KR20110132932A - 단부판이 구비된 성형강판 조립보 및 그를 이용한 장스팬용 강콘크리트 합성보 - Google Patents

Abstract

본 발명은 강재 조립보에 관한 것으로, 보다 상세하게는 한 쌍의 롤 또는 프레스 성형 절곡강판을 서로 맞대어 용접하고 양쪽 끝단에 단부판을 결합한 성형강판 조립보 및 그를 이용한 장스팬용 강콘크리트 합성보에 관한 것이다.
본 발명의 적절한 실시형태에 따른 단부판이 구비된 성형강판 조립보는, 바닥판(11), 바닥판(11)의 일단에서 수직하게 위로 연장된 지지판(12), 지지판(12)의 일단에서 수평으로 연장된 받침판(13), 바닥판(11)의 타단에서 수직하게 위로 지지판(12)보다 더 높게 연장된 측면판(14), 측면판(14)의 상단에서 수평으로 연장된 상부판(15)으로 구성된 한 쌍의 성형강판(10a,10a)을 측면판(14)을 서로 면접촉시켜 측면판(14)을 기준으로 서로 대칭되게 접합하고 양단부에는 단부판(16)을 결합하며, 단부판(16)은 바닥판(11), 지지판(12) 및 측면판(14)에 의해 구획된 양쪽 끝단의 개방부를 폐쇄하며 긴장재가 관통할 수 있는 구멍(161a)이 천공된 마구리부(161)와 마구리부(161)의 상면에서 동일 평면상으로 연장된 접합부(162)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

단부판이 구비된 성형강판 조립보 및 그를 이용한 장스팬용 강콘크리트 합성보{Profiled plate built-up beam having end plate and steel concrete composite beam for long span using the same}

본 발명은 강재 조립보에 관한 것으로, 보다 상세하게는 한 쌍의 롤 또는 프레스 성형 절곡강판을 서로 맞대어 용접하고 양쪽 끝단에 단부판을 결합한 성형강판 조립보 및 그를 이용한 장스팬용 강콘크리트 합성보에 관한 것이다.

기존의 철골조 건물은 철골보의 상부에 바닥판을 얹기 때문에 전체적인 층고가 증가하지만 층고절감공법에서는 철골보의 웨브에 바닥판을 삽입하여 시공하기 때문에 바닥판의 두께가 얇아져 상대적으로 층고를 줄일 수 있다. 층고절감이 가능한 웨브 매입형 합성보 공법은 건축물의 높이제한 및 기존 건축물의 증·개축 등의 용도로 북유럽에서 최초로 개발되었으며 그 후 영국에 도입된 이후 연구개발을 통하여 철골조 건축물의 경쟁력을 한 차원 높인 우수한 바닥시스템으로써 지금까지 다양한 단면형태가 개발되었다.

이러한 층고절감공법은 층고절감의 효과는 매우 우수하나 적용 가능한 바닥 슬래브 시스템의 한계로 합성보의 춤이 제한적이기 때문에 시공 가능한 스팬에 한계를 나타내었다. 또한 층고절감을 위하여 개발된 국내의 독자적인 합성보 시스템의 경우에도 층고절감 효과가 적거나 비대칭 철골보의 제작 및 시공시의 적용 효율성이 크지 않는 등의 불편한 점들이 발견되곤 하였다.

본 발명의 출원인은 이러한 사정을 감안하여 합성바닥판의 층고절감, 장스팬화, 다양한 형태의 바닥시스템의 요구에 대응 가능한 범용성을 가지는 층고 절감형 합성보를 개발하고 이를 대한민국 특허등록 제10-0626542호로 등록하였다. 이 기술은 한 쌍의 성형강판을 서로 맞대어 용접하여 상부 압축측은 플랜지의 폭이 좁고 하부 인장측은 플랜지의 폭이 넓은 비대칭 구조이고 바닥슬래브를 보의 춤 내에 시공 가능하도록 하부 플랜지 양측면판을 수직으로 세운 후 받침판을 성형한 형상이다. 그러나 이 특허는 적용 가능한 스팬에 한계를 가진다는 점이 단점으로 지적된다.

본 발명의 목적은 경제적으로 장스팬 강판성형 합성보를 제작하고 신규한 접합방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 긴장력을 도입하기 위해 강판성형 합성보에 결합되는 단부판을 긴장재 정착구로서 뿐만 아니라 기둥 또는 기존 H형강 보와의 접합을 위해서도 사용 가능한 단면 상세를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 기존 H형강 보와 강판성형 합성보의 접합부 상세를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 긴장력이 도입된 장스팬용 강-콘크리트 합성보를 제공하는 것이다.

본 발명의 적절한 실시형태에 따르면, 바닥판, 바닥판의 일단에서 수직하게 위로 연장된 지지판, 지지판의 일단에서 수평으로 연장된 받침판, 바닥판의 타단에서 수직하게 위로 지지판보다 더 높게 연장된 측면판, 측면판의 상단에서 수평으로 연장된 상부판으로 구성된 한 쌍의 성형강판을 측면판을 서로 면접촉시켜 측면판을 기준으로 서로 대칭되게 접합하고 양단부에는 단부판을 결합하며, 단부판은 바닥판, 지지판 및 측면판에 의해 구획된 양쪽 끝단의 개방부를 폐쇄하며 긴장재가 관통할 수 있는 구멍이 천공된 마구리부와 마구리부의 상면에서 동일 평면상으로 연장된 접합부를 포함하는 것을 특징으로 하는 단부판이 구비된 성형강판 조립보가 제공된다.

본 발명의 다른 적절한 실시형태에 따르면, 한 쌍의 성형강판는 각각 하나의 강판을 롤 또는 프레스 성형하여 제작된다.

본 발명의 또 다른 적절한 실시형태에 따르면, 단부판은 마구리부의 양측단에서 직각으로 연장되며 지지판 측면에 결합되는 한 쌍의 측면고정부를 더 포함한다.

본 발명이 또 다른 적절한 실시형태에 따르면, 단부판은 마구리부의 상단에서 수직하게 연장된 덮개부를 더 포함한다.

본 발명의 또 다른 적절한 실시형태에 따르면, 단부판이 구비된 성형강판 조립보; 바닥판, 지지판 및 측면판으로 둘러싸인 공간 내에 충전된 콘크리트; 및 콘크리트 내부에 매입되고 단부판에 긴장·정착되어 긴장력을 도입하는 긴장재를 더 포함한다.

본 발명에 따르면 긴장력 도입용 정착구와 엔드 플레이트 접합을 동시에 고려한 단부판을 이용함으로써 현장에서의 작업이 간편하고 안전하다. 또한 강판성형 조립보 내부에 타설되는 콘크리트에 긴장력를 도입함으로써 합성보를 장스팬화할 수 있다.

본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 첨부한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명에 따른 단부판이 구비된 강판성형 조립보를 나타낸 분해사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 단부판의 다른 실시예를 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 단부판이 구비된 강판성형 조립보를 이용하여 긴장력이 도입된 장스팬용 강-콘크리트 합성보로 구현한 모습을 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 단부판이 구비된 강판성형 조립보와 H형강 보와의 접합부를 나타낸 분리사시도이다.

아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 제시된 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 예시적인 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 도면들 중, 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호를 표기하며, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명에 따른 단부판이 구비된 강판성형 조립보를 나타낸 분해사시도이다.

도 1을 참조하면, 강판성형 조립보(10)는, 바닥판(11), 바닥판의 일단에서 수직하게 위로 연장된 지지판(12), 지지판의 일단에서 수평으로 연장된 받침판(13), 바닥판의 타단에서 수직하게 위로 연장된 측면판(14), 측면판의 상단에서 수평으로 연장된 상부판(15)으로 구성된 한 쌍의 성형강판(10a,10a)을 측면판(14)을 서로 면접촉시켜 측면판을 기준으로 서로 대칭되게 접합한 것으로 양단부에는 단부판(16)이 결합된 것이다.

성형강판(10a)은 하나의 강판을 롤 또는 프레스 성형하여 바닥판(11), 지지판(12), 받침판(13), 측면판(14), 상부판(15)이 일체로 형성되도록 한다. 바닥판(11)의 폭은 상부판(15)의 폭과 같게 하여 조립보의 상부판(15), 측면판(14) 및 바닥판(11)이 이루는 단면이 H형강과 같은 단면을 이루도록 하거나 바닥판의 폭을 크게 하여 비대칭 H형강과 같은 단면으로 구성할 수 있다. 폭을 다르게 하여 비대칭 H형 단면으로 구성하는 것이 합성보로 적용시 보다 단면효율을 높일 수 있다. 측면판(14)의 높이는 지지판(12)의 높이보다 더 높게 구성되며, 지지판(12)의 높이는 받침판(13)에 거치될 슬래브 시스템에 따라 그 높이가 변화될 수 있다. 받침판(13)은 측면판(14)을 향하게 내측으로 또는 외측으로 향할 수 있다. 받침판(13)이 내측으로 향할 경우 구속효과를 높일 수 있으나 콘크리트를 밀실하게 타설하기는 곤란하다. 따라서 받침판(13)은 외측으로 향하도록 하는 것이 바람직하다.

단부판(16)은 마구리부(161)와 접합부(162)로 구성되며 한 쌍의 측면고정부(163,163)를 더 포함할 수 있다. 마구리부(161)는 한 쌍의 성형강판(10a)의 지지판(12) 사이의 거리와 동일한 폭을 갖고 지지판(12)의 높이와 동일한 높이를 가져 받침판(11), 지지판(12) 및 측면판(14)에 의해 구획되는 끝단의 개방부를 폐쇄하면서 긴장재를 정착시키는 정착구로서 기능한다. 마구리부(161)에는 긴장재가 관통할 수 있는 구멍(161a)이 천공된다. 접합부(162)는 마구리부(161)의 상면에서 동일 평면상으로 연장된다. 접합부(162)에는 H형강 보와의 엔드 플레이트 접합을 위한 복수의 볼트구멍(162a)이 천공된다. 접합부(162)의 폭은 마구리부(161)의 폭보다 작거나 같을 수 있다. 한 쌍의 측면고정부(163,163)는 마구리부(161)의 양측단에서 직각으로 연장된다. 즉, 마구리부와 측면고정부는 서로 수직하게 교차한다. 한 쌍의 측면고정부(163,163)는 성형강판(10a,10a)의 지지판(12) 측면에 결합된다. 단부판(16)은 하나의 강판을 절단하여 마구리부(161)에 비해 폭이 작거나 같은 접합부(162)가 형성되도록 가공하고 이를 성형하여 한 쌍의 측면고정부(163,163)가 일체로 형성되도록 구성한다.

이상과 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 강판성형 조립보는 하나의 강판을 롤 또는 프레스 성형하여 한 쌍의 성형강판(10a,10a)을 구성하고 이들을 서로 접합한 다음 양쪽 끝단에 단부판(16)을 결합한 것이다. 단부판(16)은 받침판(11), 지지판(12) 및 측면판(14)에 의해 구획되는 끝단의 개방부를 폐쇄하면서 긴장재 정착 및 접합을 위해 사용되며 스티프너의 역할을 겸용한다.

도 2는 본 발명에 따른 단부판의 다른 실시예를 나타낸 사시도이다.

도 1에서 단부판(16)은 접합부(162)가 마구리부(161)의 상면에서 급격하게 폭이 축소되면서 단차지게 연장된 형상인 반면에 도 2(a)에서와 같이 접합부(162)는 마구리부(161)의 상면에서 폭이 점진적으로 줄어들면서 연장될 수 있다. 이에 따라 접합부(162)와 마구리부(161) 사이의 급격한 단면 축소에 따른 응력집중을 방지할 수 있다. 한편, 도 2(b)에서와 같이 단부판(16)은 마구리부(161)의 상단에서 수평으로 연장된 덮개부(164)를 더 구비할 수 있다. 이에 따라 단부에서의 콘크리트 구속효과를 향상시킬 수 있다.

도 3은 본 발명에 따른 단부판이 구비된 강판성형 조립보를 이용하여 긴장력이 도입된 장스팬용 강-콘크리트 합성보로 구현한 모습을 나타낸 사시도이다.

도 3에서와 같이, 본 발명에 따른 성형강판 조립보를 장스팬에 적용할 수 있도록 성형강판 조립보 내부에 콘크리트를 타설하고 긴장력을 도입한다. 긴장력을 도입하는 방법은 긴장재(20)를 긴장하여 단부판(16)에 정착구(22)를 이용하여 정착하고 성형강판 조립보의 바닥판(11), 지지판(12) 및 측면판(14)으로 둘러싸인 공간 내에 콘크리트(21)를 타설 후 경화시키는 프리텐션닝 방식 또는 긴장재(20)를 배치한 후 성형강판 조립보의 바닥판(11), 지지판(12) 및 측면판(14)으로 둘러싸인 공간 내에 콘크리트(21)를 타설·경화시키고 긴장재(20)를 긴장하고 단부판(16)에 정착시키는 포스트텐션닝 방식이 선택적으로 적용될 수 있다. 프리텐션닝 방식의 경우 공장 제작에 적합하며, 포스트텐션닝 방식의 경우 현장 시공에 적합하다. 본 발명에서는 단부판(16)이 보 제작시 미리 설치되어 있어 긴장재(20)의 정착이 간편하게 이루어진다. 긴장재(20)는 조립보의 측면판(14)의 좌, 우측에 각각 같은 개수로 배치될 수 있다.

도 4는 본 발명에 따른 단부판이 구비된 강판성형 조립보와 H형강 보와의 접합부를 나타낸 분리사시도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, H형강 보(30)와의 접합을 위해 H형강 보(30)에 본 발명에 따른 성형강판(10a)에서 측면판(14)과 상부판(15)을 생략한 접합구(40)를 그 바닥판(43)이 H형강 보(30)의 웨브(31)에 면접촉되도록 접합하고 단부판(16)의 접합부(162)와 면접촉할 수 있도록 H형강 보(30)의 웨브(31)에 수직하게 접합판(47)을 접합한다. 접합판(47)과 단부판(16)의 접합부(162)를 면접촉시키고 볼트를 체결함으로써 강판성형 조립보와 H형강 보를 엔드 플레이트 접합 방식으로 서로 접합시킨다. 볼트 접합을 위해 접합판(47)에는 단부판(16)의 접합부(162)에 형성된 볼트구멍과 대응되는 위치에 볼트구멍(47a)이 형성된다. 이러한 접합부 상세는 기둥과의 접합에도 그대로 적용될 수 있다. 즉, H형 단면의 브라켓을 기둥의 측면에 접합시키고 이 H형 단면의 브라켓에 위에서 설명한 데로 접합구(40)와 접합판(47)을 결합시키면 강판성형 조립보와 기둥을 접합할 수 있다.

지금까지 본 발명을 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시 예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있다.

10a,10b: 성형강판
11: 바닥판
12: 지지판
13: 받침판
14: 측면판
15: 상부판
16: 단부판
161: 마구리부
162: 접합부
163a,163b: 측면고정부
164: 덮개부
20: 긴장재
21: 콘크리트

Claims (5)

1. 바닥판(11), 바닥판(11)의 일단에서 수직하게 위로 연장된 지지판(12), 지지판(12)의 일단에서 수평으로 연장된 받침판(13), 바닥판(11)의 타단에서 수직하게 위로 지지판(12)보다 더 높게 연장된 측면판(14), 측면판(14)의 상단에서 수평으로 연장된 상부판(15)으로 구성된 한 쌍의 성형강판(10a,10a)을 측면판(14)을 서로 면접촉시켜 측면판(14)을 기준으로 서로 대칭되게 접합하고 양단부에는 단부판(16)을 결합하며,
   단부판(16)은 바닥판(11), 지지판(12) 및 측면판(14)에 의해 구획된 양쪽 끝단의 개방부를 폐쇄하며 긴장재가 관통할 수 있는 구멍(161a)이 천공된 마구리부(161)와 마구리부(161)의 상면에서 동일 평면상으로 연장된 접합부(162)를 포함하는 것을 특징으로 하는 단부판이 구비된 성형강판 조립보.
2. 청구항 1에 있어서,
   한 쌍의 성형강판(10a,10b)는 각각 하나의 강판을 롤 또는 프레스 성형하여 제작되는 것을 특징으로 하는 단부판이 구비된 성형강판 조립보.
3. 청구항 1에 있어서,
   단부판(16)은 마구리부(161)의 양측단에서 직각으로 연장되며 지지판(12) 측면에 결합되는 한 쌍의 측면고정부(163,163)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 단부판이 구비된 성형강판 조립보.
4. 청구항 1에 있어서,
   단부판(16)은 마구리부(161)의 상단에서 수직하게 연장된 덮개부(164)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 단부판이 구비된 성형강판 조립보.
5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 기재된 단부판이 구비된 성형강판 조립보;
   성형강판 조립보의 바닥판(11), 지지판(12) 및 측면판(14)으로 둘러싸인 공간 내에 충전된 콘크리트(21); 및
   콘크리트 내부에 매입되고 단부판(16)에 긴장 정착되어 긴장력을 도입하는 긴장재(20)를 포함하는 것을 특징으로 하는 장스팬용 강-콘크리트 합성보.

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