KR20110093139A - 라멘형 파형강판 구조물 - Google Patents

라멘형 파형강판 구조물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 라멘형 파형강판 구조물에 관한 것이다.
이를 위하여, 본 발명은 일측의 기초부 상부에 라멘형 파형강판의 일측 하부가 결합되어지며, 타측의 기초부 상부에 라멘형 파형강판의 타측 하부가 결합되어지게 구성된 라멘형 파형강판 구조물에 있어서, 상기 기초부의 상부에 길이방향을 갖는 홈부를 형성하여 상부가 개방된 가이드찬넬이 삽입되게 결합되어지고, 상기 라멘형 파형강판의 벤딩모서리부 외부에 보강라멘부재가 맞대어져 고정브라켓으로 결합되어지되, 상기 보강라멘부재는 속이 비어 있는 원통 또는 사각통의 단면을 갖는 파이프로 구성되어지고, 상기 고정브라켓은 내부가 비어 있으며, 상부로 볼록한 형태를 갖는 고정편 하부 양측에 관통홀이 형성된 플랜지가 외측방향으로 절곡되게 일체로 형성되어짐을 특징으로 한다.

Description

라멘형 파형강판 구조물{RAHMEN TYPE CORRUGATED STEEL PLATE STRUCTURES}
본 발명은 라멘형 파형강판 구조물에 관한 것으로서, 특히 라멘형 파형강판의 모서리 부분에 모서리 부분과 동일한 형태를 갖는 보강판이 맞대어지도록 하거나 보강판의 상부에 별도의 보강라멘부재가 결합되어 합성부재로서 거동되어지도록 함으로써, 응력 집중으로 인한 응력의 발생과 이로 인해 과대 변형이 발생되는 것을 방지할 수 있도록 한 것이다.
일반적으로 파형강판 구조물은 얇은 평판형태의 강판에 파형 단면을 갖도록 하여 강판 두께의 10~30배의 강성을 발휘할 수 있도록 강성을 증가시킨 것으로 각각의 파형강판은 볼트와 너트로 결합되어진다.
파형강판 구조물은 고속도로, 국도, 지방도, 군도, 임도를 횡단하는 지하통로 및 수로암거로 사용되며, 도로와 철도 같은 시설물에 의해 생태계의 단절이 예상되는 곳에 생태교량으로 사용되고, 최근에는 홍수시에 물을 가두어 갈수기에 사용할 수 있는 저류조와 하천을 횡단하여 배수기능을 처리하는 공사용 가도, 가교 공사에 사용된다.
파형강판 구조물이 지중 구조물로 사용되어질 경우, 지반과 파형강판의 합성작용에 의해 외부하중이 지지됨에 따라 하중으로서만 고려되던 지반이 파형강판과 협동작용으로 외부하중을 지지하게 된다.
도1은 종래 기술에 따른 라멘형 파형강판 구조물(80)을 도시한 것으로 콘크리트가 길이방향으로 길게 타설되어진 받침부(81)(81')의 상부에 파형강판으로 이루어진 수직벽체(82)(82')의 양측 하단이 지지되게 결합되어지고, 수직벽체(82)(82')의 상단에 수평루프체(83)의 양측이 만곡형태를 갖도록 맞대어지게 결합되어 지상에 설치된 경우, 내부 공간을 저장고로 활용할 수 있으며, 양측이 패쇄되어지도록 하여 지중에 설치된 경우, 저류조로 활용되어질 수 있고, 양측이 개방되어지도록 하여 지중에 설치된 경우, 지하통로, 수로암거, 생태교량 등으로 활용되어질 수 있다.
그러나 이러한 파형강판 구조(80)물은 수평루프체(83) 및 측벽부(82)(82') 하중으로 인한 변형이 크라운부에서 코너부로 갈수록 커져 수평루프체의 끝과 수직벽체(82)(82')의 상단 양측인 모서리 부분에 집중됨에 따라 과대응력 및 과대변형이 발생되는 문제점이 있었다. 즉, 과대응력과 변형이 발생되는데도 파형강판이 전체적으로 동일한 강성구조로 구성되어 있기 때문에 모서리 부분에 충분한 저항 능력이 확보되지 못함에 따라 따라 안전성에 문제가 발생되고, 이로 인해 파형강판 구조물이 붕괴되는 문제점이 있었다.
또한, 시공 중 응력 불균형에 의한 국부좌굴이 발생되는 문제점이 있었고, 반복적인 활하중과 토사의 다짐 오류에 의한 붕괴가 발생되는 문제점이 있었다.
본 발명은 파형강판 구조물을 구성하는 수평루프체의 하중과 측벽부의 하중으로 인한 변형이 수직벽체의 상단 양측인 모서리 부분에 집중되어지는 과정에서 모서리 부분에 충분한 구조적 강성보강에 의한 저항 능력이 확보되어지도록 함으로써, 과대응력 및 과대변형이 발생되는 것을 방지할 수 있도록 하며, 이를 통해 안전율을 높여 붕괴되는 것을 방지할 수 있도록 한 것이다.
본 발명은 일측의 기초부(10) 상부에 라멘형 파형강판(20)의 일측 하부가 결합되어지며, 타측의 기초부(10') 상부에 라멘형 파형강판(20)의 타측 하부가 결합되어지게 구성된 라멘형 파형강판 구조물(A)에 있어서, 상기 기초부(10)(10')의 상부에 길이방향을 갖는 홈부(101)(101')를 형성하여 상부가 개방된 가이드찬넬(11)(11')이 삽입되게 결합되어지고, 상기 라멘형 파형강판(20)의 벤딩모서리부(201) 외부에 보강라멘부재(40)가 맞대어져 고정브라켓(50)으로 결합되어지되, 상기 보강라멘부재(40)는 속이 비어 있는 원통 또는 사각통의 단면을 갖는 파이프(401)로 구성되어지고, 상기 고정브라켓(50)은 내부가 비어 있으며, 상부로 볼록한 형태를 갖는 고정편(501) 하부 양측에 관통홀(503)이 형성된 플랜지(502)가 외측방향으로 절곡되게 일체로 형성되어짐을 특징으로 한다.
또한, 상기 라멘형 파형강판(20)의 벤딩모서리부(201) 외부와 보강라멘부재(40) 사이에 보강판(30)이 개재되어지되, 상기 보강판(30)은 산형오목부(301)와 산형볼록부(302)가 반복되게 형성되어지며, 상기 벤딩모서리부(201)와 동일한 곡률을 갖도록 벤딩된 벤딩부(303)가 일체로 형성되어 볼트(B)와 너트(N)로 결합되어짐을 특징으로 한다.
또한, 상기 보강라멘부재(40)는 내부에 충전재(C)가 충전 및 경화되어지되, 상기 보강라멘부재(40)의 상하부에 각각 커버(304)가 결합됨을 특징으로 한다.
그리고 상기 파이프(401)는 강파이프, 플라스틱파이프, 알루미늄파이프 및 주철파이프 중 어느 하나로 구성됨을 특징으로 한다.
본 발명은 라멘형 파형강판의 모서리 부분에 동일한 형태를 갖는 보강판이 맞대어지도록 하거나 보강판의 상부에 별도의 보강라멘부재가 결합되어 합성부재로서 거동되어 충분한 저항 능력이 확보되어지도록 함으로써, 파형강판 구조물의 모서리 부분에 응력이 집중되어 과대 변형이 발생되는 것을 방지할 수 있는 효과를 얻을 수 있다
또한, 구조물 자체의 구조적 강성이 작은 구조형태인 연성구조에 취약한 모서리를 보강하여 예상치 않게 사용중 발생되는 하중 증가에 대한 안전성을 증가시키고, 변형을 방지할 수 있어서 파형강판 구조물의 수명을 연장시켜 장기간 사용할 수 있는 효과를 더 얻을 수 있다.
그리고 이를 통해 파형강판 구조물의 안전율을 높여 붕괴되는 것을 방지하여 인명과 재산상의 피해를 막을 수 있는 효과를 더 얻을 수 있다.
도1은 종래 기술에 따른 라멘형 파형강판 구조물의 사시도.
도2는 본 발명에 따른 라멘형 파형강판 구조물의 사시도.
도3은 본 발명에 따른 라멘형 파형강판 구조물의 분해 사시도.
도4는 본 발명에 따른 라멘형 파형강판 구조물의 보강판과 보강라멘부재 및 고정브라켓을 분리하여 도시한 확대도.
도5는 본 발명에 따른 라멘형 파형강판 구조물의 종단면도.
도6은 본 발명에 따른 라멘형 파형강판 구조물의 종단면도.
도7a~7c는 본 발명에 따른 라멘형 파형강판 구조물의 다른 실시예를 도시한 종단면도.
본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 라멘형 파형강판 구조물(A)은 도2 내지 도6에 도시된 바와 같이, 일측의 기초부(10) 상부에 라멘형 파형강판(20)의 일측 하부가 결합되어지며, 타측의 기초부(10') 상부에 라멘형 파형강판(20)의 타측 하부가 결합되어지게 구성되어 있다.
여기에서, 상기 기초부(10)(10')는 구조물이 설치될 곳을 터파기하여 바닥이 평평하게 다짐질된 상부에 길이방향으로 거푸집과 철근이 배근되어진 상태에서 콘크리트를 타설하여 양생시킨 것으로 콘크리트로 이루어진 상부에는 길이방향을 갖는 홈부(101)(101')가 형성되어지고, 상기 홈부(101)(101')에는 상부가 개방된 형태를 갖는 가이드찬넬(11)(11')이 삽입되어 있다.
상기 가이드찬넬(11)(11')은 스틸판의 양측이 상부로 향하도록 절곡되어진 것으로 기초부(10)(10')의 상부에 형성된 각각의 홈부(101)(101')에 삽입되어 후술하는 라멘형 파형강판(20)의 하부가 맞대어질 수 있게 구성되어 있다.
이러한 상기 가이드찬넬(11)(11')은 기초부(10)(10')의 상부에 홈부(101) (101')가 미리 형성되어지도록 한 후 홈부(101)(101')에 삽입되어질 수 있도록 할 수 있고, 기초부(10)(10')가 시공되어지는 과정에서 동시에 시공되어질 수 있게 할 수 있다.
상기 가이드찬넬(11)(11')은 중앙에 미도시한 관통홀을 형성하고, 홈부(101)(101')에 앵커볼트가 매립되어지도록 한 상태에서 관통홀에 앵커볼트가 관통되어 앵커너트로 결합되어지도록 하는 것이 바람직하다.
상기 라멘형 파형강판(20)은 평판형태를 갖는 강판이 프레스에 의하여 파형의 단면과 곡률을 갖도록 형성하여 강성을 높인 것으로 벤딩모서리부(201)의 외부에 보강판(30)이 맞대어지게 결합되어 있다.
상기 보강판(30)은 산형오목부(301)와 산형볼록부(302)가 길이방향을 따라 반복되게 형성되어지고, 상기 벤딩모서리부(201)와 동일한 곡률을 갖도록 벤딩된 벤딩부(303)에 의하여 상기 벤딩모서리부(201)에 맞대어져 볼트(B)와 너트(N)로 결합되어 있다.
본 발명에서는 벤딩모서리부(201)의 외부에 보강판(30)이 맞대어져 볼트(B)와 너트(N)로 결합되어지도록 하였으나, 보강판(30)이 결합된 외부에 다시 별도의 보강라멘부재(40)가 고정브라켓(50)으로 결합되어지도록 할 경우, 더 한층 보강되어질 수 있다.
이를 위해, 상기 보강라멘부재(40)는 상기 보강판(30)의 산형오목부(301)에 맞대어지도록 하기 위해 동일한 곡률을 갖도록 형성되어진 것으로 속이 비어 있는 파이프(401)로 구성되어있다. 이러한 파이프(401)는
Figure pat00001
,
Figure pat00002
,
Figure pat00003
,
Figure pat00004
중 어느 하나의 형태를 갖도록 하는 것이 바람직하며, 특히 강파이프, 플라스틱파이프, 알루미늄파이프 및 주철파이프 중 어느 하나로 구성되게 하는 것이 더욱 바람직하다.
상기 보강라멘부재(40)를 구성하는 파이프(401)의 내부에는 충전재(C)가 충전 및 경화되어짐으로써, 강도를 더 한층 높일 수 있게 되며, 충전재(C)가 충전되어진 상태에서 외부로 누출되는 것을 방지하기 위해 보강라멘부재(40)의 상하부에 각각 커버(304)가 결합되어지도록 하는 것이 바람직하다.
상기 고정브라켓(50)은 보강판(30)의 산형오목부(301)에 맞대어진 보강라멘부재(40)가 산형오목부(301)로부터 이격 또는 분리되는 것을 방지하는 기능을 갖는 것으로 보강라멘부재(40)의 외측을 감쌀 수 있게 내부가 비어 있으며, 상부로 볼록한 형태를 갖는 고정편(501) 하부 양측에 관통홀(503)이 형성된 플랜지(502)가 외측방향으로 절곡되게 일체로 형성되어있다.
이와 같은 라멘형 파형강판 구조물(A)은 먼저, 구조물이 설치될 곳을 터파기하여 바닥이 평평하게 다짐질 된 상부에 거푸집과 철근이 배근되어진 상태에서 콘크리트를 타설하여 홈부(101)(101')를 갖는 기초부(10)(10')가 길이방향으로 길게 시공되어지도록 한다.
다음, 기초부(10)(10')의 상부에 형성된 홈부(101)(101')에 가이드찬넬(11)(11')이 각각 결합되어지도록 한 후 가이드찬넬(11)(11')의 상부에 라멘형 파형강판(20)이 하부가 삽입되어지도록 한다.
다음, 라멘형 파형강판(20)의 벤딩모서리부(201)의 외측면에 파이프(401)가 맞대어지도록 한다. 이때 상기 파이프(401)는 속이 비어있거과 충전되어진 것을 모두 사용하거나 어느 하나만을 현장에서 선택적으로 사용할 수 도 있다.
다음, 파이프(401)에 고정편(501)이 감싸도록 맞대어지게 한 후 플랜지(502)에 형성된 관통홀(503)을 통해 볼트(B)가 라멘형 파형강판(20)을 관통하여 너트(N)로 조이는 것을 반복하여 고정되어지게 된다.
본 발명에서 라멘형 파형강판 구조물(A)의 벤딩모서리부(201)에 보강판(30)과 파이프(401)가 결합되어 모서리 부분을 보강할 수 있도록 하였으나, 이러한 라멘형 파형강판 구조물이 이외에 도7a~7c에 도시된 바와 같이, 언더패스형과 타원형 및 원형을 갖는 파형강판 구조물에 결합되어지도록 할 수 있다. 이러한 경우, 각각의 모서리 부분을 보강할 수 있도록 하여 파형강판 구조물에 국부적인 좌굴현상이 발생되는 것을 방지하여 수명을 연장시킬 수 있도록 하고, 안정성을 높여 불안감을 해소하고, 견실한 구조물을 건설하게 된다.
한편, 본 발명에서는 라멘형 파형강판(20)의 벤딩모서리부(201)의 외측면에 파이프(401)가 맞대어지도록 하였으나, 이러한 파이프(401) 이외에 상기 라멘형 파형강판(20)의 벤딩모서리부(201) 외부와 보강라멘부재(40) 사이에 보강판(30)이 개재되어지도록 할 수 있다. 이러한 경우, 보강판(30)에 의하여 벤딩모서리부(201) 부분이 더 한층 보강되어질 수 있게 된다.
A:라멘형 파형강판 구조물 B:볼트
N:너트 10,10':기초부
11,11':가이드찬넬 20:라멘형 파형강판
30:보강판 101,101':홈부
201:벤딩모서리부 301:산형오목부
302:산형볼록부 303:벤딩부

Claims (4)

  1. 일측의 기초부(10) 상부에 라멘형 파형강판(20)의 일측 하부가 결합되어지며, 타측의 기초부(10') 상부에 라멘형 파형강판(20)의 타측 하부가 결합되어지게 구성된 라멘형 파형강판 구조물(A)에 있어서,
    상기 기초부(10)(10')의 상부에 길이방향을 갖는 홈부(101)(101')를 형성하여 상부가 개방된 가이드찬넬(11)(11')이 삽입되게 결합되어지고, 상기 라멘형 파형강판(20)의 벤딩모서리부(201) 외부에 보강라멘부재(40)가 맞대어져 고정브라켓(50)으로 결합되어지되, 상기 보강라멘부재(40)는 속이 비어 있는 원통 또는 사각통의 단면을 갖는 파이프(401)로 구성되어지고, 상기 고정브라켓(50)은 내부가 비어 있으며, 상부로 볼록한 형태를 갖는 고정편(501) 하부 양측에 관통홀(503)이 형성된 플랜지(502)가 외측방향으로 절곡되게 일체로 형성되어짐을 특징으로 하는 라멘형 파형강판 구조물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 라멘형 파형강판(20)의 벤딩모서리부(201) 외부와 보강라멘부재(40) 사이에 보강판(30)이 개재되어지되, 상기 보강판(30)은 산형오목부(301)와 산형볼록부(302)가 반복되게 형성되어지며, 상기 벤딩모서리부(201)와 동일한 곡률을 갖도록 벤딩된 벤딩부(303)가 일체로 형성되어 볼트(B)와 너트(N)로 결합되어짐을 특징으로 하는 라멘형 파형강판 구조물.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 보강라멘부재(40)는 내부에 충전재(C)가 충전 및 경화되어지되, 상기 보강라멘부재(40)의 상하부에 각각 커버(304)가 결합됨을 특징으로 하는 라멘형 파형강판 구조물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 파이프(401)는 강파이프, 플라스틱파이프, 알루미늄파이프 및 주철파이프 중 어느 하나로 구성됨을 특징으로 하는 라멘형 파형강판 구조물.
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