KR20190069934A

KR20190069934A - 역u형 덮개의 측관통구에 앵커 걸림턱을 갖는 합성보

Info

Publication number: KR20190069934A
Application number: KR1020170170306A
Authority: KR
Inventors: 오명호; 김명한; 김영호
Original assignee: 목포대학교산학협력단
Priority date: 2017-12-12
Filing date: 2017-12-12
Publication date: 2019-06-20
Also published as: KR102056315B1

Abstract

본 발명은 합성보의 폐합 단면구조에서 역U형 덮개를 통해 전단연결 기능이 이루어지고, 콘크리트 슬래브에서 앵커력을 발휘할 수 있도록 한 합성보를 제공한다.
본 발명의 적절한 실시 형태에 따른 역U형 덮개의 측관통구에 앵커 걸림턱을 갖는 합성보는, 상부가 개구형을 이루는 강재로 제작된 강재보와; 상기 강재보의 상부에 접합되어 접합구간에 폐합단면을 이루도록 하는 역U형 덮개로 이루어지되; 상기 역U형 덮개는 강판을 절곡 제작시켜 상기 강재보의 상부에 접하는 덮개 측벽부, 양쪽 덮개 측벽부를 상부에서 연결하는 측벽 상부연결부로 이루어지고; 상기 덮개 측벽부에는 각기 두께 방향으로 관통되어 역U형 덮개의 길이방향으로 복수개 이상으로 배열되어 있는 측관통구가 형성되고; 상기 측관통구에는 베어링 투영면적을 갖도록 측관통구의 도심을 향하여 돌출되어 좁은 폭을 갖는 앵커 목부, 앵커 목부에서 연장되어 상대적으로 큰 폭을 갖고 넓게 확장되어 앵커 걸림턱이 형성된 앵커부로 이루어진 강재 앵커가 포함되어 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

역U형 덮개의 측관통구에 앵커 걸림턱을 갖는 합성보{Composite beam having anker jaw in through hole of reverced U type cover}

본 발명은 콘크리트와 합성되어 시공되는 합성보에 관한 것으로, 특히 합성보의 폐합 단면구조에서 역U형 덮개를 통해 전단연결 기능이 이루어지고, 콘크리트 슬래브에서 앵커력을 발휘할 수 있도록 한 합성보에 관한 것이다.

일반적으로 합성보는 건축 현장의 시공 효율 향상을 위해 강재와 콘크리트를 합성해 제작하는 수평골조이다. 강재는 내부에 콘크리트가 채워지도록 상부로 개구되어 있는 개방단면을 갖는 채널형이 사용되는 경우가 있다. 이 경우 강재와 콘크리트의 사이에 발생되는 전단력에 저항하기 위해 스터드볼트, 강판, 철근 등의 전단연결재의 설치가 요구된다.

본 발명의 배경이 되는 기술로는 한국 등록특허 등록번호 제10-1469798호로서, '강판 조립 합성보'가 제안되어 있다. 이는 상호 일정한 거리가 이격되도록 평행하게 배치되는 한 쌍의 웨브 플레이트; 및 상기 한 쌍의 웨브 플레이트의 하부에 웨브 플레이트를 서로 연결하도록 결합되어 합성보의 하부면을 형성하는 하부 플랜지; 를 포함하여 구성되되, 상기 웨브 플레이트중 적어도 어느 하나 이상에는 상단이 보 내측 또는 외측으로 수평 절곡된 상부 플랜지가 구비되고, 상기 웨브 플레이트 중 적어도 어느 하나 이상은 웨브 플레이트의 하단이 하부 플랜지 하부로 일정 길이 돌출되도록 하부 플랜지 측면에 용접 결합되는 것을 특징으로 하여, 구조체 자체에 먼지 쌓임을 방지하여 클린룸에 적용할 수 있는 장점을 갖는다.

그러나 상기 배경기술은 합성보가 전체 길이구간에 걸쳐 개방 단면구조를 이루기 때문에 폐합단면을 갖는 합성보에 비해 휨강성이 작게 되는 문제가 있을 뿐만 아니라 합성보 상단에 별도의 전단연결재를 설치해야 하는 제작과정이 필요하다.

이러한 휨감성의 작아짐을 극복하기 위한 다른 배경기술로는 한국 등록특허 등록번호 제10-1085085호로서, '절곡 성형 강판을 이용한 강재 합성보'가 제안되어 있다. 이는 서로 대칭되어 결합된 한 쌍의 성형보를 구비하고, 상기 성형보는, 강판이 절곡되어 형성된 수평형 상부 플랜지; 상기 상부 플랜지와 직각으로 절곡되어 형성된 웨브; 및 상기 웨브로부터 일면이 개방되도록 절곡되어 형성된 하부 플랜지;를 구비하고, 상기 하부 플랜지는 서로 인접한 하부 플랜지와 연결되어 콘크리트가 타설되도록 박스 형태의 공간부가 형성되고, 상기 웨브는 서로 인접한 웨브와 면접촉되어 하나의 플레이트에 의해 건축물의 기둥에 설치되는 것을 특징으로 하여, 보의 단면적을 줄여 콘크리트량을 줄일 수 있으며, 프리스트레스를 가함으로써 휨 모멘트에 저항할 수 있는 장점을 갖는다. 그러나 상기 배경기술은 콘크리트가 타설되는 공간부가 작아 내부로 긴장재를 설치하여 압축력을 도입해서 강성을 높여야 하는 시공상의 추가적인 공정이 필요하고, 콘크리트와의 전단연결을 위해 별도의 전단연결재를 상부플랜지에 설치해야 하는 단점을 갖는다.

따라서 합성보에 폐합단면을 이룰 수 있도록 하여 단면 강성을 높이고, 합성되는 콘크리트와의 전단연결 성능을 높일 수 있는 방안이 요구된다. 특히 합성보가 폐합단면을 갖더라도 철근이나 다우웰 바와 같이 긴 전단연결재가 데크플레이트와의 간섭으로 시공할 수 없는 상황이 올때 이를 극복하는 방안이 필요하다.

한국 등록특허 등록번호 제10-1469798호 한국 등록특허 등록번호 제10-1085085호

본 발명은 합성보의 폐합 단면구조에서 역U형 덮개를 통해 전단연결 기능이 이루어지고, 콘크리트 슬래브에서 앵커력을 발휘할 수 있도록 한 합성보를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 적절한 실시 형태에 따른 역U형 덮개의 측관통구에 앵커 걸림턱을 갖는 합성보는, 상부가 개구형을 이루는 강재로 제작된 강재보와; 상기 강재보의 상부에 접합되어 접합구간에 폐합단면을 이루도록 하는 역U형 덮개로 이루어지되; 상기 역U형 덮개는 강판을 절곡 제작시켜 상기 강재보의 상부에 접하는 덮개 측벽부, 양쪽 덮개 측벽부를 상부에서 연결하는 측벽 상부연결부로 이루어지고; 상기 덮개 측벽부에는 각기 두께 방향으로 관통되어 역U형 덮개의 길이방향으로 복수개 이상으로 배열되어 있는 측관통구가 형성되고; 상기 측관통구에는 베어링 투영면적을 갖도록 측관통구의 도심을 향하여 돌출되어 좁은 폭을 갖는 앵커 목부, 앵커 목부에서 연장되어 상대적으로 큰 폭을 갖고 넓게 확장되어 앵커 걸림턱이 형성된 앵커부로 이루어진 강재 앵커가 포함되어 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 측관통구는 원형 또는 사각으로 이루어지고, 상기 강재 앵커는 역U형 덮개의 단면 영역에서 외부로 일정한 틸팅 각도를 가지고 벌어져 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 측관통구는 원형 또는 사각을 이루어지고, 상기 강재 앵커는 역U형 덮개의 단면 영역에서 내부로 일정한 틸팅 각도를 가지고 벌어져 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 측관통구는 원형 또는 사각을 이루어지고, 덮개 측벽부에 단면 영역의 내부로 함몰시킨 측관통구 함몰부에 형성시킨 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 측관통구는 원형 또는 사각을 이루어지고, 덮개 측벽부에서 단면 영역의 외부로 돌출시킨 측관통구 돌출부에 형성시킨 것을 특징으로 한다.

또한, 역U형 덮개는 강재보와 동일한 길이를 갖는 것을 특징으로 한다.

또한, 역U형 덮개는 강재보에 일정 간격을 가지고 설치되도록 강재보보다 짧은 길이를 갖는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 역U형 덮개의 측관통구에 앵커 걸림턱을 갖는 합성보는 역U형 덮개에 포함되어 있는 강재 앵커에 의해 전단연결 기능이 이루어지고, 콘크리트 슬래브에서 앵커력을 발휘할 수 있다.

또한, 역U형 덮개의 강재 앵커가 바닥시공을 위해 설치된 데크플레이트와의 간섭 염려없이 전단연결 기능을 발휘하게 되므로, 측관통구에 전단연결재로서 다우웰 바나 철근 등의 배근이 시공시 생략될 수 있는 장점을 갖게 된다.

본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 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 1a는 본 발명의 일 형태에 따른 역U형 덮개를 갖는 합성보의 사시도.
도 1b는 도 1a의 일측면도.
도 1c는 도 1a의 정면도 및 요부확대도.
도 2는 도 1a에 도시된 합성보의 시공상태도.
도 3a는 본 발명에 적용되는 역U형 덮개의 일 형태의 사시도.
도 3b는 도 3a의 역U형 덮개를 적용한 합성보의 사시도 및 요부확대도.
도 4a는 본 발명에 적용되는 역U형 덮개의 다른 형태의 사시도.
도 4b는 도 4a의 일측 단면도.
도 5a는 본 발명에 적용되는 역U형 덮개의 또 다른 형태의 사시도.
도 5b는 도 5a의 일측 단면도.
도 6a는 본 발명에 적용되는 역U형 덮개의 또 다른 형태의 사시도.
도 6b는 도 6a의 일측 단면도.
도 6c는 도 6a의 역U형 덮개의 시공상태도.
도 7a는 본 발명에 적용되는 역U형 덮개의 또 다른 형태의 사시도.
도 7b는 도 7a의 일측 단면도.
도 8a는 본 발명에 적용되는 역U형 덮개의 또 다른 형태의 사시도.
도 8b는 도 7a의 일측 단면도.

아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 제시된 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 예시적인 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다.

도 1a 내지 도 1c와 같이 본 발명에 따른 합성보(10)는 강재로 제작되어 상부로 개구부(121)를 갖는 강재보(12)와, 강재보(12)의 개구부(121)에 접합되어 접합구간에 폐합단면을 이루도록 하는 역U형 덮개(14)로 이루어진다.

강재보(12)는 상부로 개방된 개구형 단면을 갖는 것으로 예시된 형태에 한정되는 것은 아니다.

역U형 덮개(14)는 도 1과 같이 강재보(12)의 상부측 개구부에 접합된다. 따라서 역U형 덮개(14)는 강재보(12)와의 접합구간에 폐합단면을 이루게 된다. 역U형 덮개(14)는 일정 두께의 강판을 절곡 제작시켜서 제작된다. 역U형 덮개(14)는 강재보(12)의 상부에 접하는 덮개 측벽부(141,141), 양쪽 덮개 측벽부(141와 141)를 상부에서 연결하는 측벽 상부연결부(142)로 이루어진다. 따라서 역U형 덮개(14)는 덮개 측벽부(141,141)의 하단이 강재보(12)의 상부에 용접으로 접합되어 설치될 수 있다.

또한, 덮개 측벽부(141,141)에는 각기 두께 방향으로 관통되어 역U형 덮개(14)의 길이방향으로 복수개 이상으로 배열되어 있는 측관통구(143)가 형성된다. 측관통구(143)는 도 1 내지 도 7에 도시된 바와 같이 원형이나 도 8과 같이 사각 형태가 바람직하나 이러한 형태에 한정되는 것은 아니다.

측관통구(143)에는 철근이나 다우웰 바(dowel bar)를 사용하지 않고 전단 연결기능을 발휘할 수 있도록 하는 강재 앵커(15)가 형성되어 있다. 이는 측관통구(143)에 전단연결의 목적으로 철근이나 다우웰 바(dowel bar)를 사용할 때 나타나는 경우 바닥 시공을 위한 도 2의 데크플레이트(5)와의 간섭을 피하기 위함이다. 즉, 강재 앵커(15)를 사용하게 되면, 측관통구(143)에 철근이나 다우웰 바(dowel bar)를 사용하지 않고 콘크리트와의 전단연결을 수행할 수 있다.

강재 앵커(15)는 도 1c와 같이 측관통구(143)의 도심을 향하여 돌출되어 좁은 폭(W1)을 갖는 앵커 목부(151), 앵커 목부(151)에서 연장되어 상대적으로 큰 폭(W2)을 갖고 넓게 확장된 앵커부(152)로 이루어져 있다. 이때 앵커 목부(151)는 측관통구(143)의 내면에서 곡선형 또는 호형으로 연장됨이 바람직하다. 여기서, 도 1과 같이 강재 앵커(15)는 덮개 측벽부(141)와 동일 평면상에 위치될 수 있다. 앵커부(152)의 넓은 폭(W2)은 앵커 목부(151)의 좁은 폭(W1)의 3배 이상이 바람직하다.

이같이 앵커부(152)는 앵커 목부(151)보다 넓게 확장되어져 있어 앵커부(152)에 앵커 걸림턱(152a)이 형성되므로 콘크리트와의 합성시 전단연결 기능이 발휘된다.

한편, 도 5와 같이 측관통구(143)는 덮개 측벽부(141)에서 단면 영역의 외부로 돌출시킨 측관통구 돌출부(141b)에 형성될 수 있다. 따라서 강재 앵커(15)는 측관통구 돌출부(141b)의 측관통구(143)에서 다양한 형태로 형성될 수 있다.

여기서, 역U형 덮개(14)는 도 1a와 같이 강재보(12)와 동일한 길이를 갖거나 도 3b과 같이 강재보(12)에 일정 간격을 가지고 설치되도록 강재보(12)보다 짧은 길이를 가질수 있다. 또한 역U형 덮개(14)는 강재보(12)와 동일한 길이를 갖는 경우, 콘크리트가 원활히 채워지도록 측벽 상부연결부(142)에 관통홀(142a)이 형성됨이 바람직하다.

한편, 다른 실시 예로, 도 6과 같이 강재 앵커(15)는 역U형 덮개(14)의 단면 영역에서 외부로 일정한 틸팅 각도(+θ)를 가지고 벌어져 있도록 구성될 수 있다. 이는 앵커 목부(151)를 절곡시켜서 앵커부(152)가 역U형 덮개(14)의 단면 영역에서 외부로 돌출되도록 하여 이루어질 수 있다. 이 경우 강재 앵커(15)는 앵커부(152)가 역U형 덮개(14)의 단면 영역에서 외부로 경사되게 돌출되어져 있어 베어링 투영면적이 증가되고, 이로 인해 콘크리트와의 합성시 전단연결 기능이 발휘된다. 여기서, '베어링 투영면적'은 역U형 덮개(14)의 평면을 도시하였을 때 강재 앵커(15)에서 나타나는 투영 영역을 의미한다.

또 다른 실시 예로 도 7과 같이 강재 앵커(15)는 역U형 덮개(14)의 단면 영역에서 내부로 일정한 틸팅 각도(-θ)를 가지고 벌어져 있도록 구성될 수 있다. 물론 이 경우에도 베어링 투영면적이 생성되어 전단연결 기능을 발휘할 수 있다. 여기서 틸팅 각도(θ)는 강재 앵커(15)으로 인해 베어링 투영면적이 생기도록 0도 보다는 크고 90도 보다는 작다.

또 다른 실시 예로 도 4와 같이 측관통구(143)는 덮개 측벽부(141)에 단면 영역의 내부로 함몰시킨 측관통구 함몰부(141a)에 형성될 수도 있다. 따라서 강재 앵커(15)는 측관통구 함몰부(141a)의 측관통구(143)에서 다양한 형태로 형성될 수 있다.

이와 같이 구성된 합성보(10)는 도 2, 도 5c 및 도 6c와 같이 강재보(12)에 폐합단면을 형성하기 위해 설치되는 역U형 덮개(14)에 앵커부(152)를 갖는 강재 앵커(15)가 구비되어져 바닥시공을 위해 설치된 데크플레이트와의 간섭 염려없이 전단연결 기능을 발휘할 수 있고, 이로 인해 측관통구(143)에 전단연결재로서 다우웰 바나 철근 등의 배근이 시공시 생략될 수 있는 장점을 갖게 된다.

지금까지 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 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.

12: 강재보
14: 역U형 덮개
141: 덮개 측벽부
142: 측벽 상부연결부
143: 측관통구
15: 강재 앵커
151: 앵커 목부
152: 앵커부
152a: 앵커 걸림턱

Claims

상부가 개구형을 이루는 강재로 제작된 강재보(12)와;
상기 강재보(12)의 상부에 접합되어 접합구간에 폐합단면을 이루도록 하는 역U형 덮개(14)로 이루어지되;
상기 역U형 덮개(14)는 강판을 절곡 제작시켜 상기 강재보(12)의 상부에 접하는 덮개 측벽부(141,141), 양쪽 덮개 측벽부(141와 141)를 상부에서 연결하는 측벽 상부연결부(142)로 이루어지고;
상기 덮개 측벽부(141,141)에는 각기 두께 방향으로 관통되어 역U형 덮개(14)의 길이방향으로 복수개 이상으로 배열되어 있는 측관통구(143)가 형성되고;
상기 측관통구(143)에는 베어링 투영면적을 갖도록 측관통구(143)의 도심을 향하여 돌출되어 좁은 폭(W1)을 갖는 앵커 목부(151), 앵커 목부(151)에서 연장되어 상대적으로 큰 폭(W2)을 갖고 넓게 확장되어 앵커 걸림턱(152a)이 형성된 앵커부(152)로 이루어진 강재 앵커(15)가 포함되어 구성된 것을 특징으로 하는 역U형 덮개의 측관통구에 앵커 걸림턱을 갖는 합성보.
제 1항에 있어서,
상기 측관통구(143)는 원형 또는 사각으로 이루어지고, 상기 강재 앵커(15)는 역U형 덮개(14)의 단면 영역에서 외부로 일정한 틸팅 각도(+θ)를 가지고 벌어져 있는 것을 특징으로 하는 역U형 덮개의 측관통구에 앵커 걸림턱을 갖는 합성보.
제 1항에 있어서,
상기 측관통구(143)는 원형 또는 사각을 이루어지고, 상기 강재 앵커(15)는 역U형 덮개(14)의 단면 영역에서 내부로 일정한 틸팅 각도(-θ)를 가지고 벌어져 있는 것을 특징으로 하는 역U형 덮개의 측관통구에 앵커 걸림턱을 갖는 합성보.
제 2항 또는 제 3항에 있어서,
상기 측관통구(143)는 원형 또는 사각을 이루어지고, 덮개 측벽부(141)에 단면 영역의 내부로 함몰시킨 측관통구 함몰부(141a)에 형성시킨 것을 특징으로 하는 역U형 덮개의 측관통구에 앵커 걸림턱을 갖는 합성보.
제 2항 또는 제 3항에 있어서,
상기 측관통구(143)는 원형 또는 사각을 이루어지고, 덮개 측벽부(141)에서 단면 영역의 외부로 돌출시킨 측관통구 돌출부(141b)에 형성시킨 것을 특징으로 하는 역U형 덮개의 측관통구에 앵커 걸림턱을 갖는 합성보.
제 1항에 있어서,
역U형 덮개(14)는 강재보(12)와 동일한 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 역U형 덮개의 측관통구에 앵커 걸림턱을 갖는 합성보.
제 1항에 있어서,
역U형 덮개(14)는 강재보(12)에 일정 간격을 가지고 설치되도록 강재보(12)보다 짧은 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 역U형 덮개의 측관통구에 앵커 걸림턱을 갖는 합성보.