KR20040057127A - 철골구조물에서 프리플렉스 보를 이용한 층고절감형바닥구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 철골구조물에서의 층고절감형 바닥구조에 관한 것이며, 특히, 프리스트레스(prestressed)된 강봉이 결합된 H형강보와 데크을 이용해 바닥층의 두께를 감소시키는 바닥구조에 관한 것이다.

본 발명의 층고절감형 바닥구조는 철골구조물에서 기둥과 다른 기둥 사이에 연결 설치되는 보와, 보의 길이방향을 따라 상기 보에 거치 결합되는 데크 및, 데크의 상부에 타설되는 콘크리트(33)를 포함한다. 그리고, 보는 H형강보(32)의 하부 플랜지에 프리스트레스된 강봉(34)을 매설한 보강 콘크리트(35)가 H형강보(32)의 길이방향을 따라 결합된 프리플렉스 보(30)이며, 보강 콘크리트(35)는 상부 플랜지보다 넓은 폭을 갖도록 형성되고, 데크는 보강 콘크리트(35)의 상부에 거치 결합된다.

Description

철골구조물에서 프리플렉스 보를 이용한 층고절감형 바닥구조{A floor structure reduced thickness with using a preflex beam}

본 발명은 철골구조물에서의 층고절감형 바닥구조에 관한 것이며, 특히, 프리스트레스(prestressed)된 강봉이 결합된 H형강보와 데크를 이용해 바닥층의 두께를 감소시키는 바닥구조에 관한 것이다.

일반적인 철골구조물의 바닥구조는 철골구조(steel structure) 또는 철골콘크리트구조(reinforced concrete structure)를 기반으로 구축된다. 상기 바닥구조는 바닥골조를 형성하는 철골 콘크리트부와, 이런 철골 콘크리트부의 상부에 설치되는 온돌층 또는 바닥마감재 및, 철골 콘크리트부의 하부에 설치되는 천정마감부로 구성된다. 그리고, 바닥구조에서 철골 콘크리트부는 다음의 도 1과 같이 구성 설치된다.

도 1은 종래기술에 따른 철골구조물에서 H형강보와 데크로 형성된 바닥구조의 일부 단면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 바닥구조에서 콘크리트가 타설되기 전에 H형강보와 데크가 설치된 상태를 나타낸 일부 사시도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 철골구조물에는 벽체의 기둥으로 사용되는 다수개의 스틸 스터드들 사이에 보가 설치 연결된다. 그리고, 보에는 강성을 고려하여 일반적으로 H형강이 주로 사용되는데, 이런 H형강보(10)가 설치되는 기둥과 기둥 사이가 넓은 구조물에서는 H형강보(10)에 발생하는 처짐을 억제시키기 위해 웨브 길이가 긴 H형강보(10)가 사용되기도 한다.

그리고, 철골구조물의 바닥구조에는 상기와 같은 다수개의 H형강보(10)들이 일정 간격으로 배열 설치되고, 인접한 한 쌍의 H형강보(10) 사이에는 다수개의 데크(11)들이 H형강보(10)의 상부 플랜지에 그 길이방향을 따라 설치된다.

그리고, 상기 바닥구조에 사용되는 데크(11)는 일반적인 절곡된 형상의 강판이며, H형강보(10)의 상부 플랜지에 데크(11)가 거치되는 경우에는 데크(11)의 절곡된 부위에서 빈 공간이 존재하게 된다. 그래서, H형강보(10)와 데크(11)로 형성된 바닥골조에는 타설되는 콘크리트(13)가 상기 데크(11)의 절곡된 부위를 통해 하부로 흘러 나가지 못하도록, H형강보(10)와 데크(11)가 접하는 빈 공간에 캡(15)을 설치한다.

하지만, 상기와 같이 구성된 철골구조물의 바닥구조는 H형강보(10)의 상부에 데크(11) 뿐만 아니라, 타설되는 콘크리트(13)와, 온돌층과 바닥마감재까지 적층되기 때문에, 바닥구조의 두께가 두꺼워지는 큰 문제점이 있다.

또한, 상기 바닥구조는 H형강보(10)가 외부에 노출되기 때문에, 부식방지 등을 위한 내화피복처리를 해야 하는 문제점이 있다.

그래서, 대한민국 특허공개 제 2000-0038840호에 기술된 바닥구조의 종래기술은 층고절감을 위한 두께가 감소되는 바닥구조에 대해 기술하고 있다. 아래에서는 상기 대한민국 특허공개 제 2000-0038840호의 기술내용에 대하여 도 3 및 도 4를 참조해 가면서 설명하겠다.

도 3 및 도 4는 도 1에 도시된 바닥구조의 두께를 감소시킨 종래기술의 다른실시예를 각각 나타낸 일부 단면도들이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 종래기술의 다른 실시예에 따른 층고절감형 바닥구조는 H형강보(20a)의 하부 플랜지에 그 하부 플랜지보다 넓은 폭을 갖는 강판(26)을 용접한다. 그리고, 강판(26)이 접합된 H형강보(20a)의 하부 플랜지에 딥 데크(21)를 거치하고, 콘크리트(23)를 타설한다.

상기 종래의 다른 실시예는 바닥구조의 두께가 감소하는 효과가 있지만, 딥 데크(21) 및 콘크리트(23)와 같은 바닥구조의 하중이 H형강보(20a)의 강판(26)에 작용하기 때문에, 구조적 안전성에 문제점이 있다.

그리고, 도 4에 도시된 바와 같이, 종래기술의 또 다른 실시예에 따른 층고절감형 바닥구조는 하부 플랜지 폭이 넓은 H형강보(20b)를 사용한다. 그리고, H형강보(20b)의 하부 양 플랜지에는 딥 데크(21)를 각각 거치하고, 콘크리트(23)를 타설한다.

하지만, 이런 하부 플랜지가 넓은 H형강보(20b)를 이용한 바닥구조는 기존에 대량 생산되는 규격화된 H형강보를 사용할 수 없는 단점이 있다. 그리고, 기둥과 다른 기둥 사이가 넓은 장스팬 구조물에서는 웨브가 긴 H형강보를 사용하기 때문에, H형강보의 웨브 길이에 대응하는 높이를 갖는 딥 데크를 사용해야 하는 단점이 있으며, H형강보의 웨브 길이에 대응하는 높이의 데크를 사용하지 않는 바닥구조는 콘크리트(23)의 시공높이에 맞춰 필요 이상으로 콘크리트 슬라브를 타설 시공해야 하는 단점이 있다.

본 발명은 앞서 설명한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 제공된 것으로서, H형강보의 하부 플랜지에 프리스트레스(prestressed)된 강봉이 내설된 보강 콘크리트를 결합시켜고, 이런 H형강보의 보강 콘크리트에 딥 데크를 설치함으로써, 철골구조물에서 바닥층의 두께를 감소시키는 층고절감형 바닥구조를 제공하는 데 그 목적이 있다.

도 1은 종래기술에 따른 철골구조물에서 H형강보와 데크로 형성된 바닥구조의 일부 단면도이고,

도 2는 도 1에 도시된 바닥구조에서 콘크리트가 타설되기 전에 H형강보와 데크가 설치된 상태를 나타낸 일부 사시도이고,

도 3 및 도 4는 도 1에 도시된 바닥구조의 두께를 감소시킨 종래기술의 다른 실시예를 각각 나타낸 일부 단면도들이고,

도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 철골구조물에서 프리스트레스된 강봉이 결합된 H형강보와 데크로 형성된 층고절감형 바닥구조의 일부 단면도이고,

도 6은 도 5에 도시된 층고절감형 바닥구조의 일부 사시도이고,

도 7은 도 6에 도시된 바닥구조에서 H형강보의 하부 플랜지에 프리스트레스된 강봉이 결합된 프리플렉스 보의 사시도이다.

♠ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ♠

10, 20a, 20b, 32 : H형강보 11 : 데크

13, 23, 33 : 콘크리트 21, 31 : 딥 데크(deep deck)

30 : 프리플렉스 보(preflex beam)

34 : 강봉 35 : 보강 콘크리트

앞서 설명한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 층고절감형 바닥구조는 철골구조물에서 기둥과 다른 기둥 사이에 연결 설치되는 보와, 상기 보의 길이방향을 따라 상기 보에 거치 결합되는 데크 및, 상기 데크의 상부에 타설되는 콘크리트를 포함한다. 그리고, 상기 보는 H형강보의 하부 플랜지에 프리스트레스된 강봉을 매설한 보강 콘크리트가 상기 H형강보의 길이방향을 따라 결합된 프리플렉스 보이다. 그리고, 상기 보강 콘크리트는 상기 상부 플랜지보다 넓은 폭을 갖도록 형성되고, 상기 데크는 상기 보강 콘크리트의 상부에 거치 결합된다.

또한, 상기 데크는 상기 프리플렉스 보의 웨브 길이보다 작은 높이를 갖는 것이 바람직하다.

아래에서는 본 발명에 따른 층고절감형 바닥구조의 양호한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명하겠다.

도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 철골구조물에서 프리스트레스된 강봉이 결합된 H형강보와 데크로 형성된 층고절감형 바닥구조의 일부 단면도이고, 도 6은 도 5에 도시된 층고절감형 바닥구조의 일부 사시도이고, 도 7은 도 6에 도시된 바닥구조에서 H형강보의 하부 플랜지에 프리스트레스된 강봉이 결합된 프리플렉스 보의 사시도이다.

도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 층고절감형 바닥구조는 철골구조물에서 H형강보(32)의 하부 플랜지에 프리스트레스된 강봉(34)이 결합된 프리플레스 보(30)를 사용하며, 이런 프리플렉스 보(30)의 하부 양 플랜지에 딥 데크(31)를 거치하고, 콘크리트(33)를 타설한다.

본 발명의 바닥구조에는 프리플렉스 보(30)가 철골구조물의 기둥과 기둥 사이에 연결 설치된다. 이런 프리플렉스 보(30)는 다음과 같이 제조된다.

프리플렉스 보(30)는 H형강보(32)의 하부 플랜지에 프리스트레스된 강봉(34)이 매설된 보강 콘크리트(35)가 결합된다. 즉, 프리플렉스 보(30)는 공장에서 양 끝단이 잡아 당겨진 강봉(34)과 H형강보(32)를 거푸집에 위치시키고, 거푸집에 콘크리트를 타설한다. 그리고, 콘크리트(35)가 양생된 후에는 강봉(34)에 가해진 인장력을 제거하고, 보강 콘크리트(35)의 외부로 돌출된 강봉(34)을 절단한다. 그러면, 강봉(34)은 양생된 보강 콘크리트(35)의 내부에서 압축응력을 받는 상태가 된다. 즉, 프리플렉스 보(30)는 하부 플랜지 부위에 작용하는 압축응력으로 인해 보의 처짐을 억제하기 때문에, 기둥과 다른 기둥 사이가 넓은 철골구조물에 설치되어도 프리플렉스 보(30)의 웨브 길이를 길게 할 필요가 없다.

그리고, 상기 프리플렉스 보(30)의 하부 양 플랜지에는 딥 데크(31)가 프리플렉스 보(30)의 길이방향을 따라 거치된다. 이 때, 본 발명의 층고절감형 바닥구조에는 딥 데크(31)에 비해 높이가 작은 일반 데크를 사용해도 무방하나, 일반 데크를 사용하는 경우에는 바닥구조에 콘크리트의 시공높이만큼 필요 이상으로 콘크리트 슬라브가 타설 시공해야 한다. 그래서, 본 발명의 층고절감형 바닥구조에서는 프리플렉스 보(30)의 내측에 콘크리트(33)가 용이하게 빈 공간없이 채워질 수 있도록, 프리플렉스 보(30)의 웨브 길이보다 약간 작은 높이의 딥 데크(31)를 사용한다.

그리고, 딥 데크(31)와 프리플렉스 보(30)가 접하지 않는 빈 공간에는 딥 데크(31)에 타설되는 콘크리트(33)가 하부로 흘러 내리지 못하도록 캡이 삽입 설치된다.

그리고, 딥 데크(31)와 프리플렉스 보(30)가 결합된 바닥구조에서는 콘크리트(33)를 타설 양생시키고, 양생된 콘크리트(33)의 상부에는 온돌층과 바닥마감재를 시공한다.

아래에서는 상기와 같이 구성된 층고절감형 바닥구조의 설치관계에 대하여 상세히 설명하겠다.

먼저, 공장에서 H형강보(32)의 하부 플랜지에 프리스트레스된 강봉(34)이 매설된 보강 콘크리트(35)를 결합시켜 프리플렉스 보(30)를 제조한다. 그런 다음에는 철골구조물에서 기둥과 다른 기둥 사이에 상기 프리플렉스 보(30)를 연결 설치한다.

그런 다음에는 상기와 같은 다수개의 프리플렉스 보(30)들을 일정 간격으로 배열 설치하고, 인접한 한 쌍의 프리플렉스 보(30)들 사이에는 딥 데크(31)를 프리플렉스 보(30)의 하부 플랜지에 프리플렉스 보(30)의 길이방향을 따라 거치한다.

그리고, 층고절감형 바닥구조에는 딥 데크(31)와 프리플렉스 보(30)의 하부 플랜지가 접하지 않는 빈 공간인 딥 데크(31)의 하부 절곡된 부위에 캡을 끼워 설치하고, 콘크리트(33)를 시공높이만큼 타설 시공한다. 그리고, 콘크리트(33)가 양생된 후에는 온돌층과 바닥마감재를 설치한다.

앞서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명의 층고절감형 바닥구조는 데크가 프리플렉스 보의 하부 플랜지에 설치됨으로 철골구조물에서 바닥층의 두께가 감소되는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 프리플렉스 보에 사용되는 H형강보의 표면이 콘크리트에 의해 피복됨으로, 별도의 내화피복처리를 할 필요가 없는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 프리플렉스 보를 사용하기 때문에, 기둥과 다른 기둥 사이가 넓은 경우에 처짐을 방지하기 위해 웨브가 긴 보를 사용하지 않아도 되는 장점이 있다.

이상에서 본 발명의 층고절감형 바닥구조에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.

Claims (2)

1. 철골구조물에서 기둥과 다른 기둥 사이에 연결 설치되는 보와, 상기 보의 길이방향을 따라 상기 보에 거치 결합되는 데크 및, 상기 데크의 상부에 타설되는 콘크리트를 포함하는 바닥구조에 있어서,

   상기 보는 H형강보의 하부 플랜지에 프리스트레스된 강봉을 매설한 보강 콘크리트가 상기 H형강보의 길이방향을 따라 결합된 프리플렉스 보이며,

   상기 보강 콘크리트는 상기 상부 플랜지보다 넓은 폭을 갖도록 형성되고, 상기 데크는 상기 보강 콘크리트의 상부에 거치 결합되는 것을 특징으로 하는 철골구조물에서 프리플렉스 보를 이용한 층고절감형 바닥구조.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 데크는 상기 프리플렉스 보의 웨브 길이보다 작은 높이를 갖는 것을 특징으로 하는 철골구조물에서 프리플렉스 보를 이용한 층고절감형 바닥구조.