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KR100718294B1 - Slim floor beam using cold-formed steel - Google Patents

Slim floor beam using cold-formed steel Download PDF

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KR100718294B1
KR100718294B1 KR1020060062381A KR20060062381A KR100718294B1 KR 100718294 B1 KR100718294 B1 KR 100718294B1 KR 1020060062381 A KR1020060062381 A KR 1020060062381A KR 20060062381 A KR20060062381 A KR 20060062381A KR 100718294 B1 KR100718294 B1 KR 100718294B1
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steel
horizontal portion
web
bent
reinforced concrete
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KR1020060062381A
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홍성걸
정종현
조봉호
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재단법인서울대학교산학협력재단
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Abstract

A steel reinforced concrete beam for a slim floor plate using cold-formed steel is provided to achieve composite action by occurring friction and bearing pressure between concrete and a steel reinforced concrete beam. The steel reinforced concrete beam(1) for a slim floor plate using cold-formed steel is formed by integrating a lower flange(10), a web(20) and a shear stud(30) using one steel plate. The lower flange is composed of a primary horizontal portion(11), vertical portions(12) bent vertically from two ends, a third horizontal portion(13) bent inward from the vertical portion and a third horizontal portion(14) bent downward from the secondary horizontal portion to overlap with the primary horizontal portion, the web is composed of vertical parts formed by being bent vertically from the third horizontal portions to face each other, and the shear stud is composed of upper horizontal portions(31) formed by being bent in the opposite directions on the top of the web and buried under concrete to transfer horizontal shear force between the concrete and the steel reinforced concrete beam by friction and bearing pressure, wherein a cutting portion(40) is formed by cutting the shear stud at regular intervals in the longitudinal direction of the steel reinforced concrete beam to make the concrete placed on two sides of a lower flange(10) of the steel reinforced concrete beam flow out across the web smoothly.

Description

냉간성형강을 이용한 슬림 바닥판용 철골 보{Slim Floor Beam Using Cold-Formed Steel}Steel floor beam using cold-formed steel {Slim Floor Beam Using Cold-Formed Steel}

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 철골 보의 개략적인 사시도이다. 1 is a schematic perspective view of a steel beam according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명에 따른 철골 보의 단면 형상을 보여주는 단면도로서, 도 1의 선 A-A에 따른 단면도이다. 2 is a cross-sectional view showing a cross-sectional shape of the steel beam according to the present invention, a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명> <Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

1 : 철골 보1: steel beam

10 : 하부 플랜지10: lower flange

20 : 웨브20: web

30 : 전단 스터드30: Shear Stud

40 : 절취부40: cutout

본 발명은 철골 보에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 하나의 강판을 절곡 성형하여 하부 플랜지와 웨브, 그리고 스터드 볼트 대용으로 사용될 수 있는 전단 스터드가 일체로 형성되는 철골 보에 관한 것이다.The present invention relates to a steel beam, and more particularly, to a steel beam is formed integrally a shear stud that can be used as a substitute for the lower flange and the web, and stud bolts by bending a single steel sheet.

기존의 슬림 바닥판(slim floor)용 철골 보는, 하부 플랜지에 데크플레이트나 PC 슬래브가 얹히기 때문에 상부 플랜지가 반드시 하부 플랜지보다 작아야 한다. 따라서 종래에는 일반적인 H-형강의 하부 플랜지 아래에 하부 플랜지보다 넓은 폭의 강판을 용접하거나, 또는 각형강관의 하부에 넓은 폭의 강판을 용접하거나, 또는 상부 플랜지가 하부의 플랜지보다 폭이 좁은 비대칭 H-형강 보 등의 형태로 슬림 바닥판용 철골 보를 제작하였다. Steel beams for conventional slim floors must have a smaller top flange than the bottom flange because deck plates or PC slabs are placed on the bottom flange. Thus, conventionally, a steel plate of wider width than the lower flange is welded under the lower flange of a conventional H-beam, or a wider steel plate is welded to the lower portion of the square steel pipe, or an asymmetric H of which the upper flange is narrower than the lower flange. -Steel beams for slim slab were manufactured in the form of beams.

그런데 이와 같은 종래의 슬림 바닥판용 철골 보를 제작하려면, 강판의 용접등의 부가적인 작업이 필요하므로 철골 보의 제작에 많은 시간이 소요되고 품질관리에도 어려움이 있어 제작상의 오류가 다수 발생하게 되는 것이 문제점으로 지적되고 있다. 이러한 문제는 공사지연의 주요 원인 중 하나가 되고 있다. 또한 종래의 슬림 바닥판용 철골 보에는 많은 수의 스터드 볼트를 용접하여야 하는데, 그로 인하여 철골 보의 제작 혹은 현장 작업에 많은 시간이 소요되는 단점이 있다. However, in order to manufacture such a steel slab for the conventional slim floor plate, additional work such as welding of steel sheet is required, so it takes a lot of time to produce the steel beam and difficulty in quality control, which causes a lot of manufacturing errors. It is pointed out. This problem is one of the main causes of construction delay. In addition, the conventional steel slab for slab has to be welded a large number of stud bolts, there is a disadvantage that takes a lot of time for the steel beam production or field work.

한편, 슬림 바닥판용 철골 보에 있어서는 바닥판 시공시 콘크리트가 원활하게 충진될 수 있도록 하고, 철골 보 양쪽의 슬래브를 일체화시킬 수 있도록 철골 보를 가로질러 철근을 간편하게 설치할 수 있도록 하는 것이 중요한데, 종래의 철골 보에서는 상부 플랜지가 없는 상태에서 웨브에 절취부를 형성하고 좁은 폭을 가지는 상부 플랜지를 용접하여 붙이는 구조로 슬림 바닥판용 철골 보를 제작하였다. On the other hand, in the steel beam for slim slab it is important to ensure that the concrete is smoothly filled during the construction of the floor plate, and to easily install the rebar across the steel beam to integrate the slab on both sides of the steel beam, the conventional steel frame In the beam, a slim bottom plate steel beam was fabricated by forming a cutout in the web without the upper flange and welding and attaching the upper flange having a narrow width.

그러나 위와 같은 경우, 절취부의 형성 및 상부 플랜지 용접 등의 추가 작업이 더 필요하게 되므로, 그에 따라 제작비용의 증가, 용접변형으로 인한 품질 저하 등의 문제점이 존재하였다. However, in the above case, since additional work such as the formation of the cutout and the welding of the upper flange is required more, there is a problem such as an increase in manufacturing cost and quality deterioration due to welding deformation.

본 발명은 위와 같은 종래의 슬립 바닥판용 철골 보가 가지는 한계를 극복하기 위하여 개발된 것으로서, 본 발명의 목적은 슬림 바닥판용 철골 보를 제작함에 있어서, 용접 등의 작업을 최소화하여 철골 보의 제작시간을 단축하고 제작상의 오류를 최소화할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다. The present invention was developed to overcome the limitations of the conventional steel slab for slip plate as described above, the object of the present invention in manufacturing a steel plate for slim slab, to minimize the work such as welding to reduce the production time of the steel frame beam The aim is to minimize manufacturing errors.

또한 종래의 철골 보에 구비되는 스터드 볼트를 대신할 수 있으며, 바닥판 시공시 콘크리트가 원활하게 충진될 수 있도록 하고, 철골 보 양쪽의 슬래브를 일체화시킬 수 있도록 철골 보를 가로질러 철근을 간편하게 설치할 수 있도록 하는 구조를 가지는 슬림 바닥판용 철골 보를 제공하는 것을 목적으로 한다. In addition, it is possible to replace the stud bolts provided in the conventional steel beams, so that the concrete can be smoothly filled during the construction of the floor plate, so that the rebar can be easily installed across the steel beams to integrate the slab on both sides of the steel beams An object of the present invention is to provide a steel beam for a slim bottom plate having a structure to.

위와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는, 하나의 강판에 의하여 제작되어 하부 플랜지와 웨브, 그리고 전단 스터드가 일체를 이루는 구조를 가지는 철골 보로서, 상기 하부 플랜지는 제1수평부와, 상기 제1수평부 양측 단부에서 각각 수직하게 절곡된 수직부와, 다시 상기 수직부에서 내부 방향으로 절곡된 제2수평부와, 상기 제2수평부에서 하향 절곡되어 상기 제1수평부와 포개지는 제3수평부 로 이루어지며; 상기 웨브는, 상기 제3수평부에서 다시 수직하게 절곡되어 서로 마주하게 되는 수직 부분으로 이루어지고; 상기 전단 스터드는, 상기 웨브의 상단부에서는 서로 반대방향으로 절곡되어 수평하게 배치되는 상부의 수평부로 이루어지며; 철골 보의 길이 방향으로는 상기 수평부와 웨브의 일부분이 절취되어 존재하지 않는 절취부가 상기 전단 스터드와 번갈아가며 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 철골 보가 제공된다. In order to achieve the above object, in the present invention, as a steel beam having a structure made of a single steel plate and the lower flange, the web, and the shear studs are integral, the lower flange is a first horizontal portion and the first A vertical portion bent vertically at both ends of the horizontal portion, a second horizontal portion bent inwardly from the vertical portion, and a third horizontal portion folded downward from the second horizontal portion to overlap the first horizontal portion; Consists of parts; The web comprises a vertical portion that is bent vertically again at the third horizontal portion to face each other; The shear stud comprises an upper horizontal portion bent in opposite directions and arranged horizontally at an upper end of the web; The steel beam is provided in the longitudinal direction of the steel beam, wherein the horizontal portion and the portion of the web are cut off so that a non-existent cutting portion is alternately formed with the shear stud.

아래에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 철골 보의 구성에 대하여 상세히 설명한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail with respect to the configuration of the steel beam according to a preferred embodiment of the present invention.

도 1에는 본 발명의 일실시예에 따른 철골 보(1)가 개략적인 사시도로 도시되어 있다. 도 2에는 상기 철골 보(1)의 단면 형상이 도시되어 있는데, 구체적으로 도 1의 선 A-A에 따른 단면도가 도시되어 있다.1 shows a steel beam 1 according to an embodiment of the present invention in a schematic perspective view. 2 shows a cross-sectional shape of the steel beam 1, specifically a cross-sectional view along the line A-A of FIG. 1.

본 발명의 철골 보(1)는 하나의 강판을 절단 가공 작업 및 롤링 기계가공을 통해서 하부 플랜지(10)와 웨브(20), 그리고 전단 스터드(30)가 일체를 이루는 구성을 가지게 된다. 도면에 도시된 것처럼, 철골 보(1)의 하부 플랜지(10)는 강판을 접듯이 구부려서 서로 포개지도록 함으로써 형성된다. 구체적으로 하부 플랜지(10)는 제1수평부(11)와, 상기 제1수평부(11) 양측 단부에서 각각 수직하게 절곡된 수직부(12)와, 다시 상기 수직부(12)에서 내부 방향으로 절곡된 제2수평부(13)와, 상기 제2수평부(13)에서 하향 절곡되어 상기 제1수평부(11)와 포개지는 제3수평부(14)로 이루어진다.The steel beam 1 of the present invention has a configuration in which the lower flange 10, the web 20, and the shear stud 30 are integrally formed by cutting a single steel plate and rolling a steel plate. As shown in the figure, the lower flange 10 of the steel beam 1 is formed by bending the steel sheet to be folded to overlap each other. In detail, the lower flange 10 includes a first horizontal portion 11, a vertical portion 12 bent vertically at both ends of the first horizontal portion 11, and an inner direction from the vertical portion 12. The second horizontal portion 13 is bent and the second horizontal portion 13 is bent downward from the first horizontal portion 11 and the third horizontal portion 14 is overlapped with each other.

상기 제3수평부(14)에서 다시 수직하게 절곡되어 서로 마주하게 되는 수직 부분(15)이 웨브(20)를 이루게 된다.The vertical portion 15 which is bent vertically again at the third horizontal portion 14 to face each other forms the web 20.

상기 웨브(20)의 상단부에서는 서로 반대방향으로 절곡되어 상부의 수평부(31)를 이루게 되는데, 상기 상부의 수평부(31)가 바로 전단 스터드(30)에 해당한다. 본 발명에 있어서, 상기 전단 스터드(30)는 콘크리트에 매립됨으로써 콘크리트와 철골 보(1)간에 수평방향의 전단력이 마찰과 지압작용에 의하여 전달되어 합성작용이 이루어지도록 하는 기능을 한다. The upper end of the web 20 is bent in opposite directions to form a horizontal portion 31 of the upper portion, the horizontal portion 31 of the upper portion corresponds to the shear stud 30 immediately. In the present invention, the shear stud 30 is embedded in the concrete so that the shear force in the horizontal direction between the concrete and the steel beam (1) is transmitted by the friction and acupressure action to make a synthetic action.

본 발명에 있어서, 철골 보(1)의 길이 방향으로 소정 간격으로 전단 스터드(30)가 절취되어 제거됨으로써 절취부(40)가 형성된다. 즉, 상기 상부의 수평부(31)가 존재하는 부분과, 상기 수평부(31)가 없으며 웨브(20)의 일부분까지 절취된 절취부(40)가 번갈아가며 철골 보(1)의 길이 방향으로 형성되어 있는 것이다.In the present invention, the cutout portion 40 is formed by cutting and removing the shear studs 30 at predetermined intervals in the longitudinal direction of the steel beam 1. That is, the portion in which the upper horizontal portion 31 is present, and the horizontal portion 31 is absent and the cutout portion 40 cut to the portion of the web 20 alternately in the longitudinal direction of the steel beam 1 It is formed.

상기 절취부(40)는 일차적으로는 상기한 전단 스터드(30)를 형성하기 위한 것인데, 위와 같은 전단 스터드(30) 형성 기능 이외에도 철골 보(1)의 하부 플랜지(10) 양쪽에 타설되는 콘크리트가 웨브(20)를 가로 질러 소통되도록 함으로서 충진이 잘 이루어지도록 하는 기능도 발휘한다. 특히, 하부 플랜지(10) 양쪽의 콘크리트를 구조적으로 일체화시키기 위한 철근이 배치되는데, 본 발명에서는 상기 철골 보(1)의 절취부(40)에 상기 철근이 놓여 철골 보(1)를 관통한 상태로 배치될 수 있게 된다. 이와 같이 철근이 철골 보(1)를 관통하여 배치되는 구성은 특히 철골 보(1)의 양쪽에 PC 슬래브를 사용하는 경우에 매우 유용하다.The cutout portion 40 is primarily for forming the shear stud 30 described above. In addition to the shear stud 30 forming function as described above, concrete that is poured on both sides of the lower flange 10 of the steel beam 1 is It also serves to ensure good filling by allowing communication across the web 20. In particular, the reinforcing bar is arranged to structurally integrate the concrete on both sides of the lower flange 10, in the present invention, the reinforcing bar is placed in the cutout portion 40 of the steel beam (1) and the state penetrated the steel beam (1) Can be arranged. Such a configuration in which the rebar is disposed through the steel beams 1 is particularly useful when using PC slabs on both sides of the steel beams 1.

종래의 슬림 바닥판용으로 사용되는 철골 보는 상부 플랜지가 존재하는데, 실제로 이러한 상부 플랜지는 철골 보와 철근 콘크리트 간의 수평력을 전달하는 합성작용을 위한 스터드 볼트를 일정한 간격으로 용접하기 위한 용도로 사용된다. 그러나 상부 플랜지는 콘크리트의 원활한 충진을 방해하는 불리한 영향을 주게 된다. There is an upper flange of a steel beam used for a conventional slim bottom plate. In fact, the upper flange is used for welding the stud bolts at regular intervals for synthesizing to transfer the horizontal force between the steel beam and the reinforced concrete. However, the upper flange has an adverse effect that prevents the smooth filling of the concrete.

위와 같은 종래의 철골 보와는 달리, 본 발명에서는 별도의 상부 플랜지를 두지 않고, 웨브(20)의 상단부를 양쪽으로 절곡하여 수평부(31)를 만들고 절취부(40)를 일정한 간격으로 두어, 상기 수평부(31)로 하여금 전단 스터드(30)를 형성하도록 한다. 상기 전단 스터드(30)는 철골 보(1)와 콘크리트간에 합성작용이 이루어지게 하는 스터드 볼트의 기능을 하게 된다. 그 뿐만 아니라 본 발명에서는 절취부(40)를 일정한 간격으로 형성함으로써 수평부(31)와 콘크리트 사이에 지압이 추가로 발생하고 이 지압이 마찰력과 함께 완전한 합성작용이 이루어지게 되는 효과가 발휘된다. Unlike the conventional steel beams as described above, in the present invention, without placing a separate upper flange, by bending the upper end of the web 20 to both sides to make the horizontal portion 31 and to place the cut portion 40 at regular intervals, Allow the horizontal portion 31 to form the shear stud 30. The shear stud 30 is to function as a stud bolt to make a synthetic action between the steel beam (1) and concrete. In addition, in the present invention, by forming the cutout portions 40 at regular intervals, acupressure is additionally generated between the horizontal portion 31 and the concrete, and the acupressure is achieved with the frictional force and a complete synthetic effect is achieved.

특히, 본 발명에서는 상기 절취부(40)를 형성하여, 웨브(20) 양쪽으로 타설되는 콘크리트가 잘 흘러가도록 함으로써 콘크리트의 원활한 충진이 가능하게 되는 효과를 발휘한다. 또한 상기 절취부(40)는 하부 플랜지(10) 양쪽의 콘크리트를 구조적으로 일체화시키기 위한 철근이 철골 보(1)와 직각방향으로 일정한 간격마다 관통할 수 있는 공간을 제공하게 되어, 철골 보(1)의 양쪽에 PC 슬래브를 사용하고 그 상부에 콘크리트를 타설하는 경우에 철근을 매우 쉽게 배치할 수 있게 되는 장 점이 있다. In particular, in the present invention by forming the cut portion 40, the concrete to be poured to both sides of the web 20 flows to have an effect that enables the smooth filling of the concrete. In addition, the cutout 40 is to provide a space through which the reinforcing bars for structurally integrating the concrete on both sides of the lower flange 10 can penetrate at regular intervals in a direction perpendicular to the steel beams 1, steel frame beams (1) The advantage of reinforcing bars is very easy when using PC slabs on both sides and placing concrete on top of them.

또한 본 발명에서는 철골 보(1)를 구성하는 하부 플랜지(10), 웨브(20), 그 상부의 전단 스터드(30)를 절단 가공 작업 및 롤링 기계가공을 통하여 하나의 강판으로 제작하게 된다. 따라서 용접이나 볼트 체결 작업이 필요 없게 되고, 그에 따라 철골 보의 제작시간을 상당히 감소시킬 수 있으며, 체계적인 품질관리로 제작상의 오류를 최소화할 수 있다는 장점이 발휘된다. In addition, in the present invention, the lower flange 10, the web 20, and the shear studs 30 on the upper portion of the steel beam 1 are manufactured by a single steel sheet through a cutting operation and a rolling machining. Therefore, there is no need for welding or bolting, thereby significantly reducing the production time of steel beams, and exhibiting the advantage of minimizing manufacturing errors through systematic quality control.

Claims (1)

하나의 강판에 의하여 제작되어 하부 플랜지(10)와 웨브(20), 그리고 전단 스터드(30)가 일체를 이루는 구조를 가지는 철골 보(1)로서, As a steel beam (1) having a structure that is made of a single steel plate and the lower flange 10, the web 20, and the shear stud 30 is integrally formed, 상기 하부 플랜지(10)는 제1수평부(11)와, 상기 제1수평부(11) 양측 단부에서 각각 수직하게 절곡된 수직부(12)와, 다시 상기 수직부(12)에서 내부 방향으로 절곡된 제2수평부(13)와, 상기 제2수평부(13)에서 하향 절곡되어 상기 제1수평부(11)와 포개지는 제3수평부(14)로 이루어지며; The lower flange 10 has a first horizontal portion 11, a vertical portion bent vertically at both ends of the first horizontal portion 11, and in the inner direction from the vertical portion 12 again. A second horizontal portion (13) bent and a third horizontal portion (14) folded downward from the second horizontal portion (13) and overlapping with the first horizontal portion (11); 상기 웨브(20)는, 상기 제3수평부(14)에서 다시 수직하게 절곡되어 서로 마주하게 되는 수직 부분으로 이루어지고; The web (20) comprises a vertical portion that is bent vertically again at the third horizontal portion (14) to face each other; 상기 전단 스터드(30)는, 상기 웨브(20)의 상단부에서는 서로 반대방향으로 절곡되어 수평하게 배치되는 상부의 수평부(31)로 이루어지며; The shear stud (30) is composed of an upper horizontal portion (31) bent horizontally and bent in opposite directions at the upper end of the web (20); 철골 보(1)의 길이 방향으로는 상기 수평부(31)와 웨브(20)의 일부분이 절취되어 존재하지 않는 절취부(40)가 상기 전단 스터드(30)와 번갈아가며 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 철골 보. In the longitudinal direction of the steel beam (1) is characterized in that the horizontal portion 31 and the portion of the web 20 is cut off and the cutout portion 40 which is not present is alternately formed with the shear stud 30. Steel beams.
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