KR20200143004A - 한 쌍의 h-빔위에 형강재를 배치한 강재 합성보 - Google Patents

Abstract

본 발명은 마주보고 배치되는 한 쌍의 H-빔; 양단부가 한 쌍의 상기 H-빔의 하부 플랜지 각각에 고정되어 배치되는 판재; 한 쌍의 상기 H-빔의 상부 플랜지 각각에 설치되는 한 쌍의 'ㄷ'자형 또는 ‘ㄴ’자형 형강-상기 H-빔의 상부 플랜지와 상기 'ㄷ'자형' 또는 'ㄴ'자형 형강의 하부는 서로 면대면으로 고정결합됨-; 및 상기 'ㄷ'자형' 또는 'ㄴ'자형 형강의 상부에 횡 방향으로 일정 간격 이격되면서 고정 결합되는 'ㄷ'형강을 포함하고, 한 쌍의 상기 H-빔 상부에 슬래브가 배치되는 것으로서, 상기 'ㄷ'자형 또는 'ㄴ'자형 형강 및 상기 'ㄷ'자형 또는 'ㄴ'자형 형강의 상부게 결합되는 'ㄷ'형강은 상기 슬래브와 일체화되는 매립형 합성보인 것을 특징으로 하는, 한 쌍의 H-빔위에 형강재를 배치한 강재 합성보에 관한 것이다.

Description

한 쌍의 H-빔위에 형강재를 배치한 강재 합성보{STEEL COMPOSITE BEAM COMPRISING SHAPED STEEL LOCATED ON A PAIR OF H-BEAMS}

본 발명은 강재 합성보에 관한 것이다.

철근콘크리트구조는 콘크리트 양생기간 동안 액상 상태의 콘크리트의 형상을 유지하기 위해 거푸집이 필요하며, 시공시 구조적 안전과 처짐을 제어하기 위해 장선, 멍에 및 동바리 등이 필요하다. 따라서 철근콘크리트구조는 이러한 거푸집의 탈형, 동바리 해체 등의 추가적인 공정이 수반되므로 시공이 번거로우며 공사기간이 길어진다는 단점이 있다.

철골구조는 시공시 별도의 가설작업이 필요하지는 않지만, 재료비가 철근콘크리트 구조에 비해 비싸고 강재가 노출되어 내구성 및 내화성이 떨어진다는 문제점을 갖는다.

이러한 철근콘크리트 구조와 철골구조의 문제점을 상호보완하기 위하여 강콘크리트 합성보가 개발되어 왔다. 강콘크리트 합성보는 강재 보와 콘크리트가 단일부재로 거동하도록 구현하여 휨모멘트를 받을 때 압축응력의 대부분은 콘크리트가 부담하도록 하고 인장응력은 강재가 부담하도록 하는 효율적인 구조부재로써 보의 춤을 줄여 건축구조물의 층고를 줄일 수 있고 보 단면의 저항강도와 저항강성 증대로 장 스팬 구조물이 가능하게 하며 극한성능이나 변형성능이 증대되는 장점을 가지고 있다.

강콘크리트 합성보는 오랜 기간 동안 여러 형상이 개발되어 왔는데, 강재의 단면을 구조부재의 인장측 외피에 집중배치하고 내부에 콘크리트가 채워지는 강판 영구 거푸집형 합성보가 그 중 하나이다. 강판에 의해 콘크리트가 구속됨으로 휨 강성이 증가되며 콘크리트가 노출되지 않으므로 균열과 중성화를 방지하여 내구성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다. 또한 합성보와 슬래브의 콘크리트가 일체로 타설되어 양생되므로 구조적 일체성이 확보되고 별도의 거푸집을 사용하지 않아 경제적이고 친환경적인 공법이다.

근래에는 건물이 초고층화 기조에 맞추어 공간에 효율성 과 공사비 절감이라는 경제성에 착안하여 많은 건축물에 합성보가 확대하여 적용, 및 사용되고 있으나 많은 대다수의 합성보들이 성형 및 절곡공정 등의 2차 가공에 원재료비의 30~40%까지 발생하고 있고, 이러한 비용은 고스란히 소비자의 부담이 된다.

이에, 본 발명의 발명자는 강재의 성형이나 절곡공정 없이 이미 생산 가공된 형강재만으로 일체화하여 합성보를 제작하는 방법에 대하여 오랫동안 연구하고 시행착오를 거친 끝에 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

본 발명은 강재의 성형이나 절곡없이 표준화되어 생산된 형강재만으로 일체화하여 구조적 성능 및 경제성 그리고 시공성이 우수한 한 쌍의 H-빔을 이용한 강재 합성보를 제공하고자 한다.

한편, 본 발명의 명시되지 않은 또 다른 목적들은 하기의 상세한 설명 및 그 효과로부터 용이하게 추론할 수 있는 범위 내에서 추가적으로 고려될 것이다.

본 발명의 실시예에 따라서, 마주보고 배치되는 한 쌍의 H-빔;

양단부가 한 쌍의 상기 H-빔의 하부 플랜지 각각에 고정되어 배치되는 판재:

한 쌍의 상기 H-빔의 상부 플랜지 각각에 설치되는 한 쌍의 'ㄷ'자형 또는 ‘ㄴ’자형 형강-상기 H-빔의 상부 플랜지와 상기 'ㄷ'자형' 또는 'ㄴ'자형 형강의 하부는 서로 면대면으로 고정결합됨-; 및

상기 'ㄷ'자형' 또는 'ㄴ'자형 형강의 상부에 횡 방향으로 일정 간격 이격되면서 고정 결합되는 'ㄷ'형강을 포함하고,

한 쌍의 상기 H-빔 상부에 슬래브가 배치되는 것으로서, 상기 'ㄷ'자형 또는 'ㄴ'자형 형강 및 상기 'ㄷ'자형 또는 'ㄴ'자형 형강의 상부게 결합되는 'ㄷ'형강은 상기 슬래브와 일체화되는 매립형 합성보인 것을 특징으로 하는,

한 쌍의 H-빔위에 형강재를 배치한 강재 합성보를 제공한다.

본 발명의 다른 실시예에 따라서, 마주보고 배치되는 한 쌍의 H-빔;

양단부가 한 쌍의 상기 H-빔의 하부 플랜지 각각에 고정되어 배치되는 판재:

양단부가 한 쌍의 상기 H-빔의 상부 플랜지 각각에 고정되되, 일정간격 이격되도록 설치되는 복수의 'ㄷ'자형 또는 ‘ㄴ’자형 형강-상기 H-빔의 상부 플랜지와 상기 'ㄷ'자형' 또는 'ㄴ'자형 형강의 양 단부의 하부는 서로 면대면으로 고정결합됨-; 을 포함하고,

한 쌍의 상기 H-빔 상부에 슬래브가 배치되는 것으로서, 상기 'ㄷ'자형 또는 'ㄴ'자형 형강은 상기 슬래브와 일체화되는 매립형 합성보인 것을 특징으로 하는,

한 쌍의 H-빔위에 형강재를 배치한 강재 합성보를 제공한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따라서, 마주보고 배치되는 한 쌍의 H-빔;

양단부가 한 쌍의 상기 H-빔의 하부 플랜지 각각에 고정되어 배치되는 판재:

한 쌍의 상기 H-빔의 상부 플랜지의 양단부에 종방향으로 배치되는 'ㄷ'자형 또는 ‘ㄴ’자형 형강- 상기 H-빔의 상부 플랜지와 상기 'ㄷ'자형' 또는 'ㄴ'자형 형강의 하부는 서로 면대면으로 고정결합됨-; 및

한 쌍의 상기 H-빔의 상부 플랜지의 중앙부에 횡방향으로 배치되는 복수의 'ㄷ'자형 또는 ‘ㄴ’자형 형강- 상기 H-빔의 상부 플랜지와 상기 'ㄷ'자형' 또는 'ㄴ'자형 형강의 양 단부의 하부는 서로 면대면으로 고정결합됨-; 을 포함하고,

한 쌍의 상기 H-빔 상부에 슬래브가 배치되는 것으로서, 상기 'ㄷ'자형 또는 'ㄴ'자형 형강은 상기 슬래브와 일체화되는 매립형 합성보인 것을 특징으로 하는,

한 쌍의 H-빔위에 형강재를 배치한 강재 합성보를 제공한다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 H-빔의 하부 플랜지와 상기 H-빔의 상부 플랜지 사이를 수직으로 연결하는 복수의 수직 보강재를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 한 쌍의 H-빔을 이용한 강재 합성보를 이용하면 강재의 성형이나 절골없이 표준화된 일반 형강재만으로 일체화하여 구조적 성능 및 경제성 그리고 시공성이 우수한 합성보를 생산할 수 있게 된다.

한편, 여기에서 명시적으로 언급되지 않은 효과라 하더라도, 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대되는 이하의 명세서에서 기재된 효과 및 그 잠정적인 효과는 본 발명의 명세서에 기재된 것과 같이 취급됨을 첨언한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 한 쌍의 H-빔위에 형강재를 배치한 강재 합성보를 나타낸 측면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 한 쌍의 H-빔위에 형강재를 배치한 강재 합성보를 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 한 쌍의 H-빔위에 형강재를 배치한 강재 합성보를 나타낸 측면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 한 쌍의 H-빔위에 형강재를 배치한 강재 합성보를 나타낸 사시도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 한 쌍의 H-빔위에 형강재를 배치한 강재 합성보의 단부를 나타낸 단면도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 한 쌍의 H-빔위에 형강재를 배치한 강재 합성보의 중앙부위의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 한 쌍의 H-빔위에 형강재를 배치한 강재 합성보를 나타낸 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 수직 보강재를 포함하는 한 쌍의 H-빔위에 형강재를 배치한 강재 합성보를 나타낸 측면도이다.
첨부된 도면은 본 발명의 기술사상에 대한 이해를 위하여 참조로서 예시된 것임을 밝히며, 그것에 의해 본 발명의 권리범위가 제한되지는 아니한다.

본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능에 대하여 이 분야의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 본 발명에 따른 한 쌍의 H-빔위에 형강재를 배치한 강재 합성보의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 한 쌍의 H-빔위에 형강재를 배치한 강재 합성보를 나타낸 측면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 한 쌍의 H-빔위에 형강재를 배치한 강재 합성보를 나타낸 사시도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 한 쌍의 H-빔위에 형강재를 배치한 강재 합성보는 한 쌍의 H-빔(100), 판재(200) 및 ‘ㄷ’자형 또는 ‘ㄴ’자형 형강(300) 및 상기 ‘ㄷ’자형 또는 ‘ㄴ’자형 형강(300)의 상부에 배치되는 'ㄷ'형강(400)을 포함한다.

한 쌍의 H-빔(100)은 서로 마주보고 배치된다. 판재(200)는 한 쌍의 H-빔(100)의 하부 플랜지 각각에 고정된다. 즉, 마주보고 배치되는 한 쌍의 H-빔(100)의 하단부 즉 양 측의 하부 플랜지와 판재(200)는 서로 고정되어 일체화된다. 양 측의 하부 플랜지와 판재(200)는 가용접후 볼트로 체결되어 일체화 될 수 있다.

하부 플랜지와 판자의 일체화에 필요한 볼트의 개수 및 접합 시공 간격, 용접의 두께 등은 구조계산으로 산출될 수 있다.

도 1 및 도 2에서 볼 수 있듯이 한 쌍의’ㄷ’자형 또는 ‘ㄴ’자형 형강(300)은 한 쌍의 H-빔(100)의 상부 플랜지 각각에 설치된다.

H-빔의 상부 플랜지와 ‘ㄷ’자형 또는 ‘ㄴ’자형 형강(300)의 하부는 서로 면대면으로 결합되어 일체화 될 수 있다. 이때 H-빔의 상부 플랜지와 ‘ㄷ’자형 또는 ‘ㄴ’자형 형강(300)의 하부는 용접 및 복수의 볼트를 통하여 일체화될 수 있다.

또한, ㄷ’자형 또는 ‘ㄴ’자형 형강(300)의 상부에는 'ㄷ'형강(400)이 포함되어 강성을 더욱 증강시킬 수 있다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 수직 보강재를 포함하는 한 쌍의 H-빔위에 형강재를 배치한 강재 합성보를 나타낸 측면도이다.

도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 한 쌍의 H-빔위에 형강재를 배치한 강재 합성보는 복수의 수직 보강재(500)을 더 포함할 수 있다.

복수의 수직 보강재(500)는 H-빔의 하부 플랜지와 H-빔의 상부 플랜지 사이를 수직으로 연결하게 된다. 이때 수직 보강재(500)로 긴볼트가 사용될 수 있다.

H-빔의 하부 플랜지 안쪽에 가공된 긴볼트를 이용하여 상부 플랜지까지 연결될 수 있다. 이때 긴볼트와 상부 플랜지 및 하부 플랜지의 연결 은 가용접후 너트로 일체화 하여 고정될 수 있다.

이러한 복수의 수직 보강재(500)는 이후 타설되는 콘크리트와 서로 섞이면서 합성보의 전체 저항강도를 증진시킬 수 있다. 수직 보강재(500)의 개수 및 간격은 구조계산에 의하여 좌우될 수 있다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 한 쌍의 H-빔위에 형강재를 배치한 강재 합성보를 나타낸 측면도이고, 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 한 쌍의 H-빔위에 형강재를 배치한 강재 합성보를 나타낸 사시도이다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명은 한 쌍의 상기 H-빔의 상부 플랜지 위에 복수의 'ㄷ'자형 또는 ‘ㄴ’자형 형강(300)의 양단부가 일정간격 이격되도록 설치될 수 있다. 이때 H-빔의 상부 플랜지와 'ㄷ'자형' 또는 'ㄴ'자형 형강(300)의 양 단부의 하부는 서로 면대면으로 고정결합되어 강한 고정력을 유지할 수 있다.

또한, 본 발명은 매립형 합성보로서 한 쌍의 H-빔(100) 상부에 슬래브가 배치됨으로써 층고 절감의 효과가 뛰어나도. 또한, 본 발명은 모든 슬래브 적용 가능하고, 판재를 절곡이나 성형하여 사용하지 않고 표준화된 형강을 활용함으로써 제작성 및 시공성 등이 뛰어나다.

도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 한 쌍의 H-빔(100)위에 형강재를 배치한 강재 합성보의 단부를 나타낸 단면도이고, 도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 한 쌍의 H-빔(100)위에 형강재를 배치한 강재 합성보의 중앙부위의 단면도이며, 도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 한 쌍의 H-빔(100)위에 형강재를 배치한 강재 합성보를 나타낸 사시도이다.

도 5 내지 도 8을 참조하면, 한 쌍의 H-빔(100)의 상부 플랜지의 양단부에는 종방향으로 'ㄷ'자형 또는 ‘ㄴ’자형 형강(300)이 배치되고, 한 쌍의 H-빔(100)의 상부 플랜지의 중앙부에는 횡방향으로 복수의 'ㄷ'자형 또는 ‘ㄴ’자형 형강(300)이 일정간격 이격되어 배치된다.

이처럼 본 발명은 한 쌍의 H-빔(100)의 상부 플랜지 상에 'ㄷ'자형 또는 ‘ㄴ’자형 형강을 다양한 조합 또는 다양한 방향으로 배치할 수 있다.

본 발명에 따른 한 쌍의 H-빔위에 형강재를 배치한 강재 합성보는 매립형 합성보로서 한 쌍의 H-빔 상부에 슬래브가 배치됨으로써 층고 절감의 효과가 뛰어나도. 또한, 본 발명은 모든 슬래브 적용 가능하고, 판재를 절곡이나 성형하여 사용하지 않고 표준화된 형강을 활용함으로써 제작성 및 시공성 등이 뛰어나다.

또한 현재 건축현장에서 반영되어 상용되는 있는 절곡형 합성보보다 절곡 및 성형 공정의 생략으로 생산 작업 시간이 크게 단축됨은 물론 생산 단가를 절감할 수 있다. 이에 따라 동일한 품질 수준의 제품보다 공사비용을 현저히 줄일 수 있다.

결국 본 발명에 따른 한 쌍의 H-빔위에 형강재를 배치한 강재 합성보는 표준화된 H 형강과 ‘ㄷ’자형 또는 ‘ㄴ’자형 형을 이용함으로써 제작이 매우 용이하고 경제적이며 품질 또한 보장할 수 있게 된다.

또한, 시공시와 사용시 구조적 변화에 따라 고무적이고 탄력적으로 설계가 가능하며, 판재가 아닌 형강재를 사용하므로 생산 단가의 절감은 물론 표준화로 인해 대량 생산이 가능하여 건축 시장에 합성보 대중화에 기여할 수 있게 된다.

본 발명의 보호범위가 이상에서 명시적으로 설명한 실시예의 기재와 표현에 제한되는 것은 아니다. 또한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 자명한 변경이나 치환으로 말미암아 본 발명의 보호범위가 제한될 수도 없음을 다시 한 번 첨언한다.

100: 한 쌍의 H-빔
200: 판재
300: ‘ㄷ’자형 또는 ‘ㄴ’자형 형강
400: 'ㄷ' 형강
500: 수직 보강재

Claims (4)

1. 마주보고 배치되는 한 쌍의 H-빔;
   양단부가 한 쌍의 상기 H-빔의 하부 플랜지 각각에 고정되어 배치되는 판재;
   한 쌍의 상기 H-빔의 상부 플랜지 각각에 설치되는 한 쌍의 'ㄷ'자형 또는 ‘ㄴ’자형 형강-상기 H-빔의 상부 플랜지와 상기 'ㄷ'자형' 또는 'ㄴ'자형 형강의 하부는 서로 면대면으로 고정결합됨-; 및
   상기 'ㄷ'자형' 또는 'ㄴ'자형 형강의 상부에 횡 방향으로 일정 간격 이격되면서 고정 결합되는 'ㄷ'형강을 포함하고,
   한 쌍의 상기 H-빔 상부에 슬래브가 배치되는 것으로서, 상기 'ㄷ'자형 또는 'ㄴ'자형 형강 및 상기 'ㄷ'자형 또는 'ㄴ'자형 형강의 상부게 결합되는 'ㄷ'형강은 상기 슬래브와 일체화되는 매립형 합성보인 것을 특징으로 하는,
   한 쌍의 H-빔위에 형강재를 배치한 강재 합성보.
2. 마주보고 배치되는 한 쌍의 H-빔;
   양단부가 한 쌍의 상기 H-빔의 하부 플랜지 각각에 고정되어 배치되는 판재;
   양단부가 한 쌍의 상기 H-빔의 상부 플랜지 각각에 고정되되, 일정간격 이격되도록 설치되는 복수의 'ㄷ'자형 또는 ‘ㄴ’자형 형강-상기 H-빔의 상부 플랜지와 상기 'ㄷ'자형' 또는 'ㄴ'자형 형강의 양 단부의 하부는 서로 면대면으로 고정결합됨-; 을 포함하고,
   한 쌍의 상기 H-빔 상부에 슬래브가 배치되는 것으로서, 상기 'ㄷ'자형 또는 'ㄴ'자형 형강은 상기 슬래브와 일체화되는 매립형 합성보인 것을 특징으로 하는,
   한 쌍의 H-빔위에 형강재를 배치한 강재 합성보.
3. 마주보고 배치되는 한 쌍의 H-빔;
   양단부가 한 쌍의 상기 H-빔의 하부 플랜지 각각에 고정되어 배치되는 판재;
   한 쌍의 상기 H-빔의 상부 플랜지의 양단부에 종방향으로 배치되는 'ㄷ'자형 또는 ‘ㄴ’자형 형강- 상기 H-빔의 상부 플랜지와 상기 'ㄷ'자형' 또는 'ㄴ'자형 형강의 하부는 서로 면대면으로 고정결합됨-; 및
   한 쌍의 상기 H-빔의 상부 플랜지의 중앙부에 횡방향으로 배치되는 복수의 'ㄷ'자형 또는 ‘ㄴ’자형 형강- 상기 H-빔의 상부 플랜지와 상기 'ㄷ'자형' 또는 'ㄴ'자형 형강의 양 단부의 하부는 서로 면대면으로 고정결합됨-; 을 포함하고,
   한 쌍의 상기 H-빔 상부에 슬래브가 배치되는 것으로서, 상기 'ㄷ'자형 또는 'ㄴ'자형 형강은 상기 슬래브와 일체화되는 매립형 합성보인 것을 특징으로 하는,
   한 쌍의 H-빔위에 형강재를 배치한 강재 합성보.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 H-빔의 하부 플랜지와 상기 H-빔의 상부 플랜지 사이를 수직으로 연결하는 복수의 수직 보강재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
   한 쌍의 H-빔위에 형강재를 배치한 강재 합성보.

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