KR20080099938A - 형강 콘크리트 합성 빔 - Google Patents

Abstract

본 발명은 형강 콘크리트 합성 빔에 관한 것으로 상, 하부 플렌지부(10a, 10b)를 구비한 콘크리트 빔(10) 몸체 내부에 강재 빔(11)이 삽입된 형강 콘크리트 합성 빔(1)에 길이 방향으로 관통구멍(30)을 간격을 두고 다수 형성한 것이다.

또한, 웨브부(10a)의 양 단에 제 1, 2 플렌지부(20b, 20c)가 구비된 빔 부재(20)에서 상기 제 1, 2 플렌지부(20b, 20c) 중 적어도 어느 한 측이 콘크리트 블록(20d)에 의해 감싸진 형강 콘크리트 합성 빔(1)의 상기 웨브부(10a)에는 길이방향으로 관통구멍(30)을 간격을 두고 다수 형성한 것이다.

즉, 형강 콘크리트 합성 빔(1)의 몸체, 웨브부(10a)에 관통구멍(30)이 형성되어, 상기 관통구멍(30)을 이용하여 시공 시 다른 구조물을 용이하게 통과시킬 수 있어 기타 다른 구조물의 설치 작업에 따른 편의성을 증대시킬 수 있는 효과가 있는 것이다.

또한, 관통구멍(30)의 형상에 따라 다양한 외관미를 표현할 수 있어 형강 콘크리트 합성 빔을 사용하여 시공되는 토목, 건축물의 외관미를 증대시킬 수 있는 효과가 있는 것이다.

Description

형강 콘크리트 합성 빔{Section Shape steel and Concrete Composition Beam}

도 1a 내지 도 1b는 종래의 콘트리트 합성 빔의 구조를 도시한 사시도

도 2a은 본 발명인 형강 콘크리트 합성 빔의 일 실시 예를 도시한 사시도

도 2b는 도 2a의 A - A' 단면도

도 3a는 본 발명인 형강 콘크리트 합성 빔의 다른 실시 예를 도시한 사시도

도 3b는 도 3a의 B - B' 단면도

도 4a는 본 발명인 형강 콘크리트 합성 빔의 또 다른 실시 예를 도시한 사시도

도 4b는 도 4a의 C - C' 단면도

도 5a는 본 발명인 형강 콘크리트 합성 빔의 또 다른 실시 예를 도시한 사시도

도 5b는 도 5a의 D - D' 단면도

*도면 중 주요 부호에 대한 설명*

10 : 콘크리트 빔 11 : 강재 빔

20 : 빔 부재 21 : 프리플렉스 합성 빔

30 : 관통구멍 40 : 프리스트레스 강선

본 발명은 형강 콘크리트 합성 빔에 관한 것으로 더 상세하게는 설치 후 다른 구조물과의 연결시공이 용이하고, 외관미를 증대시키도록 발명된 것이다.

일반적으로 콘크리트 빔 또는 H형 빔 또는 I형 빔과 같은 강재 빔은 교량의 거더 또는 건축물 바닥 또는 천장을 지지하는 지지보로 사용되며, 이외에도 토목, 건축 공사의 기둥 또는 보로 폭넓게 사용되고 있는 실정이다.

상기 콘크리트 빔은 하중을 지지하기 위한 강성이 요구되며, 상기한 강성을 보강하기 위하여 도 1a에서 도시한 바와 같이 콘크리트 빔(10) 몸체 내부에 강재로 제조된 H형 빔 또는 I형 빔과 같은 강재 빔(11)을 삽입하여 형강 콘크리트 합성 빔(1)을 제조하고 있는 실정이다.

상기 형강 콘크리트 합성 빔(1)은 H형 빔 또는 I형 빔과 같은 강재 빔(11)이 콘크리트 빔(10)의 강성을 크게 보강하므로, 같은 하중을 견디되 콘크리트로만 제조되는 콘크리트 빔에 비해 상대적으로 작고, 슬림한 크기로 제조가 가능한 장점이 있는 것이다.

한편, H형 빔 또는 I형 빔과 같은 빔 부재(20)는 강성을 보강하기 위하여 프리스트레스를 적용하는데 상기 프리스트레스를 용이하게 적용하기 위하여 도 1b에서 도시한 바와 같이 제 1, 2 플렌지부(20b, 20c)에 콘크리 블록(20d)을 형성하여 합성한 형강 콘크리트 합성 빔(1)으로 제조하고 있는 실정이다.

상기 빔 부재(20)는 제 1, 2 플렌지부(20b, 20c)를 감싸는 콘크리트 블록(20d)에 프리스트레스 강선(40)을 삽입하여 프리스트레스를 적용하거나, 빔 부재(20) 자체에 미리 설계 하중을 재하시킨 후 하중에 의해 인장되는 제 1 플렌지부(20b) 또는 제 2 플렌지부(20c)에 콘크리트 블록(20d)을 형성하여 프리스트레스를 적용하는 프리 플렉스 합성 빔으로 제조할 수 있는 것이다.

그러나 상기한 종래의 형강 콘크리트 합성 빔은 빔의 몸체 즉, 웨브부분에서 시공되는 다른 구조물과 연결되는 경우 웨브부분이 막혀있어 구조물의 통과 및 연결이 용이하지 못한 폐단이 있었던 것이다.

특히, 교량의 거더, 건물의 바닥, 또는 천장에는 전기설비를 위한 파이프와 같은 파이프 배관이 설치되고 있으나, 종래의 형강 콘크리트 합성 빔은 몸체 즉, 웨브부분이 막혀 있어 상기한 배관을 설치하고 시공하는데 있어 어려움이 있었던 것이다.

또한 이외에도 교량이나 건물에서 각종 구조물을 설치하고 시공하는데 있어 형강 콘크리트 합성 빔이 방해가 되는 문제점이 있었던 것이다.

그리고 상기 형강 콘크리트 합성 빔은 웨브부분의 동일한 형상으로 일정한 외관미를 가지므로 토목, 건축물의 외관미에 특징이 없는 문제점이 있었던 것이다.

본 발명의 목적은 시공 시 각종 구조물의 통과 및 연결이 용이하고, 시공된 토목, 건축물의 외관미를 증대시키는 형강 콘크리트 합성 빔을 제공하는 데 있다.

이러한 본 발명의 목적은 상, 하부 플렌지부를 구비한 콘크리트 빔 몸체 내부에 강재 빔이 삽입된 형강 콘크리트 합성 빔에 있어서, 상기 콘크리트 빔 몸체에는 길이 방향으로 관통구멍이 간격을 두고 다수 형성됨으로써 달성된다.

또한, 웨브부의 양 단에 제 1, 2 플렌지부가 구비된 빔 부재에서 상기 제 1, 2 플렌지부 중 적어도 어느 한 측이 콘크리트 블록에 의해 감싸진 형강 콘크리트 합성 빔에 있어서, 상기 웨브부에는 길이방향으로 관통구멍이 간격을 두고 다수 형성됨으로써 달성된다.

즉, 상기 형강 콘크리트 합성 빔은 관통구멍을 통해 각종 구조물의 통과 및 연결이 용이하고 관통구멍의 형상을 다양하게 형성하여 시공된 토목, 건축물에 독특한 외관미를 제공할 수 있는 것이다.

본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2a은 본 발명인 형강 콘크리트 합성 빔의 일 실시 예를 도시한 사시도이며, 도 2b는 도 2a의 A - A' 단면도로써, 강재 빔을 내부에 삽입한 콘크리트 빔의 몸체 길이 방향으로 관통구멍이 다수 뚫려진 것을 나타내고 있다.

도 3a는 본 발명인 형강 콘크리트 합성 빔의 다른 실시 예를 도시한 사시도이며, 도 3b는 도 3a의 B - B' 단면도로서, 제 2 플렌지부가 콘크리트 블록으로 감싸지고, 이 콘크리트 블록에 스트레스 강선이 삽입된 빔 부재의 웨브부에 몸체 길이 방향으로 관통구멍이 다수 뚫려진 것을 나타내고 있다.

도 4a는 본 발명인 형강 콘크리트 합성 빔의 또 다른 실시 예를 도시한 사시 도이며, 도 4b는 도 4a의 C - C' 단면도로서, 프리플렉스 빔의 웨브부에 몸체 길이 방향으로 관통구멍이 다수 뚫려진 것을 나타내고 있다.

도 5a는 본 발명인 형강 콘크리트 합성 빔의 또 다른 실시 예를 도시한 사시도이며, 도 5b는 도 5a의 D - D' 단면도로서인 프리스트레스 강선이 삽입된 프리플렉스 빔의 웨브부에 몸체 길이 방향으로 관통구멍(30)이 다수 뚫려진 것을 나타내고 있다.

이하, 도 2a 내지 도 2b에서 도시한 바와 같이 본 발명인 형강 콘크리트 합성 빔(1)의 콘크리트 빔(10)은 몸체의 상, 부에 각각 상, 하부 플렌지부(10a, 10b)가 형성되며, 내부에 강재 빔(11)이 삽입된다.

상기 강재 빔(11)은 제강작업을 거쳐서 생산된 중간제품인 빔블랭크(beam blank), 블룸(bloom), 빌릿(billet)을 열간압연한 구조용 강재로 큰 단면 강성이 우수하여 콘크리트 빔(10) 내부에 삽입되어 콘크리트 빔(10)의 강성을 크게 보강하는 것으로, 압연 공정으로 제조되는 일반적인 H형 빔 또는 I형 빔을 사용하는 것을 기본으로 하며, 이외에 어떠한 형상의 강재 빔(11)도 본 발명의 구성에 포함되는 것이다.

상기 형강 콘크리트 합성 빔(1)은 강재 빔(11)을 콘크리트 빔(10)에 삽입함에 있어 강재 빔(11)의 양 단 플렌지부를 콘크리트 빔(10)의 상, 하부 플렌지부(10a, 10b)에 삽입시키고, 웨브부(10a)가 콘크리트 빔(10)의 몸체부에 삽입 위치시키는 것이다.

본 발명의 가장 큰 특징은 상기 콘크리트 빔(10) 몸체에 관통구멍(30)을 형 성하되, 간격을 두고 다수 형성하는 것이다.

상기 관통구멍(30)은 콘크리트 빔(10) 몸체 및 콘크리트 빔(10) 내부에 삽입된 강재 빔(11)을 관통하여 뚫리는 구멍으로, 일정한 크기와 형상으로 뚫어 형성할 수도 있으며 설계 시 연결, 통과되는 구조물에 따라 다양한 크기와 형상으로 뚫어 형성할 수도 있는 것이다.

또한 상기 관통구멍(30)은 시공되는 토목, 건축물의 외관미를 위해 다양한 형상으로 형성할 수도 있는 것이다.

즉, 상기한 바와 같이 콘크리트 빔(10) 몸체에 다수의 관통 구멍이 형성되어 이 관통구멍(30)을 통해 토목, 건축물 시공 시 기타 구조물을 통과시키거나, 연결시킬 수 있는 것이다.

또 상기 형강 콘크리트 합성 빔(1)은 콘크리트 빔(10)의 하부 플렌지부(10b)에 PC강선(Prestressed Concrete 강선; 이하 프리스트레스 강선)을 삽입하는 것이 바람직하다.

상기 프리스트레스 강선(40)은 미리 인장력을 가해진 뒤 콘크리트 빔(10)의 하부 플렌지부(10b)에 삽입되어, 하부 플렌지부(10b)에 압축력을 발생시켜 인장력에 대한 저항력을 증대시키는 것이다.

상기 프리스트레스 강선(40)을 콘크리트 빔(10) 내부로 삽입하여 설치하는 방법에는 프리스트레스 강선(40)에 미리 인장력을 가한 후 인장된 프리스트레스 강선(40)에 콘크리트를 타설한 후 콘크리트 경화 후 재의 긴장을 풀어서 미리 주어둔 인장력을 프리스트레스 강선(40)과 콘크리트의 부착에 의해 콘크리트에 전달하여 스트레스를 가하는 프리 텐션 방법이 있다.

또한 콘크리트 타설 전에 프리 스트레스 강선을 관통하여 삽입할 수 있는 집(Sheath)을 미리 묻어두고, 콘크리트의 경화 후 상기 집에 프리스트레스 강선(40)을 관통시켜 결합하되, 한 쪽을 장착 고정시킨 후 반대편 끝단을 유압 잭으로 잡아당겨 인장시킨 후 고정시키는 포스트 텐션 방법이 있다.

상기한 프리 텐션 방법 및 포스트 텐션 방법은 콘크리트 빔(10)의 하부 플렌지부(10b)에 스트레스 강선을 삽입하여 프리스트레스를 가하는 공지된 방법으로 상기 이외의 어떠한 프리스트레스 공법도 본 발명의 구성에 포함됨을 밝혀둔다.

한편, 본 발명인 형강 콘크리트 합성 빔(1)의 빔 부재(20)는 제강작업을 거쳐서 생산된 중간제품인 빔블랭크(beam blank), 블룸(bloom), 빌릿(billet)을 열간 압연한 구조용 강재로 큰 단면 강성이 우수하여 콘크리트 빔(10) 내부에 삽입되어 콘크리트 빔(10)의 강성을 크게 보강하는 것으로, 압연 공정으로 제조되는 일반적인 H형 빔 또는 I형 빔을 사용하는 것을 기본으로 하며, 웨브부(10a)의 양 단에 제 1, 2 플렌지부(20b, 20c)가 구비되는 어떠한 빔도 포함됨을 밝혀둔다.

또 상기 빔 부재(20)의 제 1, 2 플렌지부(20b, 20c)는 적어도 어느 한 측이 콘크리트 블록(20d)으로 감싸져 구성되는 것이다.

상기 콘크리트 블록(20d)은 빔 부재(20)에 프리스트레스를 부여하도록 하는 것으로, 도 3a 내지 도 3b에서 도시한 바와 같이 타설한 콘크리트 블록(20d)에 프리스트레스 강선(40)을 삽입하여 프리스트레스를 적용하거나, 도 4a 내지 도 4b에서 도시한 바와 같이 빔 부재(20) 자체에 미리 설계 하중을 재하시킨 후 하중에 의 해 인장된 플렌지부에 콘크리트 블록(20d)을 형성하여 프리플렉스(Preflex) 합성 빔(21)으로 제조하는 것을 기본으로 한다.

상기 프리스트레스 강선(40)을 콘크리트 블록(20d) 내부로 삽입하여 설치하는 방법에는 프리스트레스 강선(40)에 미리 인장력을 가한 후 이 인장된 프리스트레스 강선(40)에 콘크리트를 타설한 후 콘크리트 경화 후 재의 긴장을 풀어서 미리 주어둔 인장력을 프리스트레스 강선(40)과 콘크리트의 부착에 의해 콘크리트에 전달하여 스트레스를 가하는 프리 텐션 방법이 있다.

또, 콘크리트 타설 전에 프리 스트레스 강선을 관통하여 삽입할 수 있는 집(Sheath)을 미리 묻어두고, 콘크리트의 경화 후 상기 집에 프리스트레스 강선(40)을 관통시켜 결합하되, 한 쪽을 장착 고정시킨 후 반대편 끝단을 유압 잭으로 잡아당겨 인장시킨 후 고정시키는 포스트 텐션 방법이 있다.

상기한 프리 텐션 방법 및 포스트 텐션 방법은 콘크리트 블록(20d)에 스트레스 강선을 삽입하여 프리스트레스를 가하는 공지된 방법으로 상기 이외의 어떠한 프리스트레스 공법도 본 발명의 구성에 포함됨을 밝혀둔다.

또한, 도 4a 내지 도 4b, 도 5a 내지 도 5b에서 도시한 상기 프리플렉스 합성 빔(21)은 빔 부재(20)에 설계하중을 재하한 후 인장력을 받는 제 2 플렌지부(20c)에 콘크리크를 타설하여 콘크리트 블록(20d)을 형성하고, 재하된 설계하중을 제거하여 다시 빔 부재(20)를 수직으로 유지한 상태에서 제 1 플렌지부(20b)에 콘크리트를 타설하여 콘크리트 블록(20d)을 형성함으로써 제조하는 것이다.

그리고 상기 프리플렉스 합성 빔(21)은 도 5a 내지 도 5b에서 도시한 바와 같이 상기 제 2 플렌지부(20c)를 감싸 프리스트레스를 발생하는 콘크리트 블록(20d)에 상기 프리스트레스 강선(40)을 삽입하여 프리스트레스 효과를 증대시킬 수 있으며, 이 프리스트레스 강선(40)은 상기한 프리 텐션 방법과, 포스트 텐션 방법으로 삽입할 수 있는 것이다.

본 발명의 가장 큰 특징은 상기 빔 부재(20)의 웨브부(10a)에 관통구멍(30)을 형성하되, 간격을 두고 다수 형성하는 것이다.

상기 관통구멍(30)은 빔 부재(20)의 웨브부(10a)를 관통하여 뚫리는 구멍으로, 일정한 크기와 형상으로 뚫어 형성할 수도 있으며 설계 시 연결, 통과되는 구조물에 따라 다양한 크기와 형상으로 뚫어 형성할 수도 있는 것이다.

또한 상기 관통구멍(30)은 시공되는 토목, 건축물의 외관미를 위해 다양한 형상으로 형성할 수도 있는 것이다.

상기한 바와 같이 강재의 빔 부재(20)의 몸체, 웨브부(10a)에 다수의 관통 구멍이 형성되어 이 관통구멍(30)을 통해 토목, 건축물 시공 시 기타 구조물을 통과시키거나, 연결시킬 수 있는 것이다.

상기한 본 발명의 구성에 의하면, 형강 콘크리트 합성 빔의 몸체, 웨브부에 관통구멍이 형성되어, 상기 관통구멍을 이용하여 시공 시 다른 구조물을 용이하게 통과시킬 수 있어 기타 다른 구조물의 설치 작업에 따른 편의성을 증대시킬 수 있는 효과가 있는 것이다.

또한, 관통구멍의 형상에 따라 다양한 외관미를 표현할 수 있어 형강 콘크리 트 합성 빔을 사용하여 시공되는 토목, 건축물의 외관미를 증대시킬 수 있는 효과가 있는 것이다.

Claims (6)

1. 상, 하부 플렌지부(10a, 10b)를 구비한 콘크리트 빔(10) 몸체 내부에 강재 빔(11)이 삽입된 형강 콘크리트 합성 빔에 있어서,

   상기 콘크리트 빔(10) 몸체에는 길이 방향으로 관통구멍(30)이 간격을 두고 다수 형성된 것을 특징으로 하는 형강 콘크리트 합성 빔.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 강재 빔(11)은 H형 빔 또는 I형 빔을 사용하는 것을 특징으로 하는 형강 콘크리트 합성 빔.
3. 청구항 1에 있어서, 상기 콘크리트 빔(10)의 하부 플렌지부(10b)에는 프리스트레스 강선(40)이 삽입되는 것을 특징으로 하는 형강 콘크리트 합성 빔.
4. 웨브부(10a)의 양 단에 제 1, 2 플렌지부(20b, 20c)가 구비된 빔 부재(20)에서 상기 제 1, 2 플렌지부(20b, 20c) 중 적어도 어느 한 측이 콘크리트 블록(20d)에 의해 감싸진 형강 콘크리트 합성 빔에 있어서,

   상기 웨브부(10a)에는 길이방향으로 관통구멍(30)이 간격을 두고 다수 형성되는 것을 특징으로 하는 형강 콘크리트 합성 빔.
5. 청구항 4에 있어서,

   상기 형강 콘크리트 합성 빔(1)은 빔 부재(20) 자체에 미리 설계 하중을 재하시킨 후 하중에 의해 인장된 상기 제 1, 2 플렌지부(20b, 20c) 중 어느 한 측에 콘크리트 블록(20d)을 형성하여 프리플렉스(Preflex) 합성 빔(21)으로 제조되는 것을 특징으로 하는 형강 콘크리트 합성 빔.
6. 청구항 5에 있어서,

   상기 프리플렉스 합성 빔(21)은 콘크리트 블록(20d)에 프리스트레스 강선(40)이 삽입되는 것을 특징으로 하는 형강 콘크리트 합성 빔.

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