KR20170040022A - 광폭 psc 하부플랜지와 단면확대용 상부플랜지를 갖는 하이브리드 보 및 이를 이용한 구조물 - Google Patents

광폭 psc 하부플랜지와 단면확대용 상부플랜지를 갖는 하이브리드 보 및 이를 이용한 구조물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광폭 PSC 하부플랜지와 단면확대용 상부플랜지를 갖는 하이브리드 보 및 이를 이용한 구조물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 별도의 전단연결재 없이 현장타설 콘크리트와의 일체성을 확보할 수 있으며 슬래브 철근이 상부와 하부에 모두 연속되도록 배근될 수 있어 수평 전단내력 향상을 도모하고 인접하는 슬래브 사이 및 보와 슬래브의 연속성이 극대화되며 시공 하중 작용시나 현장타설 콘크리트와 합성 후에도 압축존이 보강되는 광폭 PSC 하부플랜지와 단면확대용 상부플랜지를 갖는 하이브리드 보 및 이를 이용한 구조물에 관한 것이다.
본 발명의 적절한 실시형태에 따른 광폭 PSC 하부플랜지와 단면확대용 상부플랜지를 갖는 하이브리드 보는 높이 보다 넓은 폭을 갖는 단면과 일정한 길이를 갖도록 프리스트레스트 콘크리트로 구성되는 광폭 하부플랜지; 하단에는 길이방향으로 일정 간격을 두고 관통홀이 형성되는 한 쌍의 강판으로 구성되며 일정한 간격으로 서로 평행하게 이격되어 관통홀이 광폭 하부플랜지 상부로 노출되도록 하단이 광폭 하부플랜지에 매립되는 매립철골 웨브; 매립철골 웨브의 상단에 구성되어 압축존을 보강하는 단면확대용 상부플랜지; 및 양측 단면확대용 상부플랜지를 연결하는 간격유지재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

광폭 PSC 하부플랜지와 단면확대용 상부플랜지를 갖는 하이브리드 보 및 이를 이용한 구조물{Hybrid beam with wide PSC lower flange and enlarged section upper flange and structure frame using the same}
본 발명은 광폭 PSC 하부플랜지와 단면확대용 상부플랜지를 갖는 하이브리드 보 및 이를 이용한 구조물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 별도의 전단연결재 없이 현장타설 콘크리트와의 일체성을 확보할 수 있으며 슬래브 철근이 상부와 하부에 모두 연속되도록 배근될 수 있어 수평 전단내력 향상을 도모하고 인접하는 슬래브 사이 및 보와 슬래브의 연속성이 극대화되며 시공 하중 작용시나 현장타설 콘크리트와 합성 후에도 압축존이 보강되는 광폭 PSC 하부플랜지와 단면확대용 상부플랜지를 갖는 하이브리드 보 및 이를 이용한 구조물에 관한 것이다.
최근 들어 건설재료가 갖는 고유의 단점을 상호보완하고 각각의 구조재료가 갖는 장점을 극대화하기 위하여 부재의 거동특성에 부합하도록 합성 및 복합구조를 활발히 적용하고 있으며, 이러한 요건을 만족하는 구조형식 중 건물의 층고를 감소시키고 용이한 시공을 통해 공기를 줄일 목적으로 철골과 콘크리트 부재가 상호 일체로 형성되어 있는 철골 콘크리트 복합보가 있다.
본 발명의 배경이 되는 기술로는 특허등록 10-0401671‘프리스트레스트 프리캐스트 콘크리트 패널을 이용한 합성보'(특허문헌1)이 있다. 이 특허는 "하부 플랜지에 소정 간격으로 볼트구멍이 형성되어 있는 철골보; 길이 방향으로 PC강선이 매립되는 PC패널; 및, PC패널과 철골보의 접합을 위해 설치되는 접합수단; 을 포함하되, 접합수단은 상면이 PC패널의 상부면과 일치하도록 PC패널 내부에 매립되는 플레이트와; 양단부에 형성된 나사부가 플레이트를 관통하여 노출되도록 PC패널 내부에 매립되는 고력볼트;로 구성되어, 철골보에 형성된 볼트구멍에 고력볼트를 끼운 후 너트를 체결함으로써 철골보와 PC패널이 접합되는 것을 특징으로 하는 프리스트레스트 프리캐스트 콘크리트 패널을 이용한 합성보"를 제안한다.
이 특허가 제안하는 합성보는 상하로 높은 개방단면 구조를 갖고 있어 연직하중에 대해 단면의 뒤틀림이나 부재의 횡좌굴이 발생하는 문제점이 있었으며, 이를 광폭 단면구조로 제작할 경우 더욱 구조적 안정성에 문제가 발생할 뿐만 아니라 슬래브 지점간격을 좁히기가 곤란한 문제점이 있었다. 또한, 슬래브 형성을 위해서는 동바리, 잭서포트 등의 별도의 가설공정이 요구되며 강,콘크리트 사이의 합성을 위해서 별도의 전단연결재가 요구된다는 문제점이 있었다.
특허등록 제10-0401671호‘프리스트레스트 프리캐스트 콘크리트 패널을 이용한 합성보'
본 발명은 상술한 종래기술이 가지는 문제점을 해결하기 위한 것으로 층고절감이 가능하면서도 별도의 가설공정이 요구되지 않고 현장타설 콘크리트가 밀실하게 타설될 수 있으며 전단 합성 작용을 구현하여 현장타설 콘크리트와의 일체성을 확보할 수 있는 광폭 PSC 하부플랜지와 단면확대용 상부플랜지를 갖는 하이브리드 보 및 이를 이용한 구조물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 슬래브 철근이 상부와 하부에 모두 연속되도록 배근될 수 있어 수평 전단내력 향상을 도모하고 인접하는 슬래브 사이 및 보와 슬래브의 연속성이 극대화되며 시공 하중 작용시나 현장타설 콘크리트와 합성 후에 압축존이 보강되며 별도의 전단연결재를 설치할 필요가 없는 광폭 PSC 하부플랜지와 단면확대용 상부플랜지를 갖는 하이브리드 보 및 이를 이용한 구조물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 적절한 실시형태에 따른 광폭 PSC 하부플랜지와 단면확대용 상부플랜지를 갖는 하이브리드 보는 높이 보다 넓은 폭을 갖는 단면과 일정한 길이를 갖도록 프리스트레스트 콘크리트로 구성되는 광폭 하부플랜지; 하단에는 길이방향으로 일정 간격을 두고 관통홀이 형성되는 한 쌍의 강판으로 구성되며 일정한 간격으로 서로 평행하게 이격되어 관통홀이 광폭 하부플랜지 상부로 노출되도록 하단이 광폭 하부플랜지에 매립되는 매립철골 웨브; 매립철골 웨브의 상단에 구성되어 압축존을 보강하는 단면확대용 상부플랜지; 및 양측 단면확대용 상부플랜지를 연결하는 간격유지재를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 단면확대용 상부플랜지는, 철근, 각봉, 각형이나 원형의 단면을 갖는 강관 및 강관 내부에 시멘트계 충진재를 충진한 것 중 어느 하나로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 간격유지재는, 철근, ㄱ형강, ㄷ형강 및 각형이나 원형의 단면을 갖는 강관 중 어느 하나로 구성되어, 단면확대용 상부플랜지의 길이방향으로 일정한 간격을 두고 양측 단면확대용 상부플랜지를 수직하게 연결하는 것을 특징으로 한다.
또한, 간격유지재는, 철근, ㄱ형강, ㄷ형강 및 각형이나 원형의 단면을 갖는 강관 중 어느 하나로 구성되어, 단면확대용 상부플랜지의 길이방향으로 양측 단면확대용 상부플랜지를 지그재그 형상으로 연속적으로 연결하는 것을 특징으로 한다.
한편, 매립철골 웨브의 길이방향 양단부 일정 구간에는 관통홀이 생략되어 전단강도를 증진시키는 것을 특징으로 한다.
여기서, 하부는 광폭 하부플랜지에 매립되고 상부는 한 쌍의 매립철골 웨브를 둘러싸도록 구성되는 스터럽이 양단부 또는 전 구간에 더 구성되어 전단강도를 증진시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 강판으로 구성되는 수직스티프너가 하부는 광폭 하부플랜지에 매립되고 상부는 한 쌍의 매립철골 웨브 사이에 결합하도록 더 구성되어 전단강도를 증진시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 적절한 실시형태에 따른 광폭 PSC 하부플랜지와 단면확대용 상부플랜지를 갖는 하이브리드 보는 평면계획에 따라 설치되는 기둥; 기둥의 상단에 양단이 거치되는 광폭 PSC 하부플랜지와 단면확대용 상부플랜지를 갖는 하이브리드 보; 골의 위치를 매립철골 웨브의 관통홀에 일치시키도록 광폭 하부플랜지 상단에 양단이 거치되는 데크플레이트; 매립철골 웨브의 관통홀을 관통하도록 배근되는 슬래브 철근; 및 데크플레이트 상부 및 광폭 하부플랜지 상부에 타설 양생되어 슬래브로 구성되는 현장타설 콘크리트;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 부모멘트 구간의 기둥 보 접합부에서 기둥 상단에 양측으로 인접한 광폭 플랜지 상단에 슬래브 철근이 연속적으로 배근되어 모멘트 저항골조로 설계되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 광폭 PSC 하부플랜지와 단면확대용 상부플랜지를 갖는 하이브리드 보 및 이를 이용한 구조물은 단면 하부에 위치하는 광폭 플랜지에 프리스트레스가 도입됨으로 강성 및 강도가 증진되며 광폭의 하부플랜지 상면에 데크 플레이트가 거치되므로 층고절감이 가능하며 특히 일반 피씨 부재에 비해 상대적으로 작은 면적의 광폭 하부플랜지에만 프리스트레스가 도입되기 때문에 기존의 피씨 부재에 비해 인장측 콘크리트에 높은 압축응력이 도입되므로 현장타설 콘크리트와 합성 이후에 휨 균열강도가 매우 높다는 장점이 있다. 따라서, 사용하중 상태에서 처짐제어를 극대화할 수 있으며, 광폭 하부플랜지를 통해 층고절감이 용이하므로 장경간 구조물에 유용히 활용될 수 있다는 효과가 있으며, 광폭 하부플랜지는 데크플레이트가 거치될 수 있도록 충분한 폭을 갖도록 구성되므로 데크플레이트의 양단이 광폭 하부플랜지 상면에 거치될 수 있어서 동바리, 잭서포트 등의 별도의 가설공정이 생략될 수 있는 장점이 있다. 특히, 매립철골 웨브를 광폭 하부플랜지에 매립하도록 공장에서 프리캐스트 형식으로 제작되므로 현장에서는 부재의 배치 및 콘크리트 타설 작업만 이루어지기 때문에 시공성이 우수하고 공기단축을 통한 간접비 절감을 극대화할 수 있는 효과가 있다.
또한, 매립철골 웨브의 상단부는 열린 단면을 제공하기 때문에 현장타설 콘크리트가 광폭 하부플랜지 상부로 밀실하게 타설될 수 있으며 특히, 매립철골 웨브의 하단에는 길이방향으로 일정 간격을 두고 형성되는 관통홀을 통하여 현장타설 콘크리트가 충진되어 다웰 작용(Dowel action)을 통해 전단 합성 작용을 구현하며 슬래브 연속철근이 관통하도록 배근하면 슬래브의 상부와 하부에 모두 슬래브 철근이 연속화되어 수평 전단내력 향상을 도모하고 인접하는 슬래브 사이 및 보와 슬래브의 연속성을 극대화되는 효과가 있다.
또한, 단면확대용 상부플랜지는 시공하중 작용시 압축측 저항기구로써 활용되므로 작업자 및 상부 하중에 의하여 매립철골 웨브의 형태가 변형되는 경우가 발생하는 것을 방지하며, 현장타설 콘크리트와 합성 후에는 보의 중앙부에 발생하는 큰 휨모멘트에 의하여 보의 상단에 발생하게 되는 큰 압축력에 대한 강도와 강성을 보강하는 효과가 있다.
또한, 간격유지재는 시공하중 작용시 단면확대용 상부플랜지의 좌굴장을 줄여서 횡좌굴을 방지하고 작업자의 작업발판으로 역할할 수 있으며 매립철골 웨브와 단면확대용 상부플랜지의 열린 단면의 단면력을 보강하며 현장타설 콘크리트와의 합성 후에는 단면확대용 상부플랜지와 함께 압축력에 대한 강도와 강성을 보강하는 동시에 전단연결재로 역할하므로 별도의 전단연결재를 설치할 필요가 없다는 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 본 발명의 일실시예에 따른 광폭 PSC 하부플랜지와 단면확대용 상부플랜지를 갖는 하이브리드 보의 사시도이고, 도 2는 도 1의 단면도이다.
도 3a는 본 발명에 따른 광폭 PSC 하부플랜지와 단면확대용 상부플랜지를 갖는 하이브리드 보를 이용하여 슬래브를 형성하는 것을 설명하기 위한 사시도이고, 도 3b는 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 광폭 PSC 하부플랜지와 단면확대용 상부플랜지를 갖는 하이브리드 보를 이용하여 슬래브를 형성하는 것을 설명하기 위한 다른 사시도이다.
도 5는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 광폭 PSC 하부플랜지와 단면확대용 상부플랜지를 갖는 하이브리드 보의 사시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 광폭 PSC 하부플랜지와 단면확대용 상부플랜지를 갖는 하이브리드 보를 이용한 구조물의 사시도이다.
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 본 발명의 일실시예에 따른 광폭 PSC 하부플랜지와 단면확대용 상부플랜지를 갖는 하이브리드 보의 사시도이고, 도 2는 도 1의 단면도이다.
본 발명에 따른 광폭 PSC 하부플랜지와 단면확대용 상부플랜지를 갖는 하이브리드 보는 높이 보다 넓은 폭을 갖는 단면과 일정한 길이를 갖도록 프리스트레스트 콘크리트로 구성되는 광폭 하부플랜지(10); 한 쌍의 강판으로 구성되며 일정한 간격으로 서로 평행하게 이격되어 하단이 광폭 하부플랜지(10)에 매립되는 매립철골 웨브(20); 매립철골 웨브(20)의 상단에 구성되어 압축존을 보강하는 단면확대용 상부플랜지(30); 및 양측 단면확대용 상부플랜지(30,30)를 연결하는 간격유지재(40)를 포함하여 구성된다.
광폭 하부플랜지(10)는 프리스트레스트 프리캐스트 콘크리트(PSC)로 구성되는 것으로 매립철골 웨브(20)의 하단을 매립하도록 일체로 구성된다. PS 강연선, PS 강봉 등으로 이루어진 긴장재(11)를 긴장하여 프리스트레스를 도입하는 방법이나 주철근(12)과 띠철근(13)을 배근하여 프리캐스트 콘크리트로 구성하는 방법은 이 분야에 공지된 임의의 방법을 따르는 것으로 특정한 것에 제한되지 않는다.
단면 하부에 위치하는 광폭 하부플랜지(10)에는 프리스트레스가 도입됨으로 강성 및 강도가 증진되어 층고절감이 가능하며 특히 일반 피씨 부재에 비해 상대적으로 작은 면적의 광폭 하부플랜지(10)에만 프리스트레스가 도입되기 때문에 기존의 피씨 부재에 비해 인장측 콘크리트에 높은 압축응력이 도입되므로 현장타설 콘크리트와 합성 이후에 휨 균열강도가 매우 높다는 장점이 있다. 따라서, 사용하중 상태에서 처짐제어를 극대화할 수 있으며, 광폭의 하부플랜지(10) 상면에 데크 플레이트가 거치되어 층고절감이 용이하므로 장경간 구조물에 매우 적합하다.
본 발명에 따른 광폭 PSC 하부플랜지와 단면확대용 상부플랜지를 갖는 하이브리드 보는 상부에 현장타설 콘크리트와 함께 슬래브를 구성하게 되는데(이후에 상세히 설명) 매립철골 웨브(20)는 일반 H형강 보의 웨브와 마찬가지로 전단력에 저항하는 수단임과 동시에 광폭 하부플랜지(10)와 현장타설 콘크리트 사이를 일체화하는 수단이다. 매립철골 웨브의 상단부는 열린 단면을 제공하기 때문에 현장타설 콘크리트가 광폭 하부플랜지(10) 상부로 밀실하게 타설될 수 있으며 특히, 매립철골 웨브(20)의 하단에는 길이방향으로 일정 간격을 두고 광폭 하부플랜지(10) 상부로 노출되도록 관통홀(21)이 형성되는데, 이는 관통홀(21)을 통하여 현장타설 콘크리트가 충진되어 다웰 작용(Dowel action)을 통해 전단 합성 작용을 구현한다.
일반적으로 피씨 부재가 제작되는 경우에는 피씨 부재와 현장타설 콘크리트 부분의 경계면에서 발생하는 수평전단력에 대해 저항하도록 피씨 부재 표면에 거친 면처리를 해야하는데 본 발명에 따르면 매립철골 웨브(20)가 수평전단력에 대해 저항하므로 광폭 하부플랜지(10)에는 별도의 거친 면처리가 요구되지 않는 장점이 있다.
또한, 매립철골 웨브(20)의 관통홀(21)에는 슬래브 철근이 연속되도록 관통하여 배근되는 것을 가능하게 함으로 수평 전단내력 향상을 도모할 수 있으며 인접하는 슬래브 사이 및 보와 슬래브의 연속성을 극대화할 수 있으며 전기/배관용 설비공간으로도 활용가능하다.
하단에 관통홀(21)이 일정하게 구성되는 한 쌍의 매립철골 웨브(20,20)는 대칭되는 형상으로 구성할 수 있으므로 하나의 강판을 톱니 모양의 지그재그 형상으로 절단하여 허니콤 보 형식으로 제작될 수 있으며 이에 따라 제작공정에서 발생되는 강재 부산물을 최소화할 수 있다.
매립철골 웨브(20)는 도시된 바와 같이 평판의 강판으로 이루어질 수 있으나 도시되지 않았지만 파형 강판이 사용될 수 있고, 파형 강판으로 구성할 경우 콘크리트의 접촉 면적이 증가하여 부착강도를 높일 수 있다.
단면확대용 상부플랜지(30)는 매립철골 웨브(20)의 상단 즉, 합성보 단면의 상단부인 압축존에 구성되어 시공하중 작용시 압축측 저항기구로써 활용되는 것으로 작업자 및 상부 하중에 의하여 매립철골 웨브(20)의 형태가 변형되는 경우가 발생하는 것을 방지하는 수단이다. 또한, 보의 중앙부에서는 큰 휨모멘트가 발생하는데 이때 단면확대용 상부플랜지(30)는 휨모멘트에 의하여 보의 상단에 발생하게 되는 큰 압축력에 대한 강도와 강성을 보강하는 수단이다.
단면확대용 상부플랜지(30)는 도시된 바와 같이 각봉으로 구성될 수 있으며 또한 도시하지는 않았지만 각봉으로 구성되는 것에 제한되지 않으며 다양한 부재로 구성될 수 있는 것으로 예를 들면 철근이나 각형이나 원형의 단면을 갖는 강관으로 구성되거나 강관 내부에 시멘트계 충진재를 충진하여 구성할 수도 있다. 단면확대용 상부플랜지(30)는 매립철골 웨브(20)의 상단에 용접 등의 이 분야에 임의 공지된 방법으로 접합시켜 제작할 수 있다.
간격유지재(40)는 양측 단면확대용 상부플랜지(30,30)가 일정한 간격을 갖도록 연결하는 수단임과 동시에 단면확대용 상부플랜지(30)와 함께 압축존을 보강하는 수단이다. 즉, 시공하중 단계에서는 단면확대용 상부플랜지(30,30)의 간격을 유지하는 동시에 단면확대용 상부플랜지(30)의 좌굴장을 줄여서 횡좌굴을 방지하고 작업자의 작업발판으로 역할할 수 있으며 매립철골 웨브(20)와 단면확대용 상부플랜지(30)의 열린 단면의 단면력을 보강한다. 또한, 현장타설 콘크리트와의 합성 후에는 전단연결재의 역할을 할 수 있으며 단면확대용 상부플랜지(30)와 함께 휨모멘트에 의하여 보의 상단에 발생하게 되는 큰 압축력에 대한 강도와 강성을 보강한다.
간격유지재(40)는 철근, ㄱ형강, ㄷ형강 또는 각형이나 원형의 단면을 갖는 강관으로 구성될 수 있다.
도 3a는 본 발명에 따른 광폭 PSC 하부플랜지와 단면확대용 상부플랜지를 갖는 하이브리드 보를 이용하여 슬래브를 형성하는 것을 설명하기 위한 사시도이고, 도 3b는 단면도이다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 광폭 PSC 하부플랜지와 단면확대용 상부플랜지를 갖는 하이브리드 보는 상부에 현장타설 콘크리트와 함께 슬래브를 구성하게 되는데 이를 다시 자세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 광폭 PSC 하부플랜지와 단면확대용 상부플랜지를 갖는 하이브리드 보의 광폭 하부플랜지(10) 상부에는 데크플레이트(1)의 단부가 거치되며, 슬래브 철근(2)이 매립철골 웨브(20)를 관통하여 연속되도록 배근되고 데크플레이트(1) 상부 및 광폭 하부플랜지(10) 상부에 현장타설 콘크리트(3)가 타설 양생되어 슬래브로 구성된다.
광폭 하부플랜지(10)는 데크플레이트(1)가 거치될 수 있도록 충분한 폭을 갖도록 구성되며 데크플레이트(1)의 양단이 광폭 하부플랜지(10) 상면에 거치될 수 있어서 동바리, 잭서포트 등의 별도의 가설공정이 생략될 수 있는 장점이 있다.
도 3b에 도시된 바와 같이 매립철골 웨브(20)는 광폭 하부플랜지(10) 상부에 타설되는 현장타설 콘크리트(3)에 매립되어 광폭 하부플랜지(10)와 현장타설 콘크리트(3)를 일체화한다. 즉, 보와 슬래브의 일체화를 위한 별도의 전단연결재를 생략할 수 있는 장점이 있다. 특히, 매립철골 웨브(20)의 관통홀(21)을 통하여 현장타설 콘크리트(3)가 충진되어 다웰 작용(Dowel action)을 통해 전단 합성 작용을 구현한다.
단면확대용 상부플랜지(30)는 도 3a에 도시된 바와 같이 현장타설 콘크리트(3)가 타설되기 전의 시공단계에는 압축측 저항기구로써 활용되는 것으로 작업자 및 상부 하중에 의하여 매립철골 웨브(20)의 형태가 변형되는 경우가 발생하는 것을 방지하며 도 3b에 도시된 바와 같이 현장타설 콘크리트(3)와 합성 후에는 보의 중앙부에 발생하는 큰 휨모멘트에 의하여 보의 상단에 발생하게 되는 큰 압축력에 대하여 강도와 강성을 보강한다.
또한 간격유지재(40)는 도 3a에 도시된 바와 같이 현장타설 콘크리트(3)가 타설되기 전의 시공단계에서 양측 단면확대용 상부플랜지(30,30)의 좌굴장을 줄여서 횡좌굴을 방지하고 작업자의 작업발판으로 역할할 수 있으며 매립철골 웨브(20)와 단면확대용 상부플랜지(30)의 열린 단면의 단면력을 보강하며 도 3b에 도시된 바와 같이 현장타설 콘크리트와의 합성 후에는 전단연결재로 역할하며 동시에 압축존을 보강한다.
도 4는 본 발명에 따른 광폭 PSC 하부플랜지와 단면확대용 상부플랜지를 갖는 하이브리드 보를 이용하여 슬래브를 형성하는 것을 설명하기 위한 다른 사시도이다.
이상과 같이 본 발명에 따른 광폭 PSC 하부플랜지와 단면확대용 상부플랜지를 갖는 하이브리드 보를 이용하여 슬래브를 형성할 때에는 도 4에 도시된 바와 같이 매립철골 웨브(20)의 관통홀(21)과 데크플레이트(1)의 골의 위치를 일치시켜 매립철골 웨브(20)의 관통홀(21)에 슬래브 연속철근이 관통하도록 배근하여 슬래브의 상부와 하부에 모두 슬래브 철근(2)이 연속화되어 수평 전단내력 향상을 도모하고 인접하는 슬래브 사이 및 보와 슬래브의 연속성을 극대화하는 것이 바람직하다. 한편, 도시하지는 않았으나 매립철골 웨브(20)의 관통홀(21)을 전기/배관용 설비공간으로도 활용할 수도 있다.
도 5는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 광폭 PSC 하부플랜지와 단면확대용 상부플랜지를 갖는 하이브리드 보의 사시도이다.
앞서 살펴본 실시예에서는 간격유지재(40)가 단면확대용 상부플랜지(30)의 길이방향으로 일정한 간격을 두고 양측 단면확대용 상부플랜지(30,30)를 수직하게 연결하였는데 본 발명은 이에 제한되지 않으며 구조설계에 있어서 휨모멘트가 크게 작용하여 압축측에 위치하는 단면확대용 상부플랜지(30)에 큰 압축력이 작용하는 경우에는 도 5a에 도시된 바와 같이 간격유지재(41)를 트러스 형태로 제작하여 간격유지재(41)를 단면확대용 상부플랜지(30)의 길이방향으로 양측 단면확대용 상부플랜지(30,30)를 지그재그 형상으로 연속적으로 연결할 수 있다.
또한, 설계하중 또는 전단력이 매우 큰 경우에는 도 5b에 도시된 바와 같이 매립철골 웨브(20)의 양단부에 관통홀(21)을 생략하거나 도 5c에 도시된 바와 같이 하부는 광폭 하부플랜지(10)에 매립되고 상부는 한 쌍의 매립철골 웨브(20,20)를 둘러싸도록 구성되는 스터럽(50)을 하이브리드 보의 양단부에 더 구성할 수 있으며 또는 도 5d에 도시된 바와 같이 하이브리드 보의 전 구간을 스터럽(50)으로 보강할 수 있다. 또는 도 5e에 도시된 바와 같이 스터럽(50) 대신에 강판으로 구성되는 수직스티프너(60)를 하부는 광폭 하부플랜지(10)에 매립되고 상부는 한 쌍의 매립철골 웨브(20) 사이에 결합하도록 구성하여 하이브리드 보의 양단부를 보강하여 전단강도를 증진시킬 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 광폭 PSC 하부플랜지와 단면확대용 상부플랜지를 갖는 하이브리드 보를 이용한 구조물의 사시도이다.
본 발명에 따른 광폭 PSC 하부플랜지와 단면확대용 상부플랜지를 갖는 하이브리드 보는 설계하중의 크기가 작은 경우에는 단순지지로 설계될 수 있으며 토목분야의 라멘교량에도 적용이 가능하다.
또는 도 6에 도시된 바와 같이 단부 부모멘트 영역에서 슬래브 철근(2)을 연속적으로 배근하여 모멘트 저항골조로 설계될 수 있다.
기둥(4)의 상단에 기둥 주근(5)을 방해하지 않는 범위에서 광폭 하부플랜지(10)의 양단을 거치하고, 데크플레이트(1)의 양단을 광폭 하부플랜지(10)에 거치하며, 슬래브 철근(2)을 배근하고, 현장타설 콘크리트(3)를 타설 양생하여 골조를 형성하는데, 부모멘트 구간의 기둥 보 접합부에서는 슬래브 철근(2)을 데크플레이트(1) 상부에서 연속적으로 배근할 뿐만 아니라 기둥(4) 상단에 양측으로 인접한 광폭 하부플랜지(10,10) 상단에 슬래브 철근(2)을 연속적으로 배근하여 모멘트 저항골조로 설계될 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 따르면, 단면 하부에 위치하는 광폭 하부플랜지에는 프리스트레스가 도입됨으로 강성 및 강도가 증진되어 층고절감이 가능하며 특히 일반 피씨 부재에 비해 상대적으로 작은 면적의 광폭 하부플랜지에만 프리스트레스가 도입되기 때문에 기존의 피씨 부재에 비해 인장측 콘크리트에 높은 압축응력이 도입되므로 현장타설 콘크리트와 합성 이후에 휨 균열강도가 매우 높다는 장점이 있다. 따라서, 사용하중 상태에서 처짐제어를 극대화할 수 있으며, 광폭 하부플랜지를 통해 층고절감이 용이하므로 장경간 구조물에 유용히 활용될 수 있다. 광폭 하부플랜지는 데크플레이트가 거치될 수 있도록 충분한 폭을 갖도록 구성되므로 데크플레이트의 양단이 광폭 하부플랜지에 거치될 수 있어서 동바리, 잭서포트 등의 별도의 가설공정이 생략될 수 있는 장점이 있다. 매립철골 웨브를 매립하도록 공장에서 프리캐스트 형식으로 제작되므로 현장에서는 부재의 배치 및 콘크리트 타설 작업만 이루어지기 때문에 시공성이 우수하고 공기단축을 통한 간접비 절감을 극대화할 수 있다.
또한, 매립철골 웨브의 상단부는 열린 단면을 제공하기 때문에 현장타설 콘크리트가 광폭 하부플랜지 상부로 밀실하게 타설될 수 있으며 특히, 매립철골 웨브의 하단에는 길이방향으로 일정 간격을 두고 형성되는 관통홀을 통하여 현장타설 콘크리트가 충진되어 다웰 작용(Dowel action)을 통해 전단 합성 작용을 구현하며 슬래브 연속철근이 관통하도록 배근하면 슬래브의 상부와 하부에 모두 슬래브 철근이 연속화되어 수평 전단내력 향상을 도모하고 인접하는 슬래브 사이 및 보와 슬래브의 연속성을 극대화하된다.
또한, 단면확대용 상부플랜지는 시공하중 작용시 압축측 저항기구로써 활용되므로 작업자 및 상부 하중에 의하여 매립철골 웨브의 형태가 변형되는 경우가 발생하는 것을 방지하며, 현장타설 콘크리트와 합성 후에는 보의 중앙부에 발생하는 큰 휨모멘트에 의하여 보의 상단에 발생하게 되는 큰 압축력에 대한 강도와 강성을 보강한다.
또한, 간격유지재는 시공하중 작용시 단면확대용 상부플랜지의 좌굴장을 줄여서 횡좌굴을 방지하고 작업자의 작업발판으로 역할할 수 있으며 매립철골 웨브과 단면확대용 상부플랜지의 열린 단면의 단면력을 보강하며 현장타설 콘크리트와의 합성 후에는 단면확대용 상부플랜지와 함께 압축력에 대한 강도와 강성을 보강하는 동시에 전단연결재로 역할하므로 별도의 전단연결재를 설치할 필요가 없다.
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.
10: 광폭 하부플랜지 11: 긴장재
12: 주철근 13: 띠철근
20: 매립철골 웨브 21: 관통홀
30: 단면확대용 상부플랜지 40: 간격유지재
50: 스터럽 60: 수직스티프너
1: 데크플레이트 2: 슬래브 철근
3: 현장타설 콘크리트 4: 기둥
5: 기둥 주근

Claims (9)

  1. 높이 보다 넓은 폭을 갖는 단면과 일정한 길이를 갖도록 프리스트레스트 콘크리트로 구성되는 광폭 하부플랜지(10);
    하단에는 길이방향으로 일정 간격을 두고 관통홀(21)이 형성되는 한 쌍의 강판으로 구성되며 일정한 간격으로 서로 평행하게 이격되어 관통홀(21)이 광폭 하부플랜지(10) 상부로 노출되도록 하단이 광폭 하부플랜지(10)에 매립되는 매립철골 웨브(20);
    매립철골 웨브(20)의 상단에 구성되어 압축존을 보강하는 단면확대용 상부플랜지(30); 및
    양측 단면확대용 상부플랜지(30,30)를 연결하는 간격유지재(40)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 광폭 PSC 하부플랜지와 단면확대용 상부플랜지를 갖는 하이브리드 보.
  2. 제1항에 있어서,
    단면확대용 상부플랜지(30)는,
    철근, 각봉, 각형이나 원형의 단면을 갖는 강관 및 강관 내부에 시멘트계 충진재를 충진한 것 중 어느 하나로 구성되는 것을 특징으로 하는 광폭 PSC 하부플랜지와 단면확대용 상부플랜지를 갖는 하이브리드 보.
  3. 제1항에 있어서,
    간격유지재(40)는,
    철근, ㄱ형강, ㄷ형강 및 각형이나 원형의 단면을 갖는 강관 중 어느 하나로 구성되어,
    단면확대용 상부플랜지(30)의 길이방향으로 일정한 간격을 두고 양측 단면확대용 상부플랜지(30,30)를 수직하게 연결하는 것을 특징으로 하는 광폭 PSC 하부플랜지와 단면확대용 상부플랜지를 갖는 하이브리드 보.
  4. 제1항에 있어서,
    간격유지재(40)는,
    철근, ㄱ형강, ㄷ형강 및 각형이나 원형의 단면을 갖는 강관 중 어느 하나로 구성되어,
    단면확대용 상부플랜지(30)의 길이방향으로 양측 단면확대용 상부플랜지(30,30)를 지그재그 형상으로 연속적으로 연결하는 것을 특징으로 하는 광폭 PSC 하부플랜지와 단면확대용 상부플랜지를 갖는 하이브리드 보.
  5. 제1항에 있어서,
    매립철골 웨브(20)의 길이방향 양단부 일정 구간에는 관통홀(21)이 생략되어 전단강도를 증진시키는 것을 특징으로 하는 광폭 PSC 하부플랜지와 단면확대용 상부플랜지를 갖는 하이브리드 보.
  6. 제1항에 있어서,
    하부는 광폭 하부플랜지(10)에 매립되고 상부는 한 쌍의 매립철골 웨브(20,20)를 둘러싸도록 구성되는 스터럽(50)이 양단부 또는 전 구간에 더 구성되어 전단강도를 증진시키는 것을 특징으로 하는 광폭 PSC 하부플랜지와 단면확대용 상부플랜지를 갖는 하이브리드 보.
  7. 제1항에 있어서,
    강판으로 구성되는 수직스티프너(60)가 하부는 광폭 하부플랜지(10)에 매립되고 상부는 한 쌍의 매립철골 웨브(20) 사이에 결합하도록 더 구성되어 전단강도를 증진시키는 것을 특징으로 하는 광폭 PSC 하부플랜지와 단면확대용 상부플랜지를 갖는 하이브리드 보.
  8. 평면계획에 따라 설치되는 기둥(4);
    기둥(4)의 상단에 양단이 거치되는 제1항 내지 제7항에 기재된 광폭 PSC 하부플랜지와 단면확대용 상부플랜지를 갖는 하이브리드 보;
    골의 위치를 매립철골 웨브(20)의 관통홀(21)에 일치시키도록 광폭 하부플랜지(10) 상단에 양단이 거치되는 데크플레이트(1);
    매립철골 웨브(20)의 관통홀(21)을 관통하도록 배근되는 슬래브 철근(2); 및
    데크플레이트(1) 상부 및 광폭 하부플랜지(10) 상부에 타설 양생되어 슬래브로 구성되는 현장타설 콘크리트(3);를 포함하는 것을 특징으로 하는 광폭 PSC 하부플랜지와 단면확대용 상부플랜지를 갖는 하이브리드 보를 이용한 구조물.
  9. 제8항에 있어서,
    부모멘트 구간의 기둥 보 접합부에서 기둥(4) 상단에 양측으로 인접한 광폭 플랜지(10,10) 상단에 슬래브 철근(2)이 연속적으로 배근되어 모멘트 저항골조로 설계되는 것을 특징으로 하는 광폭 PSC 하부플랜지와 단면확대용 상부플랜지를 갖는 하이브리드 보를 이용한 구조물.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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KR20210135810A (ko) * 2020-05-06 2021-11-16 주식회사 포스코 합성보 및, 바닥구조체

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100401671B1 (ko) 2000-09-16 2003-10-11 (주) 동양구조안전기술 프리스트레스트 프리캐스트 콘크리트 패널을 이용한 합성보

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100815230B1 (ko) * 2006-10-17 2008-03-19 한국건설기술연구원 복부에 관통홀이 형성된 한 쌍의 강재빔을 포함하는프리캐스트 합성보를 이용한 합성바닥판 구조 및 그시공방법

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100401671B1 (ko) 2000-09-16 2003-10-11 (주) 동양구조안전기술 프리스트레스트 프리캐스트 콘크리트 패널을 이용한 합성보

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109057150A (zh) * 2018-08-31 2018-12-21 中建四局第四建筑工程有限公司 一种优化转换梁结构受力方法
KR20210135810A (ko) * 2020-05-06 2021-11-16 주식회사 포스코 합성보 및, 바닥구조체

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