KR20110124750A - 보강된 하중 지지 구조체 - Google Patents

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KR20110124750A
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Abstract

콘크리트 빔 또는 슬래브 형태의 보강된 콘크리트 하중 지지 구조체는 콘크리트 구조 부재와, 이 콘크리트 구조 부재를 통해 연장하는 PCV 파이프 또는 튜브 등의 중공 요소를 포함한다. 하중 지지 구조체는 또한 복수 개의 강철 보강 로드와, 상기 중공 요소를 둘러싸고 콘크리트 구조 부재를 형성하는 콘크리트 내에 봉입되는 새장형 골격으로 형성되는 강철 스탬프 또는 리벳을 포함한다. 변경 형태에서, 복수 개의 평행한 하중 지지 구조체를 갖는 소정 길이, 폭 및 두께를 갖는 콘크리트 슬래브 또는 플로어가 개시되어 있다. 일체식 구조체는 플로어 아래에서 하방으로 연장하는 직사각형 또는 사다리꼴 형태를 갖고, 중공 튜브는 지지 부재를 통해 연장하는 새장형 구조에 의해 둘러싸인다.

Description

보강된 하중 지지 구조체{REINFORCED LOAD BEARING STRUCTURE}
본 발명은 보강된 하중 지지 구조체, 보다 구체적으로는 콘크리트 하중 지지 구조 부재 또는 슬래브를 통해 연장하는 중공 통로를 갖는 콘크리트 하중 지지 구조 부재 및/또는 슬래브에 관한 것이다.
현대의 빌딩에는 거더(girder), 빔 및 슬래브 등의 보강된 콘크리트 부재가 일반적으로 사용되고 있다. 예컨대, 통상적으로 10 내지 50 센티미터 두께의 강 보강된 콘크리트로 된 수평 슬래브가 빌딩의 플로어를 구성하도록 흔히 사용된다. 많은 산업적 빌딩에서, 기초 상에 지지되는 두꺼운 콘크리트 슬래브가 빌딩의 바닥 플로어를 구성하도록 사용된다.
관통 연장하는 중공의 통로를 갖는 콘크리트 빔, 거더 및 슬래브의 사용이 또한 공지되어 있다. 예컨대, 미국 특허 제2,938,255호는 중량을 감소시키도록 종방향 통로를 갖는 빔을 제조하는 방법을 개시하고 있다. 중공의 보강된 콘크리트 플로어를 제공하는 보다 최근의 장치는 Breuning의 미국 특허 제5,396,747호에 개시되어 있다. Breuning의 개시는 보다 높은 강도와 강성, 보다 적은 재료의 용적을 얻고 굽힘력, 전단력 및 변형 간의 균형을 얻으며 시멘트의 양을 감소시키도록 "2차원 구조"를 갖는 면형 중공의 보강된 콘크리트 플로어를 이용하고 있다.
보다 최근의 콘크리트 플로어 시스템 및 플로어 구성요소의 제조 방법은 Clark 등의 미국 특허 제7,024,831호에 설명되어 있다. 여기에 개시된 바와 같이, 콘크리트 플로어 시스템은 중량을 감소시키고 관통하는 텐션 케이블을 수용하기 위해 중공의 콘크리트 블록으로 제조된 복수 개의 평행한 콘크리트 빔을 포함한다. 케이블의 대향 단부는 각 중공 빔의 오목한 단부 내의 단부 플레이트 상에 유지된다. 빔의 단부는 기초 벽의 측면의 내측 옆에 장착하도록 되어 있다. 각 평행한 빔의 상부는 복수 개의 소정 각도 형태의 플로어 패널을 수용하도록 되어 있다. 플로어 패널은 빔의 상부 옆에 인터록된다.
전술에도 불구하고, 본 발명에 따른 개선된 보강된 하중 지지 구조체에 대한 요구 및 잠재적인 산업적 시장이 존재한다고 생각된다. 중공 부분의 용적이 상이한 형태와 스티로폼, P.V.C 파이프 및 강철 파이프 등의 재료를 이용함으로써 특정한 용례에 맞춰질 수 있기 때문에 그러한 구조체에 대한 잠재적인 시장이 존재한다. 예컨대, 재료의 타입과 형태는 빔의 하중, 경간(span) 및 깊이에 따라 변한다. 빔 깊이가 제한되는 경우에, 빔의 지지 능력을 증가시키도록 강철 파이프 또는 관을 사용하는 것이 적절할 수 있다.
본 발명에 따른 개선된 보강된 하중 지지 구조체는 또한 중공 영역으로 인해 콘크리트 부재의 중량을 감소시킴으로써 중량으로 인한 휨 운동을 감소시킨다는 이점을 갖고 사용될 수 있다. 이는 또한 시멘트 및 강철 보강재의 절감을 의미하고, 편향 감소의 원인이 되는 삽입된 파이프 또는 튜브에 대해 추가된 관성 모멘트로 인해 부재에 대한 관성 모멘트를 증가시킨다. 파이프 또는 튜브는 휨 모멘트의 일부를 지지하고 이는 파이프 재료 및 두께에 따라 좌우된다. 이 방안을 적용한 결과, 슬래브의 중량이 적어지고 강철 보강재가 적어지며 비용이 적어진다. 또한, 본 발명에 따른 시스템은 드랍 빔을 제거하고 슬래브를 준비하기 전에 파이프 상에 보강 강철을 준비하고 고정시킬 수 있어 작업자의 시간과 비용을 저감시킨다.
본 발명에 따른 보강된 하중 지지 구조체는 외측의 종방향으로 연장하는 콘크리트 하중 지지 구조 부재와 상기 외측의 종방향으로 연장하는 하중 지지 구조 부재 내에 봉입되는 내측의 종방향으로 연장하는 중공 요소를 포함한다. 복수 개의 보강 로드는 외측의 종방향으로 연장하는 콘크리트 하중 지지 구조 부재를 통해 연장하고 복수 개의 등자는 내측의 종방향으로 연장하는 중공 요소를 따라 중공 요소 둘레에서 종방향으로 떨어져 있다. 복수 개의 등자는 보강 로드와 접촉하고 외측의 종방향으로 연장하는 하중 지지 구조 부재 내의 시멘트 또는 콘크리트에 의해 봉입되어 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 보강된 하중 지지 구조체는 접촉점에서 함께 용접되어 중공 요소로부터 떨어져 있는 새장형 구조를 형성하는 강철 보강 로드와 강철 등자를 포함한다.
본 발명에 따르면, 슬래브의 중량이 적어지고 강철 보강재가 적어지며 비용이 적어진다. 또한, 본 발명에 따른 시스템은 드랍 빔을 제거하고 슬래브를 준비하기 전에 파이프 상에 보강 강철을 준비하고 고정시킬 수 있어 작업자의 시간과 비용을 저감시킨다.
이하, 동일한 참조 번호가 동일한 부품을 지시하도록 사용된 이하의 도면과 관련하여 본 발명을 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 콘크리트 빔의 단면도이고;
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 사용되는 강철 보강 로드와 강철 등자(stirrup)를 포함하는 보강재의 사시도이며;
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 콘크리트 빔의 단면도이고;
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 콘크리트 빔의 단면도이며;
도 5는 본 발명의 제4 실시예에 따른 콘크리트 빔의 단면도이고;
도 6은 본 발명의 제5 실시예에 따른 콘크리트 슬래브 또는 플로어 구조의 단면도이다.
이하, 본 발명의 제1 실시예를 도 1 및 도 2와 관련하여 설명하기로 한다. 도시된 바와 같이, 종방향으로 연장하는 콘크리트 빔(20)은 그 길이를 따라 빔(20)을 통해 연장하는 파이프 또는 튜브(23)에 의해 형성되는 종방향으로 연장하는 통로(22)를 포함한다. 빔(20)은 또한 튜브(23)를 둘러싸고 튜브와 접촉하는 콘크리트(24)의 덩어리를 포함한다. 도시된 바와 같이, 빔(20)은 거의 직사각형의 단면을 갖지만, 다른 형태가 특정한 용례에 사용될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 복수 개의 강철 보강 로드(26)는 빔(20)의 길이를 따라 연장한다. 예컨대, 빔(20)의 하부측에 3개의 종방향으로 연장하는 보강 로드(26)가 제공되고 빔의 상부측에 2개의 보강 로드(26)가 제공된다. 보다 명확하게 도 2에 도시된 바와 같이, 복수 개의 강철 등자(28) 또는 링은 빔(20)의 길이를 따라 떨어져 있고 콘크리트(24)의 일부에 의해 파이프 또는 튜브(23)로부터 분리되어 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 강철 보강 로드와 강철 등자는 그 접촉점에서 함께 용접되어 새장 모양 또는 골격을 형성한다.
본 발명의 제2 실시예가 도 3에 도시되어 있고 본 발명의 제1 실시예와 유사하다. 예컨대, 콘크리트 빔(20)은 거의 직사각형 단면과 빔(20)의 길이를 통해 연장하는 폴리염화비닐(PVC) 파이프 등의 중공 통로를 갖는다. 그러나, 본 발명의 이 실시예에서, 강철 등자(38)는 본 발명의 제1 실시예의 원형 등자(28)와 달리 직사각형 형태를 갖는다. 본 발명의 제2 실시예는 또한 5개의 종방향으로 연장하는 강철 보강 로드(26)를 포함하는데, 보강 로드 중 2개는 빔(20)의 상부에 배치되고 3개의 보강 로드는 빔의 하부에 배치된다. 도시된 바와 같이, 보강 로드(26)는 하나의 보강 로드가 직사각형 링 또는 등자(38)의 각 코너에 있도록 배치되고 추가의 로드(26)는 하부의 다른 2개의 강철 로드(26) 사이에서 바닥부에 배치된다.
도 4는 빔(20)이 거의 직사각형 형태를 갖고, 직사각형의 링 또는 등자(38)와 본 발명의 제2 실시예에서와 동일한 방식으로 등자(38)에 대해 접촉점에서 용접되고 위치 결정되는 복수 개의 종방향으로 연장하는 보강 로드(26)를 갖는다. 본 발명의 제2 실시예와 제3 실시예의 차이는 종방향으로 연장하는 중공 통로(32)에 있다. 중공 통로(32)는 본 발명의 제1 및 제2 실시예의 PVC 파이프와 달리 거의 직사각형 단면을 갖는 강철 튜브(38)에 의해 형성된다.
빔(20)이 기본적으로 본 발명의 제3 실시예와 유사한 본 발명의 제4 실시예가 도 5에 도시되어 있다. 그러나, 본 발명의 제4 실시예에서, 중공 통로는 플라스틱 파이프(22) 또는 강철 튜브(33)에 의해 형성되고 직사각형 또는 둥근 스티로폼, 폴리 스티렌 폼 요소 등의 종방향으로 연장하는 경량 중실 구조(42)에 의해 대체된다.
본 발명의 제5 실시예에 따른 보강된 콘크리트 슬래브가 도 6에 도시되어 있다. 콘크리트 슬래브(50)는 제1 두께를 갖는 콘크리트 베이스(52) 또는 플로어를 형성한다. 도시된 바와 같이, 플로어 또는 베이스(52)는 당업자에 의해 잘 이해되는 바와 같이 종래의 방식으로 분산된 다수의 강철 보강 로드(54)를 포함할 수 있다. 슬래브(50)는 또한 복수 개의 평행한 일체식 지지 부재(60)를 포함한다. 도시된 바와 같이, 지지 부재(60)는 콘크리트 베이스 또는 플로어(52) 아래에서 하방으로 연장되고 플로어 두께의 약 2배의 두께를 갖는다.
각각의 내부 지지 부재(60)는 중공의 PVC 파이프에 의해 형성되는 종방향으로 연장하는 중공 통로(22)를 포함한다. 도시된 바와 같이, 지지 부재(60)는 본 발명의 제2 실시예의 구조를 포함한다. 보다 구체적으로, 각 지지 부재(60)는 복수 개의 종방향으로 연장하는 보강 로드(26), 직사각형 링 또는 등자(38) 및 플라스틱 파이프(23)에 의해 형성되는 중공 통로(22)를 포함한다. 플로어(52)와 지지 부재(60)를 포함하는 콘크리트 슬래브(50)는 플라스틱 또는 목제 몰드(65) 내에 형성되고 강철 거더 등의 기초 상에 안착된다.
본 발명을 그 바람직한 실시예와 관련하여 설명하였지만, 첨부된 청구범위의 범위로부터 벗어남이 없이 그 안에서 변경 및 수정이 이루어질 수 있다는 것을 알아야 한다.

Claims (14)

  1. 보강된 하중 지지 구조체로서,
    외측의 종방향으로 연장하는 콘크리트 하중 지지 구조 부재 및 상기 외측의 종방향으로 연장하는 하중 지지 구조 부재 내에 봉입되는 내측의 종방향으로 연장하는 중공 요소와,
    상기 외측의 종방향으로 연장하는 콘크리트 하중 지지 구조 부재를 통해 연장하는 복수 개의 보강 로드와,
    상기 내측의 종방향으로 연장하는 중공 요소를 따라 종방향으로 떨어져 있고 상기 중공 요소 둘레에서 상기 보강 로드와 접촉하며 상기 외측의 종방향으로 연장하는 하중 지지 구조 부재에 의해 봉입되는 복수 개의 등자
    를 포함하는 보강된 하중 지지 구조체.
  2. 제1항에 있어서, 상기 보강 로드와 상기 등자는 금속인 것인 보강된 하중 지지 구조체.
  3. 제2항에 있어서, 상기 보강 로드와 상기 등자는 강철로 제조되는 것인 보강된 하중 지지 구조체.
  4. 제2항에 있어서, 상기 복수 개의 보강 로드와 상기 등자는 그 접촉점에서 함께 결합되는 것인 보강된 하중 지지 구조체.
  5. 제4항에 있어서, 상기 보강 로드와 상기 등자는 그 접촉점에서 함께 용접되는 것인 보강된 하중 지지 구조체.
  6. 제4항에 있어서, 상기 외측의 종방향으로 연장하는 콘크리트 하중 지지 구조 부재는 직사각형 단면을 갖는 것인 보강된 하중 지지 구조체.
  7. 제5항에 있어서, 상기 내측의 종방향으로 연장하는 중공 요소는 강철 튜브를 포함하는 것인 보강된 하중 지지 구조체.
  8. 제5항에 있어서, 상기 내측의 종방향으로 연장하는 중공 요소는 플라스틱 파이프인 것인 보강된 하중 지지 구조체.
  9. 보강된 콘크리트 슬래브로서,
    소정의 길이, 폭 및 두께를 갖는 콘크리트 플로어로서, 제1 방향에서 이 플로어를 가로질러 연장하고 플로어로부터 하방으로 연장하며 상기 플로어의 두께보다 큰 두께를 갖는 복수 개의 평행한 일체식 지지 부재 또는 빔을 가지며, 상기 각 지지 부재는 외측의 종방향으로 연장하는 하중 지지 구조 부재와 상기 일체식 지지 부재 내에 봉입되는 내측의 종방향으로 연장하는 중공 요소를 포함하는 것인 콘크리트 플로어와,
    상기 지지 부재를 통해 연장하는 복수 개의 종방향으로 연장하는 보강 로드와, 상기 내측의 종방향으로 연장하는 중공 요소의 둘레에서 상기 내측의 종방향으로 연장하는 중공 요소를 따라 종방향으로 떨어져 있고 상기 보강 로드와 접촉하며 상기 지지 부재 내에 봉입되는 복수 개의 등자
    를 포함하는 보강된 콘크리트 슬래브.
  10. 보강된 콘크리트 슬래브로서,
    소정의 길이, 폭 및 두께를 갖는 콘크리트 플로어로서, 제1 방향에서 이 플로어를 가로질러 플로어 아래에서 연장하고 플로어로부터 하방으로 연장하며 아래쪽 방향에서 상기 플로어의 두께의 약 2배의 두께를 갖는 복수 개의 평행한 일체식 지지 부재 또는 빔을 가지며, 상기 각 지지 부재는 상기 지지 부재 내에 봉입되는 내측의 종방향으로 연장되는 중공 요소를 포함하는 것인 콘크리트 플로어와,
    면형의 플로어 부분의 복수 개의 제1 강철 보강 로드와 상기 지지 부재를 통해 종방향으로 연장하는 복수 개의 제2 강철 보강 로드와, 상기 중공 요소를 따라 종방향으로 떨어져 있고 상기 중공 요소를 둘러싸며 상기 복수 개의 제2 강철 보강 로드와 접촉하고 용접되어 상기 중공 요소 둘레에 새장형(cage like)의 구조를 형성하는 복수 개의 등자
    로 이루어지는 보강된 콘크리트 슬래브.
  11. 제10항에 있어서, 상기 중공 요소는 플라스틱 파이프인 것인 보강된 콘크리트 슬래브.
  12. 제10항에 있어서, 상기 중공 요소는 강철 튜브인 것인 보강된 콘크리트 슬래브.
  13. 제12항에 있어서, 상기 중공 요소는 직사각형 단면을 갖는 것인 보강된 콘크리트 슬래브.
  14. 제10항에 있어서, 상기 중공 요소는 플라스틱 폼으로 채워지는 것인 보강된 콘크리트 슬래브.
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