KR101186062B1 - Connection of concrete filled steel tube column and H-shaped steel beam and constructing method of the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 강관의 내부에 콘크리트가 충전된 콘크리트 충전 강관 기둥과 H형 단면 형상을 가지는 강재 보의 접합부 구조 및 이의 시공방법에 관한 것이다.
본 발명의 적절한 실시형태에 따르면, 콘크리트 충전 강관 기둥; 상, 하부 플랜지와 이들을 연결하는 웨브가 H형 단면을 이루는 강재 보; 콘크리트 충전 강관 기둥의 측면에 기둥의 길이방향에 수직하게 접합되어 강재 보의 하부 플랜지와 볼트 접합되는 받침부재; 받침부재의 위쪽에 배치되어 콘크리트 충전 강관 기둥의 측면에 기둥의 길이방향으로 접합되어 강재 보의 웨브와 볼트 접합되는 연결부재; 2개의 단부를 가지고 하나의 단부는 콘크리트 충전 강관 기둥을 관통하여 콘크리트 충전 강관 기둥의 내부에 충전된 콘크리트에 정착되고 다른 하나의 단부는 강재 보의 상부 플랜지에 용접되며 2개의 단부 사이의 부분은 강재 보의 상부 플랜지와 이격되게 위치하는 인장철근; 및 강재 보의 상부에 일체로 합성되고 내부에 인장철근이 매립되는 철근콘크리트 슬래브를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 충전 강관 기둥과 H형 단면 강재 보의 접합부 구조가 제공된다.
The present invention relates to a joint structure of a concrete-filled steel pipe column filled with concrete in a steel pipe and a steel beam having an H-shaped cross section, and a construction method thereof.
According to a suitable embodiment of the present invention, a concrete filled steel pipe column; Steel beams of which the upper and lower flanges and the web connecting them form an H-shaped cross section; A support member joined to the side of the concrete-filled steel pipe column perpendicular to the longitudinal direction of the column to be bolted to the lower flange of the steel beam; A connecting member disposed above the supporting member and joined to the side of the concrete-filled steel pipe column in the longitudinal direction of the column to be bolted to the web of the steel beam; It has two ends, one end penetrates through the concrete filled steel pipe column and is settled in the concrete filled inside the concrete filled steel pipe column, the other end is welded to the upper flange of the steel beam and the part between the two ends is steel Tensile reinforcement bars spaced apart from the upper flange of the beam; And a reinforced concrete slab integrally synthesized on the upper portion of the steel beam and having a reinforced concrete slab embedded therein, wherein the connection structure between the concrete-filled steel pipe column and the H-shaped steel beam is provided.

Description

콘크리트 충전 강관 기둥과 에이치형 단면 강재 보의 접합부 구조 및 이의 시공방법{Connection of concrete filled steel tube column and H-shaped steel beam and constructing method of the same}Connection of concrete filled steel tube column and H-shaped steel beam and constructing method of the same}
본 발명은 강관의 내부에 콘크리트가 충전된 콘크리트 충전 강관 기둥과 H형 단면 형상을 가지는 강재 보의 접합부 구조 및 이의 시공방법에 관한 것이다. The present invention relates to a joint structure of a concrete-filled steel pipe column filled with concrete in a steel pipe and a steel beam having an H-shaped cross section, and a construction method thereof.
강구조의 접합부는 구조체의 거동 및 응력전달과 같은 구조적인 문제와 제작 및 설치 등의 시공적인 문제에 큰 영향을 미치는 중요한 구조요소이므로 구조설계 시에 응력전달 방법, 건축물의 형태나 규모, 시공성 및 경제성을 고려하여야 한다.The joint of the steel structure is an important structural element that has a great influence on structural problems such as the behavior of the structure and stress transfer and construction problems such as fabrication and installation. Therefore, stress transfer methods, shape and scale of the building, construction and economic feasibility Consideration should be given.
모든 접합부는 하중 또는 모멘트를 받을 때 연결부재 사이의 모멘트에 대한 부재 상대 회전각의 특성에 따라 단순접합(전단접합), 반강접합, 강접합(모멘트접합)으로 분류할 수 있다.All joints can be classified as simple joints (shear joints), semi-rigid joints, and rigid joints (moment joints), depending on the characteristics of the member's relative rotational angle with respect to the moment between the connecting members under load or moment.
단순접합부는 접합부의 회전성이 단순보의 재단과 같이 휨모멘트에 대하여 충분히 회전할 수 있도록 연성이 요구되는 접합으로 이러한 접합부는 기둥에 휨모멘트를 전달하지 않고 전단력만을 전달하는 것으로 가정하여 설계할 수 있다.A simple joint is a joint that requires ductility so that the rotation of the joint can sufficiently rotate with respect to the bending moment, such as the cutting of a simple beam. Such a joint can be designed assuming that it transmits only the shear force without transmitting the bending moment to the column. have.
반강접합부는 모멘트 저항능력이 전혀 없는 단순접합부와 완전모멘트 저항능력을 갖는 강접합부의 중간적인 거동특성을 나타내는 것으로 부재의 단면을 감소시켜 강접합이나 단순접합보다 경제적인 설계가 가능하다.The semi-rigid joints show the intermediate behavior characteristics of the simple joints with no moment resistance and the strong joints with full moment resistance, thereby reducing the cross-section of the member, making it more economical to design than the steel joints or the simple joints.
한편, 콘크리트 충전 강관 구조는 강관 단면 내부에 콘크리트를 충전한 구조로 강관과 콘크리트의 합성효과로 인해 강성, 내력, 변형성능이 우수한 특성을 발휘하는 구조시스템으로서 기둥 부재로 사용할 경우 특성을 가장 효율적으로 사용할 수 있는 것으로 알려져 있다. On the other hand, the concrete filled steel pipe structure is a structure filled with concrete inside the cross section of the steel pipe, which is a structural system that exhibits excellent rigidity, strength, and deformation performance due to the composite effect of the steel pipe and concrete. It is known to be usable.
그런데 콘크리트 충전 강관과 같은 폐단면 기둥과 보를 접합할 경우 강접합으로 설계하는 것이 일반적이고 그에 따라 도 8에 도시한 것처럼 강관의 내부에 수평 스티프너(다이아프램)를 설치할 필요가 있다(내다이아프램 형식). 따라서 접합부의 상세가 복잡하고 강관의 내부에 수평 스티프너를 용접하는 것이 곤란하다는 단점이 있다.However, when joining closed section columns and beams, such as concrete-filled steel pipes, it is common to design them as steel joints, and accordingly, it is necessary to install horizontal stiffeners (diaphragms) inside the steel pipes as shown in FIG. 8 (diaphragm type). ). Therefore, there is a disadvantage in that the details of the joint are complicated and it is difficult to weld the horizontal stiffener to the inside of the steel pipe.
본 발명은 이러한 사정을 감안하여 안출된 것으로 콘크리트 충전 강관 기둥과 H형 단면 강재 보를 반강접하여 추가적인 다이아프램이 불필요하여 접합 상세가 단순해지고 용접량이 적어 품질확보가 용이한 콘크리트 충전 강관 기둥과 H형 단면 강재 보의 접합부 구조 및 이의 시공방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been devised in view of such circumstances, and the concrete filled steel pipe column and the H-shaped steel beams are semi-rigid, so no additional diaphragm is required, so that the details of the connection are simple and the welding amount is small, so that the quality of the concrete-filled steel pipe columns and the H-shaped cross section is easy to secure. An object of the present invention is to provide a joint structure of a steel beam and a construction method thereof.
본 발명의 적절한 실시형태에 따르면, 콘크리트 충전 강관 기둥; 상, 하부 플랜지와 이들을 연결하는 웨브가 H형 단면을 이루는 강재 보; 콘크리트 충전 강관 기둥의 측면에 기둥의 길이방향에 수직하게 접합되어 강재 보의 하부 플랜지와 볼트 접합되는 받침부재; 받침부재의 위쪽에 배치되어 콘크리트 충전 강관 기둥의 측면에 기둥의 길이방향으로 접합되어 강재 보의 웨브와 볼트 접합되는 연결부재; 2개의 단부를 가지고 하나의 단부는 콘크리트 충전 강관 기둥을 관통하여 콘크리트 충전 강관 기둥의 내부에 충전된 콘크리트에 정착되고 다른 하나의 단부는 강재 보의 상부 플랜지에 용접되며 2개의 단부 사이의 부분은 강재 보의 상부 플랜지와 이격되게 위치하는 인장철근; 및 강재 보의 상부에 일체로 합성되고 내부에 인장철근이 매립되는 철근콘크리트 슬래브를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 충전 강관 기둥과 H형 단면 강재 보의 접합부 구조가 제공된다.According to a suitable embodiment of the present invention, a concrete filled steel pipe column; Steel beams of which the upper and lower flanges and the web connecting them form an H-shaped cross section; A support member joined to the side of the concrete-filled steel pipe column perpendicular to the longitudinal direction of the column to be bolted to the lower flange of the steel beam; A connecting member disposed above the supporting member and joined to the side of the concrete-filled steel pipe column in the longitudinal direction of the column to be bolted to the web of the steel beam; It has two ends, one end penetrates through the concrete filled steel pipe column and is settled in the concrete filled inside the concrete filled steel pipe column, the other end is welded to the upper flange of the steel beam and the part between the two ends is steel Tensile reinforcement bars spaced apart from the upper flange of the beam; And a reinforced concrete slab integrally synthesized on the upper portion of the steel beam and having a reinforced concrete slab embedded therein, wherein the connection structure between the concrete-filled steel pipe column and the H-shaped steel beam is provided.
상기 받침부재는 T형강으로 구성되어 일면은 콘크리트 충전 강관 기둥의 측면에 용접되고 일면에서 수직하게 돌출된 다른 일면에는 강재 보의 하부 플랜지가 지지되어 볼트 접합될 수 있다. The support member is made of a T-shaped steel one side is welded to the side of the concrete-filled steel pipe pillar and the other surface protruding vertically from one side may be bolted to the lower flange of the steel beam is supported.
상기 연결부재는 플레이트로 구성되고 단부면이 충전 강관 기둥의 측면에 용접되어 강재 보의 웨브가 볼트 접합될 수 있다.The connecting member is composed of a plate and the end face is welded to the side of the filled steel pipe column can be bolted to the web of the steel beam.
본 발명의 다른 적절한 실시형태에 따르면, 상, 하부 플랜지와 이들을 연결하는 웨브가 H형 단면을 이루는 강재 보의 하부 플랜지가 접합될 위치의 기둥의 바깥쪽 면에 받침부재를 용접 접합하는 단계; 받침부재 위에 하부 플랜지가 놓여지도록 강재 보를 배치하고 받침부재와 하부 플랜지를 볼트 접합하는 단계; 연결부재를 기둥의 바깥쪽 면에 용접하고 연결부재와 강재 보의 웨브를 볼트 접합하는 단계; 2개의 단부를 가지는 인장철근의 하나의 단부를 강관을 관통시켜 강관의 내부에 위치하도록 하고 다른 하나의 단부를 강재 보의 상부 플랜지에 용접하는 단계; 및 강재 보의 상부에 슬래브 거푸집을 설치하고 철근을 배근한 후 강관의 내부와 슬래브 콘크리트를 동시에 타설하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 충전 강관 기둥과 H형 단면 강재 보의 접합부 시공방법이 제공된다.According to another suitable embodiment of the present invention, the step of welding the support member to the outer surface of the column in the position where the upper flange, the lower flange and the web connecting the lower flange of the steel beam of the H-shaped cross section is to be joined; Arranging the steel beam so that the lower flange is placed on the supporting member and bolting the supporting member and the lower flange to each other; Welding the connecting member to an outer surface of the column and bolting the connecting member to the web of the steel beam; Welding one end of the reinforcing bar having two ends through the steel pipe to be positioned inside the steel pipe and welding the other end to the upper flange of the steel beam; And installing the slab formwork on the upper part of the steel beam and reinforcing the reinforcing bar, and then placing the interior of the steel pipe and the slab concrete at the same time. do.
본 발명에 따른 기둥과 보의 접합부는 강재 보에 합성되는 철근콘크리트 슬래브를 기둥-보 접합부에서도 활용하므로 구조적으로 효율적일 뿐만 아니라 시공적인 측면에서도 접합부 구조를 보다 단순화시킬 수 있는 있다. 또한 기존 설계에서는 무시했던 접합부에 미치는 슬래브의 영향이 모멘트-회전각 거동에 반영되므로 보다 명확한 설계가 가능하다.The joint portion of the pillar and beam according to the present invention utilizes the reinforced concrete slab synthesized in the steel beam in the column-beam joint, so that the structure of the joint can be more simplified in terms of construction efficiency and construction. In addition, the effect of the slab on the joint, which was ignored in the previous design, is reflected in the moment-rotation angle behavior, allowing for a more clear design.
또한 철근콘크리트 슬래브에 인장철근을 추가로 배근함으로써 상당량의 모멘트를 전달할 수 있고 철근량을 조절함에 의해 일정 강성의 확보가 가능하며 일정 이상의 연성효과를 얻을 수 있다.In addition, by adding additional reinforcing bars to the reinforced concrete slab, it is possible to transfer a considerable amount of moment, and to secure a certain stiffness by adjusting the amount of reinforcing bar and to obtain a certain ductile effect.
또한 인장철근으로 인해 충전 강관 기둥 내부의 콘크리트에 콘 형상의 파괴가 일어나는 것을 방지할 수 있고 합성보의 유효폭 산정시 유리하다.In addition, it is possible to prevent the destruction of the cone shape in the concrete inside the filled steel pipe column due to the tensile reinforcing bar, it is advantageous when calculating the effective width of the composite beam.
본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 첨부한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 콘크리트 충전 강관 기둥과 H형 단면 강재 보의 접합부 구조를 나타낸 단면도이고, 도 2는 도 1의 A-A선을 따라 절단한 단면도이며, 도 3은 평면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 콘크리트 충전 강관 기둥과 H형 단면 강재 보의 접합부 구조를 나타낸 단면도이고, 도 5는 도 4의 B-B선을 따라 절단한 단면도이며, 도 6은 평면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 콘크리트 충전 강관 기둥과 H형 단면 강재 보의 접합부 구조를 나타낸 단면도이다.
도 8은 종래 강관 기둥과 H형 단면 강재 보의 접합부 구조를 나타낸 일부절개사시도이다.
The following drawings, which are attached in this specification, illustrate the preferred embodiments of the present invention, and together with the detailed description thereof, serve to further understand the technical spirit of the present invention. It should not be construed as limited.
1 is a cross-sectional view showing a joint structure of the concrete-filled steel pipe column and the H-shaped steel beam according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a cross-sectional view taken along the line AA of Figure 1, Figure 3 is a plan view.
FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a joint structure of a concrete filled steel pipe column and an H-shaped steel beam according to another embodiment of the present invention, FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line BB of FIG. 4, and FIG. 6 is a plan view thereof.
7 is a cross-sectional view showing a joint structure of the concrete-filled steel pipe column and the H-shaped steel beam according to another embodiment of the present invention.
8 is a partial cutaway perspective view showing a joint structure of a conventional steel pipe column and H-shaped steel beams.
아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 제시된 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 예시적인 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described in detail below with reference to the embodiments shown in the accompanying drawings, but the present invention is not limited thereto.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 콘크리트 충전 강관 기둥과 H형 단면 강재 보의 접합부 구조를 나타낸 단면도이고, 도 2는 도 1의 A-A선을 따라 절단한 단면도이며, 도 3은 평면도이다. 1 is a cross-sectional view showing a joint structure of the concrete-filled steel pipe column and the H-shaped steel beam according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a cross-sectional view taken along the line A-A of Figure 1, Figure 3 is a plan view.
도 1 내지 3에 도시된 것처럼 본 발명의 일 실시 예에 따른 콘크리트 충전 강관 기둥과 H형 단면 강재 보의 접합부 구조는, 콘크리트 충전 강관 기둥(10), H형 단면 강재 보(20), 기둥의 측면에 접합되어 강재 보의 하부 플랜지와 볼트 접합되는 받침부재(30), 기둥의 측면에 접합되어 강재 보의 웨브와 볼트 접합되는 연결부재(40), 한쪽 끝은 콘크리트 충전 각형강관 기둥(10) 내부에 정착되고 다른 한쪽 끝은 강재 보(20)의 상부에 연결되는 인장철근(50), 및 강재 보의 상부에 일체로 합성되고 내부에 인장철근이 매립되는 철근콘크리트 슬래브(60)를 포함한다. 1 to 3, the joint structure of the concrete filled steel pipe column and the H-shaped steel beam according to an embodiment of the present invention, the concrete filled steel pipe column 10, H-shaped steel beam 20, the column Support member 30 is joined to the side flange and bolted to the lower flange of the steel beam, the connection member 40 is joined to the side of the column and bolted to the web of the steel beam, one end is a concrete-filled square steel pipe column (10) The other end includes a reinforcing bar 50 fixed to the inside and connected to the upper part of the steel beam 20, and a reinforced concrete slab 60 which is integrally synthesized with the upper part of the steel beam and embedded in the reinforcing bar. .
본 실시 예에 따른 접합부 구조는 단부에 위치하는 기둥과 보의 접합부 구조에 관한 것으로 기둥의 일측면에 보가 접합되는 구조가 된다. The joint structure according to the present embodiment relates to a joint structure of a column and a beam positioned at an end thereof, and has a structure in which a beam is joined to one side of the column.
본 실시 예에서 기둥(10)은 강관(11)의 내부에 콘크리트(12)가 충전된 콘크리트 충전 강관 기둥이 된다. 콘크리트 충전 강관구조는 강관과 콘크리트의 합성효과로 인해 강성, 내력, 변형성능이 우수한 구조적 특성을 가지며 이에 따라 단면을 효율적으로 구성할 수 있다. 강관(11)은 이 분야에서 공지된 원형 또는 사각형 단면을 가질 수 있다. In the present embodiment, the column 10 becomes a concrete-filled steel pipe column filled with concrete 12 inside the steel pipe 11. The concrete filled steel pipe structure has structural characteristics with excellent rigidity, strength, and deformation performance due to the composite effect of the steel pipe and concrete, and thus the cross section can be efficiently constructed. The steel pipe 11 may have a round or square cross section known in the art.
강재 보(20)는 상, 하부 플랜지(21,22)와 이들을 연결하는 웨브(23)로 구성되어 전체적으로 H형 단면을 이룬다. 이러한 강재 보(20)는 기성제품인 H형강으로 구성하거나 상, 하부 플랜지(21,22) 및 웨브(23)를 별개의 부재로 구성하고 이들을 용접하여 빌트업(Built-up) 방식으로 제작할 수도 있다. The steel beam 20 is composed of upper and lower flanges 21 and 22 and a web 23 connecting them to form an H-shaped cross section as a whole. The steel beam 20 may be made of H-shaped steel, which is a ready-made product, or the upper and lower flanges 21 and 22 and the web 23 may be formed as separate members and welded to each other to produce a built-up method. .
강재 보(20)의 하부 플랜지(22)는 받침부재(30)를 통해, 웨브(23)는 연결부재(40)를 통해, 그리고 상부 플랜지(21)는 인장철근(50)을 통해 각각 기둥(10)과 접합된다. The lower flange 22 of the steel beam 20 through the support member 30, the web 23 through the connecting member 40, and the upper flange 21 through the reinforcing bars 50, respectively, 10).
구체적으로 기둥(10)의 측면에 기둥(10)의 길이방향에 수직하게 받침부재(30)가 용접 접합되고 강재 보(20)의 하부 플랜지(22)가 받침부재(30)에 볼트 접합된다. Specifically, the supporting member 30 is welded to the side surface of the pillar 10 in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the pillar 10, and the lower flange 22 of the steel beam 20 is bolted to the supporting member 30.
받침부재(30)로는 도시된 것처럼 T형강이 사용될 수 있으며 일면(31)이 기둥(10)에 용접 접합되고 일면(31)의 중앙에서 수직으로 돌출된 다른 일면(32)에 강재 보(20)의 하부 플랜지(22)가 놓여져 볼트 접합될 수 있다. As the supporting member 30, T-shaped steel can be used as shown, and the steel beam 20 on one side 31 is welded to the column 10 and the other side 32 protrudes vertically from the center of the one side 31. The lower flange 22 of can be placed and bolted.
받침부재(30)로는 기둥(10)에 접합되는 일면과 이에 수직으로 돌출되어 강재 보(20)의 하부 플랜지(22)를 지지하면서 하부 플랜지(22)와 볼트 접합되는 다른 일면을 가지는 형태를 가지면 되므로 T형강으로 한정될 필요는 없으며 L형강이 사용될 수도 있다. The support member 30 has a shape having one surface joined to the pillar 10 and the other surface protruded perpendicularly thereto to support the lower flange 22 of the steel beam 20 and bolted to the lower flange 22. Therefore, it is not necessary to be limited to T-shaped steel and L-shaped steel may be used.
또한 T형강이나 L형강 이외에 단일의 면을 가지는 플레이트가 사용될 수 있고 이 경우 플레이트의 단부면을 기둥(10)에 용접 접합하고 플레이트와 하부 플랜지(22)를 볼트 접합하면 된다.In addition, a plate having a single surface may be used in addition to the T-shaped steel or the L-shaped steel. In this case, the end face of the plate may be welded to the column 10 and bolted to the plate and the lower flange 22.
이처럼 받침부재(30)로는 T형강, L형강 및 플레이트가 선택적으로 사용될 수 있지만 접합부에 작용하는 압축과 인장에 대해 대처하여 내진성능을 확보할 수 있는 T형강을 사용하는 것이 바람직하다. As the support member 30, T-shaped steel, L-shaped steel and plates may be selectively used, but it is preferable to use T-shaped steel that can secure seismic performance by coping with compression and tension acting on the joint.
강재 보(20)의 웨브(23)는 연결부재(40)를 통해 기둥(10)에 접합된다. 즉, 연결부재(40)는 기둥(10)의 측면에 기둥(10)의 길이방향으로 받침부재(30)의 위쪽에 접합되고 강재 보(20)의 웨브(23)와 볼트 접합된다. 도면에서는 연결부재(40)로 플레이트가 사용된 예를 도시하였으나 위에서 설명한 받침부재(30)와 마찬가지로 T형강 또는 L형강이 사용될 수도 있다. The web 23 of the steel beam 20 is joined to the column 10 through the connecting member 40. That is, the connecting member 40 is joined to the upper side of the support member 30 in the longitudinal direction of the column 10 on the side of the column 10 and bolted to the web 23 of the steel beam 20. Although the drawing shows an example in which a plate is used as the connecting member 40, T-shaped steel or L-shaped steel may be used similarly to the supporting member 30 described above.
인장철근(50)을 통해 강재 보(20)의 상부 플랜지(21)와 기둥(10)이 연결된다. 인장철근(50)은 2개의 단부를 가지고 하나의 단부는 90도 표준갈고리(51)가 다른 하나의 단부에는 180도 표준갈고리(52)가 형성된다. The upper flange 21 and the pillar 10 of the steel beam 20 is connected to the reinforcing bar 50. Tensile reinforcing bar 50 has two ends, one end is a 90 degree standard hook 51 and the other end is formed a 180 degree standard hook 52.
이들 표준갈고리는 철근콘크리트 구조에서 인장력을 받는 철근을 요구 정착길이 만큼 직선으로 연장시키지 못할 때에 추가적인 정착력을 갖기 위해 형성되는 것으로 형성방법은 굴곡된 부분에 내접하는 원의 지름(D)을 철근의 직경(db)의 일정 배수(4~12)가 되도록 하는 방법으로 이 분야에서 공지되어 있다. These standard hooks are formed in the reinforced concrete structure to have additional anchoring force when the tensioned reinforcing bar cannot be extended in a straight line by the required anchoring length. The forming method is to define the diameter (D) of the circle inscribed in the curved portion. It is known in the art to be a constant multiple (4-12) of the diameter db.
인장철근(50)에서 90도 표준갈고리가 형성된 하나의 단부는 강관(11)을 관통하여 강관(11)의 내부에 충전된 콘크리트(12)에 정착되고 180도 표준갈고리가 형성된 다른 하나의 단부는 강재 보(20)의 상부 플랜지(21)에 용접된다. 따라서 2개의 단부 사이의 부분은 강재 보(20)의 상부 플랜지(21)와 이격되어 위치하게 된다. One end of the reinforcing bar 50 formed with the 90 degree standard hook is penetrated through the steel pipe 11 to be settled in the concrete 12 filled in the inside of the steel pipe 11, and the other end with the 180 degree standard hook is formed. It is welded to the upper flange 21 of the steel beam 20. Thus, the part between the two ends is positioned apart from the upper flange 21 of the steel beam 20.
도 3에서는 기둥(10)을 관통하여 3개의 인장철근(50)이 배근된 것으로 도시되었으나 철근콘크리트 슬래브(60)에서의 균열 및 기둥-보 접합부의 거동을 고려하여 적절하게 증감되어 배근될 수 있다.In FIG. 3, three tensile reinforcing bars 50 are shown to be penetrating through the pillar 10, but may be appropriately increased and reduced in consideration of cracking and the behavior of the pillar-beam joint in the reinforced concrete slab 60. .
강재 보(20)의 상부 플랜지(21)에는 철근콘크리트 슬래브(60)가 일체로 합성된다. 철근콘크리트 슬래브(60)는 데크 플레이트를 거치하고 슬래브 철근을 배근한 후 콘크리트를 타설하는 방식으로 형성될 수 있으며 도면에는 도시하지 않았지만 강재 보(20)의 합성을 위해 상부 플랜지(21)에는 전단연결재가 설치될 수 있다. Reinforced concrete slab 60 is integrally combined with the upper flange 21 of the steel beam 20. Reinforced concrete slab 60 may be formed by mounting a deck plate and reinforcing the slab reinforcement, and then pouring concrete. Although not shown in the drawing, a shear connecting member is provided on the upper flange 21 for the synthesis of the steel beam 20. Can be installed.
철근콘크리트 슬래브(60)에는 인장철근(50)이 매립되고 인장철근(50)을 가로질러 일정한 간격을 두고 횡보강근(55)이 더 배근될 수 있다. In the reinforced concrete slab 60, the reinforcing bar 50 may be embedded and the transverse reinforcing bars 55 may be further disposed at regular intervals across the reinforcing bar 50.
아래에서는 이상과 같이 구성되는 본 발명의 일 실시 예에 따른 콘크리트 충전 강관 기둥과 H형 단면 강재 보의 접합부 시공방법을 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명한다.Hereinafter, a method of constructing a joint portion of a concrete-filled steel pipe column and an H-shaped steel beam according to an embodiment of the present invention configured as described above will be described with reference to FIGS. 1 to 3.
먼저, 강재 보(20)의 하부 플랜지(22)가 접합될 위치의 기둥(10)의 바깥쪽 면에 받침부재(30)를 용접 접합한다. 받침부재(30)로는 T형강, L형강 또는 플레이트가 선택적으로 사용될 수 있다.First, the supporting member 30 is welded to the outer surface of the column 10 at the position where the lower flange 22 of the steel beam 20 is to be joined. As the supporting member 30, T-shaped steel, L-shaped steel or a plate may be selectively used.
다음으로, 받침부재(30) 위에 하부 플랜지(22)가 놓여지도록 강재 보(20)를 배치하고 받침부재(30)와 하부 플랜지(22)를 볼트 접합한다. Next, the steel beam 20 is disposed so that the lower flange 22 is placed on the supporting member 30, and the supporting member 30 and the lower flange 22 are bolted to each other.
다음으로, 연결부재(40)를 기둥(10)의 바깥쪽 면에 용접하고 연결부재(40)와 강재 보(20)의 웨브(23)를 볼트 접합한다. 연결부재(40)로는 플레이트, T형강 또는 L형강이 선택적으로 사용될 수 있다.Next, the connecting member 40 is welded to the outer surface of the column 10, and the connecting member 40 and the web 23 of the steel beam 20 is bolted. As the connecting member 40, a plate, T-shaped steel or L-shaped steel may be selectively used.
다음으로, 2개의 단부를 가지는 인장철근(50)의 하나의 단부를 강관(11)을 관통시켜 강관(11)의 내부에 위치하도록 하고 다른 하나의 단부를 강재 보(20)의 상부 플랜지(21)에 용접한다.Next, one end of the reinforcing bar 50 having two ends is placed through the steel pipe 11 so as to be located inside the steel pipe 11, and the other end is the upper flange 21 of the steel beam 20. Weld on).
마지막으로, 강재 보(20)의 상부에 슬래브 거푸집을 설치하고 철근을 배근한 후 강관(11)의 내부와 슬래브 콘크리트를 동시에 타설한다.Finally, the slab formwork is installed on the upper part of the steel beam 20 and after reinforcing the reinforcing bar and the interior of the steel pipe 11 and the slab concrete is poured at the same time.
이상에서 상세히 설명한 것처럼 본 실시 예에 따른 기둥과 보의 접합부는 강재 보(20)의 웨브(23) 및 하부 플랜지(22)를 T형강, L형강 또는 플레이트를 사용하여 간단히 기둥(10)에 접합하고, 강재 보(20)와 일체로 합성된 철근콘크리트 슬래브(60)와 이에 매립된 인장철근(50)으로 상부 플랜지(21)를 기둥(10)에 접합하는 구조로서 강재 보에 합성되는 철근콘크리트 슬래브(60)를 기둥-보 접합부에서도 활용하므로 구조적으로 효율적일 뿐만 아니라 시공적인 측면에서도 접합부 구조를 보다 단순화시킬 수 있는 있다. 또한 기존 설계에서는 무시했던 접합부에 미치는 슬래브의 영향이 모멘트-회전각 거동에 반영되므로 보다 명확한 설계가 가능하다.As described in detail above, the joint portion of the pillar and the beam according to the present embodiment simply joins the web 23 and the lower flange 22 of the steel beam 20 to the pillar 10 using a T-shaped steel, an L-shaped steel, or a plate. Reinforced concrete synthesized in the steel beam as a structure for joining the upper flange 21 to the column 10 by using the reinforced concrete slab 60 and the reinforced steel slab embedded in the steel beam 20 and integrally embedded therein Since the slab 60 is also utilized in the column-beam connection, it is not only structurally efficient but also can simplify the connection structure in terms of construction. In addition, the effect of the slab on the joint, which was ignored in the previous design, is reflected in the moment-rotation angle behavior, allowing for a more clear design.
또한 철근콘크리트 슬래브에 인장철근을 추가로 배근함으로써 상당량의 모멘트를 전달할 수 있고 철근량을 조절함에 의해 일정 강성의 확보가 가능하며 일정 이상의 연성효과를 얻을 수 있다.In addition, by adding additional reinforcing bars to the reinforced concrete slab, it is possible to transfer a considerable amount of moment, and to secure a certain stiffness by adjusting the amount of reinforcing bar and to obtain a certain ductile effect.
또한 콘크리트 충전 강관 기둥 내부에 정착되는 인장철근(50)의 단부에 90도 표준갈고리를 형성함으로써 접합부에 작용하는 모멘트에 의해 인장력이 발생하는 인장철근으로 인해 충전 강관 기둥 내부의 콘크리트에 콘 형상의 파괴(concrete cone failure)가 일어나는 것을 방지할 수 있고 합성보의 유효폭 산정시 유리하다.In addition, by forming a 90-degree standard hook at the end of the reinforcing bar 50 fixed in the concrete filled steel pipe pillars, the cone-shaped destruction of the concrete inside the filled steel pipe columns due to the tensile steel is generated by the tensile force due to the moment acting on the joint (concrete cone failure) can be prevented and it is advantageous when calculating the effective width of composite beam.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 콘크리트 충전 강관 기둥과 H형 단면 강재 보의 접합부 구조를 나타낸 단면도이고, 도 5는 도 4의 B-B선을 따라 절단한 단면도이며, 도 6은 평면도이다.FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a joint structure of a concrete filled steel pipe column and an H-shaped steel beam according to another embodiment of the present invention, FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line B-B of FIG. 4, and FIG. 6 is a plan view thereof.
도 1에 도시된 실시 예에 따른 접합부 구조는 단부에 위치하는 기둥과 보의 접합부 구조에 관한 것으로 기둥의 일측면에 보가 접합되는 구조가 된 것인데 비해 도 4에 도시된 본 실시 예에 따른 접합부 구조는 중앙부에 위치하는 기둥과 보의 접합부 구조에 관한 것으로 기둥의 양쪽 측면에 보가 접합되는 구조가 된다는 점에서 차이가 있을 뿐 보를 기둥에 접합하는 구조 및 시공방법은 동일하다.The joint structure according to the embodiment shown in FIG. 1 relates to a joint structure of a column and a beam positioned at an end thereof, and is a structure in which a beam is joined to one side of the column, whereas the joint structure according to the present embodiment shown in FIG. Refers to the structure of the connection between the column and the beam located in the center, and the structure and construction method of joining the beam to the column are the same in that the beam is joined to both sides of the column.
즉, 기둥(10)의 양쪽 측면에 받침부재(30)가 설치되고 받침부재(30)를 통해 기둥(10)의 양쪽에 배치되는 강재 보(20)의 하부 플랜지(22)가 기둥(10)에 접합되며, 기둥(10)의 양쪽 측면에 연결부재(40)가 설치되고 연결부재(40)를 통해 기둥(10)의 양쪽에 배치되는 강재 보(20)의 웨브(23)가 기둥(10)에 접합되며, 인장철근(50)이 기둥(10)의 양쪽에 접합되는 강재 보(20)의 상부 플랜지(21)에 각각 일단부가 연결되고 타단부는 기둥(10)의 내부에 정착된다. That is, the supporting member 30 is installed on both sides of the pillar 10, and the lower flange 22 of the steel beam 20 disposed on both sides of the pillar 10 through the supporting member 30 includes the pillar 10. The web 23 of the steel beam 20 which is bonded to the, and the connection member 40 is installed on both sides of the column 10 and disposed on both sides of the column 10 through the connecting member 40 is a column 10 ), One end is connected to each of the upper flanges 21 of the steel beam 20 in which the tensile reinforcing bar 50 is joined to both sides of the column 10, and the other end is fixed to the inside of the column 10.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 콘크리트 충전 강관 기둥과 H형 단면 강재 보의 접합부 구조를 나타낸 단면도이다.7 is a cross-sectional view showing a joint structure of the concrete-filled steel pipe column and the H-shaped steel beam according to another embodiment of the present invention.
도 4에 도시된 실시 예에 따른 접합부 구조는 중앙부에 위치하는 기둥과 보의 접합부 구조에 관한 것으로 기둥의 양쪽 측면에 보가 접합되는 구조가 되는데 비해 도 7에 도시된 본 실시 예에 따른 접합부 구조는 모서리에 위치하는 기둥과 보의 접합부 구조에 관한 것으로 기둥의 일측면과 이에 90도 각도에 위치하는 타측면에 보가 접합되는 구조가 된다는 점에서 차이가 있을 뿐 보를 기둥에 접합하는 구조 및 시공방법은 동일하다.The junction structure according to the embodiment shown in FIG. 4 relates to the junction structure of the pillar and the beam positioned in the center, and the beam is joined to both sides of the column, whereas the junction structure according to the present embodiment shown in FIG. The structure and construction method of joining beams to pillars are different in that the beams are connected to one side of the column and the other side located at a 90 degree angle. same.
즉, 기둥(10)의 일측면과 이에 90도 각도로 위치하는 타측면에 받침부재(30)가 설치되고 받침부재(30)를 통해 기둥(10)의 2개의 측면에 배치되는 강재 보(20)의 하부 플랜지(22)가 기둥(10)에 접합되며, 기둥(10)의 2개의 측면에 연결부재(40)가 설치되고 연결부재(40)를 통해 기둥(10)의 2개의 측면에 배치되는 강재 보(20)의 웨브(23)가 기둥(10)에 접합되며, 인장철근(50)이 기둥(10)의 2개의 측면에 접합되는 강재 보(20)의 상부 플랜지(21)에 각각 일단부가 연결되고 타단부는 기둥(10)의 내부에 정착된다. That is, the supporting member 30 is installed on one side of the pillar 10 and the other side positioned at an angle of 90 degrees, and the steel beam 20 disposed on two side surfaces of the pillar 10 through the supporting member 30. The lower flange 22 of) is joined to the column 10, the connecting member 40 is installed on two sides of the column 10 and disposed on the two sides of the column 10 through the connecting member 40 The webs 23 of the steel beams 20 to be joined are joined to the pillars 10, and the reinforcing bars 50 are respectively connected to the upper flanges 21 of the steel beams 20 joined to the two sides of the pillars 10. One end is connected and the other end is fixed to the inside of the pillar (10).
지금까지 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is evident that many alternatives, modifications and variations will be apparent to those skilled in the art in light of the above teachings. will be. The invention is not limited by these variations and modifications, but is limited only by the claims appended hereto.
10: 콘크리트 충전 강관 기둥
11: 강관
12: 콘크리트
20: 강재 보
21: 상부 플랜지
22: 하부 플랜지
23: 웨브
30: 받침부재
40: 연결부재
50: 인장철근
60: 철근콘크리트 슬래브
10: concrete filling steel pipe pillar
11: steel pipe
12: concrete
20: steel beam
21: upper flange
22: lower flange
23: Web
30: support member
40: connecting member
50: tensile rebar
60: reinforced concrete slab

Claims (4)

  1. 콘크리트 충전 강관 기둥;
    상, 하부 플랜지와 이들을 연결하는 웨브가 H형 단면을 이루는 강재 보;
    콘크리트 충전 강관 기둥의 측면에 기둥의 길이방향에 수직하게 접합되어 강재 보의 하부 플랜지와 볼트 접합되는 받침부재;
    받침부재의 위쪽에 배치되어 콘크리트 충전 강관 기둥의 측면에 기둥의 길이방향으로 접합되어 강재 보의 웨브와 볼트 접합되는 연결부재;
    2개의 단부를 가지고 하나의 단부는 콘크리트 충전 강관 기둥을 관통하여 콘크리트 충전 강관 기둥의 내부에 충전된 콘크리트에 정착되고 다른 하나의 단부는 강재 보의 상부 플랜지에 용접되며 2개의 단부 사이의 부분은 강재 보의 상부 플랜지와 이격되게 위치하는 인장철근; 및
    강재 보의 상부에 일체로 합성되고 내부에 인장철근이 매립되는 철근콘크리트 슬래브를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 충전 강관 기둥과 H형 단면 강재 보의 접합부 구조.
    Concrete filled steel pipe pillars;
    Steel beams of which the upper and lower flanges and the web connecting them form an H-shaped cross section;
    A support member joined to the side of the concrete-filled steel pipe column perpendicular to the longitudinal direction of the column to be bolted to the lower flange of the steel beam;
    A connecting member disposed above the supporting member and joined to the side of the concrete-filled steel pipe column in the longitudinal direction of the column to be bolted to the web of the steel beam;
    It has two ends, one end penetrates through the concrete filled steel pipe column and is settled in the concrete filled inside the concrete filled steel pipe column, the other end is welded to the upper flange of the steel beam and the part between the two ends is steel Tensile reinforcement bars spaced apart from the upper flange of the beam; And
    A joint structure of a concrete-filled steel pipe column and an H-shaped steel beam, comprising: a reinforced concrete slab integrally synthesized at an upper portion of the steel beam and having a reinforcing steel embedded therein.
  2. 청구항 1에 있어서,
    받침부재는 T형강으로 구성되어 일면은 콘크리트 충전 강관 기둥의 측면에 용접되고 일면에서 수직하게 돌출된 다른 일면에는 강재 보의 하부 플랜지가 지지되어 볼트 접합되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 충전 강관 기둥과 H형 단면 강재 보의 접합부 구조.
    The method according to claim 1,
    The supporting member is composed of a T-shaped steel, one side is welded to the side of the concrete-filled steel pipe column, and the other surface protruded vertically from one side, the concrete-filled steel pipe column and H-type is characterized in that the lower flange of the steel beam is supported and bolted Connection structure of sectional steel beams.
  3. 청구항 1에 있어서,
    연결부재는 플레이트로 구성되고 단부면이 충전 강관 기둥의 측면에 용접되어 강재 보의 웨브가 볼트 접합되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 충전 강관 기둥과 H형 단면 강재 보의 접합부 구조.
    The method according to claim 1,
    The connecting member is composed of a plate and the end surface is welded to the side of the filled steel pipe column is a joint structure of the concrete filled steel pipe column and the H-shaped steel beam characterized in that the web of the steel beam bolted.
  4. 상, 하부 플랜지와 이들을 연결하는 웨브가 H형 단면을 이루는 강재 보의 하부 플랜지가 접합될 위치의 기둥의 바깥쪽 면에 받침부재를 용접 접합하는 단계;
    받침부재 위에 하부 플랜지가 놓여지도록 강재 보를 배치하고 받침부재와 하부 플랜지를 볼트 접합하는 단계;
    연결부재를 기둥의 바깥쪽 면에 용접하고 연결부재와 강재 보의 웨브를 볼트 접합하는 단계;
    2개의 단부를 가지는 인장철근의 하나의 단부를 강관을 관통시켜 강관의 내부에 위치하도록 하고 다른 하나의 단부를 강재 보의 상부 플랜지에 용접하는 단계; 및
    강재 보의 상부에 슬래브 거푸집을 설치하고 철근을 배근한 후 강관의 내부와 슬래브 콘크리트를 동시에 타설하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 충전 강관 기둥과 H형 단면 강재 보의 접합부 시공방법.
    Welding the supporting member to the outer surface of the column at the position where the upper flange and the lower flange of the steel beam having the web connecting the upper and lower flanges form an H-shaped cross section;
    Arranging the steel beam so that the lower flange is placed on the supporting member and bolting the supporting member and the lower flange to each other;
    Welding the connecting member to an outer surface of the column and bolting the connecting member to the web of the steel beam;
    Welding one end of the reinforcing bar having two ends through the steel pipe to be positioned inside the steel pipe and welding the other end to the upper flange of the steel beam; And
    A method of constructing a joint between a concrete-filled steel pipe column and an H-shaped steel beam comprising the step of installing the slab formwork on the upper part of the steel beam and reinforcing the reinforcing bars and then simultaneously pouring the interior of the steel pipe and the slab concrete.
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