WO2018070609A1

WO2018070609A1 - 중공 h빔과 이를 이용한 구조물

Info

Publication number: WO2018070609A1
Application number: PCT/KR2016/014397
Authority: WO
Inventors: 원병천; 이정옥; 이영륜
Original assignee: 원병천; 이정옥; 이영륜
Priority date: 2016-10-14
Filing date: 2016-12-08
Publication date: 2018-04-19

Abstract

본 발명은 스틸을 주재료로 하여 일체로 성형되거나 용접제작되며, 서로 평행하게 이격된 한 쌍의 측벽(2,3)과, 상기 측벽(2,3)의 양단에 공통적으로 접하면서 이들 측벽(2,3)의 외측으로 연장되는 서로 평행한 한 쌍의 플랜지(4,5)로 구성되어, 상기 한 쌍의 측벽(2,3)과 한 쌍의 플랜지(4,5)로 둘러싸인 부위에 중공부(6)가 형성된 중공 H빔(1)과, 이 중공 H빔(1)의 중공부(6)를 관통하는 앵커용 긴장재(17)가 삽입설치된 흙막이벽 또는 지중 연속벽이다.

Description

중공 H빔과 이를 이용한 구조물

본 발명은 중공 H빔과 이를 이용한 구조물에 관한 것으로서, 좀 더 상세히는 단면계수가 높아서 강도와 지지력이 우수하여 구조물의 기둥이나 보로 사용하기 적합하고, 이를 지지재로 사용하는 흙막이벽이나, 이를 심재로 사용하는 지하연속벽용 콘크리트파일과 같은 구조물에 관한 것이다.

구조재로 널리 사용되는 강재 H빔은 그 단면이 측벽을 이루는 웨브의 상하단에 수평방향의 플랜지가 일체로 형성된 것으로서, 그 단면적에 비해 휨강도가 높고 다양한 구조적 장점이 있기 때문에 다양한 형태의 규격화된 구조재로 널리 사용되고 있다. 즉, 건축구조물의 수직빔이나 수평빔 또는 경사빔으로 사용되기도 하고, 기초구조물의 토류벽의 수직빔이나 수평띠장 등으로 사용되기도 한다. 그런데 이러힌 H빔은 그 단면구조상 중앙에 배치되는 부재가 단일의 웹으로 이루어져서, 건축이나 토목현장의 다양한 요구나 기능에 대하여 효과적으로 대처하기 어려워서 그 용도나 기능이 제한되는 문제점이 있었다.

본 발명은 전술한 바와 같은 종래의 강재 H빔의 용도나 기능상의 문제점에착안하여 제안된 것으로서, H빔과 동등 이상의 단면계수를 구비하여 휨모멘트 등의 강도와 지지력이 우수하여 구조물의 기둥이나 보로 사용하기 적합한 중공 H빔 및 이를 이용한 흙막이벽 또는 지하연속벽용 콘크리트파일과 같은 구조물을 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 한 특징에 따르면, 스틸을 주재료로 하여 일체로 성형되거나 용접제작되며, 서로 평행하게 이격된 한 쌍의 측벽(2,3)과, 상기 측벽(2,3)의 양단에 공통적으로 접하면서 이들 측벽(2,3)의 외측으로 연장되는 서로 평행한 한 쌍의 플랜지(4,5)로 구성되어, 상기 한 쌍의 측벽(2,3)과 한 쌍의 플랜지(4,5)로 둘러싸인 부위에 중공부(6)가 형성된 것을 특징으로 하는 중공 H빔(1)이 제공된다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 중공 H빔(1)의 플랜지(4,5)의 길이방향을 따라 중공부(6)를 관통하는 복수개의 관통공(8)이 형성된 것을 특징으로 하는 중공 H빔(1)이 제공된다.

본 발명의 다른 특징에 다르면, 지반을 굴착한 절개면에 설치되는 다수의 흙막이패널(16)과, 이 흙막이패널(16)을 지지하도록 수직설치되는 수직빔(11) 또는 이들 수직빔(11)을 횡방향으로 연결하는 띠장(12)을 포함하는 흙막이벽(10) 구조에 있어서, 상기 수직빔(11) 또는 상기 띠장(12)을 중공 H빔(1)으로 제작하되, 상기 중공 H빔(1)은 서로 평행하게 이격된 한 쌍의 측벽(2,3)과, 이들 한 쌍의 측벽(2,3)의 양단에 공통적으로 접하면서 이들 측벽(2,3)의 외측으로 연장되는 서로 평행한 한 쌍의 플랜지(4,5)로 구성되어, 상기 한 쌍의 측벽(2,3)과 한 쌍의 플랜지(4,5)로 둘러싸인 부위에 중공부(6)가 형성되고, 상기 중공 H빔(1)의 플랜지(4,5)의 길이방향을 따라 중공부(6)를 관통하는 복수개의 관통공(8)을 구비하고, 상기 관통공(8)에는 지중을 향해서 매입되어 정착되는 앵커용 긴장재(17)가 삽입설치된 것을 특징으로 하는 흙막이벽(10) 구조가 제공된다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 지반에 설치되어 흙막이벽, 차수벽 또는 기초벽으로 사용되는 지중 연속벽(30)에 있어서, 상기 지중 연속벽(30)은 중첩부(35)를 갖도록 부분적으로 중첩되거나 인접 또는 이격되어 연속적으로 설치되는 복수개의 콘크리트기둥(34)을 포함하고, 상기 복수개의 콘크리트기둥(34)의 적어도 일부의 내부에는 중공 H빔(1)이 매입되어 연장되며, 상기 중공 H빔(1)은 서로 평행하게 이격된 한 쌍의 측벽(2,3)과, 이들 한 쌍의 측벽(2,3)의 양단에 공통적으로 접하면서 이들 측벽(2,3)의 외측으로 연장되는 서로 평행한 한 쌍의 플랜지(4,5)로 구성되어, 상기 한 쌍의 측벽(2,3)과 한 쌍의 플랜지(4,5)로 둘러싸인 부위에 중공부(6)가 형성되고, 상기 중공 H빔(1)의 플랜지(4,5)의 길이방향을 따라 중공부(6)를 관통하는 복수개의 관통공(8)을 구비하고, 중공 H빔(1)이 매입된 콘크리트기둥(34)에는 상기 관통공(8)을 통과하여 지중을 향해서 매입되는 앵커용 긴장재(17)가 삽입설치된 것을 특징으로 하는 지중 연속벽(30) 구조가 제공된다.

본 발명에 따르면, 스틸을 주재료로 하여 제작되며, 서로 평행한 한 쌍의 측벽(2,3)과, 이들 측벽(2,3)의 양단에 공통적으로 접하면서 서로 평행한 한 쌍의 플랜지(4,5)로 구성되어, 내부에 중공부(6)가 형성된 중공 H빔(1)을 제공함으로써, 단면계수가 높아서 구조재로서의 휨모멘트나 압축강도가 높아서 지지력이 우수하고, 이를 흙막이벽(10) 지지용 수직빔이나 수평띠장으로 사용하거나 지중 연속벽(30)용 콘크리트기둥(34)의 심재로 사용하는 경우에, 중공 H빔(1)의 중공부(6)를 통해 지중으로 매입되는 앵커용 긴장재(17)를 삽입설치할 수 있어서, 불필요하거나 과도한 띠장의 사용이 방지되어 흙막이벽(10)이나 지중 연속벽(30)의 구조가 간단하여 시공이 용이하고, 시공비를 절감할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 중공 H빔의 구성도

도 2는 본 발명의 다른 실시예의 구성도

도 3과 도 4는 본 발명의 실시예의 흙막이벽의 구성도

도 5와 도 6은 본 발명의 실시예의 지중 연속벽의 구성도

이하에서 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같디. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 중공 H빔(1)의 구성도로서, 도시된 바와 같이 본 발명에 따르면, 스틸을 주재료로 하여 일체로 성형되거나 용접제작되며, 서로 평행하게 연장되는 한 쌍의 측벽(2,3)과, 이 측벽(2,3)의 양단에 공통으로 접하면서 이들 측벽(2,3)의 외측으로 연장되는 한 쌍의 평행한 플랜지(4,5)를 포함한다. 이러한 구성에 따라 한 쌍의 측벽(2,3)과 한 쌍의 플랜지(4,5)에 둘러싸인 내부공간은 사각형의 중공부(6)를 이루게 된다. 이러한 중공 H빔(1)은 그 형태는 통상적인 H빔과 유사하나, 통상적인 H빔은 측벽, 즉 웨브가 하나이지만, 본 발명의 실시예는 측벽(2,3)이 두 개로 이루어져서 그 사이에 중공부(6)를 형성하므로, 편의상 이를 '중공 H빔'이라고 칭하고자 한다.

이러한 중공 H빔(1)은 통상적인 H빔과 유사한 구조적 특성을 가지는데, 통상적인 H빔과 동등 이상의 단면계수를 가져서 휨모멘트나 압축강도 등이 우수하므로, 구조물의 수직 기둥이나 수평보 또는 경사지부재 등으로 사용될 수 있다. 이러한 중공 H빔(1)은 평탄한 강재를 용접하여 제작하거나, 일체로 압출성형할 수 있을 것이다. 또는 이형 강재를 용접하여 제작하면 용접공수를 줄일 수 있을 것이다.

도 2는 본 발명의 다른 실시예를 보여주는데, 중공 H빔(1)의 플랜지(4,5)의 길이방향을 따라 중공부(6)를 관통하는 복수개의 관통공(8)이 형성된다. 이러한 관통공(8)의 주된 용도는 중공 H빔(1)을 이용하여 흙막이벽이나 지중 연속벽용 콘크리트기둥을 형성하는 경우에, 이 중공 H빔(1)을 관통하여 지중으로 연장되는 앵커용 긴장재(17)를 삽입설치하는 것이다. 이 관통공(8)은 공장에서 미리 H빔(1)에 형성한 후에 현장에 반입할 수도 있고, 현장에서 시공시에 직접 중공 H빔(1)에 관통공(8)을 형성할 수도 있을 것이다.

도 3과 도 4는 본 발명에 따른 또 다른 실시예를 보여주는데, 구체적으로는 중공 H빔(1)을 흙막이벽용 수직빔(11) 또는 띠장(12)으로 사용하는 구조물을 보여준다. 도 3에 도시된 실시예에 따르면, 지반을 굴착한 절개면에 설치되는 흙막이패널(16)과, 이 흙막이패널(16) 사이에 수직설치되어 이들 흙막이패널(16)을 지지하는 수직빔(11)을 포함한다. 여기서 이 수직빔(11)은 본 발명에 따른 중공 H빔(1)으로 이루어진다. 그리고 이 수직빔(11)의 전면에 노출된 플랜지(4)에는 관통공(8)이 형성되고, 이 관통공(8)에는 지중에 연장되어 매입되는 앵커용 긴장재(17)가 설치된다. 수직빔(11)의 외부에는 앵커용 긴장재(17)를 체결하는 앵커브라켓(18)이 구비된다. 이러한 구조에 따르면, 수직빔(11)을 지지하는 별도의 띠장 없이도 직접 중공 H빔(1)으로 이루어진 수직빔(11)에 앵커용 긴장재(17)를 설치하고 앵커브라켓(18)으로 체결고정할 수 있어서, 흙막이벽 구조가 간단해지므로, 시공이 용이하고 시공코스트가 절감된다.

도 4에 도시된 실시예는 도 3에 도시된 실시예에 더하여 수직빔(11)의 외측에 수평연장되는 띠장(12)을 덧댄 것인데, 이 띠장(12)을 본 발명에 따른 중공 H빔(1)으로 구성한 것이다. 이러한 구조에 따르면, 띠장(12)을 이루는 중공 H빔(1)의 전방으로 노출된 플랜지(4)에 형성되는 관통공(8)을 통해 앵커용 긴장재(17)를 지중에 매입설치하고, 앵커브라켓(18)으로 체결한다. 이러한 구조에 따르면, 띠장(12)을 이루는 중공 H빔(1)의 내부에 중공부(6)가 형성되므로, 이 중공부(6)를 통해 앵커용 긴장재(17)을 매입설치할 수 있어서, 종래와 같이 상하 이격된 한 쌍의 띠장을 설치한 후에 그 사이로 앵커용 긴장재를 삽입설치할 필요가 없어서, 띠장의 구조가 간단화되므로, 구조적인 보강기능을 수행하지 않으면서 앵커브라켓을 설치하게 위해 띠장을 상하 이중으로 설치하는 번거로움을 피할 수 있어서, 역시 흙막이벽 구조가 간단해지므로, 시공이 용이하고 시공코스트가 절감된다.

도 5와 도 6은 본 발명의 또 다른 실시예로서, 본 발명의 중공 H빔(1)을 흙막이벽, 차수벽 또는 기초벽으로 사용되는 지중 연속벽용 CIP파일인 콘크리트기둥(34)의 심재로 사용하는 것을 보여준다.

도 5에 도시된 지중 연속벽(30)은 중첩부(35)를 갖도록 부분적으로 중첩되면서 연속적으로 설치되는 복수개의 콘크리트기둥(34)을 포함한다. 그리고 이 콘크리트기둥(34)의 내부에는 본 발명에 따른 중공 H빔(1)이 심재 또는 코어부재로 매입설치된다. 이때 바람직하게는 인접하는 중공 H빔(1)의 플랜지(4,5)가 직선 또는 곡선상으로 연결되거나, 인접하는 중공 H빔(1)의 측벽(2,3)이 서로 평행하게 배치되도록 콘크리기둥(34)을 지중에 위치설정한다. 그리고, 이 지중 연속벽(30)의 노출되는 전면에는 필요에 따라 본 발명에 따른 중공 H빔으로 횡방향 보강재인 띠장(36)을 부착할 수 있다.

여기서, 이 지중 연속벽(30)의 토압에 대한 지지력을 높이기 위해, 콘크리트기둥(34)의 전면으로부터 내부의 중공 H빔(1)의 중공부(6)를 관통하여 지중으로 매입되는 앵커용 긴장재(17)를 설치하고, 그 외부에서 앵커브라켓(18)으로 체결한다. 필요하다면, 수평방향으로 배치된 띠장(36)으로 사용되는 중공 H빔(1)의 중공부(6)를 통해 콘크리트기둥(34)을 관통하여 앵커용 긴장재를 매입설치할 수도 있을 것이다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예로서, 도 6의 실시예와 다른 점은, 도 5의 실시예는 모든 콘크리트기둥(34) 내부에 중공 H빔(1)이 심재로 사용되었으나, 도 6이 실시예에서는 일정한 간격으로 일부의 콘크리트기둥(34)에만 중공 H빔(1)이 심재로 사용되고, 나머지 콘크리트기둥(34)에는 철근망(38)이 심재로 사용된 것이다. 이 경우 앵커용 긴장재(17)는 중공 H빔(1)이 심재로 사용된 콘크리트기둥(34)을 통해 지중에 매입하게 된다. 이 경우 시공순서는 먼저 중공 H빔(1)이 내장된 콘크리트기둥(1)을 간격을 두고 먼저 지중에 설치한 후에, 그 사이에 철근망(38)이 내장된 콘크리트기둥(34)을 설치한다. 이는 철근망(38)이 내장된 콘크리트기둥(34)을 먼저 설치하면, 이후에 그 사이에 중공 H빔(1)이 내장된 콘크리트기둥(34)을 설치하기 위해 굴착할 때 철근망(38)이 걸려서 들어올려지는 것을 방지하기 위한 것이다.

도 5 및 도 6에 도시된 실시예는 인접하는 콘크리트기둥(34)이 서로 중첩부(35)를 갖도록 설치되는 것으로 예시하였으나, 본 발명은 콘크리트기둥(34)이 서로 중첩되지 않고, 서로 접촉되거나, 약간의 간격을 두고 이격설치되는 경우에도 적용됨은 물론이다.

Claims

스틸을 주재료로 하여 일체로 성형되거나 용접제작되며, 서로 평행하게 이격된 한 쌍의 측벽(2,3)과, 상기 측벽(2,3)의 양단에 공통적으로 접하면서 이들 측벽(2,3)의 외측으로 연장되는 서로 평행한 한 쌍의 플랜지(4,5)로 구성되어, 상기 한 쌍의 측벽(2,3)과 한 쌍의 플랜지(4,5)로 둘러싸인 부위에 중공부(6)가 형성된 것을 특징으로 하는 중공 H빔(1).
제 1 항에 있어서, 상기 중공 H빔(1)의 플랜지(4,5)의 길이방향을 따라 중공부(6)를 관통하는 복수개의 관통공(8)이 형성된 것을 특징으로 하는 중공 H빔(1).
지반을 굴착한 절개면에 설치되는 다수의 흙막이패널(16)과, 이 흙막이패널(16)을 지지하도록 수직설치되는 수직빔(11) 또는 이들 수직빔(11)을 횡방향으로 연결하는 띠장(12)을 포함하는 흙막이벽(10) 구조에 있어서, 상기 수직빔(11) 또는 상기 띠장(12)을 중공 H빔(1)으로 제작하되, 상기 중공 H빔(1)은 서로 평행하게 이격된 한 쌍의 측벽(2,3)과, 이들 한 쌍의 측벽(2,3)의 양단에 공통적으로 접하면서 이들 측벽(2,3)의 외측으로 연장되는 서로 평행한 한 쌍의 플랜지(4,5)로 구성되어, 상기 한 쌍의 측벽(2,3)과 한 쌍의 플랜지(4,5)로 둘러싸인 부위에 중공부(6)가 형성되고, 상기 중공 H빔(1)의 플랜지(4,5)의 길이방향을 따라 중공부(6)를 관통하는 복수개의 관통공(8)을 구비하고, 상기 관통공(8)에는 지중을 향해서 매입되어 정착되는 앵커용 긴장재(17)가 삽입설치된 것을 특징으로 하는 흙막이벽(10) 구조
지반에 설치되어 흙막이벽, 차수벽 또는 기초벽으로 사용되는 지중 연속벽(30)에 있어서, 상기 지중 연속벽(30)은 중첩부(35)를 갖도록 부분적으로 중첩되거나 인접 또는 이격되어 연속적으로 설치되는 복수개의 콘크리트기둥(34)을 포함하고, 상기 복수개의 콘크리트기둥(34)의 적어도 일부의 내부에는 중공 H빔(1)이 매입되어 연장되며, 상기 중공 H빔(1)은 서로 평행하게 이격된 한 쌍의 측벽(2,3)과, 이들 한 쌍의 측벽(2,3)의 양단에 공통적으로 접하면서 이들 측벽(2,3)의 외측으로 연장되는 서로 평행한 한 쌍의 플랜지(4,5)로 구성되어, 상기 한 쌍의 측벽(2,3)과 한 쌍의 플랜지(4,5)로 둘러싸인 부위에 중공부(6)가 형성되고, 상기 중공 H빔(1)의 플랜지(4,5)의 길이방향을 따라 중공부(6)를 관통하는 복수개의 관통공(8)을 구비하고, 중공 H빔(1)이 매입된 콘크리트기둥(34)에는 상기 관통공(8)을 통과하여 지중을 향해서 매입되는 앵커용 긴장재(17)가 삽입설치된 것을 특징으로 하는 지중 연속벽(30) 구조.