KR20050015054A - 프리스트레스 강봉이 결합된 플랜지와 파형강판이 설치된웨브를 갖는 구조용 강합성 부재 - Google Patents

Abstract

본 발명은 교량의 교각과 교각 사이를 연결하여 상부로부터 전달되는 하중을 지지하면서 상기 하중을 교각으로 전달하는 주형에 관한 것으로, 좌굴에 대한 안정성과 처짐에 대한 저항력이 향상되는 주형으로 사용되는 강합성 부재에 관한 것이다. 본 발명의 구조용 강합성 부재(10)는 상부 플랜지(11)의 하부 밑면에 그 길이방향을 따라 일측부가 직립되게 부착 고정되고, 일면과 타면 방향으로 각각 교번되게 돌출 절곡되는 파형강판(12) 및; 파형강판(12)의 타측부에 부착 고정되고, 그 내부공간에 프리스트레스 강봉(14)이 내설되고, 콘크리트(15)로 충전되는 강관(13)을 포함한다. 따라서, 본 발명의 구조용 강합성 부재(10)는 일면과 타면 방향으로 각각 교번되게 절곡되는 파형강판이 사용되어, 전단좌굴에 의한 변형이 억제되는 효과가 있다. 또한, 본 발명은 프리스트레스 강봉과 콘크리트가 내설되는 강관이 사용됨으로, 인장응력에 대한 저항능력이 향상되어 처짐에 의한 변형이 억제되는 효과가 있다.

Description

프리스트레스 강봉이 결합된 플랜지와 파형강판이 설치된 웨브를 갖는 구조용 강합성 부재{Composite steel with wave plate web and prestressed flange}

본 발명은 교량에서 교각과 교각 사이를 연결하는 주형에 관한 것이며, 특히, 웨브로 파형강판을 사용하고 하부 플랜지 부위에 프리스트레스 강봉이 내설된 강관을 설치하여 좌굴에 대한 안정성과 처짐에 대한 저항력을 향상시키는 강합성 부재에 관한 것이다.

교량의 주형은 교각과 교각 사이를 연결하면서 바닥판에서 전달되는 차량하중을 교각으로 전달하는 역할은 한다. 이로 인해, 교량의 주형에는 큰 하중을 효율적으로 지지할 수 있는 I형강 보가 사용된다.

하지만, 교량의 주형은 교각의 경간이 넓어질수록 보다 큰 하중을 지지 전달해야 하기 때문에, 그 강재의 두께가 두꺼워져야 한다. 그리고, 교량의 주형은 교각의 경간이 넓어질수록 처짐이 발생될 수 있기 때문에, 웨브의 폭을 더 길게 하고, 그에 따라 형고도 높아진다.

또한, 교량의 주형은 강성 향상과 좌굴 방지를 위해 상기와 같이 강재의 두께를 두껍게 하는데 한계가 있기 때문에, 많은 보강재들을 용접으로 보강하기도 한다. 하지만, 이렇게 보강재가 용접된 주형은 보강재를 용접하는 부가적인 작업이 실시되어야 하는 문제점이 있으며, 보강재의 용접으로 인한 피로성능이 저하되는 문제점이 있다.

따라서, 종래의 작업현장에서는 보강재가 용접되지 않으면서도, 그 웨브에 좌굴이 용이하게 발생되지 않도록, 좌굴과 처짐에 대한 저항력이 향상된 교량의 주형을 필요로 한다.

본 발명은 앞서 설명한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 제공된 것으로서, 상부 플랜지의 하부에 전단강도가 큰 파형강판을 결합시키고, 처짐 또는 인장응력에 효과적으로 대응하는 프리스트레스 강봉이 내설된 강관을 상기 파형강판의 하부 플랜지 부위에 결합시켜, 처짐 또는 좌굴에 대한 저항력이 향상된 강합성 부재를 제공하는 데 그 목적이 있다.

앞서 설명한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구조용 강합성 부재는 교량의 주형에서와 같이 기둥과 기둥 사이에 연결되어 상부로부터 전달되는 하중을 지지하면서 상기 하중을 기둥으로 다시 전달한다. 이 구조용 강합성 부재는 상기 하중이 전달되는 상부측에 위치하는 상부 플랜지와; 상기 상부 플랜지의 하부 밑면에 그 길이방향을 따라 일측부가 직립되게 부착 고정되고, 일면과 타면 방향으로 각각 교번되게 돌출 절곡되는 파형강판 및; 상기 파형강판의 타측부에 부착 고정되고, 그 내부공간에 프리스트레스 강봉이 내설되고, 콘크리트로 충전되는 강관을 포함하는 것을 특징으로 한다.

아래에서는 본 발명의 한 실시예에 따른 구조용 강합성 부재에 대해 도면을 참고해 가면서 상세히 설명하겠다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 프리스트레스 강봉이 결합된 플랜지와 파형강판이 설치된 웨브를 갖는 구조용 강합성 부재의 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 선 A-A를 따라 나타낸 강합성 부재의 단면도이고, 도 3은 도 1에 도시된 파형강판을 그 길이방향을 따라 절취하여 나타낸 단면도이다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 강합성 부재(10)는 상하부 플랜지와 웨브를 갖는 I형강 보 형상으로, 그 웨브에 전단강도가 큰 파형강판(12)을 사용한다. 그러면, 본 발명의 강합성 부재(10)는 면외방향에서 변형 또는 좌굴이 발생되는 것이 억제된다. 또한, 본 발명의 강합성 부재(10)는 하부 플랜지에 프리스트레스 강봉(14)이 내설된 강관(13)이 설치된다. 그러면, 본 발명의 강합성 부재(10)는 교량에 설치되는 주형에서와 같이 하부 플랜지에 인장응력이 가해지는 경우에 효과적으로 대응하면서 처짐의 발생이 억제된다.

강합성 부재(10)에는 파형강판(12)이 상부 플랜지(11)의 하부 밑면에 용접에 의해 부착된다. 이런 파형강판(12)은 도 3에 도시된 단면형상에서와 같이 일면과 타면방향으로 각각 교번되게 그 길이방향을 따라 절곡 형성된다. 즉, 파형강판(12)은 제1 면부(16)와 제2 면부(18)가 일정 거리 이격된 상태로 위치하고, 상기 제1, 제2 면부(16, 18)를 연결부(17)가 상호 연결하는 형상이 반복된다. 또한, 파형강판(12)은 그 단면형상이 필요에 따라 곡면지게 형성되어도, 상기와 같이 종래의 판형 강재에 비해 전단좌굴에 대한 강성이 향상된다.

이렇게 형성되는 파형강판(12)은 그 일측부가 상부 플랜지(11)의 하부 밑면의 중심에 그 길이방향을 따라 직립되게 부착되고, 그 타측부가 강관(13)에 용접에 의해 결합된다.

강관(13)은 내부공간을 갖는 사각 단면형상으로, 그 내부에 프리스트레스 강봉(14)가 내설되고, 콘크리트(15)가 충진된다. 이런 프리스트레스 강봉(14)이 내설된 강관(13)은 다음과 같이 제작된다. 먼저, 강관(13)의 내부공간에 프리스트레스 강봉을 위치시키고, 콘크리트(15)로 강관(13)의 나머지 내부공간을 충진한다. 그러면, 프리스트레스 강봉(14)이 내설된 강관(13)은 인장력 또는 처짐에 효과적으로 대응할 수 있다.

또한, 본 발명은 다른 실시예로 파형강판(12)의 타측부에 강재인 하부 플랜지의 일면이 부착될 수도 있다. 그리고, 하부 플랜지의 외부에는 상기 프리스트레스 강봉이 내설된 콘크리트가 결합된다. 그러면, 다른 실시예의 본 발명은 하부 플랜지의 외부에 프리스트레스 강봉이 내설된 콘크리트가 결합되더라도, 상기 프리스트레스 강봉(14)이 내설된 강관(13)과 같이 교량의 주형에서 발생되는 인장력에 효과적으로 대응하여, 처짐의 발생을 억제할 수 있다.

앞서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명의 강합성 부재는 웨브에 일면과 타면 방향으로 각각 교번되게 절곡되는 파형강판이 사용되어, 전단좌굴에 의한 변형이 억제되는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 하부 플랜지에 프리스트레스 강봉과 콘크리트가 내설된 강관이 사용됨으로, 인장응력에 대한 저항능력이 향상되어 처짐에 의한 변형이 억제되는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 교량의 경간 사이가 넓은 주형에 설치되는 경우에 보다 두꺼운 강재를 사용하거나 보강재를 결합시키지 않더라도 효과적으로 좌굴 또는 처짐을 방지할 수 있는 장점이 있다.

이상에서 본 발명의 구조용 강합성 부재에 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.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 프리스트레스 강봉이 결합된 플랜지와 파형강판이 설치된 웨브를 갖는 구조용 강합성 부재의 사시도이고,

도 2는 도 1에 도시된 선 A-A를 따라 나타낸 강합성 부재의 단면도이고,

도 3은 도 1에 도시된 파형강판을 그 길이방향을 따라 절취하여 나타낸 단면도이다.

♠ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ♠

10 : 강합성 부재 11 : 상부 플랜지

12 : 파형강판 13 : 강관

14 : 프리스트레스 강봉 15 : 콘크리트

Claims (2)

1. 교량의 주형에서와 같이 기둥과 기둥 사이에 연결되어 상부로부터 전달되는 하중을 지지하면서 상기 하중을 기둥으로 다시 전달하는 부재에 있어서,

   상기 하중이 전달되는 상부측에 위치하는 상부 플랜지와; 상기 상부 플랜지의 하부 밑면에 그 길이방향을 따라 일측부가 직립되게 부착 고정되고, 일면과 타면 방향으로 각각 교번되게 돌출 절곡되는 파형강판 및; 상기 파형강판의 타측부에 부착 고정되고, 그 내부공간에 프리스트레스 강봉이 내설되고, 콘크리트로 충전되는 강관을 포함하는 것을 특징으로 하는 프리스트레스 강봉이 결합된 플랜지와 파형강판이 설치된 웨브를 갖는 구조용 강합성 부재.
2. 교량의 주형에서와 같이 기둥과 기둥 사이에 연결되어 상부로부터 전달되는 하중을 지지하면서 상기 하중을 기둥으로 다시 전달하는 부재에 있어서,

   상기 하중이 전달되는 상부측에 위치하는 상부 플랜지와; 상기 상부 플랜지의 하부 밑면에 그 길이방향을 따라 일측부가 직립되게 부착 고정되고, 일면과 타면 방향으로 각각 교번되게 돌출 절곡되는 파형강판과; 상기 파형강판의 타측부에 일면이 부착 고정되는 하부 플랜지 및; 상기 하부 플랜지의 외부에 결합되며, 프리스트레스 강봉이 내설되는 콘크리트를 포함하는 것을 특징으로 하는 프리스트레스 강봉이 결합된 플랜지와 파형강판이 설치된 웨브를 갖는 구조용 강합성 부재.