KR100608173B1 - 콘크리트 스터드를 이용한 냉간성형 합성보 및 그시공방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 콘크리트 스터드를 이용한 냉간성형 합성보 및 그 시공방법에 관한 것으로, 시어커넥터를 사용하지 않으면서 슬래브와 보 사이의 합성효과를 기대할 수 있고, 시공이 간편해져 시공성이 향상되며 공사기간과 공사비를 절감할 수 있게 하는 데 목적이 있다.
이를 위한 콘크리트 스터드를 이용한 냉간성형 합성보는, 보의 상단에 슬래브를 지지시키는 합성구조에 있어서, 단부플랜지(12)의 양단에 경사플랜지(13)가 좌우로 경사지게 삼각형으로 연결되어 삼각플랜지(11)가 형성되고, 상기 삼각플랜지의 좌우측 경사플랜지(13) 단부가 수직 길이방향의 지지웨브(14) 상하측에 각각 연결 형성되며, 상부의 좌우측 경사플랜지(13) 하단이면서 지지웨브(14) 상단에 지지플랜지(15)가 돌출형성되고, 상측의 삼각플랜지(11)가 콘크리트 슬래브(20)에 묻히면서 상기 콘크리트 슬래브(20)가 지지플랜지(15)에 의해 지지되는 것을 특징으로 한다.
합성보, 삼각플랜지, 경사플랜지, 지지플랜지, 슬래브
Description
도 1은 종래의 스터드커넥터를 이용해서 합성된 합성보의 단면도.
도 2는 본 발명에 따른 슬래브에 상부를 매립시켜 합성한 합성보의 단면도.
도 3a 내지 도3f는 본 발명에 따른 지지플랜지가 형성된 합성보의 절곡, 볼트, 용접 등으로 결합된 상태를 보이는 단면도.
도 4a, 도 4b는 본 발명에 따른 충진공과 지지플랜지가 형성된 상태를 나타내는 합성보의 사시도.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명에 따른 콘크리트 슬래브와의 간결한 결합을 위한 결합구, 결합리브 그리고 결합날개를 형성시킨 합성보의 부분 사시도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 합성보 11 : 삼각플랜지
12 : 단부플랜지 13 : 경사플랜지
14 : 지지웨브 15 : 지지플랜지
16 : 충진공 17 : 결합구
18 : 결합리브 19 : 결합날개
20 : 슬래브
본 발명은 콘크리트 스터드를 이용한 냉간성형 합성보 및 그 시공방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 시어커넥터를 사용하지 않으면서 슬래브와 보 사이의 합성효과를 기대할 수 있고, 시공이 간편해져 시공성이 향상되며 공사기간과 공사비를 절감할 수 있는 콘크리트 스터드를 이용한 냉간성형 합성보 및 그 시공방법에 관한 것이다.
종래 건축물에서의 합성보 시공방식은 합성보 단면과 콘크리트의 합성효과를 이용한 합성보 방식을 가장 많이 활용한다. 여기서 합성보는 철근콘크리트조의 바닥슬래브와 이것을 지지하는 철골보로서 하중에 저항하도록 구성한 보를 말하며, 강재와 철근콘크리트 부재 각각의 단점을 보완하며 장점을 극대화하기 위하여 강재와 철근콘크리트가 일체로 합성된 보 구조체이다.
한편, 합성보가 개발되어 사용되기 전에는 철근콘크리트보와 철골보를 각각 사용하였는데, 철근콘크리트보는 인장응력에 약하고, 건조수축이나 크리프 등으로 인한 장기변형이 발생되며, 일반적으로 자중이 크고 거푸집의 사용을 배제할 수 없고, 양생시 하중부담을 전적으로 거푸집 또는 지주에 의존하는데, 이는 공사비의 증가와 시공속도에 직접적이 연관성이 있으며, 거푸집, 철근조립, 콘크리트 타설 등으로 진행공정이 복잡하고, 공사기간이 길고, 철거가 용이하지 않으며, 부분적인 개조나 이설이 곤란하다는 단점이 있다. 철골보의 경우 내화성능이 낮아 내화피복 등의 관리가 필수적이고, 유지관리를 필요로 하며, 좌굴, 처짐, 진동, 피로 등을 고려해야 하는 단점이 있어, 이러한 철근콘크리트보와 철골보의 사용에 따른 각각의 문제점을 보완하기 위하여 합성보를 사용하게 되었다.
아울러 합성보의 슬래브에는 현장부어넣기 슬래브, 프리캐스트 슬래브, 덱크플레이트 깔기 슬래브 등이 있고, 철골보에는 H형단면보, 트러스 보 등이 있다.
또한 합성보에서는 콘크리트와 철골부재의 합성효과를 높이기 위하여 콘크리트의 전단방향응력을 결속시킬 수 있는 시어커넥터(Shear Connector)를 설치하게 되는데, 대부분 스터드커넥터(Stud Connector)를 사용한다.
도 1은 종래 합성보의 단면을 나타내는 것으로써, 기존의 합성보(100)의 단면은 상부에 스터드커넥터(볼트)(102)를 용접 접합하여 만들어진 H-Beam(101)과 콘크리트 슬래브(103)의 합성으로 이루어져 있다.
합성보의 종류로는 노출된 강재보가 상부의 철근콘크리트 슬래브와 시어커넥터로 합성된 노출형 합성보와 강재보가 콘크리트에 완전히 매립된 매립형 합성보가 있다.
노출형 합성보는 거푸집공사와 철근공사가 없거나 적어 시공이 용이하며, 단면의 상부가 압축단이 되는 정모멘트의 휨재에 주로 활용되고, 매립형 합성보는 별도의 보 거푸집이 필요하며 콘크리트의 충전에 어려움이 있으나, 완벽한 내화성능과 휨압축재의 역할이 필요한 경우에 활용된다.
이러한 합성보의 성능을 발휘하기 위해서는 강재와 철근콘크리트가 일체가 되어야 하기 때문에, 특히 강재와 철근콘크리트 사이에 상당한 전단응력이 작용할 경우에 이 전단응력을 전달하는 매개체를 반드시 필요로 하게 된다. 이러한 전단응력을 전달하는 매개체로서, 시어커넥터가 설치되며, 합성보에서의 시어커텍터는 대부분 스터드커넥터를 사용하기 때문에 스터드커넥터의 시공은 합성보 시공에 있어서 필수불가결한 요소로 통한다.
그리고 최근에는 스터드커넥터를 빠른 시간에 시공할 수 있도록 하는 다양한 방법이 모색되고 있으나, 스터드커넥터의 시공시간 감소를 획기적으로 줄이는 방법은 현실적으로 어려움이 많으며 이러한 방법들조차 스터드커넥터의 시공을 배제하는 방법이 아니므로 공사비의 절감 측면에서는 전혀 득이 되지 않는 문제점이 있다.
따라서 본 발명은 이러한 사정을 감안하여 개발된 것으로, 스터드커넥터의 시공을 배제하고도 기존의 내력에 비해 전혀 손색이 없는 합성구조를 제작할 수 있고, 합성보의 플랜지 부분을 콘크리트에 매립하여 층고를 절감하는 효과까지 발휘할 수 있는 콘크리트 스터드를 이용한 냉간성형 합성보 및 그 시공방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한 기존 합성보의 철골단면이 전담하는 인장응력에 대한 내력을 가지면서도 콘크리트와의 일체성이 우수한 단면으로 기존의 스터드커넥터의 설치에 대한 설 계, 시공 등의 제반사항을 생략하고도 합성효과를 기대할 수 있는 콘크리트 스터드를 이용한 냉간성형 합성보 및 그 시공방법을 제공함에 또 다른 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 콘크리트 스터드를 이용한 냉간성형 합성보는 보의 상단에 슬래브를 지지시키는 합성보에 있어서, 단부플랜지(12)의 양단에 경사플랜지(13)가 좌우로 경사지게 삼각형으로 연결되어 삼각플랜지(11)가 형성되고, 상기 삼각플랜지의 좌우측 경사플랜지(13) 단부가 수직 길이방향의 지지웨브(14) 상하측에 각각 연결 형성되며, 상부의 좌우측 경사플랜지(13) 하단이면서 지지웨브(14) 상단에 지지플랜지(15)가 돌출형성되고, 상측의 삼각플랜지(11)가 콘크리트 슬래브(20)에 묻히면서 상기 콘크리트 슬래브(20)가 지지플랜지(15)에 의해 지지되는 것을 특징으로 한다.
또한 콘크리트 스터드를 이용한 냉간성형 합성보의 지지플랜지(15)가 상부의 슬래브(20)를 지지하도록 상부의 좌우측 경사플랜지(13) 하단이면서 지지웨브(14) 상단의 일측 또는 양측에 돌출 형성되거나, 지지웨브(14) 상부의 일측 또는 양측에 돌출 형성되는 것을 특징으로 한다.
그리고 콘크리트 스터드를 이용한 냉간성형 합성보의 상측 삼각플랜지(11)는 콘크리트가 그 내부에 충진될 수 있도록 단부플랜지(12)와 좌우측 경사플랜지(13)에 충진공(16)이 다수 관통 형성되는 것을 특징으로 한다.
아울러 콘크리트 스터드를 이용한 냉간성형 합성보의 상측 삼각플랜지(11)는 슬래브와의 결합력을 높이도록 그 외측에 결합구(17)가 돌출 형성되거나, 그 외측에 결합리브(18)가 길이방향 또는 직각방향으로 돌출 형성되거나, 양측 경사플랜지(13)의 충진공(16)을 통해 내부를 관통하면서 상기 충진공(16)의 일측에 결합날개(19)가 접합 형성되는 것을 특징으로 한다.
한편, 콘크리트 스터드를 이용한 냉간성형 합성보의 시공방법은, 강재를 통해 삼각형으로 절곡하여 일측의 경사플랜지(13), 단부플랜지(12), 타측의 경사플랜지(13)를 형성하는 일측의 삼각플랜지 형성단계와, 상기 타측의 경사플랜지(13) 단부를 수직 상방으로 절곡하면서 상기 일측의 경사플랜지(13) 단부를 절곡부위(A)에 용접하여 지지웨브(14)를 형성하는 지지웨브 형성단계와, 상기 지지웨브(14)의 상단을 삼각형으로 절곡하여 일측의 경사플랜지(13), 단부플랜지(12), 타측의 경사플랜지(13)를 형성하는 타측의 삼각플랜지 형성단계와, 상기 타측의 경사플랜지(13) 단부를 수평으로 절곡하면서 상기 타측의 경사플랜지(13) 단부를 절곡부위(B)에 용접하여 지지플랜지(15)를 형성하는 지지플랜지 형성단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한 다른 콘크리트 스터드를 이용한 냉간성형 합성보의 시공방법은, 강재를 통해 삼각형으로 절곡하여 일측의 경사플랜지(13), 단부플랜지(12), 타측의 경사플랜지(13)를 형성하는 일측의 삼각플랜지 형성단계와, 상기 타측의 경사플랜지(13) 단부를 수직 상방으로 절곡하면서 상기 일측의 경사플랜지(13) 단부를 절곡부위(C)에 용접하여 지지웨브(14)를 형성하는 지지웨브 형성단계와, 상기 지지웨브(14)의 상단을 수평으로 절곡하여 일정한 길이로 접어서 일측에 지지플랜지(15)를 형성하 는 일측의 지지플랜지 형성단계와, 상기 지지플랜지(15)의 내측 단부를 삼각형으로 절곡하여 일측의 경사플랜지(13), 단부플랜지(12), 그리고 타측의 경사플랜지(13)를 형성하는 타측의 삼각플랜지 형성단계와, 상기 타측의 경사플랜지(13) 단부를 수평으로 절곡하면서 상기 타측의 경사플랜지(13) 단부를 절곡부위(D)에 용접하여 타측의 지지플랜지(15)를 형성하는 타측의 지지플랜지 형성단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
그리고 또 다른 콘크리트 스터드를 이용한 냉간성형 합성보의 시공방법은, 강재를 통해 삼각형으로 절곡하여 일측의 경사플랜지(13), 단부플랜지(12), 타측의 경사플랜지(13)를 형성하는 일측의 삼각플랜지 형성단계와, 상기 타측의 경사플랜지(13) 단부를 수직 상방으로 절곡하면서 상기 일측의 경사플랜지(13) 단부를 절곡부위(E)에 용접하여 지지웨브(14)를 형성하는 지지웨브 형성단계와, 또 다른 강재를 통해 수평으로 일측의 지지플랜지(15)를 형성하면서 상기 일측의 지지플랜지(15) 단부를 삼각형으로 절곡하여 일측의 경사플랜지(13), 단부플랜지(12), 그리고 타측의 경사플랜지(13)를 형성하는 일측의 지지플랜지 및 타측의 삼각플랜지 형성단계와, 상기 타측의 경사플랜지(13) 단부를 수평으로 절곡하여 타측의 지지플랜지(15)를 형성하는 타측의 지지플랜지 형성단계와, 상기 양측 지지플랜지(15)의 내측 절곡부위(G,H)를 상기 지지웨브(14)의 상부에 용접하는 지지웨브 부착단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
그리고 또 다른 콘크리트 스터드를 이용한 냉간성형 합성보의 시공방법은, 강재를 통해 삼각형으로 절곡하여 일측의 경사플랜지(13), 단부플랜지(12), 타측의 경사플랜지(13)를 형성하는 일측의 삼각플랜지 형성단계와, 상기 타측의 경사플랜지(13) 단부를 수직 상방으로 절곡하면서 상기 일측의 경사플랜지(13) 단부를 절곡부위(I)에 용접하여 지지웨브(14)를 형성하는 지지웨브 형성단계와, 상기 지지웨브(14)의 상단을 삼각형으로 절곡하여 일측의 경사플랜지(13), 단부플랜지(12), 타측의 경사플랜지(13)를 형성하면서 상기 타측의 경사플랜지(13) 단부를 절곡부위(J)에 용접하는 타측의 삼각플랜지 형성단계와, 상기 지지웨브(14)의 상부 양측에 또 다른 강재를 수평으로 용접하여 지지플랜지(15)를 형성하는 지지플랜지 형성단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한 또 다른 콘크리트 스터드를 이용한 냉간성형 합성보의 시공방법은, 강재를 통해 삼각형으로 절곡하여 일측의 경사플랜지(13), 단부플랜지(12), 타측의 경사플랜지(13)를 형성하는 일측의 삼각플랜지 형성단계와, 상기 타측의 경사플랜지(13) 단부를 수직 상방으로 절곡하면서 상기 일측의 경사플랜지(13) 단부를 절곡부위(I)에 용접하여 지지웨브(14)를 형성하는 지지웨브 형성단계와, 상기 지지웨브(14)의 상단을 삼각형으로 절곡하여 일측의 경사플랜지(13), 단부플랜지(12), 타측의 경사플랜지(13)를 형성하면서 상기 타측의 경사플랜지(13) 단부를 절곡부위(J)에 용접하는 타측의 삼각플랜지 형성단계와, 상기 지지웨브(14)의 상부 양측에 직각으로 절곡된 또 다른 강재를 수평으로 리벳이나 볼트와 같은 체결구(15')로 체결하여 지지플랜지(15)를 형성하는 지지플랜지 형성단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 예시도면을 참고하여 상세히 설명하고자 한다.
도 2는 본 발명에 따른 콘크리트 스터드를 이용한 냉간성형 합성보의 단면을 나타낸다.
도 2에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 콘크리트 스터드를 이용한 냉간성형 합성보는 기존의 합성보에서 반드시 설치해야만 하는 스터드커넥터를 없애는 대신, 강재와 콘크리트의 합성효과를 적용한 상부 삼각플랜지(11) 면의 마찰과 강재단면의 천공으로 채워진 콘크리트 단면의 전단효과를 통하여 강재와 콘크리트의 합성내력을 발휘하는데 착안한 발명이다.
따라서 본 발명은 보의 상단에 슬래브를 지지시키는 합성보에 관한 것으로, 일측의 삼각플랜지(11)가 콘크리트 슬래브(20)의 하단부에 묻히고 지지웨브(14)와 함께 타단의 삼각플랜지(11)가 하부에 위치함으로써 상기 콘크리트 슬래브(20)를 지지하도록 이루어진다.
여기서 합성보(10)는 콘크리트 스터드를 이용한 냉간성형 합성보(CoCo Beam ; Concrete Stud Cold Formed Steel Composite Beam)로서, 단부플랜지(12)의 양단에 경사플랜지(13)가 좌우로 경사지게 삼각형으로 연결되어 삼각플랜지(11)가 형성된다.
그리고 삼각플랜지(11)의 좌우측 경사플랜지(13)의 단부가 수직 길이방향의 지지웨브(14) 상하측에 각각 연결 형성되고, 상부의 좌우측 경사플랜지(13) 하단이면서 지지웨브(14) 상단에 지지플랜지(15)가 돌출 형성된다.
아울러 상부의 삼각플랜지(11)는 콘크리트가 그 내부에 충진될 수 있도록 단부플랜지(12)와 좌우측 경사플랜지(13)에 충진공(16)이 다수 관통 형성되고, 상부의 천공된 삼각플랜지(11)와 지지웨브(14)의 상단이 종래의 스터드커넥터의 보와 슬래브(20)를 접합시키는 기능을 하게 된다.
한편, 도 3a 내지 도 3f는 본 발명에 따른 다양한 형상의 합성보 단면으로, 플랜지의 형태 및 슬래브(20)와 연결되는 부분 및 제작을 위한 절곡형상 등을 나타낸 단면도이다. 본 발명에 따른 냉간성형 합성보는 열을 가하지 않는 상온에서 여러 가지 형상으로 성형하여 제작되는 합성보를 의미하는 것으로서 통상적인 성형 합성보를 뜻한다.
본 발명에 따른 콘크리트 스터드를 이용한 냉간성형 합성보는 단부플랜지(12)의 양단에 경사플랜지(13)가 좌우로 경사지게 삼각형으로 연결되어 삼각플랜지(11)가 형성되고, 상기 삼각플랜지(11)의 좌우측 경사플랜지(13)의 단부가 수직 길이방향의 지지웨브(14) 상하에 연결되며, 상부의 좌우측 경사플랜지(13) 하단이면서 지지웨브(14) 상단에 지지플랜지(15)가 돌출형성된다.
아울러 삼각형 형상의 삼각플랜지(11)는 내력 또는 필요에 따라서 다양한 형상이 가능한데, 일예로 등변삼각형 또는 이등변삼각형 또는 정삼각형이 될 수도 있다.
또한 용도와 시공방법 등에 따라서 단면의 길이(춤)가 달라질 수도 있는데, 이는 기존의 삼각형과 중앙의 웨브부분의 길이의 변화가 다양화 될 수 있음을 말하는 것이며, 이에 따라 다양한 길이로 사용될 수 있다.
그리고 삼각플랜지(11)의 돌출형성된 지지플랜지(15)는 합성구조에 필수적인 데크플레이트 등의 슬래브(20)를 지지하기 위한 걸침대 역할을 하는 것으로, 충분한 걸침걸이를 확보하고자 하는 단면의 형상을 위하여 다양한 형상의 지지플랜지(15)가 형성될 수 있다.
따라서 상기와 같은 콘크리트 스터드를 이용한 냉간성형 합성보의 지지플랜지(15)가 변화된 실시예 중 제 1실시예는 도 3a에서 보는 바와 같이 지지플랜지(15)가 상부의 슬래브(20)를 지지하도록 상부의 좌우측 경사플랜지(13) 하단이면서 지지웨브(14) 상단의 일측에 돌출형성되어 일측의 지지플랜지(15)에 의해 상부에 위치되는 슬래브(20)를 지지하게 되는 형상이다.
또한 상기와 같은 콘크리트 스터드를 이용한 냉간성형 합성보의 지지플랜지(15)가 변화된 실시예 중 제 2실시예는 도 3b에서 보는 바와 같이 지지플랜지(15)가 상부의 슬래브(20)를 지지하도록 상부의 좌우측 경사플랜지(13) 하단이면서 지지웨브(14) 상단의 양측에 돌출 형성되어 양측의 지지플랜지(15)에 의해 상부에 위치되는 슬래브(20)를 지지하게 되는 형상이다.
그리고 상기와 같은 콘크리트 스터드를 이용한 냉간성형 합성보의 지지플랜지(15)가 변화된 실시예 중 제 3,4실시예는 도 3c, 도 3d에서 보는 바와 같이 지지플랜지(15)가 상부의 슬래브(20)를 지지하도록 상부의 좌우측 경사플랜지(13) 하단이면서 지지웨브(14) 상단의 양측에 돌출 형성되고 양측의 지지플랜지(15)는 상부에 위치되는 슬래브(20)를 지지하게 되는 형상이다. 여기서 제 3실시예는 판재가 2개로 구성되어 있는 형상이고, 제 4실시예는 판재가 3개로 구성되어 있는 형상이 다.
또한 상기와 같은 콘크리트 스터드를 이용한 냉간성형 합성보의 지지플랜지(15)가 변화된 실시예 중 제 5, 6실시예는 도 3e, 도 3f에서 보는 바와 같이 지지플랜지(15)가 상부의 슬래브(20)를 지지하도록 상부의 좌우측 경사플랜지(13)의 하측이면서 지지웨브(14) 중간의 양측에 돌출형성되어 상기 양측의 지지플랜지(15)에 의해 상부에 위치되는 슬래브(20)를 지지하게 되는 형상이다.
한편, 상기와 같은 상기와 같은 콘크리트 스터드를 이용한 냉간성형 합성보의 지지플랜지(15)가 변화된 실시예에 따른 합성보(10)의 시공방법은 다음과 같다.
우선 제 1실시예는 먼저 첫 번째 단계는 일측의 삼각플랜지 형성단계로서, 강재를 통해 삼각형으로 절곡하여 일측의 경사플랜지(13), 단부플랜지(12), 타측의 경사플랜지(13)를 형성하는 단계이다.
다음 단계는 지지웨브 형성단계로서, 타측의 경사플랜지(13) 단부를 수직 상방으로 절곡하면서 상기 일측의 경사플랜지(13) 단부를 절곡부위(A)에 용접하여 지지웨브(14)를 형성하는 단계이다.
다음 단계는 타측의 삼각플랜지 형성단계로서, 지지웨브(14)의 상단을 삼각형으로 절곡하여 일측의 경사플랜지(13), 단부플랜지(12), 그리고 타측의 경사플랜지(13)를 형성하는 단계이다.
마지막 단계는 지지플랜지 형성단계로서, 타측의 경사플랜지(13) 단부를 수평으로 절곡하면서 상기 타측의 경사플랜지(13) 단부를 절곡부위(B)에 용접하여 지지플랜지(15)를 형성함으로써 마무리되어 제 1실시예가 시공된다.
또한 제 2실시예는 먼저 첫 번째 단계는 일측의 삼각플랜지 형성단계로서, 강재를 통해 삼각형으로 절곡하여 일측의 경사플랜지(13), 단부플랜지(12), 타측의 경사플랜지(13)를 형성하는 단계이다.
다음 단계는 지지웨브 형성단계로서, 타측의 경사플랜지(13) 단부를 수직 상방으로 절곡하면서 상기 일측의 경사플랜지(13) 단부를 절곡부위(C)에 용접하여 지지웨브(14)를 형성하는 단계이다.
다음 단계는 일측의 지지플랜지 형성단계로서, 지지웨브(14)의 상단을 수평으로 절곡하여 일정한 길이로 접어서 일측에 지지플랜지(15)를 형성하는 단계이다.
다음 단계는 타측의 삼각플랜지 형성단계로서, 지지플랜지(15)의 내측 단부를 삼각형으로 절곡하여 일측의 경사플랜지(13), 단부플랜지(12), 그리고 타측의 경사플랜지(13)를 형성하는 단계이다.
마지막 단계는 타측의 지지플랜지 형성단계로서, 타측의 경사플랜지(13) 단부를 수평으로 절곡하면서 상기 타측의 경사플랜지(13) 단부를 절곡부위(D)에 용접하여 타측의 지지플랜지(15)를 형성함으로써 마무리되어 제 2실시예가 시공된다.
또한 제 3실시예는 먼저 첫 번째 단계는 일측의 삼각플랜지 형성단계로서, 강재를 통해 삼각형으로 절곡하여 일측의 경사플랜지(13), 단부플랜지(12), 타측의 경사플랜지(13)를 형성하는 단계이다.
다음 단계는 지지웨브 형성단계로서, 타측의 경사플랜지(13) 단부를 수직 상방으로 절곡하면서 상기 일측의 경사플랜지(13) 단부를 절곡부위(E)에 용접하여 지지웨브(14)를 형성하는 단계이다.
다음 단계는 일측의 지지플랜지 및 타측의 삼각플랜지 형성단계로서, 또 다른 강재를 통해 수평으로 일측의 지지플랜지(15)를 형성하면서 상기 일측의 지지플랜지(15) 단부를 삼각형으로 절곡하여 일측의 경사플랜지(13), 단부플랜지(12), 그리고 타측의 경사플랜지(13)를 형성하는 단계이다.
다음 단계는 지지플랜지 형성단계로서, 타측의 경사플랜지(13) 단부를 수평으로 절곡하여 타측의 지지플랜지(15)를 형성하는 단계이다.
마지막 단계는 지지웨브 부착단계로서, 양측의 지지플랜지(15)의 내측 절곡부위(G,H)를 상기 지지웨브(14)의 상부 양측에 용접함으로써 마무리되어 제 3실시예가 시공된다.
아울러 제 4실시예는 먼저 첫 번째 단계는 일측의 삼각플랜지 형성단계로서, 강재를 통해 삼각형으로 절곡하여 일측의 경사플랜지(13), 단부플랜지(12), 타측의 경사플랜지(13)를 형성하는 단계이다.
다음 단계는 지지웨브 형성단계로서, 양측의 경사플랜지(13) 단부 사이(E',F')에 다른 강재인 수직 길이방향의 지지웨브(14) 하부의 양측을 용접하는 단계이다.
다음 단계는 일측의 지지플랜지 및 타측의 삼각플랜지 형성단계로서, 또 다른 강재를 통해 수평으로 일측의 지지플랜지(15)를 형성하면서 상기 일측의 지지플랜지(15) 단부를 삼각형으로 절곡하여 일측의 경사플랜지(13), 단부플랜지(12), 그리고 타측의 경사플랜지(13)를 형성하는 단계이다.
다음 단계는 지지플랜지 형성단계로서, 타측의 경사플랜지(13) 단부를 수평 으로 절곡하여 타측의 지지플랜지(15)를 형성하는 단계이다.
마지막 단계는 지지웨브 부착단계로서, 양측의 지지플랜지(15)의 내측 절곡부위(G',H')를 상기 지지웨브(14) 상부의 양측에 용접함으로써 마무리되어 제 4실시예가 시공된다.
그리고 제 5실시예는 먼저 첫 번째 단계는 일측의 삼각플랜지 형성단계로서, 강재를 통해 삼각형으로 절곡하여 일측의 경사플랜지(13), 단부플랜지(12), 타측의 경사플랜지(13)를 형성하는 단계이다.
다음 단계는 지지웨브 형성단계로서, 타측의 경사플랜지(13) 단부를 수직 상방으로 절곡하면서 상기 일측의 경사플랜지(13) 단부를 절곡부위(I)에 용접하여 지지웨브(14)를 형성하는 단계이다.
다음 단계는 타측의 삼각플랜지 형성단계로서, 지지웨브(14)의 상단을 다시 삼각형으로 절곡하여 앞서 만들어진 삼각플랜지(11)와 마찬가지로 일측의 경사플랜지(13), 단부플랜지(12), 타측의 경사플랜지(13)를 형성하고 상기 타측의 경사플랜지(13) 단부를 절곡부위(J)에 용접하는 단계이다.
마지막 단계는 지지플랜지 형성단계로서, 지지웨브(14)의 중간 상부의 양측에 강재를 각각 수평으로 용접하여 지지플랜지(15)를 형성함으로써 마무리되어 제 5실시예가 시공된다.
이때 용접은 아크용접, 가스용접 등과 같은 접합부에 용융금속을 생성 또는 공급하여 행하는 용접이면서 모재의 용융을 동반하는 융접과, 가열을 통한 압접, 저항용접, 단접, 비가열 압접과 같은 접합부를 가압한 채 가스염이나 전기저항발열 을 주거나 간단히 소성변형만으로 접합시키는 압접을 비롯 강재를 접합시킬 수 있는 용접이면 주지관용의 어떤 종류에 관계없이 가능함은 물론이다.
아울러 제 6실시예는 앞서 설명한 제 5실시예의 시공방법과 같이 지지웨브(14)의 양방(M,N)에 삼각플랜지(11)가 대칭으로 형성된 상태에서, 지지웨브(14)의 중간 상부(O)의 양측에 강재를 각각 직각으로 절곡하여 그 일측이 수평으로 대칭된 상태에서 상기 양측의 강재와 중간의 지지웨브(14)를 리벳이나 볼트와 같은 체결구(15')로 체결하여 지지플랜지(15)를 형성함으로써 마무리되어 제 6실시예가 시공된다.
도 4a 및 도 4b는 상기와 같은 방법으로 제작된 합성보의 사시도로서 콘크리트가 삼각플랜지(11)의 내부에 충진되도록 여러 가지 형상의 충진공이 관통형성된 상태를 나타낸다.
아울러 슬래브와 삼각플랜지(11)가 결합되어 흔들리지 않도록 고정시키기 위해 상기 삼각플랜지의 내부에 콘크리트를 충진시키기 위한 충진공을 형성하는 것 외에 상기 삼각플랜지의 상부나 일측에 결합구를 용접 등의 방법으로 접합시켜 상기 슬래브와 삼각플랜지와의 결합력을 높이게 된다.
도 5a는 삼각플랜지의 상부나 일측에 결합구가 접합되어 일체 형성된 상태를 나타낸다.
또한 도 5b에서 보는 바와 같이 삼각플랜지의 상부나 일측에 결합리브(18)를 길이방향과 길이방향의 직각방향으로 용접 등의 방법에 의해 일체 형성시켜 상기 슬래브와 삼각플랜지와의 결합력을 높이게 되고, 도 5c에서 보는 바와 같이 충진공 (16)의 내부를 통하여 삼각플랜지의 내부를 관통하면서 그 일측에 결합날개가 용접 등의 방법으로 일체 형성됨으로써 또한 상기 슬래브와 삼각플랜지와의 결합력을 높이게 된다.
본 발명의 합성보는 현장부어넣기 슬래브, 프리캐스트 슬래브, 덱크플레이트 깔기 슬래브, H형단면보, 트러스보 등의 어떤 경우에도 슬래브와 보를 연결시키는 합성구조체에는 일괄 활용이 가능함은 물론이다.
상기와 같은 구성의 콘크리트 스터드를 이용한 냉간성형 합성보의 작용을 살펴보면, 삼각플랜지(11)의 단부플랜지(12)와 경사플랜지(13)에 관통되어 콘크리트가 충진될 수 있는 충진공(16)에 의해 시공시 상기 삼각플랜지(11) 내부까지 콘크리트를 충진시킴으로써 상기 삼각플랜지(11)의 내외부가 연결된 상태에서 콘크리트가 양생되어 상기 삼각플랜지(11)와 함께 슬래브(20)를 구성하는 콘크리트가 결합력이 향상되어 일체화되면서 일체 미끄러짐이나 흔들림이 없는 완전합성보의 구조를 이룬다.
또한 삼각플랜지(11)의 결합구(17), 결합리브(18), 및 결합날개(19)에 의해 슬래브와 합성보(10)의 상부를 견고히 결합시킬 수 있다.
아울러 삼각플랜지(11)는 그 형상이 삼각형으로 이루어져 슬래브(20) 상의 외부물건의 하중이 전달되면 집중하중으로 받아들이지 않고 하중을 분산시켜 받아들이게 되고, 구조 자체가 슬래브(20)와 일체 결합 형성될 뿐만 아니라 상부에서 전달되는 하중이 분산되어 상기 슬래브(20)의 자체하중을 슬래브(20)와 함께 동시 에 전달받게 됨으로써 상부로부터 전달되는 하중이 하부의 지지웨브(14) 및 하부의 삼각플랜지(11)에 균일하게 전달시킨다.
또한 지지웨브(14)와 일체 형성된 합성보(10)의 삼각플랜지(11)를 슬래브(20)에 매립함으로써 보와 슬래브가 합성되면서 발생되는 슬래브 하단과 보의 상단인 접합부위의 합성구조에 작용하는 전체 전단력이 강재인 지지웨브(14)의 상단에 작용하여 전단력에 대한 내력이 종래의 스터드커넥터를 사용하던 시공법보다 강화된다.
아울러 합성구조에 작용하는 전단력에 의해 발생하는 슬래브 하단의 면내 전단력과 상기 슬래브 상의 건물 등 물건에 작용하는 수평외력에 의해 생기는 면내 전단력에 대한 내력도 강화된다.
그리고 삼각플랜지(11)의 하단과 지지웨브(14)의 상단에 지지플랜지(15)가 수평방향으로 형성되어 상부에 지지되는 슬래브(20)를 단부플랜지(12)에 의해서만이 아니라 상기 지지플랜지(15)를 통해서 상기 단부플랜지(12)는 상기 슬래브(20)의 내부에서 상기 슬래브(20)를 지지하고 상기 지지플랜지(15)는 상기 슬래브(20)의 하단에서 상기 슬래브(20)를 지지할 수 있게 된다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명의 콘크리트 스터드를 이용한 냉간성형 합성보 및 그 시공방법은 고강도 박판의 합성보 단면의 강재를 콘크리트 슬래브와 일체로 합성시킨 합성보로 사용함으로써 고강도 강재의 사용에 따른 성능효율이 향상되 면서 부재의 절곡가공으로 인한 부재 의 생산성이 향상되며 플랜지와 웨브요소의 국부좌굴에 대한 판폭두께비의 제한을 만족시킬 수 있다.
또한 중공의 상부 삼각플랜지를 슬래브 내에 매립함으로써 스터드커넥터의 불필요로 인한 시공성이 향상되면서 강재량 및 내화피복량이 감소되고, 시공시 및 양생 후에도 기존 합성보에 대해 동일하거나 우수한 처짐 성능을 확보하는 등의 기술적 측면과 스터드커넥터의 생략에 따른 공기 및 공사비 절감, 절곡가공으로 인한 생산성 향상 등의 경제, 산업적 측면에서 유리한 합성보를 이용한 합성구조를 제공할 수 있다.
Claims (9)
- 보의 상단에 슬래브를 지지시키는 합성보에 있어서, 단부플랜지(12)의 양단에 경사플랜지(13)가 좌우로 경사지게 삼각형으로 연결되어 삼각플랜지(11)가 형성되고, 상기 삼각플랜지의 좌우측 경사플랜지(13) 단부가 수직 길이방향의 지지웨브(14) 상하측에 각각 연결 형성되며, 상부의 좌우측 경사플랜지(13) 하단이면서 지지웨브(14) 상단에 지지플랜지(15)가 돌출형성되고, 상측의 삼각플랜지(11)가 콘크리트 슬래브(20)에 묻히면서 상기 콘크리트 슬래브(20)가 지지플랜지(15)에 의해 지지되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 스터드를 이용한 냉간성형 합성보.
- 제 1항에 있어서,상기 지지플랜지(15)가 상부의 슬래브(20)를 지지하도록 상부의 좌우측 경사플랜지(13) 하단이면서 지지웨브(14) 상단의 일측 또는 양측에 돌출 형성되거나, 지지웨브(14) 상부의 일측 또는 양측에 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 스터드를 이용한 냉간성형 합성보.
- 제 1항에 있어서,상기 상측의 삼각플랜지(11)는 콘크리트가 그 내부에 충진될 수 있도록 단부 플랜지(12)와 좌우측 경사플랜지(13)에 충진공(16)이 다수 관통 형성되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 스터드를 이용한 냉간성형 합성보.
- 제 1항에 있어서,상기 상측의 삼각플랜지(11)는 슬래브와의 결합력을 높이도록 그 외측에 결합구(17)가 돌출 형성되거나, 그 외측에 결합리브(18)가 길이방향 또는 직각방향으로 돌출 형성되거나, 양측 경사플랜지(13)의 충진공(16)을 통해 내부를 관통하면서 상기 충진공(16)의 일측에 결합날개(19)가 접합 형성되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 스터드를 이용한 냉간성형 합성보.
- 강재를 통해 삼각형으로 절곡하여 일측의 경사플랜지(13), 단부플랜지(12), 타측의 경사플랜지(13)를 형성하는 일측의 삼각플랜지 형성단계와,상기 타측의 경사플랜지(13) 단부를 수직 상방으로 절곡하면서 상기 일측의 경사플랜지(13) 단부를 절곡부위(A)에 용접하여 지지웨브(14)를 형성하는 지지웨브 형성단계와,상기 지지웨브(14)의 상단을 삼각형으로 절곡하여 일측의 경사플랜지(13), 단부플랜지(12), 타측의 경사플랜지(13)를 형성하는 타측의 삼각플랜지 형성단계와,상기 타측의 경사플랜지(13) 단부를 수평으로 절곡하면서 상기 타측의 경사플랜지(13) 단부를 절곡부위(B)에 용접하여 지지플랜지(15)를 형성하는 지지플랜지 형성단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 콘크리트 스터드를 이용한 냉간성형 합성보의 시공방법.
- 강재를 통해 삼각형으로 절곡하여 일측의 경사플랜지(13), 단부플랜지(12), 타측의 경사플랜지(13)를 형성하는 일측의 삼각플랜지 형성단계와,상기 타측의 경사플랜지(13) 단부를 수직 상방으로 절곡하면서 상기 일측의 경사플랜지(13) 단부를 절곡부위(C)에 용접하여 지지웨브(14)를 형성하는 지지웨브 형성단계와,상기 지지웨브(14)의 상단을 수평으로 절곡하여 일정한 길이로 접어서 일측에 지지플랜지(15)를 형성하는 일측의 지지플랜지 형성단계와,상기 지지플랜지(15)의 내측 단부를 삼각형으로 절곡하여 일측의 경사플랜지(13), 단부플랜지(12), 그리고 타측의 경사플랜지(13)를 형성하는 타측의 삼각플랜지 형성단계와,상기 타측의 경사플랜지(13) 단부를 수평으로 절곡하면서 상기 타측의 경사플랜지(13) 단부를 절곡부위(D)에 용접하여 타측의 지지플랜지(15)를 형성하는 타측의 지지플랜지 형성단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 콘크리트 스터드를 이용한 냉간성형 합성보의 시공방법.
- 강재를 통해 삼각형으로 절곡하여 일측의 경사플랜지(13), 단부플랜지(12), 타측의 경사플랜지(13)를 형성하는 일측의 삼각플랜지 형성단계와,상기 타측의 경사플랜지(13) 단부를 수직 상방으로 절곡하면서 상기 일측의 경사플랜지(13) 단부를 절곡부위(E)에 용접하여 지지웨브(14)를 형성하는 지지웨브 형성단계와,또 다른 강재를 통해 수평으로 일측의 지지플랜지(15)를 형성하면서 상기 일측의 지지플랜지(15) 단부를 삼각형으로 절곡하여 일측의 경사플랜지(13), 단부플랜지(12), 그리고 타측의 경사플랜지(13)를 형성하는 일측의 지지플랜지 및 타측의 삼각플랜지 형성단계와,상기 타측의 경사플랜지(13) 단부를 수평으로 절곡하여 타측의 지지플랜지(15)를 형성하는 타측의 지지플랜지 형성단계와,상기 양측 지지플랜지(15)의 내측 절곡부위(G,H)를 상기 지지웨브(14)의 상부에 용접하는 지지웨브 부착단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 콘크리트 스터드를 이용한 냉간성형 합성보의 시공방법.
- 강재를 통해 삼각형으로 절곡하여 일측의 경사플랜지(13), 단부플랜지(12), 타측의 경사플랜지(13)를 형성하는 일측의 삼각플랜지 형성단계와,상기 타측의 경사플랜지(13) 단부를 수직 상방으로 절곡하면서 상기 일측의 경사플랜지(13) 단부를 절곡부위(I)에 용접하여 지지웨브(14)를 형성하는 지지웨브 형성단계와,상기 지지웨브(14)의 상단을 삼각형으로 절곡하여 일측의 경사플랜지(13), 단부플랜지(12), 타측의 경사플랜지(13)를 형성하면서 상기 타측의 경사플랜지(13) 단부를 절곡부위(J)에 용접하는 타측의 삼각플랜지 형성단계와,상기 지지웨브(14)의 상부 양측에 또 다른 강재를 수평으로 용접하여 지지플랜지(15)를 형성하는 지지플랜지 형성단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 콘크리트 스터드를 이용한 냉간성형 합성보의 시공방법.
- 강재를 통해 삼각형으로 절곡하여 일측의 경사플랜지(13), 단부플랜지(12), 타측의 경사플랜지(13)를 형성하는 일측의 삼각플랜지 형성단계와,상기 타측의 경사플랜지(13) 단부를 수직 상방으로 절곡하면서 상기 일측의 경사플랜지(13) 단부를 절곡부위(I)에 용접하여 지지웨브(14)를 형성하는 지지웨브 형성단계와,상기 지지웨브(14)의 상단을 삼각형으로 절곡하여 일측의 경사플랜지(13), 단부플랜지(12), 타측의 경사플랜지(13)를 형성하면서 상기 타측의 경사플랜지(13) 단부를 절곡부위(J)에 용접하는 타측의 삼각플랜지 형성단계와,상기 지지웨브(14)의 상부 양측에 직각으로 절곡된 또 다른 강재를 수평으로 리벳이나 볼트와 같은 체결구(15')로 체결하여 지지플랜지(15)를 형성하는 지지플랜지 형성단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 콘크리트 스터드를 이용한 냉간성형 합성보의 시공방법.
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