콘크리트 충전 튜브형 상부플랜지를 갖는 조립 H-Beam (TH Beam)의 구조 성능

Focus
1. TH Beam 개요

스팬 20m 이상의 발전소, 공장, 물류, 저장시설에서 지붕구조는 두께 10~20mm 열간압연 H형강이나 공장에서 용접 제작한 Built-up H형강 단면을 사용하고 있으며, 특징은 철근콘크리트 바닥판을 갖지 않는 구조형식이다. 보통 열간압연 H형강은 상부와 하부플랜지 두께가 동일한 대칭단면으로 바닥판이 없는 장스팬 공장 건축물 등에서는 단면의 효율성이 매우 낮다. 또한 기성 열간압연 H형강은 단면의 높이가 최대 900mm로 바닥판이 없는 대형 장스팬 건축물에 사용하기에 많은 제약이 있다1). 이러한 문제점을 극복하기 위해 콘크리트 충전 튜브 플랜지 H형강 보(이하 “TH Beam”)를 개발하였다.
TH Beam은 <그림 1>과 같이 H형강의 상부 플랜지를 냉간성형 U casing 튜브 플랜지로 대체하고, 내부에 콘크리트를 충전하여 사용되는 보 부재이다. 압축측인 H형강의 상부플랜지를 튜브형으로 고안하고 내부를 콘크리트 충전함으로써 강판의 국부좌굴이 방지된다. 뿐만 아니라 비틀림상수가 크게 증가하여 좌굴에 대한 안정성이 향상됨에 따라 휨강도 및 소성변형 능력이 향상된다. 이로 인해 좌굴방지용 부재수와 강재 물량이 절감되어 경제적이다. 또한 보배치 단순화로 설비간섭을 최소화하는 등 시공성이 향상되어 장경간 지붕보, 파이프랙, 크레인주행보, 고하중바닥보 등에 적용 시 효과적이다.

자료출처/ 한국공간구조학회지
글/ 정 석 재 ((주)쓰리디엔지니어링), 최 종 문 ((주)포스코건설), 한 범 석 (동부건설(주)), 고 호 성 (대우조선해양건설(주))
노 송 근 ((주)무영씨엠건축사사무소), 김 영 호 (목포대학교 건축공학과 조교수), 최 인 락 (호서대학교 건축토목환경공학부 조교수)

첨부.2109-FOCUS

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