KR200420288Y1 - Composite beam with improved stiffness - Google Patents

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KR200420288Y1
KR200420288Y1 KR2020060010504U KR20060010504U KR200420288Y1 KR 200420288 Y1 KR200420288 Y1 KR 200420288Y1 KR 2020060010504 U KR2020060010504 U KR 2020060010504U KR 20060010504 U KR20060010504 U KR 20060010504U KR 200420288 Y1 KR200420288 Y1 KR 200420288Y1
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Abstract

단면강성이 향상된 복합재료보가 개시된다. 이러한 복합재료보는 외관을 형성하는 웨브와, 상기 웨브의 내부를 여러 구획으로 분할하는 보강판과, 상기 보강판에 의하여 분할되는 웨브의 내부 공간중 하부에 구비되며, 외력이 작용하는 경우 인장력이 발생하는 인장부와, 그리고 상기 보강판에 의하여 분할되는 웨브의 내부 공간중 상부에 구비되며, 외력이 작용하는 경우 압축력이 발생하는 압축부를 포함하며, 외력이 작용하는 경우 상기 인장부 및 압축부에 있어서 단면2차 모멘트의 증가로 단면강성이 향상될 수 있다.A composite beam having improved cross-sectional rigidity is disclosed. The composite beam is provided in a lower portion of a web forming an exterior, a reinforcing plate dividing the inside of the web into several sections, and an inner space of the web divided by the reinforcing plate, and a tensile force is generated when an external force is applied. And a compressing portion provided at an upper portion of the inner space of the web divided by the reinforcing plate, and a compressive force generated when an external force is applied, and in the tensioning and compressing portion when an external force is applied. Sectional rigidity can be improved by increasing the cross-sectional secondary moment.

복합, 보, 강성, 인장, 압축, 단면, 모멘트, 콘크리트, 몰탈 Composite, beam, rigid, tensile, compressive, cross-section, moment, concrete, mortar

Description

단면강성이 향상된 복합재료보{BEAM BEING ENHANCED SECTION STRENGTH}Composite beam with improved stiffness {BEAM BEING ENHANCED SECTION STRENGTH}

도1 은 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 복합재료보의 내부 구조를 보여주는 사시도이다.1 is a perspective view showing the internal structure of a composite beam according to a preferred embodiment of the present invention.

도2 는 도1 의 측면도이다.2 is a side view of FIG.

도3 은 도1 의 정면도이다.3 is a front view of FIG.

도4(a) 내지 도4(b) 는 복합재료보를 제조하는 과정을 순차적으로 도시하는 도면이다.4 (a) to 4 (b) are diagrams sequentially showing a process of manufacturing a composite beam.

도5 는 본 고안의 바람직한 다른 실시예에 따른 정착판이 구비된 복합재료보의 다른 실시예를 보여주는 정면도이다.Figure 5 is a front view showing another embodiment of a composite beam with a fixing plate according to another embodiment of the present invention.

본 고안은 구조재로 쓰이는 복합재료보에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 강선과 콘크리트를 복합적으로 사용함으로써 성능을 향상시킨 구조재로 쓰이는 복합재료보에 관한 것이다.The present invention relates to a composite beam used as a structural material, and more particularly to a composite beam used as a structural material to improve the performance by using a combination of steel wire and concrete.

일반적으로 교량 혹은 건축물에는 형상을 유지하거나 중량을 지지하기 위하여 다양한 종류의 구조재가 사용된다. 이러한 구조재는 강도 및 재료 물성치가 큰 강재나 철근 콘크리트보를 포함한다.In general, various types of structural materials are used in bridges or buildings to maintain shape or support weight. Such structural materials include steel or reinforced concrete beams with high strength and material properties.

특히, 강재와 철근 콘크리트보는 구조재로 가장 널리 쓰이고 있는 재료이나 각 재료는 다음과 같은 단점이 있다. In particular, steel and reinforced concrete beams are most widely used as structural materials, but each material has the following disadvantages.

즉, 강재보의 경우 부식에 매우 취약하여 부식방지를 위한 도장비용이나 설치 후 유지관리 비용이 과다하게 소요되고 있다.That is, in the case of steel beam is very vulnerable to corrosion is excessively expensive coating cost or maintenance after installation to prevent corrosion.

그리고, 철근 콘크리트보의 경우에는 콘크리트의 열화현상 및 콘크리트의 균열로 인한 철근의 부식 등으로 인하여 내구성이 저하되므로 유지보수 비용이 많이 소요된다. In the case of reinforced concrete beams, durability is reduced due to deterioration of concrete and corrosion of reinforcing bars due to cracking of concrete, which requires a lot of maintenance cost.

또한, 철근 콘크리트보나 강재의 경우는 자체 중량이 커서 시공비용이 과다한 문제점이 있다. In addition, in the case of reinforced concrete beams or steel materials, the construction weight is excessive because of their large weight.

따라서, 이러한 강재와 철근 콘크리트보의 단점을 극복하기 위하여 복합재료(FRP)를 이용한 구조재가 개발된다.Therefore, in order to overcome the disadvantages of such steel and reinforced concrete beams, a structural material using a composite material (FRP) is developed.

이러한 복합재료를 이용한 구조재는 부식이나 화학적 손상에 매우 강하여 유지관리 비용이 거의 소요되지 않고, 자체 중량이 강재나 콘크리트에 비해 적어 시공 비용이 상대적으로 낮다. Structural materials using these composite materials are very resistant to corrosion and chemical damage, and therefore require little maintenance cost, and their own weight is relatively low compared to steel or concrete, so the construction cost is relatively low.

상기 복합재료보는 강도가 큰 유리섬유나 탄소섬유, 아라미드섬유 등의 다양한 보강재료와 혼합하여 강도를 증대시킨 GFRP재나 CFRP재, AFRP 등으로 제작됨으로써 강재(W)보다 뛰어난 강도를 가지고 있다.The composite material beam is made of GFRP material, CFRP material, AFRP, etc., which has increased strength by mixing with various reinforcing materials such as glass fiber, carbon fiber, aramid fiber, etc., which has high strength, and thus has superior strength than steel (W).

그리고, 기존에 구조재로 널리 쓰이는 강재보와 유사한 단면인 H형이나 I형, 박스형으로 제작될 수도 있어 교량이나 건축구조의 주부재인 보로 이용되고 있으며 바닥판 재료로도 쓰이고 있다. In addition, H-shaped or I-shaped cross-sections similar to steel beams widely used as structural materials may be manufactured as boxes, and are used as beams, which are main members of bridges and building structures, and are also used as floorboard materials.

그러나, 이러한 종래의 복합재료보는 GFRP, CFRP 등을 이용하므로 기존의 강재(W)와 비교하여 강도면에서는 유사한 강도를 갖으나, 상대적으로 재료의 탄성계수(Young's Modulus)가 작아 부재의 처짐 등이 과도하게 발생하는 문제점이 있다.However, since the conventional composite beams use GFRP, CFRP, etc., they have similar strengths in terms of strength as compared with conventional steels (W), but the elastic modulus of the material (Young's Modulus) is relatively small. There is a problem that occurs excessively.

따라서, 본 고안은 상기한 문제점을 감안하여 안출 된 것으로서, 본 고안의 목적은 강선과 콘크리트를 복합적으로 사용함으로써 성능을 향상시킨 구조재로 쓰이는 복합재료보를 제공하는데 있다.Therefore, the present invention was devised in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a composite material beam to be used as a structural material to improve the performance by using a combination of steel wire and concrete.

본 고안의 목적을 실현하기 위하여, 본 고안은 외관을 형성하는 웨브; 상기 웨브의 내부를 여러 구획으로 분할하는 보강판; 상기 보강판에 의하여 분할되는 웨브의 내부 공간중 하부에 구비되며, 외력이 작용하는 경우 인장력이 발생하는 인장부; 그리고 상기 보강판에 의하여 분할되는 웨브의 내부 공간중 상부에 구비되며, 외력이 작용하는 경우 압축력이 발생하는 압축부를 포함하며, 외력이 작용하는 경우 상기 인장부 및 압축부에 있어서 단면2차 모멘트의 증가로 단면강성이 향상될 수 있는 복합재료보를 제공한다.In order to realize the object of the present invention, the present invention is a web forming an appearance; Reinforcing plate for dividing the interior of the web into several compartments; A tension unit provided in a lower portion of an internal space of the web divided by the reinforcing plate, and having a tensile force when an external force is applied; And provided in the upper portion of the inner space of the web divided by the reinforcing plate, and includes an compression unit for generating a compressive force when the external force is applied, the second moment of the cross-section in the tension and compression portion when the external force is applied Increasingly, it provides a composite beam which can improve the cross-sectional rigidity.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 일 실시예에 따른 복합재료보의 구조를 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the structure of a composite material beam according to an embodiment of the present invention.

도1 내지 도3 에 도시된 바와 같이, 본 고안이 제안하는 복합재료보(1)는 외관을 형성하는 웨브(3)와, 상기 웨브(3)의 내부를 여러 구획으로 분할하는 보강 판(5,7)과, 상기 웨브(3)의 하부에 구비되어 인장력이 발생하는 인장부(9)와, 상기 웨브(3)의 상부에 구비되어 압축력이 발생하는 압축부(13)를 포함한다.As shown in Figures 1 to 3, the composite beam (1) proposed by the present invention is a web (3) forming the appearance, and a reinforcing plate (5) for dividing the interior of the web (3) into several sections And a tension portion 9 provided below the web 3 to generate a tensile force, and a compression portion 13 provided above the web 3 to generate a compressive force.

이러한 구조를 갖는 복합재료보에 있어서, 상기 웨브(3)는 그 내부에 가로방향으로 구비되는 2개의 보강판(5,7)에 의하여 다단으로 구획됨으로써 인장부(9), 중간부(11), 그리고 압축부(13)로 분할될 수 있다.In the composite beam having such a structure, the web 3 is divided into multiple stages by two reinforcing plates 5 and 7 provided in the transverse direction therein, so that the tension section 9 and the middle section 11 are formed. And may be divided into the compression unit 13.

따라서, 상기와 같이 상부에 압축부(13)가 구비되고, 하부에 인장부(9)가 구비되면 복합재료보(1)에 외력이 작용하는 경우, 단면 이차 모멘트가 증가되어 복합재료보(1)의 처짐을 감소시켜 단면강성을 향상시킬 수 있다.Therefore, when the compression unit 13 is provided in the upper portion and the tension portion 9 is provided in the lower portion, when the external force acts on the composite beam 1, the cross section secondary moment is increased so that the composite material beam 1 The cross stiffness can be improved by reducing the deflection of).

보다 상세하게 설명하면, 상기 인장부(9)는 전방 및 후방에 각각 설치되는 제1 및 제2 정착블럭(15,17)과, 상기 제1 및 제2 정착블럭(15,17)들 사이에 연결되어 인장력을 발생시키는 강재(W)와, 상기 강재(W)를 제1 및 제2 정착블럭(15,17)의 내부에 고정시킴으로써 부식을 방지하는 부식방지재(M1)를 포함한다. In more detail, the tensioning portion 9 is disposed between the first and second fixing blocks 15 and 17 and the first and second fixing blocks 15 and 17 that are installed at the front and the rear, respectively. Steel (W) connected to generate a tensile force, and a corrosion preventing material (M1) to prevent corrosion by fixing the steel (W) in the first and second fixing blocks (15, 17) inside.

상기 제1 및 제2 정착블럭(15,17)은 동일한 구조를 가지므로 제1 정착블럭(15)에 의하여 설명하면, 도4c 에 도시된 바와 같이, 그 내부에 강재(W)가 관통하며 부식방지재(M1;도4e)가 그 내부에 주입되는 케이스(22)와, 상기 케이스(22)의 전면에 장착되며 강재(W)가 삽입되는 정착판(32)으로 이루어진다.Since the first and second fixing blocks 15 and 17 have the same structure, the first and second fixing blocks 15 and 17 have the same structure. As shown in FIG. 4C, the steel W penetrates and corrodes as shown in FIG. 4C. The prevention material M1 (FIG. 4E) consists of a case 22 into which it is injected, and a fixing plate 32 mounted on the front of the case 22 and into which the steel W is inserted.

상기 케이스(22)는 그 내부에 일정 공간이 형성된 육면체 형상을 갖는다. 그리고, 케이스(22)의 상부에는 부식 방지재(M1), 바람직하게는 몰탈을 주입하기 위한 주입홀(28)이 형성된다.The case 22 has a hexahedron shape having a predetermined space formed therein. In addition, an injection hole 28 for injecting a corrosion preventing material M1, preferably mortar, is formed in the upper portion of the case 22.

따라서, 케이스(22)의 내부에 강재(W)를 관통시킨 후, 상기 주입홀(28)을 통 하여 몰탈을 케이스(22)의 내부로 주입함으로써 강재(W)의 부식을 방지할 수 있다.Therefore, after the steel W is penetrated into the case 22, the mortar is injected into the case 22 through the injection hole 28 to prevent corrosion of the steel W.

이러한 케이스(22)는 상기 웨브(3)의 내측에 구비되며, 체결나사(36)가 웨브(3)를 관통하여 케이스(22)의 외부에 체결됨으로써 고정될 수 있다.The case 22 is provided inside the web 3, and the fastening screw 36 may be fixed by being fastened to the outside of the case 22 through the web 3.

상기 정착판(32)은 케이스(22)의 전면에 장착되며, 다수의 관통홀(34)들이 형성된다. 그리고, 이 관통홀(34)을 통하여 강재(W)가 삽입될 수 있다. The fixing plate 32 is mounted on the front surface of the case 22, and a plurality of through holes 34 are formed. The steel W may be inserted through the through hole 34.

따라서, 이 정착판(32)을 통하여 강재(W)를 삽입함으로써 정착블록(15)에 강재(W)를 연결할 수 있다.Therefore, the steel W can be connected to the fixing block 15 by inserting the steel W through the fixing plate 32.

이러한 정착판(32)은 사각형상에 한정되는 것은 아니고, 도5 에 도시된 바와 같이, 원형의 정착판(42)으로도 가능하다.The fixing plate 32 is not limited to the quadrangle and may be a circular fixing plate 42 as shown in FIG.

다시, 도1 내지 도3을 참조하면, 상기 강재(W)는 적절한 인장력을 갖는 강선이나 강봉을 포함한다. 이러한 강선이나 강봉은 그 양단이 전방 및 후방의 제1 및 제2 정착블록(15,17)에 각각 연결됨으로써 인장력을 발생할 수 있다.Again, referring to Figures 1 to 3, the steel (W) comprises a steel wire or steel bar having an appropriate tensile force. These wires or steel rods may generate tensile force by connecting both ends to the first and second fixing blocks 15 and 17 of the front and rear, respectively.

이와 같이, 강선 혹은 강봉을 인장하여 장착하고, 몰탈을 주입하여 양생시킨 복합재료보(1)는 복합재료 보다 탄성계수가 큰 강선 혹은 강봉이 중립축으로부터 원거리에 설치됨으로써 단면의 강성이 증대되는 효과가 발생한다. As described above, the composite beam 1, which is formed by tensioning steel wires or rods and injecting mortar by injecting them, has the effect of increasing the rigidity of the cross section by installing steel wires or steel rods having a higher elastic modulus than the composite material from a neutral axis. Occurs.

한편, 상기 압축부(13)는 웨브(3)의 내측에 형성되어 외력 작용시 콘크리트와의 접촉에 의하여 전단력을 발생시키는 전단연결부재(20)와, 웨브(3)의 내측 공간에 충전되어 압축력을 발생시키는 압축재(M2)와, 압축부(13)의 전면 및 후면을 밀폐시키는 마감판(21)을 포함한다.On the other hand, the compression unit 13 is formed in the inside of the web 3, the shear connection member 20 and the inner space of the web (3) and the compressive force is filled in the shear connection member 20 to generate a shear force by contact with the concrete when the external force action Compression material (M2) for generating a, and a closing plate 21 for sealing the front and rear of the compression unit (13).

이러한 압축부에 있어서, 상기 전단연결부재(20)는 다수개로 이루어지며, 각 각 웨브(3) 내측의 바닥면, 측면, 천정에 장착된다. 이러한 전단연결부재(20)는 압축재(M2), 즉 콘크리트의 전단력을 최대화 시키기 위한 형상을 가짐으로써 콘크리트와의 접촉면적을 증가시킬 수 있다.In this compression unit, the shear connecting member 20 is made of a plurality, each is mounted on the bottom surface, side, ceiling of the inside of the web (3). The shear connection member 20 may increase the contact area with the concrete by having a shape for maximizing the shear force of the compression material (M2), that is, concrete.

그리고, 상기 압축재(M2), 바람직하게는 콘크리트를 압축부(13)의 내부에 주입하게 된다. 따라서, 주입된 콘크리트가 양생되는 경우 상기 전단연결부재(20)에 의하여 콘크리트의 압축력이 복합재료보(1)에 전달되는 합성효과가 발생하게 된다.Then, the compression material (M2), preferably concrete is injected into the compression unit (13). Therefore, when the injected concrete is cured, the shearing member 20 causes the synthetic effect of the compressive force of the concrete transmitted to the composite beam 1.

또한, 상기 마감판(21)은 웨브(3)의 압축부(13)의 전면 및 후면에 장착됨으로써 밀폐시키게 된다. 이러한 마감판(21)에는 콘크리트를 주입하기 위한 주입홀(23)이 형성된다.In addition, the closing plate 21 is sealed by being mounted on the front and rear of the compression unit 13 of the web (3). The closing plate 21 is formed with an injection hole 23 for injecting concrete.

따라서, 이 주입홀(23)을 통하여 압축부(13)의 내부로 콘크리트를 주입하여 웨브(3)의 내부를 충전시킴으로써 압축부(13)를 형성할 수 있다.Therefore, the compression part 13 can be formed by filling concrete inside the web 3 by injecting concrete into the compression part 13 through the injection hole 23.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 복합재료보의 제조과정을 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, the manufacturing process of the composite beam according to the preferred embodiment of the present invention with reference to the accompanying drawings will be described in more detail.

도4(a) 에 도시된 바와 같이, 2개의 보강판(5,7)에 의하여 구획된 웨브(3)를 제공한다. 이러한 웨브(3)는 보강판(5,7)에 의하여 구획됨으로써 압축부(13) 및 인장부(9)로 분할된다.As shown in Fig. 4 (a), a web 3 divided by two reinforcing plates 5, 7 is provided. This web 3 is divided into a compression section 13 and a tension section 9 by being partitioned by reinforcement plates 5, 7.

이와 같이 제공된 웨브(3)는 도4(b) 에 도시된 바와 같이, 먼저, 인장부(9)의 내부에 강재(W)를 설치함으로써 인장력을 발생하게 된다. 즉, 웨브(3)의 하부 공간에 제2 정착블럭(17)을 장착하고, 제2 정착블록(17)을 통하여 강재(W)를 삽입함으로써 인장부(9)의 내부 공간에 강재(W)를 배치하게 된다.As shown in FIG. 4 (b), the web 3 provided as described above, first, generates a tensile force by installing the steel W in the tension portion 9. That is, by mounting the second fixing block 17 in the lower space of the web 3, and inserting the steel (W) through the second fixing block 17, the steel (W) in the inner space of the tension section (9) Will be placed.

이 상태에서 도4(c) 에 도시된 바와 같이, 제1 정착블럭(15)을 장착하게 된다. 즉, 케이스(22)를 웨브(3)의 내측 공간에 배치하고 정착판(32)을 케이스(22)의 일측에 결합한다.In this state, as shown in FIG. 4C, the first fixing block 15 is mounted. That is, the case 22 is disposed in the inner space of the web 3 and the fixing plate 32 is coupled to one side of the case 22.

이때, 강재(W)의 선단부가 케이스(22) 및 정착판(32)의 관통홀(34)을 통하여 삽입되도록 한다. 이 상태에서 체결나사(36)를 체결함으로써 제1 정착블록(15)을 웨브(3)에 고정하게 된다.At this time, the front end portion of the steel (W) to be inserted through the through hole 34 of the case 22 and the fixing plate 32. In this state, the fastening screw 36 is fastened to fix the first fixing block 15 to the web 3.

따라서, 도4(d)에 도시된 바와 같이, 강재(W)의 선단이 정착판(32)의 관통홀(34)을 통하여 외부로 돌출된 상태이다. 이 상태에서, 인장기구(도시안됨) 등을 이용하여 강재(W)를 인장함으로써 적절한 인장력을 발생시킬 수 있다.Therefore, as shown in FIG. 4 (d), the tip of the steel W protrudes to the outside through the through hole 34 of the fixing plate 32. In this state, an appropriate tensile force can be generated by tensioning the steel W using a tensioning mechanism (not shown) or the like.

그리고, 도4(e) 에 도시된 바와 같이, 인장부(9)의 내부에 부식방지재(M1), 즉, 몰탈을 주입하여 충전시킨다. 따라서, 강재(W)는 습기 등에 노출되는 것이 차단됨으로써 부식을 방지할 수 있다.And, as shown in Figure 4 (e), the corrosion preventing material (M1), that is, mortar is injected into the interior of the tension portion (9). Therefore, the steel W is prevented from being exposed to moisture or the like, thereby preventing corrosion.

또한, 상기 압축부(13)의 개방공간에 마감판(21)을 장착하여 밀폐시키고, 이 상태에서 마감판(21)의 주입홀(28)을 통하여 압축재(M2), 즉 콘크리트를 주입하여 충전시킨다. 따라서, 이 콘크리트가 전단연결부재(20)를 통하여 웨브(3)에 연결됨으로써 복합효과가 발생하게 된다.In addition, the closing plate 21 is mounted and sealed in the open space of the compression unit 13, and in this state, the compression material M2, that is, concrete is injected through the injection hole 28 of the closing plate 21. Charge it. Therefore, the concrete is connected to the web 3 through the shear connection member 20, a compound effect occurs.

상기한 바와 같은 과정을 통하여 단면강성이 향상된 복합재료보(1)를 제조할 수 있다. Through the process as described above it can be produced a composite beam (1) with improved cross-sectional rigidity.

이와 같이 복합재료보(1)의 단면강성이 향상되는 것은 인장부(9)와 압축부(13)에 있어서 단면2차 모멘트가 증가함으로써 가능하다.Thus, the cross-sectional rigidity of the composite beam 1 can be improved by increasing the cross-sectional secondary moment in the tension section 9 and the compression section 13.

이러한 관계를 수식으로 표현하면 인장부(9)의 경우는 아래의 수식으로 표현될 수 있다.If the relationship is expressed by a formula, the tension portion 9 may be represented by the following formula.

즉, I=If' + Ap × Yp2×n -------- 식1(인장부)That is, I = If '+ Ap × Yp 2 × n -------- Equation 1 (tension)

(I: 단면2차 모멘트, If': 단면내에 강선 혹은 강봉이나 콘크리트가 설치되어 중립축이 변화된 복합재료보의 단면2차 모멘트, Ap : 단면내에 설치된 강선 또는 강봉의 단면적, Yp: 단면의 중립축에서 강선 또는 강봉의 도심까지의 거리, n : 탄성계수비)   (I: Secondary moment of section, If ': Secondary moment of cross section of composite beam where steel wire or steel bar or concrete is installed and its neutral axis is changed, Ap: Cross-sectional area of steel wire or steel rod installed within section, Yp: At neutral axis of section Distance to the city center of steel wire or steel bar, n: modulus of elasticity)

상기 식1 에 있어서, 상기 복합재료보(1)의 단면 탄성계수(Young's modulus)를 Ef라하고, 단면의 강성을 If라 한다. 강선 혹은 강봉의 탄성계수를 Ep라 하고, 단면적을 Ap라 하면 복합재료보(1)와 강선 혹은 강봉의 탄성계수비는 n=Ef/Ep 이 되고 강선 또는 강봉을 복합재료보(1) 단면의 중립축에서 y만큼 떨어진 위치에 설치하고 인장 장착하면 단면 2차 모멘트는 I=If' + Ap × Yp2 ×n 이 된다.In Equation 1, the Young's modulus of the composite beam 1 is called Ef, and the stiffness of the cross section is called If. If the elastic modulus of the steel wire or steel bar is Ep and the cross-sectional area is Ap, the elastic modulus ratio of the composite beam 1 and the steel wire or steel bar is n = Ef / Ep, and the steel wire or steel bar is If it is installed y-distant from the neutral axis and tension-mounted, the cross-sectional secondary moment becomes I = If '+ Ap × Yp 2 × n.

따라서, 단면2차 모멘트가 증가하여 강성이 증대된다. 결과적으로, 단순보의 처짐 계산식에 의하면 단면 2차 모멘트가 커지면 처짐은 감소하므로 부재의 사용성이 증대되는 효과를 가져온다. Therefore, the cross-sectional secondary moment is increased to increase the rigidity. As a result, according to the deflection calculation formula of the simple beam, the deflection decreases as the cross-sectional secondary moment increases, thereby bringing the effect of increasing the usability of the member.

그리고, 압축부(13)에 있어서도 단면2차 모멘트가 아래의 수식에 의하여 표현될 수 있다.Also, in the compression unit 13, the cross-sectional secondary moment may be expressed by the following equation.

즉, I=If'+(Ic + Ac × Yc2 )×n -------------- 식2(압축부)That is, I = If '+ (Ic + Ac × Yc 2 ) × n -------------- Equation 2 (compression part)

(I: 복합재료 보의 단면2차모멘트, If': 단면내에 강선 혹은 강봉이나 콘크리트가 설치되어 중립축이 변화된 복합재료보의 단면2차 모멘트, Ic: 단면내에 설치된 콘크리트의 단면2차모멘트, Ac: 단면내에 설치된 콘크리트의 단면적, Yc: 단면의 중립축에서 콘크리트의 도심까지의 거리, n: 탄성계수비)     (I: cross-section secondary moment of composite beam, If ': cross-section secondary moment of composite beam with steel wire or steel bar or concrete installed and its neutral axis changed, Ic: cross-section secondary moment of concrete installed in cross-section, Ac : Cross-sectional area of concrete installed in the cross section, Yc: distance from the neutral axis of the cross section to the center of the concrete, n: modulus of elasticity)

상기한 바와 같이, 상부의 압축부(13)에 콘크리트를 양생하고, 하부의 인장부(9)에 강선 또는 강봉이 설치되면 복합재료보(1)의 단면2차모멘트가 증가되어 처짐을 감소시켜 궁극적으로 동일지간에 대해서 사용성을 증대시킬 수 있다. As described above, curing the concrete in the upper compression section 13, when the steel wire or steel bar is installed in the lower tension section (9) increases the cross-sectional secondary moment of the composite beam (1) to reduce the deflection Ultimately, usability can be increased for the same space.

즉, 탄성계수(Young's Mdulus)가 상대적으로 작은 복합재료보(1)에 탄성계수가 복합재료보(1)에 비하여 매우 큰 강선이나 강봉을 설치하여 합성함으로써 강성차이를 이용하여 복합재료보(1) 단면의 강성을 증가시킬 수 있다. That is, the composite beam (1) having a relatively small modulus of elasticity (Young's Mdulus) is installed and synthesized by installing a steel wire or steel rod having a very large elastic modulus compared to the composite beam (1). ) Can increase the rigidity of the cross section.

또한, 상기와 같은 복합재료보(1)의 압축부(13)에 전단연결부재(20)를 구비하고 압축에 강한 콘크리트를 설치하여 복합재료보(1)와 합성시킴으로써 단면의 강성을 증가시킬 수 있다. In addition, by providing the shear connection member 20 in the compression section 13 of the composite beam 1 as described above and by installing a concrete strong against compression and composite with the composite beam 1 can increase the stiffness of the cross section. have.

따라서, 이와같은 과정을 이용하여 복합재료보(1)에 솟음량(CAMBER)을 설치할 수 있다. Therefore, it is possible to install the amount CAMBER in the composite beam 1 by using such a process.

즉, 상기 복합재료보(1)는 낮은 강성으로 인하여 구조물에 영구하중이 작용하면 과도한 하향 처짐이 발생하는데, 이때, 인장부(9)의 강선이나 강봉을 인장하여 복합재료보(1)의 하향 처짐을 조절할 수가 있다. That is, the composite beam (1) is due to the low stiffness and excessive downward deflection occurs when the permanent load acts on the structure, at this time, the tension of the steel wires or rods of the tension portion (9) downward of the composite beam (1) Deflection can be adjusted.

또한, 영구하중에 의한 처짐을 계산하여 강선이나 강봉을 인장시 처짐을 보완할 수 있는 만큼의 상향 솟음이 발생하도록 할 수 있다. In addition, it is possible to calculate the deflection by the permanent load so that the upward rise as much as possible to compensate for the deflection when the steel wire or steel bar is tensioned.

따라서, 복합재료보(1)에 설치할 수 있는 솟음량은 보의 자중 뿐 아니라 추 가로 작용하는 영구하중에 대하여 복합재료보(1)의 낮은 강성으로 인한 처짐을 사전에 보완가능하다. Therefore, the rising amount that can be installed in the composite beam 1 can compensate for the deflection due to the low rigidity of the composite beam 1 not only against the weight of the beam but also against the additional permanent load.

상술한 바와 같이, 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 복합재료보는 강선과 콘크리트를 복합적으로 사용하여 단면2차 모멘트를 증가시킴으로써 단면강성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.As described above, the composite material beam according to a preferred embodiment of the present invention has an advantage of improving the cross-sectional rigidity by increasing the cross-sectional secondary moment by using a combination of steel wire and concrete.

또한, 복합재료보의 단면강성이 향상되므로 동일한 재료량의 보에 비하여 보다 장지간의 복합재료보를 사용할 수 있음으로 부재를 보다 효율적으로 사용할 수 있는 장점이 있다.In addition, the cross-section stiffness of the composite beam is improved, there is an advantage that the member can be used more efficiently because the composite beam between the longer and longer than the beam of the same material amount can be used.

본 고안은 당해 고안이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진자라면 누구든지 실용신안등록청구의 범위에서 청구하는 본 고안의 요지를 벗어나지 않고도 다양하게 변경실시 할 수 있으므로 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니한다.This invention can be variously changed without departing from the gist of the invention devised by anyone who has ordinary knowledge in the field to which the subject innovation belongs, limited to the specific preferred embodiment described above Not.

Claims (8)

외관을 형성하는 웨브;A web forming an appearance; 상기 웨브의 내부를 여러 구획으로 분할하는 보강판;Reinforcing plate for dividing the interior of the web into several compartments; 상기 보강판에 의하여 분할되는 웨브의 내부 공간중 하부에 구비되며, 외력이 작용하는 경우 인장력이 발생하는 인장부; 그리고A tension unit provided in a lower portion of an internal space of the web divided by the reinforcing plate, and having a tensile force when an external force is applied; And 상기 보강판에 의하여 분할되는 웨브의 내부 공간중 상부에 구비되며, 외력이 작용하는 경우 압축력이 발생하는 압축부를 포함하며,It is provided in the upper portion of the internal space of the web divided by the reinforcement plate, and includes a compression unit for generating a compression force when an external force is applied, 외력이 작용하는 경우 상기 인장부 및 압축부에 있어서 단면2차 모멘트의 증가로 단면강성이 향상될 수 있는 복합재료보.Composite beam that can improve the cross-sectional stiffness due to the increase of the cross-sectional secondary moment in the tension and compression if the external force is applied. 제1 항에 있어서, 상기 인장부는 전방 및 후방에 각각 설치되는 제1 및 제2 정착블럭과, 상기 제1 및 제2 정착블럭들 사이에 연결되어 인장력을 발생시키는 강재와, 상기 강재를 제1 및 제2 정착블럭의 내부에 고정시킴으로써 부식을 방지하는 부식방지재를 포함하는 복합재료보.The steel sheet of claim 1, wherein the tension unit comprises first and second fixing blocks respectively installed at the front and the rear, a steel material connected between the first and second fixing blocks to generate a tensile force, and the steel material as a first material. And a corrosion preventing material preventing corrosion by fixing the inside of the second fixing block. 제2 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 정착블럭 그 내부에 강재가 관통하며 주입홀이 형성됨으로써 부식방지재가 그 내부에 주입되는 케이스와, 상기 케이스의 전면에 장착되며 강재가 삽입되는 정착판을 각각 포함하는 복합재료보.According to claim 2, wherein the steel penetrates through the interior of the first and the second fixing block and the injection hole is formed by the corrosion preventing material is injected into the case, the fixing plate is mounted on the front of the case and the steel is inserted Composite beams each containing. 제3 항에 있어서, 상기 케이스 및 정착판에는 적어도 하나 이상의 관통홀이 형성됨으로써 상기 강재가 삽입가능한 복합재료보.4. The composite beam of claim 3, wherein at least one through hole is formed in the case and the fixing plate to insert the steel. 제3 항에 있어서, 상기 부식방지재는 몰탈을 포함하는 복합재료보.The composite beam of claim 3, wherein the corrosion inhibitor comprises mortar. 제1 항에 있어서, 상기 압축부는 상기 웨브의 내측에 형성되어 외력 작용시 콘크리트와의 접촉에 의하여 전단력을 발생시키는 전단연결부재와, 상기 웨브의 내측 공간에 충전되어 압축력을 발생시키는 압축재와, 상기 압축부의 전면 및 후면을 밀폐시키는 마감판을 포함하는 복합재료보.According to claim 1, wherein the compression unit is formed in the inside of the web shear connection member for generating a shear force by contact with the concrete when the external force is applied, and a compression material filled in the inner space of the web to generate a compressive force, Composite material beam comprising a closing plate for sealing the front and rear of the compression unit. 제6 항에 있어서, 상기 압축재는 콘크리트를 포함하는 복합재료보.The composite beam of claim 6, wherein the compressive material comprises concrete. 제6 항에 있어서, 상기 마감판은 주입홀이 형성됨으로써 상기 압축재가 상기 압축부의 내부로 주입될 수 있는 복합재료보.The composite beam of claim 6, wherein the closing plate has an injection hole formed therein so that the compression material may be injected into the compression unit.
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KR102349439B1 (en) * 2021-06-10 2022-01-11 주식회사 택한 Steel box girder bridge with CFT reinforcement member and construction method thereof

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