KR100759041B1 - 건축물의 기둥과 철골보의 연결구조 및 연결방법 - Google Patents

건축물의 기둥과 철골보의 연결구조 및 연결방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 건축물의 기둥과 철골보의 연결구조 및 연결방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 휨 모멘트가 최대로 발생하는 보의 단부를 콘크리트 또는 보조철골 단부 보강재를 이용하여 별도로 보강함으로써 보의 전체적인 단면적과 강재량을 줄일 수 있는 건축물의 기둥과 철골보의 연결구조 및 연결방법에 관한 것이다.
기둥, 철골보, 철골 단부 보강재, 콘크리트부

Description

건축물의 기둥과 철골보의 연결구조 및 연결방법{Link structure for steel beam and column of building and methods using the same}
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 종래 기술에 따른 철골보가 기둥에 설치된 철골 구조를 나타내는 측면도.
도 2는 기둥 사이에 설치된 보에 작용하는 휨 모멘트를 개략적으로 나타내는 도면.
도 3은 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 건출물의 기둥과 철골보의 연결구조를 나타내는 평면도.
도 4는 도 3의 A-A'선에 따른 단면도.
도 5는 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 건축물의 기둥과 철골보의 연결구조를 나타내는 단면도.
도 6은 본 발명의 바람직한 제3 실시예에 따른 건축물의 기둥과 철골보의 연결구조를 나타내는 단면도.
도 7은 본 발명의 바람직한 제4 실시예에 따른 건축물의 기둥과 철골보의 연결구조를 나타내는 단면도.
도 8은 본 발명의 바람직한 제5 실시예에 따른 건축물의 기둥과 철골보의 연결구조를 나타내는 단면도.
도 9는 본 발명의 바람직한 제6 실시예에 따른 건축물의 기둥과 철골보의 연결구조를 나타내는 단면도.
도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 건축물의 기둥과 철골보를 연결하기 위한 방법을 나타낸 플로우차트.
도 11은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 건축물의 기둥과 철골보가 연결된 것을 나타낸 도면.
도 12는 본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 따라 건축물의 기둥과 철골보를 연결하기 위한 방법을 나타낸 플로우차트.
도 13은 본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 따라 건축물의 기둥과 철골보가 연결된 것을 나타낸 도면.
도 14는 본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 따라 건축물의 기둥과 철골보를 연결하기 위한 방법을 나타낸 플로우차트.
도 15는 본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 따라 건축물의 기둥과 철골보가 연결된 것을 나타낸 도면.
도 16은 본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 따라 건축물의 기둥과 철골보를 연결하기 위한 방법을 나타낸 플로우차트.
도 17은 본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 따라 건축물의 기둥과 철골보가 연결된 것을 나타낸 도면.
도 18은 본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 따라 건축물의 기둥과 철골보를 연결하기 위한 방법을 나타낸 플로우차트.
도 19는 본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 따라 건축물의 기둥과 철골보가 연결된 것을 나타낸 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 철골보 20 : 기둥
40, 40', 40" : 철골 단부 보강재 44 : 보강 플레이트
45 : 스터드 46 : 연결 플레이트
50 : 콘크리트부 52 : 보강철근
60 : 철판 70 : 거푸집
80 : 보조 철재 보강재
R : 보강 구간 C : 이음부
100, 200, 300, 400, 500, 600 : 연결구조
본 발명은 건축물의 기둥과 철골보의 연결구조 및 연결방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 휨 모멘트가 최대로 발생하는 보의 단부를 콘크리트 또는 보 조 철재 보강재를 이용하여 별도로 보강함으로써 보의 전체적인 단면적과 강재량을 줄일 수 있는 건축물의 기둥과 철골보의 연결구조 및 연결방법에 관한 것이다.
일반적으로, H형강보(이하 '보'라 한다)는 기둥과 기둥 사이에 설치되어 건물의 각 층의 바닥인 슬래브를 지지하기 위해 널리 사용되고 있다. 즉, 도 1에 나타난 바와 같이 기둥(2)과 기둥(2) 사이에 보(3)가 설치되고, 보(3)의 상단에 슬래브(미도시)가 형성되어 철골 구조체(1)를 이룬다.
한편, 보(3)의 양측 단부에 발생하는 휨 모멘트의 값은 보(3) 중앙부에 발생하는 휨 모멘트의 값보다 약 두 배가량 높게 된다. 예컨대, 도 2를 참조하여 설명하면, 보(3) 단부의 휨 모멘트 값을 M이라 하면, 보(3) 중앙부의 휨 모멘트 값은 대략 0.5 ~ 0.6M이 된다. 따라서, 보(3)를 설계할 경우에는 최대 휨 모멘트 값인 M을 기준으로 하여야 한다.
그러나, 최대 휨 모멘트를 기준으로 보를 설치함으로써, 보 춤, 즉 보의 높이가 커지게 되고, 이로 인하여 각 층간의 가용공간이 줄어드는 문제점이 있다. 즉, 보의 점유공간으로 인하여 가용공간이 적어짐으로써 공간의 활용성이 저하된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 휨 모멘트가 최대로 발생하는 보의 단부를 보강하여 최대 휨 모멘트에 저항하며, 보 중앙부에 발생하는 휨 모멘트로 보를 설계하여 보의 전체적인 단면적 및 강재량을 줄임으로써 건물의 각 층간의 공간활용을 증대시킬 수 있는 건축물의 기둥 및 철골보의 연결구조 및 연결방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 건축물의 기둥과 철골보의 연결구조는, 건축물의 기둥에 설치되고, 철골보와 연결되는 철골 단부 보강재; 및 철골 단부 보강재의 둘레에 형성된 콘크리트부;를 구비한다.
바람직하게, 콘크리트부에는 보강철근이 배근된다.
또한, 콘크리트부의 외측면에는 철판이 설치된 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 측면에 따른 건축물의 기둥과 철골보의 연결구조는, 건축물의 기둥에 설치되고, 철골보와 연결되는 철골 단부 보강재; 및 기둥으로부터 휨모멘트에 대한 보강이 필요한 구간까지 철골 단부 보강재의 하면에 설치된 보조 철재 보강재;를 구비한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 건축물의 기둥과 철골보의 연결구조는, 건축물의 기둥에 설치된 철골 단부 보강재; 철골 단부 보강재 사이에 설치된 철골보; 및 철골보와 철골 단부 보강재에 설치된 보강플레이트를 연결하도록 설치되어 철골 단부 보강재와 철골보를 연결하는 플레이트;를 구비하고, 철골 단부 보강재에 발생하는 휨 모멘트에 저항할 수 있도록 철골 단부 보강재의 단면적은 철골보의 단면적 보다 큰 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 건축물의 기둥과 철골보의 연결구조는, 건축물의 기둥에 설치된 철골 단부 보강재; 철골 단부 보강재 사이에 설치된 철골보; 및 철골보와 철골 단부 보강재를 연결하는 플레이트;를 구비하고, 철골 단부 보강 재에 발생하는 휨 모멘트에 저항할 수 있도록 철골 단부 보강재는 철골보와 만나는 곳에서부터 기둥쪽으로 갈수록 단면적이 커지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 건축물의 기둥과 철골보의 연결방법은, (a) 건축물의 기둥과 철골 단부 보강재를 연결하는 단계; (b) 철골 단부 보강재의 끝단과 철골보를 결합하는 단계; (c) 휨모멘트에 대한 보강이 필요한 보강구간에 철판 또는 거푸집을 설치하는 단계; 및 (d) 철판 또는 거푸집에 콘크리트를 타설하여 콘크리트부를 형성하는 단계;를 포함한다.
한편, 철판 또는 거푸집은 철골 단부 보강재의 끝단을 지나 철골보쪽으로 연장되도록 설치되고, 콘크리트는 공사현장에서 타설되는 것이 바람직하다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 건축물의 기둥과 철골보의 연결방법은, (a) 건축물의 기둥과 철골 단부 보강재를 연결하는 단계; (b) 기둥과 철골 단부 보강재의 끝단 사이에 철판 또는 거푸집을 설치하는 단계; (c) 철골 단부 보강재의 끝단과 철골보를 연결하는 단계; 및 (d) 철판 또는 거푸집에 콘크리트를 타설하여 콘크리트부를 형성하는 단계;를 포함한다.
이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 건출물의 기둥과 철골보의 연결구조를 나타내는 평면도이고, 도 4는 도 3의 A-A'선에 따른 단면도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 연결구조(100)는, 건축물용 기둥(20)에 설치된 철골 단부 보강재(40) 및, 철골 단부 보강재(40)의 둘레에 형성된 콘크리트부를 구비한다.
상기 철골 단부 보강재(40)는 상호 나란하게 배치된 상부 플랜지(41) 및 하부 플랜지(42)와, 상기 상·하부 플랜지(41)(42)를 연결하는 웨브(43)로 구성된다. 이와 같은 철골 단부 보강재(40)는 양 끝단이 기둥(20)에 설치되고, 철골보(10)와 연결된다.
바람직하게, 상기 철골 단부 보강재(40)의 웨브(43)에 일정 간격으로 스터드(45)가 복수개 설치된다. 이러한 스터드(45)는 철골 단부 보강재(40)와 후술할 콘크리트부(50)의 결합을 더욱 견고하게 하는 역할을 한다.
상기 콘크리트부(50)는 철골 단부 보강재(40)의 둘레에 형성된다. 여기서, 상기 콘크리트부(50)에는 보강 철근(33),(52)이 매립된다. 보강 철근(33),(52)에는 띠철근(54)이 설치될 수 있다. 띠철근(54)은 철골 단부 보강재(40)와 보강 철근(33),(52)을 감싸며, 철골 단부 보강재(40)의 길이 방향을 따라 일정 간격으로 설치된다. 즉, 보강 철근(52)과 슬래브(32)에 배근된 보강 철근(33)은 띠철근(54) 에 의해 감싸져 위치가 고정될 수 있다.
상기 콘크리트부(50)는 보강 구간(R)만큼 형성되는 것이 바람직하다. 이는, 전술한 바와 같이, 휨 모멘트 값이(M) 최대인 보의 단부를 보강하기 위함인 것으로, 보강 구간(R)을 초과하면 비용이 추가되기 때문에 바람직하지 못하고, 보강 구간(R)에 미치지 못하면 휨 모멘트 값(M)에 대한 저항이 약해져 바람직하지 못하다.
한편, 상기 콘크리트부(50)는 보강 구간(R)의 길이 및 보의 전체길이에 따라 철골 단부 보강재(40)의 단부가 일부분 노출되도록 형성되거나, 철골 단부 보강재(40) 전체를 둘러싸도록 형성될 수 있다. 이와 같이 보강 구간(R)의 차이에 따라 현장시공 또는 공장에서 미리 제작해야하는 시공 공정에 차이가 있으므로, 이에 대해서는 본 발명의 연결방법에서 구체적으로 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 건축물의 기둥과 철골보의 연결구조를 나타내는 단면도이다.
도 5를 참조하면, 상기 연결구조(200)는 건축물용 기둥(20)에 설치된 철골 단부 보강재(40), 철골 단부 보강재(40)의 둘레에 형성된 콘크리트부(50) 및, 철판(60)을 구비한다. 이때, 도 5에서는 앞서 도시된 도면에서의 상기 철골 단부 보강재(40)와, 콘크리트부(50)는 동일한 참조부호 및 동일한 구성요소를 가리킨다. 즉, 상기 연결 구조(200)는 도 3 및 도 4에 도시된 연결 구조(100)와 실질적으로 동일한 기능을 하며, 다만 철판(60)이 더 구비되는 것에 있어 앞선 실시예와 다르다.
본 발명의 제2 실시예에 따르면, 상기 철판(60)은 상기 콘크리트부(50)의 외 측면에 설치된다. 바람직하게, 철판(60)은 콘크리트부(50)를 감싸도록 절곡된다. 본 명세서에서는 상기 철판(60)을 하부 플랜지(42)의 양단에 설치된 것으로 도시하였으나, 이에 한정되지 않으며, 하부 플랜지(42)의 하단면에 용접되거나, 볼트결합되는 등 콘크리트부(50)를 형성할 수 있는 구조로 설치될 수 있다면 어떠한 구조라도 채용가능하다. 또한, 철판(60)은 철골 단부 보강재(40)에 긴밀히 연결되도록 상부 플랜지(41)의 양단부에 일정 패턴으로 일부분 용접 설치되는 것이 바람직하다. 이와 같은 철판(60)은 거푸집의 역할을 함과 동시에, 완성된 구조물에 그대로 남아있어서 단면 강성을 증대시키는 역할을 한다.
한편, 상기 콘크리트부(50)의 상부에 보강 철근(33)이 매립되고, 하부에 보강 철근(미도시)이 매립되어 구성될 수 있다.
도 6은 본 발명의 바람직한 제3 실시예에 따른 건축물의 기둥과 철골보의 연결구조를 나타내는 단면도이다.
도 6을 참조하면, 상기 연결 구조(300)는 건축물용 기둥(20)에 설치된 철골 단부 보강재(40), 철골 단부 보강재(40)의 둘레에 형성된 콘크리트부(50) 및, 거푸집(70)을 구비한다. 이때, 도 6에서는 앞서 도시된 도면에서의 상기 철골 단부 보강재(40)와, 콘크리트부(50)는 동일한 참조부호 및 동일한 구성요소를 가리킨다. 즉, 상기 연결 구조(300)는 도 3 및 도 4에 도시된 연결 구조(100)와 실질적으로 동일한 기능을 하며, 다만 거푸집(70)이 더 구비되는 것에 있어 앞선 실시예와 다르다.
본 발명의 제3 실시예에 따르면, 상기 거푸집(70)은 콘크리트부(50)의 외측 면에 설치된다. 바람직하게, 거푸집(70)은 하부 플랜지(42)에 설치된다. 한편, 본 명세서에서는 상기 거푸집(70)을 하부 플랜지(42)에 설치된 것으로 도시하였으나, 이에 한정되지 않으며, 콘크리트부(50)를 성형할 수 있는 구조로 설치될 수 있다면 어떠한 구조라도 채용가능하다. 이때, 거푸집(70)은 보강 구간과 동일한 길이를 갖도록 설치되는 것이 바람직하다. 미설명된 참조부호 '71'은 상기 거푸집(70)을 지지하기 위한 체결볼트이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 제4 실시예에 따른 건축물의 기둥과 철골보의 연결 구조를 나타내는 단면도이다.
도 7을 참조하면, 상기 연결 구조(400)는 건축물용 기둥(20)에 설치된 철골 단부 보강재(40) 및, 상기 철골 단부 보강재(40) 하면에 설치된 보조 철재 보강재(80)를 구비한다. 이때, 도 7에서는 앞서 전술된 실시예들의 철골 단부 보강재(40)와 동일한 참조부호 및 동일한 구성요소를 가리킨다.
본 발명의 제4 실시예에 따르면, 상기 연결 구조(400)는, 상부 플랜지(41)와 하부 플랜지(42) 및 웨브(43)로 이루어진 철골 단부 보강재(40)와, 철골 단부 보강재(40)의 하면에 설치된 보조 철재 보강재(80)로 구성된다. 바람직하게, 상기 보조 철재 보강재(80)는 하부 플랜지(42)에 설치된다. 더욱 바람직하게, 상기 보조 철재 보강재(80)는 '역T'자 형상을 가지고 하부 플랜지(42)에 용접설치된다.
도 8은 본 발명의 바람직한 제5 실시예에 따른 건축물의 기둥과 철골보의 연결 구조를 나타내는 단면도이다.
도 8을 참조하면, 상기 연결 구조(500)는 건축물용 기둥에 설치된 철골 단부 보강재(40'), 철골 단부 보강재(40') 사이에 설치된 철골보(도 17의 '10' 참조) 및, 철골 단부 보강재(40')의 끝단으로부터 기둥 방향으로 설치된 보강 플레이트(44)와 연결되도록 설치되는 플레이트(도 19의 '15'참조)를 구비한다. 이때, 도 8에서의 철골 단부 보강재(40')는 앞서 전술된 실시예들의 철골 단부 보강재(40)와 실질적으로 동일한 기능을 하며, 다만 철골 단부 보강재(40')의 크기와 보강 플레이트(44)가 더 구비되는 것에 있어 앞선 실시예와 다르다.
본 발명의 제5 실시예에 따르면, 상기 연결구조(500)는, 상부 플랜지(41')와 하부 플랜지(42') 및 웨브(43')로 이루어진 철골 단부 보강재(40')와, 철골 단부 보강재(40')의 웨브(43')에 설치된 보강 플레이트(44)를 구비한다. 이때, 상기 플레이트(15)는 철골보(10)와 철골 단부 보강재(40')를 연결하기 위한 수단으로서, 후술할 제조방법에서 구체적으로 설명하기로 한다.
철골 단부 보강재(40')의 단면적은 철골보(10)의 단면적 보다 크게 형성된다. 즉, 철골 단부 보강재(40')의 높이(h')는 철골보(10)의 높이(h)보다 높게 형성된다. 이는, 철골 단부 보강재(40')에 발생하는 휨 모멘트에 저항할 수 있도록 하기 위함인 것으로, 철골 단부 보강재(40')는 보강 구간(R)과 동일한 길이로 형성되는 것이 바람직하다.
보강 플레이트(44)는 철골 단부 보강재(40')의 웨브(43')에, 즉 철골보(10)와 동일한 높이(h)의 위치에 설치된다. 바람직하게, 보강 플레이트(44)는 웨브(43')에 용접설치된다. 따라서, 보강 플레이트(44)가 설치된 철골 단부 보강재(40')에 철골보(10)를 연결시 철골보(10) 단부는 철골 단부 보강재(40')의 상부 플랜지(41')에서부터 철골보(10)와 동일한 높이(h)에 설치된 보강 플레이트(44)까지 맞닿아 플레이트(15)에 의해 연결된다.
도 9는 본 발명의 바람직한 제6 실시예에 따른 건축물의 기둥과 철골보의 연결 구조를 나타내는 단면도이다.
도 9를 참조하면, 상기 연결 구조(600)는 건축물의 기둥에 설치된 철골 단부 보강재(40"), 철골 단부 보강재(40") 사이에 설치된 철골보(도 19의 '10'참조) 및, 철골 단부 보강재(40")와 철골보(10)를 연결하는 플레이트(15)를 구비한다. 이때, 도 9에서의 철골 단부 보강재(40")는 앞서 전술된 실시예의 철골 단부 보강재(40')와 실질적으로 동일한 기능을 하며, 다만 철골 단부 보강재(40")의 크기 및 구조에 있어 앞선 실시예와 다르다.
본 발명의 제6 실시예에 따르면, 상기 철재 단부 보강재(40")는 휨 모멘트에 저항할 수 있도록 철골보(10)와 만나는 곳에서부터 기둥쪽으로 갈수록 단면적이 커지도록 형성된다. 바람직하게, 상기 철재 단부 보강재(40")는 복수의 연결 플레이트(46)가 결합되어 형성된다. 더욱 바람직하게, 상기 연결 플레이트(46)는 용접결합되어 변단면 H형강 형상으로 형성된다. 이때, 연결 플레이트(46)에 의해 결합 형성된 철골 단부 보강재(40")의 끝단은 철골보(10)와 연결이 용이하도록 철골보(10)의 높이와 동일한 높이가 되도록 형성되는 것이 더욱 바람직하다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 연결 구조(100)(200)(300)(400)(500)(600)들은 휨 모멘트가 최대로 발생하는 연결 구조의 단부, 즉 보강 구간(R)만 보강함으로써 종래의 전체적인 보의 보강에 비해 경제적이며, 또한 공간 활용성이 높아진다.
한편, 철골 단부 보강재(40)와 철골보(10)가 연결되는 이음부(C)가 보강 구간(R) 내(內)에 위치할 경우와 보강 구간(R) 외(外)에 위치할 경우에 따라 시공방법이 달라진다. 따라서, 이음부(C)가 보강 구간(R) 내(內)에 위치할 경우와 보강 구간(R) 외(外)에 위치할 경우에 대해 각각 설명하기로 한다.
도 3 내지 도 6, 도 10 및 도 11을 참조하여 설명하면, 먼저, 이음부(C)가 보강구간(R) 내(內)에 위치할 경우에는 건축물의 기둥(20)과 철골 단부 보강재(40)를 연결한다(S10). 철골 단부 보강재(40)는 공장에서 미리 기둥(20)에 설치될 수 있다.
기둥(20)에 철골 단부 보강재(40)가 설치되면, 각 기둥(20)에 설치된 철골 단부 보강재(40)의 끝단과 철골보(10)를 연결한다(S20). 상기 공정(S20)은 현장에서 이루어 질 수 있다. 이때, 상기 철골 단부 보강재(40)의 끝단과 철골보(10)의 단부가 맞닿는 부분을 이음부(C)라 하며, 철골 단부 보강재(40)의 끝단 및 철골보(10)의 단부에 관통공이 형성된다. 따라서, 상기 관통공과 동일한 위치에 관통공이 형성된 플레이트(15)를 이음부(C)에 덧대어 볼트(16) 결합한다. 또한, 이음부(C)의 상부와 하부에 별도의 플레이트(15)를 덧댄 후 볼트(16)결합시킨다.
이어서, 상기 철골 단부 보강재(40)와 철골보(10)가 연결되면, 보강 구간(R)의 범위에 철판(60) 또는 거푸집(70)을 설치한다(S30). 상기 철판(60)과 거푸집(70)은 철골 단부 보강재(40)와 철골보(10)의 하단에 형성되고, 바람직하게, 보강 구간(R)까지 설치되어 콘크리트를 형성하는 역할을 한다.
마지막으로, 상기 철판(60) 또는 거푸집(70)이 설치된 보강 구간(R)에 콘크 리트를 타설하여 콘크리트부(50)를 형성한다(S40). 즉, 상기 콘크리트부(50)는 철골보(10)의 단부와 철골 단부 보강재(40)를 매립시키며 형성된다. 이때, 보강 철근(52) 및 띠철근(54) 등을 철판(60) 또는 거푸집(70) 내측에 미리 설치하여 콘크리트부(50)를 형성시킬 수 있다. 여기서, 철판(60)은 콘크리트부(50)의 양생시 콘크리트부(50)와 일체로 형성되며, 거푸집(70)은 콘크리트부(50)가 형성된 후 제거된다. 따라서, 전술된 공정에 의해 형성된 연결 구조(100)(200)(300)는 보의 단부에 발생하는 휨 모멘트 구간, 즉 보강 구간(R)에 형성됨으로써 철골보(10) 전체를 보강하지 않고도 휨 모멘트에 효과적으로 저항할 수 있다.
한편, 상기 기둥(20) 및 철골 단부 보강재(40)와 철골보(10)가 결합된 보의 상단에는 콘크리트가 타설되어 상기 콘크리트부(50)와 일체로 형성되는 것이 바람직하다.
다음으로, 이음부(C)가 보강 구간(R) 외(外)에 위치할 경우에 대해 도 3 내지 도 6, 도 12 및 도 13을 참조하여 설명하면, 먼저, 건축물의 기둥(20)과 철골 단부 보강재(40)를 연결한다(S11).
이어서, 기둥(20)과 철골 단부 보강재(40)의 끝단 사이에 철판(60) 또는 거푸집(70)을 설치한다(S21). 바람직하게, 상기 철판(60)과 거푸집(70)은 철골 단부 보강재(40)의 하단에 설치되고, 더욱 바람직하게, 보강 구간(R)까지 설치된다.
계속해서, 철골 단부 보강재(40)의 끝단과 철골보(10)를 연결한다(S31). 이때, 상기 철골 단부 보강재(40)의 끝단과 철골보(10)의 단부가 맞닿는 부분을 이음부(C)라 하며, 철골 단부 보강재(40)의 끝단 및 철골보(10)의 단부에 관통공이 형 성된다. 따라서, 상기 관통공과 동일한 위치에 관통공이 형성된 플레이트(15)를 이음부(C)에 덧대어 볼트(16) 결합한다. 또한, 이음부(C)의 상부와 하부에 별도의 플레이트(15)를 덧댄 후 볼트(16)결합시킨다.
마지막으로, 철판(60) 또는 거푸집(70)에 콘크리트를 타설하여 콘크리트부(50)를 형성한다(S41). 즉, 상기 콘크리트부(50)는 철골 단부 보강재(40)의 둘레에 형성된다. 이때, 보강 철근(33),(52) 및 띠철근(54) 등을 철판(60) 또는 거푸집(70) 내측에 미리 설치하여 콘크리트부(50)를 형성시킬 수 있다. 여기서, 상기 철판(60)은 콘크리트부(50)의 양생시 콘크리트부(50)와 일체로 되며, 거푸집(70)은 콘크리트부(50)가 형성된 후 제거된다.
상기와 같은 연결방법은, 철판(60) 또는 거푸집(70)이 미리 공장에서 제조됨으로써, 공기가 단축되는 효과를 얻을 수 있다.
한편, 보조 철재 보강재(80)를 이용한 본 발명에 따른 연결방법을 도 7, 도 14 및 도 15를 참조하여 설명하기로 한다.
먼저, 건축물의 기둥(20)과 철골 단부 보강재(40)를 연결한다(S12).
다음으로, 기둥(20)으로부터 휨 모멘트에 대한 보강이 필요한 보강구간(R)까지 보조 철재 보강재(80)를 설치한다(S22). 바람직하게, 보조 철재 보강재(80)는 철골 단부 보강재(40)의 하면에 설치된다.
마지막으로, 철골 단부 보강재(40)의 끝단과 철골보(10)를 연결한다(S32). 이때, 상기 철골 단부 보강재(40)의 끝단과 철골보(10)의 단부가 맞닿는 부분을 이음부(C)라 하며, 철골 단부 보강재(40)의 끝단 및 철골보(10)의 단부에 관통공이 형성된다. 따라서, 상기 관통공과 동일한 위치에 관통공이 형성된 플레이트(15)를 이음부(C)에 덧대어 볼트(16)결합 한다. 또한, 이음부(C)의 상부와 하부에 별도의 플레이트(15)를 덧댄 후 볼트(16)결합시킨다.
여기서, 상기 보조 철재 보강재(80)를 철골 단부 보강재(40)의 하면에 설치하는 공정과, 철골 단부 보강재(40)의 끝단과 철골보(10)의 단부를 연결하는 공정의 순서가 바뀌어도 상관없다. 즉, 보조 철재 보강재(80)를 이용함에 있어서, 철골 단부 보강재(40)의 끝단과 철골보(10)의 단부가 연결되는 이음부(C)가 보강 구간(R) 내(內), 외(外)의 어느 곳에 위치되어도 공정에 차이가 없다.
보강 플레이트를 이용한 본 발명에 따른 연결방법을 도 8, 도 16 및 도 17을 참조하여 설명하기로 한다.
먼저, 건축물의 기둥(20)과 철골 단부 보강재(40')를 연결한다(S13). 여기서, 철골 단부 보강재(40')의 단면적은 철골보(10)의 단면적 보다 크게 형성된다. 즉, 철골 단부 보강재(40')의 높이(h')는 철골보(10)의 높이(h)보다 높게 형성된다. 또한, 철골 단부 보강재(40')의 길이는 휨 모멘트에 대한 보강이 필요한 보강구간(R)과 동일한 길이를 갖도록 형성된다.
다음으로, 철골 단부 보강재(40')의 웨브(43')에 보강 플레이트(44)를 설치한다(S23). 바람직하게, 보강 플레이트(44)는 철골 단부 보강재(40')의 끝단으로부터 기둥(20)방향으로 용접설치된다. 이때, 보강 플레이트(44)는 철골보(10)와 연결이 용이하도록 철골보(10)의 높이(h)와 동일한 높이를 갖는 위치에 설치된다.
마지막으로, 철골 단부 보강재(40')의 끝단과 철골보(10)를 연결한다(S33). 바람직하게, 철골보(10)는 철골 단부 보강재(40')의 상부 플랜지(41')를 기준으로 보강 플레이트(44)가 설치된 위치까지 맞닿아 연결된다. 이때, 상기 철골 단부 보강재(40')의 끝단과 철골보(10)의 단부가 맞닿는 부분을 이음부(C)라 하며, 철골 단부 보강재(40')의 끝단 및 철골보(10)의 단부에 관통공이 형성된다. 따라서, 상기 관통공과 동일한 위치에 관통공이 형성된 플레이트(15)를 이음부(C)에 덧대어 볼트(16)결합 한다. 또한, 이음부(C)의 상부와 하부에 별도의 플레이트(15)를 덧댄 후 볼트(16)결합시킨다.
한편, 철골 단부 보강재(40')를 기둥(20)에 연결하는 공정에 있어서, 미리 공장에서 상기 보강 플레이트(44)를 철골 단부 보강재(40')에 설치한 후 공정이 진행될 수도 있다.
아울러, 복수의 연결 플레이트를 이용한 본 발명에 따른 연결방법을 도 9, 도 18 및 도 19를 참조하여 설명하기로 한다.
먼저, 변단면 H형강 형상으로 이루어진 철골 단부 보강재(40")를 형성한다(S14). 철골 단부 보강재(40")는 철골보(10)와 만나는 끝단 부근에서부터 기둥(20)쪽으로 갈수록 단면적이 커지도록 형성된다. 바람직하게, 철골 단부 보강재(40")는 복수의 연결 플레이트(46)에 의해 결합되어 형성되며, 더욱 바람직하게, 철골 단부 보강재(40")의 끝단은 철골보(10)와 연결이 용이하도록 철골보(10)와 동일한 높이를 갖도록 형성된다.
다음으로, 건축물의 기둥(10)에 철골 단부 보강재(40")를 연결한다(S24).
마지막으로, 철골 단부 보강재(40")의 끝단과 철골보(10)를 연결한다(S34). 이때, 상기 철골 단부 보강재(40")의 끝단과 철골보(10)의 단부가 맞닿는 부분을 이음부(C)라 하며, 철골 단부 보강재(40")의 끝단 및 철골보(10)의 단부에 관통공이 형성된다. 따라서, 상기 관통공과 동일한 위치에 관통공이 형성된 플레이트(15)를 이음부(C)에 덧대어 볼트(16)결합 한다. 또한, 이음부(C)의 상부와 하부에 별도의 플레이트(15')를 덧댄 후 볼트(16)결합시킨다.
한편, 철골 단부 보강재(40")를 형성하는 공정과, 철골 단부 보강재(40")를 기둥(20)에 설치하는 공정은 미리 공장에서 진행될 수도 있다. 즉, 현장에서는 철골 단부 보강재(40")와 철골보(10)를 연결하는 공정만 진행된다. 따라서, 철골 단부 보강재(40")가 미리 공장에서 제조되어 설치됨으로써 공기를 단축시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 건축물의 기둥과 철골보의 연결구조 및 연결방법은, 휨 모멘트가 최대인 보의 단부를 별도로 보강함으로써 보 중앙부의 단면적 및 강재량을 줄일 수 있으며, 보 춤이 작아지기 때문에 공간 활용이 증대되고, 강재량이 줄어 시공비가 절감된다.

Claims (9)

  1. 건축물의 기둥에 설치되고, 철골보와 연결되는 철골 단부 보강재; 및
    철골 단부 보강재의 둘레에 형성된 콘크리트부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 건축물의 기둥과 철골보의 연결구조.
  2. 제1항에 있어서,
    콘크리트부에는 보강 철근이 배근된 것을 특징으로 하는 건축물의 기둥과 철골보의 연결구조.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    콘크리트부의 외측면에는 철판이 설치된 것을 특징으로 하는 건축물의 기둥과 철골보의 연결구조.
  4. 건축물의 기둥에 설치되고, 철골보와 연결되는 철골 단부 보강재; 및
    기둥으로부터 휨모멘트에 대한 보강이 필요한 구간까지 철골 단부 보강재의 하면에 설치된 보조 철재 보강재;를 구비하는 것을 특징으로 하는 건축물의 기둥과 철골보의 연결구조.
  5. 건축물의 기둥에 설치된 철골 단부 보강재;
    철골 단부 보강재 사이에 설치된 철골보; 및
    철골보와 철골 단부 보강재에 설치된 보강플레이트를 연결하도록 설치되어 철골 단부 보강재와 철골보를 연결하는 플레이트;를 구비하고,
    철골 단부 보강재에 발생하는 휨 모멘트에 저항할 수 있도록 철골 단부 보강재의 단면적은 철골보의 단면적 보다 큰 것을 특징으로 하는 건축물의 기둥과 철골보의 연결구조.
  6. 건축물의 기둥에 설치된 철골 단부 보강재;
    철골 단부 보강재 사이에 설치된 철골보; 및
    철골보와 철골 단부 보강재를 연결하는 플레이트;를 구비하고,
    철골 단부 보강재에 발생하는 휨 모멘트에 저항할 수 있도록 철골 단부 보강재는 철골보와 만나는 곳에서부터 기둥쪽으로 갈수록 단면적이 커지는 것을 특징으로 하는 건축물의 기둥과 철골보의 연결구조.
  7. (a) 건축물의 기둥과 철골 단부 보강재를 연결하는 단계;
    (b) 철골 단부 보강재의 끝단과 철골보를 결합하는 단계;
    (c) 휨모멘트에 대한 보강이 필요한 보강구간에 철판 또는 거푸집을 설치하는 단계; 및
    (d) 철판 또는 거푸집에 콘크리트를 타설하여 콘크리트부를 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 건축물의 기둥과 철골보의 연결방법.
  8. 제7항에 있어서,
    철판 또는 거푸집은 철골 단부 보강재의 끝단을 지나 철골보쪽으로 연장되도록 설치되고, 콘크리트는 공사현장에서 타설되는 것을 특징으로 하는 건축물의 기둥과 철골보의 연결방법.
  9. (a) 건축물의 기둥과 철골 단부 보강재를 연결하는 단계;
    (b) 기둥과 철골 단부 보강재의 끝단 사이에 철판 또는 거푸집을 설치하는 단계;
    (c) 철골 단부 보강재의 끝단과 철골보를 연결하는 단계; 및
    (d) 철판 또는 거푸집에 콘크리트를 타설하여 콘크리트부를 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 건축물의 기둥과 철골보의 연결방법.
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