KR20170131922A - 강 합성보용 강재 프레임 - Google Patents

Abstract

본 발명은 강 콘크리트 합성 보를 형성하기 위해 사용되는 강재 프레임에 관한 것으로,
좀 더, 구체적으로는 바닥판과 이의 양단에 상향으로 연결 구성되는 양 측판을 개별적인 낱개의 평판재로 구성하되 바닥판과 양 측판의 양 결합부위 및 측판의 상단에 각각 "ㄴ"자형 단면의 코너 앵글을 적용하여 채널형의 강재 보를 구성토록 함으로써 상기 코너 앵글이 채널형 강재 보의 하측 모서리를 결합하는 코너 결속편과 슬래브 콘크리트의 데크 플레이트를 지지하는 접속판을 구성하도록 함과 아울러 상기 강재 보의 벌어짐과 뒤틀림을 구속하도록 상기 접속판상에 길이 방향으로 다수개의 연결 바아를 지그재그 형태로 소정 간격으로 접합하여 구성되도록 한 것으로,
강재 프레임의 제조를 위해 각 조립 부재들을 특별하게 별도로 설계, 제작하는 번거로움을 배제하고 시중에서 용이하게 구입 가능한 원자재 형태의 코너앵글과 바아 및 강판재를 이용하여 강재 프레임을 구성하는 것이 가능토록 함으로써 제조과정의 대폭적인 단순화를 통해 제조비용의 절감을 기할 수 있으며, 전체적인 중량의 절감이 가능하여 취급이 용이하도록 한 것이다.

Description

강 합성보용 강재 프레임{THE COMPOSITENESS GIRDER}

본 발명은 강 콘크리트 합성 보를 형성하기 위해 사용되는 강재 프레임에 관한 것으로,

좀 더, 구체적으로는 바닥판과 이의 양단에 상향으로 연결 구성되는 양 측판을 개별적인 낱개의 평판재로 구성하되 바닥판과 양 측판의 양 결합부위 및 측판의 상단에 각각 "ㄴ"자형 단면의 코너 앵글을 적용하여 채널형의 강재 보를 구성토록 함으로써 상기 코너 앵글이 채널형 강재 보의 하측 모서리를 결합하는 코너 결속편과 슬래브 콘크리트의 데크 플레이트를 지지하는 접속판을 구성하도록 함과 아울러 상기 강재 보의 벌어짐과 뒤틀림을 구속하도록 상기 접속판상에 길이 방향으로 다수개의 연결 바아를 지그재그 형태로 소정 간격으로 접합하여 구성되도록 하여 강재 프레임의 제조를 위해 각 조립 부재들을 특별하게 별도로 설계, 제작하는 번거로움을 배제하고 시중에서 용이하게 구입 가능한 원자재 형태의 코너앵글과 바아 및 강판재를 이용하여 강재 프레임을 구성하는 것이 가능토록 함으로써 제조과정의 대폭적인 단순화를 통해 제조비용의 절감을 기할 수 있으며, 전체적인 중량의 절감이 가능하여 취급이 용이하도록 한 것이다.

최근 들어 건축 분야에서도 건설생산성의 향상을 통한 공기 단축 및 경제성 제고의 관점에서 기존의 습식 콘크리트 현장 타설 방식에 근간한 재래식 공법에서 탈피하여, 수직구조물인 기둥과 수평구조물인 보 등 주요 구조부재들을 단위 부재화하여 공장 등에서 기성 제작하고, 현장에서는 이들을 조립하여 건축물을 구축하는 방식이 사용되고 있다. 이러한 방식을 사용함에 따라 시공 효율성의 향상과 함께 품질 관리의 용이성, 인력 절감 등의 효과가 발생하는 바, 최근에는 다양한 방식의 조립 공법이 개발되고 있다.

이러한 조립식 공법에는 강재 프레임을 이용한 구조가 가장 널리 사용되고 있으며, 최근에는 철근 콘크리트 구조로서 이른바 프리캐스트 철근콘크리트 공법도 적용되고 있다. 프리캐스트 철근콘크리트 구조에서는 수직구조부재인 기둥과 수평구조부재인 보를 모두 공장에서 기성 제작된 프리캐스트 철근 콘크리트로 사용하며, 이들을 단위 부재로 하여 결합시켜 나가면서 프레임을 형성하여 건축물을 축조하게 된다.

본 발명과 관련하여 선 등록 특허 1615853호의 강 합성 거더가 도 6에서와 같이 제안된 바 있으며,

이는 거더의 전 길이에 걸쳐 H형 강재를 적용함에서 탈피하여 거더의 양단부 일부에만 H형 강재(1)(1')를 적용토록 하는 것과,

H형 강재의 수직의 복부 양측에 상, 하부 플랜지 사이에 위치되며 절곡 구성되는 제 1, 2포켓 강판(2)(2')을 이용하여 포켓 형태의 콘크리트 수용부(3)(3')를 구성하는 것과,

데크 플레이트를 연결 지지시킬 수 있도록 콘크리트 수용부의 상단부를 외향으로 돌출 연장시킨 양 받침편(4)(4')과 이를 일정 간격으로 고정되는 받침편 결속대(5)와 받침편 지지대(6)를 이용하여 지지 결속시키는 대향 상태의 받침부를 구성토록 하는 것과,

상기 받침편 지지대(6)의 결속부와, 상기 제 2 포켓 강판(2')의 하단에 거더의 길이방향으로 이격 배치되는 다수의 장, 단 결속편(7)(7')으로 구성되는 콘크리트 결속구조를 구비하는 것을 특징으로 하는 것이다.

하지만 이러한 상기 구조는 제조하려는 보의 구성에 맞게 H형 강재(1)(1')를 적절한 길이로 재가공하여야 함은 물론 포켓 형태의 콘크리트 수용부(3)(3') 및 받침편(4)의 구성을 위해 제 1, 2포켓 강판(2)(2')을 일정 크기로 재단함과 동시에 포켓형태로 절곡하는 다양한 가공 공정이 요구되며,

또한 콘크리트와의 결속을 위한 다수의 장, 단 결속편(7')(7)과 받침편 지지대(6)의 구성을 위하여도 별도로 원자재를 적정 크기로의 재단과 절곡 가공이 요구되는 제작과정상의 번거로움이 있는 것이다.

또한 매우 많은 조립 부재가 요구되어 구조가 매우 복잡하게 되고 이로 인해 제조원가의 상승은 물론 조립 효율성과 생산성의 저하를 초래하게 되는 문제점이 있으며,

또한 많은 조립 부재로 인하여 전체적인 중량 상승을 초래하여 제조나 운반 시공 시 취급의 불편함을 초래하는 문제점이 있었던 것이다.

본 발명은 위와 같은 선 등록 강 합성 거더가 갖는 단점과 한계를 극복하기 위하여 개발된 것으로서,

강 합성 보에 적용되는 강재 프레임의 제조를 위해 각 조립 부재들을 특별하게 별도로 설계, 제작하는 번거로움을 배제하고 시중에서 용이하게 구입 가능한 원자재 형태의 코너앵글과 바아 및 강판재를 이용하여 강재 프레임을 구성하는 것이 가능토록 하여 제조과정의 대폭적인 단순화를 통해 제조비용의 절감을 기할 수 있으며, 전체적인 중량의 절감이 가능하여 취급이 용이하도록 하는 강 합성보용 강재 프레임를 제공함에 그 목적이 있다.

위와 같은 과제를 달성하기 위하여 본 발명에서는,

바닥판과 이의 양단에 상향으로 연결 구성되는 양 측판을 개별적인 낱개의 평판재로 구성하되 바닥판과 양 측판의 양 결합부위 및 측판의 상단에 각각 "ㄴ"자형 단면의 코너 앵글을 적용하여 채널형의 강재 보를 구성토록 하여 상기 코너 앵글이 채널형 강재 보의 하측 모서리를 결합하는 코너 연결부재와 슬래브 콘크리트의 데크 플레이트를 지지하는 접속판을 구성할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

아울러 상기 채널형의 강재 보의 벌어짐과 뒤틀림을 구속하도록 상기 접속판상에 길이 방향으로 소정 간격으로 다수개의 연결 바아를 지그재그 형태로 접합하여 구성되도록 한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 강재 프레임은 시중에서 용이하게 구입 가능한 원자재 형태의 강 판재와 "ㄴ"자형 단면의 코너 앵글 및 강재 바아를 용접과 볼트체결만을 통하여 제조하게 되는 것이어서,

기존과 같이 강재 프레임의 제조를 위해 각 조립 부재들을 특별하게 별도로 설계, 절곡 등의 제작 상의 번거로움을 배제할 수 있으며,

제조공정의 대폭적인 단순화를 통해 제조비용의 절감을 기할 수 있게 된다.

또한 조립 부재가 적어 구조가 매우 단순하게 되어 제조원가의 저하와 조립 효율성과 생산성의 향상을 기 할 수 있으며 전체적인 중량의 절감이 가능하여 취급이 용이하게 되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명 강재 프레임의 일 구성을 보이는 사시도.
도 2는 본 발명 강재 프레임의 평면 예시도.
도 3는 본 발명 강재 프레임의 측면 예시도.
도 4는 도 2의 A-A선 단면도.
도 5는 본 발명 강재 프레임을 이용한 강 합성 보의 단면 구조를 보이는 도면.
도 6은 선 등록 구조의 강재 프레임을 보이는 사시도.

이하, 본 발명을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명 강재 프레임의 일 구성을 보이는 사시도이고, 도 2는 본 발명 강재 프레임의 평면 예시도이며, 도 3는 본 발명 강재 프레임의 측면 예시도로서,

강재와 콘크리트가 결합되는 강 합성 보에 적용되는 강재 프레임(10)을 구성함에 있어서,

각기 개별적으로 구성되어 강재 프레임(10)의 바닥과 측벽을 구성하는 바닥판(11) 및 이 바닥판(11)과 양단에 상향으로 연결 구성되는 양 측판(12)(12')과;

상기 바닥판(11)의 양단과 양 측판(12)(12')의 하단에 체결 볼트(B)를 통하여 일체로 연결되는 "ㄴ"자형 단면의 코너 앵글로 구성되는 코너 결속편(13)(13')과;

상기 양 측판(12)(12')의 상단에 체결 볼트(B)를 통하여 일체로 연결되는 "ㄴ"자형 단면의 코너 앵글로 구성되는 접속판(14)(14')과;

상기 접속판(14)(14')상에 길이 방향으로 지그재그 형태로 접합 구성되는 다수개의 연결 바아(15)를 각각 포함하여서 된 것이다.

※도면 중 미 설명 부호※

(C)는 강재 보의 콘크리트를 보이는 것이며,

(SC)는 슬래브의 콘크리트를 보이는 것이고,

(P)는 데크 플레이트이며,

(S)는 환형의 보강재이다.

이와 같이 구성되는 본 발명에 따른 강재 프레임(10)은

강재로 된 원자재 형태의 ㄴ"자형 단면의 코너 앵글과 판재, 바아, 체결 볼트를 구입한 상태에서 강재 프레임의 구성조건에 맞도록 적정 크기로의 재단과 볼트용 천공 공정을 한 후 재단부재의 볼트 체결 조립과 용접고정 작업을 거쳐 제작을 완성하는 것으로 선 등록 구조에 비해 부품 수와 가공공정 횟수 크게 줄어들 수 있게 되는 것이다.

한편 "ㄴ"자형 단면의 코너 앵글로 구성되는 코너 결속편(13)(13')을 이용하여 도 4에서 와 같이 바닥판(11)의 양 단부와 양 측판(12)(12')의 하단부를 체결 볼트(B)를 이용하여 고정하게 되며 "ㄴ"자형 단면의 코너 앵글로 구성되는 접속판(14)(14')은 양 측판(12)(12')의 상단부에 외향으로 돌출되게 역시 체결 볼트(B)를 이용하여 고정하게 된다.

이후에는 양 접속판(14)(14')의 상면에는 연결 바아(15)를 지그재그 형태로 용접 고정하게 되며 이렇게 구성된 접속판(14)(14')은 강재 보(10)에 작용하는 작업 하중 및 강재 보(10) 내부에 채워지는 콘크리트의 측압에 의해 강재 보(10)가 벌어지거나 뒤틀리는 것을 방지하여 보 단면의 안정성을 확보하게 된다.

그리고 연결 바아(15) 사이사이에 마련되는 공간부를 통해 강재 보(10)의 상방이 개방되어 도 5에서와 같이 콘크리트 타설을 통한 합성 보의 구성 시 강재 프레임(10)의 내부로 콘크리트를 유입시키는 통로가 되는 것이다.

한편 바닥판(11)의 중간에는 필요에 따라 환형의 보강재(S)를 고정시켜 수직의 휨 하중에 대한 응력을 보강할 수 있도록 한다.

이렇게 구성되는 채널형의 강재 보(10)는 보 콘크리트 타설을 위한 거푸집이 되고, 철근 콘크리트 보의 전단보강 철근과 동일한 기능을 하며, 내부에 채워지는 콘크리트와 함께 외력에 저항하는 합성 보를 구성하게 된다.

한편 도 5에서와 같이 데크 플레이트(P)가 접속판(14)(14')상에 접합된 후 그 위에 콘크리트(C)를 타설하게 되면 콘크리트(C)는 연결 바아(15)의 사이사이 공간을 통해 강재 보(10)내부로 유입되며 양생시키면 강재 보(10)와 콘크리트가 일체화되면서 합성 보가 구성되는 것이다.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.

따라서 본 발명 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

10: 강재 프레임
11: 바닥판
12, 12': 측판
13, 13': 코너 결속편
14, 14': 접속판
15: 연결 바아

Claims (1)

1. 강재와 콘크리트가 결합되는 강 합성 보에 적용되는 강재 프레임(10)을 구성함에 있어서,
   각기 개별적으로 구성되어 강재 프레임(10)의 바닥과 측벽을 구성하는 바닥판(11) 및 이 바닥판(11)과 양단에 상향으로 연결 구성되는 양 측판(12)(12')과;
   상기 바닥판(11)의 양단과 양 측판(12)(12')의 하단에 체결 볼트(B)를 통하여 일체로 연결되는 "ㄴ"자형 단면의 코너 앵글로 구성되는 코너 결속편(13)(13')과;
   상기 양 측판(12)(12')의 상단에 체결 볼트(B)를 통하여 일체로 연결되는 "ㄴ"자형 단면의 코너 앵글로 구성되는 접속판(14)(14')과;
   상기 접속판(14)(14')상에 길이 방향으로 지그재그 형태로 접합 구성되는 다수개의 연결 바아(15)를 각각 포함하여서 됨을 특징으로 하는 강 합성 보용 강재 프레임.

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