WO2017188510A1 - 고강성 하이브리드 메가 거더 및 이를 시공하는 방법 - Google Patents

고강성 하이브리드 메가 거더 및 이를 시공하는 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따르면, 복수의 기둥(10); 이웃하는 상기 기둥(10)을 연결하는 복수의 제1 거더(100); 이웃하는 상기 제1 거더(100)를 연결하는 복수의 제2 거더(200); 및 상기 제1 거더(100) 및 상기 제2 거더(200)가 지지하는 슬래브(300);를 포함하되, 상기 제1 거더(100)는 프레임(110); 및 상기 프레임(110)과 상기 슬래브(300) 사이에 형성된 단면 확장부(120);를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 메가 거더가 제공된다. 본 발명에 따르면 본 발명에 따르면, 부재비용을 절감하여 공사비를 낮출 수 있는 효과가 있다.

Description

고강성 하이브리드 메가 거더 및 이를 시공하는 방법
본 발명은 토목 기술 분야에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 진동하중이나 큰 하중을 지지하기 위해 높은 강성이 요구되는 메거 거더를 시공함에 있어, 부재 및 공사비용의 절감의 효과를 누릴 수 있으며, 동일 강성을 갖는 거더의 시공기간과 같게 또는 더 짧은 시공기간을 달성할 수 있는 하이브리드 메가 거더 및 이를 시공하는 방법에 관한 것이다.
높은 하중을 갖는 장비 또는 큰 진동을 유발하는 장비가 설치되는 건물의 경우 사용자가 불편함을 느끼지 않도록 하는 사용성 수준을 만족하기 위해서는 높은 강성을 갖는 바닥 구조의 시공이 요구된다.
종래에는 발주처의 공기단축 요구를 만족시키기 위해 철골조로 설계되어 시공되어 왔으며 이 경우 높은 바닥 강성을 확보하기 위해 복부(depth)가 큰 대형 철골빔이 사용되어 왔다.
도 1에는 종래에 사용되어 오던 복부가 큰 대형 철골빔의 형상을 확인할 수 있다.
이러한 철골빔을 이용한 철골구조물의 시공은 시공성이 높아 공기 단축이 가능한 장점이 있으나, 높은 부재비로 인하여 공사비가 상승되는 단점이 있다.
이에 따라, 철골조가 갖는 짧은 공사기간의 장점을 갖으면서도, 부재비용을 절감할 수 있는 대체 가능한 메가 거더와 관련된 공법의 개발이 요청된다.
본 발명은 상술된 종래의 거더 공법에 관한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 부재비용을 절감하여 공사비를 낮출 수 있는 고강성 하이브리드 메가 거더 및 이를 시공하는 방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 다른 목적은 짧은 공사기간으로도 시공이 가능한 고강성 하이브리드 메가 거더 및 이를 시공하는 방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 복수의 기둥(10); 이웃하는 상기 기둥(10)을 연결하는 복수의 제1 거더(100); 이웃하는 상기 제1 거더(100)를 연결하는 복수의 제2 거더(200); 및 상기 제1 거더(100) 및 상기 제2 거더(200)가 지지하는 슬래브(300);를 포함하되, 상기 제1 거더(100)는 프레임(110); 및 상기 프레임(110)과 상기 슬래브(300) 사이에 형성된 단면 확장부(120);를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 메가 거더가 제공된다.
이 경우 상기 슬래브(300) 및 상기 단면 확장부(120)는 콘크리트로 형성되며, 상기 프레임(110)은 금속재로 형성된 것을 특징으로 하는 하이브리드 메가 거더일 수 있다.
또한, 상기 단면 확장부(120)를 따라 연장됨과 아울러, 상기 단면 확장부(120)의 양 측면에 설치되는 "ㄷ"형 채널(400);을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 메가 거더일 수 있다.
또한, 상기 제2 거더(200)는, 상기 슬래브(300)와 접촉되는 상부 거더(210); 및 상기 상부 거더(220) 하부에 결합된 하부 거더(220);를 포함하되, 상기 상부 거더(210)는 상기 "ㄷ"형 채널(400)과 결합되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 메가 거더일 수 있다.
또한, 상기 단면 확장부(120)의 높이(a)와 상기 상부 거더(210)의 높이(b)가 같은 높이로 형성된 것을 특징으로 하는 하이브리드 메가 거더일 수 있다.
또한, 상기 상부 거더(210) 및 상기 하부 거더(220)는 금속재로 형성된 것을 특징으로 하는 하이브리드 메가 거더일 수 있다.
또한, 상기 상부 거더(210) 및 상기 하부 거더(220)는 콘크리트로 형성된 것을 특징으로 하는 하이브리드 메가 거더일 수 있다.
또한, 상기 하부 거더(220)는 상기 프레임(110)과 결합된 것을 특징으로 하는 하이브리드 메가 거더일 수 있다.
본 발명의 다른 일 측면에 따르면, 제8항의 하이브리드 메가 거더를 시공하는 방법에 있어서, 상기 단면 확장부(120)의 형성을 위한 거푸집과 상기 "ㄷ"형 채널(400)을 설치하고 콘크리트를 타설하는 단계;를 포함하되, 상기 "ㄷ"형 채널(400)의 상부 프렌지(410)는 상기 슬래브(300)와 상기 단면 확장부(120) 사이에 매설되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 메가 거더를 시공하는 방법이 제공된다.
이 경우 상기 "ㄷ"형 채널(400)의 하부 프렌지(420)는 상기 단면 확장부(120)와 상기 하부 거더(220) 사이에 매설되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 메가 거더를 시공하는 방법일 수 있다.
본 발명에 따르면, 부재비용을 절감하여 공사비를 낮출 수 있는 효과가 있다.
본 발명에 따르면 짧은 공사기간으로도 진동저감 성능을 구비한 하이브리드 메가 거더를 시공할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 진동저감 성능을 구비한 거더의 단면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 메가 거더의 평면도.
도 3은 본 발명의 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 메가 거더의 종단면도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 거더의 단면도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 거더의 단면도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 제3 거더의 단면도.
도 7은 본 발명의 다른 일 실시에에 따른 제2 거더의 단면도.
도 8는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 하이브리드 메가 거더의 종단면도.
본 발명에 따른 고강성 하이브리드 메가 거더 및 이를 시공하는 방법 의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
또한, 이하 사용되는 제1, 제2 등과 같은 용어는 동일 또는 상응하는 구성 요소들을 구별하기 위한 식별 기호에 불과하며, 동일 또는 상응하는 구성 요소들이 제1, 제2 등의 용어에 의하여 한정되는 것은 아니다.
또한, 결합이라 함은, 각 구성 요소 간의 접촉 관계에 있어, 각 구성 요소 간에 물리적으로 직접 접촉되는 경우만을 뜻하는 것이 아니라, 다른 구성이 각 구성 요소 사이에 개재되어, 그 다른 구성에 구성 요소가 각각 접촉되어 있는 경우까지 포괄하는 개념으로 사용하도록 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 메가 거더는 기본적으로 복수의 기둥(10), 복수의 기둥(10) 중 이웃하는 기둥(10)을 연결하는 복수의 제1 거더(100), 이웃하는 제1 거더(100)를 연결하는 복수의 제2 거더(200) 및 제1 거더(100) 및 제2 거더(200)가 지지하는 슬래브(300)를 포함한다(도 2).
제1 거더(100)는 프레임(110) 및 프레임(110)과 슬래브(300) 사이에 형성된 단면 확장부(120)를 포함한다(도 4).
이 경우 슬래브(300) 및 단면 확장부(120)는 콘크리트로 형성되며, 프레임(110)은 금속재로 형성된다.
종래의 진동저감 성능을 구비한 거더의 경우에는 진동저감 효과를 위해 복부가 긴 I형강을 사용하였다. 다만, I형강은 가격이 높아 전체 공사비용을 상승을 초래하는 문제가 있었다.
이와 비교하여, 본원발명은 콘크리트를 이용하여 형성한 단면 확장부(120)를 이용하여 I형강의 긴 복부를 치환하였기 때문에, 낮은 비용으로 진동저감 성능을 구비한 메가 거더를 시공할 수 있는 효과를 갖는다.
또한, 본원발명의 단면 확장부(120)는 슬래브(300)와 같은 재질로 형성되므로 단면 확장부(120)와 슬래브(300)를 콘크리트를 타설하여 동시에 형성시키는 것이 가능하므로, 공사기간을 단축할 수 있는 효과를 갖는다.
본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 메가 거더는 단면 확장부(120)를 따라 연장됨과 아울러, 단면 확장부(120)의 양 측면에 설치되는 "ㄷ"형 채널(400)을 더 포함할 수 있다(도 4).
"ㄷ"형 채널(400)을 설치함으로써 얻을 수 있는 효과는 이하와 같다.
첫째, 단면 확장부(120)와 슬래브(300)를 콘크리트 타설을 통해 동시에 형성함에 있어, 단면 확장부(120)의 측부는 "ㄷ"형 채널(400)에 의해 폐쇄되므로 별도의 거푸집의 설치 없이 단면 확장부(120)의 측면부를 형성하는 것이 가능하다.
둘째, 후술되는 제2 거더(200)의 상부 거더(210)를 단면 확장부(120)에 결합함에 있어 금속재로 형성된 "ㄷ"형 채널(400)을 제2 거더(200)와의 접촉지점에 먼저 형성함으로써 용접이나 볼트 결합 등의 다양한 방식의 결합을 가능토록 한 효과를 갖는다. 이에 따라 시공의 편의성을 확보할 수 있다.
셋째, 구조물의 구조적 안정성을 높일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제2 거더(200)는 슬래브(300)와 접촉되는 상부 거더(210) 및 상부 거더(220) 하부에 결합된 하부 거더(220)를 포함한다(도 5).
상부 거더(210) 및 하부 거더(220)는 금속재로 형성될 수 있다.
이 경우 단면 확장부(120)의 높이(a)와 상부 거더(210)의 높이(b)가 같은 높이로 형성된다.
이에 따라 상부 거더(210)는 "ㄷ"형 채널(400)과 결합되는데, 상술된 바와 같이 상부 거더(210)와 "ㄷ"형 채널(400)은 모두 금속재로 형성되므로 결합의 용이성을 확보할 수 있다.
이 경우 "ㄷ"형 채널(400)의 상부 프렌지(410)는 슬래브(300)와 단면 확장부(120) 사이에 매설되는 구조를 형성한다. 또한, "ㄷ"형 채널(400)의 하부 프렌지(420)는 단면 확장부(120)와 하부 거더(220) 사이에 매설된다.
하부 거더(220)는 프레임(110)과 결합된다(도 3).
본 발명의 다른 일 실시예에 따르면 상부 거더(210) 및 하부 거더(220)는 콘크리트로 형성될 수 있다(도 7, 도 8).
이 경우 상부 거더(210)와 슬래브(300)의 결합을 위한 전단키가 구비될 수 있는데, 구체적으로 슬래브(300)에 가로 방향으로 매설된 주근(310)과 상부 거더(210) 상부로 돌출되며, 상기 슬래브(300)에 매설되는 상부근(230) 결합시키는 방식으로 전단키의 구조를 형성할 수 있다(도 7).
본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 메가 거더는 이웃하는 기둥(10)을 연결하는 제3 거더(500)를 포함할 수 있다(도 2, 도 6).
이 경우 복수의 기둥(10)이 형성되는 방향을 따라 일방향은 제1 거더(100)에 의해 연결되고, 타방향은 제3 거더(500)를 이용하여 연결된 형태를 취한다.
이하 본 발명에 따른 하이브리드 메가 거더를 시공하는 방법에 대하여 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 메거 거더를 시공하는 방법은 단면 확장부(120)의 형성을 위한 거푸집과 "ㄷ"형 채널(400)을 설치하고 콘크리트를 타설하는 단계를 포함한다.
이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께 하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.

Claims (10)

  1. 복수의 기둥(10);
    이웃하는 상기 기둥(10)을 연결하는 복수의 제1 거더(100);
    이웃하는 상기 제1 거더(100)에 연결되는 복수의 제2 거더(200); 및
    상기 제1 거더(100) 및 상기 제2 거더(200)가 지지하는 슬래브(300);를 포함하되,
    상기 제1 거더(100)는
    프레임(110); 및
    상기 프레임(110)과 상기 슬래브(300) 사이에 형성된 단면 확장부(120);를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 메가 거더.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 슬래브(300) 및 상기 단면 확장부(120)는 콘크리트로 형성되며, 상기 프레임(110)은 금속재로 형성된 것을 특징으로 하는 하이브리드 메가 거더.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 단면 확장부(120)를 따라 연장됨과 아울러,
    상기 단면 확장부(120)의 양 측면에 설치되는 "ㄷ"형 채널(400);을
    더 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 메가 거더.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제2 거더(200)는,
    상기 슬래브(300)와 접촉되는 상부 거더(210); 및
    상기 상부 거더(210) 하부에 결합된 하부 거더(220);를 포함하되,
    상기 상부 거더(210)는 상기 "ㄷ"형 채널(400)과 결합되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 메가 거더.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 단면 확장부(120)의 높이(a)와 상기 상부 거더(210)의 높이(b)가 같은 높이로 형성된 것을 특징으로 하는 하이브리드 메가 거더.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 상부 거더(210) 및 상기 하부 거더(220)는 금속재로 형성된 것을 특징으로 하는 하이브리드 메가 거더.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 상부 거더(210) 및 상기 하부 거더(220)는 콘크리트로 형성된 것을 특징으로 하는 하이브리드 메가 거더.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 하부 거더(220)는 상기 프레임(110)과 결합된 것을 특징으로 하는 하이브리드 메가 거더.
  9. 제8항의 하이브리드 메가 거더를 시공하는 방법에 있어서,
    상기 단면 확장부(120)의 형성을 위한 거푸집과 상기 "ㄷ"형 채널(400)을 설치하고 콘크리트를 타설하는 단계;를 포함하되,
    상기 "ㄷ"형 채널(400)의 상부 프렌지(410)는 상기 슬래브(300)와 상기 단면 확장부(120) 사이에 매설되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 메가 거더를 시공하는 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 "ㄷ"형 채널(400)의 하부 프렌지(420)는 상기 단면 확장부(120)와 상기 하부 거더(220) 사이에 매설되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 메가 거더를 시공하는 방법.
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