KR20110054499A

KR20110054499A - 일정 간격으로 개구부를 갖는 모자형 빔의 제조방법 및 그에 따라 제조된 모자형 빔

Info

Publication number: KR20110054499A
Application number: KR1020090111151A
Authority: KR
Inventors: 배규웅; 곽명근
Original assignee: 한국건설기술연구원
Priority date: 2009-11-17
Filing date: 2009-11-17
Publication date: 2011-05-25

Abstract

본 발명은 바닥판의 춤 내에 위치하도록 하여 층고 절감이 가능하면서 박스형 단면으로 뒤틀림 변형 성능이 향상되고 바닥판과 완전합성거동을 할 수 있도록 한 일정 간격으로 개구부를 갖는 모자형 빔에 관한 것이다.

본 발명의 적절한 실시형태에 따르면, 일정한 간격을 두고 구멍이 형성된 강판을 롤성형 또는 프레스 가공하여, 상부판, 상부판의 양단에서 아래로 연장된 2개의 측벽부 및 각 측벽부의 단부에서 수평으로 연장된 립부를 갖도록 구부려, 2개의 측벽부에 각각 일정한 간격을 두고 구멍이 형성되도록 웨브 부재를 제조하는 단계; 및 웨브 부재의 립부를 서로 연결하면서 립부로부터 외측으로 더 돌출되도록 웨브 부재보다 강도가 높은 하부 플랜지 부재를 용접하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 일정 간격으로 개구부를 갖는 모자형 빔의 제조방법이 제공된다.

합성보, 층고 절감, 모자 빔, 롤성형, 프레스 가공, 개구

Description

일정 간격으로 개구부를 갖는 모자형 빔의 제조방법{Manufacturing method of hat beam having opening in predetermined interval}

최근 층고 절감이 가능하면서 장스팬 경량화가 가능한 합성보의 수요가 증가하면서 국내외 건설사를 중심으로 이 분야에 대한 기술개발 욕구가 증대하고 있다. 또한 폭발적인 강재 가격 상승, 에너지 관련 비용 증대, 자원 절약 요구의 추세에 부응하여 건축물의 층고 절감은 숙명처럼 받아들여지고 있다. 전 세계적으로 가장 경제적이고 가장 경량화 장스팬이 가능한 공법의 개발에 대한 급박한 경쟁구도가 형성되고 있으며 국내에서도 이런 공법에 대한 관심이 증대되고 있다. 상업용 건축물의 경우 층고절감형 장스팬 공법은 기둥 부재의 감소 및 기초 비용 절감뿐만 아니라 공간의 자유도 증대 측면에서도 매우 유용하기 때문에 이에 대한 활용성 증대 측면에서도 매우 필요한 실용화 요소기술이다.

층고 절감형 합성보에 대한 기술들로 슬림 플로어 시스템(Slim Floor System), 플렉스 프레임(Flex Frame) 및 iTech 합성보 등이 개발되었다. 슬림 플로어 시스템은 H-형강이나 각형강관의 하부 플랜지에 플레이트를 추가로 용접하여 데크를 플레이트 위에 오도록 하여 층고를 줄이는 방식이고, 플렉스 프레임은 설비 및 접합용 개구가 형성된 비대칭단면 철골보의 하부 플랜지에 프리캐스트 바닥판을 얹고 개구부를 그라우팅하여 바닥판과 철골보의 합성 거동을 유도하는 것이다. 국내에서 개발된 iTech 합성보는 설비용 개구가 형성된 비대칭단면 철골보의 하부 플랜지에 채널을 용접하고 채널 위에 거푸집을 설치한 후 바닥판 콘크리트를 현장 타설하여 완성하는 것이다.

본 발명은 층고 절감형 합성보 시스템에 적용될 수 있는 신규한 형상의 보를 제공하기 위한 것으로, 바닥판의 춤 내에 위치하도록 하여 층고 절감이 가능하면서 박스형 단면으로 뒤틀림 변형 성능이 향상되고 바닥판과 완전합성거동을 할 수 있도록 일정한 간격을 갖는 개구부를 규칙적으로 웨브에 설치한 모자형 빔의 제조방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명이 다른 적절한 실시형태에 따르면, 2개의 측벽부는 상부판에 대해 바깥쪽으로 벌어지도록 둔각으로 경사지게 절곡한다.

본 발명의 또 다른 적절한 실시형태에 따르면, 2개의 측벽부는 상부판의 양단에서 안쪽으로 오무려지도록 상부판에 대해 예각으로 경사지게 절곡한다.

본 발명의 또 다른 적절한 실시형태에 따르면, 립부는 측벽부의 단부에서 수 평으로 바깥쪽으로 또는 안쪽으로 절곡한다.

본 발명에 따른 모자형 빔은 박스형의 단면형상을 가짐으로써 비틀림 강성이 우수하고 롤성형이나 프레스 가공으로 다양한 치수의 부재 제작이 가능하며 웨브 부재에 형성된 개구를 통해 바닥판과의 완전합성거동을 유도할 수 있는 장점이 있다.

또한 롤성형 또는 프레스 가공이 용이한 얇은 강판을 웨브 부재로 적용하고 그보다 고강도의 강판을 하부 플랜지 부재로 적용함으로써 단면을 효율적으로 구성할 수 있다

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 도면들 중, 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호를 표기하며, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모자형 빔의 제조방법을 순서대로 나타낸 사시도이다.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 모자형 빔의 제조방법은, 강판을 구부려 모자형상의 웨브 부재를 제조하는 단계와, 웨브 부재에 하부 플랜지 부재를 용접하는 단계로 제조된다.

도 1(a), 1(b)에서와 같이, 웨브 부재(11)는 강판을 롤성형 또는 프레스 가공하여 상부판(111), 상부판(111)의 양단에서 아래로 연장된 2개의 측벽부(112) 및 각 측벽부의 단부에서 수평으로 연장된 립부(113)를 갖도록 절곡한 것이다. 이때 먼저 강판을 절곡하기 전에 절곡 후 측벽부(112)가 될 위치에 미리 일정한 간격으로 구멍(112a)을 천공한다. 따라서 웨브 부재(11)에는 일정한 간격을 갖는 개구가 규칙적으로 형성되게 된다. 구멍(112a)의 형상은 도시된 원형으로 제한되지 않고, 삼각형, 사각형, 마름모형 등 다양한 형상을 가질 수 있다. 이와 같이 웨브 부재(11)에 일정 간격으로 개구를 형성함에 따라 제조되는 보의 중량을 감소시킬 수 있고 설비, 배관의 배치를 자유롭게 할 수 있다. 또한 개구를 통해 바닥판 콘크리트와의 일체성을 향상시킬 뿐만 아니라 바닥판 하단근을 쉽게 관통시킬 수 있어 수평 전단내력(Longitudinal shear strength) 향상을 도모하고 인접 바닥판 사이의 연속성을 강화시킨다.

그 후 도 1(c)에서와 같이, 웨브 부재(11)의 립부(113)를 서로 연결하면서 립부(113)로부터 외측으로 더 돌출되도록 즉, 립부(113) 사이의 간격보다 더 큰 폭을 갖고, 웨브 부재(11)보다 두께가 더 두꺼운 즉, 강도가 더 큰 하부 플랜지 부재(12)를 용접한다. 립부(113)에서 더 돌출된 하부 플랜지 부재(12)에는 데크 플레이트 또는 프리캐스트 바닥판이 거치된다.

이렇게 제조된 본 발명의 일 실시예에 따른 모자형 보는 기존의 층고 절감을 위한 합성보에 사용되는 보와 비교할 때, 박스형의 단면형상을 가짐으로써 비틀림 강성이 우수하고 롤성형이나 프레스 가공으로 다양한 치수의 부재 제작이 가능하며 웨브 부재(11)에 형성된 개구를 통해 바닥판과의 완전합성거동을 유도할 수 있는 장점이 있다. 또한 롤성형 또는 프레스 가공이 용이한 얇은 강판을 웨브 부재로 적 용하고 그보다 고강도의 강판을 하부 플랜지 부재로 적용함으로써 단면을 효율적으로 구성할 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 모자형 빔의 변형예를 나타낸 사시도이다.

도 2(a)에 도시된 바와 같이, 상부판(111)의 양단에서 아래로 절곡되는 2개의 측벽부(112)는 상부판(111)에 대해 바깥쪽으로 벌어지도록 둔각으로 경사지게 절곡하는 것이 가능하다. 또한 도 2(b)에서와 같이 측벽부(112)는 상부판(111)의 양단에서 안쪽으로 오무려지도록 상부판(111)에 대해 예각으로 경사지게 절곡하는 것도 가능하다. 한편, 립부(113) 또한 도 1에서와 같이 바깥쪽으로 절곡하는 것에 한정되지 않고 도 2(c)에서와 같이 안쪽으로 절곡하는 것도 가능하다.

도 3은 본 발명에 따른 모자형 빔을 이용하여 바닥판을 시공한 모습을 나타낸 단면도이다.

도 3에서와 같이, 본 발명에 따른 모자형 빔(10)의 하부 플랜지 부재(12)에 데크 플레이트 또는 프리캐스트 콘크리트 바닥판(20)을 거치한 후 바닥판 콘크리트(30)를 타설하여 바닥판을 시공한다. 따라서 바닥판의 춤 내에 보가 위치하게 됨으로써 전체 합성보의 두께를 줄이게 되어 층고를 효과적으로 절감할 수 있다. 또한 둘러싸고 있는 콘크리트 성능을 향상시켜 부가적인 내화보강이 필요 없게 되고, 빔을 둘러싸고 있는 콘크리트에 의해 단면2차 모멘트가 증가하여 처짐이 줄어들게 되며 바닥판의 강성이 크기 때문에 내부의 작은 보를 생략할 수 있는 장점을 가진다. 한편 본 발명에서 웨브 부재(11)에는 일정한 간격을 두고 구멍(112a)이 규칙적 으로 형성되어 있으므로 모자형 빔(10)과 바닥판 콘크리트(30)와의 일체성을 향상시켜 바닥판과 완전합성거동을 유도할 수 있고 인접 슬래브와의 연속성을 강화시킨다. 또한 이 구멍(112a)은 전기/배관용 설비공간으로도 활용이 가능하다.

지금까지 본 발명을 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시 예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있다.

본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 첨부한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니된다.

Claims

일정한 간격을 두고 구멍(112a)이 형성된 강판을 롤성형 또는 프레스 가공하여, 상부판(111), 상부판(111)의 양단에서 아래로 연장된 2개의 측벽부(112) 및 각 측벽부(112)의 단부에서 수평으로 연장된 립부(113)를 갖도록 구부려, 2개의 측벽부(112)에 각각 일정한 간격을 두고 구멍(112a)이 형성되도록 웨브 부재(11)를 제조하는 단계; 및

웨브 부재(11)의 립부(113)를 서로 연결하면서 립부(113)로부터 외측으로 더 돌출되도록 웨브 부재(11)보다 강도가 높은 하부 플랜지 부재(12)를 용접하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 일정 간격으로 개구부를 갖는 모자형 빔의 제조방법.
청구항 1에 있어서,

2개의 측벽부(112)는 상부판(111)에 대해 바깥쪽으로 벌어지도록 둔각으로 경사지게 절곡하는 것을 특징으로 하는 일정 간격으로 개구부를 갖는 모자형 빔의 제조방법.
청구항 1에 있어서,

2개의 측벽부(112)는 상부판(111)의 양단에서 안쪽으로 오무려지도록 상부판(111)에 대해 예각으로 경사지게 절곡하는 것을 특징으로 하는 일정 간격으로 개 구부를 갖는 모자형 빔의 제조방법.
청구항 1에 있어서,

립부(113)는 측벽부(112)의 단부에서 수평으로 바깥쪽으로 또는 안쪽으로 절곡하는 것을 특징으로 하는 일정 간격으로 개구부를 갖는 모자형 빔의 제조방법.