KR100516333B1

KR100516333B1 - 폐단면 경량형강용 접합철물 및 이를 이용한 건축물의 골조

Info

Publication number: KR100516333B1
Application number: KR10-2002-0052052A
Authority: KR
Inventors: 이재석
Original assignee: 재단법인 포항산업과학연구원
Priority date: 2002-08-30
Filing date: 2002-08-30
Publication date: 2005-09-23
Also published as: KR20040020448A

Abstract

본 발명은 건축물의 골조에 사용되는 폐단면 경량형강을 서로 접합하는 접합철물에 관한 것으로서, 본 발명의 접합철물(200)은, 일정 두께를 갖는 철판을 절곡시켜 구성하되, 폐단면 경량형강(120)의 웨브(121), 플랜지(122) 및 립(123)을 감쌀 수 있도록 절곡시켜 웨브 대응부(211), 플랜지 대응부(212) 및 립 대응부(213)를 각각 형성하고 일측 단부가 경사져 있는 접합부(210) 2개를, 서로 경사진 부분을 접합하여 내각을 갖도록 하고; 내각을 구성하는 웨브 대응부와 플랜지 대응부가 접하는 모서리 부분과, 플랜지 대응부와 립 대응부가 접하는 모서리 부분에 보강부(220)를 각각 접합하여 보강하며; 웨브 대응부의 양 테두리 부위와, 플랜지 대응부의 중심 부위 및 립 대응부의 중심 부위에는 소정의 간격을 두고 다수의 구멍(214)을 천공한 것을 특징으로 한다. 본 발명은 건축물의 골조에 사용되는 폐단면 경량형강을 편리하면서도 강한 결합력으로 접합하여 폐단면 경량형강의 구조성능을 향상시키는 효과가 있다.

Description

폐단면 경량형강용 접합철물 및 이를 이용한 건축물의 골조{Steel connector for close-shaped lightweight steel and frame system using it}

본 발명은 접합철물에 관한 것이며, 특히, 내력을 받는 건축물의 골조에 사용되는 구조부재인 폐단면 경량형강을 서로 연결하는 접합철물에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 상기 접합철물에 의해 연결된 폐단면 경량형강을 이용하여 구성한 건축물의 골조에 관한 것이기도 하다.

종래에 가장 많이 사용되던 건축용 구조부재로는 도 1a에 도시한 립 ㄷ-형 경량형강과 도 1b에 도시한 경 ㄷ-형 경량형강이 있다. 이러한 경량형강(100, 110)은 플랜지(102, 112)에 립(103)이 있느냐 없느냐에 따라 립 ㄷ-형 경량형강(100)과 경 ㄷ-형 경량형강(110)으로 구분되는 것으로서, 이런 형상의 경량형강에 축방향 하중이 가해질 경우에는 웨브(101, 111)로부터 멀리 이격되어 위치하는 플랜지(102, 112) 부분에서 부재의 휨하중에 의한 좌굴이 발생하여 구조성능이 저하된다. 이러한 좌굴현상은 경량형강(100, 110)의 단면이 열린 소위 개방형이기 때문에 나타나는 현상이라 볼 수 있다.

그래서, 본 출원인은 이러한 좌굴현상을 방지할 수 있는 경량형강을 개발하기 위해 노력한 결과, 국내 특허출원 제2000-4523호에 기술된 바와 같은 폐단면 경량형강(120)을 완성하게 되었다.

이러한 폐단면 경량형강(120)은 도 2에 도시된 바와 같이 립 ㄷ-형 경량형강의 플랜지(121)에 형성된 립(123)을 연장하여 웨브(121)쪽으로 회귀된 상태에서 그 단부가 웨브(121)의 적절한 위치에 접합되어 폐쇄형 단면을 갖는다. 이렇듯, 폐단면 경량형강(120)은 그 단면이 폐쇄형이기 때문에 립 ㄷ-형 경량형강(100), 경 ㄷ-형 경량형강(110)에서 나타나는 좌굴현상을 예방할 수 있다.

상기와 같은 경량형강(100, 110, 120)을 사용하여 건축물의 골조를 구성하기 위해서는 서로간을 접합하여야 하는데, 종래에는 이러한 접합방법으로 용접 접합, 볼트 접합 또는 스크루 접합 등을 사용하고 있다.

그러나, 용접 접합이나 볼트 접합방식은 그 접합 방식이 복잡하여 제작비용이 많이 소요될 뿐만 아니라, 많은 인력이 투입되고 접합에 따른 여러 종류의 공구가 요구되는 등 그 제작과정이 매우 복잡하다. 그리고, 스크루 접합방식은 서로간의 체결력이 약하기 때문에 경량형강간의 결합력이 약하다는 단점이 있다.

따라서, 본 발명은 앞서 설명한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 건축물의 골조에 사용되는 폐단면 경량형강을 편리하면서도 강한 결합력으로 접합하여 폐단면 경량형강의 구조성능을 향상시키는 접합철물을 제공하는 데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 상기 접합철물로 연결된 폐단면 경량형강을 사용하여 보다 견고한 건축물 골조를 실현하는 데 다른 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 접합철물은, 일정 두께를 갖는 철판을 절곡시켜 구성하되, 상기 폐단면 경량형강의 웨브, 플랜지 및 립을 감쌀 수 있도록 절곡시켜 웨브 대응부, 플랜지 대응부 및 립 대응부를 각각 형성하고 일측 단부가 경사져 있는 접합부 2개를, 서로 경사진 부분을 접합하여 내각을 갖도록 하고; 상기 내각을 구성하는 상기 웨브 대응부와 상기 플랜지 대응부가 접하는 모서리 부분과, 상기 플랜지 대응부와 상기 립 대응부가 접하는 모서리 부분에 보강부를 각각 접합하여 보강하며; 상기 웨브 대응부의 양 테두리 부위와, 상기 플랜지 대응부의 중심 부위 및 상기 립 대응부의 중심 부위에는 소정의 간격을 두고 다수의 구멍을 천공한 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 건축물의 골조는, 립 ㄷ-형 경량형강의 플랜지에 형성된 립에서 연장하는 연장부가 웨브쪽으로 회귀된 상태에서 상기 연장부의 단부가 상기 웨브의 적절한 위치에 접합되어 폐쇄형 단면을 구성하는 다수의 폐단면 경량형강을 상기 접합철물로 서로 접합하여 구성한 것을 특징으로 한다.

아래에서, 본 발명에 따른 폐단면 경량형강용 접합철물 및 이를 이용한 건축물의 골조의 양호한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명하겠다.

도 2는 본 발명에 이용되는 폐단면 경량형강을 나타낸 사시도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 사용되는 폐단면 경량형강(120)은 립 ㄷ-형 경량형강의 립(123)에서 연장하는 연장부(124)가 웨브(121)쪽으로 회귀된 상태에서 연장부(124)의 단부가 웨브(121)의 적절한 위치에 접합되어 폐쇄형 단면을 구성한다. 그러므로, 연장부(124)는 립(123)에서 웨브(121)를 향해 경사지는 형태를 갖는다.

도 3a는 본 발명의 한 실시예에 따른 폐단면 경량형강용 접합철물을 정면에서 도시한 정면 사시도이고, 도 3b는 도 3a에 도시된 접합철물을 배면에서 도시한 배면 사시도이다.

도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 접합철물(200)은 2개의 접합부(210)와, 이 접합부(210)의 내측을 보강하는 2개의 보강부(220)로 구성된다. 상기 접합부(210)는 일측이 경사지게 형성되어 있어, 접합부(210)의 경사진 부분을 용접 접합할 경우 내각이 예각, 직각 또는 둔각을 갖게 된다. 이하, 본 발명에서는 둔각을 갖는 것을 예시적으로 설명하되, 이러한 둔각도 사용되는 부분에 따라 그 각도 범위가 달라진다. 그리고, 2개의 보강부(220)는 2개의 접합부(210)가 용접 접합되는 내측을 보강하기 위해 각각 용접 접합된다.

상기 접합부(210)는 일정 두께를 갖는 철판을 절곡시켜 구성하되, 폐단면 경량형강(120)의 웨브(121), 플랜지(122) 및 립(123)을 감쌀 수 있도록 절곡되어 있다. 즉, 접합부(210)에는 폐단면 경량형강(120)의 웨브(121)에 대응하는 웨브 대응부(211)와, 이러한 웨브 대응부(211)에 거의 직각으로 절곡되어 플랜지(122)에 대응하는 플랜지 대응부(212) 및, 이러한 플랜지 대응부(212)에 거의 직각으로 절곡되어 립(123)에 대응하는 립 대응부(213)로 구성된다.

이렇게 구성된 2개 접합부(210)의 경사진 부분을 서로 밀착시키면 둔각을 갖는 내각이 형성되는데, 이 상태로 용접 접합하여 2개의 접합부(210)를 서로 접합하고, 2개의 접합부(210)에 의해 형성되는 내측에 2개의 보강부(220)를 각각 용접 접합하여 보강하며, 접합부(210)의 소정 위치에 구멍(214)을 천공함으로써, 본 발명의 접합철물(200)이 완성된다.

상기 보강부(220)는 2개의 접합부(210)에 의해 형성되는 내각과 동일한 둔각을 갖도록 두 변이 형성되고, 다른 한 변이 2개의 접합부(210)의 내측 대각선과 동일한 길이를 갖는 삼각형태를 갖는다. 이런 형태를 갖는 1개의 보강부(220)는 웨브 대응부(211)와 플랜지 대응부(212)가 접하는 모서리에 용접 접합되고, 다른 1개의 보강부(220)는 플랜지 대응부(212)와 립 대응부(213)가 접하는 모서리에 용접 접합된다.

그리고, 상기 구멍(214)은 웨브 대응부(211)의 양 테두리 부위와, 플랜지 대응부(212)의 중심 부위 및 립 대응부(213)의 중심 부위에 열을 지어 소정의 간격을 두고 각각 형성된다.

도 4a 및 도 4b는 도 3a, 도 3b에 도시된 접합철물을 사용하여 폐단면 경량형강을 서로 결합한 상태를 도시한 정면 사시도 및 배면 사시도이다.

도 3a, 도 3b에 도시된 접합철물을 사용하여 폐단면 경량형강을 서로 결합하기 위해서는, 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 웨브, 플랜지 및 립 대응부(211, 212, 213)에 의해 형성되는 절곡 공간의 일측으로 도 2에 도시된 폐단면 경량형강(120)을 끼워 넣는다. 그러면, 폐단면 경량형강(120)의 웨브(121)는 접합부(210)의 웨브 대응부(211)에, 플랜지(122)는 플랜지 대응부(212)에, 립(123)은 립 대응부(213)에 각각 밀착하여 대응한다. 이 상태에서 각각의 구멍(214)에 스크루(230)를 넣고 조임으로써, 접합철물(200)과 폐단면 경량형강(120)이 접합된다. 이와 동일한 방법으로 절곡 공간의 타측에도 폐단면 경량형강(120)을 끼워 넣고 스크루(230)로 접합한다. 이로써, 2개의 폐단면 경량형강(120)이 접합철물(200)에 의해 둔각을 가지면서 견고하게 접합된다.

도 5는 도 4a, 도 4b에 도시된 바와 같이 접합철물로 접합되는 폐단면 경량형강을 이용하여 골조를 구성한 구성 사시도이다.

도 4a, 도 4b와 같이 접합철물에 의해 접합되는 폐단면 경량형강을 사용하여 창고 등과 같은 건축물의 골조를 구성하기 위해서는, 도 5에 도시된 바와 같이 지면에 고정되는 고정철물(240)에 기둥의 역할을 하는 폐단면 경량형강(120a)을 접합부재(250)를 사용하여 고정한다. 그런 다음, 기둥의 폐단면 경량형강(120a)과 상현재의 역할을 하는 폐단면 경량형강(120b)을 도 4a, 도 4b와 같은 형태로 접합철물(200)을 사용하여 접합한다. 그리고, 2개의 폐단면 경량형강(120b)을 다른 둔각을 갖는 접합철물(200a)을 사용하여 접합한다. 이렇게 함으로써, 지면에 고정되는 프레임(300)이 완성된다.

이러한 방법으로 필요로 하는 부분에 프레임(300)을 고정하고, 이러한 프레임(300)을 도 1a, 도 1b와 같은 ㄷ-형 경량형강 또는 다른 부재를 사용하여 연결 고정함으로써 건축물의 골조가 완성된다.

앞서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명의 접합철물은 절곡 형식을 적용하여 비교적 간단하게 제작할 수 있을 뿐만 아니라, 그 형상이 폐단면 경량형강의 접합에 적합하여 구조부재로 사용되는 폐단면 경량형강의 구조성능을 향상시키는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 접합철물은 스크루를 이용하여 폐단면 경량형강을 접합하기 때문에 적은 인력으로 원하는 건축물의 골조를 빠른 시간내에 시공할 수 있다.

또한, 본 발명의 접합철물은 건축물의 골조시공시에 용도에 따라 다양한 형태로 변형하여 여러 형태의 골조를 구성할 수 있으므로 매우 경제적이다.

이상에서 본 발명의 폐단면 경량형강용 접합철물 및 이를 이용한 골조에 대한 기술사항을 첨부도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다.

또한, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않고 첨부한 특허청구의 범위내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.

도 1a는 종래기술에 따른 립 ㄷ-형 경량형강을 나타낸 사시도이고,

도 1b는 종래기술에 따른 경 ㄷ-형 경량형강을 나타낸 사시도이고,

도 2는 본 발명에 이용되는 폐단면 경량형강을 나타낸 사시도이고,

도 3a는 본 발명의 한 실시예에 따른 폐단면 경량형강용 접합철물을 정면에서 도시한 정면 사시도이고,

도 3b는 도 3a에 도시된 접합철물을 배면에서 도시한 배면 사시도이고,

도 4a 및 도 4b는 도 3a, 도 3b에 도시된 접합철물을 사용하여 폐단면 경량형강을 서로 결합한 상태를 도시한 정면 사시도 및 배면 사시도이고,

♠ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ♠

120, 120a, 120b : 폐단면 경량형강

121 : 웨브 122 : 플랜지

123 : 립 124 : 연장부

200, 200a : 접합철물 210 : 접합부

211 : 웨브 대응부 212 : 플랜지 대응부

213 : 립 대응부 214 : 구멍

220 : 보강부 230 : 스크루

240 : 고정철물 250 : 접합부재

300 : 프레임

Claims

립 ㄷ-형 경량형강의 플랜지에 형성된 립에서 연장하는 연장부가 웨브쪽으로 회귀된 상태에서 상기 연장부의 단부가 상기 웨브의 적절한 위치에 접합되어 폐쇄형 단면을 구성하는 경량형강을 서로 접합하는 접합철물에 있어서,

상기 경량형강의 웨브, 플랜지를 감싸는 대응부가 마련되고 길이 방향으로 복수개의 구멍이 형성되며 일측 단부가 경사진 접합부,

상기 단부를 기준으로 'V'자 형태로 대칭되게 결합된 접합부의 내측면에 상기 웨브 대응부와 평행하게 설치되는 복수개의 보강부, 및

상기 플랜지 대응부의 끝에서 내측 방향으로 상기 웨브 대응부와 평행하게 절곡되어 상기 경량형강의 립을 감싸는 립 대응부를 포함하는 폐단면 경량형강용 접합철물.
제1항에 있어서, 상기 보강부는 상기 접합부의 내각과 동일한 각을 갖도록 두 변이 형성되고, 다른 한 변이 상기 접합부의 내측 대각선과 동일한 길이를 갖는 삼각형태인 것을 특징으로 하는 폐단면 경량형강용 접합철물.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 보강부의 내각은 예각, 직각 또는 둔각 중의 어느 하나인 것을 특징으로 하는 폐단면 경량형강용 접합철물.
건축물의 골조에 있어서,

립 ㄷ-형 경량형강의 플랜지에 형성된 립에서 연장하는 연장부가 웨브쪽으로 회귀된 상태에서 상기 연장부의 단부가 상기 웨브의 적절한 위치에 접합되어 폐쇄형 단면을 구성하는 다수의 폐단면 경량형강을 청구항 1에 기재된 접합철물로 서로 접합하여 구성한 것을 특징으로 하는 건축물의 골조.