KR100808057B1 - Composite beam and construction method using the same - Google Patents

Composite beam and construction method using the same Download PDF

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KR100808057B1
KR100808057B1 KR1020070035517A KR20070035517A KR100808057B1 KR 100808057 B1 KR100808057 B1 KR 100808057B1 KR 1020070035517 A KR1020070035517 A KR 1020070035517A KR 20070035517 A KR20070035517 A KR 20070035517A KR 100808057 B1 KR100808057 B1 KR 100808057B1
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    • E04C2003/0452H- or I-shaped

Abstract

A composite beam and a construction method using the same are provided to obtain economy and easy construction by protruding steel beams out of two ends of reinforced concrete. A composite beam(100) comprises a central portion made of reinforced concrete(110) and end portions at which steel beams(120) protrude out of the reinforced concrete. The steel beam may be an I-beam or an H-beam. An upper flange of the steel beam is exposed to the upper surface of the reinforced concrete. A lower flange of the steel beam is a varying section. The composite beam further comprises a tendon(130) including PC strand arranged longitudinally by way of post-tension or pre-tension in the reinforced concrete.

Description

합성부재 및 이를 이용한 구조물 시공방법{COMPOSITE BEAM AND CONSTRUCTION METHOD USING THE SAME}COMPOSITE BEAM AND CONSTRUCTION METHOD USING THE SAME}
도 1은 종래 철골구조물을 이용한 구조물을 시공상태를 도시한 것이다.1 illustrates a construction state of a structure using a conventional steel structure.
도 2a, 도 2b, 도 2c 및 도 2d는 본 발명에 따른 합성빔의 예를 도시한 것이다.2A, 2B, 2C and 2D show examples of a composite beam according to the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 도 2a의 합성빔의 설치상태도를 도시한 것이다.Figure 3 shows a state diagram of the installation of the composite beam of Figure 2a according to the present invention.
도 4a, 도 4b 및 도 4c는 본 발명에 따른 합성빔의 시공공종의 예를 도시한 것이다.4A, 4B, and 4C show examples of construction types of composite beams according to the present invention.
도 5a, 도 5b, 도 5c 및 도 5d는 본 발명에 따른 합성빔의 예를 도시한 것이다.5A, 5B, 5C and 5D show examples of the composite beam according to the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
100,200,300,400,700:합성강재100,200,300,400,700: synthetic steel
110,210,310,410,710:철근 콘크리트구체110,210,310,410,710: reinforced concrete sphere
120,220,320,420,720:강재120,220,320,420,720: Steel
130,230,330,740:긴장재130,230,330,740
500:기둥부재 500: pillar member
510:연결철골510: connecting steel
520:거셋플레이트 600:바닥판콘크리트520: gusset plate 600: bottom plate concrete
본 발명은 합성부재 및 이를 이용한 구조물 시공방법에 관한 것이다. 더욱 구체적으로 강재와 콘크리트를 합성시킨 합성부재를 이용하여 구조물 을 시공방법에 관한 것이다.The present invention relates to a composite member and a structure construction method using the same. More specifically, the present invention relates to a method of constructing a structure using a composite member obtained by combining steel and concrete.
통상 건축구조물을 설계, 시공할 때 가장 많이 사용되는 구조부재는 철근콘크리트부재 및 강재라 할 수 있다.In general, structural members most often used when designing and constructing a building structure may be referred to as reinforced concrete members and steel materials.
즉, 콘크리트를 이용하여 구조체를 제작하되, 콘크리트의 취약점을 보완하기 위한 보강재로 철근을 콘크리트 구조체 내부에 배근되도록 함으로서 비록 자중이 크다는 단점은 있으나 경제성이 뛰어나고 성형이 자유롭기 때문에 콘크리트는 건축구조물 설계 및 시공에 많이 이용되고 있다.In other words, the structure is manufactured using concrete, but the reinforcement to reinforce the weakness of the concrete to reinforce the reinforcement inside the concrete structure, although the disadvantages of high weight, but because of its economic efficiency and free molding, concrete is designed and constructed It is used a lot in.
이러한 철근 콘크리트부재는 현장여건상 공장에서 미리 소정의 단면크기로 및 형상으로 제작되는 프리캐스트 부재로 제작하기도 하고, 현장에서 직접 거푸집을 이용하여 소정의 단면크기 및 형상으로 제작하기도 한다.Such reinforced concrete members may be manufactured as precast members that are manufactured in a predetermined cross-sectional size and shape in a factory in advance, or may be manufactured to a predetermined cross-sectional size and shape using formwork directly in the field.
또한, 특히 건축물의 경우 도 1과 같이 뼈대 구조물로서 철골인 강재를 기둥부재(10)로 설치하고, 상기 기둥부재 사이에 역시 강재인 수평부재(20)를 연결하여 일종의 라멘구조로 뼈대구조물을 시공하고, In addition, in the case of buildings in particular, as shown in Figure 1 as a skeleton structure steel steel as a pillar member 10, and between the pillar members to connect the horizontal member 20 also steel to construct a skeleton structure as a kind of ramen structure ,
상기 수평부재 상부면에 거푸집을 이용하여 바닥판콘크리트(30)를 타설 후 양생시킴으로서 보다 신속한 건축시공이 가능하도록 하고 있다.Forming the bottom plate concrete 30 by using the formwork on the upper surface of the horizontal member to enable faster construction construction.
이때 상기 강재는 거의 기 제작된 제품을 구입하거나 주문생산이 가능하여 품질관리가 용이하고, 비교적 가공 및 운반이 용이하다는 장점은 있으나,At this time, the steel can be purchased or ordered production almost made of the product is easy to quality control, and relatively easy to process and transport,
강재가격은 해마다 상승하고 있기 때문에 구조물 설계에 있어 이를 주부재로 할 경우 비용적인 측면에 있어서는 경쟁력이 떨어질 수밖에 없다는 문제점이 있었다.Since steel prices are increasing year by year, there is a problem in that the cost of the structure is inferior in competitiveness in terms of structure design.
또한, 경제적이고 형태를 자유롭게 형성시킬 수 있는 철근콘크리트 부재는 그 제작에 있어 공장의 경우에는 덜 하지만 현장에서 직접 제작할 경우 품질관리가 어렵고, 비교적 제작공종이 복잡하여 시공성이 떨어진다는 문제점이 있었다.In addition, the reinforced concrete member that can form economically and freely form is less in the case of the factory in the production, but if the production directly in the field, quality control is difficult, and the construction work is relatively complicated, the construction is poor.
본 발명은 상기 종래 건축구조물을 구성하는 빔 또는 기둥부재를 철근 및 콘크리트가 합성된 합성빔을 제공함으로서 보다 경제적이고 시공성이 뛰어난 합성부재 및 이를 이용한 구조물 시공방법을 제공하는 것이다.The present invention is to provide a composite beam and a construction method using the same that is more economical and constructive by providing a composite beam of the reinforcement and concrete to the beam or pillar member constituting the conventional building structure.
상기 기술적과제를 달성하기 위하여 본 발명의 합성부재(100)는In order to achieve the above technical problem, the composite member 100 of the present invention
첫째, 수평부재인 합성빔의 경우 양 단부는 강재(120)가 돌출되도록 하되, 상기 양 단부 사이에는 철근콘크리트 구체(110)로 형성되도록 하였다.First, both ends of the composite beam, which is a horizontal member, so that the steel 120 is protruded, and is formed of reinforced concrete spheres 110 between the two ends.
이로서, 상기 강재(120)는 강성 및 연성이 크므로 하중이 크게 작용하는 부위인 합성부재의 양 단부에 배치되어 상기 하중에 저항하도록 하여 합성부재가 구조적으로 안전성을 확보할 수 있도록 하면서, 합성부재의 양 단부에 돌출되어 있으 므로 다른 구조부재와의 연결이 용이하도록 하였다. 즉, 강재(120)는 철골부재와 체결볼트 및 너트로 간단하게 연결될 수 있음을 이용한 것이라 할 수 있다.As such, the steel 120 has a large rigidity and ductility, and thus is disposed at both ends of the composite member, which is a site where the load is largely acted to resist the load, thereby allowing the composite member to structurally secure safety. Protruding from both ends of the to facilitate the connection with other structural members. That is, the steel 120 can be said to be used that can be simply connected to the steel member and the fastening bolt and nut.
또한, 철근콘크리트 구체(110)는 합성부재로서 전체 길이에 걸쳐 상당한 부분을 차지하도록 함으로서 가장 경제적인 재료로서 합성부재를 제작할 수 있도록 하였다.In addition, the reinforced concrete sphere 110 to make a composite member as the most economical material by occupying a substantial portion over the entire length as a composite member.
둘째, 상기 철근콘크리트 구체(110) 내부에는 PC 강연선을 포함하는 긴장재(130)가 더 설치되도록 함으로서 상대적으로 철근콘크리트 구체(110) 단면크기를 줄일 수 있도록 하여 합성부재의 자중이 감소될 수 있도록 하였다.Second, the reinforcement concrete sphere 110 to further reduce the cross-sectional size of the reinforced concrete sphere 110 by allowing the tension member 130 including the PC strands to be installed to reduce the self-weight of the composite member. .
셋째, 본 발명에 따른 합성부재(100)는 수평빔 또는 기둥부재로 적용할 수 있도록 하여 수평빔의 경우 종래 철골부재와의 연결이 용이하도록 하였으며, 기둥부재로 사용하는 경우에는 다른 기둥부재의 연결 및 수평부재와의 연결이 용이하도록 하였다.Third, the composite member 100 according to the present invention can be applied as a horizontal beam or a pillar member to facilitate the connection with the conventional steel frame member in the case of the horizontal beam, the connection of other pillar members when used as a pillar member And to facilitate the connection with the horizontal member.
넷째, 상기 강재(120)의 경우 철근콘크리트 구체(110) 양 단부에 있어 상기 구체보다 더 상방으로 돌출되도록 하여, 즉 상대적으로 구체 형성높이를 낮추어 슬래브 형성높이를 낮추는 것이 가능하도록 하였다.Fourth, in the case of the steel material 120 so as to project more upward than the sphere at both ends of the reinforced concrete sphere 110, that is, it is possible to lower the height of the slab formation by relatively lowering the height of the sphere formation.
본 발명을 보다 명확하고 용이하게 설명하기 위해서 이하 본 발명의 최선의 실시예를 첨부도면에 의하여 상세하게 설명하며, 본 발명에 따른 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으므로, 본 발명의 범위가 아래에서 설명되는 실시예에 한정되지 않는다.BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS To describe the present invention more clearly and easily, the following describes the best embodiments of the present invention in detail with reference to the accompanying drawings, and embodiments according to the present invention may be modified in various other forms, and thus the scope of the present invention. Is not limited to the embodiment described below.
도 2a, 도 2b 및 도 2c는 본 발명에 따른 합성부재의 예를 도시한 것이다.2A, 2B and 2C show examples of the composite member according to the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 합성부재와 철골부재의 연결사시도를 도시한 것이다.Figure 3 shows a perspective view of the connection between the composite member and the steel member according to the present invention.
도 4a, 도 4b 및 도 4c는 본 발명에 따른 합성부재의 시공공정의 예를 도시한 것이다.4A, 4B and 4C show an example of the construction process of the composite member according to the present invention.
도 5a, 도 5b 및 도 5c는 본 발명에 따른 합성부재의 다른 예를 도시한 것이다.5A, 5B and 5C show another example of the composite member according to the present invention.
먼저, 본 발명에 따른 합성부재의 실시예 1,2,3,4,5를 차례로 살펴보도록 하겠으며, 실시예 1, 2, 4, 5는 수평빔 형태이고 실시예 3은 기둥부재이다.First, Examples 1, 2, 3, 4, and 5 of the composite member according to the present invention will be described in order. Embodiments 1, 2, 4, and 5 are in the form of horizontal beams, and Embodiment 3 is a pillar member.
<실시예 1:수평빔>Example 1 Horizontal Beam
실시예 1에 의한 본 발명의 합성부재(100)를 도 2a를 기준으로 살펴본다.The synthesis member 100 of the present invention according to the first embodiment looks at with reference to Figure 2a.
상기 합성부재(100)는 크게 철근 콘크리트구체(110) 및 강재(120)로 구성되며, 수평빔으로서 사용된다.The composite member 100 is largely composed of a reinforced concrete sphere 110 and steel 120, and is used as a horizontal beam.
먼저, 철근 콘크리트구체(110)는 직육면체 형태로 제작된 구체형태로서 그 내부에는 길이방향으로 주철근(111)이 하부에 연장 배치되며, 수직방향으로 이격되어 배근된 스트럽 철근(112)이 더 배치되어 추후 바닥판 콘크리트에 매립되도록 외부로 상방 돌출되도록 하되, 철근콘크리트 구체의 양 단부에서 더 밀집되어 설치되도록 한다.First, the reinforced concrete sphere 110 is a spherical reinforcement formed in the form of a rectangular parallelepiped in the longitudinal direction of the main reinforcement 111 extending in the lower portion, the vertically spaced reinforcement stirrup reinforcement 112 is further disposed Is to be projected upward to the outside to be embedded in the bottom plate concrete later, to be installed more densely at both ends of the reinforced concrete sphere.
이는 수평빔의 경우 양 단부가 철골을 포함하는 기둥부재와 강결 되기 때문에 바로 이러한 연결부에 보다 큰 하중이 작용하기 때문이라 할 수 있다.This is because in the case of a horizontal beam, because both ends are rigid with the pillar member including the steel frame, a greater load is applied to the connection part.
이에 수평빔으로 사용되는 합성부재의 양 단부는 합성부재 중앙부보다 더 큰 하중에 저항할 수 있도록 해야 하며, 나아가 이러한 양 단부는 기둥구조물과의 연 결이 보다 용이하도록 구성되어야 한다.Therefore, both ends of the composite member used as the horizontal beam should be able to withstand a greater load than the center of the composite member, and furthermore, both ends should be configured to facilitate the connection with the column structure.
이러한 철근 콘크리트구체(110)는 통상 공장에서 프리캐스트 부재로 제작함으로서 품질관리가 용이하도록 하는 것이 바람직하다.Such reinforced concrete sphere 110 is preferably manufactured by a precast member in the factory to facilitate quality control.
또한, 철근 콘크리트구체(110)는 콘크리트로 구성되므로 그 자중이 다소 클 수 있다. 따라서 이러한 자중을 줄이기 위해서는 PC 강연선과 같은 긴장재(130)를 인장응력이 발생하는 부위 예컨대, 철근 콘크리트구체(110)하부에 더 설치되도록 하여 단면력을 증진시켜 궁극적으로 철근 콘크리트구체(110)의 단면크기를 줄일 수 있도록 함이 바람직하다.In addition, because the reinforced concrete sphere 110 is composed of concrete, its own weight may be rather large. Therefore, in order to reduce the self-weight, the tension member 130, such as the PC strand, is to be further installed at the site where the tensile stress occurs, for example, reinforced concrete sphere 110 to enhance the cross-sectional force ultimately the cross-sectional size of the reinforced concrete sphere 110 It is desirable to be able to reduce.
만약 동일단면의 철근 콘크리트구체(110)라면 그 연장길이를 더 확보할 수 있어 기둥부재의 설치개수를 줄일 수 있도록 할 수 있을 것이다.If reinforced concrete spheres 110 of the same section can be further secured the extension length can be reduced to reduce the number of installation of the column member.
이러한 철근 콘크리트구체(110)의 양 단에는 강재(120)가 설치되는데, 이러한 강재(120)는 구입이 용이한 철골인 I형 또는 H형강을 이용할 수 있을 것이며, 소정의 길이를 가지도록 절단하여 철근 콘크리트구체(110) 양 단부에 일 측이 매립되어 타 측이 외부로 돌출 연장되도록 형성시키게 된다.The steel 120 is installed at both ends of the reinforced concrete sphere 110, the steel 120 may be used I-type or H-shaped steel, which is easy to purchase steel, cut to have a predetermined length One side is embedded in both ends of the reinforced concrete sphere 110 is formed so that the other side protrudes to the outside.
위에서 살펴보았듯이, 수평빔으로서 설치되는 합성부재는 기둥구조물과 강결 되기 때문에 그 연결부에 보다 큰 하중(휨 모멘트)이 발생하게 되며, 이러한 큰 하중에는 아무래도 철근콘크리트보다는 강재가 훨씬 효과적이다. As described above, since the composite member installed as the horizontal beam is rigid with the column structure, a greater load (bending moment) is generated at the connection portion, and steel is much more effective than the reinforced concrete.
이에 본 발명의 강재(120)는 강결되는 연결부에 있어 하중에 보다 효과적으로 저항하는 부재역할을 하게 되며, Accordingly, the steel material 120 of the present invention serves as a member to more effectively resist the load in the connection portion to be rigid,
철근 콘크리트구체(110)의 양 단부에만 형성되도록 하기 때문에 수평빔 전체 를 강재로 하는 것과 비교하여 경제성을 충분히 확보할 수 있어 매우 효과적인 합성부재 제작이 가능하게 된다.Since it is formed only at both ends of the reinforced concrete sphere 110, it is possible to sufficiently secure the economy compared to the entire horizontal beam made of steel, it is possible to manufacture a very effective composite member.
이러한 강재(120)는 철근 콘크리트구체(110)의 상부면의 높이에 맞추어 강재의 상부플랜지가 철근 콘크리트구체(110) 상면에 일치가 되도록 할 수 있는데, 이 경우 전체적인 합성부재의 중심축이 상부로 더 상승되어 긴장재(130)에 의한 편심효과를 가질 수 있게 된다.The steel 120 can be made to match the upper flange of the steel to the upper surface of the reinforced concrete sphere 110 in accordance with the height of the upper surface of the reinforced concrete sphere 110, in this case the central axis of the overall composite member to the top It is further elevated to have an eccentric effect by the tension member 130.
또한 강재(120)는 볼트홀을 형성시켜 체결볼트와 너트를 이용하여 역시 철골인 기둥부재와 용이하게 연결시킬 수 있기 때문에 합성부재와 기둥부재의 연결시공이 매우 용이하게 된다.In addition, the steel 120 forms a bolt hole, so that it can be easily connected to the pillar member, which is also steel, using fastening bolts and nuts, so that the construction of the composite member and the pillar member is very easy.
결국 본 발명에 따른 합성부재인 수평빔은 그 자중이 감소되면서도, 강성 및 연성이 뛰어난 강재(120)가 하중이 가장 크게 작용하는 부위에 배치되어 구조적으로도 안정적으로 거동할 수 있고, 기둥구조물과의 연결시공성도 뛰어나다는 장점이 발휘될 수 있게 된다.Eventually, the horizontal beam as the composite member according to the present invention can be structurally stable and behave in a structure where the steel 120 having excellent stiffness and ductility is disposed at the site where the load acts the most while the self-weight is reduced. It is also possible to exert the advantages of excellent connection construction.
<실시예 2:수평빔>Example 2: Horizontal Beam
상기 실시예 2에 의한 합성부재(200)는 수평빔으로서 실시예 1과 비교하여 철근 콘크리트구체(210)의 단면형태가 일부 변경된 것이라 할 수 있다.The composite member 200 according to the second embodiment may be said to have a partial cross-sectional shape of the reinforced concrete sphere 210 as compared to the first embodiment as a horizontal beam.
즉 도 2b와 같이 철근 콘크리트구체(210)의 중앙부에 있어 상부가 개방된 할로우부(211)가 형성되도록 한 것으로서 구조적으로 크게 하중을 부담하지 않는 철근 콘크리트구체(210) 일부인 중앙부를 빈 공간으로 형성시켜 합성부재의 자중이 더 감소되도록 한 것이라 할 수 있다.That is, as shown in Figure 2b to the hollow portion 211 is formed in the central portion of the reinforced concrete sphere 210 is formed as a hollow space in the center portion of the reinforced concrete sphere 210 that does not bear a large load structurally It can be said that the self weight of the composite member is further reduced.
그 이외 철근(211), 스트럽철근(212), 긴장재(230), 강재(220)의 배치는 실시예 1과 동일하다.In addition, arrangement of the reinforcing bars 211, the stirrups 212, the tension member 230, and the steel material 220 is the same as in the first embodiment.
<실시예 3:수평빔>Example 3: Horizontal Beam
상기 실시예 3에 의한 합성부재(300)도 역시 수평빔으로서 실시예 1과 비교하여 철근 콘크리트구체(110)의 단면형태가 직육면체가 아닌 I형 단면 형태의 예를 보인 것이다.The composite member 300 according to the third embodiment also shows an example of the cross-sectional shape of the reinforced concrete sphere 110 is not a rectangular parallelepiped type, as compared with the first embodiment as a horizontal beam.
즉, 도 2c와 같이 철근 콘크리트구체(310)가 I형 단면의 빔형태로 구성되고 있음을 알 수 있으며, 그 이외 철근(311), 긴장재(330), 스트럽철근(312), 강재(320)의 배치는 실시예 1과 동일하다.That is, it can be seen that the reinforced concrete sphere 310 is configured in the form of a beam of I-shaped cross section as shown in FIG. 2C, and other than that, the reinforcement 311, the tension member 330, the stirrup reinforcement 312, and the steel 320. ) Is the same as in Example 1.
<실시예 4:수직빔 또는 기둥부재>Example 4 Vertical Beam or Pillar Member
상기 실시예 4에 의한 합성부재(400)는 철골인 기둥부재와 같이 수직으로 시공되는 기둥부재로서 제작된 것이라 할 수 있다.Synthetic member 400 according to the fourth embodiment can be said to be manufactured as a pillar member that is vertically constructed, such as steel pillar member.
건축물 뼈대구조물에 있어 통상은 제작, 운반 및 시공이 용이한 철골이 많이 이용되는 데, 철골은 그 비용이 고가이므로 만약 본 발명과 같이 합성부재를 사용한다면 그 제작, 시공비용을 현저하게 줄일 수 있게 된다.In the skeleton structure of the building is usually used a lot of steel frame, which is easy to manufacture, transport and construction, the steel frame is expensive because if the use of a synthetic member as in the present invention so that the production, construction cost can be significantly reduced do.
이러한 기둥부재로서의 합성부재(400)는 철근콘크리트구체(410) 및 강재(420)로 구성되는 것은 위에서 살펴본 실시예 1 내지 실시예 3과 동일하나, 강재(420)가 철근콘크리트구체(410)의 상면 및 하면 중앙부에 돌출되도록 형성시키게 된다.The composite member 400 as the pillar member is composed of the reinforced concrete sphere 410 and the steel 420 is the same as the first to third embodiments described above, the steel 420 of the reinforced concrete sphere 410 The upper and lower surfaces are formed to protrude from the center portion.
이에 상기 강재(420)는 다른 실시예 4에 따른 기둥부재와 연결이 가능하게 되며, 위에서 살펴본 실시예 1에 따른 수평빔인 합성부재(100)의 강재(120)와 연결철골(510)로 서로 연결될 수 있도록 할 수 있다.The steel 420 can be connected to the pillar member according to another embodiment 4, the steel 120 and the connecting steel 510 of the composite member 100, which is a horizontal beam according to the first embodiment described above. Can be connected.
또한 기둥부재의 경우에는 굳이 철근 콘크리트구체에 긴장재를 설치할 필요는 없지만, 필요에 따라서는 철근콘크리트구체 내부에 수직방향으로 설치한 후, 긴장재를 긴장 후 철근콘크리트구체(410) 상면 및 하면에 정착시킬 수 있으며, 이러한 긴장재는 기둥구조물의 높이가 클 경우 즉 좌굴 등이 우려될 때 추가로 설치할 수 있을 것이다.In addition, in the case of the pillar member, it is not necessary to install the tension member in the reinforced concrete sphere, but if necessary, after installing in the vertical direction inside the reinforced concrete sphere, the tension member is to be fixed to the upper and lower surfaces of the reinforced concrete sphere 410 after tension. The tension member may be additionally installed when the height of the column structure is large, that is, when the buckling is concerned.
도 3은 상기 실시예 1에 따른 수평빔인 합성부재(100)를 통상의 철골인 기둥부재(500)와의 연결 상태를 확인 할 수 있는데,3 is a view showing the connection state of the composite member 100, which is a horizontal beam according to the first embodiment, with the pillar member 500, which is a conventional steel frame,
먼저, 철골인 기둥부재에 연결철골(510)을 용접하여 설치한 후, 상기 연결철골(510)이 합성부재(100)의 강재(110)와 서로 볼트 및 너트에 의하여 체결되어 연결되도록 한다.First, after installing the connecting steel 510 is welded to the pillar member which is steel frame, the connecting steel frame 510 is fastened and connected to each other by means of bolts and nuts with the steel 110 of the composite member 100.
이를 위해 거셋플레이트(520)를 이용하여 연결철골(510)과 강재(120)가 서로 용이하게 체결될 수 있는 덧댐판 역할을 하도록 한다.To this end, the connection steel frame 510 and the steel 120 by using the gusset plate 520 serves to act as a backing plate that can be easily fastened to each other.
이로서, 본 발명에 따른 합성부재(100,200,300)는 종래 통상 설치되는 철골인 기둥부재와의 용이한 연결이 가능하게 됨을 알 수 있다.As a result, it can be seen that the composite members 100, 200, and 300 according to the present invention can be easily connected to the pillar members, which are steel frames which are conventionally installed.
다음으로 본 발명의 실시예1에 따른 합성부재(100)를 이용하여 건축빌딩과 같은 구조물 시공방법을 살펴본다.Next, look at the construction method of the structure, such as building building using the composite member 100 according to the first embodiment of the present invention.
먼저, 도 4a와 같이 철골인 기둥부재(500) 다수를 소정의 이격거리를 유지하도록 설치하게 되며, 이러한 철골에는 위에서 살펴본 연결철골(510)이 미리 부착되 도록 하게 된다.First, as shown in FIG. 4a, a plurality of pillar members 500, which are steel, are installed to maintain a predetermined separation distance, and the connection steel 510 described above is attached to the steel frame in advance.
또한 합성부재(100)는 미리 공장에서 제작된 프리캐스트 합성부재를 크레인과 같은 양중기로 들어 올려 양 단부를 구성하는 강재(120)가 상기 연결철골(510)과 서로 맞닿아 연결될 수 있도록 그 위치를 세팅하게 된다.In addition, the composite member 100 is a precast composite member made in advance in the factory by lifting the lifter with a crane, such as a crane 120 constituting both ends of the position so that the connection steel 510 can be in contact with each other Will be set.
다음으로는 도 4b와 같이 합성부재(100)의 강재(120)와 연결철골(510)을 거셋플레이트(520), 볼트 및 너트를 이용하여 서로 체결시켜 간단하게 본 발명의 합성부재를 기둥구조물에 연결되도록 한다.Next, as shown in FIG. 4B, the steel member 120 and the connecting steel 510 of the composite member 100 are fastened to each other by using a gusset plate 520, a bolt and a nut, and thus the composite member of the present invention is simply connected to the column structure. To be connected.
다음으로는 도 4c와 같이 연결철골 상부, 합성부재 상부에 바닥판콘크리트(600)를 타설한 후 양생시킴으로서 간단하게 구조물 바닥판이 형성되도록 한다.Next, as shown in FIG. 4c, the bottom plate concrete 600 is poured on the upper portion of the connecting steel frame and the composite member, and then cured so that the structure bottom plate is simply formed.
이렇게 바닥판이 시공되면, 합성부재 하부에 배치된 긴장재를 긴장 후 그 양단부를 합성부재 양 단부면에 정착시킴으로서 합성부재에 추가적인 압축프리스트레가 도입되도록 할 수 있으며, When the bottom plate is constructed, additional tension prestress can be introduced into the composite member by tensioning the tension member disposed below the composite member and fixing both ends at both ends of the composite member.
긴장재를 설치할 때는 합성부재 제작 시 일부를 긴장 후 정착시키고, 위와 같이 나머지 긴장재를 바닥판 형성 이전 및 이후에 시기를 달리하여 최종 긴장 후 정착되도록 할 수 있다.When installing the tension member may be settled after the tension in the production of the composite member, and the rest of the tension material as described above before and after the bottom plate formation can be settled after the final tension.
나아가, 실시예 4에 따른 기둥부재인 합성부재를 시공하는 방법을 살펴보면,Furthermore, looking at the method of constructing a composite member which is a pillar member according to the fourth embodiment,
먼저 도 2d와 같이 공장에서 강재가 중앙부에 돌출 형성된 합성부재를 먼저 이격시켜 설치하게 되며, 기둥부재의 높이에 따라서는 다수의 세그먼트 기둥부재로서 합성부재를 상, 하로 연결시켜 가면서 설치할 수 있을 것이다.First, as shown in FIG. 2d, steel materials are protruded from the factory, and the composite members are firstly spaced apart from each other. Depending on the height of the pillar members, the composite members may be installed while connecting the composite members up and down as a plurality of segment pillar members.
다음으로는 합성부재 사이에 실시예 1,2,3에 따른 수평빔으로서의 합성부재 를 역시 연결철골, 거셋플레이트, 볼트 및 너트를 이용하여 연결시킴으로서 결국 기둥부재와 수평빔 모두를 본 발명의 합성부재로 시공할 수 있을 것이다.Next, the composite members as horizontal beams according to embodiments 1, 2 and 3 were also connected between the composite members by means of connecting steel, gusset plates, bolts and nuts, so that both the pillar members and the horizontal beams were combined. Can be constructed with.
<실시예 5:수평빔>Example 5: Horizontal Beam
도 5a 내지 도 5c는 본 발명에 따른 합성빔의 실시예 5를 도시한 것인데, 위에서 살펴본 실시예 1,2,3과 비교하여 강재(720)의 형성 높이가 철근 콘크리트구체(710)의 상면으로부터 상방으로 돌출되도록 형성되어, 철근 콘크리트구체(710)의 형성높이가 상대적으로 작아지는 경우라 할 수 있다.5A to 5C show a fifth embodiment of the composite beam according to the present invention, in which the height of the steel 720 is higher than that of the reinforced concrete sphere 710 in comparison with the first, second and third embodiments described above. It is formed to protrude upwards, it can be said that the height of forming the reinforced concrete sphere 710 is relatively small.
또한, 강재(720)를 이용함에 있어 하부플랜지가 변단면 형태로 제작되도록 한 것이다.In addition, the lower flange is to be produced in the shape of the cross-section in using the steel (720).
이러한 형태로 합성빔(700)을 제작하게 되면 구조물의 전체 층고의 절감과 합성빔의 춤의 감소효과를 크게 기대할 수 있게 되며, 합성빔(700)의 양 단부 공간을 충분히 확보할 수 있어 긴장재의 긴장작업 등이 매우 효율적으로 이루어질 수 있게 된다.When the composite beam 700 is manufactured in such a form, the reduction of the overall height of the structure and the reduction of the dance of the composite beam can be greatly expected, and the space between both ends of the composite beam 700 can be sufficiently secured. Tension work can be done very efficiently.
도 5a를 기준으로 하면, 강재(720)의 하부플랜지는 합성빔(700)의 중앙부쪽으로 갈수록 단면크기 커지는 변단면 형태로 형성되고 있음을 알 수 있으며, 강재(720)가 철근 콘크리트 구체(710)의 상부면으로부터 상방으로 돌출되도록 형성됨을 알 수 있다.Referring to FIG. 5A, it can be seen that the lower flange of the steel 720 is formed in a cross-sectional shape in which the cross-sectional size increases toward the center portion of the composite beam 700, and the steel 720 is reinforced concrete sphere 710. It can be seen that it is formed to protrude upward from the upper surface of the.
이에 A-A 단면의 경우에는 강재(720)가 T형 단면으로 형성되고, B-B 단면의 경우에는 강재(720)의 하부플랜지의 폭이 다소 형성되면서 C-C 단면에 있어서는 상부플랜지의 폭과 하부플랜지의 폭이 거의 동일하게 형성됨을 확인할 수 있다.In the case of the AA cross section, the steel 720 is formed in a T-shaped cross section, and in the case of the BB cross section, the width of the lower flange of the steel 720 is somewhat formed, and in the CC cross section, the width of the upper flange and the width of the lower flange are increased. It can be seen that it is formed almost identically.
이에 D-D 단면과 같이 점선으로 표시된 바닥판 콘크리트(600)가 형성될 경우 도 4와 비교하여 상기 바닥판 콘크리트(600)의 형성높이가 작아져 구조물의 전체 층고의 절감이 가능하게 됨을 알 수 있다.Thus, when the bottom plate concrete 600 is indicated by a dotted line, such as the cross section D-D can be seen that the height of formation of the bottom plate concrete 600 is reduced compared to Figure 4 it is possible to reduce the overall height of the structure.
또한, 철근 콘크리트 구체(710)의 경우 별도의 긴장재가 설치되지 않고 있음을 알 수 있으며 중앙부의 경우 U형 단면으로 형성될 수 있음을 알 수 있다.In addition, in the case of the reinforced concrete sphere 710 it can be seen that no separate tension material is installed, and in the case of the central portion it can be seen that the U-shaped cross section.
도 5b의 경우에는, 특히 철근 콘크리트 구체(710)에 있어 긴장재(740)가 설치되어 철근 콘크리트 구체(710)에 압축응력이 도입되도록 하고 있음을 알 수 있으며, 이러한 긴장재(740)는 철근 콘크리트 구체(710)의 전장에 걸쳐 포물선 형태로 배치되도록 함을 알 수 있는데, 이러한 긴장재는프리텐션방식 또는 포스트텐션방식으로 시공될 수 있을 것이나 배치형태 상 포스트텐션방식에 의함이 바람직할 것이다.In the case of Figure 5b, it can be seen that in particular in the reinforced concrete sphere 710, the tension member 740 is installed so that the compressive stress is introduced into the reinforced concrete sphere 710, the tension member 740 is reinforced concrete sphere It can be seen that it is arranged in a parabolic form over the entire length of 710, such a tension material may be constructed in a pretension method or a post-tension method, but the post-tension method would be preferable in the arrangement form.
이에 상기 긴장재는 철근 콘크리트 구체(710)의 양 단부에서 긴장 후 정착되는데, 통상의 정착판, 정착쐐기 등을 이용할 수 있으며, 필요에 따라서는 미도시하였지만 강재(720)의 복부에 수직 스티프너를 설치하고, 이러한 수직 스티프너가 긴장재의 정착판 역할을 할 수 있도록 할 수 있다.Accordingly, the tension member is fixed after tension at both ends of the reinforced concrete sphere 710, and a conventional fixing plate, a fixing wedge, and the like may be used. If necessary, a vertical stiffener is installed on the abdomen of the steel 720. And, such a vertical stiffener can be able to act as a fixing plate of the tension material.
도 5c의 경우에는, 긴장재(740)가 철근 콘크리트 구체(710)의 하단에 수평형태로 배치되도록 하고 있음을 알 수 있으며, 이는 철근 콘크리트 구체(710)를 제작함에 있어 프리텐션 방식으로 긴장재를 설치할 수 있음을 보인 것이라 할 수 있다.In the case of Figure 5c, it can be seen that the tension member 740 is to be arranged in a horizontal form at the bottom of the reinforced concrete sphere 710, which is to install the tension member in a pretension manner in manufacturing the reinforced concrete sphere 710 It can be said that it can be.
본 발명에 의한 합성부재는 전체적으로 경제적으로 형성시킬 수 있는 철근콘크리트구체와 하중에 효과적으로 적용하면서도 기둥구조물과의 연결시공이 용이하도록 함으로서,The composite member according to the present invention by applying to the reinforced concrete sphere and the load that can be economically formed as a whole, but to facilitate the connection construction with the column structure,
구조물 시공에 있어 공기단축, 공사비를 절감할 수 있을 뿐만 아니라 콘크리트 타설, 양생과 같은 복잡한 공종을 없앨 수 있어 시공의 효율성이 매우 높아지며, 불필요한 폐자재 발생량을 줄일 수 있게 된다.In the construction of the structure, not only the air shortening and the construction cost can be reduced, but also the complex construction such as concrete casting and curing can be eliminated, resulting in a very efficient construction and reducing the amount of unnecessary waste materials.
앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 일 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 된다.An embodiment of the present invention described above and illustrated in the drawings should not be construed as limiting the technical spirit of the present invention. Those skilled in the art of the present invention can modify and change the technical spirit of the present invention in various forms. Therefore, such improvements and modifications fall within the protection scope of the present invention as long as it will be apparent to those skilled in the art.

Claims (8)

  1. 강재와 콘크리트가 합성부재에 있어서,Steel and concrete in the composite member,
    양 단부를 제외한 중앙부는 철근콘크리트 구체로 형성되고, 상기 중앙부를 제외한 양 단부에는 강재가 철근콘크리트 구체 내측으로부터 외부로 돌출되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 합성부재.A central portion except for both ends is formed of reinforced concrete spheres, and both ends except the central portion are formed of a steel member protruding from the inside of the reinforced concrete sphere to the outside.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 철근콘크리트 구체로부터 돌출된 강재는 I형 또는 H형 단면의 강재로서 철근콘크리트 구체 상부면 높이에 상부플랜지의 높이가 맞춰지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 합성부재.The composite member according to claim 1, wherein the steel protruding from the reinforced concrete sphere is formed of an I-type or H-shaped cross-section so that the height of the upper flange is aligned with the height of the upper surface of the reinforced concrete sphere.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 철근콘크리트 구체로부터 돌출된 강재는 I형 또는 H형 단면의 강재로서 하부플랜지가 변단면 형태로 형성되도록 하되, 철근콘크리트 구체 상부면 높이에 상부플랜지의 높이가 상방으로 돌출되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 합성부재.According to claim 1, wherein the steel protruding from the reinforced concrete sphere is a steel of the I-type or H-shaped cross-section so that the lower flange is formed in the cross-sectional shape, the height of the upper flange to the upper surface height of the reinforced concrete sphere Composite member, characterized in that formed to be.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 철근콘크리트 구체 내부에는 포스트텐션 또는 프리텐션 방식으로 길이방향으로 배치된 PC강연선을 포함하는 긴장재가 더 설치되는 것을 특징으로 하는 합성부재.The composite member according to claim 1, wherein a tension member including a PC strand is disposed in the longitudinal direction of the reinforced concrete sphere in the longitudinal direction in a post tension or pretension manner.
  5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 콘크리트 구체는 적어도 I형 단면 또는 사각단면형태로 제작되며, 중앙부는 상면이 개방된 중공부가 더 형성되도록 하는 것을 특징으로 하는 합성부재.The composite member according to any one of claims 1 to 4, wherein the concrete sphere is formed in at least an I-shaped cross section or a square cross-sectional shape, and a central portion of the concrete sphere is further formed such that a hollow portion having an open upper surface is formed.
  6. 양 단부를 제외한 중앙부는 철근콘크리트 구체로 형성되고, 상기 중앙부를 제외한 양 단부에는 강재가 철근콘크리트 구체 내측으로부터 외부로 돌출되도록 형성되는 합성부재인 수평빔을 제작하고,The central portion except for both ends is formed of reinforced concrete spheres, and at both ends except for the central portion, a horizontal beam which is a composite member formed to protrude outward from the inside of the reinforced concrete sphere is manufactured.
    철골부재인 수직부재 사이에 상기 수평빔의 강재를 연결시키고,Connecting the steel of the horizontal beam between the vertical member which is a steel member,
    상기 수평빔 상부면에 바닥판콘크리트를 형성시키는 것을 특징으로 하는 합성부재를 이용한 구조물 시공방법.Structure construction method using a composite member, characterized in that to form the bottom plate concrete on the upper surface of the horizontal beam.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 철근콘크리트 구체로부터 돌출된 강재는 I형 또는 H형 단면의 강재로서 The steel protruding from the reinforced concrete sphere according to claim 6, wherein the steel protruding from the reinforced concrete sphere
    철근콘크리트 구체 상부면 높이에 상부플랜지의 높이가 맞춰지도록 형성되거나, 하부플랜지가 변단면 형태로 형성되도록 하되 철근콘크리트 구체 상부면 높이에 상부플랜지의 높이가 상방으로 돌출되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 합성부재를 이용한 구조물 시공방법.Formed so that the height of the upper flange to the height of the upper surface of the reinforced concrete sphere, or the lower flange is formed in the shape of the cross section, but the height of the upper flange on the height of the upper surface of the reinforced concrete sphere is formed so as to protrude upward Structure construction method using members.
  8. 양 단부를 제외한 중앙부는 철근콘크리트 구체로 형성되고, 상기 중앙부를 제외한 양 단부에는 강재가 철근콘크리트 구체 내측으로부터 외부로 돌출되도록 형 성되는 합성부재인 수직빔을 제작하여 지반에 다수를 설치하고,The central portion except for both ends is formed of reinforced concrete spheres, and at both ends except for the central portion, a vertical beam, which is a composite member formed to protrude outward from the inside of the reinforced concrete sphere, is manufactured and installed in the ground.
    상기 수직빔 사이에 강재 또는 제 1항의 수평빔을 설치하고,Steel or the horizontal beam of claim 1 provided between the vertical beams,
    상기 강재 또는 수평빔의 상부면에 바닥판콘크리트를 형성시키는 것을 특징으로 하는 합성부재를 이용한 구조물 시공방법.Structure construction method using a composite member, characterized in that to form the bottom plate concrete on the upper surface of the steel or horizontal beam.
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