KR20200065966A - 장스팬 합성보 - Google Patents

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KR20200065966A KR1020180152944A KR20180152944A KR20200065966A KR 20200065966 A KR20200065966 A KR 20200065966A KR 1020180152944 A KR1020180152944 A KR 1020180152944A KR 20180152944 A KR20180152944 A KR 20180152944A KR 20200065966 A KR20200065966 A KR 20200065966A
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    • E04C3/00—Structural elongated elements designed for load-supporting
    • E04C3/02—Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces
    • E04C3/29—Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces built-up from parts of different material, i.e. composite structures
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Abstract

장스팬 합성보가 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 장스팬 합성보는 하부플랜지와 이보다 폭이 큰 상부플랜지 및 하부플랜지와 상부플랜지를 연결하는 웨브를 가진 비대칭 형상의 H형강; 하부가 상부보다 폭이 큰 사다리꼴 형상으로 절곡되며, 양쪽 하단의 개방된 단면이 상부플랜지 상단에 접합되어 폐단면을 형성하되, 상부플랜지의 끝단으로부터 설정된 이격 거리에 배치된 리브강판; 및 상부플랜지 끝단과 리브강판 사이의 상부플랜지의 상부에 배치된 복수의 지지철근;을 포함한다.

Description

장스팬 합성보{LONG-SPAN COMPOSITE BEAM}
본 발명은 장스팬 합성보에 관한 것이다.
종래의 합성보는 철골보와 이에 밀착하는 콘크리트 바닥의 일부가 한 몸으로 되어서 작용하도록 하며, H형강 상부에 슬래브를 형성하는 경우 합성보의 춤이 커서 비효율적인 공간이 존재한다.
이에 하부플랜지가 상부플랜지보다 더 긴 H형강의 웨브에 구멍을 뚫어 양쪽의 콘크리트와 일체가 되도록 하고, 하부플랜지에 지지판을 용접하여 데크플레이트가 지지판 위에 위치하도록 함으로써, 슬래브 위치를 아래로 낮추어 층고절감 효과를 얻을 수 있는 기술이 공개된 바 있다.
그러나, 이러한 구조는 웨브 홀에 의해 단면결손이 생겨 전단 및 휨, 횡력 등에 대한 철골보의 구조적 성능이 저하될 수 있다.
상술한 층고절감과 관련된 기술로서 한국공개특허 제10-2004-0057165호(2004.07.02. 공개일)를 참조하기 바란다.
한국공개특허 제10-2004-0057165호(2004.07.02. 공개일)
본 발명의 실시 예는 구조적 성능 및 효율성이 향상된 장스팬 합성보를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 하부플랜지와 이보다 폭이 큰 상부플랜지 및 상기 하부플랜지와 상기 상부플랜지를 연결하는 웨브를 가진 비대칭 형상의 H형강; 하부가 상부보다 폭이 큰 사다리꼴 형상으로 절곡되며, 양쪽 하단의 개방된 단면이 상기 상부플랜지 상단에 접합되어 폐단면을 형성하되, 상기 상부플랜지의 끝단으로부터 설정된 이격 거리에 배치된 리브강판; 및 상기 상부플랜지 끝단과 상기 리브강판 사이의 상기 상부플랜지의 상부에 배치된 복수의 지지철근;을 포함하는 장스팬 합성보가 제공될 수 있다.
상기 지지철근은 상기 상부플랜지의 끝단으로부터 상기 리브강판의 내측 길이 방향으로 설정 거리만큼 수평으로 설치되어 상기 리브강판의 하중을 지지하는 복수의 제1지지철근과, 상기 제1지지철근의 위쪽에서 상기 상부플랜지에 결속되되, 상기 상부플랜지의 끝단과 상기 리브강판 사이의 상기 상부플랜지 상단 양쪽에 설정된 간격으로 형성된 복수의 제1관통홀에 양쪽 다리가 끼워지는 ‘
Figure pat00001
’자 형상의 복수의 제2지지철근을 포함할 수 있다.
상기 리브강판의 상판에는 설정된 간격으로 복수의 제1콘트리트 타설홀이 형성되고, 상기 리브강판의 양쪽 측판에는 설정된 간격으로 제2관통홀이 형성되며, 상기 제1콘트리트 타설홀을 통해 상기 리브강판 내부로 유입된 콘크리트와 상기 리브강판이 일체화되도록 상기 제2관통홀을 통해 상기 리브강판의 양쪽 측판을 관통하여 결합되는 제3지지철근을 더 포함할 수 있다.
상기 리브강판에는 상기 리브강판의 끝단 쪽 내면 및 외면을 감싸는 형태의 링플레이트가 마련될 수 있다.
상기 상부플랜지 끝단과 상기 리브강판 사이의 상기 상부플랜지 상단 중앙 부위에는 설정된 간격으로 복수의 제2콘트리트 타설홀이 형성되어, 상기 제2콘트리트 타설홀을 통해 상기 웨브 쪽으로 콘크리트가 유입되며, 상기 콘크리트를 홀딩하기 위해, 상기 하부플랜지의 양쪽 단부에 각각 일측이 접합되는 수평차단플레이트와 상기 웨브의 높이에 대응되게 상기 수평차단플레이트의 타측으로부터 수직 연장된 수직차단플레이트를 가지며, 양측과 뒤쪽이 상기 수직차단플레이트에 의해 차단되며, 양측 수직차단플레이트의 앞단이 기둥에 접하는 거푸집을 포함하되, 상기 거푸집은 상기 H형강의 끝단으로부터 상기 리브강판 길이의 일정 부분까지 도달하도록 설정된 길이를 가질 수 있다.
상기 거푸집 내부에는 복수의 격판이 설치되되, 상기 격판은 상기 웨브와 상기 거푸집의 양측 수직차단플레이트 사이에 설정된 간격으로 배치되고, 제3관통홀이 하나 이상 형성되어 상기 거푸집 내부 공간에 콘크리트가 타설되도록 할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 장스팬 합성보는 구조적 성능 및 효율성이 향상될 수 있다.
또, 사다리꼴 리브강판을 비대칭 H형강에 접합하여 폐단면을 형성하도록 하여 시공 시 비틀림 저항을 크도록 할 수 있다.
또, H형강의 웨브 양쪽에 타설되는 콘크리트를 잡아주기 위한 강판 거푸집을 마련하고, 웨브에 관통홀을 가진 격판을 일정간격으로 두어 거푸집과 연결하고, H형강의 웨브를 콘크리트로 매입되게 하여 단부의 강성을 높여 진동과 내력을 높일 수 있다
또, 제1지지철근과 제2지지철근을 리브강판이 놓여있지 않은 H형강의 상부플랜지의 상부에 배치시켜, 리브강판을 대신하여 합성보의 강도를 보강할 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 장스팬 합성보의 사시도이다.
도 2는 도 1의 장스팬 합성보가 기둥 사이에 설치된 모습을 나타낸 것이다.
도 3은 도 1의 장스팬 합성보의 H형강과 리브강판을 정면도로 나타낸 것이다.
도 4는 도 3의 H형강의 다른 예를 나타낸 것이다.
도 5는 도 1의 장스팬 합성보의 평면도를 나타낸 것이다.
도 6은 도 1의 장스팬 합성보에 콘크리트가 타설된 모습을 측면도로 나타낸 것이다.
이하에서는 본 발명의 실시 예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하에 소개되는 실시 예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 높이 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 장스팬 합성보는 하부플랜지(111)와 이보다 폭이 큰 상부플랜지(112) 및 하부플랜지(111)와 상부플랜지(112)를 연결하는 웨브(113)를 가진 비대칭 형상의 H형강(110)과, 하부가 상부보다 폭이 큰 사다리꼴 형상(‘
Figure pat00002
’)으로 절곡되며, 양쪽 하단의 개방된 단면이 H형강(110)의 상부플랜지(112) 상단에 접합되어 폐단면을 형성하되, 상부플랜지(112)의 끝단으로부터 설정된 이격 거리(D)에 배치된 리브강판(120)과, 상부플랜지(112)의 끝단과 리브강판(120) 사이의 상부플랜지(112)의 상부에 배치된 복수의 지지철근(131,132)을 포함한다.
여기서, 사다리꼴 형상의 리브강판(120)과의 접합 및 슬래브 하단면이 되는 데크플레이트나 거푸집, 및 피씨 슬래브 부재가 걸치도록 하기 위해 비대칭 H형강(110)의 상부플랜지(112) 폭은 하부플랜지(111) 폭보다 넓다.
그리고, 합성보의 구조역학상 단면효율을 높이기 위해서 H형강(110)의 상부플랜지(112)의 단면적은 하부플랜지(111)의 단면적보다 작을 수 있으며, 이로 인해 상부플랜지(112)의 두께는 하부플랜지(111)의 두께보다 얇을 수 있다.
또, 복수의 지지철근(131,132)은 상부플랜지(112)의 끝단으로부터 리브강판(120)의 내측 길이 방향으로 설정 거리만큼 수평으로 설치되어 리브강판(120)의 하중을 지지하는 복수의 제1지지철근(131)과, 제1지지철근(131)의 위쪽에서 상부플랜지(112)에 결속되되, 상부플랜지(112)의 끝단과 리브강판(120) 사이의 상부플랜지(112) 상단 양쪽에 설정된 간격으로 형성된 복수의 제1관통홀(H1, 도 5 참조)에 양쪽 다리가 끼워지는 ‘
Figure pat00003
’자 형상의 복수의 제2지지철근(132)을 포함한다.
또, 장스팬 합성보는 리브강판(120)의 양쪽 측판을 관통하여 결합되는 제3지지철근(133)을 포함할 수 있다. 리브강판(120)의 상판에는 설정된 간격으로 복수의 제1콘트리트 타설홀(H2)이 형성되고, 리브강판(120)의 양쪽 측판에는 설정된 간격으로 제2관통홀(H3)이 형성된다. 제3지지철근(133)은 제1콘트리트 타설홀(H2)을 통해 리브강판(120) 내부로 유입된 콘크리트와 리브강판(120)이 일체화되도록 제2관통홀(H3)을 통해 리브강판(120)의 양쪽 측판을 관통하여 결합된다.
구체적으로 도 1과 도 3에 도시한 바와 같이, 상술한 H형강(110)은 하부플랜지(111)와 이보다 폭이 큰 상부플랜지(112) 및 하부플랜지(111)와 상부플랜지(112)를 연결하는 웨브(113)를 가지며, 그 위에 리브강판(120)이 접합되어 폐단면을 형성한다.
이와 같이, 사다리꼴 형상의 리브강판(120)을 비대칭 H형강(110)과 접합시켜 폐단면을 형성하도록 함으로써, 시공 시 비틀림 저항을 크도록 할 수 있다.
여기서, 리브강판(120) 폐단면의 강판은 리브강판(120) 폐단면에 액상상태의 콘크리트 유입으로 발생하는 측압에 배불림이 발생하지 않거나 운반 설치 시 충격에 찌그러짐이 발생하지 않을 정도로 판 두께를 예컨대 4.5㎜ 내지 9㎜로 얇게 하여 제작 설치 시 용접량 절감과 경량화가 이루어지도록 할 수 있다.
이를 통해 H형강(110)의 상부플랜지(112)의 한쪽에 데크플레이트나 프리캐스트 콘크리트 등 슬래브가 얹혀서 우력(편심) 모멘트가 발생할 경우에도 뒤틀림이 강하여 별도의 보강이 필요 없다.
상부플랜지(112) 끝단과 리브강판(120) 사이의 H형강(110)의 상부플랜지(112) 상단 중앙 부위에는 설정된 간격으로 복수의 제2콘트리트 타설홀(H4)이 형성되어, 제2콘트리트 타설홀(H4)을 통해 웨브(113) 양쪽으로 콘크리트가 유입된다.
H형강(110)의 상부플랜지(112)는 하부플랜지(111)보다 폭이 크도록 형성되어 있다. 이때, 다른 실시 예에서는 도 4에 도시한 바와 같이, 하부플랜지(111)와 동일한 폭의 제1상부플랜지(112a) 위에 결합부재(115)에 의해 받침강판(112b)을 결합시켜, 제1상부플랜지(112a)와 받침강판(112b)이 상술한 H형강(110)의 상부플랜지(112) 역할을 수행하도록 할 수 있다.
한편, 도 1, 도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 장스팬 합성보는 콘크리트(12)를 홀딩하기 위해, 하부플랜지(111)의 양쪽 단부에 각각 일측이 접합되는 수평차단플레이트(151)과 웨브(113)의 높이에 대응되게 수평차단플레이트(151)의 타측으로부터 수직 연장된 수직차단플레이트(152)을 가지며, 양측과 뒤쪽이 수직차단플레이트(152)에 의해 차단되며, 양측 수직차단플레이트(152)의 앞단이 기둥에 접하는 거푸집(150)을 포함할 수 있다.
거푸집(150)은 H형강(110)의 끝단으로부터 리브강판(120) 길이의 일정 부분까지 도달하도록 설정된 길이를 갖는다.
거푸집(150) 내부에는 복수의 격판(160)이 설치되되, 격판(160)은 웨브(113)와 거푸집(150)의 양측 수직차단플레이트(152) 사이에 설정된 간격으로 배치되고, 제3관통홀(H5)이 하나 이상 형성되어 거푸집(150) 내부 공간에 콘크리트(12)가 타설되도록 한다.
이와 같이, 비대칭 H형강(110)의 웨브(113) 양쪽에 타설되는 콘크리트를 잡아주기 위한 강판 거푸집(150)을 마련하고, 웨브(113)에 제3관통홀(H5)을 가진 격판(160)을 일정간격으로 두어 거푸집(150)과 연결하고, H형강(110)의 웨브(113)를 콘크리트(12)로 매입되게 하여 단부의 강성을 높여 진동과 내력을 높일 수 있다.
도 1과 도 6을 참조하면, 리브강판(120)은 하부가 상부보다 폭이 큰 사다리꼴 형상(‘
Figure pat00004
’)으로 절곡된 형상이다. 이때 콘크리트(12)가 유입되도록 리브강판(120)의 상판에 예컨대 직경 75㎜ 이상의 제1콘트리트 타설홀(H2)이 일정간격으로 형성될 수 있다.
리브강판(120)은 요철강판을 절곡하여 마련될 수 있으며, 이를 통해 작업 시에 리브강판(120)를 밟을 경우에 미끄러짐 방지에 효과가 있으며, 리브강판(120)에 콘크리트가 접하는 경우 리브강판(120)과 콘크리트 간의 미끄러짐을 저항하여 일체화 거동을 꾀할 수 있다.
또, 리브강판(120)의 양쪽 측판에는 설정된 간격으로 예컨대 직경 30㎜ 제2관통홀(H3)이 형성되어 있어, 제2관통홀(H3)을 통해 리브강판(120)의 양쪽 측판을 관통하여 결합되는 제3지지철근(133)을 통해 리브강판(120) 내의 콘크리트(12)와 리브강판(120) 간의 일체화 거동을 할 수 있다.
리브강판(120)에는 리브강판(120)의 끝단 쪽 내면 및 외면을 감싸는 형태의 링플레이트(140)가 마련될 수 있다.
이러한 링플레이트(140)는 콘크리트(12) 간의 미끄러짐에 저항하도록 하며, 리브강판(120)과 제1지지철근(131) 간 일정 간격이 유지되도록 간격재 역할을 한다.
도 1을 참조하면, 제1지지철근(131)은 상부플랜지(112)의 끝단으로부터 리브강판(120)의 내측 길이 방향으로 설정 거리만큼 수평으로 설치되어 리브강판(120)의 하중을 지지하도록 복수 개 마련된다.
또, 제2지지철근(132)은 제1지지철근(131)의 위쪽에서 상부플랜지(112)에 결속되되, 상부플랜지(112)의 끝단과 리브강판(120) 사이의 상부플랜지(112) 상단 양쪽에 설정된 간격으로 형성된 복수의 제1관통홀(H1)에 양쪽 다리가 끼워지는 ‘
Figure pat00005
’자 형상을 가질 수 있다.
도 2와 도 6을 참조하면, 상술한 본 발명의 실시 예에 따른 장스팬 합성보는 기둥(10)에 일체화되며, 양쪽 기둥(10)을 사이에 두고 대칭된 형태를 갖는다.
여기서, 제1지지철근(131)은 리브강판(120)의 하중을 전달받도록 리브강판(120)의 내측으로 삽입되며, 기둥(10)에 용접이나 볼트 체결되는 스티프너(170)에 제1지지철근(131)의 앞부분이 용접된다.
제2지지철근(132)은 제1지지철근(131)의 위쪽에서 상부플랜지(112)에 결속되어, 제1지지철근(131)과 콘크리트(12) 간 일체화가 되도록 한다.
이러한 제1지지철근(131)과 제2지지철근(132)은 리브강판(120)을 대신하여 합성보의 강도를 보강할 수 있다.
이상에서는 특정의 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였다. 그러나 상기한 실시 예에만 한정되지 않으며 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경 실시할 수 있을 것이다.
110: H형강 111: 하부플랜지
112: 상부플랜지 120: 리브강판
131: 제1지지철근 132: 제2지지철근
133: 제3지지철근 140: 링플레이트
150: 거푸집 160: 격판

Claims (6)

  1. 하부플랜지와 이보다 폭이 큰 상부플랜지 및 상기 하부플랜지와 상기 상부플랜지를 연결하는 웨브를 가진 비대칭 형상의 H형강;
    하부가 상부보다 폭이 큰 사다리꼴 형상으로 절곡되며, 양쪽 하단의 개방된 단면이 상기 상부플랜지 상단에 접합되어 폐단면을 형성하되, 상기 상부플랜지의 끝단으로부터 설정된 이격 거리에 배치된 리브강판; 및
    상기 상부플랜지 끝단과 상기 리브강판 사이의 상기 상부플랜지의 상부에 배치된 복수의 지지철근;을 포함하는 장스팬 합성보.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 지지철근은
    상기 상부플랜지의 끝단으로부터 상기 리브강판의 내측 길이 방향으로 설정 거리만큼 수평으로 설치되어 상기 리브강판의 하중을 지지하는 복수의 제1지지철근과,
    상기 제1지지철근의 위쪽에서 상기 상부플랜지에 결속되되, 상기 상부플랜지 끝단과 상기 리브강판 사이의 상기 상부플랜지 상단 양쪽에 설정된 간격으로 형성된 복수의 제1관통홀에 양쪽 다리가 끼워지는 ‘
    Figure pat00006
    ’자 형상의 복수의 제2지지철근을 포함하는 장스팬 합성보.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 리브강판의 상판에는 설정된 간격으로 복수의 제1콘트리트 타설홀이 형성되고,
    상기 리브강판의 양쪽 측판에는 설정된 간격으로 제2관통홀이 형성되며, 상기 제1콘트리트 타설홀을 통해 상기 리브강판 내부로 유입된 콘크리트와 상기 리브강판이 일체화되도록 상기 제2관통홀을 통해 상기 리브강판의 양쪽 측판을 관통하여 결합되는 제3지지철근을 더 포함하는 장스팬 합성보.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 리브강판에는 상기 리브강판의 끝단 쪽 내면 및 외면을 감싸는 형태의 링플레이트가 마련된 장스팬 합성보.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 상부플랜지 끝단과 상기 리브강판 사이의 상기 상부플랜지 상단 중앙 부위에는 설정된 간격으로 복수의 제2콘트리트 타설홀이 형성되어, 상기 제2콘트리트 타설홀을 통해 상기 웨브 양쪽으로 콘크리트가 유입되며,
    상기 콘크리트를 홀딩하기 위해, 상기 하부플랜지의 양쪽 단부에 각각 일측이 접합되는 수평차단플레이트와 상기 웨브의 높이에 대응되게 상기 수평차단플레이트의 타측으로부터 수직 연장된 수직차단플레이트를 가지며, 양측과 뒤쪽이 상기 수직차단플레이트에 의해 차단되며, 양측 수직차단플레이트의 앞단이 기둥에 접하는 거푸집을 포함하되,
    상기 거푸집은 상기 H형강의 끝단으로부터 상기 리브강판 길이의 일정 부분까지 도달하도록 설정된 길이를 갖는 장스팬 합성보.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 거푸집 내부에는 복수의 격판이 설치되되,
    상기 격판은 상기 웨브와 상기 거푸집의 양측 수직차단플레이트 사이에 설정된 간격으로 배치되고, 제3관통홀이 하나 이상 형성되어 상기 거푸집 내부 공간에 콘크리트가 타설되도록 하는 장스팬 합성보.
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