KR101433065B1 - Prefabricated Steel frame for composite member of steel and concrete - Google Patents
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Abstract
본 발명은 강재와 콘크리트의 합성부재용 철골조를 제작할 때 용접 접합을 사용하지 않고 기계식 볼트 접합만을 통해서만 강재와 콘크리트 사이에 전단합성작용이 가능하고, 다수의 강재 형강을 선조립 단일부재로 이용할 수 있도록 일체화한 강-콘크리트 합성부재용 선조립 철골조에 대한 것이다.
본 발명의 강-콘크리트 합성부재용 선조립 철골조는 기둥 또는 보로 사용되는 강-콘크리트 합성 부재에 설치되는 것으로, 상기 부재의 모서리에 부재면과 일정 간격 이격되도록 배치되는 복수의 주형강재; 상기 주형강재에 형성되는 복수의 관통공; 및 상기 관통공에 삽입 설치되는 것으로 일단부가 부재의 내측 방향으로 돌출된 전단연결재; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 기계식 조임에 의존하여 강-콘크리트 합성부재용 선조립 철골조를 생산하므로, 고품질 제품 생산 및 공기 단축이 가능하다. 또한, 제작 전 과정에서 기계에 기반한 정밀치수 제작 및 대량생산이 가능하고, 고강도·고성능 전단합성부를 확보할 수 있으며, 고강도강을 합성부재로 적용할 수 있다. 아울러 횡방향에 효과적으로 저항할 수 있는 브레이싱을 통하여 강한 강성을 공급하므로, 처짐 및 변형에 대하여 저항성을 확보할 수 있다.The present invention relates to a method for manufacturing a steel frame for a composite member of a steel material and a concrete, which can perform a shear-synthesizing action only between a steel material and a concrete only through a mechanical bolt joining without using welding, And a prefabricated steel frame for integrated steel-concrete composite members.
The prefabricated steel frame for a steel-concrete composite member according to the present invention is installed in a steel-concrete composite member used as a column or a beam, and is provided with a plurality of mold steels disposed at corners of the member, A plurality of through holes formed in the cast steel; And a shear connector inserted into the through hole and having one end protruded inward of the member; And a control unit.
The present invention produces prefabricated steel frames for steel-concrete composite members, depending on the mechanical fastening, thereby enabling production of high-quality products and shortening of air. In addition, it is possible to manufacture precise dimensions and mass production based on the machine during the entire manufacturing process, to secure a high strength and high performance shear synthesis part, and to apply high strength steel as a composite member. In addition, since the stiffness is provided through the bracing which can effectively resist the lateral direction, resistance against deflection and deformation can be ensured.
Description
본 발명은 강재와 콘크리트의 합성부재용 철골조를 제작할 때 용접 접합을 사용하지 않고 기계식 볼트 접합만을 통해서만 강재와 콘크리트 사이에 전단합성작용이 가능하고, 다수의 강재 형강을 선조립 단일부재로 이용할 수 있도록 일체화한 강-콘크리트 합성부재용 선조립 철골조에 대한 것이다.
The present invention relates to a method for manufacturing a steel frame for a composite member of a steel material and a concrete, which can perform a shear-synthesizing action only between a steel material and a concrete only through a mechanical bolt joining without using welding, And a prefabricated steel frame for integrated steel-concrete composite members.
강-콘크리트 합성부재는 강재와 콘크리트를 합성하여 기둥 또는 보 등의 구조부재 내에서 강재와 콘크리트의 강도를 모두 발현할 수 있도록 한 것이다. Steel-concrete composite members are made of steel and concrete so that strength of steel and concrete can be expressed in structural members such as columns or beams.
종래 대표적인 강-콘크리트 합성부재는 I 또는 H 형강 표면에 스터드 등의 전단연결재(shear connector)를 용접 부착한 다음 콘크리트를 타설한 것으로, 외력에 대하여 구조체의 거동을 일체화시켜 높은 강도 성능을 발현할 수 있도록 하였다. Conventional steel-concrete composite members are produced by welding a shear connector such as a stud to the surface of an I or H beam and then placing concrete on it. The concrete structure is integrated with the external force, Respectively.
최근에는 상기 전단연결재를 사용하는 합성부재 이외에도 띠철근 또는 래티스 형태의 철근을 ㄱ 또는 ㄷ형강 표면에 공장 용접한 다음, 현장에서 콘크리트를 타설할 수 있도록 한 선조립 합성부재가 종종 사용되고 있다(공개특허 특2001-0005431). 상기 공장 제작에 의하여 선조립된 부재(이하, 선조립 합성부재)는 공기단축 및 시공성 향상 등의 효과를 얻을 수 있는 장점이 있다. 도 1에는 ㄱ 형강 표면에 래티스 형태의 철근이 결합된 기둥 부재가 도시되어 있다.In recent years, pre-assembled composite members have been often used in addition to composite members using the above-mentioned shear connection members, in which steel bars or lattice-shaped reinforcing bars are factory-welded to the surface of a or c-section steel, 2001-0005431). The pre-assembled member (hereinafter, pre-assembled composite member) by the above-mentioned factory production is advantageous in that the shortening of air and the improvement of workability can be obtained. Fig. 1 shows a column member having a lattice-shaped reinforcing bar bonded to the surface of a steel sheet.
반면, 선조립 합성부재는 종래 합성부재에 비하여 용접 부위가 증가하고, 고탄소강 철근의 경우 화학적으로 용접에 취약하여 용접 부위에 대한 신뢰성 확보가 더욱 요구되는 문제점이 존재하였다. On the other hand, the pre-assembled composite member has a problem in that the welded portion is increased as compared with the conventional composite member, and in the case of the high carbon steel reinforcing steel, the welded member is chemically weak to weld.
결론적으로, 전단연결재로 스터드를 사용한 종래 합성부재나, 띠철근 또는 래티스 형태의 철근을 사용한 선조립 합성부재 모두 강도 발현의 핵심이 되는 강재와 콘크리트 사이의 전단연결 대부분을 용접 기술에 의존하여 제품을 만들어왔다고 할 수 있다. 그리고 이는 곧 생산자 및 구조 설계자에게 다음과 같은 경제적, 기술적 문제점을 유발한다.In conclusion, both the conventional composite members using studs as shear connectors, and the pre-assembled members using banded bars or lattice-shaped reinforcing bars, most of the shear connections between steel and concrete, which are the core of strength development, It can be said that it is made. This causes the following economic and technical problems for producers and structural designers.
우선, 경제적으로는 생산자로 하여금 용접 작업량의 증가로 인한 고비용의 용접 기술자 확보 및 고용 문제, 막대한 용접량에 따른 작업 지연 등의 공기 문제, 용접시 고열 용접재 사용에 따른 형강의 열 변형 등으로 인한 제품의 치수 오차 등 품질 저하에 따른 보수 및 보강 등의 문제가 발생한다.First of all, economically, it is necessary for producers to obtain high cost welding technicians due to increase of welding workload, employment problems, air problems such as delays due to huge welding amount, thermal deformation of sections due to use of high temperature welding materials Problems such as repair and reinforcement due to quality deterioration such as dimensional error of the product occur.
그리고 기술적으로는 용접자의 기술 숙련도에 따라 용접부의 품질 편차가 크기 때문에 용접부 균열 등에 따른 강도의 신뢰성 확보가 어렵고, 용접 때 발생하는 높은 고열로 인하여 열에 취약한 강재의 강도 발현에 부정적인 영향이 발생한다. 실제로 종래 합성부재 및 선조립 합성부재의 경우, 기둥 압축 등의 구조실험에서 용접부 파괴에 따른 설계 강도 미만의 강도 발현 및 조기 강도 저하가 빈번히 보고되고 있는 실정이다.Therefore, it is difficult to secure the reliability of the welded portion due to the crack of the welded portion due to the high quality deviation of the welded portion according to the technical skill of the welder, and the high heat generated during welding has a negative effect on the development of the strength of the steel which is vulnerable to heat. Indeed, in the case of conventional composite members and pre-assembled composite members, in the structural tests such as column compression, strength development less than the design strength and early strength deterioration due to the fracture of the weld portion are frequently reported.
뿐만 아니라, 형강으로 사용하는 강재가 고강도화될수록 용접 기술에 의한 문제점은 더욱 부각된다. 최근 강재의 고강도화에 따라 종래 500MPa 이하의 SM(Structural Material) 계열 일반강에 비하여 강도 성능이 향상된 HS(High Performance Steel) 계열 800MPa급 강재가 KS 기준에 등록되는 등 합성구조부재로서의 활용이 기대되고 있다. 그러나 모재가 지니는 800MPa급 응력을 견딜 수 있는 신뢰성 있는 용접재가 아직 상용화되지 않았고, 탄소의 함량이 높아진 고강도 강재의 고품질 용접 접합부 확보를 위해서는 더욱 엄격한 용접부 열관리 및 고임금의 숙련공이 요구되는 문제점이 존재한다. In addition, the higher the strength of the steel used as the section steel, the more the problems caused by the welding technology are highlighted. Recently, according to the increase of the strength of the steel material, HS (High Performance Steel) 800 MPa grade steel, which has improved strength performance compared with SM (Structural Material) type general steel of 500 MPa or less, is registered as a synthetic structural member . However, there is a problem that a reliable welding material capable of withstanding the 800 MPa stress of the base material has not yet been commercialized, and a more strict welder heat management and high-wage skilled workers are required in order to secure a high quality welded joint of high strength steel having a high carbon content.
따라서 현실적으로 용접 기술에 의존하여 전단연결재를 부착하는 합성부재 및 띠철근 또는 래티스 형태의 철근을 부착하는 선조립 합성부재의 활용은 기술적, 경제적으로 어려움이 많다.
Therefore, in practice, it is technically and economically difficult to utilize a composite member for attaching a shear connection member and a pre-assembled member for attaching a steel bar or a lattice-shaped reinforcing bar depending on welding technology.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 용접 기술이 수반되는 종래 전단연결재를 부착하는 합성부재 내지 띠철근 또는 래티스 형태의 철근을 부착하는 선조립 합성부재와 달리, 용접 기술에 의존하지 않고 강재와 콘크리트 사이의 합성 거동을 기대할 수 있으면서 강재를 선조립 단일부재로 이용할 수 있는 강-콘크리트 합성부재용 선조립 철골조를 제공하고자 한다.
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is different from the pre-assembled composite member in which a composite member for attaching a conventional shear connection member accompanied by a welding technique or a reinforcing bar in the form of a band reinforcing bar or a lattice, And a steel prefabricated steel frame for a steel-concrete composite member which can utilize the steel as a prefabricated single member while expecting the composite behavior between the concrete and the concrete.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 기둥 또는 보로 사용되는 강-콘크리트 합성 부재에 설치되는 것으로, 상기 부재의 모서리에 부재면과 일정 간격 이격되도록 배치되는 복수의 주형강재; 상기 주형강재에 형성되는 복수의 관통공; 상기 관통공에 삽입 설치되는 것으로, 외주면에 나사부가 형성된 몸체부와 상기 몸체부의 일단부에 형성된 머리부로 구성되는 볼트이고, 상기 몸체부의 타단부 또는 머리부가 부재의 내측 방향으로 돌출된 전단연결재; 및 일정한 두께와 폭을 가진 띠 형상으로 형성되어 상기 인접하는 주형강재의 외면을 상호 연결하는 것으로, 양 단부에 상기 주형강재의 관통공과 대응하는 위치에 결합관통공이 형성되어 상기 전단연결재에 의해 주형강재와 결합되는 래티스재; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 강-콘크리트 합성부재용 선조립 철골조를 제공한다.In order to solve the above problems, according to a preferred embodiment of the present invention, there is provided a steel-concrete composite member used as a column or a beam, comprising: a plurality of cast steel members disposed at corners of the member, A plurality of through holes formed in the cast steel; A bolt which is inserted into the through hole and has a body portion having a threaded portion formed on an outer circumferential surface thereof and a head portion formed at one end portion of the body portion and a shear connection member protruding inward of the other end portion or the head portion of the body portion; And having a predetermined thickness and width, and connecting the outer surfaces of the adjacent mold steels to each other, wherein a coupling hole is formed at both ends of the mold steel at a position corresponding to the through hole of the mold steel, Lt; / RTI > The present invention provides a prefabricated steel frame for a steel-concrete composite member.
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다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 인접하는 주형강재 사이에는 부재면에 일정 간격 이격되도록 적어도 하나 이상의 부형강재가 구비되고, 상기 부형강재와 래티스재가 만나는 위치에는 서로 대응되는 위치에 관통공과 결합관통공이 각각 형성되며, 상기 관통공과 결합관통공에는 전단연결재가 삽입 관통되어 일단부가 부재 내측 방향으로 돌출되는 것을 특징으로 하는 강-콘크리트 합성부재용 선조립 철골조를 제공한다.According to another preferred embodiment of the present invention, at least one or more negative-shaped steels are provided between adjoining steel steels so as to be spaced apart from each other at regular intervals, and at positions where the negative steels and the lattice materials meet, through- And a shear connection member is inserted through the through hole and the through hole and one end of the through hole is protruded inward in the member.
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또 다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 볼트는 머리부가 부재 내측을 향하도록 주형강재 내면에서 이격되어 돌출되고, 제1너트가 주형강재의 외면에 밀착되도록 볼트의 몸체부 타단부에 결합되며, 상기 제1너트의 주형강재 반대측에는 제2너트가 상기 주형강재 내면과 밀착되도록 상기 볼트의 몸체부에 결합되는 것을 특징으로 하는 강-콘크리트 합성부재용 선조립 철골조를 제공한다.According to another preferred embodiment of the present invention, the bolt is coupled to the other end of the body of the bolt such that the bolt is spaced apart from the inner surface of the cast steel so as to face the inside of the head, and the first nut is in close contact with the outer surface of the steel, And the second nut is coupled to the body portion of the bolt such that the second nut is in close contact with the inner surface of the mold steel, on the opposite side of the first steel nut of the first nut.
또 다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 볼트는 머리부가 부재 외측을 향하도록 주형강재 외면에 밀착되도록 위치하고, 상기 머리부의 주형강재 반대측에는 제2너트가 상기 주형강재 내면에 밀착되도록 상기 볼트의 몸체부에 결합되는 것을 특징으로 하는 강-콘크리트 합성부재용 선조립 철골조를 제공한다.
According to another preferred embodiment of the present invention, the bolt is positioned so as to be in close contact with the outer surface of the mold steel member so that the head part faces the outer side of the mold member, and the second nut is closely attached to the inner surface of the mold steel member, The present invention provides a prefabricated steel frame for a steel-concrete composite member.
본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다. The present invention has the following effects.
첫째, 용접 기술이 수반되는 종래 전단연결재를 부착하는 합성부재 내지 띠철근 또는 래티스 형태의 철근을 부착하는 선조립 합성부재와 달리, 용접 대신 기계식 조임에 의존하여 제품을 생산할 수 있다. 따라서 용접 기술자의 숙련도에 따른 품질 편차 또는 용접 변형에 따른 치수 오차 등의 발생 가능성이 없어 고품질의 제품 생산이 가능하고, 제품 제작이 용이하며, 공기 단축이 가능하다. First, unlike pre-assembled members that attach conventional shear connectors with welding techniques, or composite members that attach bar-reinforced bars or lattice-shaped bars, products can be produced that rely on mechanical fastening instead of welding. Therefore, there is no possibility of occurrence of quality error due to skill of welding engineer or dimensional error due to welding deformation, so that it is possible to produce high quality products, make the product easy, and shorten the air.
둘째, 모재에 구멍 천공, 체결 그리고 볼트 조임에 이르기까지 제작 전 과정에서 기계에 기반을 둔 정밀치수 제작 및 대량생산이 가능하다. 따라서 숙련된 용접 기술자 고용 또는 초음파 장비 등을 이용한 용접부 품질 검사에 따른 경제적 비용을 절감하여 제품의 생산단가를 낮춰 가격경쟁력을 실현할 수 있다.Second, precise dimensioning and mass production based on the machine can be performed throughout the production process, from hole drilling, fastening and bolting to the base material. Therefore, it is possible to realize the price competitiveness by reducing the production cost of the product by reducing the economic cost of the welding inspection using the skilled welding engineer or ultrasonic equipment.
셋째, 일정한 크기의 토크력을 줄 수 있는 기계식 볼트 접합을 통하여 기둥 또는 보 전체에 균질한 전단연결재를 구성하고, 일정한 크기의 토크 이상에서 볼트 하부가 끊어지는 TS 볼트 등을 적용할 수 있어, 고강도·고성능 전단합성부를 확보할 수 있다. 따라서 용접공의 숙련도에 따른 용접부의 품질 편차, 잘못된 용접으로 인한 응력집중 현상, 철근 등 고탄소강 부재가 용접에 취약한 성질, 용접시 고열로 인한 강재의 강도 저감 현상 등 종래 전단연결재를 부착하는 합성부재 내지 띠철근 또는 래티스 형태의 철근을 부착하는 선조립 합성부재의 사용으로 인한 강도의 신뢰성 확보 문제로부터 자유롭다. Third, it is possible to construct a homogenous shear connection material to the column or beam through the mechanical bolt joint which can give a constant torque, and to apply the TS bolt which cuts the lower part of the bolt over a certain torque, A high performance shear synthesis section can be secured. Therefore, there is a problem that a conventional composite member for attaching a conventional shear connection material such as a phenomenon of quality variation of a welded portion according to a skill of a welder, a stress concentration phenomenon due to erroneous welding, a property of a high carbon steel member to be susceptible to welding, It is free from the problem of securing the reliability of the strength due to the use of the pre-assembly member for attaching the reinforcing bars in the form of band bars or lattices.
넷째, 제작 전 과정에서 용접 공정이 요구되지 않으므로 고강도강을 합성부재로 적용할 수 있다. 따라서 고강도 강재의 사용으로 인한 고비용의 용접재 사용, 엄격한 용접부 열관리, 고임금의 숙련공이 필요하지 않아, 실무에 쉽게 적용할 수 있다.Fourth, since the welding process is not required in the entire manufacturing process, high-strength steel can be applied as a composite member. Therefore, it is not necessary to use high-cost welding material due to the use of high-strength steel, strict heat-management of welding part, and high-wage skilled workers, so that it can be easily applied in practice.
다섯째, 횡방향에 효과적으로 저항할 수 있는 브레이싱을 통하여 강한 강성을 공급하므로, 수직 또는 수평부재로 이용시 처짐 및 변형에 대하여 상당한 저항성을 확보할 수 있다. 따라서 철근의 낮은 강성이나 용접 변형으로 인한 수직도 및 수평도 확보에 노력을 소요할 필요가 없고, 경간이나 층고의 증가에 적극 활용할 수 있다.
Fifth, since strong rigidity is provided through the bracing which can effectively resist the lateral direction, a considerable resistance against sagging and deformation can be ensured when used as a vertical or horizontal member. Therefore, it is not necessary to take efforts to secure verticality and horizontality due to low rigidity of steel bars or welding deformation, and it can be utilized to increase span and floor height.
도 1은 종래 ㄱ 형강에 래티스 형태의 철근을 부착한 선조립 합성부재의 실시예를 도시하는 사시도이다.
도 2는 기둥 부재로 이용된 본 발명의 강-콘크리트 합성부재용 선조립 철골조의 실시예를 도시하는 측면도 및 단면도이다.
도 3은 기둥 부재로 이용된 본 발명의 강-콘크리트 합성부재용 선조립 철골조의 실시예를 도시하는 사시도이다.
도 4는 기둥 부재로 이용된 본 발명의 강-콘크리트 합성부재용 선조립 철골조의 다른 실시예를 도시하는 사시도이다.
도 5는 본 발명의 강-콘크리트 합성부재용 선조립 철골조에서 이용되는 볼트의 사시도이다.
도 6은 본 발명의 강-콘크리트 합성부재용 선조립 철골조의 실시예에서 볼트에 의하여 결합되는 부형강재와 래티스재의 결합부를 도시하는 단면도이다.
도 7은 본 발명의 강-콘크리트 합성부재용 선조립 철골조의 실시예에서 볼트에 의하여 결합되는 주형강재와 래티스재의 결합부를 도시하는 단면도이다.
도 8은 본 발명의 강-콘크리트 합성부재용 선조립 철골조의 실시예에서 주형강재 및 부형강재와 래티스재의 결합 관계를 설명하기 위한 사시도이다.1 is a perspective view showing an embodiment of a pre-assembled composite member in which a reinforcing bar of a lattice shape is attached to a conventional steel.
2 is a side view and a cross-sectional view illustrating an embodiment of a prefabricated steel frame for a steel-concrete composite member of the present invention used as a post member.
3 is a perspective view illustrating an embodiment of a prefabricated steel frame for a steel-concrete composite member of the present invention used as a column member.
4 is a perspective view showing another embodiment of a prefabricated steel frame for a steel-concrete composite member of the present invention used as a pillar member.
5 is a perspective view of a bolt used in a prefabricated steel frame for a steel-concrete composite member of the present invention.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a joint portion between a bolt-bonded negative-type steel and a lattice material in an embodiment of a prefabricated steel frame for a steel-concrete composite member of the present invention.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a coupling portion of a cast steel and a lattice material joined by a bolt in an embodiment of a prefabricated steel frame for a steel-concrete composite member of the present invention.
FIG. 8 is a perspective view for explaining a coupling relation between a cast steel and an extruded steel and a lattice material in an embodiment of a prefabricated steel frame for a steel-concrete composite member according to the present invention.
이하, 첨부한 도면 및 바람직한 실시예에 따라 본 발명을 상세히 설명한다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings and preferred embodiments.
도 2는 기둥 부재로 이용된 본 발명의 강-콘크리트 합성부재용 선조립 철골조의 실시예를 도시하는 측면도 및 단면도이고, 도 3은 기둥 부재로 이용된 본 발명의 강-콘크리트 합성부재용 선조립 철골조의 실시예를 도시하는 사시도이며, 도 4는 기둥 부재로 이용된 본 발명의 강-콘크리트 합성부재용 선조립 철골조의 다른 실시예를 도시하는 사시도이다.FIG. 2 is a side view and a cross-sectional view showing an embodiment of a prefabricated steel frame for a steel-concrete composite member of the present invention used as a pillar member, and FIG. 3 is a side view and a sectional view of a prefabricated steel- 4 is a perspective view showing another embodiment of a prefabricated steel frame for a steel-concrete composite member of the present invention used as a pillar member.
도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 강-콘크리트 합성부재용 선조립 철골조는 기둥 또는 보로 사용되는 강-콘크리트 합성 부재에 설치되는 것으로, 상기 부재의 모서리에 부재면과 일정 간격 이격되도록 배치되는 복수의 주형강재(100); 상기 주형강재(100)에 형성되는 복수의 관통공(101); 상기 관통공(101)에 삽입 설치되는 것으로, 외주면에 나사부가 형성된 몸체부(310)와 상기 몸체부(310)의 일단부에 형성된 머리부(320)로 구성되는 볼트이고, 상기 몸체부(310)의 타단부 또는 머리부(320)가 부재의 내측 방향으로 돌출된 전단연결재(300); 및 일정한 두께와 폭을 가진 띠 형상으로 형성되어 상기 인접하는 주형강재(100)의 외면을 상호 연결하는 것으로, 양 단부에 상기 주형강재(100)의 관통공(101)과 대응하는 위치에 결합관통공(201)이 형성되어 상기 전단연결재(300)에 의해 주형강재(100)와 결합되는 래티스재(200); 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.2 to 4, the prefabricated steel frame for a steel-concrete composite member of the present invention is installed in a steel-concrete composite member used as a column or a beam, A plurality of mold steels (100) arranged to be arranged; A plurality of through
본 발명은 강재와 콘크리트를 합성하여 기둥 또는 보 부재로 이용하기 위한 강-콘크리트 합성부재용 선조립 철골조에 대한 것이다.The present invention relates to prefabricated steel frames for steel-concrete composite members for use as a column or beam member by combining steel and concrete.
본 발명은 기둥 또는 보 부재의 모서리에 배치되는 복수의 주형강재(100)를 포함한다. 상기 주형강재(100)는 일정 크기의 피복 두께를 확보할 수 있도록 부재면에서 일정 간격 이격되도록 배치된다. The present invention includes a plurality of mold steels (100) disposed at the corners of a column or beam member. The
도 2 내지 도 4의 실시예는 기둥 부재용 선조립 철골조에 대한 것이나, 보 부재용 선조립 철골조의 제작도 가능하다. 그리고 도 2 내지 도 4의 실시예에서 주형강재(100)는 ㄱ 형상의 단면을 가진 강재가 이용되었으나, ㄷ 형상 단면 부재 등에도 적용 가능하다.The embodiments of FIGS. 2 to 4 are applicable to pre-assembled steel frames for pillar members, and pre-assembled steel frames for beam members are also possible. In the embodiment of FIGS. 2 to 4, the
상기 주형강재(100)에는 전단연결재(300)가 관통하기 위한 관통공(101)이 복수 개 형성된다.A plurality of through holes (101) through which the shear connector (300) penetrates are formed in the cast steel (100).
본 발명은 상기 주형강재(100)의 관통공(101)을 통하여 일단부가 부재의 내측 방향으로 돌출되는 전단연결재(300)를 포함한다.The present invention includes a
전단연결재(300)는 콘크리트의 전단력을 강재에 전달하고, 콘크리트와 강재의 격리를 방지할 목적으로 사용된다. 부재에 외력이 작용할 때 콘크리트와 철골의 수직 및 수평 방향의 변형을 일체화시키기 위하여 상기 전단연결재(300)는 충분한 강성을 가지고 있어야 한다. The
상기 전단연결재(300)에 대하여는 도 5 내지 도 7을 참조하여 후술하기로 한다.
The
본 발명은 상기 인접하는 주형강재(100)의 외면은 래티스재(200); 로 상호 연결되되, 상기 래티스재(200)의 양 단부에는 상기 주형강재(100)의 관통공(101)과 대응하는 위치에 결합관통공(201)이 형성되어 상기 전단연결재(300)에 의해 주형강재(100)와 결합되는 것을 특징으로 한다.The present invention is characterized in that the outer surface of the adjacent mold steel (100) comprises a lattice material (200); The
래티스재(200)는 인접하는 주형강재(100)의 외면을 상호 결합하여 이들을 단일 부재로 만들기 위한 것으로, 일정한 두께와 폭을 가진 띠 형상의 철골 부재를 래티스재(200)로 이용하여, 인접하는 주형강재(100)를 브레이싱하여 연결한다. The
상기 래티스재(200)는 부재에 요구되는 하중 및 공사 여건에 따라 다른 형태를 적용할 수 있다. The
만약, 콘크리트 합성 전 선조립 부재에 강한 수평력이 요구될 경우에는 도 3에서와 같이 일단과 타단의 높이가 서로 다른 경사재 형태의 래티스재(200)를 이용하며, 큰 수평력이 요구되지 않을 경우에는 도 4에서와 같이 일단과 타단의 높이가 같은 수평재 형태의 래티스재(200)를 이용함이 바람직하다. If strong horizontal force is required to the pre-assembling member before concrete synthesis, as shown in FIG. 3, the
아울러 본 발명에서는 인접하는 주형강재(100) 사이에는 부재면에 일정 간격 이격되도록 적어도 하나 이상의 부형강재(110)가 구비되는 것을 특징으로 한다.In addition, in the present invention, at least one or more shaped
도 2 내지 도 4에서 상기 부형강재(110)는 기둥 부재의 각 면에 ㄱ 형강이 2개씩 서로 대칭되도록 배치되었으나, 기둥 부재 외에 보 부재로 이용할 경우에도 부형강재(110)가 결합할 수 있다. In FIGS. 2 to 4, the embossed
상기 부형강재(110)도 주형강재(100)에 결합하는 래티스재(200)에 결합하며, 이를 위하여 상기 부형강재(110)와 래티스재(200)가 만나는 위치에는 서로 대응되는 위치에 관통공(111)과 결합관통공(201)을 각각 형성하고, 상기 관통공(111)과 결합관통공(201)을 삽입 관통하는 전단연결재(300)의 일단부가 부재 내측 방향으로 돌출되도록 한다.
The embossed
다음으로, 도 5는 본 발명의 강-콘크리트 합성부재용 선조립 철골조에서 이용되는 볼트의 사시도이고, 도 6 및 도 7은 각각 본 발명의 강-콘크리트 합성부재용 선조립 철골조의 실시예에서 볼트에 의하여 결합되는 부형강재(110)와 래티스재(200)의 결합부 및 주형강재(100)와 래티스재(200)의 결합부를 도시하는 단면도이다.FIG. 5 is a perspective view of a bolt used in a pre-assembled steel frame for a steel-concrete composite member according to the present invention, and FIGS. 6 and 7 are front and rear views, respectively, Sectional view showing an engaging portion of the lapped
본 발명에서 인접하는 주형강재(100)를 선조립하여 단일부재로 만들기 위한 전단연결재(300)는 도 5의 사시도에 도시된 바와 같이, 외주면에 나사부가 형성된 몸체부(310)와 상기 몸체부(310)의 일단부에 형성된 머리부(320)로 구성된 볼트인 것을 특징으로 한다.5, the front end joint 300 for preliminarily assembling adjacent
도 6의 (a) 내지 (b)에서와 같이, 볼트의 몸체부(310)에는 제1너트(400)와 제2너트(410) 또는 볼트의 머리부(320)와 제2너트(410)가 각각 래티스재(200)와 부형강재(110)에 밀착되도록 설치되어, 부형강재(110)를 선조립 철골조에 일체화할 수 있다.The
상기 볼트는 기존의 고장력볼트의 머리부(320)는 동일하게 유지한 채 몸체부의 길이를 증가시켜 만들거나, 기존의 스터드 하부에 나사산을 두어 만들 수 있다.The bolts can be made by increasing the length of the body portion while keeping the
도 6의 (a) 내지 (b)에 도시된 실시예는 도 4와 같이 수평재 형태의 래티스재(200)를 이용한 경우에 대한 것으로, 부형강재(110)와 래티스재(200)의 결합부에 대하여 도시하였으나, 경사재 형태의 래티스재(200)나 주형강재(100)와 래티스재(200)의 결합부에도 동일하게 적용 가능하다.The embodiment shown in Figs. 6 (a) to 6 (b) corresponds to the case of using the
본 발명에서 상기 볼트는 머리부(320)가 부재 내측을 향하도록 주형강재(100) 내면에서 이격되어 돌출되고, 제1너트(400)가 주형강재(100)의 외면에 밀착되도록 볼트의 몸체부(310) 타단부에 결합되며, 상기 제1너트(400)의 주형강재(100) 반대측에는 제2너트(410)가 상기 주형강재(100) 내면과 밀착되도록 상기 볼트의 몸체부(310)에 결합되는 것을 특징으로 한다(도 6의 (a) 참조).The bolt is protruded from the inner surface of the
이를 위하여, 상기 볼트의 몸체부(310)에 제2너트(410)를 먼저 끼운 다음, 볼트의 몸체부(310)가 주형강재(100)와 래티스재(200)를 통과하게 한 후, 부재 외측으로 돌출된 볼트의 몸체부(310) 단부에 제1너트(400)를 삽입하고, 조임 공구를 이용하여 제1너트(400)가 주형강재(100) 외면, 다시 말하면 주형강재(100) 외면에 있는 래티스재(200) 외면에 밀착됨으로써 주형강재(100)의 외면에 밀착되도록 체결한다.The
특히, 상기 제2너트(410)를 볼트의 몸체부(310)에 형성된 나사산 중 볼트의 머리부(320)에 가장 가까운 나사산 끝단에 위치시키면, 상기 제2너트(410)의 위치가 볼트의 몸체부에 고정되어 주형강재(100) 또는 부형강재(110)와 래티스재(200)를 차례대로 정착시킨 채 제1너트(400)를 조일 수 있다. Particularly, when the
이때, 부재 내측으로 돌출된 볼트의 머리부(320)와 제2너트(410)는 강재와 콘크리트 사이에 견고한 전단 합성 작용을 수행한다.At this time, the
아울러 본 발명에서 상기 볼트는 머리부(320)가 부재 외측을 향하도록 주형강재(100) 외면에 밀착되도록 위치하고, 상기 머리부(320)의 주형강재(100) 반대측에는 제2너트(410)가 상기 주형강재(100) 내면에 밀착되도록 상기 볼트의 몸체부(310)에 결합되는 것을 특징으로 한다(도 6의 (b) 참조).The bolt is positioned so as to be in close contact with the outer surface of the
이를 위하여, 상기 볼트의 몸체부(310)에는 래티스재(200)와 주형강재(100)를 차례대로 통과시키고, 조임 공구를 이용하여 제2너트(410)가 상기 주형강재(100) 내면에 밀착되도록 볼트의 몸체부(310)에 결합한다. The
도 6의 (b)에 도시된 실시예에서, 부재 내측으로 돌출된 볼트의 몸체부(310) 타단부 외주면에 있는 제1너트(400)를 제2너트(410)에 밀착되도록 결합할 수 있다. 6B, the
상기 부재 내측으로 돌출된 제1너트(400) 또는 제1너트(400)와 제2너트(410)는 강재와 콘크리트 사이에 견고한 전단 합성 작용을 수행한다.The
만약, 구조설계시 추가적으로 전단연결재(300)가 필요하면, 도 2의 <B-B'> 확대단면에서 볼 수 있는 바와 같이, 주형강재(100) 또는 부형강재(110)의 내면에 스터드(500)를 용접하여 합성 효과를 증가시킬 수 있다. If the
한편, 본 발명에 이용된 주형강재(100)는 도 7의 (a) 내지 (c)에 차례대로 도시된 바와 같이, 열간압연 형강, 냉간성형 형강(100'), 빌트업 형강(100")을 이용할 수 있다. The hot-rolled
도 7의 (a) 내지 (c)의 실시예는 도 3에서와 같이 경사재 형태의 래티스재(200)를 이용한 경우에 대한 실시예이나, 수평재 형태의 래티스재(200)를 이용한 경우에도 적용 가능하다. The embodiments of FIGS. 7A to 7C are examples in which the
그리고 도 7의 (a) 내지 (c)의 실시예는 주형강재(100)와 래티스재(200)의 결합부를 도시하고 있으나, 이에 한정되지 않고 부형강재(110)에도 열간압연 형강, 냉간성형 형강, 빌트업 형강을 이용할 수 있다.
7A to 7C illustrate the coupling portion between the
마지막으로, 도 8은 본 발명의 강-콘크리트 합성부재용 선조립 철골조의 실시예에서 주형강재(100) 및 부형강재(110)와 래티스재(200)의 결합 관계를 설명하기 위한 사시도이다.8 is a perspective view for explaining a coupling relationship between the
상기 주형강재(100), 부형강재(110) 및 래티스재(200)는 주형강재(100)와 부형강재(110)에 천공된 관통공(101, 111) 및 상기 관통공(101, 111) 에 대응하는 위치의 래티스재(200)에 천공된 결합관통공(201)을 관통하는 전단연결재(300)에 의하여 상호 일체화된다.
The
본 발명의 강-콘크리트 합성부재용 선조립 철골조가 적용된 부재는 철골조를 선조립할 때, 용접 접합을 사용하지 않고 기계식 볼트 접합만을 통해서만 강재와 콘크리트 사이에 전단합성작용이 가능하도록 하며, 다수의 강재를 선조립 단일부재로 이용할 수 있도록 한다. The members of the prefabricated steel frame for steel-concrete composite members of the present invention can be used for shear-joining between steel and concrete only through mechanical bolt joining without using welding, Pre-assembly Make it available as a single member.
상기 강-콘크리트 합성부재용 선조립 철골조는 공장에서 제작하여 현장으로 옮긴 후, 부재 외면에 일정 간격 피복 두께를 확보하도록 거푸집을 설치하고, 콘크리트를 타설 및 양생하는 순서로 시공하여 부재의 제작을 완료한다.
The prefabricated steel frame for the steel-concrete composite member is manufactured in the factory and transferred to the site. The mold is installed on the outer surface of the member to ensure a constant thickness of the cover, and the concrete is installed and cured in order to complete the member do.
100: 주형강재
101: 관통공
110: 부형강재
111: 관통공
200: 래티스재
201: 결합관통공
300: 전단연결재
310: 몸체부
320: 머리부
400: 제1너트
410: 제2너트
500: 스터드100: Mold steel
101: Through hole
110:
111: Through hole
200: Lattice material
201: coupling through hole
300: Shear connector
310:
320: Head
400: first nut
410: second nut
500: Stud
Claims (6)
상기 부재의 모서리에 부재면과 일정 간격 이격되도록 배치되는 복수의 주형강재(100);
상기 주형강재(100)에 형성되는 복수의 관통공(101);
상기 관통공(101)에 삽입 설치되는 것으로, 외주면에 나사부가 형성된 몸체부(310)와 상기 몸체부(310)의 일단부에 형성된 머리부(320)로 구성되는 볼트이고, 상기 몸체부(310)의 타단부 또는 머리부(320)가 부재의 내측 방향으로 돌출된 전단연결재(300); 및
일정한 두께와 폭을 가진 띠 형상으로 형성되어 상기 인접하는 주형강재(100)의 외면을 상호 연결하는 것으로, 양 단부에 상기 주형강재(100)의 관통공(101)과 대응하는 위치에 결합관통공(201)이 형성되어 상기 전단연결재(300)에 의해 주형강재(100)와 결합되는 래티스재(200); 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 강-콘크리트 합성부재용 선조립 철골조.
It is installed in a steel-concrete composite member used as a column or beam,
A plurality of mold steels (100) arranged at a predetermined distance from the member surface at the edge of the member;
A plurality of through holes 101 formed in the cast steel 100;
The body 310 is inserted into the through hole 101 and has a threaded portion formed on an outer circumferential surface thereof and a head 320 formed at one end of the body 310. The body 310 (300) having the other end or head (320) protruding inwardly of the member; And
(101) of the mold steel material (100) at both ends thereof, the outer peripheral surfaces of the adjacent mold steel materials (100) being formed in a strip shape having a predetermined thickness and width, A lattice material 200 formed with a plate 201 and joined to the cast steel 100 by the shear connection 300; And a prefabricated steel frame for a steel-concrete composite member.
인접하는 주형강재(100) 사이에는 부재면에 일정 간격 이격되도록 적어도 하나 이상의 부형강재(110)가 구비되고,
상기 부형강재(110)와 래티스재(200)가 만나는 위치에는 서로 대응되는 위치에 관통공(111)과 결합관통공(201)이 각각 형성되며, 상기 관통공(111)과 결합관통공(201)에는 전단연결재(300)가 삽입 관통되어 일단부가 부재 내측 방향으로 돌출되는 것을 특징으로 하는 강-콘크리트 합성부재용 선조립 철골조.
The method according to claim 1,
At least one or more shaped steels (110) are provided between adjacent mold steels (100) so as to be spaced apart from each other at regular intervals,
A through hole 111 and a coupling through hole 201 are formed in positions corresponding to each other at positions where the above-mentioned shaped steel 110 and the lattice material 200 meet, and the through hole 111 and the coupling through hole 201 Is inserted through the shear connector (300) so that one end of the shear connector (300) protrudes inward in the member.
상기 볼트는 머리부(320)가 부재 내측을 향하도록 주형강재(100) 내면에서 이격되어 돌출되고, 제1너트(400)가 주형강재(100)의 외면에 밀착되도록 볼트의 몸체부(310) 타단부에 결합되며, 상기 제1너트(400)의 주형강재(100) 반대측에는 제2너트(410)가 상기 주형강재(100) 내면과 밀착되도록 상기 볼트의 몸체부(310)에 결합되는 것을 특징으로 하는 강-콘크리트 합성부재용 선조립 철골조.
The method according to claim 1,
The bolt has a body portion 310 of the bolt so that the first nut 400 protrudes from the inner surface of the mold 100 so that the head 320 faces the inner side of the member and the first nut 400 closely contacts the outer surface of the mold 100. [ And a second nut 410 is coupled to the body portion 310 of the bolt so that the second nut 410 is in close contact with the inner surface of the mold steel 100 at the opposite side of the first stepped portion of the first nut 400 Prefabricated steel frame for steel - concrete composite members.
상기 볼트는 머리부(320)가 부재 외측을 향하도록 주형강재(100) 외면에 밀착되도록 위치하고, 상기 머리부(320)의 주형강재(100) 반대측에는 제2너트(410)가 상기 주형강재(100) 내면에 밀착되도록 상기 볼트의 몸체부(310)에 결합되는 것을 특징으로 하는 강-콘크리트 합성부재용 선조립 철골조.The method according to claim 1,
The bolt is positioned so as to be in close contact with the outer surface of the mold 100 so that the head 320 faces the outer side of the mold 100. A second nut 410 is disposed on the mold 320 opposite to the mold 100, 100) is attached to the body portion (310) of the bolt so as to be in close contact with the inner surface of the body portion (310) of the bolt.
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