KR20140115894A - 변단면 플랜지 철골 보를 이용한 철골 라멘 골조 - Google Patents

변단면 플랜지 철골 보를 이용한 철골 라멘 골조 Download PDF

Info

Publication number
KR20140115894A
KR20140115894A KR1020130032518A KR20130032518A KR20140115894A KR 20140115894 A KR20140115894 A KR 20140115894A KR 1020130032518 A KR1020130032518 A KR 1020130032518A KR 20130032518 A KR20130032518 A KR 20130032518A KR 20140115894 A KR20140115894 A KR 20140115894A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
width
flanges
flange
section
lower flanges
Prior art date
Application number
KR1020130032518A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101470135B1 (ko
Inventor
조서구
Original Assignee
조서구
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 조서구 filed Critical 조서구
Publication of KR20140115894A publication Critical patent/KR20140115894A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101470135B1 publication Critical patent/KR101470135B1/ko

Links

Images

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C3/00—Structural elongated elements designed for load-supporting
    • E04C3/02—Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces
    • E04C3/04—Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces of metal
    • E04C3/06—Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces of metal with substantially solid, i.e. unapertured, web
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01D—CONSTRUCTION OF BRIDGES, ELEVATED ROADWAYS OR VIADUCTS; ASSEMBLY OF BRIDGES
    • E01D2/00—Bridges characterised by the cross-section of their bearing spanning structure
    • E01D2/02—Bridges characterised by the cross-section of their bearing spanning structure of the I-girder type
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/18—Structures comprising elongated load-supporting parts, e.g. columns, girders, skeletons
    • E04B1/24—Structures comprising elongated load-supporting parts, e.g. columns, girders, skeletons the supporting parts consisting of metal
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C3/00—Structural elongated elements designed for load-supporting
    • E04C3/02—Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces
    • E04C3/04—Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces of metal
    • E04C2003/0404—Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces of metal beams, girders, or joists characterised by cross-sectional aspects
    • E04C2003/0443—Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces of metal beams, girders, or joists characterised by cross-sectional aspects characterised by substantial shape of the cross-section
    • E04C2003/0452—H- or I-shaped

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Joining Of Building Structures In Genera (AREA)
  • Rod-Shaped Construction Members (AREA)

Abstract

본 발명은 철골 보와 철골 라멘 골조에 있어서 필요한 부분만 부재의 크기를 크게 하고 응력이 작은 쪽은 부재의 크기를 작게 하는 변단면 부재와 그 부재를 이용한 구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 H자형 단면형상을 이루는 길이재에 있어 휨모멘트에 저항하는 플랜지의 단면을 변화시켜 효율적 단면을 구성하는 철골 보와 철골 라멘 골조에 관한 것이다
본 발명의 적절한 실시형태에 따른 변단면 플랜지 철골 보는 양쪽 단부 일정구간에서 일정 폭을 유지하고 중앙부쪽으로 폭을 직선적으로 점차 증가시켜 중앙부 일정구간에서는 단부측 플랜지 폭보다 큰 폭을 갖는 상,하부 플랜지; 상,하부 플랜지를 간격을 두고 평행하게 배치하고 상,하부 플랜지 사이에서 상,하부 플랜지에 수직하게 배치되어 이들을 연결하도록 접합하는 웨브;를 포함하는 H자형 단면형상의 길이재로 제작되어 단순지지되는 양단부에서 필요 이상의 단면이 사용되지 않는 것을 특징으로 한다.

Description

변단면 플랜지 철골 보 및 이를 이용한 철골 라멘 골조{Steel beam having tapered flange and steel frame structures}
본 발명은 철골 보와 철골 라멘 골조에 있어서 필요한 부분만 부재의 크기를 크게 하고 응력이 작은 쪽은 부재의 크기를 작게 하는 변단면 부재와 그 부재를 이용한 구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 H자형 단면형상을 이루는 길이재에 있어 휨모멘트에 저항하는 플랜지의 단면을 변화시켜 효율적 단면을 구성하는 철골 보와 철골 라멘 골조에 관한 것이다.
철골구조는 단위 면적당 강도가 커서 구조체의 경량화 및 장스팬에 유리하며 세장한 부재가 가능하여 부재의 단면이 상대적으로 작아도 되므로 공간의 활용도가 높고 공사기간이 빠르며 증축 및 개보수가 용이하다는 등의 여러 장점 때문에 철근콘크리트구조와 함께 가장 광범위하게 적용되고 있는 건축물의 구조형식이다.
구조물의 보는 하중이 작용하여 발생되는 휨모멘트와 전단력에 저항하도록 설계된다. 철근콘크리트구조의 경우에는 단부와 중앙부에 발생하는 모멘트와 전단력에 따라 그 응력을 저항할 수 있도록 단부와 중앙부에 각기 다르게 철근을 배근하지만 철골구조의 경우에는 보 스팬 전체 중 가장 크게 발생하는 모멘트와 전단력의 최대 응력을 견딜 수 있는 단면을 선택하여 전 구간에 걸쳐 단일부재를 선택하는 것이 일반적이다. 이런 경우 최대 응력이 발생하지 않는 구간에서는 필요 이상의 단면이 사용되는 것으로 비경제적 강재 소비가 발생한다.
본 발명의 배경이 되는 기술로는 특허등록 10-1219995 ‘건축구조물에 사용되는 가설 브레이스와 강합성 거더, 변단면 강재 거더 및 이들을 이용한 건축구조물 축조공법’이 있다.
이 특허의 변단면 강재 거더는 거더의 장변방향으로 거더의 휨응력에 따라 중앙부는 춤이 큰 강재 거더를 사용하고 양 단부는 춤이 작은 강재 거더를 사용하여 강재 거더를 변단면으로 형성하는 것으로 춤이 큰 강재 거더의 양 단부를 춤이 작은 강재 거더의 단부와 결합될 수 있도록 상부 플랜지와 웨브의 일부가 절개되도록 형성하여 춤이 작은 강재 거더의 단부는 춤이 큰 강재 거더의 절개된 양 단부와 용접 접합하는 방법을 제안한다.
종래기술의 장변방향 강재 거더에 사용되는 강재량의 10 ~ 15%가 절감되며, 이로 인해 장변방향 강재 거더가 경량화되는 장점이 있으나 여러 부재를 접합하는 방법으로 일체화되지 않을 우려가 있으며 접합부 응력집중이나 압연강재 사용으로 경제성이 떨어지는 단점을 가진다.
특허등록 제 10-1219995호 ‘건축구조물에 사용되는 가설 브레이스와 강합성 거더, 변단면 강재 거더 및 이들을 이용한 건축구조물 축조공법'
본 발명은 상술한 종래기술이 가지는 문제점을 해결하기 위한 것으로 철골 구조에 있어 부재 전체 구간에서 단일부재를 선택하지 않고 발생하는 응력에 따라 단면을 변화시켜 필요 이상의 단면이 사용되지 않게 하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 또 다른 과제는 압연공정으로 제조되는 기성품이 아닌 강판을 사용하여 경제성을 확보하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 적절한 실시형태에 따른 변단면 플랜지 철골 보는 양쪽 단부 일정구간에서 일정 폭을 유지하고 중앙부쪽으로 폭을 직선적으로 점차 증가시켜 중앙부 일정구간에서는 단부측 플랜지 폭보다 큰 폭을 갖는 상,하부 플랜지; 상,하부 플랜지를 간격을 두고 평행하게 배치하고 상,하부 플랜지 사이에서 상,하부 플랜지에 수직하게 배치되어 이들을 연결하도록 접합하는 웨브;를 포함하는 H자형 단면형상의 길이재로 제작되어 단순지지되는 양단부에서 필요 이상의 단면이 사용되지 않는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시형태에 따른 변단면 플랜지 철골 보는 양쪽 단부 일정구간에서 일정 폭을 유지하고 중앙부쪽으로 폭을 직선적으로 점차 감소시켜 중앙부 일정구간에서는 단부측 플랜지 폭보다 작은 폭을 갖는 상,하부 플랜지; 상,하부 플랜지를 간격을 두고 평행하게 배치하고 상,하부 플랜지 사이에서 상,하부 플랜지에 수직하게 배치되어 이들을 연결하도록 접합하는 웨브;를 포함하는 H자형 단면형상의 길이재로 제작되어 고정지지되는 양단부에 비해 작은 저항능력이 요구되는 중앙부에서 필요 이상의 단면이 사용되지 않는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명에 의한 변단면 플랜지 철골 보를 이용한 철골 라멘 골조는 기둥 상부의 일정구간에서 일정 폭을 유지하고 중앙부쪽으로 폭을 직선적으로 점차 감소시켜 기둥 하부 일정구간에서는 기둥 상부의 플랜지 폭보다 작은 폭은 갖는 양측 플랜지; 양측 플랜지를 간격을 두고 평행하게 배치하고 양측 플랜지 사이에서 양측 플랜지에 수직하게 배치되어 이들을 연결하도록 접합하는 웨브를 포함하는 H자형 단면형상의 길이재로 제작되는 변단면 단순지지기둥의 하부측 일단을 바닥슬래브에 단순지지되도록 접합하고; 양쪽 단부 일정구간에서 일정 폭을 유지하고 중앙부쪽으로 폭을 직선적으로 점차 감소시켜 중앙부 일정구간에서는 단부측 플랜지폭보다 작은 폭을 갖는 상,하부 플랜지; 상,하부 플랜지를 간격을 두고 평행하게 배치하고 상,하부 플랜지 사이에서 상,하부 플랜지에 수직하게 배치되어 이들을 연결하도록 접합하는 웨브;를 포함하는 H자형 단면형상의 길이재로 제작되는 변단면 큰보의 양단부를 인접하는 변단면 단순지지기둥 상단 사이에 강접하고; 양쪽 단부 일정구간에서 일정 폭을 유지하고 중앙부쪽으로 폭을 직선적으로 점차 증가시켜 중앙부 일정구간에서는 단부측 플랜지 폭보다 큰 폭을 갖는 상,하부 플랜지; 상,하부 플랜지를 간격을 두고 평행하게 배치하고 상,하부 플랜지 사이에서 상,하부 플랜지에 수직하게 배치되어 이들을 연결하도록 접합하는 웨브;를 포함하는 H자형 단면형상의 길이재로 제작되는 변단면 작은보를 변단면 큰보 사이에 배치하여 변단면 작은보의 양단을 변단면 큰보의 중앙부에 단순지지되도록 핀접합하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 다른 실시형태에 따른 변단면 플랜지 철골 보를 이용한 철골 라멘 골조는 기둥 상부와 기둥 하부의 일정구간에서 일정 폭을 유지하고 중앙부쪽으로 폭을 직선적으로 점차 감소시켜 중앙부 일정구간에서는 기둥 상하부 플랜지 폭보다 작은 폭을 갖는 양측 플랜지; 양측 플랜지를 간격을 두고 평행하게 배치하고 양측 플랜지 사이에서 양측 플랜지에 수직하게 배치되어 이들을 연결하도록 접합하는 웨브를 포함하는 H자형 단면형상의 길이재로 제작되는 변단면 고정지지기둥의 하부측 일단이 바닥슬래브에 고정지지되도록 접합하고; 양쪽 단부에서 일정구간에서 일정 폭을 유지하고 중앙부쪽으로 폭을 직선적으로 점차 감소시켜 중앙부 일정구간에서는 단부측 플랜지 폭보다 작은 폭을 갖는 상,하부 플랜지; 상,하부 플랜지를 간격을 두고 평행하게 배치하고 상,하부 플랜지 사이에서 상,하부 플랜지에 수직하게 배치되어 이들을 연결하도록 접합하는 웨브;를 포함하는 H자형 단면형상의 길이재로 제작되는 변단면 큰보의 양단부를 인접하는 변단면 고정지지기둥 상단 사이에 강접하고; 양쪽 단부 일정구간에서 일정 폭을 유지하고 중앙부쪽으로 폭을 직선적으로 점차 증가시켜 중앙부 일정구간에서는 단부측 플랜지 폭보다 큰 폭을 갖는 상,하부 플랜지; 상,하부 플랜지를 간격을 두고 평행하게 배치하고 상,하부 플랜지 사이에서 상,하부 플랜지에 수직하게 배치되어 이들을 연결하도록 접합하는 웨브;를 포함하는 H자형 단면형상의 길이재로 제작되는 변단면 작은보를 변단면 큰보 사이에 배치하여 변단면 작은보의 양단을 변단면 큰보의 중앙부에 단순지지되도록 핀접합하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 철골 보와 철골 라멘 골조는 전체 구간에 대하여 일정한 단면을 갖는 종래의 철골 보와 철골 라멘 골조보에 비하여 모멘트 저항능력이 적게 필요한 구간에서 필요 이상의 단면을 사용되지 않으므로 강재를 절약할 수 있고 전체 건축물을 경량화할 수 있는 효과가 있으며 기존의 압연형강 대신 강판을 사용함으로써 더욱 경제적인 설계가 가능한 효과가 있다.
본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 첨부한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 보와 골조의 모멘트 다이어그램으로 도 1a는 단순보의 모멘트도이고 도 1b는 고정지지보의 모멘트도이며 도 1c는 핀식 주각을 갖는 라멘 골조의 모멘트도이고 도 1d는 고정식 주각을 갖는 라멘골조의 모멘트도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 변단면 작은보의 도면으로 도 2a는 사시도이고 도 2b는 도 2a의 A-A 단면도이며 도 2c는 도 2a의 B-B 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 변단면 큰보의 도면으로 도 3a는 사시도이고 도 3b는 도 3a의 C-C 단면도이며 도 3c는 도 3a의 D-D 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 변단면 단순지지기둥의 도면으로 도 4a는 사시도이고 도 4b는 도 4a의 E-E 단면도이며 도 4c는 도 4a의 F-F 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 변단면 고정지지기둥의 도면으로 도 5a는 사시도이고 도 5b는 도 5a의 G-G 단면도이며 도 5c는 도 5a의 H-H 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 변단면 플랜지 철골 보와 변단면 단순지지기둥을 이용한 라멘골조의 모식도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 변단면 플랜지 철골 보와 변단면 고정지지기둥을 이용한 라멘골조의 모식도이다.
아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 제시된 실시예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 예시적인 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
도 1은 보와 골조의 모멘트 다이어그램이다.
도 1a는 단순보의 모멘트도이고 도 1b는 고정지지보의 모멘트도이며 도 1c는 핀식 주각을 갖는 라멘 골조의 모멘트도이고 도 1d는 고정식 주각을 갖는 라멘골조의 모멘트도이다.
도 1a에 도시된 것처럼 양단이 핀고정된 단순지지보는 중앙에서 최대모멘트가 발생하게 되므로 중앙부 모멘트에 저항할 수 있는 단면력을 갖는 부재를 선택해야한다. 최대 모멘트에 저항할 수 있는 단면을 부재 전 길이에 걸쳐 고정단면으로 사용하게 되면 모멘트가 작게 발생하거나 발생하지 않는 구간에서는 불필요한 재료의 낭비가 발생한다. 이와 마찬가지로 도 1b 내지 도 1d에 도시된 것처럼 보와 기둥에 발생하는 모멘트는 구간에 따라 상이하므로 최대 모멘트에 저항할 수 있는 단면을 선택하여 전체 길이에 걸쳐 사용하는 설계방법은 모멘트 저항능력이 적게 필요한 구간에서 필요 이상의 단면을 사용하게 되므로 비경제적이다.
H자형 단면형상을 이루는 길이재의 상,하 플랜지는 휨모멘트에 저항하고, 웨브는 전단력을 부담하게 된다. 일반적으로 보 부재는 주로 휨모멘트에 의해 지배되는 구조이므로 필요한 휨모멘트 저항능력을 계산하여 플랜지의 두께와 폭을 결정한다.
본 발명에 따른 변단면 플랜지 철골 보(1)는 모멘트 분포에 대응하는 폭을 갖는 플랜지의 형태에 따라 중앙부의 플랜지 폭이 양단부의 플랜지 폭보다 큰 변단면 작은보(10)와 양단부의 플랜지 폭이 중앙부의 플랜지 폭보다 큰 변단면 큰보(20)로 구분하고, 이들을 통칭할 경우에는 플랜지 변단면 철골 보(1)라 한다. 다시 말하면 변단면 플랜지 철골 보(1)는 양단 지지 조건에 따라 양단이 단순지지되어 중앙부에서 최대 모멘트가 발생하는 변단면 작은보(10)와 양단이 고정지지되어 중앙부 모멘트보다 단부 모멘트가 크게 발생하는 변단면 큰보(20)로 구분한다.
먼저, 본 발명에 따른 변단면 작은보(10)는 상부 플랜지(11), 상부 플랜지(11)와 간격을 두고 평행한 하부 플랜지(12), 상,하부 플랜지(11,12)에 수직하게 배치되어 이들을 연결하는 웨브(13)가 H자형 단면형상을 이루는 길이재로서 각 부재를 별도로 준비하고 이들을 용접하여 제조되는 빌트-업(Built-up) 제품이 될 수 있다. 빌트-업으로 제조하게 되면 단면 크기에 제약이 받지 않으며 상,하부 플랜지의 폭과 강도를 달리할 수 있어 보다 효율적인 단면으로 구성할 수 있는 장점이 있다.
본 발명에 따른 변단면 작은보(10)의 상,하부 플랜지(11,12)는 모멘트 다이어그램에 근거하여 제작하는 것으로 최대 모멘트가 발생하는 중앙부에는 플랜지 폭을 크게 하고 중앙부에 비해 작은 모멘트에 저항하는 단부측에는 플랜지를 중앙부 플랜지보다 폭이 작게 제작한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 변단면 작은보의 도면으로 도 2a는 사시도이고 도 2b는 도 2a의 A-A 단면도이며 도 2c는 도 2a의 B-B 단면도이다.
도 2에 도시된 것처럼 변단면 작은보(10)의 상,하부 플랜지(11,12)는 양쪽 단부에서 일정구간(le)에서 일정 폭(b1)을 유지하고 중앙부쪽으로 폭을 직선적으로 점차 증가시켜 중앙부 일정구간(lm)에서는 단부측 플랜지 폭(b1)보다 큰 폭(b2)을 갖도록 제작한다.
이와 같이 제작된 상,하부 플랜지(11,12)를 간격을 두고 평행하게 배치하고 상,하부 플랜지(11,12) 사이에서 상,하부 플랜지(11,12)에 수직하게 배치되어 이들을 연결하도록 웨브(13)를 용접하여 변단면 작은보(10)를 H자형 단면형상의 길이재로 제작할 수 있다. 도면에서는 상부 플랜지(11)와 하부 플랜지(12)가 같은 형상과 같은 두께로 도시되어 있으나 본 발명은 이에 제한되지 않으며 상부 플랜지(11)와 하부 플랜지(12)의 형상이 비대칭인 경우도 포함되고 상부 플랜지(11)와 하부 플랜지(12)의 두께가 다른 경우도 포함된다.
양쪽 단부측 플랜지 폭(b1)과 중앙부측 플랜지 폭(b2) 및 단부측 일정구간(le)과 중앙부측 일정구간(lm)의 수치는 구조설계에 따라 필요한 휨모멘트 저항능력에 맞추어 결정될 수 있다.
이와 같이 제작하는 본 발명에 따른 변단면 작은보(10)는 전체 구간에 대하여 일정한 단면을 갖는 종래의 작은 보에 비하여 단순지지되는 양단부에서 필요 이상의 단면이 사용되지 않으므로 강재를 절약할 수 있고, 압연형강 대신 강판을 사용함으로써 더욱 경제적이며 전체 건축물을 경량화할 수 있는 효과가 있다.
양단이 고정되게 지지되는 고정지지보, 예를 들어, 라멘 골조에서 큰 보의 경우에는 도 1b에 도시된 것처럼 양단이 고정되므로 중앙부 모멘트보다 단부 모멘트가 크게 발생한다.
본 발명에 따른 변단면 큰보(20)는 상부 플랜지(21), 상부 플랜지(21)와 간격을 두고 평행한 하부 플랜지(22), 상,하부 플랜지(21,22)에 수직하게 배치되어 이들을 연결하는 웨브(23)가 H자형 단면형상을 이루는 길이재로서, 변단면 작은보(10)와 마찬가지로 각 부재를 별도로 준비하고 이들을 용접하여 제조되는 빌트-업(Built-up) 제품이 될 수 있다. 빌트-업으로 제조하게 되면 단면 크기에 제약이 받지 않으며 상,하부 플랜지의 폭과 강도를 달리할 수 있어 보다 효율적인 단면으로 구성할 수 있는 장점이 있다.
본 발명에 따른 변단면 큰보(20)의 상,하부 플랜지(21,22)는 모멘트 다이어그램에 근거하여 제작하는 것으로 최대 모멘트가 발생하는 단부에는 플랜지 폭을 크게 하고 단부에 비해 작은 모멘트에 저항하는 중앙부측에는 플랜지를 단부 플랜지보다 폭이 작게 제작한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 변단면 큰보의 도면으로 도 3a는 사시도이고 도 3b는 도 3a의 C-C 단면도이며 도 3c는 도 3a의 D-D 단면도이다.
도 3에 도시된 것처럼 변단면 큰보(20)의 상,하부 플랜지(21,22)는 양쪽 단부에서 일정구간(le)에서 일정 폭(b3)을 유지하고 중앙부쪽으로 폭을 직선적으로 점차 감소시켜 중앙부 일정구간(lm)에서는 단부측 플랜지폭(b3)보다 작은 폭(b4)을 갖도록 제작한다.
이와 같이 제작된 상,하부 플랜지(21,22)를 간격을 두고 평행하게 배치하고 상,하부 플랜지(21,22) 사이에서 상,하부 플랜지(21,22)에 수직하게 배치되어 이들을 연결하도록 웨브(23)를 용접하여 변단면 큰보(20)를 H자형 단면형상의 길이재로 제작할 수 있다. 도면에서는 상부 플랜지(21)와 하부 플랜지(22)가 같은 형상과 같은 두께로 도시되어 있으나 본 발명은 이에 제한되지 않으며 상부 플랜지(21)와 하부 플랜지(22)의 형상이 비대칭인 경우도 포함되고 상부 플랜지(21)와 하부 플랜지(22)의 두께가 다른 경우도 포함된다.
양쪽 단부측 플랜지 폭(b3)과 중앙부측 플랜지 폭(b4) 및 단부측 일정구간(le)과 중앙부측 일정구간(lm)의 수치는 구조설계에 따라 필요한 휨모멘트 저항능력에 맞추어 결정될 수 있다.
이와 같이 제작되는 본 발명에 따른 변단면 큰보(20)는 전체 구간에 대하여 일정한 단면을 갖는 종래의 큰 보에 비하여 고정지지되는 양단부에 비해 작은 저항능력이 요구되는 중앙부에서 필요 이상의 단면이 사용되지 않으므로 강재를 절약할 수 있고, 압연형강 대신 강판을 사용함으로써 더욱 경제적이며 전체 건축물을 경량화할 수 있는 효과가 있다.
라멘 골조에서 기둥은 재하되는 수직하중을 기둥의 축력으로 지반으로 전달하고 큰 보와 강접합되어 수평하중에 의한 휨모멘트와 전단력에 저항하여야 한다. H자형 단면형상을 이루는 기둥의 플랜지와 웨브는 축력으로 하중을 지반으로 전달함과 동시에 양측 플랜지는 휨모멘트에 저항하고, 웨브는 전단력을 부담하게 된다.
보와 기둥으로 구성된 라멘 골조에 있어서 기둥의 주각(Column Base)이 핀 지지되고 기둥과 큰 보가 강접된 경우에 기둥에 발생하는 모멘트는 도 1c에 도시된 것처럼 기둥-보 접합부인 기둥 상부에서 최대로 발생하고 주각부분인 기둥 하부로 갈수록 모멘트가 줄어든다.
본 발명에 따른 변단면 단순지지기둥(30)은 서로 간격을 두고 평행하게 배치되는 양측 플랜지(31,31), 양측 플랜지(31,31)에 수직하게 배치되어 이들을 연결하는 웨브(32)가 H자형 단면형상을 이루는 길이재로서 각 부재를 별도로 준비하고 이들을 용접하여 제조되는 빌트-업(Built-up) 제품이 될 수 있다. 빌트-업으로 제조하게 되면 단면 크기에 제약이 받지 않으며 양측 플랜지의 폭과 강도를 달리할 수 있어 보다 효율적인 단면으로 구성할 수 있는 장점이 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 변단면 단순지지기둥의 도면으로 도 4a는 사시도이고 도 4b는 도 4a의 E-E 단면도이며 도 4c는 도 4a의 F-F 단면도이다.
도 4에 도시된 것처럼 변단면 단순지지기둥(30)의 양측 플랜지(31,31)는 기둥 상부의 일정구간(lt)에서 일정 폭(b5)을 유지하고 중앙부쪽으로 폭을 직선적으로 점차 감소시켜 기둥 하부 일정구간(lb)에서는 기둥 상부의 플랜지폭(b5)보다 작은 폭(b6)을 갖도록 제작한다.
이와 같이 제작된 양측 플랜지(31,31)를 간격을 두고 평행하게 배치하고 양측 플랜지(31,31) 사이에서 양측 플랜지(31,31)에 수직하게 배치되어 이들을 연결하도록 웨브(32)를 용접하여 변단면 단순지지기둥(30)을 H자형 단면형상의 길이재로 제작할 수 있다.
기둥 상부 플랜지 폭(b5)과 기둥 하부 플랜지 폭(b6) 및 기둥 상부측 일정구간(lt)과 기둥 하부측 일정구간(lb)의 수치는 구조설계에 따라 필요한 휨모멘트 저항능력에 맞추어 결정될 수 있다.
이와 같이 제작되는 본 발명에 따른 변단면 단순지지기둥(30)은 전체 길이에 대하여 일정한 단면을 갖는 종래의 단순지지기둥에 비하여 단순지지되는 기둥 하부에서 필요 이상의 단면이 사용되지 않으므로 강재를 절약할 수 있고 압연형강 대신 강판을 사용함으로써 더욱 경제적이며 전체 건축물을 경량화할 수 있는 효과가 있다.
보와 기둥으로 구성된 라멘 골조에 있어서 기둥의 주각(Column Base)이 고정 지지된 경우에 기둥에 발생하는 모멘트는 도 1d에 도시된 것처럼 기둥-보 접합부와 주각부분에서 최대로 발생하고 기둥의 길이방향 중앙부에서는 작게 발생한다.
본 발명에 따른 변단면 고정지지기둥(40)은 서로 간격을 두고 평행하게 배치되는 양측 플랜지(41,41), 양측 플랜지(41,41)에 수직하게 배치되어 이들을 연결하는 웨브(42)가 H자형 단면형상을 이루는 길이재로서 각 부재를 별도로 준비하고 이들을 용접하여 제조되는 빌트-업(Built-up) 제품이 될 수 있다. 빌트-업으로 제조하게 되면 단면 크기에 제약이 받지 않으며 양측 플랜지의 폭과 강도를 달리할 수 있어 보다 효율적인 단면으로 구성할 수 있는 장점이 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 변단면 고정지지기둥의 도면으로 도 5a는 사시도이고 도 5b는 도 5a의 G-G 단면도이며 도 5c는 도 5a의 H-H 단면도이다.
도 5에 도시된 것처럼 변단면 고정지지기둥(40)의 양측 플랜지(41,41)는 기둥 상부와 기둥 하부의 일정구간(lt,lb)에서 일정 폭(b7)을 유지하고 중앙부쪽으로 폭을 직선적으로 점차 감소시켜 중앙부 일정구간(lm)에서는 기둥 양측 플랜지폭(b7)보다 작은 폭(b8)을 갖도록 제작한다.
이와 같이 제작된 양측 플랜지(41,41)를 간격을 두고 평행하게 배치하고 양측 플랜지(41,41) 사이에서 양측 플랜지(41,41)에 수직하게 배치되어 이들을 연결하도록 웨브(42)를 용접하여 변단면 고정지지기둥(40)을 H자형 단면형상의 길이재로 제작할 수 있다.
기둥 상부와 기둥 하부의 플랜지 폭(b7)과 중앙부측 플랜지 폭(b8) 및 기둥 상하부 일정구간(lt,lb)과 중앙부측 일정구간(lm)의 수치는 구조설계에 따라 필요한 휨모멘트 저항능력에 맞추어 결정될 수 있다.
이와 같이 제작되는 본 발명에 따른 변단면 고정지지기둥(40)은 전체 구간에 대하여 일정한 단면을 갖는 종래의 고정지지기둥에 비하여 큰 보와 지반에 고정지지되는 양단부에 비해 작은 저항능력이 요구되는 중앙부에서 필요 이상의 단면이 사용되지 않으므로 강재를 절약할 수 있고, 압연형강 대신 강판을 사용함으로써 더욱 경제적이며 전체 건축물을 경량화할 수 있는 효과가 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 변단면 플랜지 철골 보와 변단면 단순지지기둥을 이용한 라멘 골조의 모식도이다.
도 6에 도시된 것처럼 본 발명의 일 실시예에 따른 변단면 플랜지 철골 보(1)와 변단면 단순지지기둥(30)을 이용한 라멘 골조는 계획된 위치에 변단면 단순지지기둥(30)을 배치하여 변단면 단순지지기둥(30)의 하부측 일단이 바닥슬래브(미도시)에 단순지지되도록 접합하고 인접하는 변단면 단순지지기둥(30) 상부측 타단 사이에 변단면 큰보(20)가 배치되어 변단면 단순지지기둥(30) 상부와 변단면 큰 보(20)의 양단부를 용접 등의 임의의 방법으로 강접하고 변단면 큰보(20) 사이에 변단면 작은보(10)를 배치하여 변단면 작은보(10)의 양단을 변단면 큰보(20) 중앙부에 단순지지되도록 핀접합하여 구성한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 변단면 플랜지 철골 보와 변단면 고정지지기둥을 이용한 라멘 골조의 모식도이다.
도 7에 도시된 것처럼 본 발명의 일 실시예에 따른 변단면 플랜지 철골 보(1)와 변단면 고정지지기둥(40)을 이용한 라멘 골조는 계획된 위치에 변단면 고정지지기둥(40)을 배치하여 변단면 고정지지기둥(40)의 하부측 일단이 바닥슬래브(미도시)에 고정지지되도록 접합하고 인접하는 변단면 고정지지기둥(40) 상부측 타단 사이에 변단면 큰보(20)가 배치되어 변단면 고정지지기둥(40) 상부와 변단면 큰보(20)의 양단부를 용접 등의 임의의 방법으로 강접하고 변단면 큰보(20) 사이에 변단면 작은보(10)를 배치하여 변단면 작은보(10)의 양단을 변단면 큰보(20) 중앙부에 단순지지되도록 핀접합하여 구성한다.
위와 같이 본 발명에 따른 변단면 작은보(10)와 변단면 큰보(20), 변단면 단순지지기둥(30) 또는 변단면 고정지지기둥(40)을 이용한 라멘 골조는 전체 구간에 대하여 일정한 단면을 갖는 종래의 라멘 골조에 비하여 저항능력이 요구되지 않는 부분에 필요 이상의 단면이 사용되지 않으므로 강재를 절약할 수 있고 압연형강 대신 강판을 사용함으로써 더욱 경제적이며 전체 건축물을 경량화할 수 있는 효과가 있다.
지금까지 본 발명은 제시된 실시예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.
1: 변단면 플랜지 철골 보 10:변단면 작은보
11: 변단면 작은보 상부 플랜지 12: 변단면 작은보 하부 플랜지
13: 변단면 작은보 웨브 20: 변단면 큰보
21: 변단면 큰보 상부 플랜지 22: 변단면 큰보 하부 플랜지
23: 변단면 큰보 웨브 30: 변단면 단순지지기둥
31: 변단면 단순지지기둥 양측 플랜지
32: 변단면 단순지지기둥 웨브 40: 변단면 고정지지기둥
41: 변단면 고정지지기둥 양측 플랜지
42: 변단면 고정지지기둥 웨브

Claims (4)

  1. 양쪽 단부 일정구간에서 일정 폭을 유지하고 중앙부쪽으로 폭을 직선적으로 점차 증가시켜 중앙부 일정구간에서는 단부측 플랜지 폭보다 큰 폭을 갖는 상,하부 플랜지(11,12);
    상,하부 플랜지(11,12)를 간격을 두고 평행하게 배치하고 상,하부 플랜지(11,12) 사이에서 상,하부 플랜지(11,12)에 수직하게 배치되어 이들을 연결하도록 접합하는 웨브(13);를 포함하는 H자형 단면형상의 길이재로 제작되어 단순지지되는 양단부에서 필요 이상의 단면이 사용되지 않는 것을 특징으로 하는 변단면 플랜지 철골 보.
  2. 양쪽 단부 일정구간에서 일정 폭을 유지하고 중앙부쪽으로 폭을 직선적으로 점차 감소시켜 중앙부 일정구간에서는 단부측 플랜지 폭보다 작은 폭을 갖는 상,하부 플랜지(21,22);
    상,하부 플랜지(21,22)를 간격을 두고 평행하게 배치하고 상,하부 플랜지(21,22) 사이에서 상,하부 플랜지(21,22)에 수직하게 배치되어 이들을 연결하도록 접합하는 웨브(23);를 포함하는 H자형 단면형상의 길이재로 제작되어 고정지지되는 양단부에 비해 작은 저항능력이 요구되는 중앙부에서 필요 이상의 단면이 사용되지 않는 것을 특징으로 하는 변단면 플랜지 철골 보.
  3. 기둥 상부의 일정구간에서 일정 폭을 유지하고 중앙부쪽으로 폭을 직선적으로 점차 감소시켜 기둥 하부 일정구간에서는 기둥 상부의 플랜지 폭보다 작은 폭은 갖는 양측 플랜지(31,31); 양측 플랜지(31,31)를 간격을 두고 평행하게 배치하고 양측 플랜지(31,31) 사이에서 양측 플랜지(31,31)에 수직하게 배치되어 이들을 연결하도록 접합하는 웨브(32)를 포함하는 H자형 단면형상의 길이재로 제작되는 변단면 단순지지기둥(30)의 하부측 일단을 바닥슬래브에 단순지지되도록 접합하고;
    양쪽 단부 일정구간에서 일정 폭을 유지하고 중앙부쪽으로 폭을 직선적으로 점차 감소시켜 중앙부 일정구간에서는 단부측 플랜지 폭보다 작은 폭을 갖는 상,하부 플랜지(21,22); 상,하부 플랜지(21,22)를 간격을 두고 평행하게 배치하고 상,하부 플랜지(21,22) 사이에서 상,하부 플랜지(21,22)에 수직하게 배치되어 이들을 연결하도록 접합하는 웨브(23);를 포함하는 H자형 단면형상의 길이재로 제작되는 변단면 큰보(20)의 양단부를 인접하는 변단면 단순지지기둥(30) 상단 사이에 강접하고;
    양쪽 단부 일정구간에서 일정 폭을 유지하고 중앙부쪽으로 폭을 직선적으로 점차 증가시켜 중앙부 일정구간에서는 단부측 플랜지 폭보다 큰 폭을 갖는 상,하부 플랜지(11,12); 상,하부 플랜지(11,12)를 간격을 두고 평행하게 배치하고 상,하부 플랜지(11,12) 사이에서 상,하부 플랜지(11,12)에 수직하게 배치되어 이들을 연결하도록 접합하는 웨브(13);를 포함하는 H자형 단면형상의 길이재로 제작되는 변단면 작은보(10)를 변단면 큰보(20) 사이에 배치하여 변단면 작은보(10)의 양단을 변단면 큰보(20)의 중앙부에 단순지지되도록 핀접합하여 구성되는 것을 특징으로 하는 철골 라멘 골조.
  4. 기둥 상부와 기둥 하부의 일정구간에서 일정 폭을 유지하고 중앙부쪽으로 폭을 직선적으로 점차 감소시켜 중앙부 일정구간에서는 기둥 상하부 플랜지 폭보다 작은 폭을 갖는 양측 플랜지(41,41); 양측 플랜지(41,41)를 간격을 두고 평행하게 배치하고 양측 플랜지(41,41) 사이에서 양측 플랜지(41,41)에 수직하게 배치되어 이들을 연결하도록 접합하는 웨브(42)를 포함하는 H자형 단면형상의 길이재로 제작되는 변단면 고정지지기둥(40)의 하부측 일단이 바닥슬래브에 고정지지되도록 접합하고;
    양쪽 단부에서 일정구간에서 일정 폭을 유지하고 중앙부쪽으로 폭을 직선적으로 점차 감소시켜 중앙부 일정구간에서는 단부측 플랜지 폭보다 작은 폭을 갖는 상,하부 플랜지(21,22); 상,하부 플랜지(21,22)를 간격을 두고 평행하게 배치하고 상,하부 플랜지(21,22) 사이에서 상,하부 플랜지(21,22)에 수직하게 배치되어 이들을 연결하도록 접합하는 웨브(23);를 포함하는 H자형 단면형상의 길이재로 제작되는 변단면 큰보(20)의 양단부를 인접하는 변단면 고정지지기둥(40) 상단 사이에 강접하고;
    양쪽 단부 일정구간에서 일정 폭을 유지하고 중앙부쪽으로 폭을 직선적으로 점차 증가시켜 중앙부 일정구간에서는 단부측 플랜지 폭보다 큰 폭을 갖는 상,하부 플랜지(11,12); 상,하부 플랜지(11,12)를 간격을 두고 평행하게 배치하고 상,하부 플랜지(11,12) 사이에서 상,하부 플랜지(11,12)에 수직하게 배치되어 이들을 연결하도록 접합하는 웨브(13);를 포함하는 H자형 단면형상의 길이재로 제작되는 변단면 작은보(10)를 변단면 큰보(20) 사이에 배치하여 변단면 작은보(10)의 양단을 변단면 큰보(20)의 중앙부에 단순지지되도록 핀접합하여 구성되는 것을 특징으로 하는 철골 라멘 골조.
KR1020130032518A 2013-03-23 2013-03-27 변단면 플랜지 철골 보를 이용한 철골 라멘 골조 KR101470135B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20130019535 2013-03-23
KR1020130019535 2013-03-23

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140115894A true KR20140115894A (ko) 2014-10-01
KR101470135B1 KR101470135B1 (ko) 2014-12-05

Family

ID=51990112

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130032518A KR101470135B1 (ko) 2013-03-23 2013-03-27 변단면 플랜지 철골 보를 이용한 철골 라멘 골조

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101470135B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015054417A1 (en) * 2013-10-09 2015-04-16 Brigham Young University Structural members and related methods and systems
CN112282209A (zh) * 2020-10-22 2021-01-29 浙江精工钢结构集团有限公司 一种两端t型的h型钢梁及其加工方法

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101765213B1 (ko) * 2015-12-30 2017-08-04 주식회사 포스코건설 복부 관통형 케이블 정착 구조체
KR101676841B1 (ko) 2016-04-07 2016-11-17 (주) 제일크로스이앤씨 춤이 큰 데크 슬래브 설치를 위한 비대칭 변단면 철골보

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4343403B2 (ja) * 2000-06-02 2009-10-14 株式会社熊谷組 鋼製部材
JP2002322737A (ja) * 2001-04-25 2002-11-08 Shimizu Corp 高靱性柱脚構法
KR200363068Y1 (ko) * 2004-07-06 2004-09-23 김연호 단면력을 고려한 프리플렉스 합성보의 강형구조
KR100555248B1 (ko) * 2005-06-27 2006-03-03 노윤근 단면 강성이 증대된 강재ｉ빔 및 이를 이용한 교량시공방법

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015054417A1 (en) * 2013-10-09 2015-04-16 Brigham Young University Structural members and related methods and systems
US9200442B2 (en) 2013-10-09 2015-12-01 Brigham Young University Structural members and related methods and systems
CN112282209A (zh) * 2020-10-22 2021-01-29 浙江精工钢结构集团有限公司 一种两端t型的h型钢梁及其加工方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR101470135B1 (ko) 2014-12-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6026638B2 (ja) 少なくとも１つのクレーンガーダーを備えるクレーン、特に橋形クレーン又はガントリークレーン
KR101178381B1 (ko) 각형강관을 이용한 프리캐스트 콘크리트 합성기둥 및 이의 제작방법
KR101499343B1 (ko) 보강형 조립 강재 보, 이를 포함하는 하이브리드 합성보 및 이를 이용한 구조물
EP2666924A2 (en) Truss structure using a material having a pi-shaped cross-section as an upper chord
JP2009526150A (ja) モジュラー強化構造ビーム及び接続ビームシステム
CN107386462B (zh) 单边屈曲约束式钢梁柱连接节点和钢结构建筑
KR102079008B1 (ko) 단부모멘트 및 휨 저항력이 보강된 보와 기둥의 이-지(ez) 결합구조
KR20140051434A (ko) 스팬이 넓은 정적 구조물
KR101125917B1 (ko) 프리스트레스가 도입된 강콘크리트 합성보
KR101470135B1 (ko) 변단면 플랜지 철골 보를 이용한 철골 라멘 골조
KR100896173B1 (ko) 장지간 빔, 이를 포함하는 무주 구조물, 무주 주차 구조물 및 장지간 빔의 제조방법 및 무주 구조물 시공방법
CN109403465B (zh) 一种钢-混凝土组合节点及其制作方法
KR101896971B1 (ko) 내진접합부를 가지는 철골구조물
KR101299700B1 (ko) 최적화된 부재 단면과 층고 절감이 가능한 라멘식 철골구조물
KR101418758B1 (ko) 원호형 변단면 강재 거더, 원호형 변단면 강재 거더를 갖는 교량 및 원호형 변단면 강재 거더의 제조방법
KR100693005B1 (ko) 하이브리드 빔
EP1947259B1 (en) System of truss structures for intermediate and heavy loads for forming, shoring, scaffolding or the like
JP2002266317A (ja) 橋梁用連続桁
KR20180073201A (ko) 합성보 및 이의 시공방법
KR102122889B1 (ko) 앵글형 선조립 기둥
KR101454888B1 (ko) 수평의 슬래브 지지부가 구비된 원형 강관 거더 및 이를 이용한 거더 교량
CN109372099A (zh) 一种装配式钢结构交错桁架体系及施工方法
KR101590065B1 (ko) 조립형 합성 트러스거더 및 그 시공방법
KR101825580B1 (ko) 철골-프리캐스트 콘크리트 합성보
KR102107666B1 (ko) 장스팬 합성보 및 이를 이용한 장스팬 구조 시공 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171018

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181127

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191028

Year of fee payment: 6