KR101946500B1

KR101946500B1 - 힌지 결합 콘크리트 충전 강관 기둥

Info

Publication number: KR101946500B1
Application number: KR1020170025746A
Authority: KR
Inventors: 이창남
Original assignee: (주)센벡스
Priority date: 2017-02-27
Filing date: 2017-02-27
Publication date: 2019-05-10
Also published as: KR20180098938A

Abstract

본 발명은 철골기둥 외측에 강관을 설치하고 강관 내부에 콘크리트를 타설하여 보강하는 경우 등에 있어, 평면상 복수 개의 유닛 강판을 상호 힌지 결합하여 강관을 구성함으로써 철골보의 간섭 없이 강관의 시공이 가능하고 강관 외측으로 돌출되는 부분이 없어 사용성이 우수한 힌지 결합 콘크리트 충전 강관 기둥에 대한 것이다.
본 발명 힌지 결합 콘크리트 충전 강관 기둥은 속이 빈 강관 내부에 콘크리트가 타설되는 콘크리트 충전 강관 기둥에 관한 것으로, 상기 강관의 내부에는 철골기둥 및 철골보로 구성되는 기존 구조물의 상기 철골기둥이 구비되며, 상기 강관은 4개의 유닛 강판으로 구성되고, 각 유닛 강판의 단부에는 힌지 부재가 형성되어 축 부재에 의해 상호 결합되되, 상기 각 유닛 강판의 상단은 기존 구조물의 슬래브 하부까지 연장되고, 상기 슬래브에는 힌지 부재에 대응되는 위치에 축 부재를 삽입하기 위한 관통공이 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

힌지 결합 콘크리트 충전 강관 기둥{Hinged connected CFT column}

본 발명은 철골기둥 외측에 강관을 설치하고 강관 내부에 콘크리트를 타설하여 보강하는 경우 등에 있어, 평면상 복수 개의 유닛 강판을 상호 힌지 결합하여 강관을 구성함으로써 철골보의 간섭 없이 강관의 시공이 가능하고 강관 외측으로 돌출되는 부분이 없어 사용성이 우수한 힌지 결합 콘크리트 충전 강관 기둥에 대한 것이다.

구조물의 주요구조체로서 형강, 강판 등의 강재를 이용하여 이들을 접합 및 조립하여 구성되는 철골 구조는 철근콘크리트 구조에 비하여 고강도로 구조물의 경량화, 고층화 및 장경간화 등이 가능하다. 또한, 부재의 선조립 등으로 시공이 용이하고 공기 단축이 가능하여 다양한 용도의 구조물 시공에 많이 이용되고 있다.

그러나 구조물의 용도 변경, 적재 하중 변경 등으로 도 1에 도시된 바와 같이 철골기둥(11)과 철골보(12)로 구성되는 기존 구조물(1)의 보강이 필요한 경우가 있다.

이를 위하여 종래 콘크리트 충전 강관(CFT)을 이용하여 철골기둥(11) 외부에 일정 간격 이격되도록 강판을 설치하여 강관을 형성하고, 강관 내부에 콘크리트를 타설하여 강콘크리트 합성 부재를 구성하는 방법이 이용되었다.

그러나 이 방법은 철골기둥(11)의 측면에 철골보(12)가 +자형으로 돌출 결합되기 때문에, 철골보(12)의 간섭에 의하여 강관 중간에서 강판이음이 불가능하다.

이에 따라 대안으로 강판의 이음부를 기둥 모서리에 형성시키고 볼트 등의 체결수단을 이용하여 이웃하는 강판을 상호 이음하는 방법을 고려할 수 있다.

그러나 상기 방법은 체결수단이 콘크리트 충전 강관 기둥 외측으로 노출되어 사용성 및 미관을 저하시키는 문제가 있다.

KR

10-1277752

B1

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 이미 설치된 기존 철골구조물의 철골기둥 외측에 강판을 설치하여 강관을 형성하고 강관 내부에 콘크리트를 타설하여 보강하는 경우 등에 있어, 철골보의 간섭 없이 강관을 시공할 수 있는 힌지 결합 콘크리트 충전 강관 기둥을 제공하고자 한다.

본 발명은 이웃하는 강판 결합시 외부로 돌출되는 부분이 없어 사용성 저하의 문제가 없고, 외부 마감이나 미관에 영향을 미치지 않는 힌지 결합 콘크리트 충전 강관 기둥을 제공하고자 한다.

본 발명은 이웃하는 강판 결합시 용접 공정이 불필요하여 현장 용접 생략에 따른 안전성 확보가 가능한 힌지 결합 콘크리트 충전 강관 기둥을 제공하고자 한다.

바람직한 실시예에 따른 본 발명은 속이 빈 강관 내부에 콘크리트가 타설되는 콘크리트 충전 강관 기둥에 관한 것으로, 상기 강관의 내부에는 철골기둥 및 철골보로 구성되는 기존 구조물의 상기 철골기둥이 구비되며, 상기 강관은 4개의 유닛 강판으로 구성되고, 각 유닛 강판의 단부에는 힌지 부재가 형성되어 축 부재에 의해 상호 결합되되, 상기 각 유닛 강판의 상단은 기존 구조물의 슬래브 하부까지 연장되고, 상기 슬래브에는 힌지 부재에 대응되는 위치에 축 부재를 삽입하기 위한 관통공이 형성되는 것을 특징으로 하는 힌지 결합 콘크리트 충전 강관 기둥을 제공한다.

삭제

다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 힌지 부재는 복수 개가 유닛 강판의 높이 방향으로 상호 이격되게 형성되어 이웃하는 유닛 강판의 힌지 부재와 교호적으로 결합되고, 상기 힌지 부재에는 축 부재가 삽입되어 상호 결합되는 것을 특징으로 하는 힌지 결합 콘크리트 충전 강관 기둥을 제공한다.

다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 축 부재는 일측이 개방된 C 형상으로 이웃하는 유닛 강판의 힌지 부재가 상기 축 부재 내에 수용되도록 결합되는 것을 특징으로 하는 힌지 결합 콘크리트 충전 강관 기둥을 제공한다.

삭제

본 발명에 따르면 평면상 복수 개의 유닛 강판을 상호 힌지 결합하여 구성되는 강관을 철골기둥 외측에 설치하고 강관 내부에 콘크리트를 타설하여 기존 구조물의 보강 등이 가능하므로, 철골보 등 수평부재의 간섭 없이 강관을 시공할 수 있다.

본 발명에 따르면 이웃하는 유닛 강판의 외측으로 돌출되는 부분이 없으므로 사용성이 우수하고, 외관에 영향을 미치지 않는다.

본 발명에 따르면 이웃하는 유닛 강판을 상호 힌지 결합하므로 용접 공정이 불필요하여 현장 용접 생략에 따른 안전성 확보가 가능하며, 일반 구조강을 사용할 수 있어 경제적이다.

도 1은 기존 철골구조물의 일례를 도시하는 사시도.
도 2는 본 발명 힌지 결합 콘크리트 충전 강관 기둥의 실시예를 도시하는 평단면도.
도 3은 본 발명 힌지 결합 콘크리트 충전 강관 기둥의 다른 실시예를 도시하는 평단면도.
도 4는 유닛 강판의 실시예를 도시하는 사시도.
도 5는 일실시예에 의한 축 부재와 유닛 강판의 결합 관계를 도시하는 사시도.
도 6은 다른 실시예에 의한 축 부재와 유닛 강판의 결합 관계를 도시하는 사시도.
도 7은 도 6에 도시된 힌지 결합 콘크리트 충전 강관 기둥의 평단면도.
도 8은 기존 구조물에 설치된 본 발명 힌지 결합 콘크리트 충전 강관 기둥의 사시도.
도 9는 슬래브 하부까지 연장 설치되는 본 발명 힌지 결합 콘크리트 충전 강관 기둥의 사시도.
도 10은 도 9에 도시된 본 발명 힌지 결합 콘크리트 충전 강관 기둥의 평단면도.
도 11은 도 9에 도시된 본 발명 힌지 결합 콘크리트 충전 강관 기둥의 종단면도.
도 12는 유닛 강판의 다른 실시예를 도시하는 사시도.

이하, 첨부한 도면 및 바람직한 실시예에 따라 본 발명을 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명 힌지 결합 콘크리트 충전 강관 기둥의 실시예를 도시하는 평단면도이고, 도 3은 본 발명 힌지 결합 콘크리트 충전 강관 기둥의 다른 실시예를 도시하는 평단면도이다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명 힌지 결합 콘크리트 충전 강관 기둥은 속이 빈 강관(21) 내부에 콘크리트(22)가 타설되는 콘크리트 충전 강관 기둥(2)에 관한 것으로, 상기 강관(21)은 평면상 복수 개의 유닛 강판(21a, 21b)으로 분리되되, 이웃하는 유닛 강판(21a, 21b)은 서로 힌지 결합되는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 강관(21) 내부에 콘크리트(22)가 타설되는 콘크리트 충전 강관 기둥(2)에 대한 것이다.

상기 강관(21)은 평면상 복수 개의 유닛 강판(21a, 21b)으로 분리 구성된다.

상기 강관(21)은 원형, 사각형, 다각형 등 다양한 단면 형상으로 구성할 수 있으며, 도 2 및 도 3에는 각각 사각형 단면 형상과 원형 단면 형상의 강관(21)이 도시된다.

상기 강관(21)은 2개 이상의 유닛 강판(21a, 21b)으로 구성할 수 있다. 도 2 및 도 3에는 각각 2개, 4개의 유닛 강판(21a, 21b)으로 구성되는 강관(21)이 도시된다.

분할된 유닛 강판(21a, 21b)은 강관(21) 기둥의 단면 형상에 따라 평판, 절곡판, 원호형 등으로 다양하게 구성할 수 있다.

기둥이 사각형 단면 형상일 경우 각 유닛 강판(21a, 21b)을 ㄱ자 형상으로 구성하면 2개의 유닛 강판(21a, 21b)만으로 강관(21)을 형성할 수 있으며, 결합 개소를 최소화하여 시공성을 개선할 수 있다. 또한, 유닛 강판(21a, 21b)이 강관(21)의 모서리에서 결합되므로, 콘크리트(22) 타설시 측압의 영향을 최소화할 수 있다.

이웃하는 유닛 강판(21a, 21b)은 상호 힌지 결합된다.

따라서 강관(21) 설치시 용접 공정이 필요 없어 현장 용접을 생략할 수 있고, 일반 구조강을 사용할 수 있어 경제적이다.

또한, 이웃하는 유닛 강판(21a, 21b) 결합시 강관(21) 외부로 돌출되는 부분이 없어, 돌출부 형성에 따른 사용성 저하의 문제가 없다.

상기 유닛 강판(21a, 21b)의 단부에는 힌지 부재(211)가 형성되고, 이웃하는 유닛 강판(21a, 21b)의 힌지 부재(211)는 축 부재(23)에 의해 상호 결합되도록 구성할 수 있다.

상기 힌지 부재(211)는 도 2 및 도 3 등과 같이 유닛 강판(21a, 21b)의 단부를 원통형으로 절곡하여 형성할 수 있다.

후자의 경우 용접 공정 없이 힌지 부재(211)를 형성 가능하다.

상기 축 부재(23)는 이웃하는 유닛 강판(21a, 21b)의 단부를 상호 밀착시킨 상태에서 힌지 부재(211)를 상호 결합한다.

상기 축 부재(23)는 유닛 강판(21a, 21b) 상부에서 삽입 가능하다.

기존 구조물(1)에 본 발명을 적용하는 경우 평면상 +자형으로 배치되는 보 사이의 공간으로 축 부재(23)를 삽입하여 결합할 수 있다.

도 4는 유닛 강판의 실시예를 도시하는 사시도이고, 도 5는 일실시예에 의한 축 부재와 유닛 강판의 결합 관계를 도시하는 사시도이다.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 힌지 부재(211)는 복수 개가 유닛 강판(21a, 21b)의 높이 방향으로 상호 이격되게 형성되어 이웃하는 유닛 강판(21a, 21b)의 힌지 부재(211)와 교호적으로 결합되고, 상기 힌지 부재(211)에는 축 부재(23)가 삽입되어 상호 결합되도록 구성할 수 있다.

상기 힌지 부재(211)는 유닛 강판(21a, 21b)의 양단부에 각각 형성할 수 있으며, 이웃하는 유닛 강판(21a, 21b)은 상호 이웃하는 힌지 부재(211)를 관통하는 축 부재(23)에 의하여 힌지 결합할 수 있다.

이때, 상기 힌지 부재(211)는 각 유닛 강판(21a, 21b)의 길이 방향을 따라 상호 이격되도록 복수 개 형성할 수 있으며, 이웃하는 유닛 강판(21a, 21b)의 이웃하는 단부에 형성된 각 힌지 부재(211)는 서로 맞물릴 수 있도록 교호적으로 형성한다.

도 5와 같이, 상기 축 부재(23)는 핀 부재로 형성할 수 있다.

도 6은 다른 실시예에 의한 축 부재와 유닛 강판의 결합 관계를 도시하는 사시도이고, 도 7은 도 6에 도시된 힌지 결합 콘크리트 충전 강관 기둥의 평단면도이다.

도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 축 부재(23)는 일측이 개방된 C 형상으로 이웃하는 유닛 강판(21a, 21b)의 힌지 부재(211)가 상기 축 부재(23) 내에 수용되도록 결합할 수 있다.

도 5에 도시된 실시예와 달리 상기 축 부재(23)는 C 형상의 단면으로 구성할 수 있다.

상기 C 형상의 축 부재(23)는 일측이 개방되므로, 개방된 공간을 통하여 각 유닛 강판(21a, 21b)의 단부에 절곡 형성된 이웃하는 힌지 부재(211)가 동시에 삽입 가능하다.

따라서 유닛 강판(21a, 21b)의 높이 방향을 따라 힌지 부재(211)를 상호 이격되도록 분절하여 형성하지 않아도 되므로, 유닛 강판(21a, 21b)의 단부 측으로 콘크리트 페이스트가 누출될 가능성을 줄일 수 있다.

도 8은 기존 구조물에 설치된 본 발명 힌지 결합 콘크리트 충전 강관 기둥의 사시도이다.

도 8에 도시된 바와 같이, 상기 강관(21)의 내부에는 철골기둥(11) 및 철골보(12)로 구성되는 기존 구조물(1)의 상기 철골기둥(11)이 구비될 수 있다.

이에 따라 일반적인 CFT 구조물뿐 아니라 기존 철골구조물을 보강하여 기존 철골 부분을 제거하지 않고 그대로 활용하면서 철골철근콘크리트 복합 구조를 형성하는데 적용 가능하다.

상기 강관(21)은 내부에 콘크리트(22) 타설을 위하여 철골기둥(11)의 외측으로부터 일정 간격 이격되도록 설치한다.

도 9는 슬래브 하부까지 연장 설치되는 본 발명 힌지 결합 콘크리트 충전 강관 기둥의 사시도이다. 도 10과 도 11은 각각 도 9에 도시된 본 발명 힌지 결합 콘크리트 충전 강관 기둥의 평단면도와 종단면도이다.

도 9 내지 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 강관(21)은 4개의 유닛 강판(21a, 21b)으로 구성되고, 각 유닛 강판(21a, 21b)의 단부에는 힌지 부재(211)가 형성되어 축 부재(22)에 의해 상호 결합되되, 상기 각 유닛 강판(21a, 21b)의 상단은 기존 구조물(1)의 슬래브(13) 하부까지 연장되고, 상기 슬래브(13)에는 힌지 부재(211)에 대응되는 위치에 축 부재(22)를 삽입하기 위한 관통공(131)이 형성되도록 구성할 수 있다.

슬래브(13)가 구비된 기존 구조물(1)은 상부에서 본 발명 콘크리트 충전 강관 기둥(2)을 삽입하여 철골기둥(11) 외측에 설치하기 어렵다.

따라서 강관(21)을 기둥 각 면에 위치 가능하도록 4개의 유닛 강판(21a, 21b)으로 구성하여, 기둥의 각 면에서 유닛 강판(21a 또는 21b)을 각각 조립하도록 한다.

이때, 철골보(12)와 유닛 강판(21a 또는 21b)이 상호 간섭될 수 있으므로, 철골보(12)의 외측 형상에 따라 유닛 강판(21a, 21b)의 상단을 따내도록 한다.

상기 슬래브(13)에는 이웃하는 유닛 강판(21a 또는 21b)의 힌지 부재(211)를 상호 결합하는 축 부재(22)가 삽입될 수 있도록 관통공(131)을 형성한다. 이를 위하여 슬래브(13)에는 힌지 부재(211)와 대응되는 위치를 측량하여 표시한 후 천공하여 관통공(131)을 형성한다.

따라서 기둥 각 면에 유닛 강판(21a, 21b)을 설치한 후 슬래브(13) 상부에서 관통공(131)을 통해 축 부재(22)를 삽입하여 이웃하는 유닛 강판(21a 또는 21b)의 단부에 형성된 힌지 부재(211)를 서로 결합할 수 있다.

이에 따라 별도의 용접 공정 없이도 슬래브(13)가 형성된 기존 철골 구조물을 본 발명 콘크리트 충전 강관 기둥(2)으로 보강 가능하다.

도 12는 유닛 강판의 다른 실시예를 도시하는 사시도이다.

힌지 부재(211)는 도 12와 같이 원통형의 관을 용접에 의해 유닛 강판(21a, 21b)의 단부에 결합하여 구성할 수도 있다.

1: 기존 구조물
11: 철골기둥
12: 철골보
13: 슬래브
131: 관통공
2: 콘크리트 충전 강관 기둥
21: 강관
21a, 21b: 유닛 강판
211: 힌지 부재
22: 콘크리트
23: 축 부재

Claims

속이 빈 강관(21) 내부에 콘크리트(22)가 타설되는 콘크리트 충전 강관 기둥(2)에 관한 것으로,
상기 강관(21)의 내부에는 철골기둥(11) 및 철골보(12)로 구성되는 기존 구조물(1)의 상기 철골기둥(11)이 구비되며,
상기 강관(21)은 4개의 유닛 강판(21a, 21b)으로 구성되고, 각 유닛 강판(21a, 21b)의 단부에는 힌지 부재(211)가 형성되어 축 부재(23)에 의해 상호 결합되되, 상기 각 유닛 강판(21a, 21b)의 상단은 기존 구조물(1)의 슬래브(13) 하부까지 연장되고, 상기 슬래브(13)에는 힌지 부재(211)에 대응되는 위치에 축 부재(23)를 삽입하기 위한 관통공(131)이 형성되는 것을 특징으로 하는 힌지 결합 콘크리트 충전 강관 기둥.
삭제
제1항에서,
상기 힌지 부재(211)는 복수 개가 유닛 강판(21a, 21b)의 높이 방향으로 상호 이격되게 형성되어 이웃하는 유닛 강판(21a, 21b)의 힌지 부재(211)와 교호적으로 결합되고, 상기 힌지 부재(211)에는 축 부재(23)가 삽입되어 상호 결합되는 것을 특징으로 하는 힌지 결합 콘크리트 충전 강관 기둥.
제1항에서,
상기 축 부재(23)는 일측이 개방된 C 형상으로 이웃하는 유닛 강판(21a, 21b)의 힌지 부재(211)가 상기 축 부재(23) 내에 수용되도록 결합되는 것을 특징으로 하는 힌지 결합 콘크리트 충전 강관 기둥.
삭제
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