하는 점에서 설비비용이 크게 증가할 수 있다는 문제점이 있다.
이하, 도 2 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 보부재의 보강구조에 관하여 구체적으로 설명하기로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 보부재의 보강구조는 보부재(100) 및 보강링(200)을 포함할 수 있다.
이하에서는, 도 2 내지 도 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 보부재의 보강구조에 포함된 구성요소들을 설명한다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 보부재의 보강구조를 도시한 도면이다.
보부재(100)는 개구부(150)가 형성될 수 있다.
보부재(100)는 상부플랜지(110), 하부플랜지(130), 웨브(120)를 포함할 수 있고, 웨브(120)에 개구부(150)가 형성될 수 있다.
상부플랜지(110), 상부플랜지(110)와 높이방향으로 대향되게 설치되는 하부플랜지(130) 및 상부플랜지(110)와 하부플랜지(130)의 사이를 연결하는 웨브(120)를 구비할 수 있다.
물론, 본 발명의 보부재의 보강구조가 적용되는 보부재(100)는 상부플랜지(110), 하부플랜지(130), 웨브(120)를 포함하는 것을 대표로 설명하였으나, 웨브가 형성된 다양한 형태의 보부재에 적용될 수 있음은 물론이다.
일례로, 상부플랜지와 하부플랜지(130)의 사이에 2개 이상의 웨브가 폭방향으로 이격하여 배치되는 보부재에도 적용될 수 있음은 물론이다.
다른 일례로, 2개의 웨브가 보부재의 폭방향으로 이격하여 배치되고, 2개의 웨브의 하부를 연결하는 밑판을 포함하는 'U자형'의 단면을 가지는 보부재에 적용될 수 있음은 물론이다.
보강링(200)은 보부재(100)의 개구부(150)를 보강하는 역할을 한다.
보강링(200)은 선재가 링형상으로 굽힘 가공되고, 적어도 1개 이상의 단절구간(250)이 형성될 수 있으며, 개구부(150)에 끼워진 상태로 용접 접합될 수 있다.
보강링(200)은 기존에 사용되는 다양한 선재굽힘장치를 활용하여 링형상으로 굽힘 가공될 수 있고, 보강링(200)은 개구부(150)의 크기에 대응되는 크기의 직경을 가지도록 선재가 굽힘 가공될 수 있다. 물론, 보강링(200)의 크기가 개구부(150)의 크기보다 약간 클 수 있다.
본 발명은 선재를 굽힘 가공한 보강링(200)을 활용하여 개구부(150)를 보강함으로써, 다양한 형상과 치수를 가지는 개구부(150)에 적용이 가능한 보강링(200)을 단일의 설비로 제작 가능해지면서 보강링(200)의 제조원가가 절감될 수 있다는 점에서 경제성이 향상될 수 있는 효과가 있다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 보부재(100)는 웨브(120)에 개구부(150)인 웨브홀(150)이 형성되고, 보강링(200)의 외주면 상의 곡면과 웨브(120)의 두께방향 단면상에 걸쳐서 용접 접합될 수 있다.
보강링(200)과 웨브(120)는 보강링(200)의 외주면 상의 곡면과 웨브(120)의 두께방향 단면상에 걸쳐서 용접 접합되면서 본용접부가 형성될 수 있다.
보강링(200)은 웨브(120)의 제1 면(121)에서 제2 면(122) 방향으로 개구부(150)로 끼워지고, 보강링(200)이 개구부(150)에 끼워진 상태에서 제1 면(121) 방향에서 보강링(200)과 웨브(120)가 가용접되어 가고정될 수 있다.
이후, 제1 면(121)의 반대인 제2 면(122) 방향에서 보강링(200)과 웨브(120)는 본용접될 수 있다. 이때, 본용접은 보강링(200)의 외주면 상의 곡면과 웨브(120)의 두께방향 단면상에 걸쳐서 용접 접합될 수 있다.
본 발명은 보부재의 보강구조는, 보강링(200)의 외주면 상의 곡면과 웨브(120)의 두께방향 단면 사이에 'V자형'과 유사한 단면공간이 형성되는바, 종래의 용접작업시 2개의 모재 사이에 'V자형'의 노치를 형성하는 개선작업을 생략할 수 있어 현장에서의 시공성이 향상될 수 있는 효과가 있다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 개구부(150)는 웨브(120)에 형성된 원형의 웨브홀(150)로 구성되고, 보강링(200)은 원형의 단면을 가지는 선재로 구성되고, 선재가 원형의 형상으로 굽힘 가공되는 원형링일 수 있다.
이때, 원형링에는 적어도 1개 이상의 단절구간(250)이 형성될 수 있다.
원형링을 구성하는 선재의 직경은 웨브(120)의 두께, 원형의 웨브홀(150)의 지름 및 웨브(120)의 높이 등에 영향을 받을 수 있다.
일례로, 원형의 웨브홀(150)의 지름이 웨브(120)의 높이의 1/3 이상 ~ 1/2이하 인 경우, 원형링을 구성하는 선재의 직경은 웨브(120)의 두께의 2 ~ 3배로 구성될 수 있다.
다른 일례로, 원형의 웨브홀(150)의 지름이 웨브(120)의 높이의 1/2 초과 ~ 2/3 이하 인 경우, 원형링을 구성하는 선재의 직경은 웨브(120)의 두께의 3 ~ 4배로 구성될 수 있다.
원형링의 지름은 웨브홀(150)의 지름보다 5 ~ 15 mm 더 클 수 있다.
이는, 보강링(200)의 지름은 개구부(150)의 지름보다 15 mm 를 초과하여 크게 형성될 경우, 보강링(200)의 지름이 너무 커지면서 보강링(200)의 곡면과 웨브(120)의 두께방향 단면상에 걸쳐서 용접부를 형성하는 것이 어려워지기 때문이다.
도 2 및 도 4를 참조하면, 원형링은, 선재의 양단부 사이에 1개의 단절구간(250)이 형성되는 단절링부재(230)로 구성될 수 있다.
단절링부재(230)는 웨브(120)에 접합된 상태에서 단절구간(250)이 3시 방향 또는 9시 방향에 배치될 수 있다.
도 3을 참조하면, 원형링은 상부보강링(210), 하부보강링(220)을 포함할 수 있다.
상부보강링(210)은 웨브홀(150)의 상부영역을 보강하는 반원링 형상의 부재로 구성될 수 있다.
상부보강링(210)은 웨브홀(150)에 설치된 상태에서 상부로 볼록한 반원링 형상으로 구성될 수 있다.
하부보강링(220)은 상부보강링(210)의 하부영역에 배치되고, 웨브홀(150)의 하부영역을 보강하는 반원링 형상의 부재로 구성될 수 있다.
하부보강링(220)은 웨브홀(150)에 설치된 상태에서 하부로 볼록한 반원링 형상으로 구성될 수 있다.
상부보강링(210)과 하부보강링(220)이 각각 웨브홀(150)에 설치된 상태에서, 상부보강링(210)과 하부보강링(220)의 사이에는 2개의 단절구간(250)이 형성될 수 있다.
2개의 단절구간(250)은 3시 방향 및 9시 방향에 배치될 수 있다.
도 7은 보부재(100)에 작용하는 전단력에 대해 보강링(200)이 휨으로 저항한다고 가정하였을 때, 보강링(200)에 분포하는 휨모멘트(Mr)를 도시한 도면이다.
도 7의 (a)는 보부재(100)에 작용하는 전단력 중 보강링(200)이 분담하는 전단력(Qr)과 등가인 인장분포하중(wt)과 압축분포하중(wc)의 조합에 의해 보강링(200)에서 발생하는 전체 휨모멘트(Mr)의 분포를 도시한 도면이다.
도 7의 (b)의 좌측은 인장분포하중(wt)에 의해 보강링(200)에 발생하는 인장휨모멘트(Mrt)의 분포를 도시한 도면이고, 도 7의 (b)의 우측은 압축분포하중(wc)에 의해 보강링(200)에 발생하는 압축휨모멘트(Mrc)의 분포를 도시한 도면이다.
도 7의 (a)의 우측을 참조하면, 인장분포하중(wt)과 압축분포하중(wc)의 조합에 의해 발생하는 휨모멘트(Mr)는 보강링(200)의 12시 방향, 3시 방향, 6시 방향, 9시 방향에서 휨모멘트(Mr)가 작용하지 않는 것을 알 수 있다.
따라서, 보강링(200)의 12시 방향, 3시 방향, 6시 방향, 9시 방향에서는 보부재(100)의 전단력에 대한 저항을 요구하지 않는다.
다만, 보강링(200)의 12시 방향, 6시 방향에서는 보에 작용하는 휨에 대해서는 압축력과 인장력을 보강이 필요한바, 12시 방향, 6시 방향에서는 보강링(200)의 연속성이 필요하다고 판단된다.
따라서, 보강링(200)의 12시 방향, 6시 방향에서는 보에 작용하는 휨에 대한 저항이 요구되는바, 보강링(200)의 12시 방향, 6시 방향에는 보강링(200)의 단절구간(250)을 배치하지 않는 것이 구조적 안정성의 관점에서 바람직할 수 있다.
다만, 12시 방향, 6시 방향은 전단력에 따른 휨모멘트(Mr)는 작용하지 않으나, 보부재(100)에 하중이 인가시, 12시 방향은 정모멘트 작용시 압축응력(부모멘트 작용시 인장응력)이 작용하는 영역이고, 6시 방향은 정모멘트 작용시 인장응력(부모멘트 작용시 압축응력)이 작용하는 영역이다.
압축응력과 인장하중이 작용하는 영역에는 본 발명의 보강링(200)에 형성된 단절구간(250)이 배치되는 않는 것이 구조적 안정성의 관점에서 바람직할 수 있다.
도 8은 보부재의 보강구조에 적용된 보강링(200)의 단절구간(250)의 형성여부 등이 구조성능에 미치는 영향을 비선형 유한요소해석을 통해 검토한 결과를 도시한 도면이다.
도 8의 종축은 전단력(Shear force, 단위: kN)이고, 횡축은 보회전각(Rotation angle, 단위: rad)을 나타내고 있다.
도 8에 포함된 전단력은 보강링(200) 및 보부재(100)를 포함하는 보부재의 보강구조에 작용하는 전단력을 의미한다. 반면에, 도 7에 도시된 전단력(Qr)은 보강링(200)에 작용하는 전단력을 의미한다.
도 8을 참조하면, 비교예 1(600s-1n)은 개구부(150)가 없는 온전한 보부재(100)의 해설결과이고, 비교예 2(600s-2h)는 개구부(150)가 있으나 보강링(200)이 없는 보부재(100)의 해석결과이다.
비교예 3(600s-3full)은 단절구간(250)이 없는 보강링(200)이 적용된 보부재(100)의 해석결과이고, 비교예 4(600s-4half)는 2개의 단절구간(250)이 3시 방향, 9시 방향에 각각 형성된 보강링(200)이 적용된 보부재(100)의 해석결과이다.
도 8을 참조하면, 단절구간(250)이 없는 보강링(200)이 적용된 보부재(100)인 비교예 3과 2개의 단절구간(250)이 3시 방향, 9시 방향에 각각 형성된 보강링(200)이 적용된 보부재(100)인 비교예 4는 해석결과가 거의 겹쳐있다는 것을 알 수 있다.
즉, 비교예 3과 비교예 4는 전단력의 작용에 대한 보회전각이 거의 동일한바, 3시 방향, 9시 방향에 단절구간(250)을 형성하는 것이 보부재의 보강구조의 구조성능에 미치는 영향이 거의 없다는 것을 알 수 있었다.
따라서, 본 발명의 보부재의 보강구조는 보강링(200)의 단절구간(250)을 3시 방향 및/또는 9시 방향에 배치함으로써, 보강링(200)에 단절구간(250)을 형성하여 경제성을 향상시키면서도 구조적 성능을 안정적으로 확보할 수 있음을 알 수 있다.
보강링(200)은 단절구간(250)이 무용접 상태로 개구부(150)에 접합될 수 있다.
보강링(200)은 굽힘 가공된 선재의 양측 단부의 사이인 단절구간(250)이 무용접 상태로 개구부(150)에 접합됨으로써, 보강링(200)은 단절구간(250)에서 용접을 생략할 수 있어 경제성이 향상될 수 있다.
보강링(200)은 단절구간(250)이 가용접 상태로 개구부(150)에 접합될 수 있다.
보강링(200)은 굽힘 가공된 선재의 양측 단부의 사이인 단절구간(250)이 가용접 상태로 개구부(150)에 접합될 수 있다.
도 6을 참조하면, 보강링(200)은, 개구부(150)가 형성된 웨브(120)의 제1 면(121)에서 제2 면(122) 방향으로 끼움 결합되고, 제1 면(121) 및 제2 면(122) 보다 각각 돌출되도록 배치될 수 있다.
보강링(200)의 개구부(150)에 끼워진 상태에서 용접 접합되고, 보강링(200)의 웨브(120)의 두께 방향으로 제1 면(121) 및 제2 면(122) 보다 각각 돌출되도록 배치될 수 있다.
이는, 보강링(200)을 웨브(120)의 두께 방향 중심과 최대한 근접하게 배치하여 보강링(200)이 설치된 상태에서 본 발명의 보부재의 보강구조의 구조적 안정성을 향상시키기 위함이다.
다음으로, 도면을 참조하여 보강방법에 관하여 구체적으로 설명하기로 한다.
도 2 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 보강방법은 보강링(200) 배치단계, 가용접 단계 및 본용접 단계를 포함할 수 있다.
웨브(120)에 개구부(150)가 형성된 보부재(100)를 준비하고, 선재가 링형상으로 굽힘 가공되고, 적어도 1개 이상의 단절구간(250)이 형성된 보강링(200)을 준비한다.
보강링(200) 배치단계는 보강링(200)을 개구부(150)에 끼워지도록 배치하는 단계이다.
보강링(200) 배치단계에서는 보강링(200)과 개구부(150)의 중심을 맞추면서 보강링(200)을 웨브(120)에 형성된 개구부(150)에 끼움 결합할 수 있다.
보강링(200) 배치단계는 개구부(150)가 형성된 보부재(100)를 아래에 두고, 보강링(200)을 개구부(150)의 상측에서 끼워서 배치할 수 있다.
가용접 단계는 보강링(200)이 개구부(150)로 끼워지는 제1 면(121) 방향에서 웨브(120)와 보강링(200)을 가용접하는 단계이다.
가용접은 본용접을 하기 전에 정한 위치에 용접대상물의 잠정적으로 유지하기 위해 하는 비교적 짧은 길이로 된 용접을 말한다.
가용접 단계는 보강링(200)이 개구부(150)에 끼워진 상태에서 보강링(200)의 둘레방향을 따라 복수의 지점에 가용접을 할 수 있다.
일례로, 가용접 단계는 보강링(200)의 둘레방향을 따라 180도 간격으로 2개의 지점에 가용접을 할 수 있다.
다른 일례로, 가용접 단계는 보강링(200)의 둘레방향을 따라 90도 간격으로 4개의 지점에 가용접을 할 수 있다.
가용접 단계는 보강링(200)이 끼워지는 제1 면(121) 방향에서 보강링(200)과 웨브(120)를 가용접 할 수 있다. 일례로, 웨브(120)의 제1 면(121)과 보강링(200)이 가용접될 수 있다.
본용접 단계는 제1 면(121)의 반대인 제2 면(122) 방향에서 웨브(120)와 보강링(200)을 본용접하는 단계이다.
본용접은 가용접으로 위치가 고정된 용접대상물을 본격적으로 용접하는 용접이다.
본용접 단계는 가용접 단계가 종료 후, 보부재(100)를 뒤집은 상태에서 실시될 수 있고, 제1 면(121)의 반대인 제2 면(122) 방향에서 보강링(200)과 웨브(120)가 본용접(flare-bevel weld) 될 수 있다.
flare-bevel weld 방식은 철근과 강판을 용접하는 본용접 방식 중의 하나이고, 이러한 방식 이외에 다양한 방식의 본용접 방식이 적용될 수 있음은 물론이다.
본용접 단계는, 보강링(200)의 곡면과 웨브(120)의 두께방향 단면상에 걸쳐서 용접 접합될 수 있다.
또한, 본 발명의 보강방법에는 앞서 설명한바 있는 다양한 실시형태를 가지는 보부재의 보강구조의 다양한 실시형태가 적용될 수 있음은 물론이다.
따라서, 보강방법에서 활용되는 보부재의 보강구조의 보부재(100), 보강링(200)의 구성은 이미 설명한 바와 같이 보부재의 보강구조의 구성과 동일한바 이에 대한 자세한 설명은 중복을 피하기 위해 생략한다.
본 발명의 보강방법, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위해 바람직한 보강방법으로서 예시하는 것으로, 상술한 순서 이외에도 구체적인 현장상황에 따라 다른 순서에 따라 변형실시되거나 혹은 기타 부수적인 공정이 추가될 수도 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.
10: 보부재 11: 상부플랜지
12: 웨브 13: 하부플랜지
15: 개구부, 웨브홀 20: 보강판
100: 보부재 110: 상부플랜지
120: 웨브 121: 제1 면
122: 제2 면 130: 하부플랜지
150: 개구부, 웨브홀 200: 보강링
210: 상부보강링 220: 하부보강링
230: 단절링부재 250: 단절구간
Qr: 보강링이 분담하는 전단력 wt: 인장분포하중
wc: 압축분포하중 Mr: 휨모멘트
Mrt: 인장휨모멘트 Mrc: 압축휨모멘트

Claims (13)

  1. 개구부가 형성된 보부재; 및
    선재가 링형상으로 굽힘 가공되고, 적어도 1개 이상의 단절구간이 형성되며, 상기 개구부에 끼워진 상태로 용접 접합되는 보강링;을 포함하고,
    상기 보부재는 웨브에 상기 개구부인 웨브홀이 형성되고,
    상기 보강링의 외주면 상의 곡면과 상기 웨브의 두께방향 단면상에 걸쳐서 용접 접합되고,
    상기 개구부는 상기 웨브에 형성된 원형의 웨브홀로 구성되고,
    상기 보강링은 원형의 단면을 가지는 선재로 구성되고, 선재가 원형의 형상으로 굽힘 가공되는 원형링이고,
    상기 원형링의 지름은 상기 웨브홀의 지름보다 5 ~ 15 mm 더 크고,
    상기 보강링은,
    상기 개구부가 형성된 웨브의 제1 면에서 제2 면 방향으로 끼움 결합되고, 상기 제1 면 및 상기 제2 면 보다 각각 돌출되도록 배치되는 보부재의 보강구조.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서, 상기 원형링은,
    선재의 양단부 사이에 1개의 단절구간이 형성되는 단절링부재로 구성되는 보부재의 보강구조.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 단절링부재는 상기 웨브에 접합된 상태에서 상기 단절구간이 3시 방향 또는 9시 방향에 배치되는 보부재의 보강구조.
  7. 제1항에 있어서, 상기 원형링은,
    상기 웨브홀의 상부영역을 보강하는 반원링 형상의 상부보강링; 및
    상기 상부보강링의 하부영역에 배치되고, 상기 웨브홀의 하부영역을 보강하는 반원링 형상의 하부보강링;을 포함하고,
    상기 상부보강링과 상기 하부보강링의 사이에는 2개의 단절구간이 형성되는 보부재의 보강구조.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 2개의 단절구간은 3시 방향 및 9시 방향에 배치되는보부재의 보강구조.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 보강링은 상기 단절구간이 무용접 상태로 상기 개구부에 접합되는 보부재의 보강구조.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 보강링은 상기 단절구간이 가용접 상태로 상기 개구부에 접합되는 보부재의 보강구조.
  11. 삭제
  12. 제1항, 제5항 내지 제10항 중 어느 한 항에 기재된 보부재의 보강구조를 활용한 보부재의 보강방법이고,
    상기 보강링을 상기 개구부에 끼워지도록 배치하는 보강링 배치단계;
    상기 보강링이 상기 개구부로 끼워지는 제1 면 방향에서 상기 웨브와 상기 보강링을 가용접하는 가용접 단계; 및
    상기 제1 면의 반대인 제2 면 방향에서 상기 웨브와 상기 보강링을 본용접하는 본용접 단계;를 포함하는 보부재의 보강방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 본용접 단계는,
    상기 보강링의 곡면과 상기 웨브의 두께방향 단면상에 걸쳐서 용접부를 형성하는 보부재의 보강방법.
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