KR20050076179A - Upper side fixed pre-flex(ufp) steel beam and its production method - Google Patents
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Abstract
본 발명은 건축 및 토목구조물의 구조부재 및 그 제조공법에 관한 것으로, 강재 H빔이나 I빔 또는 빌트업빔을 사용한 강재보에서 프리플렉스빔을 적용하여 형고의 장지간 보를 가능하게 하도록 한 상부고정 프리플렉스 강재보 및 그 제작공법을 제안하는데 목적이 있다.The present invention relates to a structural member of construction and civil engineering structures, and a manufacturing method thereof, wherein a top fixed free is made possible by applying a preflex beam in steel beams using steel H beams, I beams, or built-up beams. The objective is to propose a flex steel beam and its manufacturing method.
이를 위해 본 발명에서는 건축물이나 토목구조물에 슬래브를 지지하는 강재보가 제작되는 공법에 있어서, 중심부가 상방으로 향한 프리플렉스 강형재를 준비하는 단계, 상기 프리플렉스 강형재에 하중을 재하함으로써 상단에 압축응력이 작용하도록 하는 단계, 상기 상단 압축응력이 작용하는 강형재의 상부에 인장재가 강결접합되는 단계, 강결접합된 합성 강재보에 재하중인 하중을 해제하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 상부고정 프리플렉스 강재보의 제작공법을 제안한다.To this end, in the present invention, in the method of manufacturing a steel beam for supporting a slab in a building or a civil engineering structure, preparing a preflex steel member with the center facing upwards, by applying a load to the preflex steel member, the compressive stress acts on the upper end To the step of, the upper end of the pre-stressed tensile strength is characterized in that it comprises a step of releasing the load on the steel sheet, the tension member is bonded to the upper portion of the steel member, the pressure-bonded composite steel beam We propose the method of making beams.
Description
본 발명은 건축 및 토목구조물의 구조부재 및 그 제조공법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 강재 H빔이나 I빔 또는 빌트업빔을 사용한 강재보에서 프리플렉스빔을 적용하여 낮은 형고의 장지간 보를 가능하게 하도록 한 상부고정 프리플렉스 강재보에 관한 것이다.The present invention relates to a structural member of construction and civil engineering structures and a manufacturing method thereof, and more particularly, to apply a low-long span between beams by applying a preflex beam in steel beams using steel H beams, I beams or built-up beams. It relates to an upper fixed preflex steel beam.
일반적으로, 슬래브(Slab)를 횡방향으로 지지하기 위한 강재 보(Steel beam)에는 자중 및 활하중에 의한 처짐을 고려하여 소정 간격마다 기둥이 연결된다. 이렇게 소정 간격마다 설치되는 기둥은 건축물 및 토목 구조물의 설계 및 미관의 가변성을 저하시키고 공사비를 상승시키는 요인이 되고 있다. 최근에는 건축물 및 토목 구조물의 기둥을 줄일 수 있게 하는 방안으로 프리스트레스 공법과 프리플렉스 공법에 대한 연구가 활발히 진행되고 있으며, 이를 적용한 건축물과 토목 구조물이 나타나고 있다. In general, the steel beam for supporting the slab (Slab) in the lateral direction (Steel beam) is connected to the column at predetermined intervals in consideration of the deflection due to the self-load and live load. Thus, the pillars installed at predetermined intervals reduce the variability of the design and aesthetics of buildings and civil engineering structures and increase the cost of construction. Recently, as a way to reduce the pillars of buildings and civil structures, research on the prestress method and the preflex method has been actively conducted.
프리스트레스(Prestress) 공법과 프리플렉스(Preflex) 공법은 자중에 의한 강재 보의 휨 모멘트를 반대방향의 휨 모멘트(Bending moment)를 가지는 프리스트레스를 가하여 상쇄하게 된다. 프리스트레스 공법은 교량과 같은 토목 구조물에 적용되고 있으며, 도 1과 같이 H 빔(1)의 하부 양끝단에 고정부재(2a,2b)를 설치하고 소정의 인장력을 가지는 인장선(3)의 양끝단을 고정부재(2a,2b)에 고정하게 된다. The prestress method and the preflex method cancel the bending moment of the steel beam by the self-weight by applying the prestress having the bending moment in the opposite direction. The prestressing method is applied to a civil structure such as a bridge, and as shown in FIG. 1, fixing members 2a and 2b are installed at both ends of the lower end of the H beam 1 and both ends of the tensile line 3 having a predetermined tensile force. To be fixed to the fixing members 2a and 2b.
그러나 도 1의 방식은 H 빔의 하부에 설치된 인장선(3)에 의해 프리스트레스가 적용된 강재보는 인장선(3)과 고정부재의 폭 만큼 강재보의 폭 즉, 형고가 높아지는 단점이 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 발명의 발명자는 등록실용신안20-0234927호에서 도2과 같은 형태의 인장선(3)을 제안하였다. 도 2는 장착부재(5a, 5b)와 삼각보강판(4a, 4b)의 용접설치 등 추가적인 작업이 발생하여 공기 지연 및 자재량 증가의 문제점이 있다. However, the method of FIG. 1 has a disadvantage in that the steel beam to which prestress is applied by the tension line 3 installed at the lower part of the H beam has a width of the steel beam, that is, the mold height increases by the width of the tension line 3 and the fixing member. In order to solve this problem, the inventor of the present invention proposed a tension line (3) of the type shown in Figure 2 Utility Model Registration No. 20-0234927. Figure 2 has additional problems such as welding installation of the mounting members (5a, 5b) and the triangular reinforcement plate (4a, 4b), there is a problem of air delay and material increase.
프리플렉스 공법은 규모가 큰 건축물에 적용되고 있으며, 도 3과 같이 H 빔(1)의 하부에 프리스트레스 부가용 철근 콘크리트(6)를 설치하여 강재 보에 프리스트레스를 적용하게 된다. 철근 콘크리트(6)는 H 빔(1)의 'U' 자형 쳐짐을 상쇄하기 위하여 '∩'형의 휨 모멘트를 가지게 된다. 도 3과 같은 프리플렉스 공법은 강재 보의 자중을 크게 함은 물론 철근 콘크리트의 제작에 따른 공사비와 공사기간 연장의 문제점을 초래한다. 나아가, 프리플렉스 공법은 시간이 경과하여 H 빔(1)의 쳐짐량이 철근 콘크리트(6)의 프리스트레스양보다 커지게 될 때 철근 콘크리트(6)의 저면부터 전단파괴에 의한 크랙이 발생하는 문제점이 있다. The preflex method is applied to a large-scale building, and prestress is applied to steel beams by installing prestressed reinforced concrete 6 under the H beam 1 as shown in FIG. 3. The reinforced concrete 6 will have a 'moment' bending moment to offset the 'U' sag of the H beam 1. The preflex method as shown in FIG. 3 increases the weight of the steel beams, as well as incurs problems in construction cost and extension of construction time due to the production of reinforced concrete. Furthermore, the preflex method has a problem that cracks due to shear failure occur from the bottom of the reinforced concrete 6 when the deflection of the H beam 1 becomes larger than the prestress amount of the reinforced concrete 6 over time. .
따라서 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 강재H빔, I빔 및 빌트업빔 등의 인장재에 프리플렉스보를 도입하여 안전하고 균일한 성능을 유지할 수 있는 강재보를 제공하는 데 목적이 있다.Therefore, an object of the present invention is to provide a steel beam that can maintain a safe and uniform performance by introducing a preflex beam to the tension member, such as steel H beam, I beam and built-up beam to solve the above problems.
또한 본 발명은 프리플렉스보에 하중을 재하하여 인장재를 강결접합함으로써 공기를 종래에 비해 휠씬 단축할 수 있는 강재보 및 그 제작공법을 제공하는데 목적이 있다. In addition, an object of the present invention is to provide a steel beam and a method for manufacturing the steel beam that can shorten the air much compared to the conventional by applying a force to the preflex beam by tightly bonding the tension member.
또한 본 발명은 강재H빔, I빔 및 빌트업빔 등의 인장재와 아래로 굽은 강형재 사이에 채움재를 도입함으로써 낮은 형고의 장지간보를 가능하게 하도록 한 강재보를 제공하는데 목적이 있다. In addition, an object of the present invention is to provide a steel beam to enable the long-term intermittent intermittent of low profile by introducing a filling material between the tension member, such as steel H beam, I beam and built-up beam and bent down steel.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 상부고정 프리플렉스 강재보제작공법의 제1실시 예에서는, 건축물이나 토목구조물에 슬래브를 지지하는 강재보가 제작되는 공법에 있어서, 중심부가 상방으로 향한 프리플렉스 강형재를 준비하는 단계, 상기 프리플렉스 강형재에 하중을 재하함으로써 상단에 압축응력이 작용하도록 하는 단계, 상기 상단 압축응력이 작용하는 강형재의 상단에 인장재가 강결접합되는 단계, 강결접합된 합성 강재보에 재하중인 하중을 해제하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.In the first embodiment of the upper fixed preflex steel manufacturing method of the present invention for achieving the above object, in the method of producing a steel beam for supporting a slab in a building or civil engineering structure, the center of the preflex steel member with the center facing upward Preparing a step, the step of applying a compressive stress to the upper end by loading the preflex steel member, the step of the steel material is bonded to the upper end of the steel member on which the upper compressive stress is applied, the steel bonded to the composite steel beam It characterized in that it comprises a step of releasing the load during.
또한 상기 제1실시예에서는, 상기 강형재의 프리플렉션 보에 상단압축응력의 작용은 상부 혹은 하부에서 하중을 재하함으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 상부고정 프리플렉스 강재보 제작공법이 제안된다.In addition, in the first embodiment, the upper fixed preflex steel beam manufacturing method is characterized in that the action of the upper compressive stress on the pre-flex beam of the steel member is made by loading the load at the top or bottom.
또한 상기 제1실시예에서는, 상기 인장재는 강재 H빔 이나 혹은 강재 I 빔 중 어느 하나로 형성된 것을 특징으로 하는 상부고정 프리플렉스 강재보 제작공법이 제안된다. In addition, in the first embodiment, the upper fixed preflex steel beam manufacturing method is characterized in that the tension member is formed of any one of steel H beam or steel I beam.
또한 상기 제1실시예에서는, 상기 인장재는 강판으로 형성된 것을 특징으로 하는 상부고정 프리플렉스 강재보 제작공법이 제안된다.In addition, in the first embodiment, the upper fixed preflex steel beam manufacturing method is characterized in that the tension member is formed of a steel sheet.
또한 상기 제1실시예에서는, 상기 인장재는 개구부를 상방으로 향하도록 한 이중 ㄷ-채널 혹은 개구부를 양측면으로 구성한 이중 ㄷ-채널로 형성된 것을 특징으로 하는 상부고정 프리플렉스 강재보 제작공법이 제안된다.In addition, in the first embodiment, the upper fixed preflex steel beam manufacturing method is characterized in that the tension member is formed of a double c-channel with the opening facing upwards or a double c-channel consisting of both sides of the opening.
한편 본 발명의 상부고정 프리플렉스 강재보의 제1실시예에서는, 슬래브를 지지하는 강재보가 설치되는 건축물이나 토목구조물에 있어서, 상기 강재보는 하부에 탄성재인 강형재와, 상부에는 탄성재인 인장재가 강결접합되어 이루어지되, 상기 강형재는 중앙부가 상방향으로 휘어진 프리플렉스보에 상단압축응력이 작용하도록 한 상태에서 상기 인장재와 볼트체결 혹은 용접으로 강결접합됨으로써 상기 인장재의 상단에 인장력이 도입되어 형성된 것을 특징으로 한다.On the other hand, in the first embodiment of the upper fixed preflex steel beam of the present invention, in the building or civil engineering structure in which the steel beam for supporting the slab is installed, the steel beam is a steel joint of the elastic material at the bottom, and the tension member of the elastic material at the top The steel member is formed by introducing a tensile force into the upper end of the tension member by being steel-bonded by the tension member and bolted or welded in the state in which the upper compressive stress is applied to the preflex beam bent upward in the center portion. do.
본 발명의 상부고정 프리플렉스 강재보의 제작공법의 제2실시예에서는, 건축물이나 토목구조물에 슬래브를 지지하는 강재보가 설치되는 공법에 있어서, 강형재를 준비하는 단계; 강형재에 하중을 재하함으로써 상단에 압축응력이 작용하도록 하는 단계; 상기 상단 압축응력이 작용하는 강형재의 상부에 채움재가 순차적으로 적층되는 단계; 상기 채움재가 적층된 강형재에 인장재가 강결접합되는 단계; 채움재가 적층된 합성 강재보에 재하중인 하중을 해제하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.In the second embodiment of the manufacturing method of the upper fixed preflex steel beam of the present invention, in the method of installing a steel beam for supporting a slab in a building or a civil engineering structure, preparing a steel member; Applying a compressive stress to the upper end by loading the steel member; Sequentially filling a filler on top of the steel member on which the upper compressive stress acts; A step of tightly bonding the tension member to the steel member in which the filler is laminated; It characterized in that it comprises a step of releasing the loading load on the composite steel beam laminated filler material.
또한 상기 제2실시예에 있어서, 상기 채움재는 강재로 구성하되 순차적으로 강결접합되는 채움재의 길이가 길어지는 것을 특징으로 하는 상부고정 강재보의 제작공법이 제공된다.In addition, in the second embodiment, the filling material is provided with a steel manufacturing method of the upper fixed steel beam, characterized in that the length of the filling material to be steel-bonded sequentially.
또한 본 발명에 따른 상부고정강재보의 제2실시예에서는In addition, in the second embodiment of the upper fixed steel beam according to the present invention
슬래브를 지지하는 강재보가 설치되는 건축물이나 토목구조물에 있어서, 상기 강재보의 하부는 중앙부가 하방으로 굽은 강형재와, 상부에는 탄성 인장재로 구성되어 이루어지되, 상기 강형재와 상기 인장재는 강결접합되고, 상기 강형재와 인장재 사이에는 채움재로 형성되며, 상기 채움재는 상기 강형재의 상단에서 상기 인장재의 하단 사이에서 적층되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.In a building or civil engineering structure in which a steel beam for supporting a slab is installed, the lower portion of the steel beam is formed of a steel member bent downward and an elastic tension member at an upper portion thereof, wherein the steel member and the tension member are steel-bonded, and A filler is formed between the steel member and the tension member, and the filler is laminated between the lower end of the tension member at an upper end of the steel member.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 예시도면을 참고하여 상세히 설명하고자 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도면에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 상부고정 프리플렉스 강재보의 제조공법을 먼저 살펴보면 우선 도 4는 중심부가 상방으로 휘어진 상태로 제작된 프리플렉스보(21)를 나타낸다. 따라서 상기 프리플렉스보는 응력이 작용하지 않는다.As shown in the figure, first look at the manufacturing method of the upper fixed preflex steel beam according to the present invention Figure 4 shows the preflex beam 21 is produced with the center bent upwards. Therefore, the preflex beam is not stressed.
첫 번째 단계는 위와 같은 프리플렉스보를 준비하는 단계로서 상기 프리플렉스보는 일반 강형재로 제작된다. 상기 프리플렉스보는 도4와 같이 강재 I빔을 사용하는 것이 바람직하다. The first step is to prepare a preflex beam as described above, the preflex beam is made of a general steel beam. It is preferable to use the steel I beam as shown in FIG.
또한 도 5a는 프리플렉스 강형재의 상부에 하중을 작용시켜 그 중심부가 하방으로 변형되어 직선강재 상태를 나타냄과 동시에 하중에 대한 휨모멘트다이어그램(BMD)를 도시하고 있다. 이는 하중 재하단계를 나타내는 것이며, 프리플렉스보의 상부압축응력이 작용하도록 하는 것이다. 상기 하중의 재하는 상부 혹은 하부에서 집중하중을 재하함으로써 이루어질 수도 있으며, 혹은 분포하중에 의해 상부에 압축응력이 작용하도록 할 수 있다. 상기 프리플렉스 강형재(20)의 상단에는 압축응력이 작용하고 하단에는 인장응력이 작용하게 된다. In addition, FIG. 5A shows a bending moment diagram (BMD) with respect to a load while simultaneously exerting a load on an upper portion of the preflex steel member to deform its center portion to show a straight steel state. This indicates the loading stage and allows the upper compressive stress of the preflex beam to act. The load of the load may be made by loading the concentrated load at the upper or lower portion, or the compressive stress may be applied to the upper portion by the distributed load. The compressive stress acts on the upper end of the preflex steel member 20 and the tensile stress acts on the lower end.
즉, 도 5a와 같은 모멘트가 작용하고 있을 때, 중심부의 상단에서의 응력을 fto라고 하고 하단에서의 응력을 fbo라고 하고, 단면계수가 S1이면,That is, when the moment as shown in Fig. 5a is acting, if the stress at the top of the center is f to and the stress at the bottom is f bo , and the cross-sectional coefficient is S 1 ,
f_{ to_{ } } =`- { M_{ o } } over { S_{ 1 } } ````` (압축) , f_{ bo_{ } } =`- { M_{ o } } over { S_{ 1 } } ````````(인장)f_ {to_ {}} = `-{M_ {o}} over {S_ {1}}` `` `` (compression), f_ {bo_ {}} = `-{M_ {o}} over {S_ { 1}} `` `` '' `` (seal)
다음 단계는 강결접합단계로서 도 6a에 도시되어 있는데, 이는 강형재의 상부에 재한된 하중이 유지되면서 인장재(30)가 상기 강형재의 상부에 위치하여 일체형성된 상태를 나타낸다. 이러한 인장재 강결접합은 볼트체결 혹은 용접에 의해 이루어 진다. The next step is shown in FIG. 6A as a steel bonding step, which shows a state in which the tension member 30 is located on the top of the steel member and is integrally formed while the load placed on the top of the steel member is maintained. This tension joint is made by bolting or welding.
또한 인장재로서 강재 H빔, I빔등이 사용될 수 있으며 혹은 현장에서 제작되는 임의의 형상의 빌트업빔, 혹은 강판(33), 혹은 ㄷ-채널(31) 등이 있는데, 이는 도 9a, 도 9b, 도 9c에 그 형상이 도시되어 있다. 실제로 강결접합하게 되면 강형재 뿐만 아니라 인장재도 응력의 분포가 바뀌게 되나, 본 발명에서는 상세한 응력의 변화는 생략하고 단지 주요 응력의 변화만 설명한다. 이와 같은 이유로 강형재에서의 응력분포는 전 단계인 하중이 재하된 상태에서와 같다.In addition, a steel H beam, an I beam, or the like may be used as the tension member, or a built-in beam of any shape manufactured in the field, or a steel plate 33, or a c-channel 31, and the like. The shape is shown in 9c. In fact, when the steel joint is bonded, not only the steel members but also the tensile members change the distribution of stress. However, in the present invention, the detailed stress change is omitted and only the main stress change is explained. For this reason, the stress distribution in the steel member is the same as in the state where the load, which is the previous stage, is loaded.
또한 도 7a는 강형재의 상부에 인장재가 일체형성되면서 하중을 해제시킨 상태를 도시한 것으로서 합성 강재보는 강형재의 복원력에 의해 상방으로 약간 휘어진 상태를 나타낸다. 이는 상기 강결단계의 다음단계인 하중 해제단계로서, 강형재와 인장재에 재하중인 하중을 해제하는 것이다.In addition, FIG. 7A illustrates a state in which a load is released while a tension member is integrally formed on an upper portion of a steel member, and a synthetic steel beam shows a state slightly curved upward by the restoring force of the steel member. This is a load releasing step, which is the next step of the hardening step, to release the load being loaded on the steel member and the tension member.
따라서 강형재의 상부에 인장재가 일체형성되는 동안 가해졌던 하중을 제거하면 상기 강형재가 원래 가지고 있던 상방이 휘어진 상태로 복원력이 작용하여 합성 강재보는 상방으로 휘어지게 된다.Therefore, if the load applied while the tension member is integrally formed on the upper part of the steel member is removed, the restoring force acts as the upper part of the steel member originally bent, and the composite steel beam is bent upwards.
도 7b은 합성 강재보의 강형재와 인장재의 프리바디다이어그램(Free Body Diagram)을 도시한 것으로 인장재(30)는 인장력과 상방 휨모멘트가 작용하게 되고 아울러 강형재는 압축력과 상방 휨모멘트가 작용하는 것이다. 인장재의 단면적과 단면계수를 각각 A2, S2이라 하고 강형재의 단면적을 A1이라 하면, 먼저 인장재의 상단과 하단에서의 응력은FIG. 7B illustrates a free body diagram of the steel member and the tension member of the composite steel beam. The tension member 30 has a tensile force and an upward bending moment, and the steel member has a compressive force and an upward bending moment. When referred to the cross-sectional area and section modulus as the respective A 2, S 2 and ganghyeong material cross-sectional area of the tension member A 1, the stress at the upper and lower tension members are first
f_{ t2 } =` { P } over { A_{ 2 } } - { M_{ 2 } } over { S_{ 2 } } ````` (인장) , f_ {t2} = `{P} over {A_ {2}}-{M_ {2}} over {S_ {2}}` `` `` (seal),
f_{ b2 } =` { P } over { A_{ 2 } } + { M_{ 2 } } over { S_{ 2 } } `````(인장)이며, f_ {b2} = `{P} over {A_ {2}} + {M_ {2}} over {S_ {2}}` `` '' (seal),
또한 강형재의 상단과 하단에서의 응력은In addition, the stress at the top and bottom of the steel
f_{ t1 } =`- { P } over { A_{ 1 } } - { M_{ 1 } } over { S_{ 1 } } ````` (압축) , f_ {t1} = `-{P} over {A_ {1}}-{M_ {1}} over {S_ {1}}` `` '' (compression),
f_{ b1 } =`- { P } over { A_{ 1 } } + { M_{ 1 } } over { S_{ 1 } } `````(인장) 으로 된다. 즉, 합성 강재보의 상단과 하단은 인장응력이 작용하게 된다. f_ {b1} = `-{P} over {A_ {1}} + {M_ {1}} over {S_ {1}}` `` '' (seal). That is, the tensile stress is applied to the top and bottom of the composite steel beam.
도 8에서는 강형재에 일체형성된 인장보로 이루어진 합성 강재보에 외부하중(활하중)이 가해질 때, 상기 합성 강재보 상단에 외부하중으로 인한 압축응력이 작용하면서 합성 강재보 상단의 기인장응력과 상쇄된다. 즉, 활하중으로 인한 모멘트를 M l, 강재보의 단면계수를 S l 이라 할 때, 강재보의 상단과 하단에서의 응력은,In FIG. 8, when an external load (live load) is applied to a composite steel beam made of a tensile beam integrally formed with a steel member, the compressive stress caused by the external load is applied to the upper end of the synthetic steel beam, and is offset from the induced stress at the top of the composite steel beam. . That is, when the moment due to the live load is M l and the section coefficient of the steel beam is S l , the stresses at the top and bottom of the steel beam are
f_{ t(final) } =` { P } over { A_{ 2 } } - { M_{ 2 } } over { S_{ 2 } } ```- { M_{ l } } over { S_{ l } } ``f_ {t (final)} = `{P} over {A_ {2}}-{M_ {2}} over {S_ {2}}` ``-{M_ {l}} over {S_ {l}} ``
f_{ b(final) } =`- { P } over { A_{ 1 } } + { M_{ 1 } } over { S_{ 1 } } `+ { M_{ l } } over { S_{ l } } ````f_ {b (final)} = `-{P} over {A_ {1}} + {M_ {1}} over {S_ {1}}` + {M_ {l}} over {S_ {l}} ` `` `
즉, 상기 합성 강재보의 상단에 작용하는 압축응력이 완화됨으로써 스틸강재의 압축허용응력에 유리하게 작용하므로 낮은 형고의 장지간보가 가능하게 되는 것이다. 또한 도 9a, 도 9b, 도 9c에서는 인장재를 다양하게 변형한 실시예를 도시한 것으로서 도 9a는 개구부를 양측면으로 형성한 이중 ㄷ-채널(31)이며 도 9b는 개구부를 상향하도록 형성한 이중 ㄷ-채널(32)이다. That is, the compressive stress acting on the upper end of the composite steel beam is alleviated so that the compressive stress acting on the steel can be advantageously applied to the compressive allowable stress of the steel steel, thereby making it possible to have a long jigbo. 9A, 9B, and 9C illustrate various embodiments of various modifications of the tension member, and FIG. 9A is a double c-channel 31 having openings formed at both sides, and FIG. 9b is a double c formed to upwardly open the openings. -Channel 32.
도 10 에서는 상술한 제작공법을 단계별로 도식화한 것으로서, 프리플렉스 강형재준비단계(S100), 하중재하단계(S110), 인장재강결접합단계(S120), 하중해제단계(S130)을 포함하여 구성된다.In FIG. 10, the manufacturing method described above is illustrated in stages, and includes a preflex steel preparation step (S100), a load loading step (S110), a tensile steel bonding step (S120), and a load release step (S130).
한편, 상기와 같은 공법으로 제작된 본 발명의 상부고정 프리플렉스 강재보에 대해 설명하면, 슬래브를 지지하면서 건축물이나 토목구조물을 형성하게 되는 본 발명의 강재보는 하부에 탄성재인 강형재가 중심부를 상방으로 향하게 된 상태에서 상기 강형재의 상부에는 탄성재인 인장재가 강결접합되어 형성된다.On the other hand, when explaining the upper fixed pre-flex steel beam of the present invention produced by the above-described method, the steel beam of the present invention to form a building or civil engineering structure while supporting the slab, the upper portion of the steel member is an elastic material at the bottom upward In the facing state, an upper portion of the steel member is formed by being firmly bonded to a tension member which is an elastic member.
따라서 강형재에는 중앙부가 상방향으로 휘어진 프리플렉션 보에 상단압축응력이 작용하도록 한 상태에서 상기 인장재와 볼트체결 혹은 용접으로 강결접합됨으로써 상기 인장재의 상단에 인장력이 도입되는 것이다. Therefore, in the steel member, the tensile force is introduced into the upper end of the tension member by being firmly bonded by bolting or welding with the tension member in the state in which the upper compressive stress is applied to the preflex beam having a central portion bent upward.
다음은 본 발명의 제2실시예인 상부고정 강재보의 제작공법에 대해 설명한다. 도 11과 도 12는 제2실시예에 대한 공법을 단계별로 도식화한 것과 해당 상세도를 도시한 것이다. 먼저 강형재(40)를 준비하는 단계(S200)에서는 제1실시예와는 달리 프리플렉스 상태의 보가 아닌 일반 강형재를 준비하는 것이다. 다음 단계는 상기 강형재에 하중을 재하함으로써 상단에 압축응력이 작용하도록 하는 단계(S210)인데, 여기서 하중의 재하는 하부에서 줄 수도 있고 상부에서 줄 수도 있으나 계속 하중이 작용하고 있는 상태에서 강형재의 상부에 대해 작업을 진행해야 하므로 작업의 편의성을 위해 하부에서 하중을 주는 것이 바람직하다. 또한 상기 하중은 분포하중이 될 수 도 있다. Next, a description will be given of a manufacturing method of the upper fixed steel beam as a second embodiment of the present invention. 11 and 12 show the construction method for the second embodiment step by step and the corresponding detailed view. First, in the step S200 of preparing the steel member 40, unlike the first embodiment, the general steel member is prepared rather than the beam in the preflex state. The next step is to load the steel member to the compressive stress acts on the top by loading (S210), where the load of the load may be given at the bottom or at the top, but the upper part of the steel in the state that the load is still applied It is preferable to apply the load from the bottom for the convenience of work, because the work must be carried out for. The load may also be a distributed load.
계속하여 하중이 재하되면, 상기 상단 압축응력이 작용하는 강형재의 상부에 채움재(60)가 순차적으로 적층되는 단계(S220)를 진행한다. 상기 채움재는 강판으로 구성하되 강형재의 오목부가 위로 올라갈수록 넓어지는 것을 고려하여 순차적으로 채움재의 길이가 길어지는 것이 바람직하다. 즉, 채움재는 결국 인장재와 강형재 사이의 공간을 모두 채울 수 있어 강도를 더욱더 향상시키는 것이 가능하다.Subsequently, when the load is applied, the filling material 60 is sequentially stacked on the upper portion of the steel member in which the upper compressive stress acts (S220). The filling material is composed of a steel sheet but in consideration of being widened as the concave portion of the steel member rises, it is preferable that the length of the filling material is sequentially increased. In other words, the filling material may eventually fill all the spaces between the tension member and the steel member, thereby further improving the strength.
다음단계로서 상기 채움재(60)가 적층된 강형재에 인장재(70)가 강결접합되는 단계(S230)가 있다. 상기 강형재와 인장재에 재하중인 하중을 해제하는 단계(S240)를 포함하여 구성된다. As a next step, there is a step (S230) in which the tension member 70 is steel-bonded to the steel member in which the filler 60 is laminated. It is configured to include a step (S240) for releasing the load on the steel and the tension member.
본 발명에서는 제2실시예의 제작공법에 따른 상부고정 강재보를 제안하고 있는데, 이는 슬래브를 지지하는 강재보가 설치되는 건축물이나 토목구조물에 있어서, 상기 강재보의 하부는 중앙부가 하방으로 굽은 강형재(40)와, 상부에는 탄성 인장재(70)로 구성되어 이루어지되, 상기 강형재와 상기 인장재는 강결접합되고, 상기 강형재와 인장재 사이에는 채움재(60)로 형성되며, 상기 채움재(60)는 상기 강형재의 상단에서 상기 인장재의 하단으로 적층되어 이루어진다.The present invention proposes an upper fixed steel beam according to the manufacturing method of the second embodiment, which is a building or civil engineering structure in which the steel beam for supporting the slab is installed, the lower portion of the steel beam bent downward in the center portion 40 And, the upper portion is made of an elastic tension member 70, the steel member and the tension member is steel-bonded, between the steel member and the tension member is formed of a filler 60, the filler 60 is at the top of the steel member It is laminated to the bottom of the tension member.
상술한 바와 같은 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함을 물론이다. In the detailed description of the present invention as described above, specific embodiments have been described, but various modifications are possible without departing from the scope of the present invention.
그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구범위 뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined not only by the claims below but also by the equivalents of the claims.
상술한 바와 같이 본 발명은 장착부재 및 보강판의 제작, 설치에 따른 문제점이나 철근 콘크리트 저면의 전단파괴에 따른 크랙발생 등의 폐해를 방지함은 물론 인장재의 긴장이나 철근콘트리트 타설 및 양생 등의 시간을 절감시켜 공기를 앞당길 수 있으며 시공성이 우수하고 모든 재료가 별도로 균일하게 제작되므로 품질 및 안정성이 우수하다. As described above, the present invention prevents damages such as problems caused by fabrication and installation of mounting members and reinforcement plates or cracks caused by shear failure of reinforced concrete bottoms, as well as tension tension or reinforced concrete placement and curing. It is possible to advance the air by reducing the cost, and has excellent workability and excellent quality and stability because all materials are made uniformly.
또한 강재사용에 따른 자중이 감소함으로써 장스팬의 보를 구현하게 되므로 고층 건축물을 설계할 수 있을 뿐만 아니라 필요한 기둥의 수를 최소화하여 가변성 있는 공간을 충분히 확보하게 되므로 장지간 교량, 낮은 형고의 교량, 공연장, 백화점, 주차장 및 체육관 등과 같은 토목 구조물 및 건축물의 미관성을 높이고 설계 가변성을 확보할 수 있다. In addition, as the weight of steel is reduced, the beam of long span is realized, so it is not only possible to design high-rise buildings, but also to secure enough variable space by minimizing the number of pillars needed, so it is possible to bridge bridges between bridges, bridges of low profile, and performance halls. It can increase the aesthetics of civil structures and buildings such as department stores, parking lots and gymnasiums and secure design variability.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 강재 보의 폭 내에서 프리스트레스를 적용한 강재 보는 필요한 기둥 수를 최소화함으로써 상부 및 하부 구조의 물량감소를 가능하게 하므로 토목구조물 및 건축물의 공사비 저감과 공기 단축의 효과를 유발하는 장점이 있다.In addition, the steel beam to which the pre-stress is applied within the width of the steel beam according to an embodiment of the present invention to minimize the number of pillars required to reduce the volume of the upper and lower structures, thereby reducing the construction cost and shortening the construction cost of civil structures and buildings There is an advantage to induce.
도 1 및 도 2는 종래의 프리스트레스 공법이 적용된 강재보를 나태내는 단면도이고,1 and 2 is a cross-sectional view showing a steel beam to which a conventional prestress method is applied,
도 3은 종래의 프리플렉스 공법이 적용된 강재보를 나태내는 단면도이고,3 is a cross-sectional view showing a steel beam to which a conventional preflex method is applied,
도 4는 본 발명에 따른 프리플렉스 강형재를 도시한 것이며,Figure 4 illustrates a preflex steel member according to the present invention,
도 5a는 하중이 재하된 강형재 및 휨모멘트를 도시한 것이고FIG. 5a shows a steel member and a bending moment loaded with load
도 5b는 하중이 재하된 강형재의 응력분포 도시한 것이며,Figure 5b shows the stress distribution of the loaded steel member,
도 6a는 하중이 재하된 상태에서 강형재와 인장재를 강결접합한 합성강재보를 도시한 것이고,FIG. 6a illustrates a composite steel beam in which a steel member and a tension member are tightly bonded under a loaded state,
도 6b는 하중이 재하된 상태에서 강형재와 인장재를 강결접합한 합성강재보의 응력분포를 도시한 것이고,FIG. 6B shows the stress distribution of the composite steel beams in which a steel member and a tension member are tightly bonded under a loaded state,
도 7a는 응력이 제거된 합성 강재보를 도시한 것이고,Figure 7a shows a composite steel beam with stress removed,
도 7b는 합성 강재보의 강형재와 인장재의 힘평형도를 도시한 것이고,Figure 7b shows the force balance of the steel member and the tension member of the composite steel beam,
도 7c는 합성 강재보의 강형재와 인장재의 등가 힘평형도을 도시한 것이고,Figure 7c shows the equivalent force balance of the steel member and the tension member of the composite steel beam,
도 7d는 합성 강재보의 응력분포를 도시한 것이고,Figure 7d shows the stress distribution of the composite steel beam,
도 8a, 도8b는 합성 강재보에 활하중이 재하된 상태의 휨모멘트다이어그램과 응력분포를 도시한 것이며,8A and 8B show a bending moment diagram and a stress distribution in a state in which a live load is loaded on a composite steel beam.
도 9a, 도 9b, 도 9c는 인장재의 다양한 변형예를 보여주는 예시도이며,9A, 9B, and 9C are exemplary views illustrating various modified examples of the tension member.
도 10은 본 발명에 따른 제1실시예인 UPF 강재보의 제작공법을 단계별로 도식화한 것이며,10 is a schematic diagram illustrating a manufacturing method of a UPF steel beam as a first embodiment according to the present invention;
도 11은 본 발명에 따른 제2실시예인 강재보의 제작공법을 단계별로 도식화한 것이며,11 is a step-by-step diagram showing the manufacturing method of the steel beam as a second embodiment according to the present invention,
도 12는 본 발명에 따른 제2실시예인 강재보의 제작공법을 단계별로 도시한 것이다.12 shows step by step the manufacturing method of the steel beam as a second embodiment according to the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on main parts of drawing
10, 50 : 강재보 20, 40 : 강형재10, 50: steel beams 20, 40: steel members
30, 70 : 인장재 60 : 채움재30, 70: tension member 60: filler
31 : ㄷ채널 33 : 평판31: Channel 33: Reputation
S100, S200 : 강형재 준비단계 S110, S210 : 하중 재하단계 S120, S230 : 인장재 강결접합단계 S220 : 채움재 강결접합단계 S130, S240 : 하중해제단계S100, S200: Steel member preparation step S110, S210: Load loading step S120, S230: Tension material steel bonding step S220: Filler steel bonding step S130, S240: Load release step
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| KR100866208B1 (en) * | 2005-11-21 | 2008-10-30 | 위영민 | A prestressed girder with slab and method of making the structure with it |
| CN114412189A (en) * | 2022-02-25 | 2022-04-29 | 西安建筑科技大学 | Combined steel beam prestress construction method |
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