KR100374537B1 - 철근콘크리트 기둥과 철골 보의 접합부 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수직부재인 기둥은 철근콘크리트 부재를 이용하고, 수평부재인 보는 철골 부재를 이용하는 복합구조에서 이질적인 두 구조부재를 보다 견고하게 접합할 수 있는 철근콘크리트 기둥과 철골 보의 접합부에 관한 것이다.

본 발명의 철근콘크리트 기둥과 철골 보의 접합부는 철근콘크리트 기둥(1), 철골 보(3), 보강 플레이트(6), 걸이쇠(7) 및 전단철근(8)으로 구성된다. 철근콘크리트 기둥(1)은 통상의 철근콘크리트 기둥과 동일하며, 철골 보(3)는 상기 철근콘크리트 기둥(1)을 +자형으로 관통한다. 철근콘크리트 기둥(1)의 외곽선을 연장한 수직면상에서 철골 보(3)의 웨브(5)와 상부 및 하부 플랜지(4a,4b) 사이에 수직으로 보강 플레이트(6)가 설치된다. 상기 보강 플레이트(6)와 철골 보(3)의 웨브(5)가 만나는 코너에는 걸이쇠(7)가 설치되며, 상기 걸이쇠(7)에는 전단철근(8)이 끼워져 고정된다. 전단철근(8)은 일정한 길이의 철근을 중간에서 수평으로 직각으로 절곡하고, 양단부를 다시 수직으로 절곡한 것으로 철근콘크리트의 띠철근과 같은 역할을 한다. 전단철근은 수직으로 절곡된 전단철근의 양 단부를 직각으로 교차하는 철골 보의 웨브에 설치된 양쪽의 걸이쇠(7)에 끼워 고정한다. 철근콘크리트 기둥(1)의 중심부에 위치하는 철골 보(3)의 웨브(5)에는 콘크리트의 충진을 위한 구멍(10)이 형성될 수 있고, 철골 보의 상하부면에 확장된 보강 플레이트가 더 설치될 수 있다.

Description

철근콘크리트 기둥과 철골 보의 접합부 {Joint of reinforced concrete column and steel beam}

본 발명은 철근콘크리트 기둥과 철골 보의 접합부에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 기둥은 철근콘크리트 부재를 이용하고 보는 철골 부재를 이용하는 복합구조에서 이질적인 두 구조부재를 보다 견고하게 접합할 수 있는 철근콘크리트 기둥과 철골 보의 접합부에 관한 것이다.

종래의 구조물은 철근콘크리트구조나 철골구조 단독으로 또는 철골철근콘크리트구조로 축조되는 것이 보통이었다. 그러나, 최근에는 철근콘크리트구조와 철골구조 각각의 장점을 살려 기둥은 철근콘크리트구조로 하고 보는 철골구조로 축조하는 복합구조에 대한 연구가 폭넓게 행해지고 있다. 이러한 복합구조는 종래의 철근콘크리트구조나 철골구조만으로는 얻기 어려운 여러 가지 성능을 얻을 수 있는 장점이 있다.

철근콘크리트 기둥과 철골 보를 이용한 복합구조에서는 철근콘크리트 기둥과 철골 보의 접합부의 설계가 대단히 중요하다. 철근콘크리트와 철골은 재료적인 성질이나 강도 등이 전혀 다른 이질적인 재료이므로 이들 부재가 결합되어 응력이 전달되는 접합부의 설계는 구조물의 안전에 직결되는 중요한 부분이라 할 것이다. 철근콘크리트 기둥과 철골 보의 접합부에 대해서는 종래에 많은 설계안들이 제시되어 사용되고 있다.

도1은 종래의 접합부의 사시도로써, 철근콘크리트 기둥(1)에 +자형으로 철골보(3)를 설치하고, 철근콘크리트 기둥의 네 모서리에 기둥 주근을 배근하고, 철골 보의 웨브에 기둥의 띠철근(11)을 관통시키기 위한 구멍을 뚫고 그 구멍을 통해 기둥의 띠철근을 배근한 것이다. 이러한 방식은 보의 웨브에 구멍을 뚫는 작업과 띠철근을 그 구멍을 통해 끼워 넣어 설치하는 작업이 대단히 어렵고 번거로운 문제가 있다.

도2는 종래의 접합부의 다른 예로써, 철근콘크리트 기둥(1)에 +자형으로 철골보(3)를 설치하고, 철근콘크리트 기둥의 네 모서리에 기둥 주근을 배근하고, 철골보의 상부 플랜지 및 하부 플랜지에 웨브 좌우로 각각 하나씩의 구멍을 뚫은 다음 상기 구멍을 통해 U자형으로 가공한 철근(12)을 상부 플랜지에서 하부 플랜지를 관통하도록 끼워 넣는다. 그러나, 역시 플랜지에 구멍을 뚫는 작업이 번거롭고 U자형의 철근(12)을 끼워 넣기가 용이하지 않은 문제가 있다.

본 발명의 목적은 철골 보에 구멍을 뚫지 않고 띠철근을 배근함으로써 작업성이 우수한 철근콘크리트 기둥과 철골 보의 접합부를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 접합부의 콘크리트의 충진 성능이 우수하고, 전단과 지압에 대한 강성이 우수한 철근콘크리트 기둥과 철골 보의 접합부를 제공하는 것이다.

도1 및 도2는 종래의 철근콘크리트 기둥과 철골 보의 접합부의 사시도이다.

도3은 본 발명의 철근콘크리트 기둥과 철골 보의 접합부의 사시도이다.

도4 및 도5는 도3의 접합부의 평면도 및 평면단면도이다.

도6은 도3의 접합부의 측면도이다.

도7은 도4의 A-A 단면의 단면도이다.

<도면의 부호에 대한 간단한 설명>

1: 철근콘크리트 기둥 2: 기둥 주근

3: 철골 보 4a: 상부 플랜지

4b: 하부 플랜지 5: 웨브

6: 보강 플레이트 7: 걸이쇠

8: 전단철근 9: 확장된 보강 플레이트

10: 구멍 11: 띠 철근

12: U자형 철근

본 발명의 철근콘크리트 기둥과 철골 보의 접합부는 철근콘크리트 기둥(1), 철골 보(3), 보강 플레이트(6), 걸이쇠(7) 및 전단철근(8)으로 구성된다.

철근콘크리트 기둥(1)은 통상의 철근콘크리트 기둥과 동일하며, 내부에 수직방향의 다수개의 주근(2)과 상기 주근(2)을 수평으로 감싸는 띠철근이 일정 간격으로 반복적으로 설치된다. 다만, 철골 보(3)가 기둥의 중앙을 관통하므로 주근(2)은 기둥의 네 모서리에만 배근된다.

철골 보(3)는 상기 철근콘크리트 기둥(1)을 +자형으로 관통하며, H형강을 사용한다. 철근콘크리트 기둥(1)을 관통하는 철골 보(3) 중에서 하나는 단일 부재가 철근콘크리트 기둥을 이음부위 없이 그대로 관통하며, 이와 직교하는 부재는 두 개의 부재가 기둥을 관통하고 있는 철골 보에 각각 맞닿아 용접된다.

철근콘크리트 기둥(1)의 외곽선을 연장한 수직면상에서 철골 보(3)의 웨브(5)와 상부 플랜지(4a) 및 하부 플랜지(4b) 사이에 수직으로 보강 플레이트(6)가 설치된다. 보강 플레이트(6)는 접합부 내부에 충진된 콘크리트를 구속하여 접합부의 지압강도 및 전단강도를 증가시키는 역할을 하며, 철골보의 국부좌굴을 방지하는 역할도 한다.

상기 보강 플레이트(6)와 철골 보(3)의 웨브(5)가 만나는 코너에는 걸이쇠(7)가 설치된다. 걸이쇠(7)는 후술하는 전단철근(8)을 철골 보(3)에 고정하기 위한 것으로 앵글을 짧은 길이로 절단하여 사용하는 것이 바람직하다. 걸이쇠(7)를 보강 플레이트(6)와 철골 보(3)의 웨브(5)의 코너에 설치하면걸이쇠(7)에 의해 사각의 구멍이 형성된다. 걸이쇠(7)는 한 개소에서 수직으로 일정 간격으로 여러단 설치한다.

상기 걸이쇠(7)에는 전단철근(8)이 끼워져 고정된다. 전단철근(8)은 일정한 길이의 철근을 중간에서 수평으로 직각으로 절곡하고, 양단부를 다시 수직으로 절곡한 것으로 철근콘크리트의 띠철근과 같은 역할을 하는 것이다. 수직으로 절곡된 전단철근의 양 단부를 직각으로 교차하는 철골 보의 웨브에 설치된 양쪽의 걸이쇠(7)에 끼운다. 전단철근(8)은 걸이쇠(7)에 의해 형성된 구멍에 끼우는 것만으로 설치가 완료되며 별도로 고정할 필요는 없다.

철근콘크리트 기둥(1)의 중심부에 위치하는 철골 보(3)의 웨브(5)에는 콘크리트의 충진을 위한 구멍(10)이 형성된다. 철근콘크리트 기둥(1)의 내부를 철골 보(3)가 +자형으로 관통하므로 철근콘크리트 기둥(1)이 철골 보(3)의 웨브(5)에 의해서 네 개의 부분으로 나뉘어지므로 접합부 콘크리트가 각각 별개로 쪼개지게 된다. 따라서, 철근콘크리트 기둥(1)의 중심에 위치하는 철골 보(3)의 웨브(5)에 구멍(10)을 뚫어 각각의 콘크리트를 일체로 연결함으로써 접합부 콘크리트의 강성을 증가시키고, 콘크리트 타설시 밀실하게 충진될 수 있도록 한다.

철근콘크리트 기둥(1)의 외부면에서 연장된 수직면상에서 상기 철골 보(3)의 상부면과 하부면에 확장된 보강 플레이트(9)를 더 설치할 수 있다. 확장된 보강 플레이트(9)는 -자형 철판 또는 채널을 사용하며, 철근콘크리트 기둥(1)의 외부면에서 연장된 수직면상에 철골 보(3)의 상부 플랜지(4a)의 상부 및 하부 플랜지(4b)의 하부면에 철골 보(3)의 플랜지 폭과 같은 폭의 -자형 철판이나 채널을 설치한다. 상기 확장된 보강 플레이트(9)는 철근콘크리트 기둥(1)의 지압파괴를 방지하는 역할을 한다.

본 발명의 철근콘크리트 기둥과 철골 보의 접합부는 전단보강을 위한 철근을 설치하기 위하여 별도로 철골 보의 웨브에 구멍을 뚫지 않고 L자형 걸이쇠를 용접하여 상기 걸이쇠에 전단철근을 설치하므로 전단보강 철근의 설치가 매우 용이하다.

또한, 본 발명의 철근콘크리트 기둥과 철골 보의 접합부는 기둥 중심부에 위치하는 철골 보의 웨브에 구멍을 뚫어 접합부 콘크리트의 충진 성능이 우수하며, 확장된 보강 플레이트를 설치함으로써 전단과 지압에 대한 강성이 우수하다.

Claims (3)

1. 철근콘크리트 기둥(1);

   상기 철근콘크리트 기둥(1)을 관통하는 철골 보(3);

   상기 철근콘크리트 기둥(1)의 외부면에서 수직으로 연장된 면상에서 상기 철골 보(3)의 웨브(5)와 상부 플랜지(4a) 및 하부 플랜지(4b) 사이에 설치되는 보강 플레이트(6);

   상기 철근콘크리트 기둥(1)의 내부쪽으로 상기 철골 보(3)의 웨브(5)와 상기 보강 플레이트(6)가 교차하는 각 코너 부분에 설치되는 L자형의 다수 개의 걸이쇠(7); 및,

   철근의 중앙을 수평으로 직각으로 절곡한 다음 다시 각각의 단부를 아래쪽으로 직각으로 절곡한 것으로, 중앙부가 철근콘크리트 기둥의 코너쪽을 향하도록 양 단부가 각각 인접하는 두 개의 걸이쇠(7)에 끼워져 고정되는 다수 개의 전단철근(8);

   으로 구성되는 것을 특징으로 하는 철근콘크리트 기둥과 철골 보의 접합부.
2. 제1항에서, 상기 철골 보(3)의 상부플랜지(4a)의 상부면과 하부플랜지(4b)의 하부면에 각각 확장된 보강 플레이트(9)를 더 설치하는 것을 특징으로 하는 철근콘크리트 기둥과 철골 보의 접합부.
3. 제1항에서, 상기 철근콘크리트 기둥(1)의 중심부에 위치하는 상기 철골 보(3)의 웨브(5)에 구멍(10)을 형성한 것을 특징으로 하는 철근콘크리트 기둥과 철골 보의 접합부.