KR100720730B1 - Concrete filled composite double tube and method connecting the tube with the other - Google Patents

Concrete filled composite double tube and method connecting the tube with the other Download PDF

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KR100720730B1
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이기옥
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승화프랜트산업 (주)
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Abstract

본 발명 CFCT 구조체는 ⅰ) 휨모멘트 및 전단력에 대한 지지력을 증대시키면서도 자체무게를 경량화시킨 구조이다. The CFCT structure of the present invention is a structure in which the weight of itself is reduced while increasing the bearing capacity for the bending moment and the shear force.

ⅱ) 뿐만 아니라 공장 제작과 조립이 가능한 구조이다. Ii) In addition, the factory can be manufactured and assembled.

ⅲ) 휨모멘트 및 전단력을 지지하는 가로재로서의 사용이 적합한 구조이다. Iii) It is suitable to be used as cross member to support bending moment and shear force.

ⅳ) 강관과 콘크리트가 일체로 거동하는 구조이다.Iii) It is a structure in which steel pipe and concrete behave in one piece.

이를 위한 CFCT 구조체의 구성은 원형 및 정다각형으로 된 2개의 내ㆍ외부 강관을 동축의 중심에 위치시키고 2개의 강관사이에다 고강도 콘크리트를 충전시키며 체결고정 볼트로 내ㆍ외 강관을 고정시키고 내부 강관의 외주면에는 스터드 볼트가 설치되며, 내ㆍ외부 강관의 길이방향의 양단부에는 연결 플랜지를 설치한 구성이다. The construction of CFCT structure for this purpose is to place two inner and outer steel pipes of circular and regular polygon in the center of coaxial, and to fill high strength concrete between two steel pipes, and fix the inner and outer steel pipes with fastening bolts, and the outer circumferential surface of the inner steel pipes. Stud bolts are installed on both ends, and connecting flanges are provided on both ends of the inner and outer steel tubes in the longitudinal direction.

이중 합성튜브, CFCT 구조체, 내ㆍ외부 강관, 체결고정 볼트, 스터드 볼트 Double composite tube, CFCT structure, internal and external steel pipe, fastening bolt, stud bolt

Description

고강도 콘크리트를 충전한 이중 합성튜브 구조체 및 이를 연결하는 접합방법{Concrete filled composite double tube and method connecting the tube with the other}Concrete filled composite double tube and method connecting the tube with the other}

도1 본 발명 고강도 콘크리트를 충전한 이중 합성튜브 구조체의 사시도 1 is a perspective view of a double composite tube structure filled with the present invention high strength concrete

도2a 도1의 A-A단면도2A is a cross-sectional view of FIG.

도2b 도2a의 C부분 확대도2B enlarged view of portion C of FIG. 2A

도3 도1의 접합부의 분해 사시도3 is an exploded perspective view of the junction of FIG.

도4a 도1의 B-B단면도4A is a cross-sectional view taken along line B-B in FIG.

도4b 도4a의 다른 실시예Figure 4b another embodiment of Figure 4a

도5 본 발명 고강도 콘크리트를 충전한 이중 합성튜브 구조체내에 다이어 프램을 설치한 상태도5 is a state diagram in which the diaphragm is installed in the double composite tube structure filled with the present invention high-strength concrete

* 도면부호의 간단한 설명* Brief Description of Drawings

100; CFCT 구조체, 10; 내부강관, 12; 스터드 볼트, 16; 연결 플랜지, 17; 볼트공, 18; 보강돌조, 19a; 고정 볼트, 19b; 고정 너트, 20; 외부 강관, 30; 체결조정 볼트, 40; 고강도 콘크리트, 50; 밀폐부재, 52; 주입구, 54; 용접, 60; 슬리브, 70; 내 다이어 프램100; CFCT construct, 10; Inner steel pipe, 12; Stud bolts, 16; Connecting flange, 17; Bolt hole, 18; Reinforcement, 19a; Fixing bolt, 19b; Fixing nut, 20; Outer steel pipe, 30; Fastening adjustment bolt, 40; High strength concrete, 50; Sealing member 52; Inlet, 54; Welding, 60; Sleeve, 70; My diaphragm

본 발명은 고강도 콘크리트를 충전한 이중 합성튜브(Concrete Filled Composite Double Tube; CFCT) 구조체 및 그 제작방법에 관한 것이다. The present invention relates to a composite filled composite double tube (CFCT) structure filled with high-strength concrete and a method of manufacturing the same.

고강도 콘크리트를 충전한 이중 합성튜브는 축 하중을 받는 압축부재는 물론이고 휨모멘트와 전단력을 받는 구조재로서 사용하기에 적합한 구조이다. The double composite tube filled with high-strength concrete is suitable for use as a structural member subjected to bending moment and shear force as well as a compressive member subjected to axial load.

합성튜브은 그 재질이 강판이고, 형상은 파이프형상이다. The composite tube is made of steel, and its shape is pipe.

고강도 콘크리트를 충전한 이중 합성튜브를 적용할 수 있는 대상으로는 교량의 주형보, 대규모 실내 체육관의 장 스판 구조체, 대형 격납고의 『보 + 기둥』일체형 구조, 배전용 강관 전주, 초고층 빌딩의 기둥 등이다. The double beams filled with high-strength concrete can be applied to the cast beam of bridge, long span structure of large indoor gymnasium, `` beam + column '' integrated structure of large hangar, steel pipe pole for distribution, pillar of skyscraper, etc. to be.

종래의 기술은 외주면이 강판으로 둘러싸여있고 그 내부는 콘크리트로만 채워져 있는 구조로서 이를 소위 기존 CFT(Concrete Filled Tube)구조라 불리고 있다. The prior art has a structure in which the outer circumferential surface is surrounded by a steel plate and the inside thereof is filled with concrete only, which is called a conventional CFT (concrete filled tube) structure.

기존 CFT구조의 역사는 길다. 1879년에 영국 철도교의 교각에 최초로 사용되었다. The history of the existing CFT structure is long. It was first used in the piers of British railway bridges in 1879.

그 이후 일본에서는 1967년 강관 콘크리트의 구조설계기준을 마련하여 송전철탑을 시작으로 각종 토목 구조물에 적용하고 있다. Since then, Japan has established structural design standards for steel pipe concrete in 1967 and applied them to various civil structures, including transmission towers.

미국에서는 1961년에, 유럽에서는 1995년에 기존 CFT구조에 대한 설계지침이 완성되었다.In 1961 in the United States and in 1995 in Europe, design guidelines for existing CFT structures were completed.

이와 같이 기존 CFT구조는 현재 널리 보급되어 사용되고 있는 기술이다. As such, the existing CFT structure is a technology that is widely spread and used.

널리 보급되었다고는 하나 그 적용대상이 극히 한정되어있다.Although widely prevalent, its application is extremely limited.

이를 좀더 구체적으로 말하면 기존 CFT의 구조는 대부분 기둥을 대상으로 연구되어왔고 지금도 이에 대한 연구에 한정되어있다. More specifically, the structure of the existing CFT has been studied for most columns and is still limited to the research on this.

현장 적용에 있어서도 기둥에 대해서만 시공되고 있다. It is only constructed for columns in field applications.

휨모멘트 및 전단력을 지지하는 구조재인 거더에 대한 연구나 그 적용은 극히 일부분에 한정되어있다고 할 수 있다. Research and application of girders, structural materials supporting bending moments and shear forces, can be said to be limited in part.

극히 일부분에 한정되어있다고는 하나 아직은 거의 없는 것이나 다름없는 실정이다. It is limited to only a few parts, but it is almost the same situation.

국내에서는 최근에 와서야 미미하기는 하나 기존 CFT구조를 기둥에 적용하기 시작하였다. Recently, in Korea, the existing CFT structure has been applied to pillars, although they are insignificant.

이와 같은 관점에서 엔지니어링회사 및 설계사무소 등에서도 활발히 검토되고 있으며 미미하기는 하나 설계에 반영되기 시작하였다.In this respect, engineering firms and design offices have been actively reviewed.

기존 CFT구조는 외주면이 강판으로 둘러싸여있고 그 내부는 콘크리트로 채워져 있는 구조이다. Existing CFT structure is the outer circumference is surrounded by steel plate and the inside is filled with concrete.

강판은 밋밋한 강판의 표면만 있을 뿐, 아무런 구조적인 장치가 전혀 없기 때문에 강판의 표면만으로 단순히 콘크리트를 감싸고 있는 구조이다. The steel plate has only a flat surface of the steel plate, and since there is no structural device at all, it is a structure that simply surrounds concrete only with the surface of the steel plate.

외주면에 강관이 없다면 축하중에 대하여 콘크리트의 외주면에 크랙이 발생 되고 그 결과 콘크리트에 박리현상이 일어난다.If there is no steel pipe on the outer circumference, cracks occur on the outer circumference of the concrete during the celebration, and as a result peeling phenomenon occurs on the concrete.

기존 CFT구조에서도 강관과 콘크리트의 박리현상이 일어난다. Even in the existing CFT structure, peeling of steel pipes and concrete occurs.

다만 강관의 구속력에 의하여 박리현상을 적게 일으키게 할 뿐이다. However, due to the restraint force of the steel pipe it causes only a small amount of peeling phenomenon.

강관과 콘크리트의 박리현상이 일어나는 이유는 바로 기존 CFT구조에 있다.The reason why peeling of steel pipe and concrete occurs is the existing CFT structure.

기존 CFT구조를 보면 강관이 콘크리트를 단순히 둘러싸고 있을 뿐, 강관과 콘크리트가 일체화될만한 아무런 조치가 없으므로 강관과 콘크리트는 서로 독립적이다.In the existing CFT structure, the steel pipe simply surrounds the concrete, and there is no action to integrate the steel pipe and concrete, so the steel pipe and the concrete are independent of each other.

이와 같이 강관과 콘크리트가 서로 독립적인 상태에서 축하중을 받게 되면 강관과 콘크리트가 서로 독립적으로 거동하기 때문에 콘크리트의 크랙은 불가피하다는 문제점이 있다. As such, when the steel pipe and the concrete are congratulated in a state independent of each other, there is a problem that the crack of the concrete is inevitable because the steel pipe and the concrete behave independently of each other.

만약 강관과 콘크리트가 일체화되어 거동한다면 강관과 콘크리트의 상호보강작용에 의하여 콘크리트의 크랙이 방지되게 된다. If steel pipe and concrete are integrated and behave, the crack of concrete is prevented by mutual reinforcing action of steel pipe and concrete.

기존 CFT구조는 강관의 내부를 콘크리트로 꽉 채웠기 때문에 자체 중량이 커서 축하중에 대해서는 유리하지만 휨모멘트 및 전단력을 받는 구조재로서 사용할 수 없는 문제점이 있다. Existing CFT structure is filled with concrete inside the steel pipe, so its own weight is large, it is advantageous for the celebration, but there is a problem that can not be used as a structural material receiving the bending moment and shear force.

자체 중량이 크면 휨모멘트 및 전단력을 받는 구조재인 보나 체육관 지붕의 가로재 등으로 사용하기가 곤란한 문제점이 있다. If the weight is large, there is a problem that it is difficult to use as a cross member of the beam or gymnasium roof which is a structural member subjected to bending moment and shear force.

특히 가로재 등은 조립식 구조로 되어야 하는데 자체 중량이 커서 조립식 구조로 만들기에는 적합하지 않다.In particular, the horizontal material, etc. should be a prefabricated structure, but its own weight is not suitable to make a prefabricated structure.

또한 구조보강 플레이트인 다이어프램(70)과의 관계에 대하여 살펴본다.In addition, the relationship with the diaphragm 70, which is a structural reinforcing plate, will be described.

휨강도 및 전단강도는 부재단면에 의하여 주어지므로 구조보강은 부재 내부에 다이어프램(70)을 설치하는 것이 외부에 설치하는 것보다 구조 역학상 유리하다. Since flexural strength and shear strength are given by the member cross-section, structural reinforcement is more advantageous in structural mechanics than installing the diaphragm 70 inside the member.

그런데 기존 CFT기둥과 보의 접합부에서 일반적인 외 다이어프램을 사용한다. However, a conventional external diaphragm is used at the junction of the existing CFT column and beam.

내 다이어프램(70)을 사용할 수 있는 구조와 형상이 아니기 때문이다.This is because the structure and shape of the inner diaphragm 70 can be used.

만약 내 다이어프램(70)을 사용한다면 콘크리트 충전시 공극이 발생될 우려가 있다. If the inner diaphragm 70 is used, there is a fear that voids are generated during concrete filling.

기존 CFT구조내부에 공극이 발생되면 휨모멘트, 전단력 및 축하중에 대한 지지력이 약화될 뿐 아니라 이로 인하여 기존 CFT구조의 구조적인 안정성에 문제를 야기 시키게 된다.If voids are generated in the existing CFT structure, the bending moment, shear force, and bearing capacity during axial weakening are not only reduced, but also cause problems in the structural stability of the existing CFT structure.

본 발명은 이와 같은 기존 CFT구조의 문제점을 해소시킨 고강도 콘크리트를 충전한 이중 합성튜브(Concrete Filled Composite Double Tube; CFCT) 구조체이다. The present invention is a concrete filled composite double tube (CFCT) structure filled with high-strength concrete that solves the problems of the existing CFT structure.

본 발명의 목적은 합성강관 튜브를 이중으로 형성하고 이중 합성강관 튜브 내에 콘크리트를 충전하여 이중 합성강관 튜브와 콘크리트가 일체로 합성 거동되도록 하는데 있고, 다른 목적은 이중 합성강관 튜브와 그사이에 충전된 콘크리트를 일체로 합성 거동시킴으로써 CFCT 구조체를 경량화시키고자함에 있으며, 또 다른 목적은 공장제작은 물론 조립이 가능하도록 하는데 있고, 조립이 가능하도록 함으로써 휨모멘트 및 전단력을 지지하는 가로재로서 사용이 가능하도록 함에 다른 목적이 있다.An object of the present invention is to form a double composite steel pipe tube and to fill the concrete in the double composite steel tube tube so that the double composite steel tube tube and the concrete composite behavior, another object is a double composite steel tube tube and concrete filled therebetween In order to make the CFCT structure lighter by integrally synthesizing it, another object is to make the assembly as well as the factory production, and to be able to use it as a cross member supporting the bending moment and the shear force by enabling the assembly. There is another purpose.

본 발명 CFCT 구조체는 ⅰ) 휨모멘트 및 전단력에 대한 지지력을 증대시키면서도 자체무게를 경량화시킨 구조이다. The CFCT structure of the present invention is a structure in which the weight of itself is reduced while increasing the bearing capacity for the bending moment and the shear force.

ⅱ) 뿐만 아니라 공장 제작과 조립이 가능한 구조이다. Ii) In addition, the factory can be manufactured and assembled.

ⅲ) 휨모멘트 및 전단력을 지지하는 가로재로서의 사용이 적합한 구조이다. Iii) It is suitable to be used as cross member to support bending moment and shear force.

ⅳ) 강관과 콘크리트가 일체로 거동하는 구조이다.Iii) It is a structure in which steel pipe and concrete behave in one piece.

ⅰ) 의 구조가 되도록 하기 위해서는 크고 작은 2개의 내ㆍ외부 강관을 동축의 중심에 위치시키고 2개의 강관사이에다 고강도 콘크리트를 충전시키는 구조이어야 한다.(도2a 참조) In order to achieve the structure of ⅰ), two large and small inner and outer steel pipes should be positioned at the center of coaxial and the high strength concrete is filled between the two steel pipes (see Fig. 2a).

고강도 콘크리트를 충전한 이중 합성튜브는 허용 휨강도 및 전단강도가 기존 CFT구조보다 뛰어나며 경량이다. The double composite tube filled with high-strength concrete has a higher allowable flexural strength and shear strength than the existing CFT structure and is light in weight.

이중강관을 일체로 볼 때 강관의 단면계수 및 항복강도가 단수의 단면(t1)보다 복수의 단면(t1 +t2 =2t)에서 강도가 증가되기 때문이다. This is because the cross-sectional coefficient and yield strength of the steel pipe are increased in a plurality of cross sections (t1 + t2 = 2t) than the single cross section t1 when the double steel pipe is integrally viewed.

여기서 동축이란 외관과 내관사이에 일정한 간격이 유지되고 있음을 표현하기위하여 사용된 말이다. Coaxial is used here to express that a certain distance is maintained between the outer tube and the inner tube.

다시 말하면 동축의 중심에 2개의 강관을 위치시켰다는 것은 내ㆍ외관 사이 의 간격이 동일하다는 의미이다. In other words, placing two steel pipes in the center of coaxial means that the gap between inner and outer pipes is the same.

달리 말하면 일단 외부강관의 단면형상이 주어지기만하면 내부강관의 단면형상은 자동적으로 외부강관의 단면형상과 동일해진다. In other words, once the cross-sectional shape of the outer steel pipe is given, the cross-sectional shape of the inner steel pipe automatically becomes the same as that of the outer steel pipe.

내ㆍ외관 사이의 간격이 동일해야하기 때문이다.This is because the distance between the inside and the outside must be the same.

그렇다면 동축의 중심은 단면형상이 반드시 원형단면이 되어야하는 것은 아니다. The center of the coaxial does not necessarily have to be a circular cross section.

내ㆍ외관 사이의 간격을 동일하게 유지할 수 있는 것이라면 그 단면형상에 구애받지 않는다. As long as the distance between an inner side and an outer side can be kept the same, it does not depend on the cross-sectional shape.

원형단면은 물론 정다각형단면뿐 아니라 어떠한 다각형단면도 가능하다.(도4a, 도4b 참조)As well as a circular cross section, as well as regular polygon cross sections, any polygonal cross section is possible (see Figs. 4A and 4B).

동축의 중심에 위치된 2개의 강관사이의 간격(d)은 외부강관의 직경(D)의 1/8-1/7정도가 바람직하다. The spacing d between the two steel pipes located at the center of the coaxial is preferably about 1 / 8-1 / 7 of the diameter D of the outer steel pipe.

예컨대 단면형상이 원형단면인 경우는 2개의 강관의 간격(d)은 외부강관 직경(D)의 1/8-1/7정도가 바람직하다.For example, when the cross-sectional shape is a circular cross section, the interval d between the two steel pipes is preferably about 1 / 8-1 / 7 of the diameter of the outer steel pipe D.

간격d가 1/8보다 작게 되면 진동 트래미관의 말구를 2개의 강관사이에 삽입시키기가 용이치 않게 된다. If the spacing d is smaller than 1/8, it is not easy to insert the words of the vibrating trap tube between the two steel pipes.

왜냐하면 간격d가 통상 80mm의 직경을 갖는 진동 트래미관의 말구 직경보다 더 작아질 수 있기 때문이다. This is because the spacing d can be smaller than the diameter of the end of the vibratory tract tube, which usually has a diameter of 80 mm.

간격d가 1/7보다 크게 되면 콘크리트의 자중이 크게 되어 중량체가 된다.If the distance d is larger than 1/7, the self weight of the concrete becomes large and becomes a weight body.

중량화가 되면 설령 조립구조로 제작한다하더라도 휨모멘트 및 전단력을 지지하는 가로재로서의 사용이 적합하지 않다. If it is weighted, even if it is manufactured as an assembly structure, it is not suitable for use as a cross member supporting bending moment and shear force.

경량화이면서도 허용 휨강도와 전단강도가 증대된 조립이 가능한 구조재를 만드는 것이 바로 본 발명이 추구하는 주된 기술요지이기 때문이다.It is because the main technical gist of the present invention is to make a structural member which can be assembled with light weight, but with increased allowable bending strength and shear strength.

ⅱ)의 구조가 되도록 하기 위해서는 2개의 내ㆍ외부 강관으로 형성된 이중 튜브의 길이방향의 양단부에 연결 플랜지를 형성하고 이와 함께 내ㆍ외부 강관사이의 공간을 밀폐부재로 밀폐시키는 구조이어야 한다.(도3 참조)In order to achieve the structure of ii), connecting flanges are formed at both ends in the longitudinal direction of the double tube formed of two inner and outer steel pipes, and the structure between the inner and outer steel pipes is sealed with a sealing member. 3)

주입구가 밀폐부재에 형성되어있어야 한다. Injection holes should be formed in the sealing member.

연결 플랜지의 폭은 외부 강관을 벗어나지 않아야하고 연결 플랜지의 주면에는 보강 돌조가 형성되어있다. The width of the connecting flange should not deviate from the outer steel pipe, and on the main surface of the connecting flange there is a reinforcing protrusion.

연결 플랜지의 연결은 고장력 볼트에 의하여 고정된다. The connection of the connection flange is fixed by high tension bolts.

연결 플랜지 부위의 외부 강관의 외주면을 슬리브에 의하여 일체로 용접ㆍ이음 한다. The outer circumferential surface of the outer steel pipe at the joint flange is integrally welded and joined by the sleeve.

외부 강관의 외주면에 용접ㆍ이음 된 슬리브는 그 높이가 외부 강관의 외주면의 높이와 거의 같기 때문에 접합부를 육안으로 식별하기가 쉽지 않을 정도이어서 외관이 미려하다. Since the height of the sleeve welded to the outer circumferential surface of the outer steel pipe is almost the same as the height of the outer circumferential surface of the outer steel pipe, it is not easy to visually identify the joint, so the appearance is beautiful.

가로재로 사용해도 외관에 손색이 없다. Even when used as a cross member, the appearance is not inferior.

ⅲ) 의 구조가 되도록 하기위해서는 경량이어야 하고 조립이 용이한 구조이어야 한다.In order to have the structure of ⅲ), it should be lightweight and easy to assemble.

내ㆍ외부 강관이 이루는 공간에만 콘크리트가 충전되면서 콘크리트가 충전되는 간격은 외부강관의 동축의 폭(D)의 1/8-1/7이 바람직하므로 경량화가 이루어진 구조이다. Since the concrete is filled only in the space formed by the inner and outer steel pipes, the interval between the concrete fillings is preferably 1 / 8-1 / 7 of the coaxial width (D) of the outer steel pipes, thereby reducing the weight.

내ㆍ외부 강관의 길이방향의 양단부에 연결플랜지를 형성한 것이므로 조립이 가능한 구조이다. Connection flanges are formed at both ends of the inner and outer steel pipes in the longitudinal direction, so that they can be assembled.

경량화구조와 조립이 가능한 구조가 이미 이루어진 것이므로 휨모멘트 및 전단력을 지지하는 가로재로서의 사용에 적합한 구조이다. It is a structure suitable for use as a cross member supporting bending moment and shearing force because it has already made a structure that can be lightweighted and assembled.

ⅳ)의 일체의 거동구조가 되도록 하기위해서는 강관과 콘크리트가 일체가 되는 수단이 있어야한다. In order to achieve the integral behavior structure of ⅳ), there should be a means of integrating steel pipe and concrete.

그 수단은 바로 스터드 볼트와, 그리고 체결고정 볼트이다.(도4a, 도4b 참조) 스터드 볼트는 내부 강관의 외주면에 용접에 의하여 고정되어 있으면서 콘크리트에 매설되어있는 상태이다. The means are stud bolts and fastening bolts (see Figs. 4a and 4b). Stud bolts are embedded in concrete while being fixed by welding to the outer circumferential surface of the inner steel pipe.

스터드 볼트의 길이는 내ㆍ외부 강관의 간격과 거의 동일하다.(겨우 2-3mm 이격되어 있는 정도이다.) The length of the stud bolt is almost equal to the gap between the inner and outer steel pipes (only 2-3mm apart).

내ㆍ외부 강관의 간격유지는 스터드 볼트에 의하여 이루어진다. 그러나 스터드 볼트에 의하여 간격이 유지된다하더라도 내ㆍ외부 강관이 유동되지 않아야 한다. The gap between inner and outer steel pipes is maintained by stud bolt. However, even if the gap is maintained by the stud bolts, the inner and outer steel pipes should not flow.

고강도 콘크리트를 충전하는 과정에서나 경화되는 과정에서 내ㆍ외부 강관이 유동되게 되면 스터드 볼트가 유동하게 되어 고강도 콘크리트가 제 위치에 충밀하게 충전되지 않게 되는 문제가 발생된다. If the inner and outer steel pipes are flowed in the process of filling high-strength concrete or hardening, stud bolts are flowed, and high-strength concrete is not filled in place.

이러한 현상은 압축강도를 저하시킴은 물론 내ㆍ외부 강관과 고강도 콘크리트가 일체로 거동하게 하는데 있어서도 역학적으로 취약하게 만들기 때문이다. This phenomenon not only lowers the compressive strength, but also makes the inner and outer steel pipes and the high strength concrete integrally vulnerable to the integral behavior.

체결고정 볼트는 2가지 역할을 한다. Fastening bolts play two roles.

한 가지는 내ㆍ외부 강관이 서로 유동되지 않도록 하는 역할을 한다. (도4a, 도4b 참조)One is to prevent the inner and outer steel pipes from flowing with each other. (See Figures 4A and 4B)

체결고정 볼트는 내ㆍ외부 강관을 관통하여 삽입되어있다. Fastening bolts are inserted through inner and outer steel pipes.

체결고정 볼트가 내ㆍ외부 강관을 관통하고 있기 때문에 내ㆍ외부 강관의 유동이 방지되는 것이다. Since fastening bolts penetrate the inner and outer steel pipes, the flow of inner and outer steel pipes is prevented.

다른 한 가지는 내ㆍ외부 강관과 고강도 콘크리트가 함께 일체로 거동되게 하는 역할을 한다. The other is to make the inner and outer steel pipes and high-strength concrete work together integrally.

내부 강관과 고강도 콘크리트는 스터드 볼트에 의하여 일체로 되어있다.The inner steel pipe and the high-strength concrete are integrated by stud bolts.

내부 강관에 고정된 스터드 볼트가 고강도 콘크리트에 단단히 매설되어있기 때문이다.This is because the stud bolts fixed to the inner steel pipe are firmly embedded in the high strength concrete.

그러나 외부강관은 내부 강관과도 일체화되지 않았고 고강도 콘크리트와도 일체화되지 않았다. However, the outer steel pipe was not integrated with the inner steel pipe nor with the high strength concrete.

다만 콘크리트의 부착력만으로 부착된 상태이다. However, it is attached only by the adhesive force of concrete.

콘크리트의 부착력만으로는 휨모멘트에 대하여 외부강관과 고강도 콘크리트가 일체로 거동하는데 한계가 있다.The adhesive force of concrete alone has a limitation in that the external steel pipe and high-strength concrete behave integrally with respect to the bending moment.

이와 같은 한계를 극복한 것이 바로 체결고정 볼트이다.It is this fastening bolt that overcomes these limitations.

다시 말하면 체결고정 볼트는 외부강관과, 고강도 콘크리트와, 그리고 내부 강관이 일체가 되도록 하면서 일체로 거동되게 한다. In other words, the fastening bolts allow the outer steel pipe, the high-strength concrete, and the inner steel pipe to be integral and behave in one piece.

3부재가 일체로 거동됨으로써 휨모멘트에 대한 저항력과 전단강도가 증대되게 된다. As the three members act integrally, the resistance to the bending moment and the shear strength are increased.

역학적 저항력이 동일하다면 일체화거동에 의한 단면이 이보다 훨씬 작아도 된다.If the mechanical resistance is the same, the cross section due to the integral behavior may be much smaller than this.

체결고정 볼트와 내부 강관과의 관계에 대하여 설명한다. The relationship between the fastening bolts and the internal steel pipe will be described.

내ㆍ외부 강관사이의 간격은 스터드 볼트에 의하여 유지되고, 내ㆍ외부 강관의 유동은 체결고정 볼트에 의하여 방지되는 구조라면 체결고정 볼트는 굳이 내부 강관과 견고하게 고정되어있지 않아도 된다. If the gap between inner and outer steel pipes is maintained by stud bolts, and the flow of inner and outer steel pipes is prevented by fastening bolts, fastening bolts need not be firmly fixed to inner steel pipes.

체결고정 볼트가 관통되어있는 상태에서 충전된 콘크리트에 의하여 고정되기 때문이다. This is because the fastening bolt is fixed by the filled concrete in the penetrating state.

요약하면 체결고정 볼트는 콘크리트가 충전되는 과정에서 내ㆍ외부 강관이 유동되지 못하도록 하는 역할을 하면서 충전된 콘크리트가 경화된 이후에는 내ㆍ외부 강관과 콘크리트의 3부재가 일체로 거동되게 하는 역할을 하고 있다.In summary, the fastening bolts prevent the inner and outer steel pipes from flowing during the concrete filling process, and after the hardened concrete is cured, the inner and outer steel pipes and the three members of the concrete work together. have.

체결고정 볼트과 스터드 볼트는 단면을 기준으로 대칭적으로 설치하는 것이 바람직하다. Fastening bolts and stud bolts are preferably installed symmetrically based on the cross section.

이와 같이 본 발명 CFCT 구조체는 기존 CFT구조와는 달리 체결고정 볼트와, 그리고 내부 강관의 스터드 볼트에 의하여 내ㆍ외부 강관과 콘크리트가 일체로 거동되게 함으로써 축하중과 휨모멘트 및 전단력 등의 외력으로 인한 기존 CFT구조의 문제점인 박리현상을 해결하게 된다. As described above, the CFCT structure of the present invention, unlike the existing CFT structure, allows the internal and external steel pipes and the concrete to be integrated by the fastening fixing bolts and the stud bolts of the internal steel pipes, resulting in the celebration and the external forces such as bending moments and shear forces. It solves the peeling phenomenon which is a problem of the existing CFT structure.

본 발명 CFCT 구조체는 내부 강관의 내부공간이 빈 상태이므로 기존 CFT구조와는 달리 내 다이아프램(70)의 설치가 용이할 뿐 아니라 콘크리트 충전부위와 관계없이 응력의 작용부위를 적절히 보강하는 것이 용이하다.In the CFCT structure of the present invention, since the inner space of the inner steel pipe is empty, not only the existing CFT structure but also the inner diaphragm 70 can be easily installed, and it is easy to appropriately reinforce the working site of stress regardless of the concrete filling site. .

이와 같은 관점에서 본 발명의 구성을 도면과 함께 구체적으로 설명하면 다음과 같다.In this regard, the configuration of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

크고 작은 2개의 내ㆍ외부 강관(10)(20)을 동축의 중심에 위치시키고 2개의 내ㆍ외부 강관(10)(20)사이에다 고강도 콘크리트를 충전시키고 체결고정 볼트로 내ㆍ외 강관(10)(20)을 고정시키되 내ㆍ외 강관(10)(20)을 관통되게 하면서 단면을 기준으로 서로 대칭으로 설치하고 내ㆍ외 강관(10)(20)사이를 밀폐부재(50)로 밀폐시켜 주입구(52)을 통하여 내ㆍ외 강관(10)(20)사이에 고강도 콘크리트(40)를 충전한 구성이다.Two large and small inner and outer steel pipes (10, 20) are located at the center of the coaxial, and between the two inner and outer steel pipes (10, 20) is filled with high-strength concrete and the inner and outer steel pipes with fastening fixing bolts (10 (20) is fixed, but the inner and outer steel pipes (10, 20) are installed symmetrically with respect to each other on the basis of the cross section and the inner and outer steel pipes (10, 20) between the sealing member 50 The high strength concrete 40 is filled between the internal and external steel pipes 10 and 20 through the injection port 52.

내부 강관(10)의 외주면에는 스터드 볼트(12)가 일체로 고정되어있으며 내부 강관(10)의 길이방향의 양단부에는 연결 플랜지(16)가 내부 강관(10)과 일체로 형성시키되 연결 플랜지(16)는 외부 강관(20) 방향이고 그 폭은 내ㆍ외부 강관(10)(20)사이의 간격(d)내이며, 또 연결플랜지(16)의 주면에는 일정간격으로 보강 돌조(18)를 형성되어있고, 내ㆍ외부 강관(10)(20)과의 간격(d)을 밀폐부재(50)로 밀폐시키는 구성이다. 밀폐부재(50)에는 주입(52)구가 마련되어있다. Stud bolts 12 are integrally fixed to the outer circumferential surface of the inner steel pipe 10, and coupling flanges 16 are integrally formed with the inner steel pipe 10 at both ends in the longitudinal direction of the inner steel pipe 10. ) Is in the direction of the outer steel pipe 20 and the width thereof is within the interval (d) between the inner and outer steel pipes 10, 20, and the reinforcement protrusions 18 are formed on the main surface of the connecting flange 16 at regular intervals. It is configured to seal the gap d with the inner and outer steel pipes 10 and 20 with the sealing member 50. The sealing member 50 is provided with an injection port 52.

내ㆍ외부 강관(10)(20)사이의 간격(d)은 외부강관의 동축의 폭(D)의 1/8-1/7이 되게 하는 것이 바람직하다. It is preferable that the distance d between the inner and outer steel pipes 10 and 20 be 1 / 8-1 / 7 of the coaxial width D of the outer steel pipe.

CFCT구조체(100)의 경량화와 고강도 콘크리트(40)의 주입이 용이하도록 하기위해서다. In order to facilitate the lightweighting of the CFCT structure 100 and the injection of the high strength concrete 40.

내부 강관(10)에 내 다이아프램(70)의 설치가 가능하다.Installation of the inner diaphragm 70 in the inner steel pipe 10 is possible.

이제 본 발명 CFCT 구조체(100)를 조립ㆍ연결하는 접합방법을 설명하면 다음과 같다. Now, the bonding method for assembling and connecting the CFCT structure 100 of the present invention will be described.

원형 및 다각형으로 된 내ㆍ외부 강관(10)(20)으로 된 이중 합성튜브 구조체를 제작함에 있어 내부 강관(10)의 외주면에는 스터드 볼트(12)를 고정하고 그 길이방향의 양단부에는 연결플랜지(16)를 외향되게 설치하는 단계; 상기 내부 강관(10)보다 그 간격이 d만큼 큰 외부강관(20)을 내부강관(10)과 동축의 중심에 위치시키고 체결고정 볼트(30)에 의하여 내ㆍ외 강관(10)(20)을 고정시키는 단계; 주입구(52)가 형성된 밀폐부재(50)에 의하여 내ㆍ외부 강관(10)(20)사이의 간격(d)을 밀폐시키는 단계; 밀폐부재(50)의 주입구(52)에 고강도 콘크리트(40)를 충전하는 단계; 외부 강관(20)의 외주면에 슬리브(60)를 용접(54)에 의하여 일체로 이음하는 단계를 포함하는 접합방법이다.In manufacturing a double composite tube structure consisting of inner and outer steel pipes (10, 20) of circular and polygonal, the stud bolts (12) are fixed to the outer circumferential surface of the inner steel pipe (10), and the connecting flanges are formed at both ends in the longitudinal direction thereof. 16) outwardly installing; The outer steel pipe 20 having a distance greater than d by the inner steel pipe 10 is positioned at the center of the coaxial shaft with the inner steel pipe 10 and the inner and outer steel pipes 10 and 20 by the fastening fixing bolts 30. Fixing; Sealing the gap d between the inner and outer steel pipes 10 and 20 by the sealing member 50 having the injection hole 52 formed therein; Filling the high-strength concrete 40 into the injection hole 52 of the sealing member 50; Joining method comprising the step of integrally joining the sleeve 60 to the outer peripheral surface of the outer steel pipe 20 by welding (54).

내ㆍ외부 강관(10)(20)사이의 간격(d)은 외부강관(20)의 동축의 폭(D)의 1/8-1/7이 되게 하는 것이 바람직하다.The interval d between the inner and outer steel pipes 10 and 20 is preferably 1 / 8-1 / 7 of the coaxial width D of the outer steel pipe 20.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.Referring to the effects of the present invention configured as described above are as follows.

원형 및 다각형으로 된 내ㆍ외부 강관의 사이에만 고강도 콘크리트를 충전하고 내부 강관의 중심부는 콘크리트를 채우지 않는 구성이므로 본 발명 CFCT 구조체가 경량화되는 효과가 있다. Since the high-strength concrete is filled only between the inner and outer steel pipes of a circular and polygonal shape, and the center of the inner steel pipe does not fill the concrete, the CFCT structure of the present invention has the effect of being lightweight.

내ㆍ외부 강관을 체결고정 볼트로 견고하게 고정시키면서 내부 강관의 외주면에 일체로 고정시킨 스터드 볼트가 충전된 콘크리트에 매설되어있는 구성이므로 체결고정 볼트와 스터드 볼트에 의하여 내ㆍ외부 강관과 콘크리트가 일체로 거동되어 강관과 콘크리트의 박리현상이 발생되지 않는 효과가 있다. The internal and external steel pipes and concrete are integrated by the fastening bolts and stud bolts because the stud bolts that are fixed to the outer circumferential surface of the internal steel pipes while being firmly fixed to the internal and external steel pipes by fastening fixing bolts. As a result, the peeling phenomenon of steel pipe and concrete does not occur.

체결고정 볼트와 스터드 볼트에 의하여 내ㆍ외부 강관과 콘크리트가 일체로 거동됨으로써 휨모멘트 및 전단력을 지지하는 가로재로서의 사용이 가능하게 되는 효과가 있다. Internal and external steel pipes and concrete behave integrally by fastening fixing bolts and stud bolts, which makes it possible to use them as horizontal members supporting bending moments and shear forces.

내부 강관의 길이방향의 양단부에 연결 플랜지가 구성된 것이므로 고장력 볼트에 의하여 조립이 용이하게 된다. Since the connecting flange is formed at both ends in the longitudinal direction of the inner steel pipe, the assembly is facilitated by the high tension bolt.

본 발명 CFCT 구조체는 내부 강관의 내부공간이 빈 상태이므로 기존 CFT구조와는 달리 내 다이아프램의 설치가 용이할 뿐 아니라 콘크리트 충전부위와 관계없이 응력의 작용부위를 적절히 보강하는 것이 용이한 효과를 지닌 유용한 발명이다.In the present CFCT structure, since the inner space of the inner steel pipe is empty, not only the existing CFT structure but also the inner diaphragm can be easily installed, and it is easy to appropriately reinforce the working part of the stress regardless of the concrete filling site. It is a useful invention.

Claims (7)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 원형 및 다각형으로 된 내ㆍ외부 강관(10)(20)으로 된 이중 합성튜브 구조체를 제작함에 있어 내부 강관(10)의 외주면에는 스터드 볼트(12)를 고정하고 그 길이방향의 양단부에는 연결플랜지(16)를 외향되게 설치하는 단계; 상기 내부 강관(10)보다 그 간격이 d만큼 큰 외부강관(20)을 내부강관(10)과 동축의 중심에 위치시키고 체결고정 볼트(30)에 의하여 내ㆍ외 강관(10)(20)을 고정시키는 단계; 주입구(52)가 형성된 밀폐부재(50)에 의하여 내ㆍ외부 강관(10)(20)사이의 간격(d)을 밀폐시키는 단계; 밀폐부재(50)의 주입구(52)에 고강도 콘크리트(40)를 충전하는 단계; 외부 강관(20)의 외주면에 슬리브(60)를 용접에 의하여 일체로 이음하는 단 계를 포함함을 특징으로 하는 고강도 콘크리트를 충전한 이중 합성튜브 구조체를 연결하는 접합방법In manufacturing a double composite tube structure consisting of inner and outer steel pipes (10, 20) of circular and polygonal, the stud bolts (12) are fixed to the outer circumferential surface of the inner steel pipe (10), and the connecting flanges are formed at both ends in the longitudinal direction thereof. 16) outwardly installing; The outer steel pipe 20 having a distance greater than d by the inner steel pipe 10 is positioned at the center of the coaxial shaft with the inner steel pipe 10 and the inner and outer steel pipes 10 and 20 by the fastening fixing bolts 30. Fixing; Sealing the gap d between the inner and outer steel pipes 10 and 20 by the sealing member 50 having the injection hole 52 formed therein; Filling the high-strength concrete 40 into the injection hole 52 of the sealing member 50; Joining method for connecting a double composite tube structure filled with high-strength concrete, characterized in that it comprises a step of integrally connecting the sleeve 60 by welding to the outer peripheral surface of the outer steel pipe (20) 제6항에 있어서 내ㆍ외부 강관(10)(20)사이의 간격(d)은 외부강관(20)의 직경(D)의 1/8-1/7이 되게 함을 특징으로 하는 고강도 콘크리트(40)를 충전한 이중 합성튜브 구조체를 연결하는 접합방법The high-strength concrete according to claim 6, wherein the distance d between the inner and outer steel pipes 10 and 20 is 1 / 8-1 / 7 of the diameter D of the outer steel pipe 20. Joining method for connecting the double composite tube structure filled with 40)
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