KR101665792B1 - 수평부재와 기둥부재의 연결구조 - Google Patents

수평부재와 기둥부재의 연결구조 Download PDF

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Abstract

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 일 측면으로서, 본 발명은 콘크리트가 타설되어 형성되는 수평부재; 상기 수평부재에 연결되고, 내부에 콘크리트가 충전되는 기둥부재; 상기 기둥부재의 단부에 설치되고, 상기 수평부재에 매립되는 단부플레이트; 상기 기둥부재 및, 상기 수평부재에 연결되고, 상기 단부플레이트의 내부를 관통하여 설치되는 연결철근부; 및, 상기 수평부재의 매립강재 및, 상기 연결철근부 중 적어도 어느 하나에 연결되고, 상기 수평부재에 매립되어 상기 기둥부재와 상기 수평부재의 접합부분을 보강하는 경사보강부재;를 포함하고, 상기 경사보강부재는, 상기 연결철근부가 관통하는 수평링플레이트; 상기 수평링플레이트에서 경사방향으로 연장 형성되고, 상기 수평부재의 콘크리트가 연통되는 콘크리트홀이 형성되는 경사링플레이트; 및, 상기 경사링플레이트에서 하부방향으로 연장 형성되는 수직링플레이트;를 구비하는 것을 특징으로 하는 수평부재와 기둥부재의 연결구조를 제공한다.

Description

수평부재와 기둥부재의 연결구조{JOINT STRUCTURE BETWEEN COLUMN AND HORIZONTAL MEMBER}
본 발명은 수평부재와 기둥부재의 연결구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 수평부재와 기둥부재의 연결부분의 하중전달을 용이하게 하여 지지력을 향상시킨 수평부재와 기둥부재의 연결구조에 관한 것이다.
CFT(Concrete Filled steel Tube)는 원형 또는 사각형상의 강관에 콘크리트를 충전한 충전강관기둥을 말하며, CFT를 골조의 주요 구성부재 중 강관기둥에 채용하여 고축력에 저항하도록 한 구조를 CFT 구조라 한다.
CFT 구조는 강관이 콘크리트를 구속함으로써 강성, 내력, 변형 등의 구조적인 면뿐만 아니라 내화 및 시공 등 다방면에서 우수한 성능을 발휘하고 있다.
CFT 구조에서는 강관기둥은 주로 각형 또는 원형 강관을 사용하고 있다. 그런데, 이와 같은 강관이 외력을 받게 되면 면외 변형을 일으키기 쉬우므로 강접합으로 설계하는 경우에 있어서는 강관기둥과 보의 연결부분이 충분한 강성 및 내력을 갖도록 하기 위하여 적절한 보강을 하는 것이 필수적이라고 할 수 있다.
종래의 경우에는, 기둥부재의 외부에 복수 개의 전단스터드를 용접하여 설치하는 방법이 사용되었으나, 이 경우, 충전강관기둥 등의 기둥부재가 철근콘크리트구조 등의 수평부재와의 연결부분을 형성함에 있어서, 수평부재의 철근이 지나감에 있어서, 충전강관기둥과, 수평부재의 간섭이 발생하는 문제가 있다.
또한, 종래의 방식의 경우는, 기둥부재의 외부에 복수 개의 전단스터드를 용접하여 설치해야 하는 점에서 외관이 복잡하여 제작상의 어려움이 발생하고, 용접량의 증가로 시공비용이 증가하며, 기둥부재와 수평부재의 연결부분의 시공이 용이하지 않은 단점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 기둥부재와 수평부재의 연결구조에서 발생되는 요구 또는 문제들 중 적어도 어느 하나를 인식하여 이루어진 것이다.
본 발명은 일 측면으로서, 기둥부재와 수평부재의 연결부분에 가해지는 수직방향 또는 수평방향의 하중을 안정적으로 전달할 수 있는 기둥부재와 수평부재의 연결구조를 제공하고자 한다.
본 발명은 일 측면으로서, 기둥부재와 수평부재에 연결하여 양자를 일체화하여, 기둥부재와 수평부재의 결합력을 증대시켜 기둥부재와 수평부재의 연결부분의 구조적 강성을 충분히 확보할 수 있는 기둥부재와 수평부재의 연결구조를 제공하고자 한다.
본 발명은 일 측면으로서, 연결부분의 구조적 강성을 확보하면서, 기둥부재와 수평부재의 연결부분의 시공성을 향상시킨 기둥부재와 수평부재의 연결구조를 제공하고자 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 일 측면으로서, 본 발명은 콘크리트가 타설되어 형성되는 수평부재; 상기 수평부재에 연결되고, 내부에 콘크리트가 충전되는 기둥부재; 상기 기둥부재의 단부에 설치되고, 상기 수평부재에 매립되는 단부플레이트; 상기 기둥부재 및, 상기 수평부재에 연결되고, 상기 단부플레이트의 내부를 관통하여 설치되는 연결철근부; 및, 상기 수평부재의 매립강재 및, 상기 연결철근부 중 적어도 어느 하나에 연결되고, 상기 수평부재에 매립되어 상기 기둥부재와 상기 수평부재의 접합부분을 보강하는 경사보강부재;를 포함하고, 상기 경사보강부재는, 상기 연결철근부가 관통하는 수평링플레이트; 상기 수평링플레이트에서 경사방향으로 연장 형성되고, 상기 수평부재의 콘크리트가 연통되는 콘크리트홀이 형성되는 경사링플레이트; 및, 상기 경사링플레이트에서 하부방향으로 연장 형성되는 수직링플레이트;를 구비하는 것을 특징으로 하는 수평부재와 기둥부재의 연결구조를 제공한다.
바람직하게, 단부플레이트는, 상기 기둥부재 단부의 내부와 외부에 걸쳐서 형성되고, 상기 기둥부재의 내부공간과 연통될 수 있다.
바람직하게, 단부플레이트는, 상기 기둥부재의 내부공간과 연통되는 연통공을 구비하는 링플레이트로 구비되고, 상기 연결철근부는 상기 연통공을 관통하여 설치될 수 있다.
바람직하게, 연결철근부는, 상기 연통공의 내주면과 접합되거나, 상기 연결철근부와 상기 단부플레이트의 사이에 제공되는 플레이트봉에 의해 접합되어 상기 단부플레이트에 고정될 수 있다.
바람직하게, 연결철근부는, 상기 기둥부재 및, 상기 수평부재의 사이에 연계되어 설치되는 수직철근; 상기 수직철근을 결속하여 지지하는 결속철근; 및, 상기 수직철근 중 적어도 어느 일부에 구비되고, 상기 수직철근의 단부에서 상기 기둥부재의 내주면 방향으로 절곡되는 기둥접합철근;을 포함할 수 있다.
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바람직하게, 기둥부재는 상기 수평부재의 상부와 하부에 각각 구비될 수 있다.
바람직하게, 수평부재는 구조물의 최상부에 설치되고, 상기 수평부재의 하부에는 상기 기둥부재가 구비될 수 있다.
바람직하게, 수평부재의 하부에는 상기 기둥부재가 구비되고, 상기 수평부재의 상부에는 철근콘크리트 기둥(RC 기둥) 또는 철골철근콘크리트 기둥(SRC 기둥)이 구비되며, 상기 연결철근부는, 상기 철근콘크리트 기둥(RC 기둥) 또는 철골철근콘크리트 기둥(SRC 기둥)의 매립강재에 연결되어 설치될 수 있다.
이상에서와 같은 본 발명의 일 실시예에 따르면, 기둥부재의 단부에 설치되고, 상기 수평부재에 매립되는 단부플레이트의 구성을 포함함으로써, 기둥부재와 수평부재의 연결부분에 가해지는 수직방향 또는 수평방향의 하중을 안정적으로 전달할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 기둥부재 및, 상기 수평부재에 연결되고, 상기 단부플레이트의 내부를 관통하여 설치되는 연결철근부의 구성을 포함함으로써, 기둥부재와 수평부재에 연결하여 양자를 일체화하여, 기둥부재와 수평부재를 일체화하여 기둥부재와 수평부재의 연결부분의 구조적 강성을 충분히 확보할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 종래의 전단스터드를 기둥부재에 부착하는 방식에 비해, 단부플레이트를 기둥부재에 간이한 방식으로 설치하여 시공성을 향상시킬 수 있고, 기둥부재와 수평부재의 사이에 작용하는 지압력을 전달하여 기둥부재와 수평부재의 연결부분에 가해지는 수직방향 또는 수평방향의 하중을 안정적으로 지지할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 연결철근부와 단부플레이트의 구성을 동시에 포함함으로써, 기둥부재와 수평부재의 연결부분의 구조적 강성을 안정적으로 확보할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기둥부재와 수평부재의 연결구조를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 기둥부재와 수평부재의 연결구조를 도시한 사시도이다.
도 3은 도 1의 A-A' 방향의 단면도이다.
도 4는 도 2의 B-B' 방향 및, C-C' 방향의 단면도이다.
도 5는 도 2의 평면도와, 경사보강부재를 도시한 도면이다.
도 6a 및 도 6b는 수평부재의 상부와 하부에 각각 기둥부재가 접합된 상태를 도시한 단면도이다.
도 7a 및 도 7b는 수평부재의 하부에는 기둥부재가 구비되고, 수평부재의 상부에는 철근콘크리트 기둥(RC 기둥)이 접합된 상태를 도시한 도면이다.
도 8a 및 도 8b는 수평부재의 하부에는 기둥부재가 접합되고, 수평부재의 상부에는 철골철근콘크리트 기둥(SRC 기둥)이 접합된 상태를 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
그리고, 본 발명에서 사용되는 "수평"이라는 용어는 수평방향으로 설치되는 것에 한정되는 것은 아니고, 수평방향과 수평방향에서 약간의 경사를 포함하는 개념이고, "수직"이라는 용어 역시 반드시 수직방향으로 설치되는 것에 한정되는 것은 아니고, 수직방향과, 수직방향에서 약간의 경사를 포함하는 개념이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 수평부재와 기둥부재의 연결구조에 관하여 구체적으로 설명하기로 한다.
도 1 내지 도 8b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 수평부재(100)와 기둥부재(200)의 연결구조는 수평부재(100), 기둥부재(200), 단부플레이트(300) 및, 연결철근부(400)를 포함하고, 추가적으로 경사보강부재(500)를 포함할 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 수평부재(100)와 기둥부재(200)의 연결구조는 콘크리트(C)가 타설되어 형성되는 수평부재(100)와, 상기 수평부재(100)에 접합되고, 내부에 콘크리트(C)가 충전되는 기둥부재(200)와, 상기 기둥부재(200)의 단부에 설치되고, 상기 수평부재(100)에 매립되어 상기 수평부재(100)와 상기 기둥부재(200) 상호 간에 작용하는 지압력을 전달하는 단부플레이트(300) 및, 상기 기둥부재(200) 및, 상기 수평부재(100)에 연결되고, 상기 단부플레이트(300)의 내부를 관통하여 설치되는 연결철근부(400)를 포함할 수 있다.
수평부재(100)는 콘크리트(C)가 타설되어 형성되는 횡방향의 부재이다. 수평부재(100)의 내부에는 매립강재(110)가 설치될 수 있고, 도 2에 도시된 바와 같이, 수평부재(100)의 길이방향으로 매립철근이 형성될 수 있다.
수평부재(100)는 콘크리트(C)가 타설되어 형성되는 철근콘크리트 부재로 구비될 수 있다. 수평부재(100)는 주로 기둥부재(200) 등의 기둥부재(200)와 접합되는 보부재로 구성될 수 있다.
다만, 기둥부재(200)와 접합되는 수평부재(100)는 보부재에 한정되는 것은 아니며, 보부재 이외에도 콘크리트(C)가 타설되어 형성되고 기둥부재(200)와 접합되는 콘크리트(C) 기초구조물 등의 다양한 구조물을 포함할 수 있다.
기둥부재(200)는 수평부재(100)에 접합되고, 기둥부재(200)의 단부는 상기 수평부재(100)의 내부에 매립될 수 있으며, 내부에는 콘크리트(C)가 충전될 수 있다.
기둥부재(200)는 외부는 강관으로 이루어지고, 강관의 내부에는 콘크리트(C)가 충전되는 충전강관기둥으로 구비될 수 있다. 이때, 충전강관기둥의 단부에는 단부플레이트(300)가 접합될 수 있다.
기둥부재(200)는 단면의 형상에 따라 사각 또는 원형의 단면을 가지는 기둥으로 구성될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 단부플레이트(300)는 기둥부재(200)의 단부에 설치되고, 기둥부재(200)에 설치된 상태에서 기둥부재(200)의 단부와 함께 수평부재(100)에 매립되는 부재이다.
단부플레이트(300)는 상기 수평부재(100)와 상기 기둥부재(200) 상호 간에 작용하는 지압력을 전달하는 역할을 할 수 있다.
또한, 단부플레이트(300)는 기둥부재(200)의 단부가 수평부재(100)에 매립되어 설치된 후 기둥부재(200)와 수평부재(100)의 연결부분에 가해지는 인장하중에 의해 기둥부재(200)가 수평부재(100)로부터 인발되는 것을 방지하는 역할을 할 수 있다.
도 4의 (b)에 도시된 바와 같이, 수평부재(100)의 매립강재(110)의 일부는 단부플레이트(300)의 직경의 내부에 대응되는 위치에 배치될 수 있다.
단부플레이트(300)의 직경의 내부에 대응되는 위치에 배치되는 매립강재(110)에 의해 기둥부재(200)와 수평부재(100)의 연결부분에 가해지는 인장하중에 의해 기둥부재(200)가 수평부재(100)로부터 인발되는 것을 방지할 수 있다.
연결철근부(400)는 기둥부재(200)와 수평부재(100)에 연결하여 양자를 일체화하여, 기둥부재(200)와 수평부재(100)의 결합력을 증대시키는 부재이다. 연결철근부(400)는 기둥부재(200)와 수평부재(100)의 연결부분에 가해지는 수직방향 또는 수평방향의 하중을 안정적으로 지지하는 역할을 한다.
종래의 전단스터드를 기둥부재(200)에 부착하는 방식에 비해, 단부플레이트(300)를 기둥부재(200)에 간이한 방식으로 설치하여 시공성을 향상시킬 수 있고, 기둥부재(200)와 수평부재(100)의 사이에 작용하는 지압력을 전달하여 기둥부재(200)와 수평부재(100)의 연결부분에 가해지는 수직방향 또는 수평방향의 하중을 안정적으로 지지할 수 있는 효과가 있다.
연결철근부(400)는 수평부재(100)를 기둥부재(200)와 연계시켜 양자를 일체화하는 부재이다.
도 1 내지 도 8b에는 연결철근부(400)에 의해 수평부재(100)와 연계되어 설치되는 기둥부재(200)가 도시되어 있고, 이러한 기둥부재(200)에는 충전강관기둥, 철근콘크리트 기둥(600) 및, 철골철근콘크리트 기둥(700) 등이 있다.
도 1 내지 도 6b에는 연결철근부(400)가 수평부재(100) 및, 상기 기둥부재(200)와 연계되어 설치되는 구성이 개시되어 있고, 도 7a 내지 도 8b에는 연결철근부(400)가 수평부재(100) 및, 철근콘크리트 기둥(600) 또는 철골철근콘크리트 기둥(700)에 연계되어 설치되는 구성이 개시된다.
다만, 기둥부재(200)의 종류가 이에 한정되는 것은 아니고 연결철근부(400)는 다양한 기둥부재(200)에 적용될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 단부플레이트(300)는, 상기 기둥부재(200)의 내부공간과 연통되는 연통공을 구비하는 링플레이트로 구비되고, 상기 연결철근부(400)는 상기 연통공을 관통하여 설치될 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 단부플레이트(300)는 상기 기둥부재(200) 단부의 내부와 외부에 걸쳐서 형성되고, 상기 기둥부재(200)의 내부공간과 연통될 수 있다.
이와 같이, 단부플레이트(300)를 기둥부재(200)의 내부와 외부에 걸쳐서 형성함으로써, 단부플레이트(300)가 상부에서 가해지는 하중을 기둥부재(200)와 수평부재(100)로 안정적으로 전달할 수 있다.
또한, 단부플레이트(300)는 기둥부재(200)의 단부에서 내부방향으로 연장되어 형성됨으로써, 연결철근부(400)가 빠지는 것이 방지될 수 있다.
즉, 연통공이 형성된 단부플레이트(300) 내부의 직경은 연결철근부(400)의 최대직경인 기둥접합철근(450)의 설치직경보다 보다 작다.
따라서, 연결철근부(400)가 단부플레이트(300)를 통과하여 이탈되려 할 때, 단부플레이트(300)와 기둥접합철근(450)의 간섭이 발생기 때문에 연결철근부(400)가 단부플레이트(300)를 통과하여 이탈되는 것이 방지될 수 있다.
단부플레이트(300)는 링플레이트에 구비되는 연통공을 통해 상기 기둥부재(200)의 내부공간과 연결될 수 있다.
단부플레이트(300)는 상기 기둥부재(200)의 직경보다 큰 직경을 가지고, 단부플레이트(300)의 내부에 형성된 연통공은 기둥부재(200)의 직경보다 작은 직경을 가질 수 있다.
도 3 내지 도 8b에 도시된 바와 같이, 연결철근부(400)는 단부플레이트(300)의 연통공의 내주면과 접합되면서 단부플레이트(300)에 고정될 수 있다. 이때, 연통공의 내주며과 연결철근부(400)는 용접 방식에 의해 접합될 수 있다.
또한, 도시되지는 않았으나, 연결철근부(400)와 상기 단부플레이트(300)의 사이에 제공되는 플레이트봉에 의해 접합되어 단부플레이트(300)에 고정될 수 있다. 플레이트봉이 사용되는 경우는 단부플레이트(300)의 연통공과 연결철근부(400)가 소정의 간격으로 이격하여 배치되는 경우로서, 플레이트봉은 연결철근부(400)와 단부플레이트(300)의 사이에 제공되고, 연결철근부(400)와 단부플레이트(300)에 각각 용접 접합되어 연결철근부(400)를 단부플레이트(300)에 고정할 수 있다.
도 3 내지 도 8b에 도시된 바와 같이, 연결철근부(400)는 수직철근(410), 결속철근(430), 기둥접합철근(450)을 포함하고, 추가적으로 정착철근(470)을 포함할 수 있다.
연결철근부(400)는 상기 기둥부재(200) 및, 상기 수평부재(100)의 사이에 연계되어 설치되는 수직철근(410)과, 상기 수직철근(410)을 결속하여 지지하는 결속철근(430) 및, 상기 수직철근(410) 중 적어도 어느 일부에 구비되고, 상기 수직철근(410)의 단부에서 상기 기둥부재(200)의 내주면 방향으로 절곡되는 기둥접합철근(450)을 포함할 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 수직철근(410)은 기둥부재(200)와 수평부재(100)의 사이에 연계되어 설치되는 철근이고, 기둥부재(200)와 수평부재(100)의 연결부분에 둘레방향으로 복수 개의 수직철근(410)이 배치될 수 있다.
결속철근(430)은 수직철근(410)이 안정적으로 하중을 지지하도록 수직철근(410)의 수직철근(410)의 위치를 고정하기 위한 철근이다.
도 3의 (a)에 도시된 바와 같이, 결속철근(430)은 수직철근(410)의 높이방향으로 이격되어 복수 개가 배치될 수 있다. 결속철근(430)은 수직철근(410)에 설치되고, 복수의 수직철근(410)을 감싸는 형태로 배치되는 스트럽(띠철근)으로 구성될 수 있다.
도 3의 (b)에 도시된 바와 같이, 결속철근(430)은 복수의 수직철근(410)을 감싸는 형태로 배치되는 나선철근으로 구비될 수 있다.
기둥접합철근(450)은 기둥부재(200)에 연결철근부(400)를 접합하기 위한 접합부분을 제공하고, 기둥부재(200)의 내주면과 연결철근부(400)의 간격을 확보하는 역할을 한다.
기둥접합철근(450)은 수직철근(410)의 단부에서 상기 기둥부재(200)의 내주면 방향으로 절곡되고 상기 기둥부재(200)의 내주면과 접합될 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 수직철근(410)의 단부에서 기둥부재(200)의 내주면 방향으로 만곡된 후크형상으로 구비될 수 있고, 도시되지는 않았으나, 수직철근(410)의 단부에서 2회 절곡되는 'ㄷ' 자형의 부재로 구비될 수 있다.
기둥접합철근(450)은 복수 개의 수직철근(410)의 단부에 모두 설치될 수 있으나, 일부의 기둥접합철근(450)만으로도 기둥부재(200)와의 충분한 접합력이 확보되는 경우에는 기둥접합철근(450)은 복수 개의 수직철근(410)의 일부만 설치될 수 있다.
도 3 및, 도 4에 도시된 바와 같이, 연결철근부(400)는 수평부재(100)와 정착구간을 형성하는 정착철근(470)을 추가적으로 포함할 수 있다.
정착철근(470)은 연결철근부(400)와 콘크리트(C)의 일체 거동을 위한 정착길이의 확보를 위한 설치될 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 정착철근(470)은 수직철근(410)의 단부에서 후크형의 만곡된 형상으로 구비될 수 있다.
도시되지는 않았으나, 정착철근(470)은 수직철근(410)의 단부에서 절곡되어 수평부재(100)의 길이방향으로 연장되는 형태로 구비될 수 있다.
도 2 및, 도 4에 도시된 바와 같이, 수평부재(100)의 매립강재(110) 및, 상기 연결철근부(400) 중 적어도 어느 하나에 연결되고, 상기 수평부재(100)에 매립되어 상기 기둥부재(200)와 상기 수평부재(100)의 접합부분을 보강하는 경사보강부재(500)를 더 포함할 수 있다.
경사보강부재(500)는 상기 기둥부재(200)와 상기 수평부재(100)의 연결부분을 보강하는 부재로서, 기둥부재(200)와 상기 수평부재(100)의 연결부분에서 발생될 수 있는 콘크리트(C)의 전단펀칭에 저항하는 부재이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 경사보강부재(500)는 단부플레이트(300) 보다 큰 직경을 가지는바, 단부플레이트(300)보다 콘크리트(C)의 전단펀칭에 대한 내력을 향상시키는 효과가 크다.
경사보강부재(500)는 수평부재(100)의 매립강재(110) 및, 상기 연결철근부(400) 중 적어도 어느 하나에 연결되고, 상기 수평부재(100)에 매립될 수 있다.
여기서, 수평부재(100)의 매립강재(110)는 수평부재(100)의 내부에 매립되어 타설된 콘크리트(C)와 강합성되는 다양한 종류의 강재를 의미하고, 이러한 매립강재(110)에는 수평부재(100)의 길이방향으로 매립되는 매립철근이나, 수평부재(100)의 구조부재를 형성하는 H 형강 등의 다양한 강재를 포함할 수 있다.
도 2 및, 도 4에 도시된 바와 같이, 경사보강부재(500)는 수평부재(100)에 매립되는 철근 중에서 길이방향으로 배치되는 수평방향의 매립철근과 연결될 수 있고, 경사보강부재(500)는 연결철근부(400)의 수직철근(410) 또는 결속철근(430)에 연결되어 설치될 수 있다.
물론, 경사보강부재(500)는 수평부재(100)의 길이방향으로 배치되는 매립철근 및, 연결철근부(400)과 모두 연결하는 것이 보다 바람직할 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 경사보강부재(500)의 중공부분에서는 하측의 단부플레이트(300)가 배치될 수 있고, 경사보강부재(500)와 단부플레이트(300)가 수평부재(100)의 타설된 콘크리트(C)와 함께 일체화되면서, 기둥부재(200)와 수평부재(100)의 접합부분을 보강할 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 경사보강부재(500)는 수평부재(100)의 매립강재(110) 중 하나인 수평부재(100)의 길이방향으로 설치되는 매립철근에 거치될 수 있고, 경사보강부재(500)와 매립철근의 접합부분이 용접에 의해 접합되어 일체화될 수 있다.
도 2, 도 4 및, 도 5에 도시된 바와 같이, 경사보강부재(500)는 수평링플레이트(510), 경사링플레이트(530), 수직링플레이트(550)를 포함할 수 있다.
경사보강부재(500)는, 상기 연결철근부(400)가 관통하는 수평링플레이트(510)와, 상기 수평링플레이트(510)에서 경사방향으로 연장 형성되고, 상기 수평부재(100)의 콘크리트(C)가 연통되는 콘크리트(C)홀(531)이 형성되는 경사링플레이트(530) 및, 상기 경사링플레이트(530)에서 하부방향으로 연장 형성되는 수직링플레이트(550)를 구비할 수 있다.
수평링플레이트(510)에는 단부플레이트(300)와 마찬가지로 연결철근부(400)가 관통하는 연통공이 형성될 수 있고, 연통공의 내주면에는 연결철근부(400)의 수직철근(410)이 접합될 수 있다.
여기서 수평링플레이트(510)는 반드시 수평방향으로 설치되는 것에 한정되는 것은 아니고, 수평방향과, 수평방향에서 약간의 경사를 포함하는 가로방향의 부재를 포함하는 개념이고, 수직링플레이트(550) 역시 반드시 수직방향으로 설치되는 것에 한정되는 것은 아니고, 수직방향과 수직방향에서 약간의 경사를 포함하는 세로방향의 부재를 포함하는 개념이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 경사링플레이트(530)는 수평부재(100)의 콘크리트(C)가 연통되는 콘크리트(C)홀(531)이 형성되고, 상부에서 하부로 갈수록 단면적이 증가하는 절두원추형의 중공부재로 형성될 수 있다.
경사링플레이트(530)의 상부에는 수평링플레이트(510)가 접합되고, 경사링플레이트(530)이 하부에는 수직링플레이트(550)가 접합될 수 있다.
수직링플레이트(550)는 경사링플레이트(530)에서 하부방향으로 연장 형성되는 부재이다.
이하에서는 도 1 내지 도 8b을 참조하여, 수평부재(100)가 다양한 종류의 기둥부재(200)와 접합되는 수평부재(100)와 기둥부재(200)의 연결구조를 설명하고자 한다.
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 수평부재(100)는 건축물 등의 구조물의 최상부에 설치될 수 있고, 수평부재(100)의 하부에는 상기 기둥부재(200)가 구비될 수 있다.
도 6a 내지 도 8b에 도시된 바와 같이, 수평부재(100)에 접합되는 기둥부재(200)는 내부에 콘크리트(C)가 충전되는 기둥부재(200), 철근콘크리트 기둥(600) 또는 철골철근콘크리트 기둥(700) 등 다양한 형태의 기둥이 접합될 수 있다.
도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 수평부재(100)의 상부와 하부에 각각 상기 기둥부재(200)가 구비될 수 있다.
기둥부재(200)는 외부는 강관으로 이루어지고, 강관의 내부에는 콘크리트(C)가 충전되는 충전강관기둥으로 구비될 수 있다. 이때, 충전강관기둥의 단부에는 단부플레이트(300)가 접합될 수 있다.
도 6a에 도시된 바와 같이, 수평부재(100)의 상부에 배치되는 충전강관기둥의 하측 단부에 설치되는 단부플레이트(300)는 수평부재(100)에 매립될 수 있고, 수평부재(100)의 하부에 배치되는 충전강관기둥의 상측 단부에 설치되는 단부플레이트(300)는 수평부재(100)에 매립될 수 있다.
도 6b에 도시된 바와 같이, 수평부재(100)에 매립되어 상기 기둥부재(200)와 상기 수평부재(100)의 접합부분을 보강하는 경사보강부재(500)를 포함할 수 있다.
이때, 경사보강부재(500)의 중공부분에서는 하측의 단부플레이트(300)가 배치될 수 있고, 경사보강부재(500)와 단부플레이트(300)가 수평부재(100)의 타설된 콘크리트(C)와 함께 일체화되면서, 기둥부재(200)와 수평부재(100)의 접합부분을 보강할 수 있다.
도 7a 내지 도 8b에 도시된 바와 같이, 수평부재(100)의 하부에는 상기 기둥부재(200)가 구비되고, 상기 수평부재(100)의 상부에는 철근콘크리트 기둥(600) 또는 철골철근콘크리트 기둥(700)이 구비될 수 있다.
이때, 연결철근부(400)는 상기 철근콘크리트 기둥(600) 또는 철골철근콘크리트 기둥(700)의 매립강재에 연결되어 설치될 수 있다.
철근콘크리트 기둥(600) 즉, RC 기둥(reinforced concrete column)은 매립강재를 배치하고 콘크리트(C)를 타설하여 형성한 기둥이고, 철골철근콘크리트 기둥(700) 즉, SRC 기둥(steel framed reinforced concrete column)은 H 형강 등의 철골부재(770)의 주위에 매립강재을 배치하고 콘크리트(C)를 타설하여 형성한 기둥이다.
도 7a에 도시된 바와 같이, 수평부재(100)의 하부에는 상기 기둥부재(200)가 구비되고, 상기 수평부재(100)의 상부에는 철근콘크리트 기둥(600) 또는 철골철근콘크리트 기둥(700)이 구비될 수 있고, 연결철근부(400)는, 상기 철근콘크리트 기둥(600)의 매립강재에 연결되어 설치될 수 있다.
철근콘크리트 기둥(600)의 매립강재는 기둥의 길이방향으로 설치되는 수직철근(610), 수직철근(610)을 결속하여 지지하는 결속철근(630), 상기 수평부재(100)의 내부에 매립되는 정착철근(650)을 포함할 수 있다.
도 7b에 도시된 바와 같이, 수평부재(100)에 매립되어 상기 기둥부재(200)와 상기 수평부재(100)의 접합부분을 보강하는 경사보강부재(500)를 포함할 수 있다.
이때, 경사보강부재(500)의 중공부분에서는 단부플레이트(300)가 배치될 수 있고, 경사보강부재(500)와 단부플레이트(300)가 수평부재(100)의 타설된 콘크리트(C)와 함께 일체화되면서, 기둥부재(200)와 수평부재(100)의 접합부분을 보강할 수 있다.
도 8a 및 도 8b에 도시된 바와 같이, 수평부재(100)의 하부에는 상기 기둥부재(200)가 구비되고, 상기 수평부재(100)의 상부에는 철근콘크리트 기둥(600) 또는 철골철근콘크리트 기둥(700)이 구비될 수 있고, 연결철근부(400)는, 상기 철근콘크리트 기둥(600)의 매립강재에 연결되어 설치될 수 있다.
도 8a에 도시된 바와 같이, 철골철근콘크리트 기둥(700)의 매립강재는 기둥의 길이방향으로 설치되는 수직철근(710), 수직철근(710)을 결속하여 지지하는 결속철근(730), 상기 수평부재(100)의 내부에 매립되는 정착철근(750) 및, 기둥내부에 매립되는 철골부재(770)를 포함할 수 있다.
도 8b에 도시된 방와 같이, 수평부재(100)에 매립되어 상기 기둥부재(200)와 상기 수평부재(100)의 접합부분을 보강하는 경사보강부재(500)를 포함할 수 있다.
이때, 경사보강부재(500)의 중공부분에서는 단부플레이트(300)가 배치될 수 있고, 경사보강부재(500)와 단부플레이트(300)가 수평부재(100)의 타설된 콘크리트(C)와 함께 일체화되면서, 기둥부재(200)와 수평부재(100)의 접합부분을 보강할 수 있다.
도 1 내지 도 4에 도시된 수평부재(100)와 기둥부재(200)의 연결구조의 일 실시예의 시공과정을 간단히 설명하면 다음과 같다.
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 수평부재(100)는 건축물 등의 구조물의 최상부에 설치될 수 있고, 수평부재(100)의 하부에는 상기 기둥부재(200)가 구비될 수 있다.
기둥부재(200)의 상단부에 단부플레이트(300)를 용접하여 설치하고, 단부플레이트(300)의 내부를 관통하여 연결철근부(400)를 배치한다.
배치된 연결철근부(400)를 단부플레이트(300)를 접합시킨다. 이때, 연결철근부(400)를 단부플레이트(300)의 연통공의 내주면과 직접 용접 접합하거나, 연결철근부(400)와 상기 단부플레이트(300)의 사이에 제공되는 플레이트봉을 설치하고 플레이트봉을 단부플레이트(300) 및, 연결철근부(400)에 각각 용접 접합할 수 있다.
연결철근부(400)의 설치가 완료되면, 충전강관기둥의 내부에 콘크리트(C)를 타설한다.
기둥부재(200)의 내부에 콘크리트(C) 타설이 완료되면, 수평부재(100)의 매립강재를 배근하고, 콘크리트(C)를 타설하여 기둥부재(200)와 수평부재(100)의 연결구조를 형성한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 경사보강부가 추가적으로 설치되는 경우에는 수평부재(100)의 매립강재를 배근시 경사보강부와 매립강재를 용접하여 일체화하는 과정이 추가될 수 있다.
먼저, 이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.
10: 수평부재와 기둥부재의 연결구조
100: 수평부재 110: 매립강재
200: 기둥부재 300: 단부플레이트
400: 연결철근부 410: 수직철근
430: 결속철근 450: 기둥접합철근
470: 정착철근 500: 경사보강부재
510: 수평링플레이트 530: 경사링플레이트
531: 콘크리트홀 550: 수직링플레이트
600: 철근콘크리트 기둥 610: 수직철근
630: 결속철근 650: 정착철근
700: 철골철근콘크리트 기둥 710: 수직철근
730: 결속철근 750: 정착철근
770: 철골부재 C: 콘크리트

Claims (10)

  1. 콘크리트가 타설되어 형성되는 수평부재;
    상기 수평부재에 연결되고, 내부에 콘크리트가 충전되는 기둥부재;
    상기 기둥부재의 단부에 설치되고, 상기 수평부재에 매립되는 단부플레이트;
    상기 기둥부재 및, 상기 수평부재에 연결되고, 상기 단부플레이트의 내부를 관통하여 설치되는 연결철근부; 및,
    상기 수평부재의 매립강재 및, 상기 연결철근부 중 적어도 어느 하나에 연결되고, 상기 수평부재에 매립되어 상기 기둥부재와 상기 수평부재의 접합부분을 보강하는 경사보강부재;를 포함하고,
    상기 경사보강부재는,
    상기 연결철근부가 관통하는 수평링플레이트;
    상기 수평링플레이트에서 경사방향으로 연장 형성되고, 상기 수평부재의 콘크리트가 연통되는 콘크리트홀이 형성되는 경사링플레이트; 및,
    상기 경사링플레이트에서 하부방향으로 연장 형성되는 수직링플레이트;를 구비하는 것을 특징으로 하는 수평부재와 기둥부재의 연결구조.
  2. 제1항에 있어서, 상기 단부플레이트는,
    상기 기둥부재 단부의 내부와 외부에 걸쳐서 형성되고, 상기 기둥부재의 내부공간과 연통되는 것을 특징으로 하는 수평부재와 기둥부재의 연결구조.
  3. 제1항에 있어서, 상기 단부플레이트는,
    상기 기둥부재의 내부공간과 연통되는 연통공을 구비하는 링플레이트로 구비되고,
    상기 연결철근부는 상기 연통공을 관통하여 설치되는 것을 특징으로 하는 수평부재와 기둥부재의 연결구조.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 연결철근부는,
    상기 연통공의 내주면과 접합되거나, 상기 연결철근부와 상기 단부플레이트의 사이에 제공되는 플레이트봉에 의해 접합되어 상기 단부플레이트에 고정되는 것을 특징으로 하는 수평부재와 기둥부재의 연결구조.
  5. 제1항에 있어서, 상기 연결철근부는,
    상기 기둥부재 및, 상기 수평부재의 사이에 연계되어 설치되는 수직철근;
    상기 수직철근을 결속하여 지지하는 결속철근; 및,
    상기 수직철근 중 적어도 어느 일부에 구비되고, 상기 수직철근의 단부에서 상기 기둥부재의 내주면 방향으로 절곡되는 기둥접합철근;을 포함하는 것을 특징으로 하는 수평부재와 기둥부재의 연결구조.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기둥부재는 상기 수평부재의 상부와 하부에 각각 구비되는 것을 특징으로 하는 수평부재와 기둥부재의 연결구조.
  9. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수평부재는 구조물의 최상부에 설치되고,
    상기 수평부재의 하부에는 상기 기둥부재가 구비되는 것을 특징으로 하는 수평부재와 기둥부재의 연결구조.
  10. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수평부재의 하부에는 상기 기둥부재가 구비되고,
    상기 수평부재의 상부에는 철근콘크리트 기둥(RC 기둥) 또는 철골철근콘크리트 기둥(SRC 기둥)이 구비되며,
    상기 연결철근부는,
    상기 철근콘크리트 기둥(RC 기둥) 또는 철골철근콘크리트 기둥(SRC 기둥)의 매립강재에 연결되어 설치되는 것을 특징으로 하는 수평부재와 기둥부재의 연결구조.
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