KR20040041557A - 상부 플렌지와 하부 플렌지의 두께 또는 폭이 다른 이형플렌지 에이치형강 - Google Patents

상부 플렌지와 하부 플렌지의 두께 또는 폭이 다른 이형플렌지 에이치형강 Download PDF

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Abstract

본 발명은 단순 지지된 철골보를 합성보(Composite Beam)로 설계, 시공함에 있어 기 생산되는 H형강(Wide Flange Shapes)과는 달리 상부 플렌지(8)와 하부 플렌지(9)의 두께 또는 폭을 다르게 하여 합성보가 갖는 구조적 장점을 최대한 이용하여 단면성능을 향상시키는 방법에 관한 것이다.
즉, 합성보에서는 콘크리트 슬래브(1)가 보에 작용하는 압축력을 부담하게 되므로 철골보의 상부 플렌지(8)는 국부좌굴에 대한 폭, 두께비를 만족하는 최소의 두께로 하고, 인장응력을 지지하는 하부 플렌지(9)의 두께 또는 폭을 증가시켜 합성단면에 의한 단면2차 모멘트 및 단면계수를 향상시켜 철골보의 성능을 극대화시키는 것에 관한 것이다.

Description

상부 플렌지와 하부 플렌지의 두께 또는 폭이 다른 이형플렌지 에이치형강{H Shape Steel Beam of Deformed Flange}
본 발명은 단순 지지된 철골보를 합성보(Composite Beam)로 설계, 시공함에 있어 기 생산되는 H형강의 상, 하부 플렌지의 두께 또는 폭을 다르게 하여 합성보가 갖는 구조적 장점을 최대한 이용하여 단면성능을 향상시켜 강재량을 절약하여 경제적인 이득을 얻기 위한 것이다.
합성보 구조는<도 1>에서 보는 바와 같이 콘크리트 슬래브(1)와 철골보(3)를 전단 연결재(2)로 연결하여 콘크리트 슬래브(1)가 압축력에 저항하도록 하여 단면성능을 향상시킨 구조이므로 철골보(3)의 상부(6)플렌지는 철근콘크리트 슬래브(1)와 같이 압축응력을 부담하게 되므로 단면에 여유가 많은 반면, 하부 플렌지(7)는 인장응력을 모두 부담하여야 한다. 따라서 단면의 여유가 있는 상부 플렌지(6)는 국부좌굴에 대한 폭, 두께비를 만족하는 최소의 두께로 감소시키고 하부 플렌지(7)의 두께 또는 폭을 증가시키게 되면 단면성능의 효율을 향상시킬 수 있게 된다.
그러나, 기 생산되는 H 형강의 경우<도 2>와 같이 상부 플렌지(6)와 하부 플렌지(7)의 두께가 동일하게 생산됨에 따라 합성보에 있어서는 강재의 효율이 감소 될 수 밖에 없다.
단순 지지보를 합성보로 설계, 시공하는 H형강에 대하여 합성보의 구조적 장점을 이용하여<도 3>과 같이 상부(8) 플렌지는 국부좌굴에 대한 폭, 두께비를 만족하는 최소의 두께로 일정하게 유지하고, 하부 플렌지(9)의 두께를 증가시키거나<도 4>와 같이 상부(8) 플렌지는 국부좌굴에 대한 폭, 두께비를 만족하는 최소의 두께로 일정하게 유지하고, 하부 플렌지(9)의 폭을 증가시키게 되면 단면성능의 효율을 극대화 시킬 수 있다. 하부 플렌지(9)의 단면 증가 한계치는 콘크리트 슬래브(1)의 허용압축 응력값 이내로 하여야 하며, 두께에 따른 항복강도 제한치인 40mm 이내에서 사용하는 것이 바람직 할 것이다.
제1도는 합성보의 단면도 및 중립축
제2도는 일반적인 H형강 단면도
제3도는 본 발명에 사용되는 하부 플렌지 폭을 두껍게 제작한 이형 플랜지 H 형강 단면도
제4도는 본 발명에 사용되는 하부 플렌지 폭을 넓게 제작한 이형 플랜지 H 형강 단면도
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1. 콘크리트 슬래브
2. 전단 연결재
3. 철골보
4. 중립축
5. 철골보 밑면에서 합성보 중심까지의 거리
6. 기 생산되는 H형강의 상부 플렌지
7. 기 생산되는 H형강의 하부 플렌지
8. 본 발명에 사용되는 이형 플렌지 H 형강의 상부 플렌지
9. 본 발명에 사용되는 플렌지 두께를 두껍게 제작한 이형 플렌지 H 형강의 하부 플랜지
10. 본 발명에 사용되는 플렌지 두께를 두껍게 제작한 이형 플렌지 H 형강
11. 본 발명에 사용되는 플렌지 폭을 넓게 제작한 이형 플렌지 H 형강
12. 본 발명에 사용되는 플렌지 폭을 넓게 제작한 이형 플렌지 H 형강의 하부 플랜지
콘크리트 슬래브(1)와 철골보(3)를 전단연결재(2)로 연결하여 콘크리트 슬래브(1)가 압축력에 저항하도록 하는 합성보에 있어서 철골량을 동일하게 하는 조건으로<도 3>과 같이 상부 플렌지(8)의 두께를 감소시키고, 하부플렌지(9)의 두께를 증가시키거나 하부플렌지(12)의 폭을 증가시키게 되면<도 1>의 철골단면에서보다 중립축(4)이 아래로 내려오게 됨에 따라 합성 단면에 의한 단면2차 모멘트 및 인장측 단면계수가 10~15% 정도 증가하게 된다.
일반적인 철골구조물의 경우 합성보로 설계되는 단순지지보가 많게는 50% 정도 차지하는 구조물도 있어 플렌지의 두께를 합성보의 강재량을 최소 10% 이상 절감 할 수 있게 되므로 경제적인 효과가 상당하리라 본다. 또한 본 발명에 사용되는 이형 플렌지 H 형강의 경우<도 3>과<도 4>와같이 상, 하부 플렌지(8, 9)의 두께 또는 폭을 조정하게 되므로 기존의 H형강 생산라인을 이용하여 생산할 수 있다..

Claims (2)

  1. 합성보에 있어 H형강의 상부플렌지의 두께는 감소시키고 하부 플렌지의 두께를 증가시켜 상부플렌지보다 하부플렌지의 두께가 두껍게 제작되어 단면성능을 극대화한 이형플렌지 H형강(H Shape Steel Beam of Deformed Flange)
  2. 합성보에 있어 H형강의 상부플랜지의 두께는 감소시키고 하부 플렌지의 폭을 증가시켜 상부플렌지보다 하부플렌지의 폭이 넓게 제작되어 단면성능을 극대화한 이형플렌지 H형강(H Shape Steel Beam of Deformed Flange)
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