KR100588193B1 - Hybrid Structere System of Steel and Reinforced Concrete for Slim Floor System and Construction Method thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 건축물에서 슬래브 및 보가 차지하는 두께를 줄여 전체 층고를 저감할 수 있도록 하는 복합 구조 시스템에 관한 개선된 기술이 개시된다. 본 발명은 보 부재 없이 기둥과 슬래브 만으로 이루어지는 플랫 슬래브 시스템을 적용하여 전체 층고를 낮출 수 있도록 하되 이러한 플랫 슬래브 시스템에서 문제가 될 수 있는 기둥 슬래브 접합부 부위의 펀칭 전단(punching shear)에 대한 저항 능력을 높이고 슬래브 플레이트의 강성을 증가시킬 수 있음으로써 구조적으로 안정적이면서 층고의 저감 효과가 뛰어난 철골 철근콘크리트 합성 구조 시스템을 제공하는 것을 목적으로 하는 발명으로서, 이를 위하여 본 발명은 철골부재를 수직으로 입설하여 된 기둥철골과 상기 기둥철골의 주위 또는 내부에 타설된 기둥 콘크리트를 포함하는 다수개의 기둥 구조체; 상기 기둥철골의 소정 높이에 접합되는 철골 부재로서, 인접하는 기둥철골들을 연결할 수 있도록 수평으로 설치되는 이렉션거더; 상기 이렉션거더의 상, 하부에 배치되는 슬래브 철근; 및, 상기 이렉션거더 및 상기 슬래브 철근을 감싸도록 타설된 슬래브 콘크리트;를 포함하여 이루어지는 철골 및 철근콘크리트 복합 구조 시스템을 특징적인 기술 구성으로서 제공한다.The present invention discloses an improved technique for a composite structural system that enables reducing the overall floor height by reducing the thickness occupied by slabs and beams in buildings. The present invention is to reduce the overall height by applying a flat slab system consisting of only the column and the slab without the beam member, but the ability to resist the punching shear of the column slab joint site that can be a problem in such a flat slab system The present invention aims to provide a steel reinforced concrete composite structural system that is structurally stable and has an excellent effect of reducing layer height by increasing the rigidity of a slab plate, and for this purpose, the present invention provides a structure in which a steel member is placed vertically. A plurality of pillar structures including pillar steel and pillar concrete poured into or around the pillar steel; As the steel frame member joined to a predetermined height of the pillar steel frame, the traction girder horizontally installed to connect the adjacent pillar steel frame; A slab reinforcing bar disposed above and below the traction girder; And, the slab concrete is poured to surround the traction girder and the slab reinforcement; provides a steel frame and reinforced concrete composite structure system comprising a characteristic technical configuration.

철골, 철근콘크리트, 복합 구조, 슬림 플로어Steel frame, reinforced concrete, composite structure, slim floor

Description

슬림형 바닥 시스템을 위한 철골 및 철근콘크리트 복합 구조 시스템 및 이의 시공 방법 {Hybrid Structere System of Steel and Reinforced Concrete for Slim Floor System and Construction Method thereof} Hybrid Structere System for Steel and Reinforced Concrete for Slim Floor System and Construction Method             

도1은 본 발명에 따른 복합 구조 시스템의 전체적인 내부 구성을 나타내기 위하여 슬래브 콘크리트 일부를 절개한 사시도이다.1 is a perspective view of a cut portion of the slab concrete to show the overall internal configuration of a composite structural system according to the present invention.

도2는 본 발명에 따른 복합 구조 시스템에서 이렉션거더로서 T 형강을 사용한 경우를 예시해 보여주는 도면이다.2 is a view illustrating a case in which a T-shaped steel is used as the traction girders in the composite structure system according to the present invention.

도3은 본 발명에서 T 형강을 사용하여 이루어진 이렉션거더에 대한 구체예들을 도시한 도면이다.3 is a view showing embodiments of an traction girder made using a T-beam in the present invention.

도4는 본 발명의 복합 구조 시스템에서 이렉션거더와 기둥철골과의 접합 상세에 대한 일예를 도시한 사시도이다.Figure 4 is a perspective view showing an example of the joining details of the traction girders and pillar steel in the composite structure system of the present invention.

도5는 본 발명의 복합 구조 시스템에서 슬래브 철근이 정착 고정되는 방식을 예시해 보여주는 도면이다.5 is a view illustrating a manner in which the slab reinforcement is fixed in the composite structure system of the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

10 : 기둥 구조체 12 : 기둥철골10: pillar structure 12: pillar steel

14 : 기둥 콘크리트 16 : 기둥 철근14 pillar concrete 16 pillar reinforcement

18 : 접합 앵글 20 : 이렉션거더18: joining angle 20: the traction girder

30 : 슬래브 철근 40 : 슬래브 콘크리트30: slab reinforced 40: slab concrete

본 발명은 건축물에서 슬래브 및 보가 차지하는 두께를 줄여 전체 층고를 저감할 수 있도록 하는 슬림형 플로어에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 보 부재 없이 기둥과 슬래브 만으로 이루어지는 플랫 슬래브 시스템을 적용하여 전체 층고를 낮출 수 있도록 하되 이러한 플랫 슬래브 시스템에서 문제가 될 수 있는 기둥 슬래브 접합부 부위의 펀칭 전단(punching shear)에 대한 저항 능력을 높이고 슬래브 플레이트의 강성을 증가시킬 수 있음으로써 구조적으로 안정적이면서 층고의 저감 효과가 뛰어난 철골 철근콘크리트 합성 구조 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a slim floor that can reduce the overall floor height by reducing the thickness occupied by the slab and beam in a building, and more specifically, to lower the overall floor height by applying a flat slab system consisting of only columns and slabs without beam members However, the steel rebar is structurally stable and can reduce the height of the floor by increasing the resistance to punching shear and increasing the stiffness of the slab plate, which may be a problem in the flat slab system. A concrete composite structural system.

토지의 효율적 사용에 대한 요구 및 건설 시공 기술의 발전 등에 따라 근래에 건축되는 건축물들은 대부분 복수개의 층으로 적층 구성되는 다층 건축물로 설계 시공되고 있으며, 도시 건축물을 중심으로 이러한 고층화 현상이 두드러지게 나타나고 있다. 또한, 최근 건설된 고층 건물들은 기존의 철근콘크리트 구조 형식에 비하여 경량화, 공기단축, 연성확보 등의 면에서 유리한 철골구조 또는 철골 철근 콘크리트 구조(SRC) 형식으로 건설되고 있으며, 그 주 용도로는 사무소 건물, 대형 판매시설 뿐만 아니라 아파트 및 주상복합시설 등과 같은 주거용 건축물에로도 확대되고 있는 추세이다. 이러한 주상복합 또는 고층 주거형 건물에 있어서 층고는 경제적인 관점에서 매우 중요한 인자로 취급되어 왔으며 이의 최소화를 위한 기술적 해결이 특히 요구되고 있다. 뿐만 아니라 과거 20년 전부터 공급된 고층건물(10층 ~ 25층)들의 리노베이션(renovation) 붐에 따라 현 거주자들의 다양한 취향에 대응할 수 있는 가변성이 확보된 구조, 즉 평면변경이 용이한 구조 시스템에 대한 요구가 증대되고 있는 실정이라 할 수 있다. In recent years, due to the demand for efficient use of land and the development of construction technology, most of the buildings are designed and constructed as multi-layered buildings composed of a plurality of floors. . In addition, recently constructed high-rise buildings are being constructed in steel frame or steel reinforced concrete structure (SRC), which is advantageous in terms of weight reduction, air shortening, and ductility, compared to existing reinforced concrete structures. In addition to buildings and large-scale sales facilities, it is also expanding to residential buildings such as apartments and residential complexes. In such residential or multi-story residential buildings, the floor height has been treated as a very important factor from an economic point of view, and a technical solution for minimizing it is particularly required. In addition, according to the boom of renovation of high-rise buildings (10 ~ 25 floors) supplied from the past 20 years ago, it is possible to adapt the structure to the various residents' tastes. The demand is increasing.

이에 상기와 같은 요구를 충분히 만족시키면서 고층 건물의 층고를 줄이기 위한 슬림형 바닥 시스템에 대한 연구가 종래로부터 다양한 방면에서 진행되어 왔으며 플랫 슬래브(Flat Slab) 형식의 바닥 시스템 역시 이러한 슬림형 플로어(Slim Floor)를 위해 적용될 수 있는 슬래브 구조 시스템의 하나로서 널리 알려져 있다. 상기와 같은 플랫 슬래브 형식은 슬래브를 구성함에 있어 보 부재를 사용함이 없이 바닥 슬래브와 기둥부재(또는 내력벽)만으로 구성하고 슬래브 상에 가해지는 하중을 직접 기둥에 전달하는 평판 슬래브 구조로서, 이러한 플랫 슬래브 시스템에 의하면 슬래브 하부를 지지하는 보 부재를 생략함으로써 층고를 상당히 감소시킬 수 있는 효과가 있음은 물론, 일정한 천정고가 유지되므로 칸막이 벽의 이동 설치가 용이하여 실내 공간의 가변성 확보에도 유리하며, 그 시공면에 있어서도 거푸집 형상이 단순하여 시공 능률이 향상되는 것과 같은 장점을 기대할 수 있게 된다. Therefore, the research on the slim floor system to reduce the height of a high-rise building while fully satisfying the above requirements has been conducted in various ways from the past, and the flat slab type floor system also uses such a slim floor. It is widely known as one of the slab structural systems that can be applied for the purpose. The flat slab type described above is a flat slab structure composed of only a bottom slab and a column member (or bearing wall) without using a beam member in constructing a slab, and directly transferring a load applied on the slab to a column. According to the system, it is possible to considerably reduce the height of the floor by omitting the beam member supporting the lower part of the slab, and to maintain the constant ceiling height, it is easy to move and install the partition wall, which is advantageous for securing the variability of the interior space. In the face, the formwork is simple, and the advantages, such as construction efficiency, can be expected.

그러나 한편으로, 상기와 같은 플랫 슬래브 시스템의 경우 보 부재 없이 슬래브 만으로 이루어지는 관계로 통상의 보-슬래브 시스템에 비하여 경간(span)에 대한 한계가 있고 슬래브의 강성 확보를 위해 슬래브 두께가 상당히 증가하여 콘크리트 소요량 및 건물의 자중면에서 불리하며 또한 고층 건물에 적용할 경우 횡력 지지능력이 떨어진다는 단점을 가지고 있다. 아울러, 슬래브와 기둥 부재가 만나는 접합부인 기둥의 주두부(柱頭部)에서는 기둥 주변을 따라 발생하는 응력 집중에 의해 펀칭 전단이 발생할 우려가 있다는 단점을 가지고 있어 이에 대한 적절한 보강을 필요로 하며, 나아가 철골 또는 철골 철근콘크리트 구조에 이러한 플랫 슬래브 시스템을 적용할 경우 철골 세우기 공정에 있어서 접합부 처리에 대한 부가적인 비용 및 공정이 추가되어야만 한다는 단점들을 가지고 있는 바 전술한 것과 같은 여러 장점들에도 불구하고 실제 현장에서 거의 적용되지 못하고 있는 실정이었다. On the other hand, in the case of the flat slab system as described above, since the slab only has no beam member, there is a limit on span compared to the conventional beam-slab system, and the slab thickness is significantly increased to secure the stiffness of the concrete. It is disadvantageous in terms of requirements and self-weight of buildings, and has a disadvantage in that the lateral force support capacity is poor when applied to high-rise buildings. In addition, the main head of the column, which is the junction where the slab and the column member meet, has a disadvantage in that punching shear may occur due to stress concentration occurring along the column periphery, and thus, appropriate reinforcement is required. The application of this flat slab system to steel or steel reinforced concrete structures has the disadvantages of adding additional cost and processing to the joint processing in the steel-building process. It was hardly applied in the situation.

따라서, 고층 주거형 또는 주상 복합형 건물에 있어 특히 요구되는 경제성과 구조적 안전성, 시공성의 향상을 고려한 낮은 층고의 실현 및 실내 가변성 확보 등을 함께 만족시킬 수 있는 바닥 시스템의 개발이 절실히 요청되고 있는 실정이었는 바, 이에 본 발명자들은 이를 위한 연구에 노력한 결과, 기존 철근콘크리트 플랫 슬래브 시스템을 철골 구조에 적용시켜 양 기술이 갖는 장점들은 살림과 동시에 이들 양 시스템의 결합에 있어서 나타날 수 있는 기술적 난점들을 효과적으로 해결한 새로운 형식의 슬림형 바닥 시스템을 개발하게 되었다. Therefore, there is an urgent need for the development of a flooring system that can satisfy both the economical, structural safety, low floor height considering the improvement of construction properties and securing room variability, which are especially required for high-rise residential or residential complex buildings. Therefore, the present inventors endeavored to study for this, and by applying the existing reinforced concrete flat slab system to the steel structure, the advantages of both technologies can be effectively solved the technical difficulties that may appear in the combination of both systems. A new type of slim floor system was developed.

본 발명은 상기한 바와 같은 기존 철골구조 바닥시스템이 갖는 문제점을 개선하기 위해 안출된 것으로서, 구체적으로 본 발명은 바닥 슬래브를 구성함에 있어 보 부재를 사용하지 않음으로써 고층 건물에 대한 층고를 효과적으로 저감시킬 수 있도록 하되, 이에 따라 문제가 되는 기둥-슬래브 접합부에서의 펀칭 전단, 경간의 한계, 철골기둥의 세우기 공정에 대한 어려움 등의 기술적 문제점을 해결할 수 있어 고층 주상복합 건물 등에 특히 바람직하게 적용할 수 있는 새로운 형태의 복합 구조 시스템을 제공하는 것을 그 기술적 과제로 한다.
The present invention is devised to improve the problems with the existing steel structure flooring system as described above, specifically, the present invention can effectively reduce the height of a high-rise building by not using a beam member in constructing the floor slab. It is possible to solve the technical problems such as the punching shear at the column-slab joint, the limit of the span, the difficulty of the steel pillars erecting process, which can be applied particularly preferably to high-rise residential buildings. It is a technical task to provide a new type of complex structural system.

상기와 같은 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은, 철골부재를 수직으로 입설하여 된 기둥철골과 상기 기둥철골의 주위 또는 내부에 타설된 기둥 콘크리트를 포함하는 다수개의 기둥 구조체; 상기 기둥철골의 소정 높이에 접합되는 철골 부재로서, 인접하는 기둥철골들을 연결할 수 있도록 수평으로 설치되는 이렉션거더; 상기 이렉션거더의 상, 하부에 배치되는 슬래브 철근; 및, 상기 이렉션거더 및 상기 슬래브 철근을 감싸도록 타설된 슬래브 콘크리트;를 포함하여 이루어지는 철골 및 철근콘크리트 복합 구조 시스템을 특징적인 기술 구성으로서 제공한다.In order to achieve the above technical problem, the present invention provides a plurality of pillar structures including a pillar steel frame and a pillar concrete placed around or inside the pillar steel frame by vertically installing a steel frame member; As the steel frame member joined to a predetermined height of the pillar steel frame, the traction girder horizontally installed to connect the adjacent pillar steel frame; A slab reinforcing bar disposed above and below the traction girder; And, the slab concrete is poured to surround the traction girder and the slab reinforcement; provides a steel frame and reinforced concrete composite structure system comprising a characteristic technical configuration.

상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명은 기존의 일반적인 철골구조에서 비교적 높은 춤의 거더로 인하여 층고가 높아지는 문제점에 대하여 기존의 철골조에 콘크리트 플랫 슬래브 시스템을 도입함으로써 적극적으로 층고를 낮출 수 있도록 하되, 이와 같은 철골조와 콘크리트 플랫 슬래브를 복합 적용함에 의하여 발생할 수 있는 기둥부의 펀칭 전단, 슬래브 철근의 정착 문제, 기둥 세우기 공정에서의 어려움, 경간의 한계와 같은 문제점들은 하중을 지지하는 기존의 철골 거더를 춤이 낮은 지지보(이렉션 거더; erection girder)의 개념으로 전환, 이 이렉션 거더가 콘크리트 슬래브 상,하부 철근 사이에 배치되도록 한 구성에 의하여 해결될 수 있도록 함을 그 주요한 기술 특징으로 하고 있는 것이다. The present invention made of the above configuration is to reduce the height of the floor actively by introducing a concrete flat slab system in the existing steel frame for the problem that the height of the floor due to the relatively high dance girders in the existing general steel structure, such as Problems such as punching shear of column, fixing of slab reinforcement, difficulty in laying pillar, and limit of span can be caused by the combination of steel frame and concrete flat slab. Its main technical feature is to convert it to the concept of an erection girder, which can be solved by a configuration in which the girder is placed between the upper and lower reinforcing bars of a concrete slab.

즉, 본 발명은 상기에서 설명한 바와 같이 철골부재인 이렉션거더가 기둥철골에 일체로 접합된 상태로 슬래브 콘크리트 내에 매립 설치되도록 한 구성을 통하여, 이 이렉션거더가 기둥 슬래브 접합부에 작용하는 전단력에 대하여 전단 보강체로서의 역할을 수행하도록 함으로써 기존 플랫 슬래브 시스템에서의 문제점으로 지적되고 있던 펀칭 전단에 의한 취성 파괴에 대한 저항 성능을 확보할 수 있는 것이며, 또한 상기와 같은 이렉션거더는 철골 세우기 과정에서 기둥 철골들을 서로 연결시켜 주고 있는 것인 바, 슬래브 콘크리트의 타설 전까지 철골 기둥들이 흔들리지 않고 처음 설치된 수직도를 유지할 수 있도록 함으로써 철골 세우기 공정에 대한 어려움을 감소시킬 수 있게 되는 것이다. That is, according to the present invention, the elongation girder is installed in the slab concrete in a state in which the elongation girder, which is a steel member, is integrally bonded to the column steel, so that the elongation girder acts on the shear force acting on the column slab joint. By acting as a shear reinforcement, it is possible to secure the resistance performance against brittle fracture due to punching shear, which has been pointed out as a problem in the existing flat slab system. It is to connect the pillar steels to each other, it is possible to reduce the difficulty of the steel construction process by maintaining the vertically installed vertically without shaking the steel pillars before the slab concrete is placed.

나아가, 기존의 플랫 슬래브의 경우 슬래브 플레이트의 지지가 기둥에 의해서만 이루어짐으로써 하중이 기둥 주두부에 집중되는 구조적으로 불리한 점이 있었음에 비하여, 본 발명의 경우 기둥 사이에 걸쳐 설치된 이렉션거더의 구성으로 인하여 상기 이렉션거더가 지지보의 역할도 함께 수행할 수 있으므로 슬래브의 지지 가 4변 지지와 같은 상태를 가지게 됨으로써 슬래브의 휨 강성이 증대되는 것은 물론 기존 플랫 슬래브 시스템에서의 단점으로 지적되었던 경간(span)의 제한을 상당히 완화할 수 있게 된다.Furthermore, in the case of the conventional flat slab, since the support of the slab plate is made only by the pillar, there is a structural disadvantage in that the load is concentrated on the head of the pillar, in the case of the present invention, due to the configuration of the traction girder installed between the pillars As the girder girder can also serve as a support beam, the support of the slab has the same state as the four-sided support, thereby increasing the bending rigidity of the slab as well as the span that has been pointed out as a disadvantage in the existing flat slab system. ) Can be significantly relaxed.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 상기와 같은 본 발명의 기술적 개념이 바람직하게 구현된 실시예와 함께 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

도1은 본 발명에 따른 복합 구조 시스템에 대한 구성을 도시한 사시도로서, 상기 도면에 도시된 바와 같이 본 발명은 전체적으로 철골부재를 수직으로 입설하여 된 기둥철골(12)과 기둥 콘크리트(14)를 포함하는 다수개의 기둥 구조체(10); 상기 기둥철골(12)의 소정 높이에 접합되는 철골 부재로서, 인접하는 기둥철골(10)들을 연결할 수 있도록 수평으로 설치되는 이렉션거더(20); 상기 이렉션거더(20)의 상, 하부에 배치되는 슬래브 철근(30); 및, 상기 이렉션거더(20) 및 상기 슬래브 철근(30)을 감싸도록 타설된 슬래브 콘크리트(40);를 포함하여 이루어지는 것임을 알 수 있다.Figure 1 is a perspective view showing a configuration for a composite structural system according to the present invention, the present invention as shown in the figure is a pillar steel frame 12 and pillar concrete 14 by vertically placed steel frame members as a whole A plurality of pillar structures 10 including; As the steel frame member joined to a predetermined height of the column steel frame 12, the traction girder 20 is installed horizontally so as to connect the adjacent column steel frame (10); A slab reinforcing bar 30 disposed above and below the traction girder 20; And, the slab concrete 40 is poured to surround the traction girder 20 and the slab reinforcement 30, it can be seen that it comprises a.

먼저, 상기 기둥 구조체(10)는 각 층의 슬래브를 지지하며 이들 슬래브에서 작용하는 하중을 받아 기초부로 전달하는 통상의 기둥과 같은 역할을 하는 것으로서, 도시된 실시예에서는 상기 기둥 구조체(10)로서 중앙부에 기둥철골(12)을 배치하고 그 주위로 콘크리트를 타설함으로써 기둥 콘크리트(14) 내에 상기 기둥철골 (12)이 매립되게 한 형태로 되어 있다. 이 때, 상기 기둥 구조체(10)를 이루는 기둥 콘크리트(14) 내에는 도시된 바와 같이 기둥 철근(16)을 배치하여 기둥 내력을 보강하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 기둥철골(12)로는 통상적으로 기성 부재인 H 형강이 주로 사용될 수 있을 것이나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 기타 철골 또는 철골 철근콘크리트 구조에 있어서 사용되는 다른 형태의 철골 부재를 사용할 수도 있을 것이다. 나아가, 상기 기둥 구조체(10)에 사용되는 기둥철골(12)로는 전술과 같은 형강 부재뿐 아니라 강관 튜브를 사용함으로써 CFT(Concrete Filled steel Tube) 기둥 형식을 적용할 수도 있으며, 이 경우 상기 기둥 콘크리트는 강관 튜브의 내부에 타설된다. First, the pillar structure 10 supports the slabs of each layer and serves as a normal column that receives the loads acting on the slabs and transfers them to the foundation. In the illustrated embodiment, the pillar structures 10 are used as the pillar structures 10. The pillar steel 12 is disposed in the center portion and the concrete is poured around the pillar steel 14 so that the pillar steel 12 is embedded. At this time, it is preferable to reinforce the pillar strength by arranging the column reinforcement 16 in the pillar concrete 14 constituting the pillar structure 10 as shown. In addition, the pillar steel 12 may be used mainly H-shaped steel, which is usually a ready-made member, but is not necessarily limited thereto, and may also use other forms of steel members used in other steel or steel reinforced concrete structure. . Furthermore, the pillar steel 12 used in the pillar structure 10 may be applied to a concrete filled steel tube (CFT) column type by using a steel pipe tube as well as the shaped steel member as described above. It is poured inside the steel tube.

상기와 같이 철골부재로 된 기둥철골(12)과 콘크리트 재질의 기둥 콘크리트(14)로 이루어진 기둥 구조체(10)의 소정 높이(슬래브 형성 높이)에는 이렉션거더(20)가 접합 구성된다. 상기 이렉션거더(20)는 상기 기둥철골(12)에 접합되는 철골 부재로서, 이는 인접하는 기둥 구조체(10)들을 서로 연결하도록 그 끝단이 기둥철골(12)에 수평으로 접합되어진다. 또한, 상기와 같은 이렉션거더(20)는 통상의 철골 거더와 비교할 때 상당히 낮은 춤(대략 100㎜ ~ 150㎜)을 가지고 있음으로써 슬래브 플레이트 내에 매립되어 설치될 수 있도록 한다. As described above, the girder girder 20 is joined to a predetermined height (slab formation height) of the column structure 10 made of the pillar steel frame 12 made of the steel frame member and the pillar concrete 14 of the concrete material. The traction girder 20 is a steel frame member that is joined to the column steel frame 12, and the ends thereof are horizontally joined to the column steel frame 12 so as to connect adjacent column structures 10 to each other. In addition, the traction girder 20 as described above has a significantly lower dance (approximately 100 mm to 150 mm) compared to a conventional steel girder to be embedded in the slab plate.

이 때, 상기 이렉션거더(20)는 가장 간단하게로는 통상의 H 형강이 사용될 수 있을 것이며, 이외에도 하중의 크기나 분포 상태 등을 감안하여 구조체 내에서 요구되는 성능에 따라 다양한 형태의 철골 부재가 사용될 수 있을 것이다. 도1에 도시된 실시예에서는 이와 같은 이렉션거더(20)로서 가장 일반적인 H 형강을 사용한 경우를 예시하였으며, 도2과 도3에는 상기 이렉션거더(20)에 대한 다른 형태의 구체예들이 도시되어 있다.At this time, the traction girder 20 may be the most simple H-shaped steel can be used in the simplest, in addition to the steel member of various forms according to the performance required in the structure in consideration of the size of the load, the distribution state, etc. May be used. In the embodiment shown in Figure 1 illustrates the case of using the most common H-shaped steel as such the traction girder 20, Figures 2 and 3 show other embodiments of the traction girder 20 It is.

도2는 상기 이렉션거더(20)로서 일반적인 T 형강을 사용한 경우를 예시한 것으로 이와 같은 형태의 경우 H형강을 사용한 경우와는 달리 하부 플랜지가 없는 것이므로 슬래브 콘크리트의 타설시에 콘크리트 충진성의 면에서 다소 유리한 점을 가진다. 다만, 이와 같은 T 형강을 사용하게 되면 H형강에 비해 단면적이 감소하므로 기둥-슬래브 접합부에 있어 전단 저항 능력을 충분히 확보할 수 없는 경우도 있을 수 있는 바 이와 같은 때에는 도3에 도시된 것과 같이 상기 T형강으로 이루어진 이렉션거더(20)의 단부측에 추가의 보강 플레이트(22)를 부착 구성하는 것이 바람직하다. 이와 같은 보강 플레이트(22)는 상기 이렉션거더(20)의 전 길이에 걸쳐 설치할 수도 있겠지만 이보다는 전단력이 특히 문제가 되는 부분, 즉 기둥과 슬래브가 만나는 부분에 해당하는 이렉션거더(20)의 양 단부 부근에만 설치되어도 충분하다. 또한, 상기 보강 플레이트(22)는 요구되는 보강의 정도에 따라 플랜지의 일면 또는 양면 모두에 설치될 수 있으며, 여기서 상기 보강 플레이트(22)의 접합은 도시에서 알 수 있는 바와 같이 볼트 접합으로 하는 것이 적당하다.Figure 2 illustrates the case of using a general T-shaped steel as the traction girder 20, in the case of such a shape, unlike the case of using the H-shaped steel because there is no lower flange in terms of the concrete filling properties when placing slab concrete It has some advantages. However, the use of such a T-shaped steel reduces the cross-sectional area compared to the H-shaped steel, so there may be a case that the shear resistance ability in the column-slab joint may not be sufficiently secured. In this case, as shown in FIG. It is preferable that the additional reinforcement plate 22 is attached to the end side of the traction girder 20 made of T-shaped steel. Such a reinforcing plate 22 may be installed over the entire length of the traction girder 20, but rather than the portion of the girder girder corresponding to a portion where shear force is a problem, that is, a portion where the pillar and the slab meet. It may be sufficient to be installed only near both ends. In addition, the reinforcing plate 22 may be installed on one side or both sides of the flange according to the degree of reinforcement required, where the joining of the reinforcing plate 22 is a bolted joint as can be seen in the figure It is suitable.

한편, 상기와 같은 이렉션거더(20)를 기둥철골(12)에 접합함에 있어서는 기존에 적용되는 철골 부재 간의 접합 방식들, 예컨대 용접에 의한다든지 혹은 기둥철골에 별도의 가셋 플레이트가 부착된 상태로 제작하고 이를 통해 볼트 고정을 한 다든지 하는 방식들이 적용될 수 있을 것이며 이에 대한 특별한 제약은 없을 것이다. 다만, 본 실시예에서는 접합의 편의성 및 경제성의 관점에서 위와 같은 이렉션거더(20)와 기둥철골의 바람직한 접합 방식으로서 접합 앵글(18)을 사용한 경우을 예시하고 있으며, 이 경우 도4에 도시된 바와 같이 상기 접합 앵글(18)들 사이에 이렉션거더(20)가 끼워지도록 고정하고 이 접합 앵글(18)의 다른 면을 기둥철골(12)에 고정함으로써 접합이 이루어질 수 있다. 이 때, 상기 접합 앵글(18)과 이렉션거더(20) 및 기둥철골(12)들 간의 고정은 도시된 바와 같이 볼트 접합으로 하는 것이 적당하다. On the other hand, in joining the above-mentioned traction girder 20 to the column steel 12, the conventional methods of joining between the steel members, such as by welding or by a separate gasset plate attached to the column steel Fabrication and bolting may be applied and there will be no particular limitations. However, the present embodiment illustrates a case in which the joining angle 18 is used as the preferred joining method of the above-mentioned elongation girder 20 and the column steel in view of the convenience and economy of the joining, in this case as shown in FIG. As described above, the joining girder 20 may be fixed between the joining angles 18 and the other side of the joining angle 18 may be fixed to the pillar steel 12. At this time, the fixing angle between the joining angle 18, the traction girders 20 and the pillar steel 12 is suitably bolted as shown.

상기 슬래브 철근(30)은 철근 콘크리트 구조에 있어 콘크리트 슬래브를 보강하기 위하여 콘크리트 내에 배근되는 통상의 철근에 해당하는 것으로 본 발명에 있어서 상기 슬래브 철근(30)은 도1에 도시된 바와 같이 상기 이렉션거더(20)의 상, 하부에 위치하도록 배근된다. 이와 같이 본 발명의 경우 상기 이렉션거더(20)를 설치함에 있어서 슬래브 철근(30)의 상부근(32)과 하부근(34) 사이에 배치하여 전체 슬래브 플레이트 두께 내에 위치하도록 하고 있는 바, 상기 이렉션거더(20)의 설치로 인한 슬래브 두께에의 영향이 없는 것이므로 전체 층고의 저감 효과를 가질 수 있게 되는 것이다. 아울러, 상기 이렉션거더(20)는 슬래브 철근(30)의 배근과의 관계에 있어서 상부근(32)과 하부근(34)이 일정간격을 유지할 수 있게 하는 스페이서(spacer) 또는 철근 받침대로서의 역할을 가지게 됨으로써 배근 작업이 상당히 용이하게 되는 효과도 함께 기대할 수 있다. The slab reinforcing bar 30 corresponds to a conventional reinforcing bar in the concrete to reinforce the concrete slab in the reinforced concrete structure in the present invention, the slab reinforcing bar 30 is shown in Figure 1 It is arranged to be located above and below the girder 20. As described above, in the case of the present invention, the installation girder 20 is disposed between the upper and lower bars 32 and 34 of the slab reinforcing bar 30 so as to be positioned within the entire slab plate thickness. Since there is no influence on the slab thickness due to the installation of the traction girders 20, it is possible to have an effect of reducing the overall height. In addition, the traction girder 20 serves as a spacer or reinforcing bar for allowing the upper bar 32 and the lower bar 34 to maintain a constant interval in relation to the reinforcement of the slab rebar 30. It can be expected to have the effect of making the reinforcement work considerably easier.

그리고, 상기와 같은 슬래브 철근(30)의 배근에 있어서 중요하게 고려되어야 할 사항의 하나로 철근의 정착 및 이에 의한 슬래브 구조체와 기둥 구조체 간의 견고한 일체성 확보를 들 수 있다. 본 발명에서는 이와 같은 슬래브 철근(30)의 정착 방법으로서 도5의(a)에 도시된 것과 같이 슬래브 철근(30) 단부를 직각으로 절곡하고 이 절곡된 부위가 기둥 콘크리트(14) 내에 고착되도록 하는 방식과, 도5의(b)에 도시된 것과 같이 철근의 단부를 기둥철골(12)에 용접 접합하는 방식을 제안하고 있다. 상기 도5의(a)에 도시된 정착 방식의 경우 철근 콘크리트 구조에 있어 일반적으로 적용되는 정착 방식으로서 여기서 적용되는 철근의 정착 길이 역시 통상의 길이(인장철근의 경우 40d, 압축철근의 경우 25d) 이상을 갖도록 설치하도록 한다. 그리고, 상기 슬래브 철근(30)을 기둥철골(12)에 용접하는 방식의 경우 통상의 아크 용접 방식에 의해 철근 단부를 용접함으로써 이루어질 수 있으며, 이 때 도5의(b)에 도시된 것과 같이 슬래브 철근(30)의 단부를 직각으로 절곡하고 이 절곡된 부위를 통해 용접 접합을 하게 되면 용접 길이의 증가에 따라 더욱 견고한 정착을 기대할 수 있다. 또한 상기와 같이 슬래브 철근의 단부를 절곡하는 경우에 있어서는 도5의(b)에 도시된 것과 같이 상부근은 상향 절곡하고 하부근은 하향 절곡하게 되면 철근 배근 및 용접 작업의 편의성을 더욱 증대시킬 수 있게 된다.In addition, one of the important considerations in the reinforcement of the slab reinforcing bar 30 as described above is the fixing of the reinforcing bar and thereby securing a solid integrity between the slab structure and the column structure. In the present invention, as the fixing method of the slab reinforcing bar 30, as shown in Figure 5 (a) is bent at the end of the slab reinforcing bar 30 at a right angle so that the bent portion is fixed in the column concrete 14 The method and the method of welding the end part of the reinforcing bar to the column steel 12 as shown in FIG. 5 (b) are proposed. In the case of the fixing method shown in (a) of FIG. 5, the fixing method is generally applied in the reinforced concrete structure, and the fixing length of the reinforcing bars used here is also the normal length (40d for tensile rebar and 25d for compressed steel) Install it as above. And, in the case of the method of welding the slab reinforcing bar 30 to the column steel frame 12 can be made by welding the reinforcing bar end by a conventional arc welding method, at this time, as shown in Figure 5 (b) When the end of the reinforcing bar 30 is bent at a right angle and welded through the bent portion, it is possible to expect a more firm fixing as the welding length increases. In addition, in the case of bending the end of the slab reinforcement as described above, as shown in Fig. 5 (b), the upper bar is bent upward and the lower bar is bent downward can further increase the convenience of reinforcement and welding work. Will be.

상기와 같은 이렉션거더(20) 및 슬래브 철근(30)의 상,하부로는 이들을 감싸도록 슬래브 콘크리트(40)가 타설되며 이로써 본 발명에 따른 복합 구조 시스템이 이루어진다. 상기 슬래브 콘크리트(40)는 슬래브 철근(30)에 대한 소정의 피복 두 께 이상을 확보할 수 있도록 하며, 전술한 것과 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 경우 약 200㎜ 내지 250㎜ 정도의 슬래브 두께로서 시공할 수 있게 되는 바, 기존의 철골 구조에 비하여 그 층고를 상당히 감소시킬 수 있게 된다. The upper and lower portions of the traction girder 20 and the slab reinforcement 30 as described above is poured into the slab concrete 40 so as to surround them, thereby making a composite structural system according to the present invention. The slab concrete 40 is to ensure more than a predetermined coating thickness for the slab reinforcing bar 30, in the case of the present invention made of a configuration as described above constructed as a slab thickness of about 200mm to 250mm As a result, it is possible to significantly reduce the height of the structure compared to the existing steel structure.

다음으로는 상기와 같은 본 발명의 슬림형 바닥 시스템을 위한 철골 및 철근콘크리트 복합 구조 시스템을 시공하는 방법에 대하여 간략히 설명한다.Next, a brief description will be given of a method for constructing a steel frame and reinforced concrete composite structure system for the slim floor system of the present invention as described above.

본 발명에 따른 복합 구조 시스템을 시공함에 있어서는 먼저 바닥 평면상의 소정위치에 H형강을 수직으로 입설하여 기둥철골을 설치한다. 이와 같이 기둥철골이 설치되면 설치된 기둥철골의 수직도를 맞춘 후 상기 기둥철골의 소정 높이에 철골부재를 수평으로 접합하여 이렉션 거더를 설치하게 된다. 다음으로 상기와 같이 설치된 기둥철골의 주위에는 기둥철근을 배근하고 이 기둥철골과 기둥철근의 주위에 기둥 거푸집을 설치한다. 상기와 같이 기둥 거푸집이 설치되면 슬래브 거푸집을 설치하고 이 슬래브 거푸집 상부에 슬래브 철근을 배근하게 되는데, 이 때, 슬래브 철근의 배근에 있어서는 앞서 본 바와 같이 상, 하부 철근 사이에 이렉션거더가 위치할 수 있도록 배근한다. 이상과 같이 하여 슬래브 철근의 배근 작업까지 완료되면 상기 기둥 거푸집의 내부와 상기 슬래브 거푸집의 상부에 콘크리트를 타설하고 소정 기간 양생한 후 상기 기둥 거푸집 및 상기 슬래브 거푸집을 해체함으로써 본 발명에 따른 슬림형 바닥 시스템을 위한 철골 및 철근콘크리트 복합 구조 시스템을 완성하게 된다. In constructing the composite structural system according to the present invention, first, the H-beam is vertically installed at a predetermined position on the floor plane to install the column steel frame. When the column steel frame is installed in this way, the vertical girder of the installed column steel frame is aligned, and then the steel girders are horizontally bonded to a predetermined height of the column steel frame to install the girder. Next, the column reinforcement is arranged around the column steel frame installed as described above, and the column formwork is installed around the column steel frame and the column reinforcement. When the column formwork is installed as described above, the slab formwork is installed and the slab reinforcing bar is placed on the upper part of the slab formwork. I'm going to work out. As described above, when the reinforcement work of the slab reinforcing bar is completed, the concrete is placed in the interior of the pillar formwork and the upper portion of the slab formwork, and cured for a predetermined period of time, after which the pillar formwork and the slab formwork are dismantled according to the present invention. The steel frame and reinforced concrete composite structure system will be completed.

이상에서 본 발명은 기재된 실시예에 의하여 상세히 설명되었으나, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기에서 설명된 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 부가 및 변형이 가능할 것임은 당연한 것으로, 이와 같은 변형된 실시 형태들 역시 아래에 첨부한 특허청구범위에 의하여 정하여지는 본 발명의 보호 범위에 속하는 것으로 이해되어야 할 것이다.Although the present invention has been described in detail by the embodiments described above, those skilled in the art to which the present invention pertains will be capable of various substitutions, additions and modifications without departing from the technical spirit described above. Naturally, such modified embodiments should also be understood as belonging to the protection scope of the present invention as defined by the appended claims.

상기와 같이 상세하게 설명된 본 발명에 따르면, 바닥 슬래브를 구성함에 있어 보 부재를 사용하지 않음으로써 고층 건물에 대한 층고를 효과적으로 저감시킬 수 있으며, 아울러 플랫 슬래브 시스템을 적용함에 있어 문제가 되는 기둥-슬래브 접합부에서의 펀칭 전단, 경간의 한계, 철골기둥의 세우기 공정에 대한 어려움 등의 기술적 문제점들을 해결할 수 있는 새로운 형태의 복합 구조 시스템이 제공될 수 있으며, 이에 따라 고층 건물 건축의 경제성 향상과 건설 기술력을 향상시킬 수 있는 효과를 기대할 수 있다. According to the present invention described in detail as described above, by not using the beam member in the construction of the floor slab can effectively reduce the height of the high-rise building, and also a problem in applying a flat slab system- A new type of complex structural system can be provided to solve the technical problems such as punching shear at the slab joint, limit of span, and difficulty in laying steel column, thereby improving economic efficiency and construction technology of high-rise building construction. You can expect the effect to improve the.

Claims (14)

철골부재를 수직으로 입설하여 된 기둥철골과 상기 기둥철골의 주위 또는 내부에 타설된 기둥 콘크리트를 포함하는 다수개의 기둥 구조체;A plurality of pillar structures including a pillar steel frame vertically placed in a steel frame member and pillar concrete poured around or inside the pillar steel frame; 상기 기둥철골의 소정 높이에 접합되는 철골 부재로서, 인접하는 기둥철골들을 연결할 수 있도록 수평으로 설치되는 이렉션거더;As the steel frame member joined to a predetermined height of the pillar steel frame, the traction girder horizontally installed to connect the adjacent pillar steel frame; 상기 이렉션 거더의 상, 하부에 배치되는 슬래브 철근; 및,A slab reinforcing bar disposed above and below the traction girder; And, 상기 이렉션 거더 및 상기 슬래브 철근을 감싸도록 타설된 슬래브 콘크리트;Slab concrete that is poured to surround the traction girder and the slab rebar; 를 포함하여 이루어지는 슬림형 바닥 시스템을 위한 철골 및 철근콘크리트 복합 구조 시스템.Steel and reinforced concrete composite structure system for a slim floor system comprising a. 제1항에서, 상기 기둥철골은 H 형강을 사용한 것을 특징으로 하는 슬림형 바닥 시스템을 위한 철골 및 철근콘크리트 복합 구조 시스템.The steel frame and reinforced concrete composite system of claim 1, wherein the column steel frame uses H-shaped steel. 제1항에서, 상기 기둥철골은 스틸 튜브인 것을 특징으로 하는 슬림형 바닥 시스템을 위한 철골 및 철근콘크리트 복합 구조 시스템.The steel frame and reinforced concrete composite system of claim 1, wherein the column steel frame is a steel tube. 제1항에서 상기 기둥 콘크리트 내에는 보강철근이 더 배근되어 있는 것을 특징으로 하는 슬림형 바닥 시스템을 위한 철골 및 철근콘크리트 복합 구조 시스템.The steel frame and reinforced concrete composite structure system for a slim floor system, characterized in that the reinforcement is further reinforced in the pillar concrete of claim 1. 제1항에서, 상기 이렉션거더는 H 형강을 사용하여 된 것을 특징으로 하는 슬림형 바닥 시스템을 위한 철골 및 철근콘크리트 복합 구조 시스템.The steel frame and reinforced concrete composite structure system of claim 1, wherein the traction girder is made of H-shaped steel. 제1항에서, 상기 이렉션거더는 T 형강을 사용하여 된 것을 특징으로 하는 슬림형 바닥 시스템을 위한 철골 및 철근콘크리트 복합 구조 시스템.2. The steel frame and reinforced concrete composite structure system according to claim 1, wherein the traction girder is made of T-shaped steel. 제6항에서, 상기 T 형강 웨브의 일면 또는 양면에는 보강 플레이트가 더 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 슬림형 바닥 시스템을 위한 철골 및 철근콘크리트 복합 구조 시스템.7. The steel frame and reinforced concrete composite structure system of claim 6, wherein a reinforcing plate is further attached to one or both sides of the T-shaped web. 제7항에서, 상기 보강 플레이트는 상기 T 형강 웨브의 양 끝단 부분에만 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 슬림형 바닥 시스템을 위한 철골 및 철근콘크리트 복합 구조 시스템.8. The steel frame and reinforced concrete composite structure system of claim 7, wherein the reinforcing plate is attached only to both ends of the T-shaped steel web. 제7항 또는 제8항에서, 상기 보강 플레이트와 상기 T 형강 웨브는 볼트 결합에 의해 상호 접합되어 있는 것을 특징으로 하는 슬림형 바닥 시스템을 위한 철골 및 철근콘크리트 복합 구조 시스템.The steel frame and reinforced concrete composite structure system according to claim 7 or 8, wherein the reinforcing plate and the T-shaped steel web are joined to each other by bolting. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에서, 상기 이렉션 거더와 기둥철골과의 접합은 한 쌍의 'ㄱ'자형 접합 앵글 및 볼트를 사용하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 슬림형 바닥 시스템을 위한 철골 및 철근콘크리트 복합 구조 시스템. The steel frame for a slim floor system according to any one of claims 1 to 8, wherein the joining of the girder girders and the column steel is made using a pair of 'A' shaped joint angles and bolts. Reinforced concrete composite structural system. 제1항에서, 상기 슬래브 철근은 단부측이 직각으로 하향 절곡되어 상기 기둥 콘크리트 내에 정착되는 것을 특징으로 하는 슬림형 바닥 시스템을 위한 철골 및 철근콘크리트 복합 구조 시스템.The steel frame and reinforced concrete composite system of claim 1, wherein the slab reinforcing bar is bent downward at a right angle and fixed in the pillar concrete. 제1항에서, 상기 슬래브 철근은 단부측이 상기 기둥철골에 용접되어 있는 것을 특징으로 하는 슬림형 바닥 시스템을 위한 철골 및 철근콘크리트 복합 구조 시스템.The steel slab and reinforced concrete composite system of claim 1, wherein the slab reinforcing bar is welded to the pillar steel at an end side thereof. 제12항에서, 상기 슬래브 철근 중 상부근은 상향으로 직각 절곡되고 하부근은 하향으로 직각 절곡되며 상기 상부근과 하부근의 절곡된 부위가 기둥철골에 각각 용접되는 것을 특징으로 하는 슬림형 바닥 시스템을 위한 철골 및 철근콘크리트 복합 구조 시스템.The slim floor system of claim 12, wherein the upper bar of the slab reinforcing bar is bent upwardly at an angle, the lower bar is bent at right angles downward, and the bent portions of the upper bar and the lower bar are welded to the column steel, respectively. Steel and reinforced concrete composite structural system for 바닥 평면상의 소정위치에 H형강을 수직으로 입설하여 기둥철골을 설치하는 단계;Installing the pillar steel by vertically placing the H-beam at a predetermined position on the floor plane; 상기 기둥철골의 소정 높이에 철골부재를 수평으로 접합하여 이렉션 거더를 설치하는 단계;Attaching a steel member horizontally to a predetermined height of the column steel frame and installing an girder; 상기 기둥철골의 주위에 기둥철근을 배근하고 기둥 거푸집을 설치하는 단계;Reinforcing the column reinforcement around the column steel frame and installing pillar formwork; 상기 이렉션 거더의 하부에 슬래브 거푸집을 설치하고 상기 이렉션 거더의 상,하에 슬래브 철근을 배근하는 단계;Installing a slab formwork in the lower part of the traction girder and reinforcing slab reinforcement above and below the traction girder; 상기 기둥 거푸집의 내부와 상기 슬래브 거푸집의 상부에 콘크리트를 타설하여 소정 기간 양생하는 단계;Placing concrete inside the pillar formwork and the upper portion of the slab formwork to cure for a predetermined period; 상기 기둥 거푸집 및 상기 슬래브 거푸집을 해체하는 단계;Dismantling the pillar formwork and the slab formwork; 를 포함하여 이루어지는 슬림형 바닥 시스템을 위한 철골 및 철근콘크리트 복합 구조 시스템의 시공 방법.Construction method of steel frame and reinforced concrete composite structure system for a slim floor system comprising a.
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