KR20120022531A - 토목건축용 용접 빔 - Google Patents

Abstract

본 발명은 허니컴 구조를 갖는 웨브를 구성한 토목건축용 용접 빔에 관한 것으로서, 상호 대응하는 플랜지와 상기 플랜지의 내부 면에 상호 대응하게 되면 허니컴 구조를 하는 웨브의 측면과 연결되도록 함으로써, 종전의 H 빔에서 무게하중을 높이기 위하여 H 빔의 크기를 크게 하거나 일(ㅡ)자형 리브의 길이를 길게 한 것을 상호 대응하면 허니컴 구조를 하는 웨브로 인해 무게하중을 분산할 수 있으며, 빔의 크기를 크게 하지 않아도 빔으로 전달되는 무게를 충분히 지탱할 수 있고, 그로 인해 건물의 층고도 낮아지는 등 효과가 있다.

Description

토목건축용 용접 빔{Welding for engineering works construction is empty}

본 발명은 토목건축용 용접 빔에 관한 것으로, 보다 상세하게는 일반적으로 사용되는 H 빔의 양측으로 구성된 플랜지의 내부에 구성되는 일(ㅡ)자형 리브의 위치에 상호 대응하는 허니컴 구조를 가진 웨브를 구성하는 장치에 관한 것이다.

통상적으로 건축물?선박 등의 대형 구조물의 골조(骨組)나 토목공사에 널리 사용되는 단면이 H형인 형강으로 열간압연(熱間壓延)에 의해서 만들어진다. H형 중앙의 가로봉에 해당하는 부분을 웨브(web), 양쪽의 세로봉에 해당하는 부분을 플랜지(flange)라고 한다. 비슷한 단면의 I형강(I-steel)이 있는데, H형강에서는 플랜지의 두께가 끝부분까지 일정한 점, 플랜지 끝부분이 둥그스름하지 않은 점, I형강에서는 너비가 높이보다 작으나 H형강에서는 너비가 높이와 같은 치수인 것도 있다는 점 등이 다르다. 너비가 넓은 것은 와이드 플랜지 H형강이라 하는데, 전체적으로 단면이 정사각형 모양으로 건물의 기둥으로 사용하기 쉽다.

또한, H형강은 건축물의 기초나 사방공사에서 토사가 흘러내리거나 붕괴되는 것을 막기 위하여 절토면에 접하여 H빔의 지주를 일정한 간격으로 박고 상기 H빔과 H빔 사이에 토류판을 양단의 이동이 가능하도록 단순보형태로 횡간을 적층하여 설치하고 있다. 이러한 토류판은 목재 등을 사용하는 경우는 물을 흡수하여 변형이나 부식 파손의 경우가 많아서 근래에는 강재 및 합성수지 등을 이용하여 토류판으로 성형한 성형블록이 증가하는 추세이며, 특히 지주빔과 같은 구조인 H 단면형 성형블록으로 된 강재가 제안된 바 있다.

일반적으로 강재의 종류는 그 재질과 구조에 따라 구분되는 것으로, 철판, ㄷ형강(찬넬), ㅇ형강(봉강), ㄱ형강(산형강), ㅣ형강(아이 빔), H형강(에이치 빔)으로 구성되어 육교, 교량을 비롯한 일반 건축물의 시공에 사용되고 있다.

상기와 같은 강재의 종류에서 에이치(H) 형강의 구성은 일반적으로 상, 하로 구분되는 플레이트와 상기 플레이트의 사이를 연결하여 주는 보강 리브로 구성되는데, 종래의 보강 리브의 구성이 단순히 일(一)자형으로 구성되어 있다.

이러한 장치를 개량한 빔을 살펴보면, 출원번호 10-2005-0063039는 곡선형 보강 리브를 가지는 에이치(H) 형강에 관한 것으로, 상세하게는 상, 하로 구성되는 플레이트 사이에 형성되어 플레이트를 연결하는 리브의 구성이, 곡선형으로 연속되는 보강 리브를 형성하므로, 에이치(H) 형강에 형성되는 보강 리브의 면적을 확대하므로, 감당하는 에이치(H) 형강을 제공할 수 있도록 한 것이다. 이는 상, 하로 구성되는 플레이트(1)(1‘) 사이에 곡선형 보강 리브(2)를 일체로 형성하여서 된 것을 특징으로 하는 곡선형 보강 리브를 가지는 에이치(H)형강을 게시하고 있다.

출원번호 10-2000-0083771은 양쪽 측판(3)과 가운데의 평판(4)으로 형성되는 H단면형 성형블록에 있어서, 상기 성형블록은 그 단면 두께가 방향에 따라 변화되어 다중단면계수를 갖는 것을 특징으로 하는 다중단면계수를 갖는 H단면형 성형블록을 특징으로 하는 다중단면계수를 갖는 에이치(H) 단면형 성형블록을 게시하고 있다.

또한, 출원번호 10-2009-0000123은 요철(21)이 형성된 웨브(20) 상하단부에 플랜지(30)를 용접한 통상의 용접빔을 구성함에 있어서, 강판에 요철(21)을 구성하여 웨브(20)를 제작하고, 상기 웨브(20) 상하단부에, 두꺼운 강판(30-1)과 얇은 강판(30-2)의 접합부(32)를 용접하여 이들이 일체형으로 구성된 플랜지(30)를 위치시킨 다음, 웨브(20)와 플랜지(30)의 접합부를 용접하여 웨브(20)와 플랜지(30)가 일체형으로 용접된 용접빔(10)을 구성하되, 용접빔(10)의 사용 시 용접빔(10)에 가해지는 응력이 큰 부분에 플랜지(30)의 두꺼운 강판(30-1)이 위치하게 하고, 응력이 작은 부분에 얇은 강판(30-2)이 위치되게 하며, 상하플랜지(30)에 구성된 접합부(32)의 위치가 서로 어긋나게 용접 구성되게 하는 것을 게시하고 있다.

상기와 같은 H형강의 중심에 있는 일(ㅡ)자형 웨브는 플랜지의 하중을 지지하는 웨브가 단순히 일(ㅡ)자형으로 구성되므로, H 형강에 발생하는 휨모멘트에 대한 저항이 단순하며, 플랜지에 발생하는 하중을 받는 웨브의 면적이 왜소하므로, 외부 하중에 쉽게 변이되고, H형강이 외부 충격을 받을 때 H형강의 모양이 쉽게 변형되는 원인이 되는 것이다. 대부분 외부 충격이나 플랜지에 발생하는 하중을 감소하기 위하여 H형강의 크기를 크게 하거나 웨브의 높이를 높이는 등 다양하게 하는 원인이 되기도 하는 것이다.

그러므로 상기와 같은 문제점을 가지는 H형강의 사용은 H형강을 이용하여 시공되는 육교 및 교량을 비롯한 건축 구조물의 내구성을 저하시키는 요인이 되는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 상호 대응하는 플랜지와 상기 플랜지의 내부 면에 상호 대응하게 되면 허니컴 구조를 가지는 웨브의 측면과 연결되도록 하여 허니컴 구조를 가진 빔이 되도록 함으로써, 허니컴 구조가 빔으로 전달되는 무게하중을 분산하여 종래의 H 빔보다 현격히 많은 무게를 지탱할 수 있는 물건을 제공하고자 하는 것을 그 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 기술적 사상으로서의 본 발명은,

상호 대응하도록 구성되는 플랜지와 상기 플랜지의 내부 면 사이를 연결 구성되되 내부로 중공부가 구성되고 외주 면이 허니컴 구조의 웨브로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 웨브는 연속하여 구성할 수 있으며, 각각의 웨브 사이에 연결 리브를 포함할 수 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 토목건축용 용접 빔에 의하면, 상호 대응하는 플랜지와 상기 플랜지의 내부 면에 상호 대응하게 되면 허니컴 구조를 하는 웨브의 측면과 연결되도록 함으로써, 종전의 H 빔에서 무게하중을 높이기 위하여 H 빔의 크기를 크게 하거나 일(ㅡ)자형 리브의 길이를 길게 한 것을 상호 대응하면 허니컴 구조를 하는 웨브로 인해 무게하중을 분산할 수 있으며, 빔의 크기를 크게 하지 않아도 빔으로 전달되는 무게를 충분히 지탱할 수 있고, 그로 인해 건물의 층고도 낮아지는 등 효과가 큰 발명이다.

도 1은 본 발명을 나타내는 사시도
도 2는 본 발명을 나타내는 측면도
도 3은 본 발명의 A-A의 절단면을 나타내는 평면도
도 4는 본 발명의 다른 일실시예를 나타내는 평면도
도 5는 본 발명의 구성인 허니컴 구조의 다른 일실시예를 나타내는 평면도
도 6은 본 발명의 다른 일실시예를 나타내는 측면도
도 7은 본 발명의 다른 실시 예를 나타내는 정면도
도 8은 본 발명의 다른 실시 예를 나타내는 사시도
도 9는 본 발명인 플랜지의 다른 실시 예를 나타내는 정면도
도 10는 본 발명의 다른 실시 예를 나타내는 정면도
도 11은 본 발명의 다른 실시 예를 나타내는 사시도

첨부되는 도면과 관련하여 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 구성에 대하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명을 나타내는 사시도, 도 2는 본 발명을 나타내는 측면도, 도 3은 본 발명의 A-A의 절단면을 나타내는 평면도, 도 4는 본 발명의 다른 일실시예를 나타내는 평면도, 도 5는 본 발명의 구성인 허니컴 구조의 다른 일실시예를 나타내는 평면도, 도 6은 본 발명의 다른 일실시예를 나타내는 측면도, 도 7은 본 발명의 다른 실시 예를 나타내는 정면도, 도 8은 본 발명의 다른 실시 예를 나타내는 사시도, 도 9는 본 발명인 플랜지의 다른 실시 예를 나타내는 정면도, 도 10는 본 발명의 다른 실시 예를 나타내는 정면도, 도 11은 본 발명의 다른 실시 예를 나타내는 사시도로서 함께 설명한다.

본 발명의 구성을 살펴보면, 도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이 일정 간격을 두고 상호 대응하도록 구성되는 플랜지(10)(10‘)와 상기 플랜지(10)(10‘)의 내부 면 사이를 연결 구성되되 내부로 중공부가 구성되고 외주 면이 허니컴 구조의 웨브(30)(30’)로 형성되며, 상기 웨브(30)(30‘)가 연결되는 구조를 가지는 것으로 구성되어진다.

상기와 같이 구성된 본 발명인 토목건축용 용접 빔에 따른 작용을 설명하면 다음과 같다.

일반적으로 아파트나 건축물의 시공에 있어서 지지하는 역할을 하는 지지대로 H 빔을 많이 사용하고 있다. 이는 H 빔으로 인해 상부에서 발생하는 무게하중을 충분히 지지하기 위한 것이지만, 이러한 H 빔은 가로로 하여 사용하게 되면 H 빔의 사이에 구성된 일(ㅡ)자형 리브가 상부에서 발생하는 무게를 지지하기 힘들게 되어 건축물의 시공 시 위험성이 따르게 되는 것이다. 또한, 무게하중을 이기기 위하여 H 빔의 크기를 크게 하거나 일(ㅡ)자형 리브를 높게 하게 되는데, 이는 건축물의 시공 시 층고를 높이는 요인이 되는 것이다.

상기와 같은 문제점을 보완하기 위하여 본 발명은 일 측 방향으로 길며, 재질이 강재로 되어 있는 플랜지(10)와 상기 플랜지(10)의 내부 면에 연결 구성되되 내부로 중공부가 구성되고 외주 면이 허니컴 구조를 가지는 웨브(30)(30‘)의 일 측면을 용접을 통해 고정시킨다. 그리고 상기 플랜지(10)와 대응하며, 허니컴 구조를 가지는 웨브(30)(30‘)의 측면인 타 측에 플랜지(10’)를 구성하여 용접을 통해 고정을 시키면 되는 것이다. 이때 허니컴 구조를 가지는 웨브(30)(30‘)는 상기 플랜지(10)(10‘)의 길이방향으로 연속적으로 구성되어야 하는 것이다.

도 4는 본 발명의 다른 일실시예를 나타낸 평면도로서,

도 4a를 설명하면, 상호 대응하는 플랜지(10)(10‘)의 사이에 구성되는 각각의 웨브(30)(30‘)를 연결하는 연결 리브(50)를 추가로 구성하여 사용할 수 있도록 한 것이다.

도 4b는 허니컴 구조를 가진 빔의 사용에 따라 일 측에는 연결 리브(50)를 도 4a와 같이 추가로 구성하다가 빔의 일정 부분에서는 연결 리브(50)만으로도 구성할 수 있으며, 타 측에서는 연결 리브(50)의 추가 구성이 없이도 하나의 허니컴 구조를 가진 빔을 사용할 수 있도록 한 것이다.

도 4c를 설명하면, 상기 연결 리브(50)로 연결되되 플랜지(10)(10‘)의 길이방향으로 되어 있는 허니컴 구조의 웨브(30)(30’)를 엇갈리도록 구성하여 사용할 수 있도록 한 것이다.

예를 들어 상부에서 발생되는 무게의 하중이 적을 시에는 도 4a와 같이 각각의 웨브(30)(30‘) 사이에 연결 리브(50)가 구성된 허니컴 빔을 사용하면 되는 것이다. 상부에서 발생되는 무게의 하중이 제각각일 때는 도 4b에 도시한 바와 같이 무게 하중이 적은 곳에 도 4a와 같이 웨브(30)(30‘)의 사이에 연결 리브(50)를 구성하고, 무게의 하중이 가장 적은 곳에는 연결 리브(50)만으로 구성하고, 무게의 하중이 가장 많이 받는 곳에는 웨브(30)(30’)만으로 구성하여 사용하면 되는 것이다.

또한, 상부에서 발생되는 무게하중이 많을 시에는 본 발명과 같이 웨브(30)(30‘)만으로 구성하거나, 웨브(30)(30’)의 사이에 연결 리브(50)로 연결되되 각각의 웨브(30)(30‘)를 엇갈리도록 구성된 허니컴 빔을 사용할 수 있는 것이다.

상기와 같이 발생되는 무게하중에 따라 웨브(30)(30‘)의 구조를 다양하게 하여 사용되는 곳에 알맞게 사용할 수 있도록 한 것이다.

도 5는 본 발명의 구성인 허니컴 구조의 다른 일실시예를 나타내는 평면도로서, 각각의 웨브(30)(30‘)가 상호 대응하게 되면 일반적인 정육각형의 형상을 하게 되는데, 도 5a나 도 5b처럼 웨브(30)(30’)가 상호 대응하였을 때 정육각형이 아닌 가로나 세로로 넓은 형태를 가질 수도 있는 것이다. 상기와 같은 형태는 허니컴 구조를 가지는 웨브(30)(30‘)의 선택에 따라 측면이 넓은 형태 또는 상하가 넓은 형태로 구성할 수 있도록 한 것이다.

도 6은 본 발명의 다른 일실시예를 나타낸 측면도로서, 일 측 방향으로 길이를 가진 플랜지(10)와 상기 플랜지(10)의 내부 면에 구성되되 상호 대응하게 되면 허니컴 구조를 가지게 되는 각각의 웨브(30)(30‘)의 일 측면을 용접을 통해 고정시킨다. 이때 허니컴 구조를 가진 각각의 웨브(30)(30‘)는 상기 플랜지(10)(10‘)의 일 측에서부터 타 측으로 구성되되 타 측으로 갈수록 웨브(30)(30‘)의 높이를 낮게 하여야 하는 것이다. 그리고 상호 대응하며 각각으로 연결된 웨브(30)(30‘)의 측면에 플랜지(10’)를 용접을 통해 고정을 시키면 되는 것이다.

이는 건축물 시공 시 사용에 따라 일 측과 타 측의 높낮이를 다양하게 변경할 수 있도록 한 것이다.

도 7 내지 도 9의 도면을 참고로 설명하게 되면, 일 측 방향으로 길이를 가진 플랜지(10, 10‘)를 판상의 형상이 아닌 굴곡을 가진 파형의 형상으로 나타낸 것이다.

이는 상기와 같은 평평한 평면이 형상이 아닌 곡선을 이루는 파형의 형상 또는 각을 이루며 꺾임 된 파형의 형상으로 용접 빔의 플렌지(10, 10‘)를 구성하게 되면, 압축 강도가 높아짐에 따라 용접 빔의 사이즈를 작게 하여 사용가능하며, 이는 작은 크기로 큰 크기의 빔과 같은 강성을 유지할 수 있도록 한 것이다.

도 10 및 도 11은 상기 도 7 내지 도 9를 적용한 본 발명의 다른 실시 예로서, 상기 플랜지(10, 10‘)에 형성된 굴곡에 용접 빔의 사용 시 플랜지(10, 10‘)가 국부적인 힘에 의해 변형되는 것을 방지하기 위하여 지지골격(60)이 다수개 구성될 수 있는 것이다.

본 발명에서는 플랜지(10, 10‘)에 구성 시 일정 간격을 유지하여 구성되도록 한 것이다. 이로 인해 플랜지(10, 10‘)에 형성된 굴곡이 변형되지 않고, 일정하게 유지될 수 있으며, 플랜지(10, 10‘)를 지지할 수 있게 되는 것이다.

본 발명의 기술이 적용되는 토목건축용 용접 빔은 종전의 H 빔에서 무게하중을 높이기 위하여 H 빔의 크기를 크게 하거나 일(ㅡ)자형 리브의 길이를 길게 한 것을 보완하기 위하여 상호 대응하는 플랜지(10)(10‘)의 사이에 상호 대응하도록 구성하면 허니컴 구조를 가지는 웨브(30)(30‘)로 인해 빔으로 전달되는 무게의 하중을 분산시킬 수 있으며, 빔의 크기를 크게 하지 않아도 빔으로 전달되는 무게를 충분히 지탱할 수 있고, 그로 인해 건물의 층고도 낮아지는 등 효과가 큰 발명이다.

10 : 플랜지 30 : 웨브 50 : 연결 리브
60 : 지지골격

Claims (7)

1. 상호 대응하도록 구성되는 플랜지;
   상기 플랜지의 내부 면 사이를 연결 구성되되 내부로 중공부가 구성되고 외주 면이 허니컴 구조의 웨브로 형성되며 상기 웨브가 연결되는 구조를 갖는 토목건축용 용접 빔
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 허니컴 구조의 각각의 웨브 사이에 연결 리브가 구성된 것을 특징으로 하는 토목건축용 용접 빔
   
3. 제 1항 또는 2항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 웨브는 빔에 전달되는 무게하중과 사용에 따라 플랜지와 연결된 웨브의 높이와 위치를 선택적으로 변경하여 구성된 것을 특징으로 하는 토목건축용 용접 빔
   
4. 제 1항 또는 2항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 허니컴 구조의 웨브는 선택에 따라 측면이 넓은 형태 또는 상하가 넓은 형태로 구성한 것을 특징으로 하는 토목건축용 용접 빔
   
5. 제 1항 또는 2항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 플랜지는 굴곡을 가진 파형으로 구성된 것을 특징으로 하는 토목건축용 용접 빔
   
6. 제 5항에 있어서,
   상기 플랜지의 파형은 곡선을 이루는 파형의 형상 또는 각을 이루며 꺾임 되어 파형을 이루는 것 중 어느 하나 인 것을 특징으로 하는 토목건축용 용접 빔
   
7. 제 5항에 있어서,
   상기 플랜지에 형성된 굴곡에는 플랜지가 변형되는 것을 방지하기 위하여 지지골격이 다수개 구성되는 것을 특징으로 하는 토목건축용 용접 빔
   
   
   

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