KR20110096419A - 접합에 의해 결합력을 보강하도록 측면으로 연장된 확장부를 구비한 수직결합방식 복합소재 튜브 및 이를 이용한 복합소재 바닥판 - Google Patents

접합에 의해 결합력을 보강하도록 측면으로 연장된 확장부를 구비한 수직결합방식 복합소재 튜브 및 이를 이용한 복합소재 바닥판 Download PDF

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Abstract

본 발명은 다각형 중공 단면을 가지고 있고 섬유강화 복합소재로 프리캐스트 방식으로 제작되며 스냅-핏 형식의 기계적인 결합에 의하여 상호 병렬 연결되어 바닥판을 이루는 FRP 튜브 및 이 튜브에 의하여 제작되는 바닥판에 관한 것이다.
본 발명에서는 상부판(2), 하부판(3) 및 복부판(4)으로 구성되어 복수개의 다각형 중공 단면을 가진 FRP 튜브(10)로서, 상기 FRP 튜브(10)의 일측에는 제1하향돌기결합부(150a), 제2하향돌기결합부(150b), 상부연장부(51) 및 상부 확장부(61)가 형성되어 있으며; 상기 FRP 튜브(10)의 타측에는 상기 제1 및 제2하향돌기결합부(15a, 15b)와 각각 스냅-핏 형태로 착탈가능하게 결합하게 되는 제1상향돌기결합부(151a)와 제2상향돌기결합부(151b)가 형성되고, 하부연장부(52)와 하부 확장부(62)가 형성되어 있고, 상기 FRP 튜브(10)의 일측으로부터 하부판(3) 저면에는 오목한 하부 단면감축부(72)가 형성되어 있으며, 상부판(2) 상면에는 오목한 상부 단면감축부(71)가 형성되어 있고, 상기 돌기결합부(150a, 151a, 150b, 151b)에는 돌기(150c, 151c)가 형성되어 있어, 이웃 FRP 튜브(20, 30)와 수직한 방향으로 스냅-핏 형태의 기계적 착탈 방식에 의하여 결합되어 바닥판을 형성하게 되는 것을 특징으로 하는 섬유강화 복합소재 프리캐스트 FRP 튜브가 제공된다. 또한, 본 발명에서는 상기 FRP 튜브를 이용하여 제작되는 바닥판이 제공된다.

Description

접합에 의해 결합력을 보강하도록 측면으로 연장된 확장부를 구비한 수직결합방식 복합소재 튜브 및 이를 이용한 복합소재 바닥판{Fiber Reinforced Composite Tubular Unit and Bridge Deck Assembled with Tubular Unit}
본 발명은 중공단면의 복합소재 튜브 및 이를 이용한 복합소재 바닥판에 관한 것으로서, 구체적으로는 섬유강화 복합소재(Fiber Reinforced Plastic)(이하, "FRP"라고 약칭함)를 이용하여 다각형의 중공단면을 가지도록 공장에서 제작되고 이웃하는 튜브와 수직방향으로 끼워져 결합되는 스냅-핏 방식의 결합구조를 가지며, 이웃 튜브 쪽으로 향하는 횡방향으로 연장되어 에폭시 등의 접착제를 이용하여 접합되는 확장부를 구비하고 있어 이웃하는 튜브와 결합되는 연결부에서의 파괴에 대해 높은 저항성을 가지는 신규한 구성의 FRP 튜브 및 이에 의해 조립 제작되는 바닥판에 관한 것이다.
다각형의 중공단면을 가지도록 종방향으로 연장된 형상의 FRP 튜브가 디자인등록 제30-312946유사2호(출원번호 제30-2003-3540호)를 통하여 공지되어 있는데, 이러한 공지의 튜브는 횡방향으로 이웃하는 FRP 튜브의 측면에 횡방향으로 끼워서 결합됨으로써 교량 바닥판이나 건축 구조물의 바닥판, 벽체, 박스 암거의 벽체 등을 제작하게 된다(본 명세서에서 "바닥판"이라는 용어는 교량의 바닥판뿐만 아니라, 이와 같은 건축 구조물의 바닥판, 벽체, 박스 암거의 벽체 등을 모두 포함하는 의미로 이해되어야 한다). 도 1에는 종래의 FRP 튜브의 개략적인 사시도가 도시되어 있다.
그런데 도 1에 도시된 것과 같은 종래의 FRP 튜브의 경우, 거더 위에 설치되는 교량 바닥판의 시공시에는 불편함이 있다. 도 1에 도시된 것과 같은 종래의 FRP 튜브의 경우, 서로 이웃하는 FRP 튜브를 횡방향으로 조립하기 위해서는, 일측의 FRP 튜브를 타측의 FRP 튜브를 향하여 횡방향으로 수평하게 밀어서 이웃하는 FRP 튜브의 측면에 끼워서 조립하게 된다. 한편, 거더 위에 바닥판을 설치할 함에 있어서 거더와 바닥판의 전단 합성을 위해서 거더 위에는 스터드와 같은 전단연결재가 돌출되어 구비되어야 한다. 그런데 거더 위에 스터드 등의 전단연결재가 돌출 구비되어 있는 상태에서는 위와 같이 FRP 튜브를 횡방향으로 수평하게 미는 것이 불가능하기 때문에, 어쩔 수 없이 전단연결재는 FRP 튜브의 조립에 의한 바닥판 설치가 완료된 후에야 거더에 설치될 수밖에 없다. 그러나 바닥판 설치 후 전단연결재를 조립하려면 열악한 현장에서 작업을 해야 하므로, 전단연결재 설치에 소요되는 시간이 늘어나고 비용도 증가하게 되며, 전단연결재 설치 상태의 육안 확인이 어려우며, 콘크리트 거더의 경우에는 전단연결재 설치가 극히 어렵게 되는 등의 여러 가지 문제점이 발생한다.
본 발명은 위와 같은 종래의 FRP 튜브와 이를 이용하여 시공되는 바닥판이 가지는 한계와 문제점을 해결하는 것을 목적으로 하여 개발된 것으로서, FRP를 이용하여 프리캐스트 방식으로 사전 제작하고, FRP 튜브를 조립할 때 수평방향이 아닌 수직방향으로 조립할 수 있도록 하며, 횡방향으로 이웃하는 FRP 튜브 간의 연결부에서의 결합강도를 크게 증진시켜 FRP 튜브간의 구조적 일체화를 향상시킬 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
위와 같은 과제를 달성하기 위하여 본 발명에서는, 상부판, 하부판 및 복부판으로 구성되어 복수개의 다각형 중공 단면을 가진 FRP 튜브로서, 상기 FRP 튜브의 일측에는 제1하향돌기결합부와 제2하향돌기결합부가 구비되어 있는데, 상기 제1하향돌기결합부는 상기 상부판이 측면으로 더 연장되어 형성되는 상부연장부의 중간에서 아랫방향으로 형성되며, 제1하향돌기결합부가 형성되어 있는 위치에서부터 횡방향 측면으로 더 존재하는 상부연장부는 상부 확장부를 이루고, 상기 제2하향돌기결합부는 외측 복부판의 외측면에 아랫방향으로 돌출된 형태로 형성되며; 상기 FRP 튜브의 타측에는 상기 제1 및 제2하향돌기결합부와 각각 착탈가능하도록 스냅-핏 형태로 기계적인 결합을 하게 되는 제1상향돌기결합부와 제2상향돌기결합부가 형성되는데, 제1상향돌기결합부는 외측 복부판의 외측면으로부터 상향으로 돌출되어 구비되며, 제2상향돌기결합부는 상기 하부판이 외측으로 더 연장되어 형성되는 하부연장부의 중간에서 상향으로 구비되고, 제2상향돌기결합부가 형성되어 있는 위치에서부터 횡방향 측면으로 더 존재하는 하부연장부는 하부 확장부를 이루며; 전방 이웃 FRP 튜브의 타측에 구비된 하부 확장부가 맞춰서 덮어서 접착제에 의해 접합될 수 있도록, 상기 제2하향돌기결합부가 형성되어 있는 상기 FRP 튜브의 일측으로부터 하부판 저면에는, 하부 확장부의 두께에 대응되는 오목한 형상의 하부 단면감축부가 형성되어 있으며; 후방 이웃 FRP 튜브의 일측에 구비된 상부 확장부가 맞춰서 덮어서 접착제에 의해 접합될 수 있도록, 상기 제1상향돌기결합부가 형성되어 있는 상기 FRP 튜브의 타측으로부터 상부판 상면에는, 상부 확장부의 두께에 대응되는 오목한 형상의 상부 단면감축부가 형성되어 있으며; 상기 돌기결합부에는 서로 물려 기계적인 결합을 이루도록 각각 대응되는 형태의 돌기가 형성되어 있어, 이웃 FRP 튜브와 수직한 방향으로 스냅-핏 형태의 기계적 착탈 방식에 의하여 결합되어 바닥판을 형성하게 되는 것을 특징으로 하는 FRP 튜브가 제공된다.
또한 본 발명에서는 위와 같은 FRP 튜브를 횡방향으로 결합하여 형성되는 바닥판으로서, FRP 튜브가 수직한 방향으로 끼워져서, 상향돌기결합부와 하향돌기결합부 간의 스냅-핏 형태의 기계적 결합 방식과, 상부 확장부와 상부 단면감축부간의 접합 및 하부 확장부와 하부 단면감축부간의 접합에 의하여, 서로 일체로 결합되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 FRP 튜브의 조립으로 이루어진 바닥판. 이 제공된다.
본 발명에 의하면, FRP 튜브를 상호 연결하여 바닥판을 건설할 수 있으며, 특히 교량의 바닥판 제작에 매우 유용하다.
본 발명에서는 내부식, 고내구성 특성을 보유한 섬유강화 복합소재 재질의 FRP 튜브를 사용하므로, 종래의 바닥판 재료인 철근 콘크리트의 콘크리트 열화 및 철근 부식과 같은 내구성 및 구조안전성 측면의 문제를 근원적으로 해결할 수 있어 교량 바닥판의 내구수명을 종래 철근 콘크리트 바닥판 공법 보다 2∼3배 이상 연장할 수 있다. 또한, 고내구성 특성으로 공용중 유지관리비 지출을 최소화할 수 있으므로 전체 교량의 생애주기비용(Life Cycle Cost)을 고려할 때 종래 철근 콘크리트 바닥판에 비해 현격한 유지관리비의 절감효과를 기대할 수 있다.
본 발명에 따르면, 기존 콘크리트 바닥판 교량을 성능 개선하는 경우에는 기존 철근 콘크리트 바닥판을 철거하고 공장제작된 프리캐스트 FRP 튜브를 현장에 조립 설치하면 되므로, 이 경우 콘크리트 바닥판의 사하중이 경량 복합소재 바닥판의 사하중으로 대체되어 상부구조의 사하중을 80%이상 경감시킬 수 있으며, 사하중의 경감분 만큼 더 큰 차량하중을 통과시킬 수 있으므로 기존 2등교 또는 3등교를 1등교로 성능개선하여 기존 교량의 승급이 용이하게 되며, 교량 신설시에도 거더와 하부구조를 경량화하여 경제적으로 건설할 수 있다.
특히, 본 발명의 경우, 종래 구조의 FRP 튜브에 비하여 다음과 같은 우수한 효과를 발휘한다.
본 발명에서는 FRP 튜브를 위에서 가압하여 거치하게 되므로, 거더 상면에 전단연결재가 미리 설치되어 있어도 무방하며, 종래의 경우처럼, 전단연결재를 좁은 공간을 통하여 나중에 용접 조립할 필요가 없으며, 그에 따라 전단연결재의 설치 작업이 용이하게 되며 작업에 소요되는 시간과 노력을 절약할 수 있다. 또한, 전단연결재의 용접상태에 대한 검증 및 품질관리가 용이하게 되는 장점이 있다. 더 나아가, 본 발명에 의하면, 콘크리트 거더의 경우, 미리 전단연결재용 철근을 배치해둔 상태로 콘크리트 거더를 제작할 수 있게 된다.
본 발명에서는 FRP 튜브를 수직한 방향으로 조립할 수 있기 때문에 공장에서 미리 바닥판 패널을 조립하지 않고 각각의 FRP 튜브를 현장으로 이송하여 현장에서 바닥판을 조립할 수 있다. 따라서, 크기가 크고 무거운 바닥판 패널을 이송하여야 했던 종래의 경우에 비하여, 이송작업이 용이하게 되고, 이송에 따른 비용을 절감할 수 있다. 특히, 각각의 FRP 튜브를 설치하면서 튜브의 하부와 거더 상면 사이의 간격의 조절 및 상기 간격 사이의 충진재 주입 품질 점검 등의 작업이 용이하게 된다.
본 발명에서는 FPR 튜브간 연결시 수직방향 조립을 위한 기계적인 접합과 동시에 구조적 일체화를 위해 에폭시 등의 접착제를 사용하여 화학적인 접합을 동시에 수행하게 되는데, 구체적으로 전방 이웃 FRP 튜브의 확장부에 의해 FRP 튜브의 외면 일부가 덮여 있되, 확장부와 FRP 튜브의 외면은 서로 접착제에 의해 일체로 접합되어 있다. 따라서 휨이나, 온도 수축 및 팽창에 의해 FRP 튜브간 연결부분에 작용하는 인장력, 및 FRP 바닥판 상부에 포설된 포장에 반복적으로 작용하는 차륜하중으로 인하여 발생하는 포장의 탄성변형에 기인한 인장력에 대해, 상기 접착제에 의해 일체로 접합된 확장부와 FRP 튜브 외면 간의 접착력에 의한 저항력이 발생하게 되므로, 서로 이웃하여 결합되어 있는 FRP 튜브에 가해지는 수직하향 및 수평방향의 하중에 의해 하향돌기결합부와 상향돌기결합부 사이가 벌어지도록 작용하는 인장력이 줄어들게 되며, 그에 따라 접착부 파괴 및 하향돌기결합부가 부러지는 등의 파손이 발생하는 것을 방지하게 되는 효과가 발휘된다.
도 1은 종래의 FRP 튜브의 개략적인 사시도이다.
도 2 및 도 3은 각각 본 발명에 따른 FRP 튜브를 조립하여 바닥판을 제작하는 상태를 보여주는 개략적인 사시도 및 단면도이다.
도 4는 FRP 튜브의 조립에 의해 바닥판이 이루어진 상태의 개략적인 단면도이다.
도 5는 도 4의 원 A부분의 확대도로서, 본 발명의 FRP 튜브에 구비된 돌기결합부의 결합형태의 확대도이다.
도 6은 본 발명의 FRP 튜브가 결합된 상태에서 수직하중이 작용할 때의 저항력 발휘 형태를 보여주는 개략적인 단면도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지 않는다.
도 2, 도 3, 도 4 및 도 5에는 각각 본 발명에 따른 FRP 튜브를 조립하여 바닥판을 제작하는 상태를 보여주는 개략적인 사시도와 단면도, 그리고 바닥판의 단면도 및 FRP 튜브에 구비된 돌기결합부의 결합형태의 확대도가 도시되어 있다.
도면에 도시된 것처럼, 본 발명의 FRP 튜브(10)는 상부판(2), 하부판(3) 및 복부판(4)으로 이루어져 복수 개의 다각형 중공(50)을 가지며, 종방향으로 길게 연장되어 있는 구성을 가진다. 상기 중공(50)은 도면에 도시되었듯이 2개로 구비될 수도 있고, 3개 이상의 다수개로 구비될 수도 있다. 도면에 도시된 실시예에서는 상기 중공(50)이 사다리꼴 형상을 가지는 것으로 되어 있으나, 중공(50)의 형상은 사다리꼴에 한 장되지 아니하며 다양한 형상을 가질 수도 있다. 본 발명에 따른 튜브의 재료가 되는 FRP는, 폴리에스터, 비닐에스터, 패놀 또는 에폭시로부터 선택되는 수지와, 강화섬유(유리섬유, 탄소섬유, 아라미드 섬유 등)로 구성되며, FRP 튜브는 인발성형공법에 의하여 제작된다.
위와 같은 단면 구성을 가진 FRP 튜브(10)를 횡방향의 측면으로 이웃하는 FRP 튜브와 결합함으로써 바닥판을 구축하게 된다. 본 발명에 따른 FRP 튜브(10)는 횡방향으로 이웃하도록 앞서 설치되어 있는 FRP 튜브(20)(이하, 전방 이웃 FRP 튜브(20)라고 약칭한다)에 대하여 수직한 방향으로(위에서 아래로) 접근하여 결합되며, 전방 이웃 FRP 튜브(20)와 스냅-핏(snap-fit) 형태의 간단하면서도 견고한 기계적 착탈 방식으로 결합된다. 이를 위하여 상기 FRP 튜브(10)의 일측에는 제1하향돌기결합부(150a)와 제2하향돌기결합부(150b)가 형성되며, 상기 제1 및 제2하향돌기결합부(15a, 15b)와 각각 착탈가능하도록 스냅-핏 형태로 기계적인 결합을 하게 되는 제1상향돌기결합부(151a)와 제2상향돌기결합부(151b)가 상기 FRP 튜브(10)의 타측에 형성되어 있다.
구체적으로 도면에 도시된 실시예에서는, 상기 FRP 튜브(10)의 일측면에는 상기 상부판(2)이 횡방향 측면으로 더 연장되어 있는 상부연장부(51)가 형성되어 있으며, 상기 상부연장부(51)의 중간에는 아랫방향으로 상기 제1하향돌기결합부(150a)가 형성되어 있다. 이와 같이 제1하향돌기결합부(150a)가 형성되어 있는 위치에서부터 횡방향 측면으로 더 존재하는 상부연장부는 상부 확장부(61)에 해당한다. 상기 상부 확장부(61)는 전방 이웃 FRP 튜브(20)의 타측 상부판(2) 일부에 형성되어 있는 상부 단면감축부(71)에 맞춰지게 되어, 상부 확장부(61)가 전방 이웃 FRP 튜브(20) 타측면쪽 상부판(2) 일부를 덮게 된다.
한편, 전방 이웃 FRP 튜브(20)의 타측에 구비된 하부 확장부(62)가 맞춰져서 덮어질 수 있도록, 상기 제2하향돌기결합부(150b)가 형성되어 있는 상기 FRP 튜브(10)의 일측으로부터 하부판(3) 저면에는, 하부 확장부(62)의 두께에 대응되는 오목한 형상의 하부 단면감축부(72)가 형성되어 있다. 상기 FRP 튜브(10)의 횡방향 일측에서는 외측 복부판(4)의 외측면에 아랫방향으로 제2하향돌기결합부(150b)가 돌출된 형태로 형성되어 있다.
상기 FRP 튜브(10)의 횡방향 타측에는, 상기 제1하향돌기결합부(150a)와 체결되는 제1상향돌기결합부(151a)가 외측 복부판(4)의 외측면에서 상향으로 돌출되어 구비되어 있으며, 하부에서는 하부판(3)이 연장되어 있는 하부연장부(52)가 형성되어 있고, 상기 하부연장부(52)의 중간에는 상기 제2하향돌기결합부(150b)와 체결되는 제2상향돌기결합부(151b)가 상향으로 구비되어 있다. 이와 같이 제2상향돌기결합부(151b)가 형성되어 있는 위치에서부터 횡방향 측면으로 더 존재하는 하부연장부는 하부 확장부(62)에 해당한다. 상기 하부 확장부(62)는 후방으로 이웃하게 되는 FRP 튜브(이하, 후방 이웃 FRP 튜브(30)라고 약칭함/ 도 4 참조)의 일측 하부판(3) 저면 일부에 형성되어 있는 하부 단면감축부(72)에 맞춰지게 되어, 상기 하부 확장부(62)는 후방 이웃 FRP 튜브(30)의 하부판(3) 일측 방향 저면 일부를 덮게 된다.
한편, 상기 제1상향돌기결합부(151a)가 형성되어 있는 상기 FRP 튜브(10)의 타측으로부터 상부판(2) 상면에는, 후방 이웃 FRP 튜브(30)의 상부 확장부(61)가 맞춰져서 덮어질 수 있도록, 상부 확장부(61)의 두께에 대응되는 오목한 형상의 상부 단면감축부(71)가 형성되어 있다.
도 5에는 상기 제1하향돌기결합부(150a)와 제1상향돌기결합부(151a)가 결합된 형태의 일실시예가 확대되어 도시되어 있는데, 제1하향돌기결합부(150a)와 제1상향돌기결합부(151a)에는 각각 대응되는 형태의 돌기(151c, 152c)가 형성되어 있어, 상기 돌기(150c, 151c)가 서로 물려 견고한 기계적인 결합을 이루게 된다. 도 5에서 점선으로 도시된 것은 돌기결합부(150a, 151a) 내부의 섬유 배열 형태를 나타낸다. 도면에 도시된 것처럼 제1하향돌기결합부(150a)와 제1상향돌기결합부(151a)는 복부판(4)에서 돌출되어 있되 복부판(4)과 나란하게 돌기부가 형성되는 구조를 가진다. 도 5에서 점선은 섬유의 배열을 나타낸다.
본 발명에 있어서, FRP 튜브(10)는 동일한 형태의 전방 이웃 FRP 튜브(20)의 횡방향 측면으로 나란하게 끼워 맞추어져 결합됨으로써 판재 구조물 즉, 바닥판을 형성하게 된다. 구체적으로, 도 3에 도시된 것처럼, 전방 이웃 FRP 튜브(20)의 횡방향 타측에서, FRP 튜브(10)가 위쪽으로부터 수직하게 놓여 가압되므로써 전방 이웃 FRP 튜브(20)와 결합하게 되는데, 전방 이웃 FRP 튜브(20)의 제1상향돌기결합부(151a)에는, 위에서 내려와 위치하게 되는 FRP 튜브(10)의 제1하향돌기결합부(150a)가 끼워져 결합된다. 이와 동시에, 전방 이웃 FRP 튜브(20)의 제2상향돌기결합부(151b)에는, FRP 튜브(10)의 제2하향돌기결합부(150b)가 끼워져 결합된다. 이와 같은 방식에 의해 양측 FRP 튜브(10, 20)가 기계적인 맞물림에 의하여 견고하게 결합된다.
이때, 상기 제1상향돌기결합부(151a) 및 제2하향돌기결합부(150b)는 소정의 탄성을 가지고 있으므로, FRP 튜브(10)를 일정 정도 이상의 힘으로 가압하게 되면, 상기 돌기(150c, 151c)간에 슬립이 일어나면서 상기 제1상향돌기결합부(151a) 및 제2하향돌기결합부(150b)가 미세하게 뒤로 물러나게 되어 돌기간의 기계적인 결합이 용이하게 이루어진다. 돌기(150c, 151c)가 서로 슬립된 후에는 탄성에 의하여 상기 제1상향돌기결합부(151a) 및 제2하향돌기결합부(150b)가 다시 되돌아오게 되어 돌기(150c, 151c)가 서로 견고하게 물려지게 된다.
위와 같이 제1하향돌기결합부(150a)가 제1상향돌기결합부(151a)에 끼워지고 제2하향돌기결합부(150b)가 제2상향돌기결합부(151b)에 끼워져 양측의 FRP 튜브(10,20)가 결합하게 될 때, FRP 튜브(10)의 상부 확장부(61)는 전방 이웃 FRP 튜브(20)의 타측 상부판(2) 일부에 형성되어 있는 상부 단면감축부(71)에 맞춰져서, 상부 확장부(61)가 전방 이웃 FRP 튜브(20) 타측 방향 상부판(2) 일부 즉, 상부 단면감축부(71)를 덮게 된다. 또한 FRP 튜브(10)의 일측으로부터 하부판(3) 저면에 형성되어 있는 하부 단면감축부(72)는 전방 이웃 FRP 튜브(20)의 타측면에 형성되어 있는 하부 확장부(62) 위에 놓이게 되어, 상기 전방 이웃 FRP 튜브(20)의 하부 확장부(62)에 의해 FRP 튜브(10)의 하부판(3) 저면 일부 즉, 하부 단면감축부(72)가 덮이게 된다.
이와 같이, 상부 확장부(61)가 전방 이웃 FRP 튜브(20)의 상부 단면감축부(71)를 덮고, 하부 단면감축부(72)가 전방 이웃 FRP 튜브(20)의 타측면에 형성되어 있는 하부 확장부(62)에 의해 덮이게 될 때, 상부 확장부(61)의 저면과 상부 단면감축부(71) 상면 사이, 그리고 하부 확장부(62)의 상면과 하부 단면감축부(72) 사이에는 에폭시와 같은 접착제가 도포되어 서로 일체로 접합된다.
도 6에는 이와 같이 FRP 튜브(10)의 상부 확장부(61)가 전방 이웃 FRP 튜브(20) 타측면쪽의 상부 단면감축부(71)를 덮어 접착제에 의해 일체 결합되고, 전방 이웃 FRP 튜브(20)의 하부 확장부(62)에 의해 FRP 튜브(10)의 하부 단면감축부(72)가 덮여 접착제에 의해 일체 결합되는 구성에 의해, 횡방향으로 응력이 작용할 때 우수한 저항력이 발휘됨을 보여주는 예시로서 상부에서 수직하중이 작용하는 상태의 개략적인 단면도가 도시되어 있다. 도 6에 도시된 것처럼, 서로 이웃하여 결합되어 있는 FRP 튜브(10, 20)에 수직 하향의 하중이 가해지면, 그로 인하여 하부판(3) 위치에서는 휨인장력이 작용하게 된다. 이러한 휨인장력은 서로 결합되어 있는 제2하향돌기결합부(150b)와 제2상향돌기결합부(151b) 사이가 벌어지도록 작용하게 되는데, 전방 이웃 FRP 튜브(20)의 하부 확장부(62)에 의해 FRP 튜브(10)의 하부판(3) 저면 일부가 덮여 접착제로 일체 결합되어 있으므로, 그로 인하여 휨인장력에 대한 큰 저항력이 발생하게 되어, 하부판(3) 위치에서 발생하는 휨인장력의 일부를 부담하게 되므로, 제2하향돌기결합부(150b)와 제2상향돌기결합부(151b) 사이가 벌어지도록 작용하는 인장력이 감소하게 되고, 그에 따라 제2하향돌기결합부(150b)가 부러지는 등의 파손이 발생하는 것이 방지된다.
수직 상향의 하중이 가해지는 경우에는 상부판(2) 위치에서 휨인장력이 작용하게 되어, 제1하향돌기결합부(150a)와 제1상향돌기결합부(151a) 사이가 벌어지도록 작용하게 되는데, FRP 튜브(10)의 상부 확장부(61)가 전방 이웃 FRP 튜브(20) 타측면쪽 상부판(2) 일부를 덮어 접착제에 의해 일체 결합되어 있으므로, 그로 인하여 휨인장력에 대한 큰 저항력이 발생하게 되어, 상부판(2) 위치에서 발생하는 휨인장력의 일부를 부담하게 되므로, 제1하향돌기결합부(150a)와 제1상향돌기결합부(151a) 사이가 벌어지도록 작용하는 인장력이 감소하게 되어, 제1상향돌기결합부(151a)가 부러지는 등의 파손이 발생하는 것을 방지하게 된다.
위의 도 6에서는 상향돌기결합부와 하향돌기결합부가 벌어지도록 인장력이 작용하게 되는 원인으로 위에서 작용하는 수직하중을 예시하였으나, 도면에 도시된 것과 같은 수직하중 뿐만 아니라, 온도수축이나 팽창, 또는 차륜하중에 의한 포장 탄성변형 등의 기타 요인에 의해서도 위와 같은 인장력이 작용할 수 있다.
위에서 살펴본 것처럼, 본 발명에서는 이웃하는 FRP 튜브 간에 상,하면에서 충분한 접합면적을 확보하여 접착제의 접착 결합을 이루도록 함으로써, 수직결합 방식을 유지하면서도 FRP 튜브간 발생할 수 있는 인장력에 대해 큰 저항력을 발휘하고 그에 따라 FRP 튜브의 연결 부분에서의 파괴를 방지할 수 있게 된다. 따라서 이와 같은 FRP 튜브의 접합에 의해 제작되는 본 발명에 따른 FRP 바닥판은 우수한 내구성과 강도를 갖게 된다.
1 FRP 튜브 2 상부판
3 하부 4 복부판

Claims (2)

  1. 상부판(2), 하부판(3) 및 복부판(4)으로 구성되어 복수개의 다각형 중공 단면을 가진 FRP 튜브(10)로서,
    상기 FRP 튜브(10)의 일측에는 제1하향돌기결합부(150a)와 제2하향돌기결합부(150b)가 구비되어 있는데, 상기 제1하향돌기결합부(150a)는 상기 상부판(2)이 측면으로 더 연장되어 형성되는 상부연장부(51)의 중간에서 아랫방향으로 형성되며, 제1하향돌기결합부(150a)가 형성되어 있는 위치에서부터 횡방향 측면으로 더 존재하는 상부연장부는 상부 확장부(61)를 이루고, 상기 제2하향돌기결합부(150b)는 외측 복부판(4)의 외측면에 아랫방향으로 돌출된 형태로 형성되며;
    상기 FRP 튜브(10)의 타측에는 상기 제1 및 제2하향돌기결합부(15a, 15b)와 각각 착탈가능하도록 스냅-핏 형태로 기계적인 결합을 하게 되는 제1상향돌기결합부(151a)와 제2상향돌기결합부(151b)가 형성되는데, 제1상향돌기결합부(151a)는 외측 복부판(4)의 외측면으로부터 상향으로 돌출되어 구비되며, 제2상향돌기결합부(151b)는 상기 하부판(3)이 외측으로 더 연장되어 형성되는 하부연장부(52)의 중간에서 상향으로 구비되고, 제2상향돌기결합부(151b)가 형성되어 있는 위치에서부터 횡방향 측면으로 더 존재하는 하부연장부는 하부 확장부(62)를 이루며;
    전방 이웃 FRP 튜브(20)의 타측에 구비된 하부 확장부(62)가 맞춰서 덮어서 접착제에 의해 접합될 수 있도록, 상기 제2하향돌기결합부(150b)가 형성되어 있는 상기 FRP 튜브(10)의 일측으로부터 하부판(3) 저면에는, 하부 확장부(62)의 두께에 대응되는 오목한 형상의 하부 단면감축부(72)가 형성되어 있으며;
    후방 이웃 FRP 튜브(30)의 일측에 구비된 상부 확장부(61)가 맞춰서 덮어서 접착제에 의해 접합될 수 있도록, 상기 제1상향돌기결합부(151a)가 형성되어 있는 상기 FRP 튜브(10)의 타측으로부터 상부판(2) 상면에는, 상부 확장부(61)의 두께에 대응되는 오목한 형상의 상부 단면감축부(71)가 형성되어 있으며;
    상기 돌기결합부(150a, 151a, 150b, 151b)에는 서로 물려 기계적인 결합을 이루도록 각각 대응되는 형태의 돌기(150c, 151c)가 형성되어 있어, 이웃 FRP 튜브(20, 30)와 수직한 방향으로 스냅-핏 형태의 기계적 착탈 방식에 의하여 결합되어 바닥판을 형성하게 되는 것을 특징으로 하는 FRP 튜브.
  2. 상부판(2), 하부판(3) 및 복부판(4)으로 구성되어 복수개의 다각형 중공 단면을 가진 FRP 튜브(10, 20, 30)가 측면으로 나란하게 결합되어 형성되는 바닥판으로서,
    상기 FRP 튜브(10, 20, 30)는,
    일측에 제1하향돌기결합부(150a)와 제2하향돌기결합부(150b)가 구비되어 있는데, 상기 제1하향돌기결합부(150a)는 상기 상부판(2)이 측면으로 더 연장되어 형성되는 상부연장부(51)의 중간에서 아랫방향으로 형성되며, 제1하향돌기결합부(150a)가 형성되어 있는 위치에서부터 횡방향 측면으로 더 존재하는 상부연장부는 상부 확장부(61)를 이루고, 상기 제2하향돌기결합부(150b)는 외측 복부판(4)의 외측면에 아랫방향으로 돌출된 형태로 형성되며;
    타측에는 상기 제1 및 제2하향돌기결합부(15a, 15b)와 각각 착탈가능하도록 스냅-핏 형태로 기계적인 결합을 하게 되는 제1상향돌기결합부(151a)와 제2상향돌기결합부(151b)가 형성되는데, 제1상향돌기결합부(151a)는 외측 복부판(4)의 외측면으로부터 상향으로 돌출되어 구비되며, 제2상향돌기결합부(151b)는 상기 하부판(3)이 외측으로 더 연장되어 형성되는 하부연장부(52)의 중간에서 상향으로 구비되고, 제2상향돌기결합부(151b)가 형성되어 있는 위치에서부터 횡방향 측면으로 더 존재하는 하부연장부는 하부 확장부(62)를 이루며;
    전방으로 이웃하는 FRP 튜브(20)의 타측에 구비된 하부 확장부(62)가 맞춰서 덮어서 접착제에 의해 접합될 수 있도록, 상기 제2하향돌기결합부(150b)가 형성되어 있는 상기 FRP 튜브(10)의 일측으로부터 하부판(3) 저면에는, 하부 확장부(62)의 두께에 대응되는 오목한 형상의 하부 단면감축부(72)가 형성되어 있으며;
    후방으로 이웃하는 FRP 튜브(30)의 일측에 구비된 상부 확장부(61)가 맞춰서 덮어서 접착제에 의해 접합될 수 있도록, 상기 제1상향돌기결합부(151a)가 형성되어 있는 상기 FRP 튜브(10)의 타측으로부터 상부판(2) 상면에는, 상부 확장부(61)의 두께에 대응되는 오목한 형상의 상부 단면감축부(71)가 형성되어 있으며;
    상기 돌기결합부(150a, 151a, 150b, 151b)에는 서로 물려 기계적인 결합을 이루도록 각각 대응되는 형태의 돌기(150c, 151c)가 형성되어 있어;
    FRP 튜브(10, 20, 30)가, 수직한 방향으로 끼워져서 상향돌기결합부와 하향돌기결합부 간의 스냅-핏 형태의 기계적 결합을 이루는 것과, 상부 확장부(61)와 상부 단면감축부(71)간의 접합 및 하부 확장부(62)와 하부 단면감축부(72)간의 접합에 의하여 서로 일체로 결합되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 FRP 튜브의 조립으로 이루어진 바닥판.
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