KR101798039B1 - Fire Resistant Slab for Wind Path, and Manufacturing Method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 본 발명은 터널의 천정부에 시공되는 풍도(風道) 슬래브(slab)와, 이러한 풍도 슬래브를 제작하는 방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 강판(鋼板)과 콘크리트 판을 일체로 합성하여 풍도 슬래브를 구성하되, 터널 공간에 노출되는 강판의 하면을 내화(耐火)처리함으로써, 터널 화재 발생시 내화 풍도 슬래브의 붕괴 등에 대한 우려를 불식시킬 수 있으며, 더 나아가 풍도 슬래브에 발생하는 종방향으로의 휨응력분포에 최적화된 단면 강성을 가짐으로써 구조적인 성능을 향상시킬 수 있도록 구성된 "내화강판과 콘크리트 판의 합성구조를 가지는 내화 풍도 슬래브 및 그 제작방법"에 관한 것이다. The present invention relates to an airway slab to be installed in a ceiling portion of a tunnel and a method of manufacturing such an airway slab. More particularly, the present invention relates to a method of manufacturing a wind direction slab by combining a steel plate and a concrete plate integrally, By forming the slab, the lower surface of the steel sheet exposed in the tunnel space is refractory, so that it is possible to eliminate the fear of the collapse of the slab and the refractory wind when the tunnel fire occurs. Further, the longitudinal bending stress The present invention relates to a fire-resistant slab having a composite structure of a refractory steel plate and a concrete plate and a method of manufacturing the same, which is structured to improve structural performance by having a sectional rigidity optimized for distribution.
Description
본 발명은 터널의 천정부에 시공되는 풍도(風道) 슬래브(slab)와, 이러한 풍도 슬래브를 제작하는 방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 강판(鋼板)과 콘크리트 판을 일체로 합성하여 풍도 슬래브를 구성하되, 터널 공간에 노출되는 강판의 하면을 내화(耐火)처리함으로써, 터널 화재 발생시 내화 풍도 슬래브의 붕괴 등에 대한 우려를 불식시킬 수 있으며, 더 나아가 풍도 슬래브에 발생하는 응력분포에 최적화된 단면 강성을 가짐으로써 구조적인 성능을 향상시킬 수 있도록 구성된 "내화강판과 콘크리트 판의 합성구조를 가지는 내화 풍도 슬래브 및 그 제작방법"에 관한 것이다. More particularly, the present invention relates to a wind slab and a method of manufacturing such a wind slab, in which a steel plate and a concrete plate are integrally combined to form a wind slab However, by refracting the lower surface of the steel plate exposed in the tunnel space, it is possible to eliminate the fear of collapse of the slab by the fire resistance when the tunnel fire occurs, and furthermore, the sectional rigidity optimized for the stress distribution generated in the air- The present invention relates to a fire-resistant slab having a composite structure of a refractory steel plate and a concrete plate and a manufacturing method thereof.
터널 내부의 환기를 위하여 터널 천정부에는 풍도 슬래브가 설치되는데, 터널 내에 화재가 발생할 경우, 풍도 슬래브에 열이 가해져서 손상이 발생할 수 있으며, 이 경우 풍도 슬래브가 붕괴되어 큰 사고가 발생할 우려가 있다. 따라서 터널 내의 화재에 대비하여 풍도 슬래브는 일정 시간동안 버틸 수 있는 내화성능이 요구되고 있다. For the ventilation inside the tunnel, a wind slab is installed in the tunnel ceiling. When a fire occurs in the tunnel, the wind slab may be damaged due to heat applied thereto. In this case, the wind slab may collapse and serious accidents may occur. Therefore, in order to prevent fire in the tunnel, it is required to have a fire resistance capable of holding the wind slab for a certain period of time.
풍도 슬래브의 내화성능 향상을 위하여, 대한민국 등록특허 제10-0942267호에서는 콘크리트 슬래브의 하면에 내화패널(耐火panel)을 부착하는 방식을 제안하고 있다. 그러나 내화패널 자체는 매우 고가이며, 이미 설치된 풍도 슬래브에 내화패널을 부착하는 경우에는 위험성이 높은 고소(高所)에서 장시간의 작업이 수행되어야 하므로, 내화패널을 이용할 경우 풍도 슬래브의 시공비용이 크게 올라가고 공기(工期) 또한 증가되는 단점이 있다. 특히, 내화패널은 하중지지(荷重支持)라는 구조적인 성능을 전혀 발휘하지 못한 채, 오히려 풍도 슬래브를 자중을 더 증가시키게 되어 풍도 슬래브에 대해 추가적인 "하중"만을 더 하게 되므로, 내화패널을 부착하는 것은 풍도 슬래브를 형성하는 콘크리트 판의 연직두께를 더 증가시키는 부정적인 결과를 초래할 뿐만 아니라, 풍도 슬래브 아래쪽 공간을 더 잠식하게 되는 문제점을 야기한다. In order to improve the fire resistance of wind-resistant slabs, Korean Patent No. 10-0942267 proposes a method of attaching a fire-resistant panel to the lower surface of a concrete slab. However, the refractory panel itself is very expensive, and when the refractory panel is attached to the already installed air layer slab, it is necessary to perform a long time operation at a high risk place. Therefore, when the refractory panel is used, And the air (construction period) is also increased. Particularly, since the refractory panel does not exhibit any structural performance of supporting load (load support), it only increases the weight of the air-conditioned slab and adds an additional "load" to the air-conditioned slab, This not only results in a negative effect of further increasing the vertical thickness of the concrete plate forming the wind direction slab but also causes a problem of further eroding the space below the wind direction slab.
본 발명은 위와 같은 종래 기술의 한계를 극복하기 위하여 개발된 것으로서 우수한 내화성능을 발휘하면서도 적은 비용이 소요되도록 "내화 풍도 슬래브"를 시공할 수 있는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention has been developed in order to overcome the limitations of the prior art as described above, and it is an object of the present invention to provide a technique capable of constructing a "refractory-quality slab"
위와 같은 과제를 달성하기 위하여 본 발명에서는, 터널 단면을 가로질러 터널 천정부에 설치되는 내화 풍도 슬래브로서, 내화 풍도 슬래브는, 그 하면을 형성하는 내화강판과, 상기 내화강판의 상면에 일체로 형성되는 콘크리트 판이 일체로 합성되어 있는 구성을 가지며; 내화강판은, 내화도료의 도포 또는 뿜칠에 의한 내화도료층이 하면에 형성됨으로써 내화처리되어 있으며; 내화강판의 상면에는, 내화 풍도 슬래브가 연장되는 종방향으로 길게 연장되며 연직하게 세워진 연직판으로 이루어진 매립보강 리브가 일체 구비되어 콘크리트 판에 매립되어 있으며; 매립보강 리브는, 내화 풍도 슬래브에 발생하는 종방향으로의 휨응력분포에 대응하여 강성이 변화되는 구성을 가지는 것을 특징으로 하는 내화 풍도 슬래브가 제공된다. In order to achieve the above object, according to the present invention, there is provided a fire-resistant slab provided on a tunnel ceiling section across a cross section of a tunnel, wherein the fire-resistant slab includes a refractory steel plate forming a bottom surface thereof, The concrete plate is integrally formed as a composite; The refractory steel plate is refractory by forming a refractory coating layer on the lower surface by applying or spraying a refractory coating; On the upper surface of the refractory steel plate, a buried reinforcing rib consisting of a continuous plate which is elongated in the longitudinal direction in which the slab of the refractory wind is extended and which is vertically extended is integrally formed and embedded in the concrete plate; The buried reinforcing rib has a structure in which the rigidity is changed corresponding to the distribution of bending stress in the longitudinal direction generated in the refractory-strength slab.
또한 본 발명에서는 상기한 목적을 달성하기 위하여, 위와 같은 내화 풍도 슬래브를 제작하는 방법으로서, 내화 풍도 슬래브의 하면을 형성하게 되는 내화강판의 상면에, 콘크리트를 타설함으로써, 상기 내화강판의 상면과 일체를 이루어서 콘크리트 판을 형성하되; 내화강판은, 내화도료의 도포 또는 뿜칠에 의한 내화도료층을 하면에 형성함으로써 내화처리하며; 콘크리트 판을 위한 콘크리트를 타설하기에 앞서, 내화강판의 상면에는, 종방향으로 길게 연장되며 연직하게 세워진 연직판으로 이루어진 매립보강 리브를 미리 일체로 구비함으로써, 매립보강 리브가 콘크리트 판에 매립되도록 하며; 매립보강 리브를 내화강판의 상면에 설치할 때에는, 내화 풍도 슬래브에 발생하는 종방향으로의 휨응력분포에 대응하여 강성이 변화되는 구성의 매립보강 리브를 설치하는 것을 특징으로 하는 내화 풍도 슬래브의 제작방법이 제공된다. In order to achieve the above-described object, the present invention provides a method of manufacturing a refractory steel slab as described above, wherein concrete is placed on the upper surface of the refractory steel plate on which the lower surface of the refractory- To form a concrete plate; The refractory steel sheet is subjected to refractory treatment by forming a refractory paint layer on the lower surface by applying or spraying the refractory paint; Before embedding the concrete for the concrete plate, the embedment reinforcing ribs are embedded in the concrete plate in advance by integrally providing, on the upper surface of the refractory steel plate, the embedment reinforcing ribs integrally formed of vertically extended straight vertical plates. Wherein the embedding reinforcing rib is provided on the upper surface of the refractory steel plate so that the stiffness is changed in accordance with the bending stress distribution in the longitudinal direction generated in the refractory steel slab. / RTI >
위와 같은 본 발명에 따른 내화 풍도 슬래브 및 그 제작방법에 있어서, 매립보강 리브의 연직판은, 연직높이가 내화강판의 종방향 양단에서 가장 낮으며 내화강판의 중앙에서 가장 높게 되도록, 그 상단 가장자리의 형상이 내화강판에 발생하는 휨모멘트의 형태와 대응되는 볼록한 포물선으로 이루어질 수 있다. In the refractory-clad slab and the method of manufacturing the same according to the present invention, the continuous plate of the buried reinforcing rib is formed such that its vertical height is the lowest at both longitudinal ends of the refractory steel plate and highest at the center of the refractory steel plate, The shape can be formed of a convex parabola corresponding to the shape of the bending moment generated in the refractory steel plate.
이와 달리, 본 발명에 따른 내화 풍도 슬래브 및 그 제작방법에 있어서, 종방향으로 길게 연장되어 있는 판부재로 이루어진 상부플랜지가 수평하게 배치되어, 연직판 상단에 일체로 구비되어 매립보강 리브를 이루는데; 상부플랜지는, 내화강판의 중앙에서 가장 큰 횡방향 폭을 가지며 내화강판의 종방향 양단에서는 가장 작은 횡방향 폭을 가지도록, 상부플랜지의 횡방향 양측 가장자리는 각각 횡방향으로 볼록한 포물선으로 이루어질 수 있다. Alternatively, in the refractory-closure slab and the method of manufacturing the same, an upper flange formed of a plate member elongated in the longitudinal direction is disposed horizontally and integrally provided at the upper end of the slab plate to form a buried reinforcing rib ; The upper flange may have a transverse width that is the largest at the center of the refractory steel plate and has the smallest transverse width at both longitudinal ends of the refractory steel plate. .
본 발명의 또다른 변형 실시예로서, 매립보강 리브의 연직판은, 내화강판의 중앙에서 그 두께가 가장 두꺼우며 내화강판의 종방향 양단에서 그 두께가 가장 얇은 구성을 가짐으로써, 내화 풍도 슬래브에 발생하는 종방향으로의 휨응력분포에 대응하여 연직판의 두께가 변화되는 구성을 가질 수도 있다. As another modified embodiment of the present invention, the continuous plate of the embedment reinforcing rib has the largest thickness at the center of the refractory steel plate and the thinnest thickness at both longitudinal ends of the refractory steel plate, The thickness of the softened plate may be changed corresponding to the bending stress distribution in the longitudinal direction in which the generated bending stress is generated.
더 나아가, 위와 같은 본 발명에서, 매립보강 리브의 상단에서부터 연직하게 절취된 연직절취부와, 상기 연직절취부의 하단에서 종방향으로 연장되는 수평절취부로 이루어져서, 콘크리트 판의 보강을 위하여 횡방향으로 연장되는 보강철근이 수평절취부에 위치하여 매립보강 리브를 관통하여 설치되도록 하는 철근배치구멍이 매립보강 리브에 관통 형성되어 존재할 수도 있다. Further, according to the present invention as described above, it is preferable that the upper end of the embedding reinforcing rib is vertically cut out and the horizontal cut-out portion extending in the longitudinal direction at the lower end of the vertically cut out portion, A reinforcing bar arrangement hole may be formed through the embedding reinforcing rib so that the reinforcing bar located in the horizontally cut-out portion is installed through the embedding reinforcing rib.
본 발명에 의한 내화 풍도 슬래브는, 하면이 내화처리된 내화강판과 콘크리트 판의 합성으로 이루어지되, 내화강판의 하면에 대한 내화처리는 내화도료의 도포 또는 뿜칠에 의해 이루어지므로, 저렴한 비용으로 풍도 슬래브에 대해 만족스러운 내화 성능을 부여할 수 있게 되며, 내화처리로 인한 풍도 슬래브의 자중 증가도 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 풍도 슬래브 아래쪽 공간의 잠식문제도 발생하지 않게 되는 장점이 있다. 또한 본 발명에서는 내화 강판 자체가 강성을 가지고 있으므로, 풍도 슬래브의 연직 높이를 종래 기술보다 줄일 수 있다는 장점이 있다. The refractory slab according to the present invention is formed by the combination of a refractory steel plate and a concrete plate whose lower surface is subjected to refractory treatment and the refractory treatment of the lower surface of the refractory steel plate is performed by applying or spraying a refractory paint, It is possible not only to prevent the increase in the weight of the wind-induced slab due to the refractory treatment, but also to prevent the problem of encroachment in the space below the wind-induced slab. Further, in the present invention, since the refractory steel plate itself has rigidity, there is an advantage that the vertical height of the air-conditioned slab can be reduced compared with the prior art.
더 나아가, 본 발명에서는 내화 풍도 슬래브에 발생하는 종방향으로의 휨응력분포에 대응하여 강성이 변화되는 구성의 매립보강 리브가 일체로 구비된 내화강판을 이용하여 내화 풍도 슬래브를 시공하게 되므로, 최적 두께의 내화 풍도 슬래브를 구축할 수 있게 되는 장점이 있다. Further, according to the present invention, since the refractory steel slab is constructed by using the refractory steel plate integrally provided with the buried reinforcing ribs having the stiffness varying in accordance with the distribution of the bending stress in the longitudinal direction generated in the refractory- It is possible to construct a fire-resistant slab.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 내화 풍도 슬래브에 대한 개략적인 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 내화 풍도 슬래브를 구성하는 내화강판의 상면이 보이도록 도시한 개략적인 사시도이다.
도 3은 철근고정구멍이 형성된 매립보강 리브를 가지는 본 발명의 제2실시예에 따른 내화강판의 상면이 보이도록 도시한 개략적인 사시도이다.
도 4는 도 3의 원 A부분에 대한 개략적인 확대도이다.
도 5는 도 3에서 철근고정구멍을 이용하여 보강철근이 설치되는 것을 보여주는 개략적인 사시도이다.
도 6은 도 5의 원 B부분에 대한 개략적인 확대도이다.
도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 매립보강 리브를 구비한 내화강판의 상면을 보여주는 개략적인 사시도이다.
도 8은 도 7에 도시된 매립보강 리브를 이용하여 제작된 내화 풍도 슬래브의 개략적인 투시 사시도이다.
도 9는 본 발명의 제4실시예에 따른 매립보강 리브를 구비한 내화강판의 상면을 보여주는 개략적인 사시도이다.
도 10은 도 9에 도시된 매립보강 리브를 이용하여 제작된 내화 풍도 슬래브의 개략적인 투시 사시도이다. 1 is a schematic perspective view of a fire-resistant slab according to a first embodiment of the present invention.
2 is a schematic perspective view showing the upper surface of the refractory steel sheet constituting the refractory-strength slab shown in Fig. 1 to be seen.
3 is a schematic perspective view showing a top view of a refractory steel plate according to a second embodiment of the present invention having buried reinforcing ribs formed with reinforcing steel fixing holes.
Figure 4 is a schematic enlarged view of the circle A portion of Figure 3;
FIG. 5 is a schematic perspective view showing that a rebar is installed using the reinforcing bars in FIG. 3. FIG.
Figure 6 is a schematic enlarged view of the circle B portion of Figure 5;
7 is a schematic perspective view showing a top surface of a refractory steel plate having a buried reinforcing rib according to a third embodiment of the present invention.
8 is a schematic perspective view of a refractory-like slab made using the embedding reinforcing rib shown in Fig.
9 is a schematic perspective view showing a top surface of a refractory steel plate having a buried reinforcing rib according to a fourth embodiment of the present invention.
10 is a schematic perspective view of a fire-resistant slab fabricated using the embedding reinforcing rib shown in FIG.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지 않는다. 참고로 본 발명에 따른 내화 풍도 슬래브는 터널의 천정부에서 터널을 가로질러서 설치되는데, 터널을 가로지르도록 내화 풍도 슬래브가 길게 연장되는 방향을 본 명세서에서는 "종방향"이라고 기재하고, 이에 직교하는 방향 즉, 내화 풍도 슬래브의 폭 방향을 "횡방향"이라고 기재한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, it is to be understood that the technical idea of the present invention and its essential structure and operation are not limited thereby. The refractory-like slab according to the present invention is installed across the tunnel at the ceiling of the tunnel. The direction in which the refractory-airtight slab extends so as to cross the tunnel is referred to as "longitudinal direction" That is, the width direction of the refractory slab is referred to as "lateral direction ".
도 1의 (a) 및 (b)는 각각 본 발명의 제1실시예에 따른 내화 풍도 슬래브(100)를 바라보는 방향을 달리하여 보여주는 개략적인 사시도이며, 도 2는 도 1에 도시된 내화 풍도 슬래브(100)를 구성하는 내화강판(1)의 상면이 보이도록 도시한 개략적인 사시도이다. 1 (a) and 1 (b) are schematic perspective views showing different directions of a fire-
도면에 도시된 것처럼, 본 발명에 따른 내화 풍도 슬래브(100)는, 하면을 형성하는 내화강판(1)과, 상기 내화강판(1)의 상면에 일체로 형성되는 콘크리트 판(2)으로 구성된다. 즉, 내화강판(1)의 상면에 콘크리트가 타설되어 소정 두께의 콘크리트 판(2)이 내화강판(1)과 일체를 이루는 강합성 구조를 가지도록 내화 풍도 슬래브(100)가 사전 제작되는 것이다. 이렇게 사전 제작된 본 발명에 따른 내화 풍도 슬래브(100)는 터널 내부로 이송되어 내화강판(1)의 하면이 아래쪽을 향하도록 터널 단면을 가로질러서 설치된다. 이 때, 내화 풍도 슬래브(100)는 횡방향으로 소정 폭을 가지도록 제작되므로, 터널의 전체 길이에 걸쳐서는 복수개의 내화 풍도 슬래브(100)를 순차적으로 연속배열하게 된다. As shown in the figure, the refractory-air-
본 발명에서 내화강판(1)은 그 하면이 "내화처리"됨으로써 내화성능을 발휘하는 강판으로 이루어진다. 구체적으로 공지(公知)의 내화도료를 내화강판(1)의 하면에 도포하거나 또는 뿜칠하여 내화강판(1)의 하면에 소정 두께의 내화도료층을 형성함으로써, 내화강판(1)의 하면에 대한 "내화처리"를 수행할 수 있다. 이러한 내화처리를 통해서 내화강판(1)에 대한 충분한 내화성능을 확보할 수 있게 된다. In the present invention, the
종래 기술과 관련하여 앞서 살펴본 것처럼, 풍도 슬래브에 대한 내화성능 부여를 위하여 내화패널을 이용할 경우, 고가의 내화패널로 인하여 비용이 많이 소요될 뿐만 아니라, 풍도 슬래브의 자중 증가를 피할 수 없고, 더 나아가 풍도 슬래브 아래쪽 공간 잠식의 문제가 발생하지만, 내화강판(1)의 내화처리를 위한 내화도료는 내화패널에 비하여 저렴하며, 자중의 증가도 미미하다. 따라서 본 발명에 의하면, 위와 같은 종래 기술의 문제점이 해결된다. 즉, 본 발명에 의하면 저렴한 비용으로 우수한 내화성능을 발휘할 수 있는 내화 풍도 슬래브를 구축할 수 있게 되는 것이다. 특히, 본 발명에 의하면, 종래 기술과 달리, 풍도 슬래브 아래쪽 공간의 잠식문제도 발생하지 않게 되며, 더 나아가, 내화 강판(1)의 하면에 도포되는 내화도료의 두께 즉, 내화도료층의 두께는 필요에 맞추어서 조절하는 것이 매우 용이한 바, 본 발명에서는 내화강판(1)의 내화 성능을 설계에 맞추어 최적의 정도로 맞추는 것이 매우 수월하다는 장점이 있다. As described above in connection with the prior art, when a fireproof panel is used to provide a fireproof performance against wind-induced slabs, it is not only costly due to expensive refractory panels, but also can not avoid an increase in self- weight of the wind slab, However, the refractory coating for the refractory treatment of the
이러한 내화처리 즉, 내화강판(1)의 하면에 내화도료층을 형성하는 것은, 내화 풍도 슬래브(100)를 사전에 제작할 때에 수행할 수도 있지만, 필요에 따라서는 내화강판(1)과 콘크리트 판(2)이 합성되도록 내화 풍도 슬래브(100)를 제작하여 터널 내부에 거치한 후에 수행할 수도 있다. 이와 같이 내화 풍도 슬래브(100)를 설치한 후에 내화도료층을 형성할 경우에도, 내화도료층을 형성하는 작업 즉, 내화도료를 도포하는 작업은, 종래 기술의 내화패널을 설치하는 작업에 비하여 신속하고 간편하게 수행할 수 있으므로, 고소(高所)에서의 작업 시간과 작업량을 감소시킬 수 있게 되어 시공 효율성을 향상시킬 수 있게 된다. 또한 내화 풍도 슬래브(100)의 제작 및 설치가 이루어진 후에도 내화도료층의 형성이 가능하므로, 내화 풍도 슬래브(100)의 내화 성능을 필요에 맞추어서 변경할 수 있다는 추가적인 장점도 가진다. This refractory treatment, that is, the formation of the refractory coating layer on the lower surface of the
본 발명에서 내화강판(1)의 상면에는 콘크리트가 타설되어 콘크리트 판(2)이 일체로 형성되는데, 콘크리트 판(2)과 내화강판(1)의 견고한 일체화를 이룰 수 있도록 함과 동시에, 강합성 구조의 내화 풍도 슬래브(100)의 단면 강성을 더욱 향상시킬 수 있도록, 내화강판(1)의 상면에는, 내화 풍도 슬래브(100)에 발생하는 종방향으로의 휨응력분포에 대응하여 강성이 변화되는 구조의 "강성변화 매립보강 리브"가 일체로 구비된다. 편의상 위 "강성변화 매립보강 리브"는 "매립보강 리브(3)"라고 약칭한다. In the present invention, the concrete is installed on the upper surface of the
도 2에 도시된 것처럼, 내화강판(1)의 상면에는 종방향으로 길게 연장된 매립보강 리브(3)가 연직하게 세워진 형태로 일체로 구비되어 있으며, 이러한 매립보강 리브(3)는 횡방향으로 간격을 두고 복수개가 나란하게 배치되어 있다. 특히, 도 2에 도시된 본 발명의 제1실시예에서, 매립보강 리브(3)는 연직판으로 이루어져 있는데, 상기 연직판은, 내화강판(1)의 상면으로부터 연직하게 세워진 높이(연직높이)가 내화강판(1)의 종방향 양단에서 가장 낮으며 내화강판의 중앙에서 가장 높게 되도록 그 상단이 완만하게 볼록한 포물선을 이루고 있는 형상을 가지고 있다. 내화강판(1)의 종방향 길이 즉, 종방향 경간에 있어서 내화강판(1)에 발생하는 휨모멘트의 크기를 선으로 이으면 포물선의 형상을 가진다. 내화강판(1)의 종방향 경간을 가로축으로 하고, 하중에 의해 내화강판(1)에 발생하는 휨모멘트를 세로축으로 하여 휨모멘트를 작성하게 되면, 휨모멘트는 가로축의 중심에서 가장 큰 값을 가지고, 가로축의 양단에서 가장 작은 값을 가지는 완만한 포물선을 이루게 되는 것이다. As shown in FIG. 2, buried reinforcing
본 발명에서 매립보강 리브(3)를 이루는 연직판은, 그 상단 가장자리가 내화강판(1)에 발생하는 휨모멘트 크기의 형태와 대응되는 볼록한 포물선 형상으로 이루어진다. 즉, 위와 같이 내화강판(1)의 종방향 경간을 가로축으로 하고, 하중에 의해 내화강판(1)에 발생하는 휨모멘트를 세로축으로 하여 작성된 휨모멘트도의 형상을 그대로 축소하거나 또는 확대한 형상으로, 매립보강 리브(3)의 연직판을 만들게 되는 것이다. 따라서 휨모멘트의 크기가 가장 작은 내화강판(1)의 횡방향 양단에서는 매립보강 리브(3)의 연직 높이가 가장 작아서 최소의 단면2차 모멘트와 단면 강성을 가지게 되지만, 휨모멘트의 크기가 가장 큰 내화강판(1)의 중앙에서는, 최대의 단면2차 모멘트 및 그에 따른 최대 단면 강성을 가지도록 매립보강 리브(3)는 가장 큰 연직 높이를 가지게 되는 것이다. 이러한 연직판으로 이루어진 매립보강 리브(3)는, "내화 풍도 슬래브(100)에 발생하는 종방향으로의 휨응력분포에 대응하여 강성이 변화되는 구성"을 가진다. In the present invention, the continuous plate constituting the
이와 같이, 본 발명에서는 내화강판(1)의 상면에 매립보강 리브(3)를 일체 설치하여 콘크리트 판(2)에 매립되도록 함으로써, 콘크리트 판(2)과 내화강판(1) 간의 일체화를 이룸과 동시에 내화강판(1)을 보강하되, 위와 같이 내화 풍도 슬래브(100)의 종방향 경간을 따라 하중에 의해 풍도 슬래브에 발생하는 휨모멘트의 형태에 맞추어서, 매립보강 리브(3) 자체의 강성도 변화되는 구성을 가지게 됨으로써, 내화 풍도 슬래브(100)의 단면2차 모멘트 및 단면 강성이 하중에 대해 최적화될 수 있으며, 그에 따라 내화 풍도 슬래브(100)의 연직 높이 및 사용 강재량을 최소화할 수 있고, 시공비용을 크게 절감할 수 있게 된다. As described above, in the present invention, the embedding reinforcing
보강을 위하여 콘크리트 판(2)에는 횡방향으로 연장되는 형태의 보강철근(5)이 매립 설치될 수 있으며, 더 나아가 필요에 따라서는 전단보강을 위한 전단보강철근이 더 배근될 수도 있다. 철근 배근을 더욱 용이하게 수행할 수 있도록 도 1 및 도 2에 도시된 본 발명의 제1실시예를, 매립보강 리브(3)에 철근배치구멍(4)이 형성되어 있는 형태로 변형시킬 수도 있다. 도 3은 이와 같이 철근배치구멍(4)이 형성된 매립보강 리브(3)를 가지는 본 발명의 제2실시예에 따른 내화강판(1)을, 그 상면이 보이도록 도시한 개략적인 사시도이고, 도 4는 도 3의 원 A부분에 대한 개략적인 확대도이다. 도 5는 도 3에서 철근배치구멍(4)을 이용하여 보강철근(5)이 설치되는 것을 보여주는 개략적인 사시도이고, 도 6은 도 5의 원 B부분에 대한 개략적인 확대도이다. A reinforcing
본 발명에서, 내화강판(1)에 구비된 매립보강 리브(3)에는, 콘크리트 판(2)의 보강을 위한 보강철근(5)을 용이하게 설치할 수 있도록 하는 철근배치구멍(4)이 횡방향으로 관통되어 형성될 수 있는데, 특히 도 3 및 도 4에 도시된 것처럼 철근배치구멍(4)은, 매립보강 리브(3)의 상단에서부터 연직하게 절취된 연직절취부(41)와, 상기 연직절취부(41)의 하단에서 종방향으로 연장되는 수평절취부(42)를 가지고 있어서, 매립보강 리브(3)를 횡방향으로 바라볼 때 영어 알파벳 L자 형태를 가지도록 형성될 수 있다. 보강철근(5)은 연직절취부(41)로 연직하게 삽입된 후 수평절취부(42)에 위치하게 된다. 이와 같은 L자 형태의 철근배치구멍(4)이 형성되어 있는 경우, 보강철근(5)을 횡방향으로 매립보강 리브(3)를 관통시키는 것이 아니라, 연직절취부(41)를 통해서 연직하게 삽입하면 되므로 보강철근(5)의 배치 작업이 매우 수월하게 이루어질 수 있게 된다. In the present invention, the reinforcing
필요에 따라서는 보강철근을 도 5에 예시된 것처럼 사각형 형태로 가공하여 콘크리트 판(2)에 설치하여야 할 경우가 있는데, 매립보강 리브(3)에 단순한 관통공만이 형성되어 있다면 철근을 매립보강 리브(3)에 관통시킨 후 철근을 사각형 형태로 절곡 가공해야 하는 불편함이 발생하게 된다. 그러나 본 발명의 제2실시예에서는, 철근에서 횡방향으로 연장된 부분을 연직절취부(41)를 통해서 연직하게 삽입하여 수평절취부(42)에 위치시키면 되므로, 미리 사각형 형태로 전단보강철근을 가공해두고 도 5에 도시된 것처럼 연직방향으로 연직절취부(41)에 삽입하는 방식으로 사각형 형태의 전단보강철근을 매우 용이하게 설치할 수 있게 된다. 또한 보강철근(5)을 수평절취부(42)에 위치시키면 충분하므로, 별도의 스페이서 없이도 설계된 피복두께를 가지면서 안정적으로 배근할 수 있게 되는 장점도 가진다. If necessary, the reinforcing bars may be formed into a rectangular shape as illustrated in FIG. 5 to be installed on the
도 1 내지 도 6에 도시된 본 발명의 제1 및 제2실시예의 경우, 매립보강 리브(3)의 연직 높이가 내화강판(1)의 종방향 길이 방향으로 가면서 변화됨으로써, 매립보강 리브(3)의 강성이 내화 풍도 슬래브(100)에 발생하는 종방향으로의 휨응력분포에 대응하여 변화되는 구성을 가지고 있다. 그러나 이와 같이 매립보강 리브(3)의 강성을 변화시킴에 있어서는, 매립보강 리브(3)의 연직 높이를 변화시키는 것 이외에도, 매립보강 리브(3)의 상단에 결합되는 상부플랜지의 형상을 변화시키거나, 또는 매립보강 리브(3) 자체의 두께를 변화시키는 것을 이용할 수도 있다. In the first and second embodiments of the present invention shown in Figs. 1 to 6, the vertical height of the buried reinforcing
도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 매립보강 리브(3)를 구비한 내화강판(1)의 상면을 보여주는 개략적인 사시도이고, 도 8은 도 7에 도시된 매립보강 리브(3)를 이용하여 제작된 내화 풍도 슬래브(100)의 개략적인 투시 사시도이다. 도 7 및 도 8에 도시된 본 발명의 제3실시예에서는 내화 풍도 슬래브(100)에 발생하는 종방향으로의 휨응력분포에 대응하여 매립보강 리브(3)의 강성을 변화시키기 위하여, 매립보강 리브(3)의 상단에는 상부플랜지를 결합하고, 종방향으로 가면서 내화 풍도 슬래브(100)에 발생하는 휨응력분포에 맞추어서 상기 상부플랜지의 형상(상부플랜지의 횡방향 폭)을 변화시키는 구성을 가지고 있다. 7 is a schematic perspective view showing a top surface of a
구체적으로 매립보강 리브(3)의 상단에는, 종방향으로 길게 연장되어 있는 판부재로 이루어진 상부플랜지(32)가 수평하게 배치되어 매립보강 리브(3)를 이루는 연직판과 일체로 결합되어 구비되는데, 상부플랜지(32)의 횡방향으로의 폭("횡방향 폭")은, 내화 풍도 슬래브(100)에 발생하는 종방향으로의 응력분포에 대응하여 변화된다. 구체적으로 본 발명의 제3실시예에서, 매립보강 리브(3)의 상단에 일체 구비된 상부플랜지(32)는, 내화강판(1)의 중앙에서 가장 큰 종방향 폭을 가지며 내화강판(1)의 종방향 양단에서는 가장 작은 횡방향 폭을 가지고 있으며, 따라서 위에서 아래로 내려다볼 때, 상부플랜지(32)의 횡방향 양측 가장자리는, 각각 완만한 포물선을 이루게 된다. 즉, 상부플랜지(32)의 횡방향 양측 가장자리는 각각 횡방향으로 볼록하도록 완만한 포물선을 가지고 있으며, 그에 따라 상부플랜지(32)의 횡방향 폭은, 내화강판(1)의 중앙에서 가장 크며, 내화강판(1)의 종방향 양단으로 갈수록 완만하게 줄어들어서 내화강판(1)의 종방향 양단에서는 가장 작게 되는 것이다. 한편, 이 경우, 매립보강 리브(3)를 이루는 연직판(31)은 내화 풍도 슬래브(100)의 종방향 전체 길이에 걸쳐서, 연직방향의 높이가 일정한 것이 바람직하다. Specifically, an
이와 같이 연직판(31) 상단에 횡방향 폭이 내화 풍도 슬래브(100)에 발생하는 종방향으로의 휨응력분포에 대응하여 변화되는 구성의 상부플랜지(32)가 연직판(31) 상단에 일체 구비되어 있는 형태로 매립보강 리브(3)가 구성되어 있으므로, 매립보강 리브(3)의 강성은, 내화강판(1)의 종방향 길이 방향으로 가면서 변화되어, 내화 풍도 슬래브(100)에 발생하는 종방향으로의 휨응력분포에 대응하게 된다. The
도 9는 본 발명의 제4실시예에 따른 매립보강 리브(3)를 구비한 내화강판(1)의 상면을 보여주는 개략적인 사시도이고, 도 10은 도 9에 도시된 매립보강 리브(3)를 이용하여 제작된 내화 풍도 슬래브(100)의 개략적인 투시 사시도이다. 도 9 및 도 10에 도시된 본 발명의 제4실시예에서는 매립보강 리브(3)의 강성을, 내화 풍도 슬래브(100)에 발생하는 종방향으로의 휨응력분포에 대응하여 변화시키기 위하여, 매립보강 리브(3)의 두께를 변화시키는 구성을 가지고 있다. 즉, 매립보강 리브(3)를 이루는 연직판의 두께가, 내화 풍도 슬래브(100)에 발생하는 종방향으로의 휨응력분포에 대응하여 변하는 것이다. 구체적으로 본 발명의 제4실시예에서, 매립보강 리브(3)의 두께는, 내화강판(1)의 중앙에서 가장 두꺼우며, 내화강판(1)의 종방향 양단에서 가장 얇은 것이다. 도 9 및 도 10에 도시된 실시예서는, 이와 같이 매립보강 리브(3)의 두께를 변화시키기 위하여, 추가적인 덧댐판이 매립보강 리브(3)를 이루는 연직판의 측면에 더 부착되어 있다. 이 때, 매립보강 리브(3)에 대해 필요한 두께를 만족시키도록 복수개의 덧댐판이 매립보강 리브(3)의 연직판에 부착될 수 있다. 즉, 매립보강 리브(3)를 이루는 연직판보다 종방향 길이가 더 짧은 제1덧댐판(301)이 연직판의 측면에 부착되고, 제1덧댐판(301)보다 종방향 길이가 더 짧은 제2덧댐판(302)이 제1덧댐판(301)의 측면에 부착되는데, 이 때 각 덧댐판의 중앙위치가 서로 일치하도록 부착됨으로써, 위와 같이 내화강판(1)의 중앙에서 가장 두꺼운 두께를 가지며 내화강판(1)의 양단에서 가장 얇은 두께를 가지는 형태의 매립보강 리브(3)를 구성할 수 있으며, 그에 따라 매립보강 리브(3)의 강성은, 내화강판(1)의 종방향 길이 방향으로 가면서 변화되어, 내화 풍도 슬래브(100)에 발생하는 종방향으로의 휨응력분포에 대응하게 된다. 9 is a schematic perspective view showing a top surface of a
도면에는 예시하지 않았으나, 위에서 살펴본 본 발명의 제3실시예 및 제4실시예에 대해서도, 연직절취부(41)와 수평절취부(42)로 이루어진 철근배치구멍(4)이 동일하게 적용될 수 있다. 특히, 제3실시예의 경우에는, 상부플랜지(32)부터 연직하게 절취함으로써 연직절취부(41)를 매립보강 리브(3)에 형성할 수 있다. 기타 제1 및 제2실시예에 대해 설명한 다른 내용도 제3 및 제4실시예에 적용될 수 있다. Although not shown in the drawings, the reinforcing bar arrangement holes 4 made up of the vertical cut-out
이와 같이 본 발명에서는, 내화 풍도 슬래브(100)에 발생하는 종방향으로의 휨응력분포에 대응하여 강성이 변화되는 구성의 매립보강 리브(3)가 일체로 구비된 내화강판(1)을 이용하여 내화 풍도 슬래브(100)를 시공하게 되므로, 최적 두께의 내화 풍도 슬래브(100)를 구축할 수 있게 되는 장점이 발휘된다. As described above, according to the present invention, by using the
1: 내화처리 강판
2: 콘크리트 판
3; 매립보강 리브
4: 철근배치구멍
5: 보강철근
100: 내화 풍도 슬래브1: Refractory treated steel sheet
2: Concrete plate
3; Buried reinforcing rib
4: Reinforcing hole
5: Rebar
100: Refractory slab
Claims (6)
내화 풍도 슬래브(100)는, 그 하면을 형성하는 내화강판(1)과, 상기 내화강판(1)의 상면에 형성되는 콘크리트 판(2)이 일체로 합성되어 있는 구성을 가지며;
내화강판(1)은, 내화도료의 도포 또는 뿜칠에 의한 내화도료층이 하면에 형성됨으로써 내화처리되어 있으며;
내화강판(1)의 상면에는, 종방향으로 길게 연장되며 연직하게 세워진 연직판으로 이루어진 매립보강 리브(3)가 일체 구비되어 콘크리트 판(2)에 매립되어 있으며;
매립보강 리브(3)는, 종방향으로 길게 연장되어 있는 판부재로 이루어진 상부플랜지(32)가 수평하게 배치되어 연직판 상단에 일체로 구비되어 있는 구성을 가지는데, 내화 풍도 슬래브(100)의 종방향 길이를 따라가면서 내화 풍도 슬래브(100)의 종방향 길이 중간에서 가장 큰 휨응력을 가지게 되고 종방향 양단에서 가장 작은 휨응력을 가지게 되는 형태의 내화 풍도 슬래브(100)에 발생하는 종방향으로의 휨응력분포에 대응하여, 매립보강 리브(3)의 강성이 변화되도록, 상부플랜지(32)의 횡방향 양측 가장자리는 각각 횡방향으로 볼록한 포물선으로 이루어져서, 상부플랜지(32)의 횡방향 폭은 내화강판(1)의 중앙에서 가장 크며, 내화강판(1)의 종방향 양단으로 갈수록 상부플랜지(32)의 횡방향 폭이 줄어들어서, 내화강판(1)의 종방향 양단에서는 상부플랜지(32)의 횡방향 폭이 가장 작게 되며;
매립보강 리브(3)에는, 매립보강 리브(3)의 상단에서부터 연직하게 절취된 연직절취부(41)와, 상기 연직절취부(41)의 하단에서 종방향으로 연장되도록 절취된 수평절취부(42)로 이루어져서 매립보강 리브(3)를 횡방향으로 바라볼 때 영어 알파벳 L자 형태를 가지는 철근배치구멍(4)이 형성되어 있어서, 콘크리트 판(2)의 보강을 위하여 배근되도록 사각형 형태로 절곡된 보강철근(5)에서 횡방향으로 연장된 부분이, 연직하게 연직절취부(41)로 삽입되어 수평절취부(42)에 위치함으로써 매립보강 리브(3)를 관통하여 설치되어 있는 구성을 가지는 것을 특징으로 하는 내화 풍도 슬래브.
A fire-resistant slab (100) installed on a tunnel ceiling section across a cross section of a tunnel,
The refractory steel slab 100 has a structure in which a refractory steel plate 1 forming the lower surface thereof and a concrete plate 2 formed on the upper surface of the refractory steel plate 1 are integrally formed;
The refractory steel plate (1) is refractory by forming a refractory coating layer on the lower surface by applying or spraying a refractory coating;
On the upper surface of the refractory steel plate 1, buried reinforcing ribs 3, which are elongated in the longitudinal direction and are vertically erected, are integrally embedded and embedded in the concrete plate 2;
The embedding reinforcing ribs 3 have a structure in which an upper flange 32 made of a plate member elongated in the longitudinal direction is horizontally arranged and integrally provided at the upper end of the softening plate. The fire resistance of the slab 100 having the greatest bending stress at the middle of the longitudinal length of the slab 100 and the minimum bending stress at both longitudinal ends of the slab 100 along the longitudinal length, The transversely opposite side edges of the upper flange 32 are each formed of a parabolic curve which is convex in the transverse direction so that the lateral width of the upper flange 32 is equal to the width of the upper surface of the refractory steel plate 1 and the lateral width of the upper flange 32 is reduced toward the both longitudinal ends of the refractory steel plate 1 so that the upper flange 32 is formed at both longitudinal ends of the refractory steel plate 1, The lateral width is smallest;
The embedding reinforcing rib 3 is provided with a vertical cut portion 41 vertically cut from the upper end of the embedding reinforcing rib 3 and a horizontal cut portion 41 cut to extend in the longitudinal direction at the lower end of the vertical cut portion 41 The reinforcing bar 4 has an English alphabet L-shaped when viewed from the side of the embedment reinforcing ribs 3, so that the reinforcing bars 4 are folded in a rectangular shape so as to be laid for reinforcement of the concrete plate 2 The horizontal reinforcing ribs 5 are formed so as to penetrate through the buried reinforcing ribs 3 when the horizontal reinforcing ribs 5 are vertically inserted into the vertical cutouts 41 and positioned in the horizontal cut- Wherein the slab is a slab.
내화 풍도 슬래브(100)의 하면을 형성하게 되는 내화강판(1)의 상면에, 콘크리트를 타설함으로써, 상기 내화강판(1)의 상면과 일체를 이루어서 콘크리트 판(2)을 형성하되;
내화강판(1)은, 내화도료의 도포 또는 뿜칠에 의한 내화도료층을 하면에 형성함으로써 내화처리하며;
콘크리트 판(2)을 위한 콘크리트를 타설하기에 앞서, 내화강판(1)의 상면에는, 종방향으로 길게 연장되며 연직하게 세워진 연직판으로 이루어진 매립보강 리브(3)를 미리 일체로 구비함으로써, 매립보강 리브(3)가 콘크리트 판(2)에 매립되도록 하며;
매립보강 리브(3)를 내화강판(1)의 상면에 설치할 때에는, 종방향으로 길게 연장되어 있는 판부재로 이루어진 상부플랜지(32)를 연직판 상단에 수평하게 배치하여 연직판 상단과 일체로 결합시켜서 매립보강 리브(3)를 제작하여, 연직판을 내화강판(1)에 일체 결합하는데, 내화 풍도 슬래브(100)의 종방향 길이를 따라가면서 내화 풍도 슬래브(100)의 종방향 길이 중간에서 가장 큰 휨응력을 가지게 되고 종방향 양단에서 가장 작은 휨응력을 가지게 되는 형태의 내화 풍도 슬래브(100)에 발생하는 종방향으로의 휨응력분포에 대응하여 매립보강 리브(3)의 강성이 변화되도록, 상부플랜지(32)의 횡방향 양측 가장자리는 각각 횡방향으로 볼록한 포물선으로 이루어져서, 상부플랜지(32)의 횡방향 폭은 내화강판(1)의 중앙에서 가장 크며, 내화강판(1)의 종방향 양단으로 갈수록 상부플랜지(32)의 횡방향 폭이 줄어들어서, 내화강판(1)의 종방향 양단에서는 상부플랜지(32)의 횡방향 폭이 가장 작게 되는 판부재를 상부플랜지(32)로 이용하여 연직판의 상단에 결합하며;
매립보강 리브(3)에는, 매립보강 리브(3)의 상단에서부터 연직하게 절취된 연직절취부(41)와, 상기 연직절취부(41)의 하단에서 종방향으로 연장되도록 절취된 수평절취부(42)로 이루어져서 매립보강 리브(3)를 횡방향으로 바라볼 때 영어 알파벳 L자 형태를 가지는 철근배치구멍(4)을 형성함으로써, 콘크리트 판(2)의 보강을 위하여 사각형 형태로 절곡된 보강철근(5)을 연직하게 연직절취부(41)로 삽입하여 수평절취부(42)에 위치하여 매립보강 리브(3)를 관통하여 설치하여 보강철근(5)이 콘크리트 판(2)에 매립되도록 하는 것을 특징으로 하는 내화 풍도 슬래브의 제작방법. A method for manufacturing a refractory-like slab (100) installed on a tunnel ceiling section across a cross section of a tunnel,
The concrete plate 2 is formed integrally with the upper surface of the refractory steel plate 1 by placing concrete on the upper surface of the refractory steel plate 1 on which the lower surface of the refractory steel slab 100 is to be formed;
The refractory steel plate (1) is subjected to refractory treatment by forming a refractory coating layer on the lower surface by applying or spraying a refractory coating;
Prior to placing the concrete for the concrete plate 2, the upper part of the refractory steel plate 1 is provided with the buried reinforcing ribs 3 integrally formed in advance on the upper surface of the refractory steel plate 1, So that the reinforcing ribs 3 are embedded in the concrete plate 2;
When the buried reinforcing ribs 3 are provided on the upper surface of the refractory steel plate 1, the upper flange 32, which is a plate member elongated in the longitudinal direction, is horizontally arranged on the upper end of the open- The flame retardancy of the refractory steel plate 1 is improved by forming the embedment reinforcing ribs 3 in such a manner that the flap reinforcement ribs 3 are integrally joined to the refractory steel plate 1, The rigidity of the buried reinforcing ribs 3 is changed corresponding to the bending stress distribution in the longitudinal direction generated in the refractory-resisting slab 100 having a large bending stress and having the smallest bending stress at both ends in the longitudinal direction, 32 are each formed of a parabolic curve convex in the transverse direction so that the width in the transverse direction of the upper flange 32 is the largest at the center of the refractory steel plate 1 and the widths at both longitudinal ends of the refractory steel plate 1 The width of the upper flange 32 is reduced so that the width of the upper flange 32 becomes the smallest at both longitudinal ends of the refractory steel plate 1 as the upper flange 32, Coupled to the top of the direct plate;
The embedding reinforcing rib 3 is provided with a vertical cut portion 41 vertically cut from the upper end of the embedding reinforcing rib 3 and a horizontal cut portion 41 cut to extend in the longitudinal direction at the lower end of the vertical cut portion 41 The reinforcing bars 4 are formed of English alphabet L-shaped when viewed from the lateral side of the embedding reinforcing ribs 3 and 4, so that the reinforcing bars 4, which are bent in a rectangular shape for reinforcing the concrete plate 2, The reinforcing bar 5 is vertically inserted into the vertical cut portion 41 and positioned in the horizontal cut portion 42 so as to penetrate through the embedding reinforcing rib 3 so that the reinforcing bar 5 is embedded in the concrete plate 2 Wherein the slab is made of a steel sheet.
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