KR20130096969A - 층고절감형 철골 합성보, 이를 이용한 슬림플로어 구조 및 그 시공방법 - Google Patents

층고절감형 철골 합성보, 이를 이용한 슬림플로어 구조 및 그 시공방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 층고절감형 철골 합성보, 이를 이용한 슬림플로어 구조 및 시공방법을 제공한다.
상기 층고절감형 철골 합성보는 상부플랜지 및 하부플랜지와, 상기 상부플랜지와 상기 하부플랜지를 연결하며, 강판을 절단하여 형성된 복수 개의 개구부가 길이방향으로 형성된 웨브와, 상기 하부플랜지에 콘크리트를 타설하여 형성되며, 상기 개구부를 통하여 웨브 양쪽에 타설되는 콘크리트가 일체가 되도록 구비되는 콘크리트부로 구성될 수 있다.

Description

층고절감형 철골 합성보, 이를 이용한 슬림플로어 구조 및 그 시공방법{STEEL COMPOSITE BEAM FOR REDUCING STORY HEIGHT, SLIM FLOOR STRUCTURE AND CONSTRUCTION METHOD USING THE SAME}
본 발명은 층고절감형 철골 합성보, 이를 이용한 슬림플로어 구조 및 그 시공방법에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 층고를 낮춤과 동시에 시공하중을 효과적으로 지지하고 강재의 효율적 사용이 가능한 층고절감형 철골 합성보, 이를 이용한 슬림플로어 구조 및 그 시공방법에 관한 것이다.
건축물의 층간을 이루는 바닥 부분은 기둥이 연결되는 횡 부재인 보가 사용된다. 보(beam)는 수직재의 기둥에 연결되어 하중을 지탱하고 있는 횡 구조부재로, 축에 직각 방향의 힘을 받아 주로 휨에 의하여 하중을 지탱하는 구조물이다. 보는 인장 응력에 대한 강도를 보강하도록 철근 콘크리트 및 철골 구조물이 사용될 수 있다.
철골 구조물이 사용된 철골보는 건축물의 바닥 및 천장을 이루는 층간에 설치되어 각 층에 바닥 부분을 떠받치도록 설치된다. 철골보는 바닥과 분리되어 설치될 수 있으나, 상호 결합관계가 약하여 강도가 떨어지므로 최근에는 철골보의 강도가 강화되도록 상부에 콘크리트가 타설되어 합성되는 철골 합성보가 사용되고 있다.
통상의 철골 합성보가 사용되는 바닥 구조는 철골보의 상부에 바닥의 강도가 향상되는 데크 플레이트가 설치되고, 데크 플레이트의 상부에 콘크리트가 타설되어 바닥이 시공된다.
그러나, 통상의 바닥구조는, 데크플레이트와 콘크리트로 구성되는 슬래브가 철골 합성보의 위에 위치하게 되어 합성보의 춤이 증가하는 문제가 있었다.
이에, 층고가 절감되는 합성보 공법인 슬림 플로어 공법이 개발되었다. 종래 슬림플로어 공법은 철골보의 하부플랜지에 강재 데크플레이트나 할로우코어 슬래브를 하부플랜지에 걸치도록 시공하는 공법이다.
그러나, 이와 같은 공법은 층고를 감소시키는 장점이 있지만, 철골보 양쪽에 시공되는 슬래브의 콘크리트가 철골보의 웨브에 의해서 분리되어 철골보와 슬래브 콘크리트가 완전히 일체화되지 않아 슬립현상이 발생하는 문제가 있다.
최근에는 철골 합성보에 사용되는 철골보의 웨브에 웨브구멍을 두어 양 쪽의 콘크리트가 일체가 되도록 하고, 슬래브 콘크리트 타설시 콘크리트의 흐름을 방지하기 위하여 ㄷ자형 지지판을 하부플랜지와 점용접하여 고정시키는 방법이 이용되고 있다.
그러나, 이러한 방식은 웨브 구멍에 의해 철골보 자체의 전단 및 휨성능이 작아져 콘크리트를 타설하고 난 후 양생되기 전에 철골보에 과다한 응력이 발생할 수 있다. 그리고, 웨브에 복수의 구멍을 직접 성형으로 성형해야 하므로 각 구멍위치마다 성형장치를 이동시키면서 절개 작업을 실시하게 되어 작업이 어려운 문제가 발생할 수 있고, 웨브구멍을 성형하기 위하여 구멍형태에 따라 웨브를 절개시키면서 발생한 구멍크기의 작은 강재 조각들로 인해 강재의 손실이 발생하는 문제점이 있다.
또한, 상기 ㄷ자형 지지판은 가공비용을 절약하게 위해 점용접에 의해 부착되어 단지 거푸집의 역할을 할 뿐 구조재의 역할을 할 수 없고, 스팬이 큰 경우에는 ㄷ자형 지지판을 상당히 높게 설계해야 하므로 강재량의 손실이 커지며 큰보와 작은보가 직각으로 만나는 부분에서는 ㄷ자형 지지판을 절단하고 현장용접을 해야 하므로 시공이 복잡해지는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 해소하기 위하여 제안된 것으로서 그 목적 측면은, 구조물의 층고를 낮춤과 동시에 시공하중에 대한 처짐을 최소화하여 보의 구조적 성능의 저하를 방지하며 작업성을 향상시키는 층고절감형 철골 합성보, 이를 이용한 슬림플로어 구조 및 그 시공방법을 제공하는 데에 있다.
또한 본 발명은 일 측면으로써, 웨브에 개구부를 형성하는 공정의 작업성이 향상되며 강재의 손실을 방지하는 층고절감형 철골 합성보, 이를 이용한 슬림플로어 구조 및 그 시공방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 일 측면으로서 본 발명은, 상부플랜지 및 하부플랜지;와, 상기 상부플랜지와 상기 하부플랜지를 연결하며, 강판을 절단하여 형성된 복수 개의 개구부가 길이방향으로 형성된 웨브;와, 상기 하부플랜지에 콘크리트를 타설하여 형성되며, 상기 개구부를 통하여 웨브 양쪽에 타설되는 콘크리트가 일체가 되도록 구비되는 콘크리트부;를 포함하는 층고 절감형 철골 합성보를 제공한다.
바람직하게, 상기 콘크리트부는 상기 하부플랜지의 상면에 타설될 수 있다.
더욱 바람직하게, 상기 콘크리트부는 상기 하부플랜지를 둘러싸도록 상기 하부플랜지의 상면과 하면에 타설될 수 있다.
바람직하게, 상기 상부플랜지와 웨브는, I형강 또는 H형강의 복부를 하향으로 개방된 개구부가 형성되도록 절단하여 형성될 수 있다.
바람직하게, 상기 웨브는, 강판에 하향으로 개방된 개구부가 형성되도록 절단하여 형성되며, 상부를 상기 상부플랜지에 접합하고 하부를 상기 하부플랜지에 접합함으로써 구비될 수 있다.
바람직하게, 상기 하부플랜지의 폭은 상기 상부플랜지의 폭 보다 크게 형성됨으로써 비대칭 단면으로 형성될 수 있다.
다른 측면으로서 본 발명은, 철골 합성보;와, 상기 합성보에 구비된 콘크리트부의 상부면에 거치되는 데크플레이트와 상기 데크플레이트의 상부면에 상기 개구부를 통하여 상기 웨브의 양측에 일체화되도록 타설되는 바닥판콘크리트를 포함한 슬래브;와, 상기 개구부를 관통하여 설치되는 설비배관;을 포함하는 층고 절감형 철골 합성보를 이용한 슬림플로어 구조를 제공한다.
바람직하게, 상기 합성보에 구비된 콘크리트부의 상부면에 거치되며, 상기 합성보에 직각방향으로 설치되는 보부재;를 더 포함할 수 있다.
또 다른 측면으로서 본 발명은, 상부플랜지, 하부플랜지 및 웨브를 포함하며 상기 웨브에는 개구부가 관통 형성되도록 철골보 제작단계;와, 상기 하부플랜지에 콘크리트를 타설하여 콘크리트부를 형성하는 콘크리트부 형성단계;와, 상기 철골보와 소정각도로 배치되는 보부재를 상기 콘크리트부의 상측면에 설치하는 보부재 설치단계;와, 상기 콘크리트부의 상측면에 데크플레이트를 거치하고, 상기 데크플레이트의 상측면에 상기 개구부를 관통하도록 바닥판 콘크리트를 타설하는 슬래브 형성단계;를 포함하는 슬림플로어 구조의 시공방법을 제공한다.
바람직하게, 상기 철골보 제작단계는, 하향으로 개방된 개구부를 형성하도록 I형강 또는 H형강의 복부를 절단하여 상부플랜지와 웨브를 형성하는 절단단계;와, 상기 복부의 하부에 상기 상부플랜지보다 폭이 큰 하부 플랜지를 접합하는 접합단계;를 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 절단단계는, I형강 또는 H형강의 복부를 대칭으로 절단함으로써 개구부가 형성된 웨브를 형성할 수 있다.
바람직하게, 상기 철골보 제작단계는, 강판을 절단하여 하향으로 개방된 개구부를 구비한 웨브를 형성하는 강판절단단계;와, 상기 웨브의 상부에 상기 상부플랜지를 접합하고, 상기 웨브의 하부에 상기 하부플랜지를 접합하는 단계;를 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 바닥판콘크리트 타설 전에, 상기 철골보에 상기 개구부를 관통하도록 설비배관을 설치하는 단계;를 포함할 수 있다.
이와 같은 본 발명인 층고절감형 철골 합성보, 이를 이용한 슬림플로어 구조 및 시공방법 일실시예에 의하면, 구조물의 층고를 낮춤과 동시에 하부플랜지의 상부에 프리캐스트 콘크리트를 타설하여 시공하중에 대한 처짐을 최소화하여 보의 구조적 성능의 저하를 방지하는 효과를 얻을 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 의하면, I형강 또는 H형강의 복부를 절단하거나 강재를 절단하여 개구부가 형성된 웨브를 형성함으로써 개구부를 형성작업의 작업성이 향상되며 강재의 손실을 방지할 수 있다.
아울러, 본 발명의 실시예에 의하면, 큰 보와 작은보의 연결이 용이하게 되어 현장의 공기가 단축되는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 웨브에 형성된 개구부를 통하여 설비배관을 관통 설치함으로써 구조물의 층고 절감의 효과를 극대화시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 층고 절감형 철골 합성보의 단면을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 층고 절감형 철골 합성보의 단면을 나타내는 도면이다.
도 3은 도 2의 층고 절감형 철골 합성보의 측면을 나타내는 도면이다.
도 4는 도 2의 층고 절감형 철골 합성보를 나타내는 사시도이다.
도 5의 (a) 내지 (b)는 본 발명에 적용되는 웨브를 제작하는 과정을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 슬림플로어 구조를 나타내는 사시도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 슬림플로어 구조의 시공방법을 나타내는 플로우차트이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.
먼저, 이하에서 설명되는 실시예들은 본 발명인 층고절감형 철골 합성보, 이를 이용한 슬림플로어 구조 및 그 시공방법의 기술적인 특징을 이해시키기에 적합한 실시예들이다. 다만, 본 발명이 이하에서 설명되는 실시예에 한정하여 적용되거나 설명되는 실시예들에 의하여 본 발명의 기술적 특징이 제한되는 것이 아니며, 본 발명의 기술 범위 내에서 다양한 변형 실시가 가능하다.
먼저, 이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 층고절감형 철골 합성보(100)에 대하여 설명한다.
본 발명의 일실시예에 의한 층고 절감형 철골 합성보(100)는, 도 1 내지 도 4에 도시된 실시예와 같이, 상부플랜지(110)와, 하부플랜지(120)와, 웨브(130) 및 콘크리트부(150)로 구성될 수 있다.
상기 철골 합성보(100)는 철골보에 콘크리트를 합성한 것으로, 상기 철골보는 기본적으로 웨브(130), 상부플랜지(110) 및 하부플랜지(120)로 구성된 I형 또는 H형 철골보로 구성될 수 있다.
상기 웨브(130)는, 상기 상부플랜지(110)와 상기 하부플랜지(120)를 연결하며, 강판을 절단하여 형성된 복수 개의 개구부(131)가 길이방향으로 형성될 수 있다.
이때, 도 1 내지 도 3에 도시된 실시예와 같이, 상기 개구부(131)는 상기 웨브(130)의 좌우를 관통하도록 형성될 수 있고, 웨브(130)의 길이방향으로 복수 개가 일정한 간격으로 설치될 수 있다. 이에 따라, 상기 웨브(130)의 개구부(131)는 상기 하부플랜지(120)에 타설되는 콘크리트부(150)와 도 6에서 후술하는 슬래브(200)에 타설되는 바닥판콘크리트(230)가 웨브(130)의 양쪽에서 일체화되어 슬래브의 연속성 강화 및 보의 진동 성능이 향상되도록 할 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 후술한다.
또한, 상기 웨브(130)의 개구부(131)는 강판을 절단하여 형성될 수 있다. 이에 따라, 종래 철골보는 평판형태의 웨브에 구멍을 성형하기 위하여 구멍 부분만 절개함으로써 각 구멍마다 성형되는 장치를 이동시키면서 절개작업을 진행하여야 하므로 웨브구멍 성형작업이 어려운 문제가 있었으나, 본 발명의 일실시예에 따르면, 웨브(130)를 형성할때, 강판을 절단하는 한번의 작업에 의해서 복수의 개구부(131)를 형성됨으로써 공기를 단축할 수 있는 이점이 있다.
그리고, 종래에는 웨브구멍을 형성함으로써 절개된 구멍크기의 작은 조각들로 인해 웨브의 강도를 약화시키고 재료의 손실이 발생하는 문제가 있었으나, 본 발명의 일실시예에 의하면 한번의 절개작업으로 개구부(131)를 형성함으로써 구멍크기의 작은 조각들이 발생하는 것을 방지하여 강재의 로스를 최소화할 수 있는 이점에 있다.
한편, 상기 콘크리트부(150)는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 하부플랜지(120)에 콘크리트를 타설하여 형성되며, 상기 개구부(131)를 통하여 웨브(130) 양쪽에 타설되는 콘크리트가 일체화가 되도록 구비될 수 있다.
상기 콘크리트부(150)는 도시된 바와 같이, 상기 하부플랜지(120)의 상면을 포함하여 철골보의 길이방향으로 타설될 수 있다. 그리고, 후술하는 바와 같이, 상기 콘크리트부(150) 상면에는 구조물의 슬래브(200)를 형성하는 데크플레이트(210)가 거치되어 바닥판콘크리트(230)를 타설하여 슬래브(200)를 설치하는 시공하중을 지지할 수 있으며, 슬래브(200)를 포함한 구조물이 완공된 뒤에도 구조물에 작용하는 작용하중을 지지할 수 있다.
즉, 종래에는 ㄱ자형 또는 ㄷ자형 지지판이 하부플랜지(120)에 점용접되어 데크플레이트(210)를 지지하는 역할을 할 뿐, 구조재로서의 역할이나 슬래브(200) 시공시의 시공하중 지지를 충분히 하지 못하는 문제가 있었으나, 본 발명의 일실시예에 의하면 미리 상기 하부플랜지(120)에 프리캐스트 콘크리트를 타설함으로써 슬래브(200) 시공시의 시공하중에 잘 견딜 수 있도록 하고 구조물이 완성된 뒤에도 작용하중을 지지하는 구조재로서의 역할을 하도록 하여 강재의 손실을 방지할 수 있다.
한편, 상기 콘크리트부(150)는 도 1에 도시된 실시예와 같이, 상기 하부플랜지(120)의 상면에 타설될 수 있다.
즉, 상기 하부플랜지(120)의 상면에 길이방향으로 콘크리트를 타설하여 데크플레이트(210)를 지지하도록 할 수 있다. 이때, 바람직하게는 상기 콘크리트부(150)에 타설되는 콘크리트는, 상기 상부플랜지(110), 웨브(130) 및 하부플랜지(120)와 함께 프리캐스트 콘크리트로 제작하여 현장에서의 작업시간을 단축하도록 할 수 있다.
한편, 상기 콘크리트부(150)는 도 2 내지 도 4에 도시된 다른 실시예와 같이, 상기 하부플랜지(120)를 둘러싸도록 상기 하부플랜지(120)의 상면과 하면에 타설될 수 있다.
이에 따라, 상기 콘크리트부(150)는, 상면에 타설되는 콘크리트로 상기 슬래브(200)를 구성하는 데크플레이트(210)를 지지할 수 있고, 하면에 타설되는 콘크리트는 상기 하부플랜지(120)를 구성하는 강재의 내화피복재로써의 역할을 하게 되어 하부플랜지(120)의 내화피복공정을 생략할 수 있는 이점이 있다.
또한, 도시되지 않았지만, 상기 하부플랜지(120)의 하면에 타설되는 콘크리트에 강연선을 설치하여 콘크리트부(150)에 프리스트레스를 도입함으로써 철골 합성보(100)의 인장강도를 보강할 수 있다.
한편, 상기 상부플랜지(110)와 웨브(130)는, I형강 또는 H형강의 복부를 하향으로 개방된 개구부(131)가 형성되도록 절단하여 형성될 수 있다.
즉, 상기 상부플랜지(110)와 웨브(130)는 도 5의 (a)에 도시된 실시예와 같이, 상부플랜지(110)와 하부플랜지(120)를 구비한 I형강 또는 H형강의 복부를 한번의 작업으로 연속되게 절개하여 형성될 수 있다. 이때, 바람직하게는 도시된 일 예와 같이 상기 I형강 또는 H형강의 복부를 지그재그 구조로 절개하여 하향으로 개방된 형태의 개구부(131)를 형성할 수 있다.
또한 도시된 실시예와 같이, 상기 I형강 또는 H형강의 복부를 대칭으로 절단함으로써 개구부(131)가 형성된 웨브(130)를 형성할 수 있다.
이에 따라, 한번의 절개작업으로 개구부(131)를 형성할 수 있고 I형강 또는 H형강의 상,하부에서 동시에 개구부가 형성된 웨브(130)를 형성할 수 있으므로, 웨브(130)의 개구부(131)를 형성하는 데에 드는 비용과 시간을 절약할 수 있으며, 강재의 로스를 최소화할 수 있다.
이와 같이 형성된 상부플랜지(110)와 웨브(130)는 도 5의 (b) 및 (c)와 같이, 상기 웨브(130)의 개구부(131)가 형성된 부분을 상기 하부플랜지(120)의 상면에 접합시킴으로써 철골보를 완성할 수 있다.
한편, 상기 개구부(131)를 형성하는 다른 실시예로서, 상기 웨브(130)는 강판에 하향으로 개방된 개구부(131)가 형성되도록 절단하여 형성되며, 상부를 상기 상부플랜지(110)에 접합하고 하부를 상기 하부플랜지(120)에 접합함으로써 구비될 수 있다.
즉, 길이방향으로 긴 강판을 하부에 개구부(131)가 형성되도록 절개하여 상기 웨브(130)를 형성한 후, 웨브(130)에서 개구부(131)가 형성되지 않은 상단부를 상기 상부플랜지(110)에 접합시키고, 개구부(131)가 형성된 웨브(130)의 하단부를 상기 하부플랜지(120)의 상면에 접합시킴으로써 철골보를 완성할 수 있다.
상기 철골보는, 상기 하부플랜지(120)의 폭은 상기 상부플랜지(110)의 폭 보다 크게 형성됨으로써 비대칭 단면으로 형성될 수 있다.
즉, 상기 상부플랜지(110)의 폭과 상기 하부플랜지(120)의 폭을 서로 다르게 하여 상기 웨브(130)를 기준으로 서로 비대칭 단면이 되도록 형성할 수 있다. 이때 바람직하게는 하부플랜지(120)의 폭을 크게 형성하여 하부플랜지(120) 상부에 슬래브(200)를 구성하는 데크플레이트(210)를 거치하기 용이하도록 할 수 있다.
한편, 이하에서는 도 6을 참조하여 본 발명의 다른 측면에 의한 층고 절감형 철골 합성보(100)를 이용한 슬림플로어 구조에 대하여 설명한다.
본 발명의 일실시예에 의한 층고 절감형 철골 합성보(100)를 이용한 슬림플로어 구조는, 철골 합성보(100)와, 슬래브(200)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 철골 합성보(100)는 상술한 바와 같이 상부플랜지(110), 하부플랜지(120), 웨브(130) 및 콘크리트부(150)로 구성될 수 있다. 이와 같은 철골 합성보(100)의 구성은 상술한 바와 동일하므로, 설명의 편의상 이하에서는 동일한 구성에 대한 자세한 설명을 생략한다.
상기 슬래브(200)는 상기 합성보(100)에 구비된 콘크리트부(150)의 상부면에 거치되는 데크플레이트(210)와 상기 데크플레이트(210)의 상부면에 상기 개구부(131)를 통하여 상기 웨브(130)의 양측에 일체화되도록 타설되는 바닥판콘크리트(230)를 포함할 수 있다.
이에 따라, 상기 데크플레이트(210)가 상기 하부플렌지의 상면을 포함하여 타설된 콘크리트부(150)에 거치됨으로써 상기 데크플레이트(210) 상에 바닥판콘크리트(230)를 타설하는 경우의 시공하중을 상기 콘크리트부(150)가 지지함으로써 슬래브(200) 시공시의 작업성이 향상될 수 있다.
또한, 상기 콘크리트부(150)는 구조물이 시공완료된 후에도 구조물에 작용하는 작용하중을 지지하는 구조재로서의 역할을 할 수 있다. 이로써 종래 데크플레이트(210)를 지지하고 슬래브(200) 및 하부플랜지(120)에 콘크리트를 타설하는 경우에 거푸집 역할을 하나 작용하중을 지지하는 구조재로서의 역할을 하지 않는 ㄷ자형 또는 ㄱ자형 지지판을 설치할 필요가 없으므로 강재의 손실을 방지할 수 있고 시공성을 향상시킬 수 있다.
한편, 상기 바닥판콘크리트(230)는, 상기 개구부(131)를 관통하여 데크플레이트(210) 상에 타설될 수 있다.
따라서, 상기 개구부(131)는 상기 철골 합성보(100)와 상기 콘크리트 간의 일체성을 향상시킬 수 있고, 상기 웨브(130)를 사이에 두고 인접하는 슬래브(200)의 연속성을 강화할 수 있다. 그리고, 상기 개구부(131)를 통하여 상기 슬래브(200)에 설치되는 철근을 손쉽게 관통시킬 수 있어 구조물의 수평 전단내력의 향상을 도모할 수 있다.
또한, 상기 슬림플로어 구조는 상기 개구부(131)를 관통하여 설치되는 설비배관(300)을 포함할 수 있다.
즉, 상기 콘크리부의 상부에 데크플레이트(210)를 설치하고 상기 개구부(131) 중 일부에 설비배관(300)을 관통 설치함으로써 층고를 절감하는 효과를 더욱 향상시킬 수 있다.
한편, 상기 슬림플로어 구조는 상기 합성보(100)에 구비된 콘크리트부(150)의 상부면에 거치되며, 상기 합성보(100)에 직각방향으로 설치되는 보부재(400)를 더 포함할 수 있다.
즉, 도 6에 도시된 일실시예와 같이, 구조물의 수평부재는 춤이 높은 큰 보와 일정한 각도(예를 들어, 직각)로 접합되는 작은보인 보부재(400)를 포함하는데, 상기 콘크리트부(150)에 의해서 상기 철골 합성보(100)의 길이가 길어지는 경우에도 상기 콘크리트부(150)의 상부에 작은보를 일정한 높이로 거치할 수 있어 층고절감의 효과를 얻을 수 있다.
이에 따라, 종래 상기 하부플랜지(120)상에 ㄱ 자형 또는 ㄷ 자형의 지지판을 구비하는 경우에 작은보인 보부재(400)를 설치하는 경우 지지판을 절단하는 작업이 필요하므로 작업성이 저하되는 문제가 있었으나, 본 발명의 일실시예에 의하면 큰보인 철골 합성보(100)의 콘크리트부(150)에 작은보인 보부재(400)의 단부를 거치하게 되므로 작업성이 향상되는 이점이 있다.
한편, 이하에서는 도 1 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 또 다른 측면에 의한 슬림플로어 구조의 시공방법에 대하여 설명한다.
본 발명의 일실시예에 의한 슬림플로어 구조의 시공방법은, 도 7의 플로어차트와 같이, 철골보 제작단계(S110)와, 콘크리트부 형성단계(S130)와, 보부재 설치단계(S150) 및 슬래브 형성단계(S170)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 철골보 제작단계(S110)는, 상부플랜지(110), 하부플랜지(120) 및 웨브(130)를 포함하며 상기 웨브(130)에는 개구부(131)가 관통 형성되도록 철골보를 제작함으로써 수행될 수 있다.
상기 철골보 제작단계가 수행된 후에는, 상기 하부플랜지(120)에 콘크리트를타설하여 콘크리트부(150)를 형성하는 콘크리트부 형성단계(S130)가 수행될 수 있다.
이때, 상기 콘크리트부(150)는 상기 하부플랜지(120)의 상면에 타설되거나, 상기 하부플랜지(120)를 감싸도록 상기 하부플랜지(120)의 상면 및 하면에 타설될 수 있다. 바람직하게는 타설되는 콘크리트부(150)에 의하여 하부플랜지(120)의 내화피복 효과를 제공할 수 있도록 상기 콘크리트부(150)를 상기 하부플랜지(120)의 상면 및 하면에 타설할 수 있다.
다음, 상기 보부재 설치단계(S150)는 상기 철골보와 소정각도로 배치되는 보부재(400)를 상기 콘크리트부(150)의 상측면에 설치함으로써 수행될 수 있다.
상기 보부재(400)는 상기 철골보를 포함한 철골 합성보(100)에 소정각도(예를 들어, 직각)로 접합되며 상기 철골 합성보(100)에 비하여 춤이 작은 보로 구성될 수 있다. 이때 상기 보부재(400)는, 상기 철골 합성보(100)에 구비된 콘크리트부(150)에 거치됨으로써 설치될 수 있으므로, 슬래브 시공시에 작업성이 향상될 수 있다. 또한, 상기 콘크리트부(150)는 상기 보부재(400)를 설치할 때의 시공하중을 충분히 지지할 수 있어 작업안정성이 강화될 수 있는 이점이 있다.
한편, 상기 슬래브 형성단계(S170)는, 상기 콘크리트부(150)의 상측면에 데크플레이트(210)를 거치하고, 상기 데크플레이트(210)의 상측면에 상기 개구부(131)를 관통하도록 바닥판콘크리트(230)를 타설함으로써 수행될 수 있다.
이때, 상기 바닥판콘크리트(230)를 상기 개구부(131)에 관통하게 타설함으로써 상기 철골 합성보(100)의 웨브(130) 양측에 설치되는 슬래브(200)의 바닥판콘크리트(230)의 일체화를 도모할 수 있으므로, 웨브(130) 양측에서 콘크리트가 슬립되는 현상을 방지할 수 있고, 구조물의 수평 전단응력을 향상시킬 수 있다.
한편, 상기 철골보 제작단계(S110)에서 개구부(131)가 형성된 웨브(130)를 형성하는 방법으로는 강재를 절단하여 한번의 절개작업으로 복수의 개구부(131)를 형성할 수 있다면 다양한 방법이 적용될 수 있다. 이하에서는 I형강 또는 H형강을 이용한 방법과 강판을 절단하는 방법을 예로 설명하나 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 상기 철골보 제작단계(S110)는 도 5에 도시된 실시예와 같이, 하향으로 개방된 개구부(131)를 형성하도록 I형강 또는 H형강의 복부를 절단하여 상부플랜지(110)와 웨브(130)를 형성하는 절단단계와, 상기 복부의 하부에 상기 상부플랜지(110)보다 폭이 큰 하부 플랜지를 접합하는 접합단계를 포함하여 구성될 수 있다.
이때, 상기 절단단계는, I형강 또는 H형강의 복부를 대칭으로 절단함으로써 개구부(131)가 형성된 웨브(130)를 형성할 수 있다.
즉, 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이 I형강 또는 H형강의 복부를 지그재그로 절단함으로써, 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이 하향으로 개방되며 상기 웨브(130)의 양측을 관통하는 개구부(131)를 형성할 수 있다. 이때, 한번의 절개작업으로 개구부(131)를 형성할 수 있고 I형강 또는 H형강의 상,하부에서 동시에 개구부가 형성된 웨브(130)를 형성할 수 있다. 도 5의 (c)에 도시된 바와 같이 개구부(131)가 형성된 상기 웨브(130)의 하단부를 상기 하부플랜지(120)의 상면에 접합함으로써 철골보를 완성할 수 있다.
이와 같이, 하부플랜지(120)에 접합하기 전에 한번의 절개 작업으로 H형상의 복부를 대칭되게 절개하여 개구부(131)를 형성함으로써, 웨브구멍의 형성으로 인한 성형작업으로 인해 공기가 연장되고 작업성이 저하되는 것을 방지할 수 있고, 강재의 로스를 최소화할 수 있다.
한편, 상기 철골보 제작단계(S110)는, 도시되지 않았지만 상기 웨브(130)에 상기 개구부(131)를 형성하는 또 다른 방법으로, 강판을 절단하여 하향으로 개방된 개구부(131)를 구비한 웨브(130)를 형성하는 강판절단단계와, 상기 웨브(130)의 상부에 상기 상부플랜지(110)를 접합하고, 상기 웨브(130)의 하부에 상기 하부플랜지(120)를 접합하는 단계를 포함하여 구성될 수 있다.
이때, 상기 강판은 길이방향으로 긴 강재일 수 있으며, 상기 강판을 대칭되게 지그재그로 절개하여 한번의 작업으로 복수 개의 개구부(131)가 형성된 웨브(130)를 여러 개 제작할 수 있다.
한편, 본 발명의 일실시예에 의한 슬림플로어 구조의 시공방법은, 상기 바닥판콘크리트(230) 타설 전에, 상기 철골보에 상기 개구부(131)를 관통하도록 설비배관(300)을 설치하는 단계를 포함할 수 있다.
이에 따라, 상기 개구부(131)를 통하여 설비공간을 형성함으로써 층고 철감의 효과를 극대화시킬 수 있다.
이와 같은 본 발명의 일실시예에 의한 층고절감형 철골 합성보, 이를 이용한 슬림플로어 구조 및 시공방법을 이용하면, 구조물의 층고를 낮춤과 동시에 하부플랜지의 상부에 프리캐스트 콘크리트를 타설하여 시공하중에 대한 처짐을 최소화하여 보의 구조적 성능의 저하를 방지하며 작업성을 향상시키는 효과를 얻을 수 있다. 또한, I형강 또는 H형강의 복부를 절단하거나 강재를 절단하여 개구부가 형성된 웨브를 형성함으로써 개구부를 형성작업의 작업성이 향상되며 강재의 손실을 방지할 수 있다.
본 발명은 지금까지 특정한 실시 예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한 도내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 알 수 있음을 밝혀두고자 한다.
100 : 층고 절감형 철골 합성보 110 : 상부플랜지
120 : 하부플랜지 130 : 웨브
131 : 개구부 150 : 콘크리트부
200 : 슬래브 300 : 설비배관
400 : 보부재

Claims (13)

  1. 상부플랜지 및 하부플랜지;
    상기 상부플랜지와 상기 하부플랜지를 연결하며, 강판을 절단하여 형성된 복수 개의 개구부가 길이방향으로 형성된 웨브; 및,
    상기 하부플랜지에 콘크리트를 타설하여 형성되며, 상기 개구부를 통하여 웨브 양쪽에 타설되는 콘크리트가 일체가 되도록 구비되는 콘크리트부;
    를 포함하는 층고 절감형 철골 합성보.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 콘크리트부는 상기 하부플랜지의 상면에 타설되는 것을 특징으로 하는 층고 절감형 철골 합성보.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 콘크리트부는 상기 하부플랜지를 둘러싸도록 상기 하부플랜지의 상면과 하면에 타설되는 것을 특징으로 하는 층고 절감형 철골 합성보.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 상부플랜지와 웨브는, I형강 또는 H형강의 복부를 하향으로 개방된 개구부가 형성되도록 절단하여 형성된 것을 특징으로 하는 층고 절감형 철골 합성보.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 웨브는, 강판에 하향으로 개방된 개구부가 형성되도록 절단하여 형성되며, 상부를 상기 상부플랜지에 접합하고 하부를 상기 하부플랜지에 접합함으로써 구비되는 것을 특징으로 하는 층고 절감형 철골 합성보.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 하부플랜지의 폭은 상기 상부플랜지의 폭 보다 크게 형성됨으로써 비대칭 단면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 층고 절감형 철골 합성보.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항의 철골 합성보;
    상기 합성보에 구비된 콘크리트부의 상부면에 거치되는 데크플레이트와, 상기 데크플레이트의 상부면에 상기 개구부를 통하여 상기 웨브의 양측에 일체화되도록 타설되는 바닥판콘크리트를 포함한 슬래브; 및,
    상기 개구부를 관통하여 설치되는 설비배관;
    을 포함하는 층고 절감형 철골 합성보를 이용한 슬림플로어 구조.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 합성보에 구비된 콘크리트부의 상부면에 거치되며, 상기 합성보에 직각방향으로 설치되는 보부재;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 층고 절감형 철골 합성보를 이용한 슬림플로어 구조.
  9. 상부플랜지, 하부플랜지 및 웨브를 포함하며, 상기 웨브에는 개구부가 관통 형성되도록 철골보 제작단계;
    상기 하부플랜지에 콘크리트를 타설하여 콘크리트부를 형성하는 콘크리트부 형성단계;
    상기 철골보와 소정각도로 배치되는 보부재를 상기 콘크리트부의 상측면에 설치하는 보부재 설치단계; 및,
    상기 콘크리트부의 상측면에 데크플레이트를 거치하고, 상기 데크플레이트의 상측면에 상기 개구부를 관통하도록 바닥판콘크리트를 타설하는 슬래브 형성단계;
    를 포함하는 슬림플로어 구조의 시공방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 철골보 제작단계는
    하향으로 개방된 개구부를 형성하도록 I형강 또는 H형강의 복부를 절단하여 상부플랜지와 웨브를 형성하는 절단단계; 및,
    상기 복부의 하부에 상기 상부플랜지보다 폭이 큰 하부 플랜지를 접합하는 접합단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 슬림플로어 구조의 시공방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 절단단계는, I형강 또는 H형강의 복부를 대칭으로 절단함으로써 개구부가 형성된 웨브를 형성하는 것을 특징으로 하는 슬림플로어 구조의 시공방법.
  12. 제9항에 있어서, 상기 철골보 제작단계는
    강판을 절단하여 하향으로 개방된 개구부를 구비한 웨브를 형성하는 강판절단단계; 및,
    상기 웨브의 상부에 상기 상부플랜지를 접합하고, 상기 웨브의 하부에 상기 하부플랜지를 접합하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 슬림플로어 구조의 시공방법.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 바닥판콘크리트 타설 전에, 상기 철골보에 상기 개구부를 관통하도록 설비배관을 설치하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 슬림플로어 구조의 시공방법.
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