KR200234927Y1 - A Steel Beam Adapted Prestress in Web Width of Steel Beam Using H-beam or I-beam - Google Patents
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Abstract
본 고안은 건출물 등에 적용되는 강재 H빔이나 I빔을 사용한 강재 보의 웹(Web) 폭(형고) 내에서 강재 보에 프리스트레스를 적용하여 형고를 높이지 않고 장스팬의 보를 가능하게 하도록 한 강재 보에 관한 것이다.The present invention applies the prestress to the steel beams within the web width of the steel beams using the H beam or the I beam, which is applied to the building, etc. It is about.
본 고안에 따른 H빔이나 I빔을 사용한 강재 보의 웹(Web) 폭(형고) 내에서 프리스트레스를 적용한 강재 보는수직방향의 웹과 웹의 상측과 하측에 수평방향으로 접합되며 소정의 폭과 길이를 가지는 강재 보와, 강재 보의 내부에 장착되는 장착부재들과, 장착부재들 각각에 고정점을 두고 소정의 인장력으로 강재 보의 폭 내에서 강재 보에 프리스트레스를 가하기 위한 인장재를 구비한다.Prestressed steel beams are applied horizontally to the upper and lower sides of the web and the web in the vertical direction within the width of the web of the steel beam using the H beam or the I beam according to the present invention. Steel beam having a, and mounting members mounted inside the steel beam, and a tension member for applying prestress to the steel beam within the width of the steel beam with a predetermined tensile force with a fixed point on each of the mounting members.
본 고안에 의하면, 형고를 높이지 않고 강재 보의 쳐짐 극복과 설계하중 작용시 상부 슬래브(Slab)의 콘크리트에 발생될 수 있는 균열을 방지할 수 있으므로 장스팬의 보 구현이 가능하게 한다. 나아가, 본 고안의 실시예에 따른 강재 보의 폭 내에서 프리스트레스를 적용한 강재 보는 형고를 높이지 않고 장스팬의 강재 보를 구현하게 되므로 소정 높이에서 많은 층수로 건축물을 설계할 수 있음은 물론이거니와 필요한 기둥의 수를 최소화하여 가변성 있는 공간을 충분히 확보하게 되므로 공연장, 백화점, 주차장 등과 같은 건축물의 미관성을 높이고 설계 가변성을 확보할 수 있다.According to the present invention, it is possible to prevent the cracks that may occur in the concrete of the upper slab (Slab) when the steel beam overcomes sagging and the design load action without increasing the mold height, it is possible to implement the long span of the beam. Furthermore, since the steel beams that apply prestress within the width of the steel beams according to the embodiment of the present invention implement the steel beams of the long span without increasing the height of the steel beam, it is of course possible to design a building with a large number of floors at a predetermined height. By minimizing the number of spaces, a variable space is secured enough to enhance the aesthetics of buildings such as performance halls, department stores, and parking lots, and secure design variability.
Description
본 고안은 건축물 및 토목 구조물의 구조부재 및 그 제조방법에 관한 것으로특히, 강재 H빔이나 I빔을 사용한 강재 보의 웹(Web) 폭(형고) 내에서 강재 보에 프리스트레스를 적용하여 형고를 높이지 않고 장스팬의 보를 가능하게 하도록 한 강재 보에 관한 것이다.The present invention relates to a structural member of a building and a civil engineering structure, and a method of manufacturing the same. Particularly, the height of the beam height is increased by applying prestress to the steel beam within the web width of the steel beam using the steel H beam or the I beam. It relates to steel beams that enable long span beams.
일반적으로, 슬래브(Slab)를 횡방향으로 지지하기 위한 강재 보(Steel beam)에는 자중에 의한 처짐을 고려하여 소정 간격마다 기둥이 연결된다. 이렇게 소정 간격마다 설치되는 기둥은 건축물 및 토목 구조물의 설계 및 미관의 가변성을 저하시키고 공사비를 상승시키는 요인이 되고 있다.In general, pillars are connected to steel beams for supporting the slab in the lateral direction in consideration of deflection due to their own weight. Thus, the pillars installed at predetermined intervals reduce the variability of the design and aesthetics of buildings and civil engineering structures and increase the cost of construction.
최근에는 건축물 및 토목 구조물의 기둥을 줄일 수 있게 하는 방안으로 프리스트레스 공법과 프리플렉스 공법에 대한 연구가 활발히 진행되고 있으며, 이를 적용한 건축물과 토목 구조물이 나타나고 있다.Recently, as a way to reduce the pillars of buildings and civil structures, research on the prestress method and the preflex method has been actively conducted.
프르스트레스(Prestress) 공법과 프리플렉스(Preflex) 공법은 도 1과 같이 자중에 의한 강재 보의 휨 모멘트를 반대방향의 굽힘 모멘트(Bending moment)를 가지는 프리스트레스를 가하여 상쇄하게 된다.Prestress (Prestress) method and Preflex (Preflex) method is to cancel the bending moment of the steel beam due to its own weight by applying a prestress having a bending moment in the opposite direction as shown in FIG.
프리스트레스 공법은 교량과 같은 토목 구조물에 적용되고 있으며, 도 2와 같이 H 빔(1)의 하부 양끝단에 고정부재(2a,2b)를 설치하고 소정의 인장력을 가지는 인장선(3)의 양끝단을 고정부재(2a,2b)에 고정하게 된다.The prestressing method is applied to civil structures such as bridges, and as shown in FIG. 2, fixing members 2a and 2b are installed at both ends of the lower ends of the H beam 1 and both ends of the tensile line 3 having a predetermined tensile force. To be fixed to the fixing members 2a and 2b.
도 2와 같이 H 빔(1)의 하부에 설치된 인장선(3)에 의해 프리스트레스가 적용된 강재 보는 인정선(3)과 고정부재(2a,2b)의 폭만큼 강재 보의 폭(h) 즉, 형고가 높아지는 문제점이 있다. 따라서, 도 1과 같은 방법으로 강재 보에 프리스트레스를 적용하면 소정 높이의 건축물에는 강재 보의 폭으로 인한 층 수의 제한이 따르게 된다.As shown in FIG. 2, the steel beams to which the prestresses are applied by the tension line 3 installed under the H beam 1 have the width h of the steel beams corresponding to the width of the recognition line 3 and the fixing members 2a and 2b. There is a problem of increasing the sentence. Therefore, if prestress is applied to the steel beams in the same manner as in FIG.
프리플렉스 공법은 규모가 큰 건축물에 적용되고 있으며, 도 3과 같이 H 빔(1)의 하부에 프리스트레스 부가용 철근 콘크리트(4)를 설치하여 강재 보에 프리스트레스를 적용하게 된다. 철근 콘크리트(4)는 H 빔(1)의 'U' 자형 쳐짐을 상쇄하기 위하여 '∩'형의 굽힘 모멘트를 가지게 된다.The preflex method is applied to a large-scale building, and prestress is applied to steel beams by installing prestressed reinforced concrete 4 below the H beam 1 as shown in FIG. 3. The reinforced concrete 4 will have a 'moment' bending moment to offset the 'U' sag of the H beam 1.
도 3과 같은 프리플렉스 공법은 강재 보의 자중을 크게 함은 물론 철근 콘크리트의 제작에 따른 공사비와 공사기간 연장의 문제점을 초래한다. 나아가, 프리플렉스 공법은 도 4와 같이 시간이 경과하여 H 빔(1)의 쳐짐량이 철근 콘크리트(4)의 프리스트레스양보다 커지게 될 때 철근 콘크리트(4)의 저면부터 전단파괴에 의한 크랙(5)이 발생하는 문제점이 있다.The preflex method as shown in FIG. 3 increases the weight of the steel beams, as well as incurs problems in construction cost and extension of construction time due to the production of reinforced concrete. Further, the preflex method is cracks due to shear failure from the bottom of the reinforced concrete 4 when the deflection of the H beam 1 becomes larger than the prestress amount of the reinforced concrete 4 as time passes, as shown in FIG. 4. ) Is a problem that occurs.
따라서, 본 고안의 목적은 강재 H빔이나 I빔을 사용한 강재 보의 웹(Web) 폭(형고) 내에서 강재 보에 프리스트레스를 적용하여 형고를 높이지 않고 장스팬의 보를 가능하게 하도록 한 강재 보를 제공함에 있다.Therefore, the object of the present invention is to apply a prestress to the steel beam within the web width (steel height) of the steel beam using the steel H beam or I beam to make the beam of the long span without increasing the height In providing.
도 1은 종래의 프리스트레스 원리를 나타내는 모식도.1 is a schematic diagram showing a conventional prestress principle.
도 2는 종래의 프리스트레스 공법이 적용된 강재 보를 나타내는 단면도.2 is a cross-sectional view showing a steel beam to which a conventional prestress method is applied.
도 3은 종래의 프리플렉스 공법이 적용된 강재 보를 나타내는 단면도.3 is a cross-sectional view showing a steel beam to which a conventional preflex method is applied.
도 4는 도 3과 같은 프리플렉스 강재 보에서 나타나는 철근 콘크리트의 전단파괴를 나타내는 단면도.4 is a cross-sectional view showing the shear failure of reinforced concrete appearing in the preflex steel beam as shown in FIG.
도 5는 본 고안의 제1 실시예에 따른 강재 보의 폭 내에서 프리스트레스를 적용한 강재 보를 나타내는 사시도.5 is a perspective view showing a steel beam to which prestress is applied within the width of the steel beam according to the first embodiment of the present invention.
도 6a는 도 5에 도시된 강재 보의 정면도.6A is a front view of the steel beam shown in FIG. 5.
도 6b는 도 5에 도시된 강재 보의 측면도.6B is a side view of the steel beam shown in FIG. 5.
도 7은 본 고안의 제2 실시예에 따른 강재 보의 폭 내에서 프리스트레스를 적용한 강재 보를 나타내는 사시도.Figure 7 is a perspective view showing a steel beam to which prestress is applied within the width of the steel beam according to a second embodiment of the present invention.
도 8a는 도 7에 도시된 강재 보의 정면도.8A is a front view of the steel beam shown in FIG. 7.
도 8b 및 도 7에서 'A' 및 'B' 방향으로 보이는 측면도.8B and 7 are side views seen in 'A' and 'B' directions.
도 8c는 도 7에서 'C' 방향으로 바라 본 단면도.FIG. 8C is a cross-sectional view taken along the direction 'C' in FIG. 7.
도 9는 본 고안의 제3 실시예에 따른 강재 보의 폭 내에서 프리스트레스를 적용한 강재 보를 나타내는 사시도.Figure 9 is a perspective view showing a steel beam to which prestress is applied within the width of the steel beam according to a third embodiment of the present invention.
도 10a는 도 9에 도시된 강재 보의 정면도.10A is a front view of the steel beam shown in FIG. 9.
도 10b는 도 9에 도시된 강재 보의 측면도.10B is a side view of the steel beam shown in FIG. 9.
도 11은 본 고안의 제4 실시예에 따른 강재 보의 폭 내에서 프리스트레스를 적용한 강재 보를 나타내는 사시도.11 is a perspective view showing a steel beam to which prestress is applied within the width of the steel beam according to a fourth embodiment of the present invention.
도 12a는 도 11에 도시된 강재 보의 정면도.12A is a front view of the steel beam shown in FIG. 11.
도 12b는 도 11에서 'D' 및 'E' 방향으로 보이는 강재 보의 측면도.FIG. 12B is a side view of the steel beams seen in directions 'D' and 'E' in FIG. 11; FIG.
도 12c는 도 11에서 'F' 방향으로 보이는 강재 보의 측면도.FIG. 12C is a side view of the steel beam seen in the 'F' direction in FIG. 11; FIG.
도 13은 본 고안의 제5 실시예에 따른 강재 보의 폭 내에서 프리스트레스를 적용한 강재 보를 나타내는 사시도.Figure 13 is a perspective view showing a steel beam to which prestress is applied within the width of the steel beam according to a fifth embodiment of the present invention.
도 14는 도 13에 도시된 연속 강재 보의 휨 모멘트를 나타내는 모식도.14 is a schematic diagram showing the bending moment of the continuous steel beam shown in FIG.
도 15는 도 13에 도시된 연속 강재 보에 작용하며 프리스트레스로 인하여 발생되는 굽힘 모멘트를 나타내는 모식도.FIG. 15 is a schematic diagram showing bending moments generated by prestressing acting on the continuous steel beam shown in FIG.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 고안에 따른 H빔이나 I빔을 사용한 강재 보의 웹(Web) 폭(형고) 내에서 프리스트레스를 적용한 강재 보는수직방향의 웹과 웹의 상측과 하측에 수평방향으로 접합되며 소정의 폭과 길이를 가지는 강재 보와,강재 보의 내부에 장착되는 장착부재들과, 장착부재들 각각에 고정점을 두고 소정의 인장력으로 강재 보의 폭 내에서 강재 보에 프리스트레스를 가하기 위한 인장재를 구비한다.In order to achieve the above object, the steel beam to which prestress is applied within the web width of the steel beam using the H beam or I beam according to the present invention in the horizontal direction on the upper and lower sides of the web and the web in the vertical direction Prestressing the steel beams within the width of the steel beams with a predetermined tensile strength, with a fixed tensile strength of the steel beams, the mounting members mounted inside the steel beams, and the mounting members fixed to each of the mounting members. It is provided with a tension member.
상기 목적 외에 본 고안의 다른 목적 및 특징들은 첨부한 도면들을 참조한 실시예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.Other objects and features of the present invention in addition to the above object will be apparent from the description of the embodiments with reference to the accompanying drawings.
이하, 도 5 내지 도 15를 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 5 to 15.
도 5 및 도 6을 참조하면, 본 고안에 따른 H빔이나 I빔을 사용한 강재 보의 웹(Web) 폭(형고) 내에서의 프리스트레스를 적용한 강재 보는 상/하부 플렌지(Flange)(51a,51b) 및 웹(Web)(52)을 포함한 H 빔과, 인장재(56)가 고정되는 장착판(53a,53b)과, 장착부재(53a,53b)에 취부된 삼각 보강판(54a,54b)을 구비한다.5 and 6, the upper and lower flanges (Flange) 51a, 51b to which the prestress is applied within the web width (height) of the steel beam using the H beam or I beam according to the present invention H and a web (52), the mounting plate (53a, 53b) to which the tension member 56 is fixed, and the triangular reinforcement (54a, 54b) attached to the mounting member (53a, 53b) Equipped.
H 빔의 웹(52)을 사이에 두고 H 빔의 양측 각각에는 장착판(53a,53b)이 용접 등의 방법으로 접합된다. 장착판(53a,53b)의 바깥쪽면 하부에는 고정판(55)이 취부된다.The mounting plates 53a and 53b are joined to each of both sides of the H beam with the web 52 of the H beam interposed therebetween by welding or the like. A fixing plate 55 is mounted below the outer surface of the mounting plates 53a and 53b.
삼각 보강판(54a,54b)은 인장재(56)와 나란한 방향으로 장착판(53a,53b)의 안쪽면에 취부되어 인장재(56)의 인장력에 의해 장착판(53a,53b)의 변형이나 전단파괴를 방지하는 역할을 한다. 이 삼각 보강판(54a,54b)은 상부 플렌지(51a) 측 보다 하부 플렌지(51b) 측에서 장착판(53a,53b)에 압축력이 더 강하게 작용하므로 수직변이 장착판(53a,53b)의 안쪽 면에 접합되고 밑변이 하부 플렌지(51b)의 안쪽면에 접합된다.The triangular reinforcement plates 54a and 54b are mounted on the inner surfaces of the mounting plates 53a and 53b in parallel with the tension member 56 to deform or shear the mounting plates 53a and 53b by the tensile force of the tension member 56. Serves to prevent. Since the triangular reinforcement plates 54a and 54b act more strongly on the mounting plates 53a and 53b on the lower flange 51b side than on the upper flange 51a side, the inner sides of the vertical side mounting plates 53a and 53b. Is bonded to the inner surface of the lower flange 51b.
인장재(56)는 강봉, 강선, 강연선 등으로 제작되고, 평행하게 당겨진 상태에서 그 양끝단이 장착판(53a,53b)을 관통하여 고정판(55)에 고정되어 소정의 인장력이 잔류하게 된다. 이러한 인장재(56)는 H 빔의 하부 플렌지(51b) 측에 위치하여 H 빔에 인장력을 가하게 되므로 H 빔의 쳐짐을 상쇄하는 프리스트레스를 H 빔에 부가하게 된다.The tension member 56 is made of steel bars, steel wires, stranded wires, and the like, and both ends thereof are fixed to the fixing plate 55 by penetrating through the mounting plates 53a and 53b in a state of being pulled in parallel so that a predetermined tensile force remains. Since the tension member 56 is located on the lower flange 51b side of the H beam to apply a tensile force to the H beam, the prestressing to offset the deflection of the H beam is added to the H beam.
인장재(56)에 의해 가해지는 프리스트레스양을 측정할 수 있도록 장착판(63a,63b) 또는 고정판(65)에는 도시하지 않은 응력 계측기가 설치될 수 있다.In order to measure the amount of prestress applied by the tension member 56, the mounting plate 63a or 63b or the fixed plate 65 may be provided with a stress meter (not shown).
이와 같은 H 빔에는 인장재(56)가 하부 플렌지(51b)의 안쪽면 상에 위치하게 되므로 H 빔의 폭(h_H 빔) 안에서 프리스트레스가 부가된다.Since the tension member 56 is located on the inner surface of the lower flange 51b, prestress is added to the H beam in the width of the H beam (h_H beam).
도 7 및 도 8은 본 고안의 제2 실시예에 따른 H빔이나 I빔을 사용한 강재 보의 웹(Web) 폭(형고) 내에서 프리스트레스를 적용한 강재 보를 나타낸다.7 and 8 illustrate a steel beam to which prestress is applied within a web width of the steel beam using the H beam or the I beam according to the second embodiment of the present invention.
도 7 및 도 8을 참조하면, 본 고안의 제2 실시예에 따른 강재 H빔이나 I빔을 사용한 강재 보의 웹(Web) 폭(형고) 내에서 프리스트레스를 적용한 강재 보는 상/하부 플렌지(Flange)(61a,61b) 및 웹(Web)(62)을 포함한 H 빔과, 인장재(66)가 고정되는 장착판(63a,63b)과, 장착판(63a,63b)에 취부된 역삼각 보강판(64a,64b)과, H 빔의 길이방향 중간부에 설치되는 인장재 통과판(67)을 구비한다.7 and 8, the upper and lower flanges of the steel beams to which prestress is applied within a web width (height) of the steel beams using the steel H beam or the I beam according to the second embodiment of the present invention H-beams including 61a and 61b and web 62, mounting plates 63a and 63b to which the tension member 66 is fixed, and reverse triangular reinforcement plates mounted to the mounting plates 63a and 63b. 64a and 64b, and the tension material passage plate 67 provided in the longitudinal middle part of the H beam.
H 빔의 웹(62)을 사이에 두고 H 빔의 양측 가장자리에는 장착판(63a,63b)이 용접 등의 방법으로 접합된다. 장착판(63a,63b)의 바깥쪽면에는 고정판(65)이 취부된다.Mounting plates 63a and 63b are joined to both edges of the H beam with the web 62 of the H beam interposed therebetween by welding or the like. The fixing plate 65 is attached to the outer surface of the mounting plates 63a and 63b.
역삼각 보강판(64a,64b)은 인장재(66)와 나란한 방향으로 장착판(63a,63b)의 안쪽면에 취부되어 인장재(66)의 인장력에 의해 장착판(63a,63b)의 변형이나 전단파괴를 방지하는 역할을 한다. 이 역삼각 보강판(64a,64b)은 하부 플렌지(61b) 측 보다 상부 플렌지(61a) 측에서 장착판(63a,63b)에 압축력이 더 강하게 작용하므로 수직변이 장착판(63a,63b)의 안쪽 면에 접합되고 밑변이 상부 플렌지(61a)의 안쪽면에 접합된다.The reverse triangular reinforcement plates 64a and 64b are mounted on the inner surfaces of the mounting plates 63a and 63b in a direction parallel to the tension member 66 to deform or shear the mounting plates 63a and 63b by the tensile force of the tension member 66. It serves to prevent destruction. Since the reverse triangular reinforcement plates 64a and 64b act more strongly on the mounting plates 63a and 63b on the upper flange 61a side than on the lower flange 61b side, the vertical sides of the mounting plates 63a and 63b. The bottom side is joined to the inner side of the upper flange 61a.
인장재(66)는 강봉, 강선, 강연선 등으로 제작되고, 일측 끝단이 일측 장착판(63a)을 관통하여 일측 고정판(65)에 고정되며 중간부까지 소정의 하향 기울기로 경사진 다음, 인장재 통과판(67)을 통과한 후에 상향 기울기로 굴절되어 반대측 끝단이 타측 마루리판(63b)의 고정판(65)에 고정된다. 인장재(66)의 굴절부는 H 빔의 굽힘 모멘트(bending moment)가 가장 크게 작용하는 길이방향 중간지점에 해당한다. 이러한 인장재(66)는 H 빔의 쳐짐을 상쇄하는 방향과 크기의 굽힘 모멘트를 가지는 소정의 인장력이 잔류하게 된다.The tension member 66 is made of steel rods, steel wires, stranded wires, etc., one end of which penetrates the one side mounting plate 63a and is fixed to one side fixing plate 65, and is inclined with a predetermined downward slope to the middle portion, and then the tension member passing plate. After passing through 67, it is refracted by the upward inclination, and the opposite end is fixed to the fixing plate 65 of the other flooring board 63b. The refraction of the tension member 66 corresponds to the longitudinal midpoint where the bending moment of the H beam acts the most. This tension member 66 is left with a predetermined tensile force having a bending moment of the direction and size to cancel the deflection of the H beam.
인장재(66)에 의해 가해지는 프리스트레스양을 측정할 수 있도록 장착판(63a,63b) 또는 고정판(65)에는 도시하지 않은 응력 계측기가 설치될 수 있다.In order to measure the amount of prestress applied by the tension member 66, the mounting plate 63a or 63b or the fixed plate 65 may be provided with a stress meter (not shown).
이와 같은 H 빔에는 인장재(66)가 상부 플렌지(61a)와 하부 플렌지(61b)의 사이에서 'V'자 형태로 굴절되므로 H 빔의 폭(h_H 빔) 안에서 프리스트레스가 부가된다.Since the tension member 66 is refracted in a 'V' shape between the upper flange 61a and the lower flange 61b, prestress is added to the H beam in the width (h_H beam) of the H beam.
인장재 통과판(67)의 하부에는 자신을 통과한 인장재(66)의 굴절부에 가해지는 마찰을 줄임으로써 인장재(66)의 손상을 방지하기 위한 롤러(68)가 설치된다.The lower portion of the tension member passage plate 67 is provided with a roller 68 for preventing damage to the tension member 66 by reducing friction applied to the refraction portion of the tension member 66 passing through it.
도 9 및 도 10은 본 고안의 제3 실시예에 따른 H빔이나 I빔을 사용한 강재 보의 웹(Web) 폭(형고) 내에서 프리스트레스를 적용한 강재 보를 나타낸다.9 and 10 illustrate a steel beam to which prestress is applied within a web width (height) of a steel beam using an H beam or an I beam according to a third embodiment of the present invention.
도 9 및 도 10을 참조하면, 본 고안에 따른 강재 보의 폭 내에서 프리스트레스를 적용한 강재 보는 상/하부 플렌지(91a,91b) 및 웹(92)을 포함한 H 빔과, H 빔의 양끝단 측벽에 보강된 마구리판(93a,93b)과, 마구리판(93a,93b)에 고정되는 인장재(96)를 구비한다.9 and 10, the steel beams to which prestresses are applied within the width of the steel beams according to the present invention include an H beam including upper and lower flanges 91a and 91b and a web 92, and both end sidewalls of the H beam. It is provided with the copper plate 93a, 93b reinforced by the tension member, and the tension material 96 fixed to the copper plate 93a, 93b.
H 빔의 양측벽 각각에는 양측단면 모두를 덮도록 마구리판(93a,93b)이 용접 등의 방법으로 접합된다. 마구리판(93a,93b)의 바깥쪽면 하부에는 고정판(95)이 취부된다. 이러한 마구리판(93a,93b)에는 그 안쪽면에 인장재(96)와 나란한 방향으로 도시하지 않은 보강판이 접합될 수 있다.Each of the side walls of the H beam is joined to the copper plates 93a and 93b by welding or the like so as to cover both side cross sections. A fixing plate 95 is attached to the lower side of the outer surface of the copper plates 93a and 93b. Reinforcing plates (not shown) may be bonded to the surface of the copper plates 93a and 93b in a direction parallel to the tension member 96.
인장재(96)는 강봉, 강선, 강연선 등으로 제작되고, 평행하게 당겨진 상태에서 그 양끝단이 마구리판(93a,93b)을 관통하여 고정판(95)에 고정되어 소정의 인장력이 잔류하게 된다. 이러한 인장재(96)는 H 빔의 하부 플렌지(91b) 측에 위치하여 H 빔에 인장력을 가하게 되므로 H 빔의 쳐짐을 상쇄하는 프리스트레스를 H 빔에 부가하게 된다.The tension member 96 is made of steel bars, steel wires, stranded wires, and the like, and both ends thereof are fixed to the fixing plate 95 by penetrating through the copper plates 93a and 93b in a state of being pulled in parallel so that a predetermined tensile force remains. The tension member 96 is located on the lower flange 91b side of the H beam to apply a tensile force to the H beam, thereby adding prestress to the H beam to offset the deflection of the H beam.
인장재(96)에 의해 가해지는 프리스트레스양을 측정할 수 있도록 마구리판에는 도시하지 않은 응력 계측기가 설치될 수 있다.In order to measure the amount of prestress applied by the tension member 96, a stress measuring instrument (not shown) may be installed on the copper plate.
이와 같은 H 빔에는 인장재(96)가 하부 플렌지(91b)의 안쪽면 상에 위치하게되므로 H 빔의 폭(h_H 빔) 안에서 프리스트레스가 부가된다.Since the tension member 96 is positioned on the inner surface of the lower flange 91b, prestress is added to the H beam in the width (h_H beam) of the H beam.
도 11 및 도 12는 본 고안의 제4 실시예에 따른 H빔이나 I빔을 사용한 강재 보의 웹(Web) 폭(형고) 내에서 프리스트레스를 적용한 강재 보를 나타낸다.11 and 12 illustrate a steel beam to which prestress is applied within a web width (height) of a steel beam using an H beam or an I beam according to a fourth embodiment of the present invention.
도 11 및 도 12를 참조하면, 본 고안에 따른 강재 보의 폭 내에서 프리스트레스를 적용한 강재 보는 상/하부 플렌지(111a,111b) 및 웹(112)을 포함한 H 빔과, H 빔의 양끝단 측벽에 보강된 마구리판(113a,113b)과, 마구리판(113a,113b)에 고정되는 인장재(116)와, 인장재(116)과 관통되고 H 빔의 길이방향 중간에 설치되는 인장재 통과판(17)을 구비한다.11 and 12, the H beam including the upper and lower flanges 111a and 111b and the web 112 to which the prestress is applied within the width of the steel beam according to the present invention, and both end sidewalls of the H beam And a tension plate 113a and 113b reinforced to the tension plate, a tension member 116 fixed to the copper plate 113a and 113b, and a tension member passage plate 17 penetrating the tension member 116 and installed in the longitudinal direction of the H beam. do.
H 빔의 양측벽 각각에는 양측단면 모두를 덮도록 마구리판(113a,113b)이 용접 등의 방법으로 접합된다. 마구리판(113a,113b)의 바깥쪽면 하부에는 고정판(115)이 취부된다. 이러한 마구리판(113a,113b)에는 그 안쪽면에 인장재(116)와 나란한 방향으로 도시하지 않은 역삼각 보강판이 접합될 수 있다.Each of the side walls of the H beam is joined to the copper plates 113a and 113b by welding or the like so as to cover both side sections. The fixing plate 115 is attached to the lower side of the outer surface of the copper plate (113a, 113b). An inverted triangular reinforcing plate (not shown) may be bonded to the inner side surfaces of the copper plates 113a and 113b in a direction parallel to the tension member 116.
인장재(116)는 강봉, 강선, 강연선 등으로 제작되고, 일측 끝단이 일측 마구리판(113a)을 관통하여 일측 고정판(115)에 고정되며 중간부까지 소정의 하향 기울기로 경사진 다음, 인장재 통과판(117)을 통과한 후에 상향 기울기로 굴절되어 반대측 끝단이 타측 마루리판(113b)의 고정판(115)에 고정된다. 인장재(116)의 굴절부는 H 빔의 굽힘 모멘트가 가장 크게 작용하는 길이방향 중간지점에 해당한다. 이러한 인장재(116)는 H 빔의 쳐짐을 상쇄하는 방향과 크기의 굽힘 모멘트를 가지는 소정의 인장력이 잔류하게 된다.The tension member 116 is made of steel bars, steel wires, stranded wires, etc., one end of which penetrates one side of the copper plate 113a and is fixed to one side fixing plate 115, and is inclined with a predetermined downward slope to the middle portion, and then the tension member passing plate ( After passing through the 117, it is refracted by an upward inclination, and the opposite end is fixed to the fixing plate 115 of the other flooring board 113b. The refraction of the tension member 116 corresponds to the longitudinal midpoint where the bending moment of the H beam acts the most. The tension member 116 is left with a predetermined tensile force having a bending moment of the direction and size to cancel the deflection of the H beam.
인장재(116)에 의해 가해지는 프리스트레스양을 측정할 수 있도록마구리판(113a,113b)에는 도시하지 않은 응력 계측기가 설치될 수 있다.In order to measure the amount of prestress applied by the tension member 116, a stress gauge (not shown) may be installed on the copper plates 113a and 113b.
이와 같은 H 빔에는 인장재(116)가 상부 플렌지(111a)와 하부 플렌지(111b)의 사이에서 'V'자 형태로 굴절되므로 H 빔의 폭(h_H 빔) 안에서 프리스트레스가 부가된다.Since the tension member 116 is refracted in a 'V' shape between the upper flange 111a and the lower flange 111b, prestress is added to the H beam in the width (h_H beam) of the H beam.
인장재 통과판(117)의 하부에는 자신을 통과한 인장재(116)의 굴절부에 가해지는 마찰을 줄임으로써 인장재(116)의 손상을 방지하기 위한 롤러(118)가 설치된다.The lower portion of the tension member passage plate 117 is provided with a roller 118 to prevent damage to the tension member 116 by reducing the friction applied to the refraction portion of the tension member 116 passing through it.
도 13은 본 고안의 제5 실시예에 따른 H빔이나 I빔을 사용한 강재 보의 웹(Web) 폭(형고) 내에서 프리스트레스를 적용한 강재 보를 나타낸다.FIG. 13 illustrates a steel beam to which prestress is applied within a web width (height) of a steel beam using an H beam or an I beam according to a fifth embodiment of the present invention.
도 13을 참조하면, 본 고안에 따른 강재 보의 폭 내에서 프리스트레스를 적용한 강재 보는 두 개 이상의 H 빔이 길이방향으로 연속되도록 접합된 연속 강재 보 내에서 상측과 하측에 교번되도록 설치되는 인장재(132a,132b,132c)를 구비한다.Referring to FIG. 13, a steel beam to which prestresses are applied within a width of a steel beam according to the present invention is provided with a tension member 132a installed to be alternately disposed at an upper side and a lower side in a continuous steel beam joined so that two or more H beams are continuous in the longitudinal direction. And 132b and 132c.
연속 강재 보(131)는 G, H, I 지점이 기둥에 의해 지지되는 경우에, 그 휨 모멘트가 도 14와 같이 위아래로 굽이치는 파면 형태로 나타날 수 있다. 이러한 연속 강재 보(131)에 대한 쳐짐을 프리스트레스로 상쇄하기 위하여, G 지점과 H 지점 사이 그리고 H 지점과 I 지점 사이의 하측 플렌지의 안쪽면 측에 'U' 자 형상의 굽힘 모멘트를 주기 위한 제1 및 제3 인장재(132a,132c)를 설치하고, 양측에서 이들과 소정길이 만큼 중첩되도록 상측 플렌지의 안쪽면 측에 '∩'자 형상의 굽힘 모멘트를 주기 위한 제2 인장재(132a,132c)를 설치하게 된다.The continuous steel beam 131 may be in the form of a wavefront in which bending moments are bent up and down as shown in FIG. 14 when the G, H, and I points are supported by the pillars. In order to offset the deflection of the continuous steel beam 131 with prestress, a U-shaped bending moment is applied to the inner side of the lower flange between the G and H points and between the H and I points. The first and third tension members 132a and 132c are provided, and the second tension members 132a and 132c are provided to give a bending moment of a '∩' shape to the inner surface side of the upper flange so as to overlap them with both sides by a predetermined length. Will be installed.
이렇게 연속 강재 보(131)의 폭(h_H 빔) 안에서 위 아래로 교번되게 설치되는 인장재(132a,132b,132c)는 연속 강재 보(131)의 자중에 의한 파면 형태의 휨 모멘트에 대하여 상반된 위상과 동일한 크기를 가지는 도 15와 같은 굽힘 모멘트를 연속 강재 보(131)에 잔류시킴으로써 연속 강재 보(131)의 쳐짐을 최소화하게 된다.Thus, the tension members 132a, 132b, and 132c alternately installed up and down within the width (h_H beam) of the continuous steel beam 131 have a phase opposite to that of the bending moment in the wavefront form due to the self-weight of the continuous steel beam 131. By remaining the bending moment as shown in FIG. 15 having the same size in the continuous steel beam 131, the sagging of the continuous steel beam 131 is minimized.
인장재(132a,132b,132c)는 본 고안의 제1 내지 제4 실시예와 같은 방법으로 연속 강재 보(131)의 폭(h_H 빔) 내에 설치된다.The tension members 132a, 132b, and 132c are installed in the width (h_H beam) of the continuous steel beam 131 in the same manner as the first to fourth embodiments of the present invention.
상술한 바와 같이, 본 고안의 실시예에 따른 H빔이나 I빔을 사용한 강재 보의 웹(Web) 폭(형고) 내에서 프리스트레스를 적용한 강재 보는 H 빔의 상부 플렌지와 하부 플렌지 사이에 장착판 및/또는 보강판을 설치하고 이들 각각에 끝단이 고정되는 인장재를 설치함으로써 빔 즉 강재 보의 폭(h_H 빔) 내에서 강재 보에 프리스트레스를 적용하게 된다. 그 결과, 본 고안의 실시예에 따른 강재 보의 폭 내에서 프리스트레스를 적용한 강재 보는 형고를 높이지 않고 강재 보의 쳐짐 극복과 설계하중 작용시 상부 슬래브(Slab)의 콘크리트에 발생될 수 있는 균열을 방지할 수 있으므로 장스팬의 강재 보 구현이 가능하게 한다. 나아가, 본 고안의 실시예에 따른 강재 보의 폭 내에서 프리스트레스를 적용한 강재 보는 형고를 높이지 않고 장스팬의 강재 보를 구현하게 되므로 소정 높이에서 많은 층수로 건축물을 설계할 수 있음은 물론이거니와 필요한 기둥의 수를 최소화하여 가변성 있는 공간을 충분히 확보하게 되므로 공연장, 백화점, 주차장 등과 같은 건축물의 미관성을 높이고 설계 가변성을 확보할 수 있다. 또한, 본 고안의 실시예에 따른 강재 보의 폭 내에서 프리스트레스를 적용한 강재 보는 필요한 기둥 수를 최소화함으로써 상부 및 하부 구조의 물량감소를 가능하게 하므로 건축물의 공사비 저감과 공공기 단축의 효과를 유발하는 장점이 있다.As described above, the steel plate is applied between the upper flange and the lower flange of the H beam of pre-stressed in the web width (height) of the steel beam using the H beam or I beam according to an embodiment of the present invention and And / or by installing a reinforcing plate and a tensioning member fixed at each end of the reinforcing plate, prestress is applied to the steel beam within the beam, i.e., the width of the steel beam (h_H beam). As a result, the steel beams with prestress applied within the width of the steel beams according to the embodiment of the present invention do not increase the height of the steel beams and overcome the cracks that may occur in the concrete of the upper slab when the slab is overcome and the design load is applied. This prevents long span steel beams from being implemented. Furthermore, since the steel beams that apply prestress within the width of the steel beams according to the embodiment of the present invention implement the steel beams of the long span without increasing the height of the steel beam, it is of course possible to design a building with a large number of floors at a predetermined height. By minimizing the number of spaces, a variable space is secured enough to enhance the aesthetics of buildings such as performance halls, department stores, and parking lots, and secure design variability. In addition, the steel beam to which the prestress is applied within the width of the steel beam according to the embodiment of the present invention enables the reduction of the volume of the upper and lower structures by minimizing the number of pillars necessary to induce the effect of reducing the construction cost of the building and shortening the air plane There is an advantage.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 고안의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 고안의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 실용신안등록 청구의 범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.Those skilled in the art will appreciate that various changes and modifications can be made without departing from the technical spirit of the present invention. Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the detailed description of the specification but should be defined by the utility model registration claims.
Claims (5)
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| KR2020010007813U KR200234927Y1 (en) | 2001-03-21 | 2001-03-21 | A Steel Beam Adapted Prestress in Web Width of Steel Beam Using H-beam or I-beam |
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ID=73064113
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| KR2020010007813U KR200234927Y1 (en) | 2001-03-21 | 2001-03-21 | A Steel Beam Adapted Prestress in Web Width of Steel Beam Using H-beam or I-beam |
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