KR20070045435A

KR20070045435A - 파형강판으로 복부를 보강한 형강

Info

Publication number: KR20070045435A
Application number: KR1020050101715A
Authority: KR
Inventors: 신대철
Original assignee: 신대철
Priority date: 2005-10-27
Filing date: 2005-10-27
Publication date: 2007-05-02

Abstract

본 발명은 철구조물에 사용되는 에이치빔 또는 아이빔(21)의 보강에 관한 것으로 보다 상세하게는 종래의 건설 및 토목에서 사용되는 에이치빔 또는 아이빔(21)의 측면에 형성된 홈에 파형강판(22)을 웨브와 평행하게 좌, 우측에 대칭으로 부착하여 휨 응력에 저항하는 플랜지를 보강하고, 프리스트레스공법을 도입함으로써, 보의 춤을 낮출 수 있고 경간을 길게 할 수 있는 구조재를 확보하는 방법이다.

파형강판, H-beam, I-beam, 빔, 형강, 강재거더, 좌굴, 강선, 강연선, PC강연선, 프리스트레스

Description

파형강판으로 복부를 보강한 형강{Wave web beam}

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 파형강판(22)이 에이치빔 또는 아이빔(21)에 보강되는 구조를 도시한 분리 사시도.

도 2는 본 발명에 따른 PC강연선(30)이 장착된 파형강판(22)으로 복부를 보강한 형강의 단면도.

도 3은 본 발명에 따른 PC강연선(30)이 파형강판(22)으로 복부를 보강한 형강의 외부에 장착된 단면도.

도 4는 본 발명에 따른 PC강연선(30)이 파형강판(22)으로 복부를 보강한 형강의 외부에 장착된 전체입면도 및 단면도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

21 : 에이치빔 또는 아이빔

22 : 파형강판

23 : 용접

24 : 무수축몰탈

25 : 스터드볼트

30 : PC강연선

32 : 프라케트

33 : 스티프너

34 : 인장정착콘

파형강판으로 복부를 보강한 형강 : 출원번호 10-2005-0050314

파형강판으로 복부를 보강한 형강 : 출원번호 20-2005-0017321, 등록번호 : 20-0395506

본 발명은 철구조물에 사용되는 에이치빔 또는 아이빔(21)보강에 관한 것으로 보다 상세하게는 종래 건설의 및 토목에서 사용되는 에이치빔 또는 아이빔(21)의 측면에 형성된 홈(플랜지와 플랜지 사이)에 파형강판(22)을 웨브와 평행하게 좌, 우측에 대칭으로 부착하고 프리스트레스 PC강연선(30)을 배치하여 강성을 높인 에이치빔 또는 아이빔(21)에 관한 것이다.

일반적으로 에이치빔 또는 아이빔(21)은 철구조물을 형성하는 뼈대로 단순한 형태의 보강이 널리 사용되고 있었다. 예를 들면 롤빔 자체를 구조재로 쓰거나 강 성이 요구되는 구조부에는 플랜지두께나 웨브두께 혹은 싸이즈를 늘려 빌탑빔(buildup-beam)으로 제작하여 사용하였다. 또, 플랜지 끝단에 철판을 용접하여 사각 파이프(

)형태로 보강한 단순한 구조들 이였다.

가장 유사한 형태는 웨브의 전단력에 저항하는 강성을 높이기 위하여 웨브를 파형강판(22)으로 형성하여 사용하는 에이치빔 또는 아이빔(21)이 있으나 국내에서는 보기 힘들고, 사용한다 하더라도 용접과정에서 발생되는 열로 인하여 뒤틀림이 생기고 그 뒤틀림을 잡기 위하여 가열하여 부재 강도를 저하시키면서 까지 직선형태로 만들어 쓰거나, 유압롤러를 활용하여 수차례 보정하여 사용하는 불편함이 있었다, 여기서 에이치빔 또는 아이빔(21)은 철로 되어 있기 때문에 열을 가하면 강도를 저하시키는 요인이 되는 취약점이 있었다. 또 PC강연선(30)을 활용하는 기술은 프리스트레스공법이라 하여 교량 등 특정 분야에서만 사용하고 있다.

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해서 발명된 것으로, 그 목적은 휨 응력을 주로 받는 플랜지부분의 변형을 막아 에이치빔 또는 아이빔(21)의 강도를 높이고, 에이치빔 또는 아이빔(21)형 거더를 쓰는 교량에서는 웨브의 좌굴내력을 향상시키는 에이치빔 또는 아이빔(21)을 제공함에 있다. PC강연선(30)을 활용하는 기술은 교량 등 여러 분야에서 사용하고 있는 기술로 상기 에이치빔 또는 아이빔(21)에 활용하면 시너지 효과를 얻어낼 수 있고, 특정분야에서만 활용하던 프리스트레스공법을 파형강판으로 복부를 보강한 형강에 활용하여 철구조물 등 각 산업분야에서 활용할 수 있게 하고, 또 부분적으로 응력을 받는 에이치빔 또는 아이빔(21)의 일부분에 상기와 같이 파형강판(22)을 보강해 유효단면적 대비 강도가 높은 부재를 산업분야에 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 철구조물에 사용되는 에이치빔 또는 아이빔(21)의 보강을 그 측면에 형성된 홈(플랜지와 플랜지 사이)에 파형강판(22)을 웨브와 평행하게 좌, 우측에 대칭으로 부착하고; 상기 파형강판(22)은 길이방향으로 일정 피치를 유지하며 굴곡을 형성하고 상부플랜지와 하부플랜지에 용접되어 플랜지를 보강하고 하중에 저항하는 에이치빔 또는 아이빔(21) 구조체를 형성하게 하고 PC강연선(30)을 설치하여 에이치빔 또는 아이빔(21)의 강도를 향상시킨 것을 특징으로 하는 것이다.

이하 첨부된 도면을 참조로 하여 본 고안의 바람직한 일실시 예를 상세히 설명한다.

도 1에 도시한 바와 같이 본 발명에 따른 에이치빔 또는 아이빔(21)의 사시도로 본 발명의 구성을 살펴보면, 에이치빔 또는 아이빔(21)의 상하플랜지 사이의 공간에 웨브와 평행하게 파형강판(22)을 삽입하여 용접(23)한 형태를 이루고 있다, 보강된 파형강판(22)은 웨브의 좌굴을 입체적으로 보강하며 특히 휨 응력에 의한 플랜지의 좌굴을 막아주는 역할을 하고 PC강연선(30)을 인장력이 형성되는 주요구조부에 설치하여 에이치빔 또는 아이빔(21)의 강도를 높이게 하였다.

도 2에 도시한 바와 같이 본 발명에 따른 에이치빔 또는 아이빔(21)의 파형강판(22)이 결합된 단면도로 에이치빔 또는 아이빔(21)을 직각으로 절단하여 보여주는 그림이다, 기존 에이치빔 또는 아이빔(21)에 웨브의 양 옆으로 파형강판(22)이 보강되어 플랜지의 변형을 잡아주는 역할을 한다. 상기 파형강판(22)과 웨브사이에 형성된 공극에 콘크리트 등을 주입하기 전에 PC강연선(30)을 인장력이 발생되는 부분에 배치하였다.

도 3에 도시한 바와 같이 본 발명에 따른 에이치빔 또는 아이빔(21)의 파형강판(22)이 결합된 단면도로 웨브를 보강하며 플랜지와 플랜지 사이에 부착하여 보강된다. 반면, 파형강판(22)을 중앙에 싱글로 용접(23)한 경우 용접(23) 열이 식으면서 상하 부의 플랜지가 웨브쪽으로 변형을 이루고 뒤틀림까지 생기는데 상기와 같이 보강하면 이러한 변형을 현저히 줄일 수 있는 효과가 있고, 플랜지 하부에 PC강연선(30)을 노출되게 배치하여 설치가 용이하고 설치가 끝난 후에도 반복으로 인장작업을 할 수 있게 하였다.

도 4에 도시한 바와 같이 본 명에 따른 에이치빔 또는 아이빔(21)의 파형강판(22)이 결합된 입면도 및 단면도로 웨브를 보강하며 플랜지와 플랜지 사이에 부착되며 그 파형강판(22)의 위치는 필요에 따라 웨브쪽으로 일정한 간격을 두고 접근하거나 플랜지 끝단으로 후퇴하여 부착될 수도 있다. PC강연선(30)은 두개의 인장정착콘(34)에 의해 고정되며 브라케트(32)와 스티프너(33)는 플랜지의 바깥쪽에 용접되어 다수개의 홀이 가공되어 PC강연선(30)이 통과할 수 있게 되어있다. 에이치빔 또는 아이빔(21)이 설치되고 난 뒤 필요한 강도만큼 유압식 인장장치로 인장 장착시킨다. 에이치빔 또는 아이빔(21)의 내부에 설치된 PC강연선(30)과 혼용하여 사용할 수 있으며 하중을 많이 받는 부분에는 다수를 설치하여 가해지는 하중에 저항하도록 한다.

상술한 바와 같이 본 발명은 파형강판(22)을 에이치빔 또는 아이빔(21)에 적용하여 휨 하중에 저항하는 플랜지를 보강함으로써 기둥거리를 넓게 할 수 있으며 집중하중을 받는 부위를 에이치빔 또는 아이빔(21)의 싸이즈 변화없이 보강할 수 있다, 아이 거더 형태의 보인 경우 중앙에 휨 응력이 가장 커짐으로 중앙부위를 파형강판(22)으로 보강하면 플랜지의 변형을 막아 휨 하중에 대한 항복강도가 증대되는 것이다.

또, 파형강판(22)이 웨브에 싱글로 형성된 빔 제작 시 플랜지와 웨브의 용접 (23)열에 의해 뒤틀림이 생기고 그 뒤틀림을 잡기 위하여 강도를 저하시키는 취약점을 가만하면서 까지 열을 가하여 보정하여 쓰거나, 유압롤러를 활용하여 수차례 보정하여 사용하는 불편함이 있었다, 하지만 파형강판(22)을 양쪽에 보강한 에이치빔 또는 아이빔(21)을 사용하면 용접(23) 열에 의한 변형을 최소화할 수 있는 효과를 갖는다.

프리스트레스 시스템 교량에 있어서 PC강연선(30)이 휨 하중은 해결을 하지만 웨브가 담당해야 하는 전단력 및 좌굴 때문에 전체를 콘크리트로 보강하는 불편함이 있었다, 하지만 파형강판(22)으로 보강된 아이 빔을 활용하면 상기 웨브를 콘 크리트로 보강하는 작업을 없이도 웨브의 강성을 유지할 수 있다. PC강연선(30)은 경간이 길거나 하중을 많이 받는 부재의 인장측에 보강하여 안정적인 구조를 형성하고 파형강판(22)의 구조적인 장점과 결합하여 시너지효과를 가져오는 효과가 있다.

Claims

파형강판(22)으로 복부를 보강한 형강에 있어서,

상기 파형강판(22)과 에이치빔 또는 아이빔(21) 사이에 길이 방향으로 형성된 공간에 무수축몰탈(24)로 그라우팅하기 전에 PC강연선(30)을 배치하여 부재의 강성을 높이는 것을 특징으로 하는 파형강판(22)으로 복부를 보강한 형강
파형강판(22)으로 복부를 보강한 형강에 있어서, 상기 에이치빔 또는 아이빔(21) 외부에 PC강연선(30)을 배치하여 부재의 강성을 높이는 것을 특징으로 하는 파형강판(22)으로 복부를 보강한 형강