KR101662661B1 - 내측 보강이 용이한 선조립 기둥 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 선조립 기둥의 코너 위치에 서로 이격되어 수직으로 배치되는 복수의 앵글; 상기 선조립 기둥과 합성보 브라켓이 결합하는 위치에만 부분적으로 상기 앵글들과 양단이 결합하는 복수의 제1 외피 플레이트; 상기 제1 외피 플레이트의 일측에서 상기 앵글들과 결합하는 복수의 제2 외피 플레이트를 포함하는 내측 보강이 용이한 선조립 기둥 및 그 제조방법에 관한 것이다. 이러한 본 발명에 따르면, 제1 외피 플레이트만 미리 선조립 되기 때문에 제2 외피 플레이트가 아직 결합되지 않은 앵글 사이로 작업 공간이 생겨 앵글들의 단부에 모두 용접이 가능하고, 용접 강도를 더 높일 수 있으며, 제1 외피 플레이트와 스티프너 부재를 구비하여 합성보의 하중을 연속시킬 수 있고, 내다이어프램의 제작이 간편하다.

Description

내측 보강이 용이한 선조립 기둥 및 그 제조방법 {Easily reinforceable pre-fabricated column and Manufacturing method thereof}

본 발명은 선조립 기둥 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 내측에 콘크리트가 충전되는 선조립 기둥 및 그 제조방법에 관한 것이다.

CFT (Concrete Filled steel Tube)는 원형 또는 사각 단면의 강관에 콘크리트를 충전한 기둥을 말한다. CFT 구조는 강관이 콘크리트를 구속함으로써 강성, 내력, 변형 등의 구조적인 측면과, 내화 및 시공적인 측면에서 유리하여 사용되고 있다.

외피 강판으로 사각 강관을 채용한 CFT 기둥에서는 사각 강관의 각 변 중앙으로 갈수록 콘크리트가 외측으로 터져 나가려는 측압이 증가한다. CFT 기둥은 이음이 없는 외피 강판이 표면을 둘러싸기 때문에, 내다이아프램을 삽입하거나 다른 보강재를 추가하는 등의 내부 보강 작업은 거의 불가능하다.

도 1 및 도 2는 종래의 CFT 기둥을 도시한 횡단면도이다. 이에, 도 1에서와 같이 큰 강판을 이용하여 외다이아프램(1)을 설치하거나, 외피에 두꺼운 강판을 추가 용접하는 방법으로 기둥과의 접합부를 보강한다. 하지만 이러한 방법은 다량의 강판이 소요되고, CFT 기둥 외부를 철근콘크리트로 감싸 보강하는 작업에도 장애 요인이 된다.

최근에는 도 2와 같은 각형 CFT 기둥이 사용되고 있다. 도 2의 CFT 기둥은 네 조각의 ㄱ형 강판(2)으로 기둥 외피를 구성하고, ㄱ형 강판(2) 단부에 내측 돌기(2a)를 형성하되, 내측 돌기(2a)가 콘크리트 속으로 삽입된 갈고리처럼 작용하여 외피 강판이 밖으로 터져나가지 않도록 잡아준다. 이러한 도 2의 CFT 기둥 역시 기둥과 보가 접합하는 부위에는 외피 강판 보강을 위해 외다이아프램을 부착하거나 기둥 주변에 별도의 두꺼운 강판을 추가하여야 하는 문제점이 있다.

한국등록특허 제0660524호 (2006. 12. 15), "내부 보강판을 이용한 콘크리트 충전강관 기둥과 보접합부의 보강구조" 한국등록특허 제1298476호 (2013. 08. 14), "강콘크리트 기둥"

본 발명의 목적은 내다이어프램의 설치로 내측 보강이 용이한 선조립 기둥 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.

위와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 내측 보강이 용이한 선조립 기둥은 선조립 기둥의 코너 위치에 서로 이격되어 수직으로 배치되는 복수의 앵글; 상기 선조립 기둥과 합성보 브라켓이 결합하는 위치에만 부분적으로 상기 앵글들과 양단이 결합하는 복수의 제1 외피 플레이트; 상기 제1 외피 플레이트의 일측에서 상기 앵글들과 결합하는 복수의 제2 외피 플레이트를 포함한다.

여기서, 상기 앵글은, 90°로 절곡된 부분이 원호 형상을 한 라운드 앵글일 수 있다.

또한, 상기 라운드 앵글은, 양 단부에 원호 형상의 90°로 절곡된 라운드 리브를 구비하는 리브 라운드 앵글일 수 있다.

아울러, 상기 앵글들 및 상기 제1 외피 플레이트의 내측에서, 평면상 인접한 앵글들의 대각선 방향으로 다이어프램 역할을 하도록 결합하는 스티프너 부재를 각 모서리마다 더 포함할 수 있다.

나아가, 상기 선조립 기둥의 단면이 작을 경우, 상기 스티프너 부재는, 양단이 상기 앵글의 내측에 용접되어 결합할 수 있다.

또한, 상기 선조립 기둥의 단면이 클 경우, 상기 스티프너 부재는, 양단이 상기 제1 외피 플레이트의 내측에 용접되어 결합할 수 있다.

또한, 상기 제1 외피 플레이트 및 상기 제2 외피 플레이트는, 단부가 상기 앵글의 외면에 결합할 수 있다.

게다가, 상기 제2 외피 플레이트는, 상기 제1 외피 플레이트와 밀착하게 결합할 수 있다.

더욱이, 상기 제2 외피 플레이트는, 상기 제1 외피 플레이트와 30 내지 200㎜ 이격되어 결합할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 내측 보강이 용이한 선조립 기둥 제조방법은 선조립 기둥의 코너 위치에 서로 이격되어 수직으로 배치되는 복수의 앵글을 준비하는 단계; 선조립 기둥과 합성보 브라켓이 결합하는 위치에만 부분적으로 복수의 제1 외피 플레이트 양단을 상기 앵글들과 용접 결합하는 단계; 및 상기 제1 외피 플레이트의 일측에서 제2 외피 플레이트를 상기 앵글들과 용접 결합하는 단계를 포함한다.

여기서, 상기 제1 외피 플레이트 양단을 상기 앵글들과 용접 결합하는 단계 이후에, 상기 앵글들 및 상기 제1 외피 플레이트의 내측에서, 평면상 인접한 앵글들의 대각선 방향으로 다이어프램 역할을 하도록 스티프너 부재를 각 모서리마다 용접 결합하는 단계를 더 포함할 수 있다.

나아가, 상기 선조립 기둥의 단면이 작을 경우, 상기 스티프너 부재는, 양단이 상기 앵글의 내측에 용접 결합할 수 있다.

나아가, 상기 선조립 기둥의 단면이 클 경우, 상기 스티프너 부재는, 양단이 상기 제1 외피 플레이트의 내측에 용접되어 결합할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 본 발명의 실시예에 따른 내측 보강이 용이한 선조립 기둥 및 그 제조방법에 의하면,

첫째, 제1 외피 플레이트만 미리 선조립 되기 때문에 제2 외피 플레이트가 아직 결합되지 않은 앵글 사이로 작업 공간이 생겨 앵글들의 단부에 모두 용접이 가능하고, 용접 강도를 더 높일 수 있다.

둘째, 앵글들 및 제1 외피 플레이트의 내측에서, 평면상 인접한 앵글들의 대각선 방향으로 다이어프램 역할을 하도록 결합하는 스티프너 부재를 각 모서리마다 결합할 수 있어 내다이어프램의 설치에 의한 내측 보강이 용이하다.

셋째, 제1 외피 플레이트만 먼저 선조립 되기 때문에 앵글 사이로 작업 공간이 생겨 스티프너 부재 양단이 앵글 또는 제1 외피 플레이트의 내측에 용접 결합할 수 있다.

넷째, 제1 외피 플레이트와 스티프너 부재를 구비하여 합성보의 하중을 연속시킬 수 있으며, 내다이어프램의 제작이 간편하다.

다섯째, 선조립 기둥 제작시 제1 외피 플레이트를 이용하여 앵글들을 미리 고정시킬 수 있어 제작이 간편하고, 철물이 절약된다.

여섯째, 제1 외피 플레이트와 제2 외피 플레이트 사이를 이격시켜 결합할 경우, 콘크리트 타설 홀 또는 합성보의 상부 철근 관통부로 사용할 수 있다.

일곱째, 양 단부에 절곡된 라운드 리브를 구비한 리브 라운드 앵글이 배치되어 시공성, 자립도 및 단면적을 확보할 수 있다.

도 1 및 도 2는 종래의 CFT 기둥을 도시한 횡단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 내측 보강이 용이한 선조립 기둥의 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시된 선조립 기둥의 횡단면도이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 선조립 기둥의 횡단면도이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 선조립 기둥의 횡단면도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 내측 보강이 용이한 선조립 기둥 제조방법의 흐름도이다.
도 10 내지 도 12는 본 발명의 실시예에 따른 내측 보강이 용이한 선조립 기둥 제조방법을 나타낸 측면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이 때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 내측 보강이 용이한 선조립 기둥의 사시도, 도 4는 도 3에 도시된 선조립 기둥의 횡단면도, 도 5 및 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 선조립 기둥의 횡단면도, 도 7 및 도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 선조립 기둥의 횡단면도, 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 내측 보강이 용이한 선조립 기둥 제조방법의 흐름도, 도 10 내지 도 12는 본 발명의 실시예에 따른 내측 보강이 용이한 선조립 기둥 제조방법을 나타낸 측면도이다.

도 3 내지 도 6을 참조하면, 내측 보강이 용이한 선조립 기둥(C)은 복수의 앵글(100), 복수의 제1 외피 플레이트(200) 및 복수의 제2 외피 플레이트(300)를 포함한다.

복수의 앵글(100)은 선조립 기둥(C)의 코너 위치에 서로 이격되어 수직으로 배치된다. 앵글(100)은 일반적인 ㄱ형강이 사용될 수도 있고, 90°로 절곡된 부분이 원호 형상을 한 라운드 앵글일 수 있다. 도면에서는 앵글들(100)을 모두 라운드 앵글로 예시하였다.

복수의 제1 외피 플레이트(200)는 선조립 기둥(C)과 합성보 브라켓(B)이 결합하는 위치에만 부분적으로 앵글들(100)과 양단이 결합한다.

복수의 제2 외피 플레이트(300)는 제1 외피 플레이트(200)의 일측에서 앵글들(100)과 결합한다. 제1 외피 플레이트(200) 및 제2 외피 플레이트(300)는 강판 등 동일한 재질로 사용될 수도 있고, 필요에 의해 다른 재질로 사용될 수도 있다.

도시된 것처럼 제1 외피 플레이트(200) 및 제2 외피 플레이트(300)는 단부가 앵글(100)의 외면에 결합한다. 따라서, 용접(W) 부위는 도 4에 도시된 것처럼 제1 외피 플레이트(200)의 단부와 앵글(100)의 단부에 모두 용접이 필요한데, 이때 제1 외피 플레이트(200)만 미리 선조립 되기 때문에 제2 외피 플레이트(300)가 아직 결합되지 않은 앵글(100) 사이로 작업 공간이 생겨 앵글들(100)의 단부에 모두 용접이 가능하다. 참고로, 제2 외피 플레이트(300)일 경우에는 용접(W) 부위가 제2 외피 플레이트(300) 단부를 제외한 앵글(100)의 단부에만 존재하게 된다.

또한, 도 5에 도시된 것처럼, 앵글들(100) 및 제1 외피 플레이트(200)의 내측에서, 평면상 인접한 앵글들(100)의 대각선 방향으로 다이어프램 역할을 하도록 결합하는 스티프너 부재(400)를 각 모서리마다 더 포함할 수 있다.

선조립 기둥(C)의 단면이 작을 경우인 도 5에 도시된 것처럼, 스티프너 부재(400)는 양단이 앵글(100)의 내측에 용접(W1)되어 결합할 수 있다. 이 또한, 이때 제1 외피 플레이트(200)만 먼저 선조립 되기 때문에 앵글(100) 사이로 작업 공간이 생겨 스티프너 부재들(400)의 단부에 모두 용접(W1)이 가능하다.

선조립 기둥(C)의 단면이 클 경우인 도 6에 도시된 것처럼, 스티프너 부재(400)는 양단이 제1 외피 플레이트(200)의 내측에 용접(W2)되어 결합할 수 있다. 마찬가지로, 제1 외피 플레이트(200)만 미리 선조립 되기 때문에 제2 외피 플레이트(300)가 아직 결합되지 않은 앵글(100) 사이로 작업 공간이 생겨 스티프너들(400)의 단부에 모두 용접(W2)이 가능하다.

앞서 설명한 것처럼 복수의 제2 외피 플레이트(300)는 제1 외피 플레이트(200)의 일측에서 앵글들(100)과 결합한다. 이때, 제2 외피 플레이트(300)는 도 11에 도시된 것처럼 제1 외피 플레이트(200)와 밀착하게 결합할 수 있다.

또는, 도 12에 도시된 것처럼 제2 외피 플레이트(300)는 제1 외피 플레이트(200)와 이격되어 결합할 수 있다. 제1 외피 플레이트(200)와 제2 외피 플레이트(300)의 이격거리(D)는 약 30 내지 200㎜ 정도가 유용하다. 제1 외피 플레이트(200)와 제2 외피 플레이트(300)가 이격되면, 이격거리가 큰 경우 콘크리트 타설 홀로, 이격거리가 작을 경우 합성보의 상부 철근 관통부로 사용할 수 있다.

다음으로, 앞서 설명한 선조립 기둥과 달리 도 7 및 도 8의 선조립 기둥에는 라운드 앵글(100)이 양 단부에 원호 형상의 90°로 절곡된 라운드 리브(111)를 구비하는 리브 라운드 앵글(110)로 대체되어 있다.

이때, 도 7에 도시된 것처럼 용접(W) 부위는 제1 외피 플레이트(200)의 단부와 리브 라운드 앵글(110)의 단부에 모두 용접이 필요한데, 이때 제1 외피 플레이트(200)만 미리 선조립 되기 때문에 제2 외피 플레이트(300)가 아직 결합되지 않은 앵글(100) 사이로 작업 공간이 생겨 리브 라운드 앵글들(110)의 단부에 모두 용접이 가능하다.

또한, 도 8에 도시된 것처럼, 리브 라운드 앵글들(110) 및 제1 외피 플레이트(200)의 내측에서, 평면상 인접한 리브 라운드 앵글들(110)의 대각선 방향으로 다이어프램 역할을 하도록 결합하는 스티프너 부재(400)를 각 모서리마다 더 포함할 수 있다.

선조립 기둥(C)의 단면이 작을 경우인 도 8 의 (a)에 도시된 것처럼, 스티프너 부재(400)는 양단이 리브 라운드 앵글(110)의 내측에 용접(W3)되어 결합할 수 있다. 이 또한, 이때 제1 외피 플레이트(200)만 먼저 선조립 되기 때문에 리브 라운드 앵글(110) 사이로 작업 공간이 생겨 스티프너 부재들(400)의 단부에 모두 용접(W3)이 가능하다.

선조립 기둥(C)의 단면이 클 경우인 도 8의 (b)에 도시된 것처럼, 스티프너 부재(400)는 양단이 제1 외피 플레이트(200)의 내측에 용접(W3)되어 결합할 수 있다. 마찬가지로, 제1 외피 플레이트(200)만 미리 선조립 되기 때문에 제2 외피 플레이트(300)가 아직 결합되지 않은 리브 라운드 앵글(110) 사이로 작업 공간이 생겨 스티프너들(400)의 단부에 모두 용접(W4)이 가능하다.

다음으로, 도 9에 도시된 것처럼 본 발명의 실시예에 따른 내측 보강이 용이한 선조립 기둥 제조방법은 단계 S110 내지 단계 S140을 포함한다.

단계 S110은 선조립 기둥(C)의 코너 위치에 서로 이격되어 수직으로 배치되는 복수의 앵글(100)을 준비하는 단계이다.

단계 S120은 도 10에 도시된 것처럼 선조립 기둥(C)과 합성보 브라켓(B)이 결합하는 위치에만 부분적으로 복수의 제1 외피 플레이트(200) 양단을 앵글들(100)과 용접 결합하는 단계이다. 제1 외피 플레이트(200)를 이용하여 앵글들(100)을 미리 고정시킬 수 있어 선조립이 간편하고, 철물이 절약되는 효과가 있다.

단계 S130은 앵글들(100) 및 제1 외피 플레이트(200)의 내측에서 평면상 인접한 앵글들(100)의 대각선 방향으로 다이어프램 역할을 하도록 스티프너 부재(400)를 각 모서리마다 용접 결합하는 단계이다. 필요에 따라 단계 S130은 생략이 가능하다.

이때, 도 5에서 설명한 것처럼 선조립 기둥(C)의 단면이 작을 경우, 스티프너 부재(400)는 양단이 앵글(100)의 내측에 용접(W1) 결합한다.

또한 도 6에서 설명한 것처럼, 선조립 기둥(C)의 단면이 클 경우, 스티프너 부재(400)는 양단이 제1 외피 플레이트(200)의 내측에 용접(W2)되어 결합한다.

끝으로, 단계 S140는 도 11에 도시된 것처럼 제1 외피 플레이트(200)의 일측에서 제2 외피 플레이트(300)를 앵글들(100)과 용접 결합하는 단계이다.

제2 외피 플레이트(300)는 도 11에 도시된 것처럼 제1 외피 플레이트(200)와 밀착하게 결합할 수도 있고, 도 12에 도시된 것처럼 제1 외피 플레이트(200)와 이격되어 결합할 수도 있다.

이렇게, 본 발명에 따르면 제1 외피 플레이트(200)와 스티프너 부재(400)를 구비하여 합성보의 하중을 연속시킬 수 있으며, 내다이어프램의 제작이 간편하다.

한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

100...앵글
200...제1 외피 플레이트
300...제2 외피 플레이트
400...스티프너 부재

Claims (13)

1. 선조립 기둥의 코너 위치에 서로 이격되어 수직으로 배치되는 복수의 앵글;
   상기 선조립 기둥과 합성보 브라켓이 결합하는 위치에만 부분적으로 상기 앵글들과 양단이 결합하는 복수의 제1 외피 플레이트;
   상기 제1 외피 플레이트의 일측에서 상기 앵글들과 결합하는 복수의 제2 외피 플레이트; 및
   상기 앵글들 및 상기 제1 외피 플레이트의 내측에서 평면상 인접한 앵글들의 대각선 방향으로 다이어프램 역할을 하도록 결합하며, 각각의 모서리에 구비되는 스티프너 부재를 포함하고,
   상기 앵글은,
   90°로 절곡된 부분이 원호 형상을 한 라운드 앵글인이고,
   상기 라운드 앵글은,
   양 단부에 원호 형상의 90°로 절곡된 라운드 리브를 구비하고,
   상기 제1 외피 플레이트 및 상기 제2 외피 플레이트는,
   단부가 상기 앵글의 외면에 결합되고,
   상기 제2 외피 플레이트는,
   상기 제1 외피 플레이트와 밀착하게 결합하고,
   상기 선조립 기둥의 단면이 클 경우,
   상기 스티프너 부재는,
   양단이 상기 제1 외피 플레이트의 내측에 용접되어 결합하는 것을 특징으로 하는 내측 보강이 용이한 선조립 기둥.
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