KR20110124005A - 관통홀이 구비된 개량 철골보, 이를 이용한 전단 보강구조 및 이의 시공방법 - Google Patents

관통홀이 구비된 개량 철골보, 이를 이용한 전단 보강구조 및 이의 시공방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 슬림플로어 시스템에서,
상부플렌지(21), 웨브(23), 하부플렌지(22) 및 한 쌍의 데크플레이트 거치대(24)로 구성되되 상기 상부플렌지(21)와 상기 데크플레이트 거치대(24) 사이의 웨브(23)에는 일정간격으로 일렬로 천공된 다수 개의 하부철근 관통홀(25)과 콘크리트합성 관통홀(26)이 형성되는 것을 특징으로 하는 관통홀이 구비된 개량 철골보, 이를 이용한 전단 보강구조 및 이의 시공방법을 제공한다.
더불어, 상기 관통홀이 구비된 개량 철골보(20)의 상부플렌지(21)에는 다수 개의 구멍이 더 천공되고, 상기 하부철근 관통홀(25) 및 콘크리트합성 관통홀(26)의 형태는 원형인 것을 특징으로 하는 관통홀이 구비된 개량 철골보, 이를 이용한 전단 보강구조 및 이의 시공방법을 제공한다.

Description

관통홀이 구비된 개량 철골보, 이를 이용한 전단 보강구조 및 이의 시공방법{Improved Steel Beam Having Through-hole, Shear Reinforcing Structure Using The Same And Its Construction Method}
본 발명은 바닥판, 철골보 및 슬래브 콘크리트 등 모든 부재에서 상호간이 일체로써 결합되어 구조적으로 안정한 관통홀이 구비된 개량 철골보, 이를 이용한 전단 보강구조 및 이의 시공방법에 관한 것이다.
근래에는 급속도로 발전하는 기술력을 바탕으로 철골조의 초고층 건물이 많이 신축되고 있다.
철골조 건물은 일반적으로 건물의 구조재인 기둥과 보를 H형강 또는 I형강 등의 철골로써 구성하고, 데크플레이트(deck plate)나 미리 제작된 PC슬래브 또는 하프슬래브(half slab) 등(이하, 데크플레이트 등이라 한다.)을 상기 철골보에 거치하고 필요에 따라 철근콘크리트공사를 실시하여 보 및 바닥슬래브를 구성하는 구조이다.
상기 종래의 철골조 건물은 H형강 또는 I형강을 기둥과 기둥 사이 또는 철골보와 철골보 사이에 수평으로 접합하여 설치하고, 상기 대칭형 H형강 또는 I형강의 상부플렌지에 데크플레이트 등을 거치하여 시공한다.
상기 종래의 철골구조는 상술한 바와 같이 철골의 상부플렌지 위에 데크플레이트 등이 설치되고 슬래브가 형성된다. 따라서, 바닥슬래브 밑에 철골보가 그대로 노출되므로 건물의 층고가 증가하여 외장재 수요의 증가 및 단위면적당 용적률의 감소 등 소요단가에 비하여 비경제적인 문제점이 있었다.
이와 같은 문제점을 보완하기 위하여 등장한 것이 슬림플로어 공법(slim floor method) 내지 슬림플로어 시스템(slim floor system)이다.
상기 슬림플로어 공법은 종래의 공법과 달리, 웨브의 길이가 긴 H형강 또는 I형강 등을 사용하여 상기 하부플렌지 위에 데크플레이트 등을 거치하고 슬래브를 구성하는 공법이다. 즉, 보로써 사용되는 철골보를 슬래브 밑에 전부 노출시키지 않고, 철골보의 전부를 슬래브 속으로 매입하여 층고를 낮추는 공법을 말한다.
또 다른 슬림플로어 공법으로 웨브의 길이가 긴 H형강 또는 I형강 등의 (1)하부플렌지의 양단에 수직으로 받침대를 형성하거나 (2) 웨브에 수평으로 받침대를 형성하여, 상기 받침대에 데크플레이트 등을 거치하는 공법이 있다. 즉, 보로써 사용되는 철골보를 슬래브 밑에 일부만 노출시키고, 철골보의 일부를 슬래브 속으로 매입하여 층고를 낮추는 공법을 말한다.
그러나 상술한 종래의 슬림플로어 공법은 층고를 낮출 수 있다는 장점이 있으나 다음과 같은 문제점이 발생한다.
상기 종래의 철골구조의 경우 철골보의 상부플렌지 상부에 데크플레이트가 거치되므로 상기 데크플레이트 위에 슬래브 하부철근을 철골보의 방해없이 배근할 수 있었으나, 슬림플로어 공법의 경우에는 철골보로 인하여 슬래브 하부철근의 배근이 단절되는 문제점이 있다. 따라서 현장에서는 철골보와 인접하는 슬래브 하부철근을 단절시키거나 임의로 구부려 정착길이를 확보하는 등 편법을 사용하고 있으나 구조적으로 안정하지 못한 문제점이 여전히 남아있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해서 제시되는 것이다. 그 목적은 다음과 같다.
슬림플로어 시스템(Slim Floor System)의 바닥판, 철골보 및 슬래브 콘크리트 등 모든 부재에서 상호간이 일체로써 결합되어 구조적으로 안정한 관통홀이 구비된 개량 철골보, 이를 이용한 전단 보강구조 및 이의 시공방법을 제공하고자 한다.
상기한 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명은 슬림플로어 시스템에서,
상부플렌지(21), 웨브(23), 하부플렌지(22) 및 한 쌍의 데크플레이트 거치대(24)로 구성되되 상기 상부플렌지(21)와 상기 데크플레이트 거치대(24) 사이의 웨브(23)에는 일정간격으로 일렬로 천공된 다수 개의 하부철근 관통홀(25)과 콘크리트합성 관통홀(26)이 형성되는 것을 특징으로 하는 관통홀이 구비된 개량 철골보, 이를 이용한 전단 보강구조 및 이의 시공방법을 제공한다.
더불어, 상기 관통홀이 구비된 개량 철골보(20)의 상부플렌지(21)에는 다수 개의 구멍이 더 천공되고, 상기 하부철근 관통홀(25) 및 콘크리트합성 관통홀(26)의 형태는 원형인 것을 특징으로 하는 관통홀이 구비된 개량 철골보, 이를 이용한 전단 보강구조 및 이의 시공방법을 제공한다.
본 발명에 따르면 철골보의 웨브에 슬래브 하부철근이 관통되고 배근되어 슬래브 하부철근이 굽혀지거나 단절되지 않고, 콘크리트와의 합성력을 강화시키는 콘크리트합성 관통홀을 구비하여 구조적으로 안정한 관통홀이 구비된 개량 철골보, 이를 이용한 전단 보강구조 및 이의 시공방법을 제공한다.
도 1은 본 발명의 관통홀이 구비된 개량 철골보 및 이를 이용한 전단 보강구조의 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 관통홀이 구비된 개량 철골보 및 이를 이용한 전단 보강구조를 전면에서 바라본 단면도이다.
도 3은 도 2에서 A-A`에서 바라본 단면도이다.
도 4는 본 발명의 관통홀이 구비된 개량 철골보 및 이를 이용한 전단 보강구조의 다른 실시예의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 관통홀이 구비된 개량 철골보를 이용한 전단 보강구조의 시공방법의 순서도이다.
이하 첨부한 도면과 함께 상기와 같은 본 발명의 개념이 바람직하게 구현된 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 관통홀이 구비된 개량 철골보 및 이를 이용한 전단 보강구조의 분해 사시도이고, 도 2는 본 발명의 관통홀이 구비된 개량 철골보 및 이를 이용한 전단 보강구조를 전면에서 바라본 단면도이며, 도 3은 도 2에서 A-A`에서 바라본 단면도이다.
본 발명의 관통홀이 구비된 개량 철골보(20)는 슬림플로어 시스템에서,
상부플렌지(21), 웨브(23), 하부플렌지(22) 및 한 쌍의 데크플레이트 거치대(24)로 구성되되 상기 상부플렌지(21)와 상기 데크플레이트 거치대(24) 사이의 웨브(23)에는 일정간격으로 일렬로 천공된 다수 개의 하부철근 관통홀(25)이 형성되는 것을 특징으로 하고,
본 발명의 관통홀이 구비된 개량 철골보를 이용한 전단 보강구조는 철골기둥 또는 철골보들 사이에 설치되는 다수 개의 관통홀이 구비된 개량 철골보(20); 상기 데크플레이트 거치대(24)에 양단이 거치되는 다수 개의 바닥판(10); 상기 하부철근 관통홀(25)을 관통하여 설치되는 다수 개의 하부철근(40); 및, 상기 바닥판(10) 및 개량 철골보(20) 위에 타설되는 슬래브 콘크리트(50);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 하부철근 관통홀(25)과 하부철근 관통홀(25) 사이에는 콘크리트합성 관통홀(26)이 더 천공되어 형성될 수 있다.
상기 관통홀이 구비된 개량 철골보(20)는 상부플렌지(21), 웨브(23), 하부플렌지(22) 및 한 쌍의 데크플레이트 거치대(24)로 구성되어 철골기둥 또는 철골보들 사이에 다수 개가 설치되는 것으로 상기 상부플렌지(21)와 상기 데크플레이트 거치대(24) 사이의 웨브(23)에는 일정간격으로 일렬로 천공된 다수 개의 하부철근 관통홀(25)이 형성된다.
또한 도 1에 도시된 바와 같이, 상부플렌지(21)의 길이를 데크플레이트 거치대(24) 및 하부플렌지(22)의 길이보다 짧게 할 수 있다. 이 경우 본 발명의 관통홀이 구비된 개량 철골보(20)가 기둥이나 다른 철골보에 접합될 때 간섭을 최소화하면서 시공편의성이 증가하는 장점이 있으며, 또한 이로써 불필요하게 사용되는 철골량을 감소시킬 수 있다.
상기 하부철근 관통홀(25)은 하기 하부철근(40)이 배근되고 슬래브 콘크리트(50)가 타설되게 되는 데, 하부철근 관통홀(25)은 슬래브 콘크리트(50) 타설시 웨브(23) 좌우에 채워지는 슬래브 콘크리트(50)를 일체로 연결하여 슬래브 콘크리트(50) 경화시 개량 철골보(20)가 견고하게 슬래브 콘크리트(50)에 고정되게 하는 역할을 한다. 상기 하부철근 관통홀(25)의 형상은 다각형 등의 다양한 형태로도 가능하나 천공부위의 각진 곳에 균열이 발생하기 쉬우므로, 천공시 균열을 방지하기 위하여 원형이나 타원형으로 하는 것이 바람직하다.
상기 콘크리트합성 관통홀(26)은 상기 하부철근 관통홀(25)과 하부철근 관통홀(25) 사이에 천공되는 것으로, 상기 하부철근 관통홀(25)과 같은 용도로 사용될 수도 있고 슬래브 콘크리트(50) 타설시 웨브(23) 좌우에 채워지는 슬래브 콘크리트(50)를 일체로 연결하여 슬래브 콘크리트(50) 경화시 본 발명의 관통홀이 구비된 개량 철골보(20)가 견고하게 슬래브 콘크리트(50)에 고정되게 하는 역할을 한다.
상기 상부플렌지(21)에는 다수 개의 구멍이 더 천공될 수 있는 데, 상기 구멍은 슬래브 콘크리트(50) 타설시 상부플렌지(21) 상하에 채워지는 슬래브 콘크리트(50)를 일체로 연결하여 슬래브 콘크리트(50) 경화시 개량 철골보(20)가 견고하게 슬래브 콘크리트(50)에 고정되게 하는 역할을 한다. 상기 상부플렌지(21)의 형상은 상술한 하부철근 관통홀(25)의 형상과 같이 다각형 등의 다양한 형태로도 가능하나 천공부위의 각진 곳에 균열이 발생하기 쉬우므로, 천공시 균열을 방지하기 위하여 원형이나 타원형으로 하는 것이 바람직하다.
상기 바닥판(10)은 데크플레이트(deck plate) 또는 하프슬래브(half slab) 등 RC 내지 SRC 구조 등에서 거푸집 내지 구조재로 사용되는 바닥판을 말하며, 상기 데크플레이트 거치대(24)에 양단이 다수 개가 거치된다.
상기 하부철근(40)은 상기 하부철근 관통홀(25)을 관통하여 다수 개가 설치된다. 종래의 철골구조의 경우 상술한 바와 같이 철골보의 상부플렌지 상부에 데크플레이트가 거치되므로 상기 데크플레이트 위에 슬래브 하부철근을 철골보의 방해없이 배근할 수 있었으나, 슬림플로어 공법의 경우에는 철골보로 인하여 슬래브 하부철근의 배근이 단절되는 문제점이 있다. 따라서 현장에서는 철골보와 인접하는 슬래브 하부철근을 임의로 구부려 정착길이를 확보하는 편법을 사용하고 있으나 슬래브 하부철근이 부담하는 인장력의 단절을 가져오고 구조적으로 안정하지 못한 문제점이 여전히 남아있었다.
따라서 본 발명의 상기 하부철근(40)은 상기 하부철근 관통홀(25)을 관통하여 연속하여 배근되므로 철근의 정착길이를 확보함과 동시에 철근에 작용하는 인장력을 단절되지 않고 연속적으로 상기 하부철근(40)이 분담하는 장점이 있다.
상기 슬래브 콘크리트(50)는 상기 바닥판(10) 및 개량 철골보(20) 위에 타설된다.
도 4는 본 발명의 관통홀이 구비된 개량 철골보 및 이를 이용한 전단 보강구조의 다른 실시예의 단면도이다.
도 4에 도시된 실시예는 본 발명의 출원인 중 1인이 특허를 받은 프리스트레스 프리캐스트 콘크리트 패널을 이용한 합성보(등록번호: 10-0401671-0000)를 이용하여 구성한 것으로, 하부플렌지(22) 밑에 플레이트(62), 하부 스터드볼트(64), PC강선(66) 및 콘크리트(68) 등으로 구성되는 PC패널(60)이 추가로 구성된 것이다. 이와 같이 본 발명의 관통홀이 구비된 개량 철골보, 이를 이용한 전단 보강구조는 다양한 형태로 응용하여 적용할 수 있다.
도 5는 각각 본 발명의 관통홀이 구비된 개량 철골보를 이용한 전단 보강구조의 시공방법의 순서도이다.
본 발명의 관통홀이 구비된 개량 철골보를 이용한 전단 보강구조의 시공방법은 슬림플로어 시스템에서,
(a) 관통홀이 구비된 개량 철골보(20)를 공장제작하는 사전 제작단계; (b) 철골조 건물의 구조체의 골조공사 과정에서 철골기둥 또는 철골보들 사이에, 상기 관통홀이 구비된 개량 철골보(20)를 소정의 간격으로 설치하는 개량 철골보 설치단계; (c) 다수 개의 바닥판(10)을 인접하는 상기 관통홀이 구비된 개량 철골보(20)의 데크플레이트 거치대(24) 사이에 양단을 거치시키는 바닥판 설치단계; (d) 상기 관통홀이 구비된 개량 철골보(20)의 하부철근 관통홀(25)에 하부철근(40)을 관통하여 설치하는 하부철근 설치단계; (e) 슬래브 상부철근 및 보강철근의 설치 그리고 덕트 등의 배관작업 등을 수행하는 기타 작업단계; 및, (f) 슬래브 콘크리트(50)를 타설하는 슬래브 콘크리트 타설단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 관통홀이 구비된 개량 철골보, 이를 이용한 전단 보강구조 및 이의 시공방법은, 전단 연결보강재를 사용하여 철골보와 슬래브 콘크리트가 일체가 되어 구조체로써 기능함과 동시에 철골보의 웨브에 슬래브 하부철근이 관통되고 배근되므로 좌굴을 방지하고 구조적으로 안정하다. 또한, 비숙련공도 요구되는 품질의 정밀도로 설치작업을 할 수 있으므로 시공성이 우수하고 간편한 장점 등이 있다.
본 발명은 상기에서 언급한 바와 같이 바람직한 실시예와 관련하여 설명되었으나, 본 발명의 요지를 벗어남이 없는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하며, 다양한 분야에서 사용 가능하다.
따라서 본 발명의 청구범위는 이건 발명의 진정한 범위 내에 속하는 수정 및 변형을 포함한다.
10: 바닥판
20: 관통홀이 구비된 개량철골보
21: 상부플렌지
22: 하부플렌지
23: 웨브
24: 데크플레이트 거치대
25: 하부철근 관통홀
26: 콘크리트합성 관통홀
40: 하부철근
50: 슬래브 콘크리트
60: PC패널
62: 플레이트
64: 하부 스터드볼트
66: PC강선
68: 콘크리트

Claims (6)

  1. 슬림플로어 시스템에서,
    상부플렌지(21), 웨브(23), 하부플렌지(22) 및 한 쌍의 데크플레이트 거치대(24)로 구성되되 상기 상부플렌지(21)와 상기 데크플레이트 거치대(24) 사이의 웨브(23)에는 일정간격으로 일렬로 천공된 다수 개의 하부철근 관통홀(25)이 형성되는 것을 특징으로 하는 관통홀이 구비된 개량 철골보(20).
  2. 제1항에서,
    상기 하부철근 관통홀(25)과 하부철근 관통홀(25) 사이에는 콘크리트합성 관통홀(26)이 더 천공되는 것을 특징으로 하는 관통홀이 구비된 개량 철골보(20).
  3. 제1항 또는 제2항에서,
    상기 관통홀이 구비된 개량 철골보(20)의 상부플렌지(21)에는 다수 개의 구멍이 더 천공되고, 상기 하부철근 관통홀(25) 및 하부철근 관통홀(25)의 형태는 원형인 것을 특징으로 하는 관통홀이 구비된 개량 철골보(20).
  4. 철골기둥 또는 철골보들 사이에 설치되는 다수 개의 제1항 또는 제2항의 관통홀이 구비된 개량 철골보(20);
    상기 데크플레이트 거치대(24)에 양단이 거치되는 다수 개의 바닥판(10);
    상기 하부철근 관통홀(25)을 관통하여 설치되는 다수 개의 하부철근(40); 및,
    상기 바닥판(10) 및 개량 철골보(20) 위에 타설되는 슬래브 콘크리트(50);
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 관통홀이 구비된 개량 철골보를 이용한 전단 보강구조.
  5. 제4항에서,
    상기 관통홀이 구비된 개량 철골보(20)는 하부플렌지(22) 밑에 플레이트(62), 하부 스터드볼트(64), PC강선(66) 및 콘크리트(68)를 포함하여 구성되는 PC패널(60)이 추가로 구성되는 것을 특징으로 하는 관통홀이 구비된 개량 철골보를 이용한 전단 보강구조.
  6. 슬림플로어 시스템에서,
    (a) 제4항의 관통홀이 구비된 개량 철골보(20)를 공장제작하는 사전 제작단계;
    (b) 철골조 건물의 구조체의 골조공사 과정에서 철골기둥 또는 철골보들 사이에, 상기 관통홀이 구비된 개량 철골보(20)를 소정의 간격으로 설치하는 개량 철골보 설치단계;
    (c) 제4항의 다수 개의 바닥판(10)을 인접하는 상기 관통홀이 구비된 개량 철골보(20)의 데크플레이트 거치대(24) 사이에 양단을 거치시키는 바닥판 설치단계;
    (d) 상기 관통홀이 구비된 개량 철골보(20)의 하부철근 관통홀(25)에 하부철근(40)을 관통하여 설치하는 하부철근 설치단계;
    (e) 슬래브 상부철근 및 보강철근의 설치 그리고 덕트 등의 배관작업 등을 수행하는 기타 작업단계; 및,
    (f) 슬래브 콘크리트(50)를 타설하는 슬래브 콘크리트 타설단계;
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 관통홀이 구비된 개량 철골보를 이용한 전단 보강구조의 시공방법.
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KR1020100043538A KR20110124005A (ko) 2010-05-10 2010-05-10 관통홀이 구비된 개량 철골보, 이를 이용한 전단 보강구조 및 이의 시공방법

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20180025372A (ko) * 2016-08-30 2018-03-09 주식회사 포스코 보 구조체 및 이를 이용한 슬림플로어
CN108518004A (zh) * 2018-04-28 2018-09-11 山东齐恒新材料有限公司 一种kst轻型楼屋面板

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KR20180025372A (ko) * 2016-08-30 2018-03-09 주식회사 포스코 보 구조체 및 이를 이용한 슬림플로어
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