KR102471965B1 - Steel Beam of Asymmetric Variable Section for the Optimum Design and method of installation of the same - Google Patents

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KR102471965B1
KR102471965B1 KR1020220004265A KR20220004265A KR102471965B1 KR 102471965 B1 KR102471965 B1 KR 102471965B1 KR 1020220004265 A KR1020220004265 A KR 1020220004265A KR 20220004265 A KR20220004265 A KR 20220004265A KR 102471965 B1 KR102471965 B1 KR 102471965B1
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한홍수
양송현
이문옥
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(주)에스엠구조안전진단
이문옥
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Abstract

The present invention relates to an end-reinforced tapered steel beam in which resistance of an end portion against a hogging moment is increased by increasing the depth of the end portion, and more specifically, to a tapered steel beam formed by connecting a central steel beam with a shallow depth to end steel beams with a greater depth, wherein the end steel beams also have a tapered cross-section to correspond to a moment curve. Here, the tapered cross-section of the end steel beam can be completed in a structure in which a reinforcing steel beam is joined only to some sections of a main steel beam with a certain cross-section, and at this time, the joint cross-section of the main steel beam and the reinforcing steel beam is designed to have a cross-section corresponding to the maximum hogging moment, and considering the moment curve, the main steel beam and the reinforcing steel beam can be designed to be 1/4 and 1/8 of the entire length of the tapered steel beam, respectively.

Description

최적설계를 위한 변단면 철골보 및 이의 설치방법{Steel Beam of Asymmetric Variable Section for the Optimum Design and method of installation of the same}Steel Beam of Asymmetric Variable Section for the Optimum Design and method of installation of the same}

본 발명은 단부의 춤을 키워 단부의 부모멘트 내력을 증대시킨 단부보강 변단면 철골보 및 이의 설치방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 춤이 큰 단부철골보 사이에 춤이 작은 중앙철골보가 연결 접합된 변단면 철골보에서 단부철골보의 단면 설계를 최적화하여 철골량을 최소화할 수 있는 최적설계를 위한 변단면 철골보 및 설치 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an end-reinforced tapered cheolgolbo with increased moment resistance at the end by increasing the dance at the end and an installation method thereof, and more particularly, to a side in which a central cheolgolbo with a small dance is connected between end cheolgolbos with a large dance. It relates to a tapered cheolgolbo and installation method for optimal design that can minimize the amount of steel by optimizing the cross-sectional design of the end cheolgolbo in the cross-section cheolgolbo.

철골구조는 철골부재를 리벳, 볼트, 용접 등의 접합방식으로 조립한 구조방식으로, 시공 효율성이 좋고, 고층건물 및 대규모 스팬 건물에 유용하게 적용할 수 있으며, 아울러 설계 및 내부 평면구성이 자유롭고 증·개축이 용이하다는 등의 장점이 있다. 이러한 장점 때문에 철골구조는 중층 이상의 건물에 많이 적용된다.The steel frame structure is a structural method in which steel frame members are assembled by joining methods such as rivets, bolts, and welding. The construction efficiency is good, and it can be usefully applied to high-rise buildings and large-span buildings, and the design and internal plan configuration are free and increase. · It has advantages such as easy remodeling. Because of these advantages, steel structures are widely applied to buildings with a middle or higher level.

철골구조는 보통 철골보와 콘크리트슬래브가 일체화된 합성보로 완성되며, 합성보는 가장 큰 휨(모멘트)이 발생한 중앙부를 기준으로 콘크리트슬래브가 압축력에 저항하고 철골보가 인장력에 저항할 수 있도록 설계된다. 그런데 기둥에 모멘트 접합되는 철골보의 경우에는 단부에 모멘트(휨)가 발생하며, 그 결과 철골보의 단부는 철골보의 상부가 인장, 하부가 압축을 받는 부모멘트 구간이 된다. 부모멘트 구간에서는 콘크리트슬래브에 압축력이 아닌 인장력이 작용하기 콘크리트슬브가 부재의 내력을 증대시키는 역할을 수행하지 못하므로, 모멘트 접합되는 철골보는 콘크리트슬래브와의 합성력은 배제되어 철골보 자체만으로 구조설계된다. 그러나 이와 같은 철골보의 설계방식은 정모멘트보다 부모멘트가 큰 경우에는 부모멘트에 저항할 수 있는 부재를 기준으로 설계해야 하여 정모멘트 구간에서는 과다설계된 것으로 볼 수 있기 때문에 비효율적이다. 이러한 과다설계의 비효율성을 개선하기 위해 변단면 철골보가 제안되었다.Steel structures are usually completed with composite beams in which steel beams and concrete slabs are integrated, and composite beams are designed so that the concrete slab resists compressive force and the steel beam resists tensile force based on the central part where the largest bending (moment) occurs. However, in the case of a cheolgolbo moment bonded to a column, a moment (bending) occurs at the end, and as a result, the end of the cheolgolbo becomes a moment section where the upper portion of the cheolgolbo is tensioned and the lower portion is compressed. Since the concrete slab does not play a role of increasing the internal load of the member because the tensile force, not the compressive force, acts on the concrete slab in the negative moment section, the moment-joined steel beam is excluded from the composite force with the concrete slab, and the steel beam itself is structurally designed. However, this design method of cheolgolbo is inefficient because it can be seen as overdesigned in the positive moment section because it must be designed based on a member that can resist the negative moment when the negative moment is greater than the positive moment. In order to improve the inefficiency of such overdesign, a tapered steel beam was proposed.

변단면 철골보는 정모멘트보다 부모멘트의 절대값이 큰 경우에 전체적으로 정모멘트에 저항할 수 있는 부재로 설계되는 한편 단부의 춤을 키워 부모멘트에 저항하도록 설계된다. 이러한 변단면 철골보는 춤이 작은 중앙부를 설비 등의 배관 공간으로 활용할 수 있어 전체적으로 건물 층고를 저감할 수 있다는 점에서 유리하며, 특히 철골주차장 등에 많이 적용되고 있다. 변단면 철골보는 단부의 춤을 키우는 방법에 따라 다양하게 제안되고 있으며, H형강보 단부에서 상부플랜지 위에 T형강을 접합하거나 하부플랜지 아래에 역T형강을 접합하여 춤을 키우는 방법이 대표적이다. When the absolute value of the negative moment is greater than the positive moment, the tapered steel beam is designed as a member that can resist the positive moment as a whole, while it is designed to resist the negative moment by increasing the dance of the end. These tapered cross-section steel beams are advantageous in that they can reduce the height of the building as a whole by utilizing the central part with a small dance as a piping space for facilities, etc., and are particularly widely applied to steel frame parking lots. Steel cross-section steel beams are proposed in various ways according to the method of increasing the dance at the end, and the method of increasing the dance by joining a T-beam on the upper flange at the end of the H-beam or joining an inverted T-beam under the lower flange is a representative method.

도 1는 특허 제10-1464349호에 개시된 종래 변단면 철골보의 일례로, 춤이 큰 단부철골보 사이에 춤이 작은 중앙철골보가 연결 접합되어 완성되는 변단면 철골보의 예이다. 이러한 변단면 철골보는 철골주차장과 같은 장스팬 구조물의 거더부재로 적용되는 경우가 많은데, 그 결과 단부에 위치한 단부철골보가 중앙에 위치한 중앙철골보에 비해 상당히 비대하게 설계된다. 도 1에서와 같이 춤이 큰 단부철골보 사이에서 춤이 작은 중앙철골보가 단부철골보의 춤 중간에 위치하는 단면으로 설계되며, 이때 단부철골보의 웨브 중간에는 연결철골보와의 연속성 확보를 연결철골보의 상·하부플랜지와 일치하는 위치에 지지플레이트와 보조플레이트가 더 접합되는 구조가 된다. 이와 같은 단면에서 단부철골보는 전길이가 동일한 단면 부재로 마련되는데, 이러한 동일 단면의 단부철골보는 최대 부모멘트를 기준으로 설계되기 때문에 과다설계되는 결과가 된다. 과다설계는 철골량 증대, 건물자중 증대 등으로 이어져 경제성을 떨어뜨리는 요인이 된다.1 is an example of a conventional tapered cheolgolbo disclosed in Patent No. 10-1464349, an example of a tapered cheolgolbo completed by connecting a central cheolgolbo with a small dance between an end cheolgolbo with a large dance. These tapered cheolgolbo are often applied as girder members of long span structures such as steel parking lots, and as a result, the end cheolgolbo located at the end is designed to be considerably larger than the central cheolgolbo located in the center. As shown in Figure 1, the central cheolgolbo with a small dance between the end cheolgolbo with a large dance is designed as a cross section located in the middle of the dance of the end cheolgolbo. It becomes a structure in which the support plate and the auxiliary plate are further joined at a position coincident with the lower flange. In such a cross section, the end cheolgolbo is provided with a cross-sectional member having the same overall length, and the end cheolgolbo of the same cross section is designed based on the maximum moment, resulting in over-design. Excessive design leads to an increase in the amount of steel frame and an increase in the weight of a building, which becomes a factor that lowers economic feasibility.

KRKR 10-1299700 10-1299700 B1B1 KRKR 10-1464349 10-1464349 B1B1

본 발명은 종래 변단면 철골보의 과다설계 문제를 개선하고자 개발된 것으로서, 춤이 큰 단부철골보 사이에 춤이 작은 중앙철골보가 연결 접합된 변단면 철골보에서 단부철골보의 단면 설계를 최적화하여 철골량을 최소화할 수 있는 새로운 변단면 철골보를 제공하는데 기술적 과제가 있다.The present invention was developed to improve the problem of overdesign of the conventional tapered cheolgolbo, and minimized the amount of steel by optimizing the cross-sectional design of the end cheolgolbo in the tapered cheolgolbo in which the central cheolgolbo with a small dance is connected between the end cheolgolbo with a large dance. There is a technical challenge in providing a new tapered section steel beam that can

또한 본 발명은 단부철골보와 중앙철골보의 접합을 볼트접합으로 완성하여 시공성을 향상시킬 수 있는 변단면 철골보를 제공하고자 한다.In addition, the present invention is to provide a tapered cross-section cheolgolbo that can improve workability by completing the joint of the end cheolgolbo and the central cheolgolbo with a bolt joint.

상기한 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명은 춤이 큰 단부철골보 사이에 춤이 작은 중앙철골보가 연결 접합된 변단면 철골보에서, 단부철골보가, 상·하부플랜지와 웨브를 포함하는 메인철골보; 메인철골보보다 짧은 길이로 마련된 부재로, 메인철골보의 일단부에 맞추어 메인철골보의 상부플랜지 위에 올려진 상태에서 용접된 보강철골보; 메인철골보의 웨브 중간에서 메인철골보의 상·하부플랜지에 평행하면서 메인철골보의 타단부에서 돌출되게 배치되어 메인철골보의 웨브에 용접된 수평플레이트; 수평플레이트와 메인철골보의 하부플랜지 사이에 배치되어 용접된 수직스티프너;를 포함하여 구성되는 한편, 중앙철골보가, 단부철골보에서 수평플레이트 위로부터 메인철골보의 상부플랜지까지의 높이와 동일한 춤을 가지면서 상·하부플랜지와 웨브를 포함하는 철골부재로, 하부플랜지가 상기 단부철골보의 수평플레이트에 거치된 상태에서 단부철골보의 메인철골보 및 수평플레이트에 접합되는 것을 특징으로 하는 최적설계를 위한 변단면 철골보를 제공한다.In order to solve the above technical problems, the present invention is a main cheolgolbo, wherein the end cheolgolbo has upper and lower flanges and webs in the side cheolgolbo in which the central cheolgolbo with the small dance is connected between the end cheolgolbo with the large dance; A member provided with a shorter length than the main cheolgolbo, welded in a state placed on the upper flange of the main cheolgolbo according to one end of the main cheolgolbo; A horizontal plate welded to the web of the main cheolgolbo by being disposed protruding from the other end of the main cheolgolbo while being parallel to the upper and lower flanges of the main cheolgolbo in the middle of the web of the main cheolgolbo; A vertical stiffener disposed and welded between the horizontal plate and the lower flange of the main cheolgolbo; on the other hand, the central cheolgolbo has the same dance as the height from the top of the horizontal plate to the upper flange of the main cheolgolbo in the end cheolgolbo. A steel frame member including a lower flange and a web, providing a tapered section steel frame for optimal design, characterized in that the lower flange is joined to the main steel frame and the horizontal plate of the end steel frame in a state where the lower flange is mounted on the horizontal plate of the end steel frame do.

본 발명에 따르면 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.According to the present invention, the following effects can be expected.

첫째, 춤이 큰 단부철골보 사이에 춤이 작은 중앙철골보가 연결 접합된 변단면 철골보에서 단부철골보도 모멘트 곡선에 대응하도록 변단면으로 완성하면서 단면설계를 최적화하기 때문에 철골량을 최소화하면서 경제성을 확보할 수 있다. First, it is possible to secure economic feasibility while minimizing the amount of steel frame by optimizing the cross-sectional design while completing the tapered section to respond to the moment curve of the end steel beam in the tapered section steel beam where the central steel beam with a small dance is connected between the end steel beams with a large dance. can

둘째, 변단면 철골보에서 단부철골보와 중앙철골보의 접합을 볼트접합으로 실시할 수 있기 때문에, 현장 작업성을 개선하고 시공성을 향상시킬 수 있다. Second, since the joining of the end cheolgolbo and the central cheolgolbo in the side section cheolgolbo can be performed by bolting, it is possible to improve workability in the field and improve workability.

셋째, 본 발명에 의하면 별도의 커버플레이트가 필요 없이 중앙철골보를 메인철골보에 접근시키는 과정에서 어느 한쪽에 변형이 발생하지 않고 중앙철골보를 안정적으로 수평플레이트 상면에 올려둘 수 있어서 설치과정의 작업성과 안전성이 향상되는 효과가 있다. Third, according to the present invention, in the process of approaching the central cheolgolbo to the main cheolgolbo without the need for a separate cover plate, deformation does not occur on either side and the central cheolgolbo can be stably placed on the upper surface of the horizontal plate, so workability and safety in the installation process This has an enhancing effect.

도 1은 종래 변단면 철골보의 일례이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 변단면 철골보의 개요도이다.
도 3는 본 발명의 일 실시예에 의한 변단면 철골보의 측면도 및 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 변단면 철골보의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 의한 변단면 철골보 접합부의 분해 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 변단면 철골보의 단면도이다.1 is an example of a conventional tapered section cheolgolbo.
Figure 2 is a schematic diagram of the tapered section cheolgolbo according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a side view and cross-sectional view of the tapered section cheolgolbo according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a perspective view of the tapered section cheolgolbo according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is an exploded perspective view of the tapered section cheolgolbo junction according to another embodiment of the present invention.
Figure 6 is a cross-sectional view of the tapered section cheolgolbo according to an embodiment of the present invention.

이하 첨부한 도면 및 바람직한 실시예에 따라 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail according to the accompanying drawings and preferred embodiments.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 변단면 철골보의 개요도이다. 보는 바와 같이 본 발명에 따른 변단면 철골보는 춤이 큰 단부철골보(100) 사이에 춤이 작은 중앙철골보(210)가 연결 접합된 변단면 철골보에서, 춤이 큰 단부철골보(100) 또한 모멘트 곡선에 대응하도록 변단면으로 이루어진다는데 기술적 특징이 있다. 단부철골보(100)의 변단면 구조를 통해 단면설계를 최적화한 것이다. 단부철골보(100)의 변단면은 일정 단면의 메인철골보(110) 일부 구간에만 보강철골보(120)가 접합되는 구조로 완성될 수 있으며, 이때 메인철골보(110)와 보강철골보(120)의 접합 단면은 최대 부모멘트에 대응하는 단면으로 설계하는 한편 모멘트 곡선을 고려하면서 메인철골보(110)는 변단면 철골보 전체길이의 약 1/4 길이로, 보강철골보(120)는 변단면 철골보 전체길이의 약 1/8 길이로 설계하는 것이 바람직하다.Figure 2 is a schematic diagram of the tapered section cheolgolbo according to an embodiment of the present invention. As can be seen, in the tapered section cheolgolbo in which the central cheolgolbo 210 with a small dance is connected between the end cheolgolbo with a large dance cheolgolbo 100 according to the present invention, the end cheolgolbo with a large dance 100 is also in the moment curve. It has a technical feature in that it is made of a tapered cross section to correspond. The end cheolgolbo (100) is optimized through the cross-section structure of the cross-section. The side section of the end cheolgolbo 100 may be completed with a structure in which the reinforcing cheolgolbo 120 is joined only to some sections of the main cheolgolbo 110 of a certain cross section, and at this time, the joint cross section of the main cheolgolbo 110 and the reinforcing cheolgolbo 120 While designing the cross section corresponding to the maximum moment, while considering the moment curve, the main cheolgolbo 110 is about 1/4 of the length of the entire length of the cheolgolbo, and the reinforcing steel beam 120 is about 1 of the total length of the cheolgolbo in the side section. It is desirable to design with /8 length.

도 3는 본 발명의 일 실시예에 의한 변단면 철골보의 측면도 및 단면도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 변단면 철골보의 사시도이다. 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 의한 변단면 철골보 접합부의 분해 사시도이다. Figure 3 is a side view and cross-sectional view of the tapered section cheolgolbo according to an embodiment of the present invention. Figure 4 is a perspective view of the tapered section cheolgolbo according to an embodiment of the present invention. Figure 5 is an exploded perspective view of the tapered section cheolgolbo junction according to another embodiment of the present invention.

본 발명에서 단부철골보(100)는 메인철골보(110), 보강철골보(120), 수평플레이트(130) 및 수직스티프너(141, 142)를 포함하여 구성된다. In the present invention, the end cheolgolbo 100 is composed of a main cheolgolbo 110, a reinforcing cheolgolbo 120, a horizontal plate 130 and vertical stiffeners 141 and 142.

메인철골보(110)는 상·하부플랜지(111, 113)와 웨브(112)를 포함하는 철골부재가 되며, H형강을 바람직하게 채택할 수 있다. 보강철골보(120)는 메인철골보(110)보다 짧은 길이로 마련된 부재로 메인철골보(110)의 일단부(기둥이 위치하는 방향)에 맞추어 메인철골보의 상부플랜지(111) 상면에 (용접) 결합될 수 있고, 이로써 단부철골보(100)는 변단면 구조가 된다. 보강철골보(120)는 T형강을 바람직하게 채택할 수 있으며, 이 경우 T형강의 웨브(122)에는 복수개의 스터드(S1)가 접합될 수 있다. 단부철골보(100)는 도면에는 표시되지 않은 기둥 부재에 용접 결합 또는 볼트 결합된 상태로 공장 제작이 되어 건설현장에 반입될 수도 있고 건설현장에서 기둥에 결합될 수도 있다. The main cheolgolbo 110 is a steel frame member including upper and lower flanges 111 and 113 and a web 112, and H-beams may be preferably employed. Reinforced cheolgolbo 120 is a member provided with a shorter length than the main cheolgolbo 110, which will be (welded) coupled to the upper surface of the upper flange 111 of the main cheolgolbo in line with one end (the direction in which the pillar is located) of the main cheolgolbo 110 It can be, whereby the end cheolgolbo 100 becomes a side cross-section structure. Reinforcement cheolgolbo 120 may preferably adopt a T-beam, in which case a plurality of studs (S1) may be bonded to the web 122 of the T-beam. The end cheolgolbo 100 is manufactured in a factory in a welded or bolted state to a pillar member not shown in the drawings, and may be brought to a construction site or may be coupled to a pillar at a construction site.

단부철골보(100)에서 수평플레이트(130)와 수직스티프너(141, 142)는 중앙철골보(210)의 접합과 응력 전달을 위한 구성이 된다. 수평플레이트(130)는 메인철골보의 웨브(112)의 대략 중간 위치에서 메인철골보의 상·하부플랜지(111, 113)에 평행하면서 메인철골보(110)의 타단부에서 돌출되게 배치되어 메인철골보의 웨브(112)에 (용접) 결합된 구조일 수 있다. 이러한 수평플레이트(130) 위에는 중앙철골보(210)가 거치되므로, 수평플레이트(130)는 중앙철골보의 단면 크기를 감안하여 메인철골보의 웨브(112)의 소정 위치에 용접 부착될 필요가 있다.In the end cheolgolbo 100, the horizontal plate 130 and the vertical stiffeners 141 and 142 are configured for bonding and stress transmission of the central cheolgolbo 210. The horizontal plate 130 is disposed to protrude from the other end of the main cheolgolbo 110 while being parallel to the upper and lower flanges 111 and 113 of the main cheolgolbo at approximately the middle position of the web 112 of the main cheolgolbo. (112) may be (welded) coupled structure. Since the central cheolgolbo 210 is mounted on the horizontal plate 130, the horizontal plate 130 needs to be welded to a predetermined position of the web 112 of the main cheolgolbo in consideration of the cross-sectional size of the central cheolgolbo.

메인철골보(110)에 수평플레이트(130)가 결합된 구조가 유리한 점의 하나로는 설치상의 편의성이라 할 수 있다. 메인철골보(110)가 기둥에 설치된 경우에 수평플레이트(130)가 돌출된 상태로 있으므로 크레인으로 중앙철골보(210)를 들어올린 상태에서 중앙철골보(210)를 수평플레이트(130) 상면에 올려놓을 수 있으며, 작업자가 정확한 위치를 맞추어 볼트를 체결하면 정확하게 중앙철골보(210)와 메인철골보(110)가 결합될 수 있는 것이다. One of the advantages of the structure in which the horizontal plate 130 is coupled to the main cheolgolbo 110 can be said to be the convenience of installation. When the main cheolgolbo 110 is installed on the pillar, since the horizontal plate 130 is in a protruding state, the central cheolgolbo 210 can be placed on the upper surface of the horizontal plate 130 while lifting the central cheolgolbo 210 with a crane. And, when the operator tightens the bolts to match the exact position, the central cheolgolbo 210 and the main cheolgolbo 110 can be accurately combined.

기존에는 별도의 커버플레이트를 일측 보에 임시 결합해둔 상태에서 다른 보를 커버플레이트에 임시로 올려둔 상태에서 볼트 체결하여 양쪽 보를 결합하는 방식을 사용하고 있다. 그러한 경우에 임시 결합된 커버플레이트가 약하게 보에 결합된 상태이므로 커버플레이트가 좌우측으로 틀어질 수 있기 때문에 양쪽 보를 정확하게 결합하는 과정에 힘이 많이 들어서 작업효율이 낮고 안전사고 위험성도 높은 상황이다. 본 발명에 의하면 별도의 커버플레이트가 필요 없어서 중앙철골보(210)를 메인철골보(110)에 접근시키는 과정에서 어느 한쪽에 변형이 발생하지 않고 중앙철골보(210)를 안정적으로 수평플레이트(130) 상면에 올려둘 수 있어서 작업성과 안전성이 향상되는 효과가 있다. Conventionally, in a state in which a separate cover plate is temporarily coupled to one side beam, and another beam is temporarily placed on the cover plate, bolt fastening is used to combine both beams. In such a case, since the temporarily coupled cover plate is weakly coupled to the beam, the cover plate may be twisted to the left and right, so the process of accurately combining both beams requires a lot of force, resulting in low work efficiency and high risk of safety accidents. According to the present invention, there is no need for a separate cover plate, so in the process of approaching the central cheolgolbo 210 to the main cheolgolbo 110, deformation does not occur on either side, and the central cheolgolbo 210 is stably placed on the upper surface of the horizontal plate 130. It can be placed on top, which has the effect of improving workability and safety.

중앙철골보(210)가 수평플레이트(130) 위에 거치된 상태에서 단부철골보의 메인철골보(110)와 상부플랜지(111, 211)끼리 서로 일치되는 위치에서 수평플레이트(130)의 결합위치가 정해진다. 수직스티프너(141, 142)는 수평플레이트(130)와 메인철골보의 하부플랜지(113) 사이에 수직 배치되어 용접됨으로써 수평플레이트(130)를 보강 지지한다. 수직스티프너(141, 142)는 수평플레이트(130)의 효과적인 보강 지지를 위해 제1,2수직스티프너(141, 142)로 구분하여 마련할 수 있으며, 제1수직스티프너(141)는 수평플레이트(130)의 일단부 위치에서 수평플레이트(130)와 메인철골보의 하부플랜지(113) 사이에 수직 배치되어 결합되고, 제2수직스티프너(142)는 메인철골보(110)의 타단부 위치에서 수평플레이트(130)와 메인철골보의 하부플랜지(113) 사이에 수직 배치되어 결합된다. 이러한 결합작업들은 용접방식으로 메인철골보(110)의 공장 제작과정에서 수행될 수 있다. In a state where the central cheolgolbo 210 is mounted on the horizontal plate 130, the coupling position of the horizontal plate 130 is determined at a position where the main cheolgolbo 110 and the upper flanges 111 and 211 of the end cheolgolbo match each other. The vertical stiffeners 141 and 142 reinforce the horizontal plate 130 by being welded and disposed vertically between the horizontal plate 130 and the lower flange 113 of the main cheolgolbo. The vertical stiffeners 141 and 142 may be divided into first and second vertical stiffeners 141 and 142 for effective reinforcing support of the horizontal plate 130, and the first vertical stiffener 141 is the horizontal plate 130 ) At one end of the position, the horizontal plate 130 and the lower flange 113 of the main cheolgolbo are vertically disposed and coupled, and the second vertical stiffener 142 is the horizontal plate 130 at the other end of the main cheolgolbo 110. ) And is vertically arranged and coupled between the lower flange 113 of the main cheolgolbo. These coupling operations may be performed in the factory manufacturing process of the main cheolgolbo 110 by welding.

도 5에서 보듯이, 제1,2수직스티프너(141, 142), 하부플랜지(113), 수평플레이트(130)에 의하여 수납공간이 형성되며, 상기 수납공간에 탈착가능하게 결합되는 수납공간커버부재(150)가 마련될 수 있다. 수납공간커버부재(150)에 의하여 개폐되는 수납공간에는 합성보 설치 과정에 필요한 공구, 볼트, 너트, 기타 안전용구 등을 수납할 수 있다. 수납공간커버부재(150)는 수납공간에 자력으로 결합될 수 있도록 자석이 부분적으로 부착된 구성으로 마련되는 실시예, 수납공간에 억지끼움 결합이 가능한 플라스틱 재질로 마련되는 실시예, 소정의 접착력이 있는 합성수지 테이프 재질로 마련되는 실시예, 수납공간에 수납된 물건들이 아래에 흘러내지 않을 정도로 수납공간의 개방된 부분의 아래 일부분을 차단하도록 용접부착되는 실시예로 구성될 수 있다. 단부철골보(100)를 공장제작하는 과정에서 미리 수납공간에 필요한 공구, 볼트, 너트 등을 수납한 다음에 수납공간커버부재를 사용하여 수납공간을 폐쇄하여 단부철골보(100) 공장제작을 마무리하고 출고하게 된다. 합성보 설치 과정에 필요한 공구, 볼트, 너트, 기타 안전용구 등이 편리하게 부재 내부에 수납되어 현장에 반입되므로 작업편의성이 향상된다. As shown in FIG. 5, a storage space is formed by the first and second vertical stiffeners 141 and 142, the lower flange 113, and the horizontal plate 130, and the storage space cover member is detachably coupled to the storage space. (150) may be provided. In the storage space opened and closed by the storage space cover member 150, tools, bolts, nuts, and other safety tools necessary for installing the composite beam can be accommodated. The storage space cover member 150 has an embodiment in which a magnet is partially attached so that it can be magnetically coupled to the storage space, an embodiment in which a plastic material can be force-fitted to the storage space, and a predetermined adhesive strength. It may be composed of an embodiment in which a synthetic resin tape material is provided, and an embodiment in which objects stored in the storage space are welded to block a lower part of the open portion of the storage space so as not to flow down. In the process of factory manufacturing the end steel beam (100), tools, bolts, nuts, etc. necessary for the storage space are stored in advance, and then the storage space is closed using the storage space cover member to finish the factory production of the end steel beam (100) and release will do Tools, bolts, nuts, and other safety equipment required for the composite beam installation process are conveniently stored inside the member and brought to the site, improving work convenience.

중앙철골보(210)는 상·하부플랜지(211, 213)와 웨브(212)를 포함하는 철골부재로, 단부철골보(100)에서 수평플레이트(130) 위로부터 메인철골보의 상부플랜지(111)까지의 높이와 동일한 춤을 가지는 부재로 마련된다. 중앙철골보(210)는 단부철골보의 메인철골보(110)와 마찬가지로 H형강을 바람직하게 채택할 수 있으며, 나아가 단부철골보의 보강철골보(120)와 공통되게 상부플랜지(211)에 스터드(S2)가 더 접합될 수 있다. 중앙철골보(210)는 하부플랜지(213)가 단부철골보의 수평플레이트(130)에 거치되어 상부플랜지(211)가 단부철골보의 메인철골보 상부플랜지(111)와 일치되게 설치되면, 단부철골보의 메인철골보(110) 및 수평플레이트(130)에 접합된다. 중앙철골보의 접합은 볼트접합 또는 용접접합이 가능하며, 접합작업은 중앙철골보(210)가 수평플레이트(130)에 거치된 상태에서 진행되기 때문에 작업성이 향상된다. The central cheolgolbo 210 is a steel frame member including upper and lower flanges 211 and 213 and a web 212, from the end cheolgolbo 100 to the top of the horizontal plate 130 to the upper flange 111 of the main cheolgolbo. It is provided with a member having a dance equal to the height. The central cheolgolbo 210 may preferably adopt H-beam like the main cheolgolbo 110 of the end cheolgolbo, and furthermore, the stud (S2) is more on the upper flange 211 in common with the reinforcing cheolgolbo 120 of the end cheolgolbo. can be joined. In the central cheolgolbo 210, when the lower flange 213 is mounted on the horizontal plate 130 of the end cheolgolbo and the upper flange 211 is installed to match the upper flange 111 of the main cheolgolbo of the end cheolgolbo, the main cheolgolbo of the end cheolgolbo (110) and is bonded to the horizontal plate (130). The joining of the central cheolgolbo can be bolted or welded, and the joining operation improves workability because the central cheolgolbo 210 is carried out in a state where it is mounted on the horizontal plate 130.

도 5에서 보듯이, 커버플레이트(P)를 적절히 덧대면서 볼트접합한다. 커버플레이트(P)는 상부플랜지(211)의 상면에 부착되는 상면커버플레이트, 상부플랜지(211)의 하면에 부착되는 하면커버플레이트, 웨브(212)에 양측면에서 부착되는 측면커버플레이트로 구분될 수 있다. 상면커버플레이트는 단부철골보(100)와 중앙철골보(210)의 폭과 대략 비슷한 폭을 가지는 하나의 플레이트로 형성될 수 있으며, 하면커버플레이트는 도 5에서 보듯이 2개의 쌍으로 구성되어 양쪽 하방에서 볼트 접합될 수 있다. 또한, 측면커버플레이트는 양측면에서 결합되는 2개의 쌍으로 구성되어 측면에서 볼트 접합될 수 있다. As shown in Figure 5, the cover plate (P) is bolted while properly padding. The cover plate P can be divided into an upper cover plate attached to the upper surface of the upper flange 211, a lower cover plate attached to the lower surface of the upper flange 211, and a side cover plate attached to both sides of the web 212. have. The upper cover plate may be formed of one plate having a width approximately similar to that of the end cheolgolbo 100 and the central cheolgolbo 210, and the lower cover plate is composed of two pairs as shown in FIG. Can be bolted together. In addition, the side cover plate may be composed of two pairs coupled at both sides and bolted at the side.

단부철골보(100)에서 수평플레이트(130)는 중앙철골보의 하부플랜지(213)와 볼트접합을 위한 커버플레이트 역할도 하므로 수평플레이트(130) 위치에는 별도의 커버플레이트를 생략하면서 볼트접합할 수 있다. 중앙철골보(210)의 접합으로 변단면 철골보가 완성된다.In the end cheolgolbo 100, the horizontal plate 130 also serves as a cover plate for bolting with the lower flange 213 of the central cheolgolbo, so that the horizontal plate 130 can be bolted while omitting a separate cover plate. By joining the central cheolgolbo 210, the side cheolgolbo is completed.

도 6은 도 3의 변단면 철골보를 이용하여 완성된 합성보의 단면도이다. 본 발명에 따른 변단면 철골보는 전 길이에 걸쳐 단부철골보의 메인철골보(110)와 중앙철골보(210)가 상부플랜지(111, 211)끼리 동일 선상에서 연속적으로 이어지므로, 단부철골보의 메인철골보와 중앙철골보의 상부플랜지(111, 211) 위에 데크(D)를 거치하고 슬래브콘크리트(C) 타설하면서 슬래브가 시공될 수 있다. 단부철골보의 보강철골보 웨브(122)와 중앙철골보의 상부플랜지(211)에 접합된 스터드(S1, S2)는 슬래브콘크리트(C)와의 일체화에 기여한다. 이로써 단부철골보의 보강철골보(120)는 슬래브콘크리트(C)에 매설되는 단면이 되므로 슬림플로어 구조로 완성된다. 6 is a cross-sectional view of a composite beam completed using the tapered section cheolgolbo of FIG. Since the main cheolgolbo 110 and the central cheolgolbo 210 of the end cheolgolbo are continuously connected on the same line between the upper flanges 111 and 211 over the entire length of the tapered section cheolgolbo according to the present invention, the main cheolgolbo and the center of the end cheolgolbo The slab can be constructed while mounting the deck (D) on the upper flanges (111, 211) of the cheolgolbo and pouring the slab concrete (C). Studs (S1, S2) bonded to the upper flange 211 of the reinforcing cheolgolbo web 122 of the end cheolgolbo and the central cheolgolbo contribute to integration with the slab concrete (C). As a result, the reinforced cheolgolbo 120 of the end cheolgolbo is completed in a slim floor structure because the section is buried in the slab concrete (C).

다음은 변단면 철골보를 설치하는 방법을 순서대로 설명한다. 먼저 단부철골보(100)를 설치하는 단계가 수행될 수 있다. 단부철골보는 기둥 부재와 일체화된 상태로 공장제작되어 현장반입되는 경우에는 기둥 부재와 일체로 현장에 설치될 수 있다. 또는 기둥이 먼저 설치되고 이어서 단부철골보가 기둥에 설치될 수도 있다.The following describes how to install the tapered steel beam in order. First, a step of installing the end cheolgolbo 100 may be performed. When the end steel beams are factory-manufactured and brought into the field in a state integrated with the pillar members, they may be installed in the field integrally with the pillar members. Alternatively, the pole may be installed first and then the end cheolgolbo may be installed on the pole.

작업자가 수납공간커버부재를 제거하여 단부철골보의 수납공간에 수납된 볼트, 너트를 꺼내어 준비하거나(수납공간커버부재가 억지끼움 방식의 부재이거나 테이프 방식의 부재인 경우), 수납공간에 수납된 볼트, 너트 등을 꺼내어 준비하는 단계(수납공간커버부재가 수납공간 측면 개방 부분의 하반부에 난간처럼 설치된 경우)가 수행될 수 있다. 그리고, 중앙철골보(210)를 인양하여 수평플레이트 상면에 임시로 위치시키는 단계가 이어서 수행될 수 있다. The worker removes the storage space cover member and prepares it by taking out the bolts and nuts stored in the storage space of the end steel beam (if the storage space cover member is a member of the interference fit method or a member of the tape method), or the bolt stored in the storage space , A step of taking out and preparing nuts, etc. (when the storage space cover member is installed like a handrail in the lower half of the side opening portion of the storage space) can be performed. Then, the step of lifting the central cheolgolbo 210 and temporarily positioning it on the upper surface of the horizontal plate can then be performed.

이어서, 중앙철골보와 수평플레이트 상호간에 볼트 결합시키는 단계(볼트/너트들의 일부만 임시체결할 수도 있음)가 수행되거나, 또는 중앙철골보와 단부철골보의 상부 플랜지에 커버플레이트를 설치하는 단계(볼트/너트들의 일부만 임시체결할 수도 있음)가 수행되거나, 중앙철골보와 단부철골보의 웨브에 커버플레이트를 볼트체결하는 단계가 수행될 수 있다. 중앙철골보와 단부철골보의 결합부(수평플레이트, 상부플랜지, 웨브)와의 결합순서는 경우에 따라 달리 실시할 수도 있다. Subsequently, a step of bolting the central cheolgolbo and the horizontal plate to each other (temporarily fastening only some of the bolts/nuts) is performed, or installing a cover plate on the upper flange of the central cheolgolbo and the end cheolgolbo (the bolts/nuts Only a part may be temporarily fastened) may be performed, or a step of bolting the cover plate to the web of the central cheolgolbo and the end cheolgolbo may be performed. The order of coupling between the central cheolgolbo and the coupling part (horizontal plate, upper flange, web) of the end cheolgolbo may be carried out differently depending on the case.

이상에서 본 발명은 구체적인 실시예를 참조하여 상세히 설명되었으나, 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐이므로, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 치환, 부가 및 변형된 실시 형태들 역시 아래에 첨부한 청구범위에 의하여 정하여지는 본 발명의 보호범위에 속한다고 할 것이다.In the above, the present invention has been described in detail with reference to specific examples, but since the examples are only for illustrating the present invention, substitutions, additions, and modified embodiments are also described below without departing from the technical spirit of the present invention. It will be said that it belongs to the protection scope of the present invention, which is defined by the appended claims.

100: 단부철골보
110: 메인철골보
120: 보강철골보
130: 수평플레이트
141, 142: 수직스티프너
150: 수납공간커버부재
210: 중앙철골보
111, 211: 상부플랜지
112, 122, 212: 웨브
113, 213: 하부플랜지
S1, S2: 스터드
P: 커버플레이트
D: 데크
C: 슬래브콘크리트100: end steel beam
110: main steel beam
120: reinforced steel beam
130: horizontal plate
141, 142: vertical stiffener
150: storage space cover member
210: central steel beam
111, 211: upper flange
112, 122, 212: web
113, 213: lower flange
S1, S2: Stud
P: cover plate
D: deck
C: slab concrete

Claims (6)

춤이 큰 단부철골보(100) 사이에 춤이 작은 중앙철골보(210)가 연결 접합된 변단면 철골보에서,
상기 단부철골보(100)는,
상·하부플랜지(111, 113)와 웨브(112)를 포함하는 메인철골보(110); 상기 메인철골보(110)보다 짧은 길이로 마련되며 상기 메인철골보(110)의 상기 상부플랜지(111) 위에 결합된 보강철골보(120); 상기 메인철골보의 상·하부플랜지(111, 113)에 평행하면서 상기 메인철골보(110)의 단부에서 돌출되게 배치되어 상기 메인철골보의 웨브(112)에 결합된 수평플레이트(130); 상기 수평플레이트(130)와 상기 메인철골보의 상기 하부플랜지(113) 사이를 연결하도록 상기 웨브에 결합된 수직스티프너(141, 142);를 포함하여 구성되며,
상기 중앙철골보(210)는,
상기 단부철골보(100)에서 상기 수평플레이트(130) 상면에서 상기 메인철골보의 상부플랜지(111) 상면까지의 높이와 동일한 높이를 가지면서 상·하부플랜지(211, 213)와 웨브(212)를 포함하는 철골부재로서, 상기 단부철골보의 상기 수평플레이트(130)에 거치된 상태에서 상기 단부철골보의 상기 메인철골보(110) 및 상기 수평플레이트(130)에 접합되는 것을 특징으로 하는 최적설계를 위한 변단면 철골보.In the tapered section cheolgolbo in which the central cheolgolbo 210 with a small dance is connected between the end cheolgolbo 100 with a large dance,
The end cheolgolbo 100,
The main cheolgolbo 110 including the upper and lower flanges 111 and 113 and the web 112; Reinforcing cheolgolbo 120 provided with a shorter length than the main cheolgolbo 110 and coupled to the upper flange 111 of the main cheolgolbo 110; A horizontal plate 130 coupled to the web 112 of the main cheolgolbo and disposed to protrude from the end of the main cheolgolbo 110 while being parallel to the upper and lower flanges 111 and 113 of the main cheolgolbo; It is configured to include; vertical stiffeners 141 and 142 coupled to the web to connect between the horizontal plate 130 and the lower flange 113 of the main cheolgolbo,
The central cheolgolbo 210,
The upper and lower flanges 211 and 213 and the web 212 have the same height as the height from the upper surface of the end cheolgolbo 100 to the upper surface of the horizontal plate 130 to the upper surface of the upper flange 111 of the main cheolgolbo. As a steel frame member, the end surface for optimal design characterized in that it is bonded to the main cheolgolbo 110 and the horizontal plate 130 of the end cheolgolbo in a state of being mounted on the horizontal plate 130 of the end cheolgolbo. steel beam. 제1항에서,
상기 수직스티프너(141, 142)는, 상기 수평플레이트(130)의 일단부 위치에서 상기 수평플레이트(130)와 상기 메인철골보의 상기 하부플랜지(113) 사이에 수직 배치되어 용접된 제1수직스티프너(141);와 상기 메인철골보(110)의 타단부 위치에서 상기 수평플레이트(130)와 상기 메인철골보의 하부플랜지(113) 사이에 수직 배치되어 용접된 제2수직스티프너(142);로 마련되는 것을 특징으로 하는 최적설계를 위한 변단면 철골보.In paragraph 1,
The vertical stiffeners 141 and 142 are vertically disposed and welded between the horizontal plate 130 and the lower flange 113 of the main cheolgolbo at one end of the horizontal plate 130 ( 141); and a second vertical stiffener 142 that is vertically disposed and welded between the horizontal plate 130 and the lower flange 113 of the main cheolgolbo at the other end of the main cheolgolbo 110; Tapered section steel beam for optimal design characterized by 제1항 또는 제2항에서,
상기 단부철골보(100)는, 상기 메인철골보(110)의 길이가 변단면 철골보 전체길이의 1/4로 마련되고, 상기 보강철골보(120)의 길이가 변단면 철골보 전체길이의 1/8로 마련되는 것을 특징으로 하는 최적설계를 위한 변단면 철골보.In claim 1 or 2,
In the end cheolgolbo 100, the length of the main cheolgolbo 110 is provided as 1/4 of the entire length of the side section cheolgolbo, and the length of the reinforcing cheolgolbo 120 is provided as 1/8 of the entire length of the side section cheolgolbo. Tapered cross-section steel beam for optimal design, characterized in that. 제1항 또는 제2항에서,
상기 단부철골보(100)는, 상기 메인철골보(110)가 H형강으로 마련되면서 상기 보강철골보(120)가 T형강으로 마련되고 T형강의 웨브(122)에 스터드(S1)가 접합되는 것이며,
상기 중앙철골보(210)는, H형강으로 마련되어 H형강의 상기 상부플랜지(211)에 스터드(S2)가 접합되는 것이며,
상기 중앙철골보(210)는, 단부철골보의 상기 메인철골보(110) 및 상기 수평플레이트(130)에 볼트접합되는 것을 특징으로 하는 최적설계를 위한 변단면 철골보.In claim 1 or 2,
In the end cheolgolbo 100, while the main cheolgolbo 110 is provided with H-beams, the reinforcing cheolgolbo 120 is provided with T-beams and the stud (S1) is bonded to the web 122 of the T-beams,
The central cheolgolbo 210 is made of H-beam, and the stud (S2) is joined to the upper flange 211 of the H-beam,
The central cheolgolbo 210, the side cheolgolbo for optimal design, characterized in that bolted to the main cheolgolbo 110 and the horizontal plate 130 of the end cheolgolbo. 제2항에 있어서,
수납공간이 형성되도록 상기 제1,2수직스티프너, 상기 메인철골보(110)의 하부플랜지(113), 상기 수평플레이트(130), 상기 메인철골보(110)의 웨브(112)가 서로 결합되며,
상기 수납공간의 개방면을 적어도 일부 폐쇄하도록 상기 메인철골보(110)에 결합되는 수납공간커버부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 최적설계를 위한 변단면 철골보.
According to claim 2,
The first and second vertical stiffeners, the lower flange 113 of the main cheolgolbo 110, the horizontal plate 130, and the web 112 of the main cheolgolbo 110 are coupled to each other to form a storage space,
The tapered section cheolgolbo for optimal design, characterized in that it further comprises a storage space cover member coupled to the main cheolgolbo 110 to close at least a portion of the open surface of the storage space.
 제5항의 변단면 철골보를 설치하는 방법에 있어서,
상기 단부철골보(100)를 설치하는 단계(a);
상기 수납공간커버부재를 제거하여 상기 단부철골보의 수납공간에 수납된 볼트, 너트를 꺼내어 준비하는 단계(b);
상기 단계(a) 이후에 상기 중앙철골보(210)를 상기 수평플레이트 상면에 위치시키는 단계(c);
상기 단계(c) 이후에 상기 중앙철골보와 상기 수평플레이트 상호간에 볼트 및 너트를 이용하여 결합시키는 단계(d);
상기 단계(c) 이후에 상기 중앙철골보와 상기 단부철골보의 상부 플랜지에 커버플레이트를 설치하는 단계(e);
상기 단계(c) 이후에 상기 중앙철골보와 상기 단부철골보의 웨브에 커버플레이트를 설치하는 단계(f);를 포함하는 것을 특징으로 하는 최적설계를 위한 변단면 철골보의 설치방법.
In the method of installing the tapered section cheolgolbo of claim 5,
Installing the end cheolgolbo 100 (a);
Removing the storage space cover member to take out and prepare bolts and nuts stored in the storage space of the end cheolgolbo (b);
Step (c) of positioning the central cheolgolbo 210 on the upper surface of the horizontal plate after the step (a);
Step (d) of coupling the central cheolgolbo and the horizontal plate to each other using bolts and nuts after the step (c);
Installing a cover plate on the upper flange of the central cheolgolbo and the end cheolgolbo after the step (c) (e);
Step (f) of installing cover plates on the webs of the central cheolgolbo and the end cheolgolbo after the step (c); installation method of the tapered cheolgolbo for optimal design, characterized in that it comprises a.
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