KR20090126819A - 연속지지방식의 트러스데크 설치구조 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 철골구조 시공에서 철골보의 상부플랜지 양단에 접합 설치되는 트러스데크를 연속지지방식으로 구현한 트러스데크의 설치구조에 관한 것이다.
본 발명에서 연속지지방식은 상·하부철근과 래티스철근이 조립된 트러스조립철근 다수개를 바닥기판 위에 병렬로 배치하여 트러스조립철근의 래티스철근을 바닥기판 위에 접합함으로써 제작되는 제1,2트러스데크를 철골보의 상부플랜지 양단부에 각각 접합 설치함에 있어, 제1,2트러스데크의 바닥기판을 철골보의 상부플랜지 양단에 접합하여 고정 설치함과 동시에 상기 제1,2트러스데크의 트러스조립철근 상호간을 강접으로 연결하여 연속적으로 이어지도록 설치함으로써 구현된다.
연속지지, 트러스데크, 강접, 연결, 베어링철근

Description

연속지지방식의 트러스데크 설치구조{Continuous support type truss-deck construction system}

본 발명은 철골구조에서 트러스데크를 이용하여 슬래브를 시공함에 있어 트러스데크를 철골보의 상부플랜지에 연속지지되게 설치한 연속지지방식의 트러스데크 설치구조에 관한 것이다.

철골구조는 건축물의 주요 구조부재로 공장(경우에 따라서는 현장)에서 제작한 철골부재를 리벳, 볼트 또는 용접 등의 접합방식에 의해 조립하여 이루어진 일종의 건식구조를 말한다. 철골구조는 크레인 등의 양중 장비에 의해 조립식으로 시공하므로 공기를 단축할 수 있고, 고층 건물 및 장스팬 건축물에 적합하여 설계 및 내부 평면구성이 자유로우며, 증,개축이 용이하다는 등의 장점을 가진다.

통상 철골구조에서 다른 구조부재는 건식의 조립식으로 시공되는 것이 일반적이나, 슬래브는 각 구조부재와의 일체화를 위해 철근콘크리트구조의 습식으로 시공되는 것이 일반적이다. 즉, 철골보 위에 철판데크를 접합 설치한 후 콘크리트를 타설하는 방법으로 슬래브를 시공하는 것이다.

도 1은 트러스데크로서 가장 보편적으로 이용되는 철판데크 중의 하나인데, 이는 상·하부철근(R1, R2)과 래티스철근(R3)이 조립된 삼각구도의 트러스조립철근 다수개를 바닥기판(D) 위에 병렬로 배치하여 트러스조립철근의 래티스철근의 지지다리(L)를 바닥기판(D) 위에 접합함으로써 제작된 것이다.

도 1의 트러스데크는 슬래브 시공과정에서 무지주시스템을 구현하기 위해 제안된 형태이다. 즉, 도 2(a)에서 같이 철골보 위에 트러스데크를 설치하고 콘크리트를 타설하는 과정에서 트러스데크의 트러스조립철근이 동바리없이도 시공하중(콘크리트 타설하중과 작업하중 등)을 안정적으로 지지하도록 한 것이다. 물론, 트러스데크는 콘크리트와 일체화되어 슬래브 구체 완성 후에는 구체의 구조내력을 발휘하는 역할을 하게 된다.

한편, 종래에는 트러스데크를 도 2(a)에서와 같이 철근보의 상부플랜지 위로 단순지지되게 설치해왔다. 단순지지방식으로 설치되는 트러스데크는 시공하중 작용시 도 2(b)에서와 같은 구조메커니즘(중앙부에서 휨모멘트와 처짐이 최대로 나타남)을 가지는데, 트러스데크의 요구 내력설계(바닥기판 두께와 소요철근량 결정)는 상기와 같은 구조메커니즘을 고려하여 이루어진다.

하지만, 도 2(b)의 구조메커니즘에 따른 트러스데크의 내력설계는 실제 슬래브 구체의 요구 내력보다 필요이상으로 과다설계된 것이라 할 수 있다. 다시 말 해, 슬래브 구체로서 트러스데크가 부담해야하는 하중보다 시공중 트러스데크에 작용하는 시공하중이 더 크기 때문에, 트러스데크는 시공하중을 저항하기 위하여 실제 슬래브 구체로서 내력발휘에 필요한 양보다 많은 철근량으로 설계되는 것이다. 이에, 종래 단순지지방식의 설치구조는 트러스데크의 채택으로 무지주시스템을 실현시키기는 했지만 필요이상의 자재사용에 따른 공사비 증대가 불가피했다. 나아가 무지주시스템이 실현되더라도 도 2(b)의 구조메커니즘에 따라 중앙부에서 과도한 처짐이 발생하기 때문에 트러스데크의 설치 스팬에는 한계가 있었다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 개선하고자 개발된 것으로서, 철골구조에서 트러스데크를 이용하여 슬래브를 시공함에 있어 트러스데크를 철골보의 상부플랜지에 연속지지되게 설치함으로써 트러스데크의 철근 배근설계에 적정성을 기하고 아울러 트러스데크의 설치 스팬을 확장시킨 연속지지방식의 트러스데크 설치구조를 제공하는데 기술적 목적이 있다.

상기한 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명은 상·하부플랜지와 웨브로 구성된 철골보; 상·하부철근 및 래티스철근이 조립된 트러스조립철근 다수개를 바닥기판 위에 병렬로 배치하여 트러스조립철근의 래티스철근을 바닥기판 위에 접합함 으로써 제작되는 것으로 바닥기판을 상기 철골보의 상부플랜지 일단부에 접합하여 고정 설치되는 제1트러스데크; 및, 상기 제1트러스데크와 동일한 것으로 바닥기판을 상기 철골보의 상부플랜지 타단부에 접합하여 고정 설치되는 제2트러스데크;를 포함하여 구성되되, 상기 제1트러스데크와 제2트러스데크 중 어느 하나 이상은 트러스조립철근이 바닥기판보다 더 연장되도록 마련되어 상기 제1,2트러스데크의 트러스조립철근의 상·하부철근이 직접 강접 연결되며, 철골보의 상부플랜지 위에 위치한 트러스조립철근에는 하부철근에 교차하는 베어링철근이 하부철근과 래티스철근에 동시에 접합되는 것을 특징으로 하는 연속지지방식의 트러스데크 설치구조를 제공한다.

또한, 본 발명은 상·하부플랜지와 웨브로 구성된 철골보; 상·하부철근 및 래티스철근이 조립된 트러스조립철근 다수개를 바닥기판 위에 병렬로 배치하여 트러스조립철근의 래티스철근을 바닥기판 위에 접합함으로써 제작되는 것으로, 바닥기판을 상기 철골보의 상부플랜지 일단부에 접합하여 고정 설치되는 제1트러스데크; 및, 상기 제1트러스데크와 동일한 것으로, 바닥기판을 상기 철골보의 상부플랜지 타단부에 접합하여 고정 설치되는 제2트러스데크;를 포함하여 구성되되, 상·하부철근과 래티스철근이 조립된 연결트러스조립철근 다수개가 상기 철골보의 상부플랜지 위에 병렬로 배치되어 상기 제1,2트러스데크의 트러스조립철근의 상·하부철근이 연결트러스조립철근의 상·하부철근을 매개로 강접 연결되며, 상기 연결트러스조립철근은 하부철근에 교차하는 베어링철근이 하부철근과 래티스철근에 동시에 접합되도록 조립된 것임을 특징으로 하는 연속지지방식의 트러스데크 설치구조를 제공한다.

본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 기대된다.

첫째, 철골구조의 슬래브시공에서 트러스데크를 연속지지방식으로 설치하기 때문에 시공하중에 대한 트러스데크의 휨모멘트와 처짐을 최소화할 수 있다. 그 결과, 적정한 철근 배근설계의 트러스데크를 이용하는 것이 가능해져 소요철근량을 줄이면서 슬래브공사를 수행할 수 있다.

둘째, 철근량이 줄어든 트러스데크를 이용할 수 있기 때문에 트러스데크의 양중무게가 가벼워져 시공성을 향상시킬 수 있으며 아울러 자재비 절감으로 전체 공사비를 절감할 수 있다.

셋째, 시공하중에 대한 트러스데크의 휨모멘트와 처짐을 줄일 수 있기 때문에 트러스데크의 설치 스팬을 확장시킬 수 있다. 다시 말해, 장스팬의 트러스데크를 무지주시스템으로 안전하게 시공할 수 있다.

이하, 첨부한 도면 및 바람직한 실시예에 따라 본 발명을 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 연속지지방식의 트러스데크 설치구조와 그 구조메커 니즘을 보여주며, 도 4는 단순지지방식과 연속지지방식의 구조계산 결과를 비교한 표를 보여준다. 본 발명은 도 3(a)에서와 같이 철골구조에서 트러스데크(20, 30)를 이용하여 슬래브를 시공함에 있어 트러스데크(20, 30)를 철골보의 상부플랜지(11)에 연속지지되게 설치한다는데 기술적 특징이 있다.

본 발명에서 연속지지방식은, 상·하부철근(22, 23, 32, 33)과 래티스철근(24, 34)이 조립된 트러스조립철근 다수개를 바닥기판(21, 31) 위에 병렬로 배치하여 트러스조립철근의 래티스철근(24, 34)을 바닥기판(21, 31) 위에 접합함으로써 제작되는 제1,2트러스데크(20, 30)를 철골보의 상부플랜지(11) 양단부에 각각 접합 설치함에 있어, 제1,2트러스데크의 바닥기판(21, 31)을 철골보의 상부플랜지(11) 양단에 접합하여 고정 설치함과 동시에 상기 제1,2트러스데크의 트러스조립철근 상호간을 강접으로 연결하여 연속적으로 이어지도록 설치함으로써 구현된다. 여기서, 강접(fix) 연결은 단순한 결속선에 의한 이음이 아니라 커플러에 의한 기계적 이음이나 용접이음과 같이 철근이 서로 고정 구속되도록 연결하는 것을 의미한다.

다만, 연속지지방식으로 구현됨에 따라 트러스데크의 설치단부(철골보의 상부플랜지 부근)가 부모멘트 구간이 되기 때문에 철골보의 상부플랜지(11) 위에 위치하는 하부철근은 압축에 의해 좌굴할 우려가 있는 바, 이를 방지하기 위해 본 발명은 철골보의 상부플랜지(11) 위에 베어링철근(25, 45)과 래티스철근(24, 34, 44)이 위치하도록 구성하고 있다.

본 발명은 연속지지방식으로 구현됨에 따라 단순지지방식의 종래기술에 비해 트러스데크(20, 30)의 최대 휨모멘트와 처짐을 저감(휨모멘트 33% 저감, 처짐 80% 저감)시킬 수 있게 되며(도 2(b) 및 도 3(b) 참조), 이로써 본 발명에서는 저감된 요구내력에 따른 트러스데크의 내력설계가 가능해져 트러스데크의 소요철근량을 줄일 수 있게 된다. 물론, 트러스데크의 처짐이 저감됨에 따라 트러스데크의 설치 스팬을 확장시키는 것도 가능해진다. 실제 구조계산해 본 결과 도 4에서와 같이 연속지지방식을 따를 때가 단순지지방식을 따를 때보다 트러스데크의 철근량을 줄이면서도 트러스데크의 무지지 장스팬 설치가 가능해지는 것을 확인할 수 있다.

도 5는 본 발명에 따른 연속지지방식의 트러스데크 설치구조의 실시예를 보여주는데, 제1,2트러스데크의 트러스조립철근의 연결방식에 따라 도 5(a)와 도 5(b)의 실시예로 구분하여 보여준다. 다만, 어느 경우이든 종래 일반적으로 사용되는 도 1의 트러스데크를 제1,2트러스데크(20, 30)로 채택하면서 제1,2트러스데크의 바닥기판(21, 31)을 철골보의 상부플랜지(11) 양단부 각각에 접합하여 고정 설치하고 있다.

구체적으로 살펴보면 도 5에서 채택되는 제1,2트러스데크(20, 30)는, 1본의 상부철근(22, 32); 상기 상부철근 아래로 상부철근과 삼각구도로 배치되는 2본의 하부철근(23, 33); 및, 연속적인 파형을 이루면서 하부에 지지다리(24a, 34a)를 형성하도록 절곡된 것으로 삼각구도의 상·하부철근 양쪽에 접합되는 2본의 래티스철근(24, 34);으로 구성된 트러스조립철근 다수개를 바닥기판(21, 31) 위에 병렬로 배치하여 트러스조립철근에서 래티스철근의 지지다리(24a, 34a)를 바닥기판(21, 31) 위에 접합함으로써 제작된 것이다. 물론, 상·하부철근(22, 23)과 래티스철 근(24, 34)의 조립구조를 가지는 트러스조립철근이 적용된다면 다른 형태의 트러스데크라도 채택가능하다.

도 5(a)는 트러스조립철근이 바닥기판(21)보다 더 연장되도록 제1트러스데크(20)를 마련한 후 제1,2트러스데크의 트러스조립철근의 상·하부철근(22, 23, 32, 33)을 직접 강접 연결한 예를 보여준다. 도시하지 않았지만 제1,2트러스데크(20, 30) 모두의 트러스조립철근을 연장시켜 철골보의 상부플랜지(11) 가운데서 상·하부철근(22, 23, 32, 33)을 서로 강접으로 연결하는 것도 가능하겠다.

특히, 철골보의 상부플랜지 위에는 하부철근의 압축 좌굴을 억제하기 위해 베어링철근을 하부철근(23, 33)에 교차하는 방향으로 하부철근(23, 33)과 래티스철근(24. 34)에 동시에 접합 설치해야 하는데, 상기 베어링철근(25)은 철골보의 상부플랜지(11) 위에서 트러스조립철근의 래티스철근(24)을 사이에 두고 양쪽으로 접합하는 것이 바람직하다. 이때, 양쪽의 베어링철근(25) 사이에 위치한 래티스철근(24)은 하부철근(23)의 압축 좌굴에 대한 지점 역할을 하면서 트러스데크의 접합단부(철골보 주변)로 집중되는 응력에 대하여 전단력을 부담하는 역할을 한다.

도 5(b)는 제1,2트러스데크(20, 30)가 철골보의 상부플랜지(11) 위에 접합 설치된 상태에서 상·하부철근(42, 43)과 래티스철근(44)이 조립된 연결트러스조립철근(40) 다수개를 철골보의 상부플랜지(11) 위에 병렬로 배치한 후 제1,2트러스데크의 트러스조립철근의 상·하부철근(22, 23, 32, 33)을 연결트러스조립철근의 상 ·하부철근(42, 43) 매개로 강접 연결한 예를 보여준다. 연결트러스조립철근(40)에도 하부철근(43)의 압축 좌굴을 억제하기 위해 베어링철근(45)이 더 마련되며, 상기 베어링철근(45)은 하부철근(43)에 교차하는 방향으로 하부철근(43)과 래티스철근(44)에 동시에 접합된다. 도시하지 않았지만 병렬 배치된 다수개의 연결트러스조립철근(40)은 베어링철근(45)이 서로 연결되어 하나의 조립체 형태로 마련될 수 있는데, 이러한 조립체 형태를 이용하면 연결트러스조립철근(40)의 설치작업을 간소화할 수 있다.

상기 연결트러스조립철근(40)은 제1,2트러스데크의 트러스조립철근과 동일한 구조로서 베어링철근(45)이 더 마련된 것을 채택하는 것이 바람직하며, 이에 따라 도 5(b)에서는 1본의 상부철근(42); 상기 상부철근 아래로 상부철근과 삼각구도로 배치되는 2본의 하부철근(43); 산형을 이루면서 양쪽 하부에 지지다리(44a)를 형성하도록 절곡된 것으로 상·하부철근(42, 43) 양쪽에 접합되는 2본의 래티스철근(44); 및, 상기 래티스철근(44)을 사이에 두고 양쪽으로 하부철근(43)과 래티스철근(44)에 동시에 접합되는 2본의 베어링철근(45);으로 구성된 연결트러스조립철근(40)을 채택하고 있다. 이와 같은 연결트러스조립철근(40)의 상세는 도 6과 도 7에 잘 나타나 있다.

한편, 도 6과 도 7에서는 연결트러스조립철근의 구체적인 강접 연결방법을 보여주는데, 도 6은 커플러에 의한 기계적 이음으로 강접 연결하는 방법을, 도 7은 용접이음(60)으로 강접 연결하는 방법을 보여준다.

이상에서 본 발명은 실시예를 참조하여 상세히 설명되었으며, 다만 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기에서 설명된 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 부가 및 변형이 가능할 것임은 당연하며, 이와 같은 변형된 실시 형태들 역시 특허청구범위에 의하여 정하여지는 본 발명의 보호 범위에 속하는 것으로 이해되어야 할 것이다.

도 1은 일반적인 트러스데크를 도시한다.

도 2는 종래의 단순지지방식의 트러스데크 설치구조와 그 구조메커니즘을 도시한다.

도 3은 본 발명에 따른 연속지지방식의 트러스데크 설치구조와 그 구조메커니즘을 도시한다.

도 4는 도 2의 단순지지방식과 도 3의 연속지지방식의 적용에 따른 구조계산 결과를 비교한 표를 보여준다.

도 5는 본 발명에 따른 연속지지방식의 트러스데크 설치구조의 실시예를 도시한다.

도 6 및 도 7은 도 5(b)에 적용되는 연결트러스조립철근을 도시한다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10: 철골보

20: 제1트러스데크 30: 제2트러스데크

40: 연결트러스조립철근 25, 45: 베어링철근

50: 커플러 60: 용접이음

Claims (6)

  1. 상·하부플랜지와 웨브로 구성된 철골보(10);
    상·하부철근(22, 23) 및 래티스철근(24)이 조립된 트러스조립철근 다수개를 바닥기판(21) 위에 병렬로 배치하여 트러스조립철근의 래티스철근(24)을 바닥기판(21) 위에 접합함으로써 제작되는 것으로, 바닥기판(21)을 상기 철골보의 상부플랜지(11) 일단부에 접합하여 고정 설치되는 제1트러스데크(20); 및,
    상기 제1트러스데크(20)와 동일한 것으로, 바닥기판(31)을 상기 철골보의 상부플랜지(11) 타단부에 접합하여 고정 설치되는 제2트러스데크(30);를 포함하여 구성되되,
    상기 제1트러스데크(20)와 제2트러스데크(30) 중 어느 하나 이상은 트러스조립철근이 바닥기판(21, 31)보다 더 연장되도록 마련되어 상기 제1,2트러스데크의 트러스조립철근의 상·하부철근(22, 23, 32, 33)이 직접 강접 연결되며,
    철골보의 상부플랜지(11) 위에 위치한 트러스조립철근에는 하부철근(23, 33)에 교차하는 베어링철근(25)이 하부철근(23, 33)과 래티스철근(24. 34)에 동시에 접합되는 것을 특징으로 하는 연속지지방식의 트러스데크 설치구조.
  2. 제1항에서,
    상기 제1트러스데크(20)의 트러스조립철근은, 1본의 상부철근(22); 상기 상 부철근 아래로 상부철근과 삼각구도로 배치되는 2본의 하부철근(23); 및, 연속적인 파형을 이루면서 하부에 지지다리(24a)를 형성하도록 절곡된 것으로 삼각구도의 상·하부철근(22, 23) 양쪽에 접합되는 2본의 래티스철근(24);으로 구성된 것이며,
    상기 베어링철근(25)은 철골보의 상부플랜지(11) 위에 위치한 트러스조립철근의 래티스철근(24)을 사이에 두고 양쪽으로 접합되는 것을 특징으로 하는 연속지지방식의 트러스데크 설치구조.
  3. 상·하부플랜지와 웨브로 구성된 철골보(10);
    상·하부철근(22, 23) 및 래티스철근(24)이 조립된 트러스조립철근 다수개를 바닥기판(21) 위에 병렬로 배치하여 트러스조립철근의 래티스철근(24)을 바닥기판(21) 위에 접합함으로써 제작되는 것으로, 바닥기판(21)을 상기 철골보의 상부플랜지(11) 일단부에 접합하여 고정 설치되는 제1트러스데크(20); 및,
    상기 제1트러스데크(20)와 동일한 것으로, 바닥기판(31)을 상기 철골보의 상부플랜지(11) 타단부에 접합하여 고정 설치되는 제2트러스데크(30);를 포함하여 구성되되,
    상·하부철근(42, 43)과 래티스철근(44)이 조립된 연결트러스조립철근(40) 다수개가 상기 철골보의 상부플랜지(11) 위에 병렬로 배치되어 상기 제1,2트러스데크의 트러스조립철근의 상·하부철근(22, 23, 32, 33)이 연결트러스조립철근의 상·하부철근(42, 43)을 매개로 강접 연결되며,
    상기 연결트러스조립철근(40)은 하부철근(43)에 교차하는 베어링철근(45)이 하부철근(43)과 래티스철근(44)에 동시에 접합되도록 조립된 것임을 특징으로 하는 연속지지방식의 트러스데크 설치구조.
  4. 제3항에서,
    상기 제1트러스데크(20)의 트러스조립철근은, 1본의 상부철근(22); 상기 상부철근 아래로 상부철근과 삼각구도로 배치되는 2본의 하부철근(23); 및, 연속적인 파형을 이루면서 하부에 지지다리(24a)를 형성하도록 절곡된 것으로 삼각구도의 상·하부철근(22, 23) 양쪽에 접합되는 2본의 래티스철근(24);으로 구성된 것이며,
    상기 연결트러스조립철근(40)은, 1본의 상부철근(42); 상기 상부철근 아래로 상부철근과 삼각구도로 배치되는 2본의 하부철근(43); 산형을 이루면서 양쪽 하부에 지지다리(44a)를 형성하도록 절곡된 것으로 상·하부철근(42, 43) 양쪽에 접합되는 2본의 래티스철근(44); 및, 상기 래티스철근(44)을 사이에 두고 양쪽으로 하부철근(43)과 래티스철근(44)에 동시에 접합되는 2본의 베어링철근(45);으로 구성된 것임을 특징으로 하는 연속지지방식의 트러스데크 설치구조.
  5. 제3항 또는 제4항에서,
    병렬 배치된 다수개의 연결트러스조립철근(40)은 베어링철근(45)이 서로 연 결되어 하나의 조립체 형태로 마련되는 것을 특징으로 하는 연속지지방식의 트러스데크 설치구조.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에서,
    상기 상·하부철근의 강접 연결은 커플러(50)에 의한 기계적 이음 또는 용접이음(60)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 연속지지방식의 트러스데크 설치구조.
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