KR102543968B1

KR102543968B1 - 토류판

Info

Publication number: KR102543968B1
Application number: KR1020200119877A
Authority: KR
Inventors: 이종구
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2020-09-17
Filing date: 2020-09-17
Publication date: 2023-06-15
Also published as: KR102639958B1; KR20230078617A; KR20220037206A

Abstract

본 발명은 길이방향으로 연장 형성되고, 단면상에서 중공부분인 폐단면부를 형성하는 본체부; 및 상기 본체부를 따라 길이방향으로 연장 형성되고, 상기 본체부에서 토압이 작용하는 후면방향으로 돌출 형성되어 상기 본체부의 강성을 보강하는 강성보강부;를 포함하는 토류판을 제공한다.

Description

토류판{SOIL RETAINING PLATE}

본 발명은 강성이 향상된 토류판에 관한 것이다.

이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 발명에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아님을 밝혀둔다.

토류판(10)은 지하철, 지하차도, 건축물 등을 건설하기 위하여 지반굴착시 흙이 무너지지 않도록 임시적으로 설치하는 가설 흙막이벽에서 H형강 엄지말뚝(P) 사이에 끼워 넣는 구조부재이다.

종래에는 토류판(10)으로는 목재를 가장 많이 사용하였으나, 목재는 장기간 사용하기 어렵고 사용 후 회수하여 폐기물 처리를 해야하므로 최근에는 내구성이 우수한 강재토류판(10)을 많이 사용한다.

도 1을 참조하면, 강재토류판(10)은 H형강 등으로 구성된 엄지말뚝(P)의 사이에 설치되어 토압을 지지하는 역할을 한다.

강재토류판(10)에는 토압에 의한 등분포하중이 작용하며, 흙과 접하는 후면방향에는 토압에 의한 압축응력이 작용한다.

도 2를 참조하면, 강재토류판(10)은 두께 1.0mm 내외의 얇은 강판을 사용하며 단면에 개방부분(S)이 형성되면서 폐단면을 형성하지 않기 때문에 후면방향에서는 압축응력에 의한 좌굴(T)이 발생할 가능성이 있어 토압지지성능이 저하되는 문제점이 있다.

KR 10-0567854 B1

본 발명은 일 측면으로서, 단면성능이 향상된 토류판을 제공하고자 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 일 측면으로서, 본 발명은 길이방향으로 연장 형성되고, 단면상에서 중공부분인 폐단면부를 형성하는 본체부; 상기 본체부를 따라 길이방향으로 연장 형성되고, 상기 본체부에서 토압이 작용하는 후면방향으로 돌출 형성되어 상기 본체부의 강성을 보강하는 강성보강부; 상기 본체부의 양측 단부에 형성되는 한 쌍의 상기 강성보강부를 기계식 결합방식에 의해 체결하는 체결부; 및 상기 본체부의 내부에 설치되어, 상기 본체부의 내면의 적어도 일부를 지지하는 탄성블록부;를 포함하고, 상기 본체부와 상기 강성보강부는 단일의 금속판이 다단으로 절곡되어 일체로 형성되고, 상기 강성보강부는, 상기 본체부의 양단부에서 각각 후면방향으로 절곡 형성되면서 'ㄱ자형'의 단면을 가지는 한 쌍의 제2 강성보강재로 구성되고, 상기 한 쌍의 제2 강성보강재가 서로 맞대지면서 'T자형'의 단면을 형성한 상태에서 상기 체결부에 의해 체결되고, 상기 제2 강성보강재는, 상기 본체부의 단부에 수직하게 절곡 형성되어 후면방향으로 돌출되는 수직판과, 상기 수직판에서 수직하게 절곡 형성되는 수평판으로 구성되고, 상기 체결부는, 상기 강성보강부가 삽입되어 걸림 고정되는 클립부재로 구성되는 제2 체결부이고, 한 쌍의 상기 수평판이 상기 클립부재의 내부로 삽입된 상태에서 걸림 고정되는 토류판을 제공한다.

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본 발명의 일 실시예에 의하면, 토류판의 단면성능이 향상될 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 강재토류판에 작용하는 토압 및 토압에 의해 강재토류판에 작용하는 단면 응력분포를 도시한 도면이다.
도 2는 종래의 강재토류판의 압축응력이 작용하는 영역에서 발생하는 좌굴을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 토류판의 설치상태를 도시한 도면이다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 토류판의 단면도이다.
도 4b는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 토류판의 단면도이다.
도 5a는 도 4a의 토류판에 체결부가 설치된 상태를 도시한 단면도이다.
도 5b 및 도 5c는 도 4b의 토류판에 체결부의 설치과정을 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 토류판에 볼트부재로 구성된 체결부의 설치상세를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 토류판에 클립 부재로 구성된 체결부의 설치상세를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 토류판에 클립 부재 및 볼트 부재의 조합으로 구성된 체결부의 설치상세를 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 더욱 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.

이하, 도 3 내지도 8을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 토류판(10)에 관하여 구체적으로 설명하기로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 토류판(10)은 본체부(100) 및 강성보강부(200)를 포함할 수 있다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 H형강 등으로 구성된 엄지말뚝(P)의 사이에 복수 개의 토류판(10)이 설치될 수 있다. 엄지말뚝(P)은 지반에 매립되면서 높이방향(D2)으로 설치될 수 있다.

토류판(10)은 좌우방향(D3)으로 연장 형성되고, 엄지말뚝(P)의 사이에 높이방향(D2)으로 복수 개가 겹쳐지게 설치되면서 전후방향(D1)을 막도록 설치되어 흙을 막는 흙막이벽을 형성할 수 있다.

도 3을 참조하면, 본체부(100)는 길이방향으로 연장 형성되고, 단면상에서 중공부분인 폐단면부(110)를 형성할 수 있다.

본체부(100)는 강판 등의 금속판이 다단으로 절곡되면서 중공부분인 폐단면을 형성할 수 있다. 이때, 폐단면부(110)는 길이방향을 따라 형성될 수 있다.

본체부(100)는 높이방향(D2)으로 상측과 하측 중 어느 일측에 돌출된 형상의 제1 결합부(130)가 형성되고, 높이방향(D2)으로 상측과 하측 중 나머지 타측에 내입된 형상의 제2 결합부(150)가 형성될 수 있다.

복수 개의 토류판(10)이 높이방향(D2)으로 겹쳐지게 설치될 경우, 제1 결합부(130)는 제2 결합부(150)에 삽입되면서 서로 고정될 수 있다.

제1 결합부(130)와 제2 결합부(150)는 높이방향(D2)으로 겹쳐지게 설치된 복수 개의 토류판(10)의 이탈을 방지하는 역할을 하고, 겹쳐지게 설치된 복수 개의 토류판(10) 간의 하중을 분산시켜 휨강도를 보강하는 역할을 할 수 있다.

본체부(100)의 후면방향은 흙과 접하는 방향이고, 전면방향은 흙과 접하는 방향과 반대방향이다.

본체부(100)의 전면방향에는 인장보강부(170)가 형성될 수 있고, 인장보강부(170)는 후면방향으로 내입된 형태로 형성될 수 있다.

인장보강부(170)는 토류판(10)의 휨강성을 보강할 수 있다.

본체부(100)는 제1 결합부(130)가 돌출되고, 제2 결합부(150)와 인장보강부(170)가 내입된 사각형 형상의 폐단면을 형성할 수 있다.

도 3을 참조하면, 강성보강부(200)는 본체부(100)를 따라 길이방향으로 연장 형성되고, 본체부(100)에서 토압이 작용하는 후면방향으로 돌출 형성되어 본체부(100)의 강성을 보강할 수 있다.

일례로, 본체부(100)의 길이방향을 따라 전체구간에 형성될 수 있다.

일례로, 본체부(100)의 길이방향을 따라 일부구간에 형성될 수 있고, 적어도 압축하중이 작용하는 본체부(100)의 길이방향 중앙영역에 형성될 수 있다.

강성보강부(200)는 후술할 체결부(300)의 설치부분을 형성할 수 있다.

강성보강부(200)는 한 쌍이 서로 맞대지면서 연결부분의 면적을 충분히 확보하여 연결부분의 강성을 안정적으로 확보할 수 있다.

특히, 한 쌍의 강성보강부(200)가 서로 접촉 지지되면서 압축응력에 대한 지지력이 크게 향상될 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 토류판(10)은 강성보강부(200)가 토압이 작용하는 후면방향으로 돌출 형성됨으로써, 강성보강부(200)가 토류판(10)의 단면의 중립축으로부터 멀어질 수 있어 단면계수를 증가시켜 토류판(10)의 단면성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 토류판(10)은 단면상에서 중공부분인 폐단면부(110)를 형성함으로써, 토류판(10)을 경량화하여 시공상의 편의를 제공하면서도 충분한 강성을 확보할 수 있는 효과가 있다.

본체부(100)와 강성보강부(200)는 단일의 금속판이 다단으로 절곡되어 일체로 형성될 수 있다.

본체부(100)와 강성보강부(200)는 강판 등의 금속판이 롤포밍 방식에 의해 일체로 성형될 수 있다.

일례로, 본체부(100)와 강성보강부(200)는 두께가 1mm 내외의 강판을 롤포밍 방식에 의해 다단으로 절곡하여 일체로 형성할 수 있다. 구체적으로, 본체부(100)와 강성보강부(200)는 두께가 0.8 ~ 1.5mm 범위를 가지는 강판으로 제작할 수 있다.

물론, 폐단면부(110)를 가지는 본체부(100)를 따로 생산하고, 강성보강부(200)를 본체부(100)에 용접하는 용접접합하는 것을 고려할 수 있다.

다만, 이 경우, 롤포밍 방식에 비해 비용이 더 많이 들고, 용접부분에서 열변형이 발생할 수 있다는 문제점이 있다.

특히, 본체부(100)와 강성보강부(200)에 1mm 내외의 강판을 활용하는 경우 열변형의 문제가 더욱 심화될 수 있고, 이로 인한 강성의 저하가 심화될 수 있다는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 토류판(10)은 본 발명의 토류판(10)은 본체부(100)와 강성보강부(200)가 단일의 금속판이 다단으로 절곡되어 일체로 형성됨으로써, 제작이 용이하여 제작비용이 절감되고, 용접 접합 방식과는 달리 열변형으로 인한 강성의 저하가 발생하지 않는 이점이 있다.

토류판(10)은 본체부(100)의 양측 단부에 형성되는 한 쌍의 강성보강부(200)를 기계식 결합방식에 의해 체결하는 체결부(300)를 더 포함할 수 있다.

여기서, 기계식 결합방식은 용접 접합 방식이 아닌 결합방식을 의미하며, 기계식 결합방식에는 볼트체결방식, 삽입체결방식, 리벳체결방식 등이 있다.

한 쌍의 강성보강부(200)는 서로 겹쳐진 상태에서 체결부(300)에 의해 체결될 수 있다.

본 발명의 토류판(10)은 한 쌍의 강성보강부(200)를 기계식 결합방식에 의해 체결함으로써, 용접제작 방식을 적용시 발생할 수 있는 열변형이 미연에 방지될 수 있는 효과가 있다.

도 4a를 참조하면, 강성보강부(200)는, 본체부(100)의 양단부에서 각각 후면방향으로 절곡 형성되면서 'ㅡ자형'의 단면을 가지는 한 쌍의 제1 강성보강재(200-1)로 구성될 수 있다.

제1 강성보강재(200-1)는 본체부(100)의 단부에 수직하게 절곡 형성되어 후면방향으로 돌출되는 수직판(210)으로 구성될 수 있다.

도 5a를 참조하면, 한 쌍의 제1 강성보강재(200-1)가 서로 겹쳐진 상태에서 체결부(300)에 의해 체결될 수 있다.

체결부(300)는 볼트부재로 구성될 수 있고, 한 쌍의 수직판(210)이 서로 겹쳐진 상태에서 볼트부재에 의해 체결될 수 있다.

도 4b를 참조하면, 강성보강부(200)는, 본체부(100)의 양단부에서 각각 후면방향으로 절곡 형성되면서 'ㄱ자형'의 단면을 가지는 한 쌍의 제2 강성보강재(200-2)로 구성될 수 있다.

제2 강성보강재(200-2)는 본체부(100)의 단부에 수직하게 절곡 형성되어 후면방향으로 돌출되는 수직판(210)과, 수직판(210)에서 수직하게 절곡 형성되는 수평판(230)으로 구성될 수 있다.

한 쌍의 제2 강성보강재(200-2)가 서로 맞대지면서 'T자형'의 단면을 형성시, 2개의 수직판(210)은 서로 겹쳐진 상태일 수 있다.

도 5b 및 도 5c를 참조하면, 한 쌍의 제2 강성보강재(200-2)가 서로 맞대지면서 'T자형'의 단면을 형성한 상태에서 체결부(300)에 의해 체결될 수 있다.

체결부(300)는 클립부재로 구성될 수 있고, 한 쌍의 제2 강성보강재(200-2)가 서로 겹쳐진 상태에서 클립부재를 후면방향에서 정면방향으로 누르면 클립부재가 벌어지면서 체결될 수 있다.

이때, 클립부재는 내부공간에 'T자형'의 단면을 형성한 한 쌍의 제2 강성보강재(200-2)를 수용한 상태에서 고정할 수 있다. 구체적으로, 한 쌍의 수평판(230)이 클립부재의 내부로 삽입된 상태에서 걸림고정될 수 있다.

도 5a를 참조하면, 체결부(300)는, 강성보강부(200)의 길이방향을 따라 소정의 간격으로 이격하여 설치되는 볼트부재로 구성되는 제1 체결부(300-1)일 수 있다.

도 6을 참조하면, 제1 체결부(300-1)는 복수 개의 볼트부재로 구성될 수 있다.

강성보강부(200)의 길이방향 중앙영역에서는 볼트부재가 보다 좁은 간격으로 설치되고, 길이방향 단부영역에서는 볼트부재가 보다 넓은 간격으로 설치될 수 있다.

도 6의 하측을 참조하면, 제1 체결부(300-1)는 모멘트 분포도에서 A1 ~ A6의 면적이 동일(A1 = A2 = A3 = A4 = A5 = A6)해지도록 복수 개의 볼트부재가 설치될 수 있다.

토류판(10)의 전체길이를 L이라고 할 때, 토류판(10)의 좌측단부, 좌측단부에서 0.26L 떨어진 위치, 좌측단부에서 0.39L 떨어진 위치, 좌측단부에서 0.61L 떨어진 위치, 좌측단부에서 0.74L 떨어진 위치, 토류판(10)의 좌측단부에 각각 볼트부재가 설치될 수 있다.

도 5b 및 도 5c를 참조하면, 체결부(300)는, 강성보강부(200)가 삽입되어 걸림 고정되는 클립부재로 구성되는 제2 체결부(300-2)일 수 있다.

도 7을 참조하면, 클립부재는 본체부(100)의 길이방향을 따라 전체구간에 설치될 수 있다.

체결부(300)는 제1 체결부(300-1) 및 제2 체결부(300-2)를 포함할 수 있다.

제1 체결부(300-1)는 강성보강부(200)의 길이방향 양측 단부영역에 설치되고, 강성보강부(200)에 설치되는 볼트부재로 구성될 수 있고, 제2 체결부(300-2)는 강성보강부(200)의 길이방향 중앙영역에 설치되고, 강성보강부(200)가 삽입되어 걸림 고정되는 클립부재로 구성될 수 있다.

도 8을 참조하면, 강성보강부(200)의 길이방향 단부영역에서는 제1 결합부(130)인 볼트부재가 설치되고, 강성보강부(200)의 길이방향 중앙영역에서는 제2 결합부(150)인 클립부재가 설치될 수 있다.

도 8의 하측을 참조하면, 모멘트 분포도에서 A1 ~ A6의 면적이 동일(A1 = A2 = A3 = A4 = A5 = A6)해지도록 클립부재 및 볼트부재가 설치될 수 있다.

길이방향 단부영역에서 한 쌍의 제2 강성보강재(200-2)는 각각의 수직판(210)이 서로 겹쳐지고, 수직판(210)이 겹쳐진 부분에서 볼트부재로가 체결될 수 있다.

일례로, 토류판(10)의 전체길이를 L이라고 할 때, 토류판(10)의 길이방향 단부영역인 토류판(10)의 좌측단부, 토류판(10)의 좌측단부에 각각 볼트부재가 설치되고, 토류판(10)의 길이방향 중앙영역인 좌측단부에서 0.26L 떨어진 위치에서 좌측단부에서 0.74L 떨어진 위치에 걸쳐서 클립부재가 설치될 수 있다.

도 3을 참조하면, 토류판(10)은 본체부(100)의 내부에 설치되어, 본체부(100)의 내면의 적어도 일부를 지지하는 탄성블록부(400)를 더 포함할 수 있다.

탄성블록부(400)는 본체부(100)의 내부에 설치되어 본체부(100)가 변형시 내부에서 본체부(100)를 완충 지지하는 역할을 할 수 있다.

탄성블록부(400)는 본체부(100)의 내면을 지지하여 본체부(100)의 변형을 방지하는 역할을 할 수 있고, 본체부(100)에 작용한 흙의 토압을 완충하여 지지할 수 있다.

일례로, 탄성블록부(400)는 eps(expanded poly-styrol) 블록으로 구성되고, 본체부(100)의 내부가 eps 블록으로 채워질수 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: 토류판 100: 본체부
110: 폐단면부 130: 제1 결합부
150: 제2 결합부 170: 인장보강부
200: 강성보강부 200-1: 제1 강성보강재
200-2: 제2 강성보강재 210: 수직판
230: 수평판 300: 체결부
300-1: : 제1 체결부 300-2: : 제2 체결부
400: 탄성블록부 D1: 전후방향
D1-1: 후면방향 D1-2: 전면방향
D2: 높이방향 D3: 좌우방향
P: 엄지말뚝 S: 개방부분
T: 좌굴

Claims

길이방향으로 연장 형성되고, 단면상에서 중공부분인 폐단면부를 형성하는 본체부;
상기 본체부를 따라 길이방향으로 연장 형성되고, 상기 본체부에서 토압이 작용하는 후면방향으로 돌출 형성되어 상기 본체부의 강성을 보강하는 강성보강부;
상기 본체부의 양측 단부에 형성되는 한 쌍의 상기 강성보강부를 기계식 결합방식에 의해 체결하는 체결부; 및
상기 본체부의 내부에 설치되어, 상기 본체부의 내면의 적어도 일부를 지지하는 탄성블록부;를 포함하고,
상기 본체부와 상기 강성보강부는 단일의 금속판이 다단으로 절곡되어 일체로 형성되고,
상기 강성보강부는,
상기 본체부의 양단부에서 각각 후면방향으로 절곡 형성되면서 'ㄱ자형'의 단면을 가지는 한 쌍의 제2 강성보강재로 구성되고, 상기 한 쌍의 제2 강성보강재가 서로 맞대지면서 'T자형'의 단면을 형성한 상태에서 상기 체결부에 의해 체결되고,
상기 제2 강성보강재는,
상기 본체부의 단부에 수직하게 절곡 형성되어 후면방향으로 돌출되는 수직판과, 상기 수직판에서 수직하게 절곡 형성되는 수평판으로 구성되고,
상기 체결부는,
상기 강성보강부가 삽입되어 걸림 고정되는 클립부재로 구성되는 제2 체결부이고,
한 쌍의 상기 수평판이 상기 클립부재의 내부로 삽입된 상태에서 걸림 고정되는 토류판.
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