KR100588393B1 - Tied column using y shape ties formed with steel sheet - Google Patents

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Abstract

최근 개발한 강콘크리트 보(강판 영구거푸집이 철근 역할을 겸하는 TSC 보, 이하 TSC 보)의 우수성이 알려져서 널리 확산되고 있으나 이와 어울리는 기둥이 개발되지 않아 그 장점이 희석되고 있다. 강관 속에 콘크리트를 채운 콘크리트 충전강판 기둥(이하 CFT)은 원리상 TSC 보에 가장 적합한 기둥이지만 제작상의 난이도와 제작비 부담이 크므로 대형 다층(多層) 건물에서만 적용하고 있다. 따라서 이와 기능은 같으면서도 다층 건물의 고층부 또는 소형 건물에서도 부담 없이 사용할 수 있는 저렴하고 취급이 용이한 기둥이 본 발명의 y형강판 띠 기둥(이하 y형 띠 기둥)이다.The superiority of the recently developed steel concrete beams (TSC beams where steel permanent formwork also serves as reinforcing bars, hereinafter referred to as TSC beams) is widely known and widely spread, but the corresponding columns have not been developed. Concrete-filled steel column pillars (hereinafter referred to as CFTs) filled with concrete in steel pipes are the most suitable columns for TSC beams in principle, but they are only applied to large multi-storey buildings due to the difficulty of manufacturing and the high cost of manufacturing. Therefore, the same low-cost and easy-to-handle column that can be used in high-rise or small buildings of a multi-storey building without burden is the y-shaped steel strip column (hereinafter referred to as a y-shaped strip column) of the present invention.

4 구석에 강재를 집중 배치(ㄱ형강을 적용)하고 이들 사이 4 변에 얇은 강판 (80)을 점용접하여 이룬 상자형 단면 내부에 콘크리트를 부어 넣을 때 얇은 강판이 콘크리트의 측압에 변형을 일으키면 CFT가 성립되지 못한다. 따라서 얇은 강판의 단면계수와 단면2차모멘트가 커지도록 y형 돌기를 성형하여 휨 내력과 변형 저항력을 향상(9mm 강판에 해당)시키고 돌기(32)의 웨브가 외피(31)와 이루는 각도는 콘크리트를 부어 넣을 때 공극이 생기지 않도록 비스듬하게 성형한다.4 When the steel is concentrated in the corner (applied a section steel) and the concrete is poured into the inside of the box-shaped section formed by spot welding the thin steel sheet 80 on the four sides between them, the CFT causes the deformation of the side pressure of the concrete. Cannot be established. Therefore, the y-shaped protrusion is formed to increase the cross-sectional coefficient and the second moment of the thin steel plate to improve the bending resistance and deformation resistance (corresponding to 9mm steel plate), and the angle of the web of the protrusion 32 to the shell 31 is concrete. Shape it obliquely to avoid voids when pouring it.

도 3에서 y형 띠 기둥(10)은 4 개의 ㄱ형강(40) 사이에 y형강판(30)을 점용접한 상자 속에 콘크리트(60)를 채워 양생시키는 것이다. ㄱ형강 단면이 부족한 부위에는 도 4와 같이 국부적으로 철근(50)을 추가하여 기둥에 압축력과 휨모멘트가 작용할 때 기둥의 상하부분에만 더 큰 응력이 발생하는 구조역학 이론에 유연하게 대응한다.In FIG. 3, the y-shaped strip pillar 10 is filled with concrete 60 in a box in which the y-shaped steel sheet 30 is spot welded between four a-beams 40. A portion of the section that lacks a section of steel flexibly corresponds to the structural dynamics theory in which a larger stress is generated only at the upper and lower portions of the column when the compressive force and the bending moment act on the column by locally adding the reinforcement 50 as shown in FIG. 4.

동일 건물에서도 하중이 큰 저층 일부에는 도 2의 기둥머리 단면처럼 위 y형 강판(30) 대신 강판(80)을 대체하면 CFT기둥과 다를 바 없는 기둥이 된다. y형 띠 기둥의 y형강판은 일반 철근콘크리트 기둥에서의 띠철근 역할을 겸한다. ㄱ형강 (40)과 외피(31)의 사이에 틈이 있으면 콘크리트가 새 나올 염려가 있으므로 외피의 보강용 부풀림이 메움제 역할을 겸하게 한다. 도 2의 기둥머리는 일반 CFT 기둥에 보를 접합하는 것과 같다.Even in the same building, the lower part of the large load is replaced by the steel plate 80 instead of the y-shaped steel plate 30 as shown in the column head section of FIG. The y-shaped steel sheet of the y-shaped strip pillar also serves as a strip reinforcing bar in ordinary reinforced concrete columns. If there is a gap between the a-beam (40) and the outer shell 31, there is a fear that concrete will come out, so the swelling of the outer shell serves as a filler. The column head of Figure 2 is like joining a beam to a normal CFT column.

y형강판의 폭은 600mm 돌기(32)의 양 단부를 눌러 누름판(34)을 조성하며, 접합 후 ㄱ형강과의 접합면에 틈이 벌어지는 것을 막고 y형강판의 최하단 돌기는 끝부분을 둥글게 구부려서 상하 이음 위치에서 콘크리트가 새지 않도록 한다. y형강판의 코일 두께는 0.8mm 이상, 돌기 높이는 35mm, 간격은 150mm로 한다.The width of the y-steel plate is formed by pressing both ends of the 600mm protrusion 32 to form a pressing plate 34, and after joining to prevent a gap in the joint surface with the a-beam and the lowest projection of the y-steel plate bend the end round Do not allow concrete to leak in the up and down joints. Coil thickness of y-steel sheet is 0.8mm or more, projection height is 35mm, gap is 150mm.

Description

y형강판 띠 기둥 = y형 띠 기둥{Tied column using y shape ties formed with steel sheet} y-coated strip pillar = Tied column using y shape ties formed with steel sheet}

도 1은 y형 띠 기둥의 입면도이다.1 is an elevation view of a y-shaped strip pillar.

도 2는 기둥머리 또는 저층부 기둥 평면도이다.2 is a column head or low-level column top view.

도 3은 y형 띠 기둥의 평면도이다.3 is a plan view of the y-shaped band pillar.

도 4는 철근을 배근한 y형 띠 기둥의 평면도이다.4 is a plan view of the y-shaped strip pillar with the reinforcing steel bars.

도 5는 y형강판의 평면도이다.5 is a plan view of the y-shaped steel sheet.

도 6은 y형강판의 단면도이다.6 is a cross-sectional view of the y-shaped steel sheet.

도 7은 y형 띠 기둥을 조립한 사시도이다.7 is a perspective view of the assembled y-type strip pillar.

〈도면의 부호에 대한 간단한 설명〉<Brief description of the symbols in the drawings>

10 : y형강판 띠 기둥 = y형 띠 기둥10: y-shaped steel strip pillar = y-shaped strip pillar

20 : 기둥머리 30 : y형강판20: column head 30: y-shaped steel sheet

31 : 외피 32 : 돌기31: jacket 32: protrusion

33 :부풀림 34 : 누름판33: Inflated 34: Pressing plate

40 : ㄱ형강 50 : 철근40: a section 50: rebar

60 : 콘크리트 70 : TSC 보60: concrete 70: TSC beam

80 : 강판80 steel sheet

철근콘크리트 보와 철골보의 장점을 접목시킨 TSC 보가 널리 사용되고 있다. TSC 보와 걸 맞는 기둥은 CFT이지만 제작이 어려워서 가격이 비싸므로 CFT와 기능은 같으면서도 값싸고 쉽게 제작할 수 있는 기둥 개발을 목적으로 한다.TSC beams that combine the advantages of reinforced concrete beams and steel frame beams are widely used. The pillar that fits the TSC beam is CFT, but it is difficult to manufacture, so the price is high. Therefore, the objective is to develop a pillar that is the same as the CFT but can be cheaply and easily manufactured.

TSC보와 어울리는 기둥은 강관 속에 콘크리트를 채운 CFT이다. 그러나 CFT의 소재인 양질의 강관은 원자재도 많이 소모되지만 특별한 제작설비를 갖춘 대형 철구공장에서 주문 생산 되어 비용이 추가되는 단점이 있으므로 대형 다층(多層) 건물에서만 적용하고 있다. 또한 다층 건물도 저층부 일부만 제외하고 고층부는 일반 건물과 다를 바 없음에도 저층부에서 사용하는 CFT를 최상층까지 적용하는 것이 불문율로 되어 있어 총 공사비가 추가되는 경향이 있다. 따라서 CFT와 기능은 같으면서 다층건물의 고층부나 소형 건물에서도 부담 없이 사용할 수 있는 저렴하고 취급이 용이한 기둥이 필요하다.The pillar that goes with the TSC beam is a CFT filled with concrete in the steel pipe. However, high quality steel pipe, which is a material of CFT, consumes a lot of raw materials, but it is applied only in large multi-storey building because it has the disadvantage of adding cost because it is made to order in large steel ball factory with special manufacturing equipment. In addition, even in multi-storey buildings, except for the lower part of the lower part, the higher part of the building is not different from the general building, but the CFT used in the lower part is applied at the highest level. Therefore, there is a need for an inexpensive and easy-to-handle column that has the same function as a CFT but can be used in the high-rise part of a multi-story building or a small building without burden.

현재 CFT 대신 철골 철근콘크리트 즉 H형 기둥을 조립용으로 활용하고 그 주변을 철근콘크리트로 피복하는 철골 철근콘크리트 기둥이 널리 사용되고 있으나 이것도 역시 철근콘크리트 기둥에 비하여 상대적으로 공사비가 비싸다. 이를 개선하기 위하여 최근 공장에서 기둥 철근을 조립하는 일종의 선조립 공법도 개발하였으나 이는 아파트 지하 주차장 등 1∼2개 총 건물에서 적합한 것이므로 여러 층의 높은 건물도 부담 없이 사용할 수 있는 기둥 공법이 필요하다.Currently, steel reinforced concrete columns, which use steel reinforced concrete, or H-shaped columns, are used for assembly instead of CFT, and the surroundings are covered with reinforced concrete, but this is also relatively expensive compared to reinforced concrete columns. In order to improve this, the factory has also developed a kind of pre-assembly method for assembling column reinforcing bars in the factory, but this is suitable for one or two total buildings such as an underground parking lot of apartments.

CFT와 동등한 기능을 가지면서 누구나 쉽게 제작할 수 있고 제작 단가도 비싸지 않은 새로운 기둥을 개발하는 것이 기술적 과제이다.The technical challenge is to develop a new column that has the same function as CFT and can be easily manufactured by anyone.

4각형 강콘크리트 기둥은 4 구석에 강재를 집중 배치하고 나머지 4 변에 얇은 강판을 점용접으로 연결하여 상자형을 이루면 가장 효율적이겠으나 강판 내부에 콘크리트를 부어 넣을 때 얇은 강판이 굳지 않은 유동성 콘크리트의 큰 측압에 견디지 못하여 구부러지면 CFT가 성립되지 못하게 된다. 철근콘크리트 기둥의 거푸집이 각재로 대폭 보강하는 것은 콘크리트 측압이 매우 크기 때문이다. 따라서 얇은 강판에 돌기를 성형하여 콘크리트 측압에 견딜 수 있는 특수한 단면의 재료가 필요하나 그 돌기가 콘크리트를 부어 넣을 때 공극이 생기지 않도록 하고 돌기가 강판을 4 구석의 강재에 점용접하는 데 지장을 주지 않아야 한다. 또한 부착 부위의 콘크리트가 새지 않도록 하는 것도 기술적 과제이다.The quadrilateral steel concrete column is most efficient when the steel is concentrated in the four corners and thin steel sheets are connected by spot welding on the other four sides to form a box shape. However, when the concrete is poured into the steel sheet, the thin steel sheet is not hardened. If it is not able to withstand lateral pressure, it will not be able to hold the CFT. The reinforcement of the formwork of reinforced concrete columns with lumber is due to the very high concrete lateral pressure. Therefore, it is necessary to form a projection on a thin steel plate to have a special cross-sectional material that can withstand the concrete side pressure.However, the projection does not cause voids when pouring concrete, and the projection does not interfere with spot welding of the steel plate in four corners. do. It is also a technical problem to prevent the concrete of the attachment site from leaking.

도 3에서 y형 띠 기둥(10)은 4 구석에 ㄱ형강(40)을 세우고 이들 사이 4 면에 y형강판(30)을 점용접으로 부착하여 상자형을 이루고 그 속 빈 공간에 콘크리트를 부어 넣어 양생시킨다. ㄱ형강만으로 단면이 부족한 부위에는 도 4와 같이 철근(50)을 추가하고 철근을 추가하여도 역부족인 저층부에는 도 2와 같이 4 구석의 ㄱ형강 사이 4 면 또는 대응하는 2면에만 y형강판(30) 대신 선택적으로 강판을 용접하여 보강한다. y형강판은 열연 코일을 반복 y형 단면으로 성형한 것이고 돌기(32)가 기둥 안쪽을 향하고 있음에도 불구하고 y형강판을 밖에서 부착하는 편의성 때문 에 돌기의 양단부를 눌러 평활한 누름판을 조성한다.In FIG. 3, the y-shaped strip pillar 10 is formed with a-shaped steel 40 in four corners, and the y-shaped steel sheet 30 is attached by spot welding on four sides between them, forming a box shape, and pouring concrete into the empty space therein. Put it to cure. If the section lacks only with the a-beam, add reinforcing bar 50 as shown in FIG. 30) Instead, weld the steel plate and reinforce it. The y-shaped steel sheet is formed by repeating the hot-rolled coil into a y-shaped cross section, and despite the protrusion 32 facing the inside of the column, the y-shaped steel sheet is pushed at both ends of the protrusion to form a smooth pressing plate.

돌기의 웨브 부분이 외피(31)와 이루는 각도가 직각을 벗어나 비스듬하게 기울어진 이유는 콘크리트를 부어 넣을 때 하부에 공극이 생기지 않고 밀실하게 채워지도록 하기 위함이며 돌기(32)의 수직부가 되는 플랜지 즉 외피(31)와 평행한 부분은 y형강판(30)의 단면계수와 단면2차모멘트 값을 키워서 휨 강성과 변형저항 내력을 증가(9mm 두께 강판에 해당)시키는 역할을 한다.The angle of the web part of the protrusion to the shell 31 is inclined obliquely out of a right angle so that when the concrete is poured, it is filled in the air tightly without forming voids in the lower part and is a flange that becomes the vertical part of the protrusion 32. The portion parallel to the outer shell 31 increases the cross-sectional coefficient and cross-sectional secondary moment value of the y-shaped steel sheet 30 to increase the flexural rigidity and the strain resistance resistance (corresponding to 9mm thick steel sheet).

y형강판은 일반 철근콘크리트 기둥에서의 띠철근 역할을 겸한다. 누름판(34)의 두께가 외피(31)보다 두꺼워서 ㄱ형강(40)과 만나는 면에 틈이 벌어지면 콘크리트가 새 나올 염려가 있으므로 외피에 조성한 보강용 부풀림이 메움재 역할을 겸하게 한다. 부풀림(33)은 코일의 성형 과정에서 조성한 것으로 외피(31)의 강성을 높여서 콘크리트의 측압에 견디도록 한다. 도 2에서 기둥머리 4 구석의 ㄱ형강에 y형강판(30) 대신 두꺼운 강판을 용접하여 TSC 보를 부착한 것은 일반 CFT 기둥에 보를 접합하는 것과 동일한 표준 상세이다.The y-shaped steel sheet also serves as a strip reinforcing bar in ordinary reinforced concrete columns. The thickness of the pressing plate 34 is thicker than the outer shell 31, so if a gap is formed on the side that meets the a-beam 40, the concrete may leak out, so that the reinforcement bulge formed in the outer shell serves as a filling material. Inflation 33 is formed in the coil forming process to increase the rigidity of the shell 31 to withstand the lateral pressure of the concrete. In FIG. 2, the TSC beam is attached to the a-beam of the four corners of the column head instead of the y-steel sheet 30 by attaching a TSC beam to the standard CFT column.

y형강판의 폭은 일반 상판용 데크플레이트와 같이 600mm로 제작하며 y형강판의 최하단 돌기는 끝 부분을 둥글게 구부려서 이음 위치에서 콘크리트가 새지 않도록 한다. y형강판(30)의 소재로 사용하는 열연코일의 두께는 0.8mm 이상으로 하고 돌기의 높이는 35mm, 돌기의 간격은 150mm로 한다.The width of y-steel plate is 600mm like the deck plate for general top plate, and the lowest projection of y-steel plate is bent round at the end so that concrete does not leak from the joint position. The thickness of the hot rolled coil used as the material of the y-shaped steel sheet 30 is 0.8 mm or more, the height of the projection is 35 mm, and the interval of the projection is 150 mm.

TSC 보는 강콘크리트 구조의 일종이므로 기둥도 강콘크리트조의 대표격인 CFT로 설계하는 것이 합리적이다. 그러나 CFT는 제작비가 비쌀 뿐만 아니라 수급도 원활하지 못하므로 대형 다층 건물에만 적용하고 주로 H형 기둥을 조립용으로 사용하는 철골 철근콘크리트 기둥을 많이 활용하고 있다. 그러나 이는 공사 기간도 추가되지만 작업이 번거롭고 공사비도 싸지 않은 단점이 있다. 본 상자형 y형 띠 기둥(10)의 y형강판(30)은 얇은 강판을 연속된 y형으로 접어서 단면계수와 단면2차모멘트 값을 증대시킨 것(9mm 두께 강판에 해당)이므로 상자 내부에 굳지 않은 콘크리트를 부어 넣을 때 작용하는 큰 측압을 지탱할 수 있어서 마치 철근콘크리트의 거푸집과 같은 역할을 하기에 충분하며 y형강판의 돌기와 외피는 철근콘크리트 기둥의 띠철근 구실도 겸하는 효과가 있다.Since TSC beams are a type of steel concrete structure, it is reasonable to design the columns with CFT, which is a representative of steel concrete tanks. However, CFT is not only expensive, but also difficult to supply and demand. Therefore, CFT is only used for large multi-story buildings and mainly uses steel reinforced concrete columns that use H-shaped columns for assembly. However, this adds to the construction period, but has the disadvantage of being cumbersome and inexpensive. The y-shaped steel sheet 30 of the box-shaped y-shaped strip column 10 is formed by folding a thin steel sheet into a continuous y-shape to increase the cross-sectional coefficient and cross-sectional secondary moment value (corresponding to a 9-mm-thick steel sheet). It is able to support the large side pressure acting when pouring unconsolidated concrete, which is enough to act as a formwork of reinforced concrete, and the projections and the shell of the y-shaped steel sheet also serve as the reinforcing bars of the reinforced concrete columns.

ㄱ형강이 기둥의 4 구석에 배치되어 있으면 강관처럼 강재가 기둥 4면에 고르게 배치된 것에 비하여 X, Y 방향 휨모멘트에 저항하는 능력이 큰 이점이 있다. ㄱ형강(40)의 단면이 부족하면 필요한 부분(주로 보가 접합되는 기둥 상하부)에만 선택적으로 철근(50)을 추가하여 보강할 수 있다. 이는 기둥에 압축력과 휨모멘트가 작용할 때 기둥의 일부분에만 더 많은 철근을 필요로 하는 구조역학의 기본 이론에 유연하게 대응하는 전략이다. 대형 다층 건물에서 하중이 큰 저층부에서는 재래식 CFT기둥을 사용하다가 하중 부담이 줄어든 고층부에서 본 y형 띠 기둥(10)으로 변환시키면 효과적이다.If the a-beam is arranged at four corners of the column, the steel has a great advantage in resisting the bending moments in the X and Y directions compared to the steel evenly arranged on the four sides of the column. If the cross section of the a-beam (40) is insufficient, it can be reinforced by selectively adding reinforcing bar 50 only to the required portion (mainly upper and lower pillars to which the beam is bonded). It is a strategy that flexibly responds to the basic theory of structural mechanics, which requires more reinforcement for only a portion of the column when compressive and bending moments are applied to the column. It is effective to convert to the y-shaped strip column 10 seen in the high-rise part where the load is reduced while using the conventional CFT pillar in the lower part of the large-scale multi-story building.

Claims (3)

4각형의 4면 모서리에 ㄱ형강(40)을 세우며 4면에는 y형강판(30)을 부착하고, 내부에 콘크리트(60)를 부어 넣어 일체화시키는 것을 특징으로 하는 y형 강판 띠 기둥(10)Y-shaped steel strip pillars (10), characterized in that the four sides of the four corners of the a-shape (40) is erected and the four-sided y-shaped steel plate (30) is attached and the concrete (60) is poured into the interior. 제1항에 있어서 y형강판(30)은 성형 제작한 외피(31)와 돌기(32), 부풀림(33), 누름판(34)으로 구성되고 ;The y-shaped steel sheet (30) according to claim 1 is composed of an outer shell (31), a projection (32), a swelling (33), and a pressing plate (34) formed by molding; 상기 외피(31)는 일정 폭으로 제작하여 기둥 사면 모서리의 ㄱ형강(40)에 부착하고, 기둥 안쪽으로 y형 단면의 돌기(32)가 있도록 하며 ;The outer shell 31 is made of a predetermined width to be attached to the a-beam (40) of the corner of the column slope, so that the projection 32 of the y-shaped cross-section inside the pillar; 상기 돌기(32)의 양단부를 눌러 평활한 누름판(34)을 조성하고, 돌기의 길이 방향은 돌기와 외피가 이루는 각도를 비스듬히 하며 ; 및Pressing both ends of the protrusion 32 to form a smooth pressing plate 34, and the longitudinal direction of the protrusion obliques an angle formed by the protrusion and the outer shell; And 돌기와 외피가 이루는 수직방향은 부풀림(33)을 조성하여 외피의 강성을 높이고, ㄱ형강(40)과 y형강판(30)이 만나는 부위는 부풀림으로 콘크리트 타설에 대한 누출을 방지하는 것을 특징으로 하는 y형 강판 띠 기둥(10)The vertical direction formed by the projection and the outer shell to form an inflation (33) to increase the rigidity of the outer shell, a portion of the a-beam (40) and the y-shaped steel plate 30 is characterized in that the inflated to prevent leakage to concrete pouring y-shaped steel strip strip (10) 제1항에 있어서 y형 강판 띠 기둥 모서리의 ㄱ형강(40)은 부분적으로 철근 (50)을 추가하여 설치하며 ; 및The a-shaped steel 40 at the edge of the y-type steel strip is installed by adding reinforcing bars 50; And 기둥 4면의 y형강판(30)은 강판(80)을 ㄱ형강에 용접하여 부착하는 것을 포함하는 y형 강판 띠 기둥(10)Y-shaped steel plate 30 of the four sides of the pillar y-shaped steel strip strip 10 including welding and attaching the steel sheet 80 to the a-beam
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