KR101292369B1 - 고강도 다각형 원심성형 기둥과 철골보의 접합구조 - Google Patents

고강도 다각형 원심성형 기둥과 철골보의 접합구조 Download PDF

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Abstract

본 발명은 고강도 다각형 원심성형 기둥과 철골보의 접합구조가 가지고 있는 종래의 문제점을 해결하고, 구조적으로 안전하면서도 보다 시공이 간편할 뿐만 아니라 경제적인 새로운 고강도 다각형 원심성형 기둥과 철골보의 접합 구조에 관한 것이다. 본 발명에 따른 고강도 다각형 원심성형 기둥과 철골보의 접합 구조는, 철골보(20) 단부의 고정핀(24)을 기둥(10)의 결합공(13)에 끼운 후, 상기 상, 하부 브라켓(25,26)에 결합되도록 상기 관통공(14)에 고정봉(30)을 끼워 고강도 다각형 원심성형 기둥(10)에 철골보(20)의 단부를 고정할 수 있다. 따라서, 고강도 다각형 원심성형 기둥과 철골보의 접합을 위해 외측 다이아프램을 형성해야 하는 종래의 PHC 기둥과 철골보의 접합 구조와 달리. 구조적으로 더욱 안전하면서도 시공이 간편할 뿐만 아니라 경제적인 장점이 있다.

Description

고강도 다각형 원심성형 기둥과 철골보의 접합구조{THE CONNECTION STRUCTURE BETWEEN HIGH STRENGTH POLYGONAL CENTRIFUGAL PRECAST COLUMN AND STEEL GIRDER}
본 발명은 고강도 다각형 원심성형 기둥과 철골보의 접합구조가 가지고 있는 문제점들을 해결하고, 구조적으로 안전하면서도 시공이 더욱 간편할 뿐만 아니라 경제적인 새로운 형태의 고강도 다각형 원심성형 기둥과 철골보의 접합 구조에 관한 것이다.
최근에는 과거 고강도 콘크리트 말뚝 부재로 많이 사용되었던 원심성형기술을 이용하여 기둥부재를 적용하는 사례가 해외를 중심으로 늘어나고 있다. 이러한 원심성형기둥은 원형형상으로 내부에 철근을 포함한 형태로 공장제작 되어진다. 원심성형기둥은 철골에 비하여 제작비도 저렴하며 고강도를 확보하고, 부재사이즈도 PC기둥에 비하여 작기 때문에 건축물 내부 공간확보에 유리하며 콘크리트의 추가타설과 같은 공정도 필요하지 않다는 장점이 있다.
그러나 이러한 원심성형기둥을 지상에서 철골보 또는 PC 보와의 접합에 적용할 경우 또는 탑다운 현장의 가설 및 영구기둥 겸용으로 사용할 경우에는, 종래의 원심성형 기둥의 둘레면이 둥근 원기둥 형태로 구성되기 때문에, 이러한 기둥의 둘레면에 다른 보 또는 구조물을 연결하기 위해 별도의 접합철물을 이용하여야 하므로 시공성이 떨어진다는 문제점이 있다. 또한 종래의 원심성형기둥을 이용하는 경우에는 접합부 구성을 위하여 기둥에 접합용 철판을 매립한 후 외측 다이아프램을 별도로 추가하여 형성해야만 하기 때문에 역시 시공성이 크게 저하되는 문제점이 있다.
특히, 지상에서 기초방향으로 구조물을 시공하는 탑다운(top-down) 공법에서는 주로 철골기둥에 철골보를 접합하게 되는데, 이때 영구하중 등에 대해서 충분히 지지하기 위해서는 상기 철골기둥 내외부에 추가로 콘크리트를 타설하게 된다. 그러나 이러한 철골기둥의 내외부에 콘크리트를 추가로 타설하는 종래의 방식은 공사비용이 상승되는 중요한 요인이 될 뿐 아니라, 현장용접 등 시공관리상 어려운 공정들이 많아져서 시공이 복잡해지고 공사기간이 길어지는 치명적인 문제점이 있었다.
따라서 이러한 종래의 PHC기둥과 철골보의 접합구조가 가지고 있는 문제점을 해결하면서도, 구조적으로 안전하고 보다 시공이 더욱 간편할 뿐만 아니라 경제적인 형태의 고강도 다각형 원심성형 기둥과 철골보를 접합할 수 있는 구조에 대한 필요성이 여전히 존재하고 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 더욱 상세하게는 종래의 원형 PHC 기둥과 철골보의 접합구조가 가지고 있는 종래의 문제점을 해결하고, 구조적으로 안전하면서도 더욱 시공이 간편할 뿐만 아니라 경제적인 새로운 형태의 고강도 다각형 원심성형 기둥과 철골보의 접합 구조를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하고 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 고강도 다각형 원심성형 기둥의 둘레면에 철골보를 접합하는 고강도 다각형 원심성형 기둥과 철골보의 접합 구조에 있어서, 상기 고강도 다각형 원심성형 기둥은 둘레면이 복수개의 평면을 가지는 다각형 형태의 단면형상으로 이루어지며, 상기 철골보의 웨브의 단부에는 고정핀이 전방으로 연장되고, 철골보의 상하측 플랜지에는 상, 하부 브라켓이 각각 구비되어지며, 상기 고강도 다각형 원심성형 기둥의 둘레부에는 상기 고정핀이 결합되는 결합공과, 상기 상, 하부브라켓에 대응되도록 상기 결합공의 상하측에 위치되는 관통공이 각각 형성되어지고, 상기 관통공을 관통하여 상기 상, 하부브라켓에 각각 고정되어지는 고정봉을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 철골보의 웨브 양측에는 측면 브라켓이 구비되고, 상기 고정핀 상기 측면브라켓을 관통하는 볼트로 구성되며, 상기 결합공에는 고정핀이 나사결합되는 커플러가 매입고정된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 상, 하부 브라켓은 철골보(20)의 상하 플랜지 표면에 각각 용접고정되는 수평패널과, 상기 수평패널의 단부에서 상하측으로 연장된 수직패널과, 삼각형으로 구성되어 상기 수평패널과 수직패널에 용접결합되어 수직패널을 지지하는 보강패널로 이루어지는 것을 특징으로 하며, 상기 하부 브라켓은 상기 철골보의 단부에 근접되고, 상기 상부 브라켓은 상기 하부 브라켓에 비해 철골보의 단부에서 중앙부 쪽으로 이격되어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 기둥의 관통공에는 내부에 길이방향의 통공이 형성된 관체로 구성된 쉬스(sheath)가 기둥을 관통하도록 삽입설치된 것을 특징으로 하며, 상기 고정봉은 일단부에 헤드부가 형성되고 타단부에 너트가 결합되는 볼트축으로 구성되어지며, 상기 헤드부와 너트는 상기 상, 하부 브라켓의 외측면에 걸리도록 상기 기둥에 형성된 관통공과, 상기 상, 하부 브라켓에 형성된 관통공을 관통하여 고정결합되어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 고정봉은 포스트텐션(post tension)이 도입되어지는 것을 특징으로 하며, 상기 고강도 다각형 원심성형 기둥은 8각형 단면형상으로 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 철골보가 접합되지 않는 측면에서 고정봉의 헤드부가 위치되고 철골보가 접합되는 측면에서는 고정봉의 너트가 결합되어지도록 함으로써, 고강도 다각형 원심성형 기둥의 일측면에만 철골보가 접합되어지는 것을 특징으로 하며, 상기 고강도 다각형 원심성형 기둥에 사각형 철판을 미리 매립한 후, 상기 매립된 철판에 철골보의 상하부 플랜지를 용접하고 연결수단을 이용하여 웨브를 볼트체결하는 것을 특징으로 한다.
한편 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있으며, 특정 실시예들은 도면에 예시하고 상세한 설명에서 구체적으로 설명한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해서 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 도면부호를 사용하였다.
한편 본 출원에서 사용하는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, “포함하다” 또는 “가지다” 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명에 따른 고강도 다각형 원심성형 기둥과 철골보의 접합 구조는, 철골보 단부의 고정핀을 기둥의 결합공에 끼운 후, 상기 상, 하부 브라켓에 결합되도록 상기 관통공에 고정봉을 끼워 기둥에 철골보의 단부를 고정할 수 있기 때문에, 기둥과 철골보의 접합을 위해 외측 다이아프램을 형성해야 하는 종래의 PHC 기둥과 철골보의 접합 구조와는 달리. 구조적으로 안전하면서도 시공이 더욱 간편할 뿐만 아니라 경제적인 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 선호적인 일 실시예에 따른 고강도 다각형 원심성형 기둥의 양측 단부에서 철골보가 강접합하는 구조를 도시한 측단면도
도 2는 도 1의 A-A선 단면을 도시한 평단면도
도 3은 도 1의 B-B선 단면을 도시한 평단면도
도 4 및 도 5는 본 발명의 선호적인 일 실시예에 따른 고강도 다각형 원심성형 기둥과 철골보의 강접합 구조의 시공방법을 도시한 참고도
도 6은 본 발명에 따른 고강도 다각형 원심성형 기둥과 철골보의 접합 구조의 작용을 설명하기 위한 참고도
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 고강도 다각형 원심성형 기둥의 일측 단부에서 철골보가 강접합하는 구조를 도시한 측단면도
도 8 및 도 9는 각각 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 고강도 다각형 원심성형 기둥과 철골보의 거치형 전단접합 구조를 도시한 측면도 및 평면도
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 고강도 다각형 원심성형 기둥과 철골보의 브라켓형 전단접합 구조를 도시한 모습
이하에서는 본 발명의 선호적인 실시예와 첨부된 도면을 참고로 하여, 더욱 상세하게 설명한다.
도 1 내지 도 3은 각각 본 발명의 선호적인 일 실시예에 따른 고강도 다각형 원심성형 기둥의 양측 단부에서 철골보가 강접합하는 구조의 측단면도, A-A선 평단면도 및 B-B선 평단면도를 도시하고 있다.
먼저 본 발명의 선호적인 실시예에 따른 고강도 다각형 원심성형 기둥에 철골보가 강접합하는 구조를 설명한 후, 철골보가 전단접합하는 구조에 대해서 설명한다. 한편 본 발명에서 사용되는 고강도 다각형 원심성형 기둥은, 탑다운 공법에서 사용되는 PHC 기둥을 종래의 일반적인 원형 형상의 PHC 기둥에서 둘레면이 복수개의 평면을 갖는 다각형 형태의 단면형상으로 이루어진 새로운 구조의 기둥을 말하며, 이하 본 명세서에서는 이를 고강도 다각형 원심성형 기둥이라 한다. 상기 고강도 다각형 원심성형 기둥(10)은 강도를 향상시킬 수 있도록 내부에 철근(12)이 매입되어지며, 둘레면이 8개의 평면을 갖는 8각형 형태의 단면형상으로 제작되는 것이 선호되지만, 동일한 목적과 기능을 달성할 수 있는 범위 내에서 다른 형상의 사용을 배제하는 것은 아니다.
한편 상기 철골보(20)는 상하방향으로 연장된 웨브(21)와 상기 웨브(21)의 상면에 수평방향으로 용접결합된 상하측 플랜지(22,23)로 구성되어 정면에서 보았을 때 I자 형태 또는 90°회전된 H자 형상의 단면을 갖도록 구성되는 것은 종래와 동일하다.
그리고 상기 철골보(20)의 웨브(21) 단부에는 고정핀(24)이 전방으로 연장되고, 철골보(20)의 상, 하측 플랜지(22,23)에는 상, 하부 브라켓(25,26)이 각각 구비되며, 상기 고강도 다각형 원심성형 기둥(10)의 둘레부에는 상기 고정핀(24)이 결합되는 결합공(13)과, 상기 상, 하부브라켓(25,26)에 대응되도록 상기 결합공(13)의 상하측에 위치되는 관통공(14)이 각각 형성되어진다. 본 발명의 선호적인 실시예에 따르면, 상기 관통공(14)을 관통하여 상, 하부브라켓(25,26)에 각각 고정되는 고정봉(30)을 이용하여 상기 철골보(20)가 기둥(10)의 둘레면에서 고정되어지는데, 즉 양측 단부에서 고정되어지거나(도 1 내지 도 6 참조) 또는 일측 단부에서 고정되어질 수 있으며(도 7 참조), 나아가 도시되지는 않았지만 기둥의 4방향 모두에서 접합되어질 수도 있다. 이하에서는 본 발명에 따른 고강도 다각형 원심성형 기둥(10)의 양측 단부에서 철골보가 접합되어지는 구조를 중심으로 설명한다.
이를 자세히 설명하면, 본 발명에 따른 고정핀(24)은 헤드부(24a)와 나사축(24b)을 갖는 볼트로 구성되며, 상기 철골보(20)의 웨브(21)의 양측면에 구비된 한쌍의 측면브라켓(27)을 관통하여 상기 결합공(13)에 고정결합 되어진다. 상기 측면브라켓(27)은 강도가 높은 금속재질로 구성되어, 상기 웨브(21)의 단부 양측면에 용접결합되는 것인 선호되지만, 역시 동일한 목적과 기능을 달성할 수 있는 범위 내에서 선택적으로 웨브의 단부 일측면에만 용접결합되어질 수도 있다.
한편 본 발명에 따른 상기 상, 하부 브라켓(25,26)은 상기 철골보(20)의 상하 플랜지 표면에 용접고정되는 수평패널(25a,26a)과, 상기 수평패널(25a,26a)의 단부에서 상하측으로 연장된 수직패널(25b,26b)과, 삼각형으로 구성되어 상기 수평패널(25a,26a)과 수직패널(25b,26b)에 용접결합되어 수직패널(25b,26b)을 지지하는 보강패널(25c,26c)로 구성되어 상기 상하부 플랜지(22,23)의 상하면에 용접결합된 것으로, 상기 보강패널(25c,26c)은 상기 수평패널(25a,26a)과 수직패널(25b,26b)의 중앙부에 위치되고, 상기 수평패널(25a,26a)에는 상기 고정봉(30)이 관통하는 관통공(25d,26d)이 보강패널(25c,26c)의 양측에 위치되도록 2개씩 형성된다.
이때 철골보 단부로부터 이격시킨 위치에서 강봉에 차후 포스트텐션을 도입할 경우 철골보의 내력감소 또는 처짐제어 등의 효과를 가질 수 있도록, 상기 하부 브라켓(26)은 상기 철골보(20)의 단부에 근접되고, 상기 상부 브라켓(25)은 상기 하부 브라켓(26)에 비해 철골보(20)의 단부에서 중앙부 쪽으로 이격되도록 설치되는 것인 선호되지만, 역시 동일한 목적과 기능을 달성할 수 있는 범위 내에서 다른 위치의 사용을 배제하는 것은 아니다. 즉 당업자의 선택으로 상부 브라켓(25)이 철골보(20)의 단부에 근접되거나 하부 브라켓(26)이 철골보(20)의 단부에서 중앙부 쪽으로 이격되도록 설치되어질 수도 있다.
한편 상기 결합공(13)은 본 발명에 따른 고강도 다각형 원심성형 기둥(10)의 양면 즉, 서로 반대되는 쪽 면에 상기 고정핀(24)의 위치에 대응되도록 2개씩 형성된다. 이때, 상기 결합공(13)의 내부에는 상기 고정핀(24)이 나사결합되는 커플러(16)가 매입고정될 수도 있다. 상기 커플러(16)는 내주면에 나사산(16a)이 형성된 원형 캡형상으로 구성되어, 상기 고강도 다각형 원심성형 기둥(10)의 제작시 기둥(10)의 둘레면에 매입고정되는 것이 선호되며, 상기 철골보(20)의 단부를 기둥(10)에 밀착시킨 후, 상기 고정핀(24)을 커플러(16)에 나사결합하여, 철골보(20)를 기둥(10)의 둘레면에 일차로 고정할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 관통공(14)은 상기 상, 하부 브라켓(25,26)에 형성된 관통공(25d,26d)에 대응되도록, 상기 결합공(13)의 상하측에 상기 고강도 다각형 원심성형 기둥(10)의 양측면을 지름방향으로 관통하도록 형성된다. 또한, 상기 관통공(14)에는 내부에 길이방향의 통공이 형성된 관체로 구성된 쉬스(sheath, 17)가 기둥(10)을 관통하도록 삽입설치된다. 상기 쉬스(17)는 강도가 높은 합성수지재 또는 금속재로 구성된 것으로, 상기 기둥(10)을 관통하도록 관통공(14)에 결합되어, 상기 고정봉(30)을 상기 관통공(14)에 용이하게 결합할 수 있도록 구성된다. 즉, 상기 기둥(10)의 중앙부에는 공간부(11)가 형성되므로, 상기 관통공(14)은 상기 공간부(11)에 의해 2개로 나뉘어져 각각 기둥(10)의 반대쪽면을 관통하도록 형성된다. 따라서 관통공(14)에 고정봉(30)을 끼울 때 고정봉(30)이 정확한 방향으로 삽입되지 않으면, 일측의 관통공(14)으로 끼워진 고정봉(30)의 선단부가 기둥(10)의 내측면에 걸려 반대쪽 관통공(14)에 손쉽게 끼워지지 않게 될 수 있다. 그런데, 상기 관통공(14)에는 쉬스가 결합되어 양측의 관통공(14)이 상호 연결되므로, 고정봉(30)을 상기 관통공(14)에 손쉽게 결합될 수 있다.
나아가, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 고강도 다각형 원심성형 기둥의 4방향에서 철골보가 접합되어질 수도 있는데, 이러한 경우에는 상기 관통공(14)들이 서로 다른 높이에서 관통되도록 형성되어지고, 서로 다른 방향에서 접합되는 상하부 브라켓(25,26)의 관통공(25d,26d)의 높이를 조절함으로써 고정봉은 서로 엇갈리게 배치되면서도 철골보는 동일한 높이로 접합되어지도록 할 수도 있다.
상기 고정봉(30)은 일단부에 헤드부(31)가 형성되고 타단부에 너트(32)가 결합되는 볼트축으로 구성되며, 상기 헤드부(31)와 너트(32)가 상기 상, 하부 브라켓(25,26)의 외측면에 걸리도록, 상기 기둥(10)에 형성된 관통공(14)과, 상기 상, 하부 브라켓(25,26)에 형성된 관통공(25d,26d)을 관통하여 고정결합된다. 이때, 상기 고정봉(30)은 포스트텐션(post tension)이 선택적으로 도입되어질 수도 있다.
상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 고강도 다각형 원심성형 기둥과 철골보의 접합 구조는 우선, 고강도 다각형 원심성형 기둥(10)을 소정의 위치에 설치한 후, 도 4에 도시한 바와 같이, 설치하고자 하는 철골보(20)의 단부를 고강도 다각형 원심성형 기둥(10)의 양측면에 맞대고, 상기 고정핀(24)을 측면브라켓(27)을 관통하여 고강도 다각형 원심성형 기둥(10)의 결합공(13)의 매입설치된 커플러(16)에 나사결합하여, 철골보(20)를 기둥(10)의 둘레면에 1차 고정할 수 있다.
다음으로 도 5에 도시한 바와 같이, 상기 고강도 다각형 원심성형 기둥(10)에 형성된 관통공(14)과, 상기 상, 하부 브라켓(25,26)에 형성된 관통공(25d,26d)을 통해 상기 헤드부(31)와 너트(32)가 상기 상, 하부브라켓(25,26)의 외측면에 걸리도록 고정결합한 후, 상기 너트(32)를 충분히 강하게 조여, 도 1에 도시한 바와 같이 기둥과 철골보를 접합할 수 있다. 이때 고정봉(30)은 포스트텐션(post tension)이 선택적으로 도입되어질 수도 있다.
한편 상기 도면들에서는 고강도 다각형 원심성형 기둥의 양측 단부에서 철골보가 접합되는 구조를 도시하고 있지만, 당업자의 선택에 따라서 고강도 다각형 원심성형 기둥의 일측 단부에서만 철골보가 접합되어질 수도 있다. 즉 앞서 설명한 내용 및 도 1 내지 6은 본 발명의 선호적인 일 실시예로서, 고강도 다각형 원심성형 기둥의 양쪽 단부에서 철골보가 고정접합되어지는 구조를 도시하고 있으며, 도 7은 본 발명에 따른 고강도 다각형 원심성형 기둥의 일측 단부에서만 철골보가 고정접합 되어지는 구조를 도시하고 있다.
상기 도 7에서 도시된 바와 같이, 철골보가 접합되는 고강도 다각형 원심성형 기둥의 단부는 앞서 설명한 바와 같이, 상기 철골보(20)의 웨브(21)의 단부에는 고정핀(24)이 전방으로 연장되고, 철골보(20)의 상하측 플랜지(22,23)에는 상, 하부 브라켓(25,26)이 각각 구비되고, 하이브리드 PHC 기둥 내부에 형성된 관통공(14)을 관통하여 상기 상, 하부브라켓(25,26)에 고정되는 고정봉(30)이 설치되어지는데, 상기 고정봉(30)은 일단부에 헤드부(31)가 형성되고 타단부에 너트(32)가 결합되는 볼트축으로 구성되며, 철골보가 접합되지 않는 측면에서 상기 고정봉(30)의 헤드부가 위치되고 철골보가 접합되는 측면에서는 상기 고정봉(30)의 너트(32)가 결합되어져 고강도 다각형 원심성형 기둥의 일측면에 철골보가 접합되어진다. 나머지 부분은 실질적으로 동일한 구성으로 이루어지므로 반복적으로 설명하지는 않는다.

한편 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 고강도 다각형 원심성형 기둥과 철골보의 접합 구조에 있어서, 고강도 다각형 원심성형 기둥에 사각형 철판을 미리 매립한 후, 상기 매립된 철판에 철골보의 상하부 플랜지를 용접하고 연결수단을 이용하여 웨브를 볼트체결하는 방식으로 고강도 다각형 원심성형 기둥과 철골보를 접합할 수도 있다.
따라서 고강도 다각형 원심성형 기둥과 철골보의 접합을 위해 외측 다이아프램을 별도로 추가적으로 형성해야 하는 종래의 원형 PHC 기둥과 철골보의 강접합 구조와 달리. 본 발명에 따른 고강도 다각형 원심성형 기둥과 철골보의 접합 구조는 구조적으로 안전하면서도 보다 시공이 간편할 뿐만 아니라 경제적인 장점이 있다.
그리고 상기 고정핀(24)은 철골보(20)의 웨브(21) 양측에 구비된 측면브라켓(27)을 관통하는 볼트로 구성되며, 상기 결합공(13)에는 상기 고정핀(24)이 나사결합되는 커플러(16)가 매입고정되므로, 상기 고정봉(30)으로 철골보(20)를 접합하기 전에 상기 고정핀(24)을 이용하여 철골보(20)를 일차고정할 수 있으므로, 철골보(20)를 기둥(10)의 둘레면에 고정하는 작업이 더욱 용이해지는 장점이 있다.
또한, 상기 고정봉(30)은 상기 상, 하부 브라켓(25,26)을 관통하며 일단부에는 헤드부(31)가 형성되고 선단부에 너트(32)가 결합되는 볼트축으로 구성되어, 상기 헤드부(31)와 너트(32)가 상, 하부브라켓(25,26)에 걸리도록 손쉽게 결합할 수 있으며, 당업자의 선택으로 상기 고정봉(30)에는 포스트텐션(post tension)이 도입되어질 수도 있다. 그리고 상기 기둥(10)의 관통공(14)에는 내부에 길이방향의 통공이 형성된 관체로 구성된 쉬스(17)가 PHC 기둥(10)을 관통하도록 결합되므로, 기둥(10)의 관통공(14)에 고정봉(30)을 끼워넣을 때, 고정봉(30)을 손쉽게 기둥(10)의 관통공(14)에 끼움결합할 수 있는 장점이 있다.
또한 상기 하부 브라켓(26)은 철골보(20)의 단부에 근접되고, 상기 상부 브라켓(25)은 도 6에서 실선으로 도시된 바와 같이, 상기 하부 브라켓(26)에 비해 철골보(20)의 중앙부 쪽으로 이격되도록 설치되어짐으로써, 철골보(20)의 선단부 하단에서 상부 브라켓(25)까지의 거리가 증가되어, 상부 브라켓(25)에 가해지는 모멘트가 줄어들 뿐 아니라 하중의 분력이 발생되어 기둥과 철골보의 접합 구조의 내구성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다. 다만, 동일한 목적과 기능을 달성할 수 있는 범위 내에서, 당업자의 선택으로 도 6에서 점선으로 도시된 바와 같이 상부 브라켓(25)을 철골보(20)의 단부에 근접되도록 설치하거나, 하부 브라켓을 철골보의 단부로부터 중앙부 쪽으로 이격되도록 설치할 수도 있다.
또한 상기 기둥(10)은 둘레면이 복수개의 평면을 갖는 다각형 형태의 단면형상으로 구성되므로, 상기 철골보(20)의 단부가 기둥(10) 둘레면의 평면에 견고하게 고정된다. 따라서 철골보(20)에 측방향의 하중이 가해질 때, 철골보(20)가 유동되는 것을 방지할 수 있는 장점이 있다.
다음으로 본 발명의 선호적인 다른 실시예에 따른 고강도 다각형 원심성형 기둥과 철골보의 전단접합 구조에 대해서 설명한다. 즉 도 8 및 도 9는 각각 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 고강도 다각형 원심성형 기둥과 철골보의 거치형 전단접합 구조의 측면도 및 평면도를 도시하고 있으며, 도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 고강도 다각형 원심성형 기둥과 철골보의 브라켓형 전단접합 구조를 도시하고 있다.
상기 도 8 및 도 9에서 도시된 바와 같이, 본 발명의 선호적인 실시예에 따른 강도 다각형 원심성형 기둥과 철골보의 거치형 전단접합 구조는 철골보 거치형 플레이트(28)를 이용하여 고강도 다각형 원심성형 기둥에 철골보가 전단접합되도록 한다. 본 발명의 선호적인 실시예에 따르면, 상기 철골보 거치형 플레이트(28)는 일측단부는 고강도 다각형 원심성형 기둥(10)에 접합되어지는 메인몸통부와, 상기 메인몸통부로부터 양쪽 외부방향으로 돌출되는 양쪽 날개부를 포함하는 U자형으로 이루어진다.
한편 상기 거치형 플레이트(28)의 몸통부에는 고정핀(24)이 전방으로 연장되며, 앞서 설명한 바와 같이 상기 고정핀(24)은 헤드부(24a)와 나사축(24b)을 갖는 볼트로 구성되며, 고강도 다각형 원심성형 기둥(10)의 일측면에 형성된 결합공(13)에 고정결합 되어진다. 또한 상기 거치형 플레이트의 양쪽 날개부에는 좌우방향으로 긴 슬롯(slot)이 형성되어지며, 상기 슬롯을 관통하여 플레이트 연결봉(29)이 결속되어짐으로써, 기둥(10)에 접합되는 철골보(20)의 길이방향 오차를 어느정도 수용할 수 있도록 한다.
다음으로 도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 선호적인 실시예에 따른 강도 다각형 원심성형 기둥과 철골보의 거치형 전단접합 구조는 브라켓을 이용하여 고강도 다각형 원심성형 기둥에 철골보가 전단접합되어질 수도 있다. 본 발명에 따른 고정핀(24)은 헤드부(24a)와 나사축(24b)을 갖는 볼트로 구성되며, 상기 철골보(20)의 웨브(21)의 양측면에 구비된 한쌍의 측면브라켓(27)을 관통하여 고강도 다각형 원심성형 기둥(10)의 일측면에 형성된 결합공(13)에 고정결합 되어진다. 즉 상기 측면브라켓(27)의 일측단부는 고정핀(24)을 통해서 고강도 다각형 원심성형 기둥(10)의 일측면에 형성된 결합공(13)에 결속되어지며, 측면브라켓(27)의 타측단부는 철골보(20)의 웨브(21) 상에 용접결합되어지거나 또는 볼트체결되어질 수 있다.
상기에서 기술된 구성과 효과를 가진 본 발명은 다양한 방법으로 변형이 가능하며, 상기에서 기술된 내용은 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 즉 상기에서 기술된 내용은 본 발명에 따른 고강도 다각형 원심성형 기둥의 양쪽 단부 또는 일측 단부에서 철골보가 접합되는 구조를 설명하고 있지만, 당업자의 선택에 따라서 철골보가 고강도 다각형 원심성형 기둥의 네방향에서 접합되어질 수도 있으며, 본 발명에 따른 고강도 다각형 원심성형 기둥에 사각형 철판을 미리 매립한 후, 상기 매립된 철판에 철골보의 상하부 플랜지를 용접하고 연결수단을 이용하여 웨브를 볼트체결함으로써 기둥과 철골보를 접합할 수도 있다. 따라서 본 발명의 사상과 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형과 수정이 가능하며, 본 발명이 속한 분야의 당업자에게 자명한 변형은 다음의 특허청구범위 범위 내에 포함되어진다.
10 : 고강도 다각형 원심성형 기둥 13 : 결합공
14 : 관통공 16 : 커플러
17 : 쉬스 20 : 철골보
24 : 고정핀 25,26 : 상, 하부 플랜지
27 : 측면 브라켓 30 : 고정봉

Claims (13)

  1. 고강도 다각형 원심성형 기둥(10)의 둘레면에 철골보(20)를 접합하는 고강도 다각형 원심성형 기둥과 철골보의 접합 구조에 있어서,
    상기 고강도 다각형 원심성형 기둥(10)은 둘레면이 복수개의 평면을 가지는 다각형 형태의 단면형상으로 이루어지며,
    상기 철골보(20)의 웨브(21)의 단부에는 고정핀(24)이 전방으로 연장되고, 철골보(20)의 상하측 플랜지(22,23)에는 상, 하부 브라켓(25,26)이 각각 구비되어지며,
    상기 고강도 다각형 원심성형 기둥(10)의 둘레부에는 상기 고정핀(24)이 결합되는 결합공(13)과, 상기 상, 하부브라켓(25,26)에 대응되도록 상기 결합공(13)의 상하측에 위치되는 관통공(14)이 각각 형성되어지고,
    상기 관통공(14)을 관통하여 상기 상, 하부브라켓(25,26)에 각각 고정되어지는 고정봉(30)을 더 포함하며,
    상기 철골보(20)의 웨브(21) 양측에는 측면 브라켓(27)이 구비되고, 상기 고정핀(24)은 상기 측면브라켓(27)을 관통하는 볼트로 구성되며, 상기 결합공(13)에는 고정핀(24)이 나사결합되는 커플러(16)가 매입고정된 것을 특징으로 하는 고강도 다각형 원심성형 기둥과 철골보의 접합 구조
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 상, 하부 브라켓(25,26)은 철골보(20)의 상하 플랜지 표면에 각각 용접고정되는 수평패널(25a,26a)과, 상기 수평패널(25a,26a)의 단부에서 상하측으로 연장된 수직패널(25b,26b)과, 삼각형으로 구성되어 상기 수평패널(25a,26a)과 수직패널(25b,26b)에 용접결합되어 수직패널(25b,26b)을 지지하는 보강패널(25c,26c)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고강도 다각형 원심성형 기둥과 철골보의 접합 구조
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 하부 브라켓(26)은 상기 철골보(20)의 단부에 근접되고, 상기 상부 브라켓(25)은 상기 하부 브라켓(26)에 비해 철골보(20)의 단부에서 중앙부 쪽으로 이격되어지는 것을 특징으로 고강도 다각형 원심성형 기둥과 철골보의 접합 구조
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 PHC 기둥(10)의 관통공(14)에는 내부에 길이방향의 통공이 형성된 관체로 구성된 쉬스(sheath, 17)가 PHC 기둥(10)을 관통하도록 삽입설치된 것을 특징으로 하는 고강도 다각형 원심성형 기둥과 철골보의 접합 구조
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 고정봉(30)은 일단부에 헤드부(31)가 형성되고 타단부에 너트(32)가 결합되는 볼트축으로 구성되어지며, 상기 헤드부(31)와 너트(32)는 상기 상, 하부 브라켓(25,26)의 외측면에 걸리도록 상기 기둥(10)에 형성된 관통공(14)과, 상기 상, 하부 브라켓(25,26)에 형성된 관통공(25d,26d)을 관통하여 고정결합되어지는 것을 특징으로 하는 고강도 다각형 원심성형 기둥과 철골보의 접합 구조
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 고정봉(30)은 포스트텐션(post tension)이 도입되어지는 것을 특징으로 하는 고강도 다각형 원심성형 기둥과 철골보의 접합 구조
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 고강도 다각형 원심성형 기둥(10)은 8각형 단면형상으로 구성된 것을 특징으로 하는 고강도 다각형 원심성형 기둥과 철골보의 접합 구조
  9. 제 1, 3, 4, 5, 6, 7, 8 항 중 어느 하나의 항에 있어서, 철골보가 접합되지 않는 측면에서 고정봉(30)의 헤드부가 위치되고 철골보가 접합되는 측면에서는 고정봉(30)의 너트(32)가 결합되어지도록 함으로써, 고강도 다각형 원심성형 기둥의 일측면에만 철골보가 접합되어지는 것을 특징으로 하는 고강도 다각형 원심성형 기둥과 철골보의 접합 구조
  10. 고강도 다각형 원심성형 기둥(10)의 둘레면에 철골보(20)를 접합하는 고강도 다각형 원심성형 기둥과 철골보의 접합 구조에 있어서, 상기 고강도 다각형 원심성형 기둥에 사각형 철판을 미리 매립한 후, 상기 매립된 철판에 철골보의 상하부 플랜지를 용접하고 연결수단을 이용하여 웨브를 볼트체결하는 것을 특징으로 하는 고강도 다각형 원심성형 기둥과 철골보의 접합 구조
  11. 고강도 다각형 원심성형 기둥(10)의 둘레면에 철골보(20)를 접합하는 고강도 다각형 원심성형 기둥과 철골보의 접합 구조에 있어서,
    일측단부는 고강도 다각형 원심성형 기둥(10)에 접합되어지는 메인몸통부와, 상기 메인몸통부로부터 양쪽 외부방향으로 돌출되는 양쪽 날개부를 포함하는 U자형으로 이루어지는 철골보 거치형 플레이트(28) 상에 철골보가 거치되어지며,
    상기 거치형 플레이트(28)의 몸통부에는 헤드부(24a)와 나사축(24b)을 갖는 볼트로 구성되는 고정핀(24)이 전방으로 연장되며 고강도 다각형 원심성형 기둥(10)의 일측면에 형성된 결합공(13)에 고정결합 되어지며, 상기 거치형 플레이트의 양쪽 날개부에는 좌우방향으로 긴 슬롯(slot)이 형성되어지며, 상기 슬롯을 관통하여 플레이트 연결봉(29)이 결속되어지는 것을 특징으로 하는 고강도 다각형 원심성형 기둥과 철골보의 접합 구조
  12. 삭제
  13. 고강도 다각형 원심성형 기둥(10)의 둘레면에 철골보(20)를 접합하는 고강도 다각형 원심성형 기둥과 철골보의 접합 구조에 있어서,
    일측단부는 고정핀(24)을 통해서 고강도 다각형 원심성형 기둥(10)의 일측면에 형성된 결합공(13)에 결속되어지며, 타측단부는 철골보(20)의 웨브(21) 상에 용접결합되어지거나 또는 볼트체결되어지는 측면브라켓(27)을 이용하여 기둥(10)에 철골보가 접합되어지며, 상기 고정핀(24)은 헤드부(24a)와 나사축(24b)을 갖는 볼트로 구성되며, 철골보(20)의 웨브(21)의 양측면에 구비된 한쌍의 측면브라켓(27)을 관통하여 고강도 다각형 원심성형 기둥(10)의 일측면에 형성된 결합공(13)에 고정결합되어지는 것을 특징으로 하는 고강도 다각형 원심성형 기둥과 철골보의 접합 구조
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