KR101693360B1 - 철골구조물의 기둥과 보의 결합구조 - Google Patents

Abstract

본 발명의 실시 예인 철골구조물을 구성하는 기둥과 보의 결합구조에 있어서, 지면의 수직방향에 대해서 서로 대향하도록 구비되는 한쌍의 칼럼(column)부와; 상기 칼럼부(10)과 직교하는 방향으로 개재되어 구비되는 빔(beam)부와; 상기 빔부(20)의 양단에 구비되어 상기 한쌍의 칼럼부(10)와 고정결합하기 위해서, 장방형 형상으로 구비되고, 하나 이상의 결합공(31)이 형성되고 일측면에는 단차가 형성되는 결합턱(32)을 구비한 상부 플랜지부(30)와; 상기 상기 빔부(20)의 양단에 구비되고, 소정의 외경을 가진 원기둥 형상으로 구비되는 결합 샤프트부(40)와; 상기 칼럼부(10)의 일측에 구비되고, 상기 칼럼부(10)에 부착되는 장방형의 칼럼접합부(510)와, 상기 칼럼접합부(510)의 일단에 직교하는 방향으로 접합하여 구비되는 하측결합부(520)와, 상기 칼럼접합부(510)의 타단에 직교하는 방향으로 접합하여 구비되고 상기 결합턱(32)의 형상과 대응되는 형상의 플랜지 접합부(531)가 구비되고, 상기 결합 샤프트부(40)가 관통하여 결합할 수 있는 결합홈(532)이 형성된 상측결합부(530)로 구성되는 연결 브라켓(50);을 포함하여 구성되는 철골구조물의 기둥과 보의 결합구조에 관한 것이다.
그리고, 상기 칼럼부(10)를 소정의 이격거리를 유지한 채, 지면에 대해서 수직하는 방향으로 서로 대향되도록 위치하여 고정시키는 칼럼부(10) 고정단계와; 상기 칼럼부(10)의 일측에 구비된 연결브라켓에 형성된 결합홈(532)에 대해서 수직하는 방향으로 상기 빔부(20) 양단에 구비된 상기 결합샤프트를 위치시켜서 안착시키는 빔부(20) 결합단계와; 상기 상부 플랜지의 결합턱(32)을 상기 플랜지 접합부(531)와 접하도록 위치시키는 상부 플랜지 결합단계와; 상기 상부 플랜지와 상측 결합부를 볼트와 너트로 고정결합시키고, 상기 빔부(20)와 하측 결합부에 형성된 결합공(31)을 볼트와 너트로 고정결합시키는 조립단계;를 포함하여 구성되는 철골구조물의 기둥과 보의 결합구조를 이용한 조립방법에 관한 것이다.

Description

철골구조물의 기둥과 보의 결합구조 { combination structure of steel-frame structure with column and beam }

본 발명은 철골구조물의 기둥과 보의 결합구조와 이를 이용한 조립방법에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 사각형강 및 H 형강에 모두 적용가능하고, 응력 및 모멘트 흡수능력이 우수하고, 용접작업은 제작소에서 기제작한 다음 설치장소에서는 볼트-너트 결합으로 구조물을 고정결합시키는 구조를 제공하는 철골구조물의 기둥과 보의 결합구조에 관한 것이다.

건축물의 기둥과 보를 구성하는 철구조물은 원통형의 강관이나 사각형강 및 H빔과 같은 철골빔을 이용하여 철골구조물을 선 시공함으로써, 건축물이 설계도 상태로 축조될 수 있도록 건축물의 골격을 형성하게 된다.

이때, 철골구조물을 구성하는 일부 철골빔에 하중이 집중되는 것을 방지하기 위하여, 하중이 집중되는 철골빔과 타 철골빔 사이에 경사지게 사방향 버팀보(화타재)를 설치함으로써, 타 철골빔과의 결합에 의해 일 철골빔에 부가되는 하중이 분산되도록 한다.

일반적인 철골구조물의 경우, 띠장에 의해 하중이 증가되는 스트러트의 수평방향 양 측면에 화타재를 설치함으로써, 스트러트에 집중되는 하중을 분산시켰다.

그러나 이러한 경우, 토류벽을 지지하는 띠장을 상하방향으로 좁게 설치할 때, 이를 지지하기 위해 추가로 설치되는 스트러트 및 보받침에 의해 건물을 시공하기 위한 철골구조물 내의 작업공간이 협소해진다.

따라서, 철골구조물을 축조하기 위한 중장비를 철골구조물 내에 구비하기 어렵기 때문에, 건물을 시공하는 기간이나, 시공의 정확도 등이 저하된다. 또한, 스트러트(1)에 한 쌍의 화타재 외에 화타재를 더 구비할 경우, 화타재가 결합한 위치에서 스트러트의 강성이 저하되기 때문에 화타재를 더 장착할 수 없다.

즉, 스트러트 한 쌍의 플랜지 사이에 수직으로 웹이 형성된 H빔을 사용할 경우, 철골구조물의 특성상, 화타재가 스트러트의 웹의 양면에 결합된다. 따라서, 스트러트의 강성이 저하되어 화타재를 한쌍 이상 결합시키기 어려울 뿐만 아니라, 한 쌍의 화타재를 스트러트에 결합하게 된다. 또한, 스트러트가 수평방향으로 요동하는 것을 방지할 수는 있어도, 화타재가 장착되지 않은 상하방향으로 요동하는 것

을 방지할 수 없기 때문에, 철골구조물의 강성이 전반적으로 일정 방향의 힘에 의해서는 취약한 구조가 된다.

따라서, 근래에는 띠장을 견고하게 지탱할 수 있도록 화타재를 구비할 때, 화타재가 장착된 스트러트의 강성이 저하되는 것을 최소화하면서, 철골구조물 내의 작업공간을 확보할 수 있도록 화타재를 다방향으로 장착할 수있는 철골빔 연결부재의 필요성이 대두되고 있다.

이에, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 지면의 수직방향에 대해서 서로 대향하도록 구비되는 한쌍의 칼럼(column)부와; 상기 칼럼부(10)과 직교하는 방향으로 개재되어 구비되는 빔(beam)부와; 상기 빔부(20)의 양단에 구비되어 상기 한쌍의 칼럼부(10)와 고정결합하기 위해서, 장방형 형상으로 구비되고, 하나 이상의 결합공(31)이 형성되고 일측면에는 단차가 형성되는 결합턱(32)을 구비한 상부 플랜지부(30)와; 상기 상기 빔부(20)의 양단에 구비되고, 소정의 외경을 가진 원기둥 형상으로 구비되는 결합 샤프트부(40)와; 상기 칼럼부(10)의 일측에 구비되고, 상기 칼럼부(10)에 부착되는 장방형의 칼럼접합부(510)와, 상기 칼럼접합부(510)의 일단에 직교하는 방향으로 접합하여 구비되는 하측결합부(520)와, 상기 칼럼접합부(510)의 타단에 직교하는 방향으로 접합하여 구비되고 상기 결합턱(32)의 형상과 대응되는 형상의 플랜지 접합부(531)가 구비되고, 상기 결합 샤프트부(40)가 관통하여 결합할 수 있는 결합홈(532)이 형성된 상측결합부(530)로 구성되는 연결 브라켓(50);을 포함하여 구성되는 철골구조물의 기둥과 보의 결합구조를 제공하는 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 철골구조물을 구성하는 기둥과 보의 결합구조에 있어서, 지면의 수직방향에 대해서 서로 대향하도록 구비되는 한쌍의 칼럼(column)부와; 상기 칼럼부(10)과 직교하는 방향으로 개재되어 구비되는 빔(beam)부와; 상기 빔부(20)의 양단에 구비되어 상기 한쌍의 칼럼부(10)와 고정결합하기 위해서, 장방형 형상으로 구비되고, 하나 이상의 결합공(31)이 형성되고 일측면에는 단차가 형성되는 결합턱(32)을 구비한 상부 플랜지부(30)와; 상기 상기 빔부(20)의 양단에 구비되고, 소정의 외경을 가진 원기둥 형상으로 구비되는 결합 샤프트부(40)와; 상기 칼럼부(10)의 일측에 구비되고, 상기 칼럼부(10)에 부착되는 장방형의 칼럼접합부(510)와, 상기 칼럼접합부(510)의 일단에 직교하는 방향으로 접합하여 구비되는 하측결합부(520)와, 상기 칼럼접합부(510)의 타단에 직교하는 방향으로 접합하여 구비되고 상기 결합턱(32)의 형상과 대응되는 형상의 플랜지 접합부(531)가 구비되고, 상기 결합 샤프트부(40)가 관통하여 결합할 수 있는 결합홈(532)이 형성된 상측결합부(530)로 구성되는 연결 브라켓(50);을 포함하여 구성되는 철골구조물의 기둥과 보의 결합구조를 제공한다.

그리고, 결합 샤프트부(40)의 일측에는, 상기 결합샤프트가 상기 빔부(20)의 일측에 고정결합가능하게 하는 장방형의 결합구조체가 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 결합 샤프트부(40)는, 상기 상측결합부(530)에 형성된 결합홈(532)을 관통하여 상기 하측결합부(520)의 일측에 맞닿도록 구비되고, 상기 상부 플랜지부(30)에 형성된 결합턱(32)이 상기 플랜지 접합부(531)와 대응하여 결합하는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 칼럼부(10)와 빔부(20)를, 상기 결합 샤프트부(40)와, 상부플랜지부를 이용해서 결합하고 난 다음, 결합공(31)을 볼트와 너트로 체결하여 고정시키는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 칼럼부(10)를 소정의 이격거리를 유지한 채, 지면에 대해서 수직하는 방향으로 서로 대향되도록 위치하여 고정시키는 칼럼부(10) 고정단계와; 상기 칼럼부(10)의 일측에 구비된 연결브라켓에 형성된 결합홈(532)에 대해서 수직하는 방향으로 상기 빔부(20) 양단에 구비된 상기 결합샤프트를 위치시켜서 안착시키는 빔부(20) 결합단계와; 상기 상부 플랜지의 결합턱(32)을 상기 플랜지 접합부(531)와 접하도록 위치시키는 상부 플랜지 결합단계와; 상기 상부 플랜지와 상측 결합부를 볼트와 너트로 고정결합시키고, 상기 빔부(20)와 하측 결합부에 형성된 결합공(31)을 볼트와 너트로 고정결합시키는 조립단계;를 포함하여 구성되는 철골구조물의 기둥과 보의 결합구조를 이용한 조립방법을 제공한다.

본 발명에 따른 철골구조물의 기둥과 보의 결합구조와 이를 이용한 조립방법에 의할 때, 철골구조물의 구성 및 결합방법을 단순하게 함으로써, 시공성향상을 도모하여 시공에 따른 직,간접경비 등을 절감할 수 있는 효과가 기대된다.

또한, 사각형강(square beam)과 H형강(H-beam)에 모두 적용할 수 있는 구성인 바, 제품 및 작업에 호환성을 도모할 수 있다. 그리고 용접작업을 최소화하고, 볼트,너트체결에 의한 시공공법을 적용할 수 있어서 시공시간 및 작업대기시간을 획기적으로 감축할 수 있다는 효과 또한 기대된다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 철골구조물의 기둥과 보의 결합구조의 구성을 도시한 결합단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 철골구조물의 기둥과 보의 결합구조의 결합상태를 나타낸 일부 결합단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 철골구조물의 기둥과 보의 연결 브라켓(50)의 구성을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 철골구조물의 기둥과 보의 상부 플랜지부(30)의 구성을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 철골구조물의 기둥과 보의 결합구조을 이용하는 결합하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 철골구조물의 기둥과 보의 결합구조을 이용하는 결합하는 순서를 시계열적으로 나타낸 도면이다.

후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이러한 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다.

본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 본 명세서에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 본 발명의 정신과 범위를 벗어나지 않으면서 일 실시예로부터 다른 실시예로 변경되어 구현될 수 있다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 행하여지는 것이 아니며, 본 발명의 범위는 특허청구범위의 청구항들이 청구하는 범위 및 그와 균등한 모든 범위를 포괄하는 것으로 받아들여져야 한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 철골구조물의 기둥과 보의 결합구조의 구성을 도시한 결합단면도이다. 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 철골구조물의 기둥과 보의 결합구조의 결합상태를 나타낸 일부 결합단면도이다. 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 철골구조물의 기둥과 보의 연결 브라켓(50)의 구성을 나타낸 도면이다. 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 철골구조물의 기둥과 보의 상부 플랜지부(30)의 구성을 나타낸 도면이다.

도면을 참조하면, 철골구조물을 구성하는 기둥과 보의 결합구조에 있어서, 지면의 수직방향에 대해서 서로 대향하도록 구비되는 한쌍의 칼럼(column)부와; 상기 칼럼부(10)과 직교하는 방향으로 개재되어 구비되는 빔(beam)부와; 상기 빔부(20)의 양단에 구비되어 상기 한쌍의 칼럼부(10)와 고정결합하기 위해서, 장방형 형상으로 구비되고, 하나 이상의 결합공(31)이 형성되고 일측면에는 단차가 형성되는 결합턱(32)을 구비한 상부 플랜지부(30)와; 상기 상기 빔부(20)의 양단에 구비되고, 소정의 외경을 가진 원기둥 형상으로 구비되는 결합 샤프트부(40)와; 상기 칼럼부(10)의 일측에 구비되고, 상기 칼럼부(10)에 부착되는 장방형의 칼럼접합부(510)와, 상기 칼럼접합부(510)의 일단에 직교하는 방향으로 접합하여 구비되는 하측결합부(520)와, 상기 칼럼접합부(510)의 타단에 직교하는 방향으로 접합하여 구비되고 상기 결합턱(32)의 형상과 대응되는 형상의 플랜지 접합부(531)가 구비되고, 상기 결합 샤프트부(40)가 관통하여 결합할 수 있는 결합홈(532)이 형성된 상측결합부(530)로 구성되는 연결 브라켓(50);을 포함하여 구성된다.

한편, 결합 샤프트부(40)의 일측에는, 상기 결합샤프트가 상기 빔부(20)의 일측에 고정결합가능하게 하는 장방형의 결합구조체가 구비된다.

그리고, 상기 결합 샤프트부(40)는, 상기 상측결합부(530)에 형성된 결합홈(532)을 관통하여 상기 하측결합부(520)의 일측에 맞닿도록 구비되고, 상기 상부 플랜지부(30)에 형성된 결합턱(32)이 상기 플랜지 접합부(531)와 대응하여 결합하는 구성을 가진다.

또한, 상기 칼럼부(10)와 빔부(20)를, 상기 결합 샤프트부(40)와, 상부플랜지부를 이용해서 결합하고 난 다음, 결합공(31)을 볼트와 너트로 체결하여 고정시킨다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 철골구조물의 기둥과 보의 결합구조을 이용하는 결합하는 방법을 나타낸 도면이다. 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 철골구조물의 기둥과 보의 결합구조을 이용하는 결합하는 순서를 시계열적으로 나타낸 도면이다.

도면을 참조하면, 상기 칼럼부(10)를 소정의 이격거리를 유지한 채, 지면에 대해서 수직하는 방향으로 서로 대향되도록 위치하여 고정시키는 칼럼부(10) 고정단계와; 상기 칼럼부(10)의 일측에 구비된 연결브라켓에 형성된 결합홈(532)에 대해서 수직하는 방향으로 상기 빔부(20) 양단에 구비된 상기 결합샤프트를 위치시켜서 안착시키는 빔부(20) 결합단계와; 상기 상부 플랜지의 결합턱(32)을 상기 플랜지 접합부(531)와 접하도록 위치시키는 상부 플랜지 결합단계와; 상기 상부 플랜지와 상측 결합부를 볼트와 너트로 고정결합시키고, 상기 빔부(20)와 하측 결합부에 형성된 결합공(31)을 볼트와 너트로 고정결합시키는 조립단계;로 구성되는 조립단계를 시계열적 순서대로 조립된다.

10. 칼럼부 20. 빔부
30. 상부 플랜지부 40. 결합 샤프트부
50. 연결 브라켓 31. 결합공
32. 결합턱 510. 칼럼접합부
520. 하측결합부 530. 상측결합부
531. 플랜지 접합부 532. 결합홈(532)

Claims (5)

1. 철골구조물을 구성하는 기둥과 보의 결합구조에 있어서,
   지면의 수직방향에 대해서 서로 대향하도록 구비되는 한쌍의 칼럼(column)부와;
   상기 칼럼부(10)과 직교하는 방향으로 개재되어 구비되는 빔(beam)부와;
   상기 빔부(20)의 양단에 구비되어 상기 한쌍의 칼럼부(10)와 고정결합하기 위해서,
   장방형 형상으로 구비되고, 하나 이상의 결합공(31)이 형성되고 일측면에는 단차가 형성되는 결합턱(32)을 구비한 상부 플랜지부(30)와;
   상기 상기 빔부(20)의 양단에 구비되고, 소정의 외경을 가진 원기둥 형상으로 구비되는 결합 샤프트부(40)와;
   상기 칼럼부(10)의 일측에 구비되고, 상기 칼럼부(10)에 부착되는 장방형의 칼럼접합부(510)와, 상기 칼럼접합부(510)의 일단에 직교하는 방향으로 접합하여 구비되는 하측결합부(520)와, 상기 칼럼접합부(510)의 타단에 직교하는 방향으로 접합하여 구비되고 상기 결합턱(32)의 형상과 대응되는 형상의 플랜지 접합부(531)가 구비되고, 상기 결합 샤프트부(40)가 관통하여 결합할 수 있는 결합홈(532)이 형성된 상측결합부(530)로 구성되는 연결 브라켓(50);을 포함하여 구성되고,
   결합 샤프트부(40)의 일측에는, 상기 결합샤프트부가 상기 빔부(20)의 일측에 고정결합가능하게 하는 장방형의 결합구조체가 구비되며,
   상기 결합 샤프트부(40)는, 상기 상측결합부(530)에 형성된 결합홈(532)을 관통하여 상기 하측결합부(520)의 일측에 맞닿도록 구비되고, 상기 상부 플랜지부(30)에 형성된 결합턱(32)이 상기 플랜지 접합부(531)와 대응하여 결합하는 것을 특징으로 하고,
   상기 칼럼부(10)와 빔부(20)를, 상기 결합 샤프트부(40)와, 상부플랜지부를 이용해서 결합하고 난 다음, 결합공(31)을 볼트와 너트로 체결하여 고정시키는 것을 특징으로 하는 철골구조물의 기둥과 보의 결합구조.
   
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