KR200317534Y1 - 견고한 조립구조를 가지는 프리캐스트 콘크리트 패널합성빔 - Google Patents

Abstract

본 고안은 프리캐스트 콘크리트 패널과 강재 빔이 더욱 견고하게 연결되어 구조적으로 완전히 일체로 거동하도록 할 수 있으며, 조립이 용이한 조립구조를 가진 프리캐스트 콘크리트 패널 합성빔에 관한 것이다.

본 고안에서는 강재 빔(10)과 프리캐스트 콘크리트 패널(20)이 일체로 조립되어 합성된 구조의 합성빔으로서, 하면에는 다수개의 전단연결재(25)가 구비되어 있고 다수개의 관통공이 형성되어 있는 소정 두께의 강재 판으로 이루어진 연결저판(21)이, 그 하면에서 상면으로 상기 체결수단(31)이 상기 관통공에 삽입되어 체결수단(31)의 단부가 프리캐스트 콘크리트 패널(20)의 상면 위로 돌출되는 상태로 프리캐스트 콘크리트 패널(20)에 일체로 장착되며; 강재 빔(10)의 하부플랜지(13)에는 상기 연결저판(21)과 결합된 체결수단(31)의 단부가 삽입되는 연결공(15)이 형성되어 있어, 연결저판(21)의 상면 위로 돌출되어 있는 체결수단(31)의 단부가 대응되는 연결공(15)에 삽입되어 관통되도록 한 후, 너트 등과 같은 고정수단(32)을 체결하여 고정되므로써 상기 강재 빔(10)과 프리캐스트 콘크리트 패널(20)이 일체로 합성되는 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 콘크리트 패널 합성빔이 제공된다. .

Description

견고한 조립구조를 가지는 프리캐스트 콘크리트 패널 합성빔{Composite Beam Stiffened with Prestressed Concrete Panel having Novel Connecting Structure}

본 고안은 프리캐스트 콘크리트 패널과 강재 빔이 간편하고 견고한 방식으로 조립될 수 있도록 하는 신규한 조립구조에 의하여 합성된 프리캐스트 콘크리트 패널 합성빔에 관한 것이다.

프리캐스트 콘크리트 패널 합성빔은, 강선의 긴장에 의해 프리스트레스트가 도입된 프리캐스트 콘크리트 패널과 I형 강재 빔이 조립된 구조로 이루어진다.

이와 같이, 프리캐스트 콘크리트 패널 합성빔은, I형 강재 빔과 프리캐스트 콘크리트 패널이 합성되는 것이므로, I형 강재 빔과 프리캐스트 콘크리트 패널이 견고하게 연결되어 구조적으로 일체로 거동할 수 있도록 하는 것이 절대적으로 중요하다.

본 고안은 간편한 방법으로 프리캐스트 콘크리트 패널과 강재 빔을 더욱 견고하게 연결하여 구조적으로 완전히 일체로 거동하도록 할 수 있는 조립구조를 가진 프리캐스트 콘크리트 패널 합성빔을 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 본 고안의 일실시예로서, 허니컴(honeycomb) 거더 형식의 강재 빔이 프리캐스트 콘크리트 패널과 결합되어 이루어진 합성빔의 개략적인 사시도이다.

도 2는 도 1의 원A 위치에서의 I형 강재 빔과 프리캐스트 콘크리트 패널이 결합되기 전의 상태에 대한 개략적인 상세 사시도이다.

도 3는 도 1의 선B-B에 따른 개략적인 단면도이다.

도 4a 및 도 4b는 각각 본 고안에서 사용되는 연결저판의 실시예의 개략적인 사시도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : I형 강재 빔 20 : 프리캐스트 콘크리트 패널

21 : 연결저판 22 : 완충부재

본 고안에서는 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 강재 빔과 프리캐스트 콘크리트 패널이 일체로 조립되어 합성된 구조의 합성빔으로서, 하면에는 다수개의 전단연결재가 구비되어 있고 다수개의 관통공이 형성되어 있는 소정 두께의 강재판으로 이루어진 연결저판이, 그 하면에서 상면으로 상기 체결수단이 상기 관통공에 삽입되어 체결수단의 단부가 프리캐스트 콘크리트 패널의 상면 위로 돌출되는 상태로 프리캐스트 콘크리트 패널에 일체로 장착되며; 강재 빔의 하부플랜지에는 상기 연결저판과 결합된 체결수단의 단부가 삽입되는 연결공이 형성되어 있어, 연결저판의 상면 위로 돌출되어 있는 체결수단의 단부가 대응되는 연결공에 삽입되어 관통되도록 한 후, 너트 등과 같은 고정수단을 체결하여 고정되므로써 상기 강재 빔과 프리캐스트 콘크리트 패널이 일체로 합성되는 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 콘크리트 패널 합성빔이 제공된다.

위의 본 고안에 따른 합성빔에 있어서, 상기 연결저판의 모서리는 둥굴게 라운드 처리될 수 있으며, 상기 연결저판의 측면 주위에는 프리캐스트 콘크리트 패널과의 사이에 응력을 흡수하기 위한 완충부재가 구비될 수도 있다. 또한, 상기 연결저판의 측면에는, 상기 완충부재가 물리게 되어 상기 완충부재가 견고하게 제위치를 유지할 수 있도록 하는 홈 또는 돌기부가 형성될 수도 있다.

다음에서는 첨부도면을 참고하여 본 고안의 구체적인 실시예를 살펴보므로써 본 고안의 구성에 대하여 설명한다.

도 1은 본 고안의 일실시예로서, I형 강재 빔(10)의 복부(12)에 사다리꼴 형태의 절취부(14)가 형성되어 있는 허니컴(honeycomb) 거더 형식의 빔(10)이 본 고안에 따른 조립구조에 의하여 프리캐스트 콘크리트 패널(20)과 결합되어 이루어진 합성빔의 개략적인 사시도가 도시되어 있다.

본 고안에 있어서, 프리캐스트 콘크리트 패널(20)과 결합되는 I형 강재빔(10)은 복부(12)의 하면이 소정 형상(도면에 도시된 실시예에서는 사다리꼴 형상)으로 절취되어 있으며, 상기 절취된 부분에는 하부플랜지(13)가 구비되어 있지 아니하다.

본 고안에서 채용하고 있는 위와 같은 허니컴 거더 형식의 I형 강재 (10)빔의 경우, 구조적인 중요도가 상대적으로 낮은 빔의 복부 부분의 일부를 절취하므로써, 사용 강재량이 절감되고 그에 따라 비용 및 자중이 절감되는 효과를 발휘하게 된다.

도 2에는 도 1의 원A 위치에서의 I형 강재 빔(10)과 프리캐스트 콘크리트 패널(20)이 결합되기 전의 상태에 대한 개략적인 상세 사시도가 도시되어 있고, 도 3에는 도 1의 선B-B에 따른 개략적인 단면도가 도시되어 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 프리캐스트 콘크리트 패널(20)의 상면에는, I형 강재 빔(10)의 하부플랜지(13)와 결합되는 연결저판(21)이 일체로 설치된다. 상기 연결저판(21)은 소정 두께의 강재 판으로 이루어지는데, 다수개의 관통공(도시되지 아니함)이 형성되어 있어, 도 3에 도시된 바와 같이 고장력 볼트와 같은 체결수단(31)이 연결저판(21)의 하면에서 상면으로 관통 삽입되어 체결수단(31)의 단부가 프리캐스트 콘크리트 패널(20)의 상면 위로 돌출되는 상태로 장착되어 상기 프리캐스트 콘크리트 패널(20)에 설치된다.

상기 연결저판(21)의 측면 주위로는 프리캐스트 콘크리트 패널(20)과의 사이에 완충부재(22)가 설치될 수 있다. 상기 완충부재(22)는, 연결저판(21)의 측면과 프리캐스트 콘크리트 패널(20)이 밀착되어 있는 상태에서 차량 등의 반복하중이 합성빔에 재하되었을 때 상기 연결저판(21)의 측면 주위의 프리캐스트 콘크리트 패널(20)에 가해지는 응력을 흡수하는 기능을 한다. 따라서, 이와 같은 완충부재(22)를 구비함으로 인하여 반복하중 등에 의한 연결저판(21) 측면 주위에서의 프리캐스트 콘크리트 패널(20)에 미세 균열 등 손상이 발생하는 것을 방지할 수 있게 된다.

특히, 상기 연결저판(21)의 모서리를 도 2에 도시된 것처럼 둥굴게 라운드 처리하게 되면 모서리부에 반복하중 등으로 인한 응력이 집중되어 프리캐스트 콘크리트 패널(20)에 균열 등의 손상이 발생하는 것을 사전에 예방할 수 있게 된다.

한편, 도 4a 및 도 4b에는 각각 상기한 연결저판(21)의 일실시예의 개략적인 사시도가 도시되어 있는데, 도 4a에 도시된 것처럼 상기 연결저판(21)의 측면에 소정의 홈(23)을 형성하여 상기 완충부재(22)의 일부가 상기 홈(23)에 물리도록 하므로써 상기 완충부재(22)가 견고하게 제위치를 유지할 수 있도록 할 수도 있다. 도 4a의 경우, 완충부재(22)를 사용하지 아니할 때에는, 프리캐스트 콘크리트 패널(20) 제작시에 콘크리트가 상기 연결저판(21)의 홈(23)에 유입되므로 연결저판(21)과 프리캐스트 콘크리트 패널(20)이 완전하게 밀착하도록 하는데 상당히 유리하다.

또한, 도 4b에 도시된 것처럼 상기 연결저판(21)의 측면에 소정의 돌기부(24)를 형성하여, 상기 돌기부(24)가 완충부재(22)를 물도록 하므로써 상기 완충부재(22)가 견고하게 제위치를 유지할 수 있도록 할 수도 있다. 도 4b에 도시된 경우에도 완충부재(22)를 사용하지 아니할 때에는 상기 돌기부(24)가 프리캐스트 콘크리트 패널(20) 내에 매립되므로 연결저판(21)과 프리캐스트 콘크리트 패널(20)이 완전하게 밀착하도록 하는데 크게 유리하게 된다.

상기 연결저판(21)의 하면에는 프리캐스트 콘크리트 패널(20)과의 완전한 결합을 위하여 상기 프리캐스트 콘크리트 패널(20)에 매립되는 스터드와 같은 다수개의 전단연결재(25)가 구비되어 있다.

도 2를 참조하여 상기 연결저판(21)과 I형 강재 빔(10)과의 연결구조를 더 구체적으로 설명하면, 본 고안에서는 상기 연결저판(21)과 I형 강재 빔(10)의 하부플랜지(13)가 서로 조립되어 결합하게 되는데, 이를 위해서 상기 I형 강재 빔(10)의 하부플랜지(13)에는 상기 연결저판(21)과 결합된 체결수단(31)의 단부가 삽입되는 연결공(15)이 형성되어 있다. 상기 연결공(15)은 상기 연결저판(21)의 체결수단(31) 배치 위치와 대응되는 위치에 형성되는데, 합성빔의 제작과정에서 체결수단(31)의 위치에 오차가 발생할 수 있다는 점을 고려하여 상기 연결공(15)은 소정 길이의 장공으로 형성되는 것이 바람직하다.

특히, 본 고안에 따른 합성빔을 이용하는 교량 구조에 있어서, 합성빔에 종단선형에 의한 구배솟음량(camber)이 적용되는 경우, I형 강재 빔(10)과 프리캐스트 콘크리트 패널(20)의 종단 구배솟음량을 각각 고려하여 제작하게 되는데, I형 강재 빔(10)과 프리캐스트 콘크리트 패널(20)간의 구배솟음량의 차이로 인하여 하부플랜지(13)의 연결공(15) 위치와 연결저판(21)의 상면에 돌출되어 있는 체결수단(31)의 단부 위치가 서로 불일치할 경우가 있다. 이와 같이 연결공(15)의 위치와 체결수단(31)의 위치가 서로 불일치하는 경우에도 체결수단(31)이 상기 연결공(15)에 용이하게 삽입될 수 있도록 상기 연결공(15)을 소정 길이의 장공 형태로 형성하는 것이 바람직한 것이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 하부플랜지(13)를 연결저판(21)과 조립하기 위해서 연결저판(21)의 상면 위로 돌출되어 있는 체결수단(31)의 단부가 대응되는 연결공(15)에 삽입되어 관통되도록 한 후, 너트 등과 같은 고정수단(32)을 체결하여 고정한다. 이때, 앞서 설명한 바와 같이 연결공(15)을 장공으로 형성하게 되면 체결수단(31)의 위치가 다소 변동되더라도 용이하게 연결공(15)에 삽입할 수 있게 된다. 도 3에서 부재번호 33은 와셔(33)이다. 상기 와셔(33)는 생략할 수도 있다.

한편, 프리캐스트 콘크리트 패널(20)의 PC 강선(도 3에서 강선의 도시는 생략함), 스터럽(28), 종방향 철근(29) 등을 설치한 후 연결저판(21)을 그 상부에 위치하고 콘크리트를 타설하여 프리캐스트 콘크리트 패널(20)을 제작하게 된다. 연결저판(21)을 프리캐스트 콘크리트 패널(20)에 설치함에 있어서, 연결저판(21)은 스터럽(28)의 위에 놓이게 되는데, 경우에 따라서는 연결저판(21)을 제 위치에 놓기 위하여 스터럽(28)의 상부를 표면 가까이에 있도록 하여야 하는데, 이 경우 적절한 스터럽의 피복 두께를 확보하지 못할 수가 있다. 이런 경우에는 도 3에 도시된 바와 같이 연결저판(21)의 하부에 피복확보를 위한 소정 두께의 간격유지부재(27)를 위치시킨 후 그 위에 연결저판(21)을 올려놓는 것이 바람직하다.

위에서 설명한 바와 같은 본 고안에 의하면, 미리 제작된 프리캐스트 콘크리트 패널(20)에 일체로 구비된 연결저판(21)의 상면으로 돌출된 체결수단(31)을 하부플랜지(13)에 형성된 연결공(15)에 삽입하여 체결하게 되므로써, 상기 연결저판(21)과 하부플랜지가 완전히 밀착된 형태로 결합하게 되어 그 결합의 신뢰성이 향상된다.

특히, 상기 연결공(15)을 장공으로 형성하게 되면 체결수단(31)의 위치에 오차가 발생하더라도 하부플랜지(13)와의 결합이 용이하게 된다. 따라서, 본 고안에 의하면 매우 간단한 방법에 의하여 프리캐스트 콘크리트 패널(20)과 I형 강재 빔(10)를 결합할 수 있게 되어, 그만큼 시공비를 줄일 수 있게 된다.

또한 본 고안에서는 상기 연결저판(21)의 측면 주위로 프리캐스트 콘크리트 패널(20)과의 사이에 완충부재(22)를 설치하여 반복하중에 의하여 상기 연결저판(21)의 측면 주위의 프리캐스트 콘크리트 패널(20)에 가해지는 응력을 흡수하게 되므로반복하중 등에 의한 연결저판(21) 측면 주위에서의 프리캐스트 콘크리트 패널(20)에 미세 균열 등 손상이 발생하는 것을 방지할 수 있게 된다.

특히, 상기 연결저판(21)의 모서리를 둥굴게 라운드 처리하게 되면 모서리부에 반복하중 등으로 인한 응력이 집중되어 프리캐스트 콘크리트 패널(20)에 균열 등의 손상이 발생하는 것을 사전에 예방할 수 있게 된다.

또한, 상기 연결저판(21)의 측면에 소정의 홈(23)을 형성하여 상기 완충부재(22)의 일부가 상기 홈(23)에 물리도록 하므로써 상기 완충부재(22)가 견고하게 제위치를 유지할 수 있도록 하거나 또는 상기 연결저판(21)의 측면에 소정의 돌기부(24)를 형성하여, 상기 돌기부(24)가 완충부재(22)를 물도록 하므로써 상기 완충부재(22)가 견고하게 제위치를 유지할 수 있도록 할 수도 있다. 이러한 구성은 연결저판(21)과 프리캐스트 콘크리트 패널(20)이 완전하게 밀착하도록 하는데 크게 유리하게 된다.

특히, 본 고안의 경우는 강재 빔의 복부하단부와 같은 인장부위에 천공 등의 직접적인 손상을 가하는 구조가 아니므로 빔의 장기적 피로 거동에 매우 유리하다.

이와 같이, 본 고안에 의하면, I형 강재 빔(10)과 프리캐스트 콘크리트 패널(20)이 매우 견고하고 간편한 조립구조에 의하여 결합되므로, 구조적인 합성 정도가 매우 우수하며 시공이 간편하게 된다.

Claims (3)

1. 강재 빔(10)과 프리캐스트 콘크리트 패널(20)이 일체로 조립되어 합성된 구조의 합성빔으로서,

   하면에는 다수개의 전단연결재(25)가 구비되어 있고 다수개의 관통공이 형성되어 있는 소정 두께의 강재 판으로 이루어진 연결저판(21)이, 그 하면에서 상면으로 상기 체결수단(31)이 상기 관통공에 삽입되어 체결수단(31)의 단부가 프리캐스트 콘크리트 패널(20)의 상면 위로 돌출되는 상태로 프리캐스트 콘크리트 패널(20)에 일체로 장착되며;

   강재 빔(10)의 하부플랜지(13)에는 상기 연결저판(21)과 결합된 체결수단(31)의 단부가 삽입되는 연결공(15)이 형성되어 있어, 연결저판(21)의 상면 위로 돌출되어 있는 체결수단(31)의 단부가 대응되는 연결공(15)에 삽입되어 관통되도록 한 후, 너트 등과 같은 고정수단(32)을 체결하여 고정되므로써 상기 강재 빔(10)과 프리캐스트 콘크리트 패널(20)이 일체로 합성되는 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 콘크리트 패널 합성빔.
2. 제1항에 있어서,

   상기 연결저판(21)의 모서리는 둥굴게 라운드 처리되어 있으며;

   상기 연결저판(21)의 측면 주위에는 프리캐스트 콘크리트 패널(20)과의 사이에 응력을 흡수하기 위한 완충부재(22)가 구비되어 있고;

   상기 연결저판(21)의 측면에는, 상기 완충부재(22)가 물리게 되어 상기 완충부재(22)가 견고하게 제위치를 유지할 수 있도록 하는 홈(23)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 콘크리트 패널 합성빔.
3. 제1항에 있어서,

   상기 연결저판(21)의 모서리는 둥굴게 라운드 처리되어 있으며;

   상기 연결저판(21)의 측면 주위에는 프리캐스트 콘크리트 패널(20)과의 사이에 응력을 흡수하기 위한 완충부재(22)가 구비되어 있고;

   상기 연결저판(21)의 측면에는, 상기 완충부재(22)를 물어 상기 완충부재(22)가 견고하게 제위치를 유지할 수 있도록 하는 돌기부(24)가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 콘크리트 패널 합성빔.