KR101980662B1 - 강도를 높이고 시공이 용이한 철골구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 강도를 높이고 시공이 용이한 철골구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 형강과 다수의 강관의 구조를 적용하여 용접을 하지 않고도 기둥의 이음작업을 할 수 있어 이음 강도의 향상으로 안전성을 확보하고 기둥 사이를 용이하게 연결하는 보이음을 할 수 있어 시공성을 향상시킬 수 있는 강도를 높일 수 있는 기둥연결이 용이한 철골에 관한 것이다.
이에 본 발명은 원형 또는 사각으로 중앙에 형성된 중앙강관과, 상기 중앙강관 외측을 일정한 간격을 두고 외측을 감싸도록 형성한 외측강관과, 상기 외측강관의 4변 중앙에 상기 중앙강관과 외측강관이 연결되도록 일정간격 이격된 한 쌍의 연결편으로 형성하여 상기 연결편 내측은 중앙강관과 연통되거나 외측강관 4변 중앙으로 개방되어 연결홈을 형성한 연결부와, 상기 연결부가 형성되어 있는 외측강관 4변 중 좌우측변이 상하측으로 연장 형성되는 수직판과, 상기 수직판과 수직으로 교차되도록 외측강관의 상하측변이 좌우측으로 연장형성되는 수평판으로 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

강도를 높이고 시공이 용이한 철골구조{Steel Structure with High Durability and Easy Work}

본 발명은 강도를 높이고 시공이 용이한 철골구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 형강과 다수의 강관의 구조를 적용하여 용접을 하지 않고도 기둥의 이음작업을 할 수 있어 이음 강도의 향상으로 안전성을 확보하고 기둥 사이를 용이하게 연결하는 보이음을 할 수 있어 시공성을 향상시킬 수 있는 강도를 높일 수 있는 기둥연결이 용이한 철골에 관한 것이다.

일반적으로 건축구조는 철근콘크리트구조와, 철골구조 및 철골, 철근콘크리트구조가 사용되고 있다.

상기의 철근콘크리트구조는 압축력에는 강하지만 인장력에는 매우 약한 콘크리트와 인장력에 강한 철근을 보강하여 상호 보완 작용되도록 한 구조로서, 구조적으로나 경제적으로 가장 많이 사용되고 있다.

또한, 철골구조는 철근콘크리트에 비하여 강도와 연성이 우수한 강재를 재질로 하므로 지진이나 바람, 충격 등에 의한 변형에너지를 많이 흡수할 수 있는 구조이며 철근콘크리트구조와 철골구조를 혼합한 구조는 기둥과 보를 다른 단일부재로 구성하여 건물의 대형화, 초고층과에 적용하고 있다.

상기와 같은 건축구조 중 철골구조에서는 기둥과 보의 재료를 대부분 H형강이나 평행 플랜지 홈형강 등의 평행 플랜지를 구비한 형강인 평행 플랜지형강으로 사용하고 있다.

이러한 평행 플랜지 형강을 이용하여 기둥과 보를 연결하기 위해서는 평행 플랜지 형강을 용접하거나 덧판을 이용하여 평행 플랜지 형강과 평행 플랜지 형강을 연결하여 사용하였으나 평행 플랜지 형강을 용접할 경우 용접열에 의한 소재의 특성이 변화되었으며 덧판을 사용할 경우 평행 플랜지 형상 형상의 특성상 연결강도가 약한 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 감안하여 특허공개 제2004-2022호 철골건축물의 기중과 H형강 보의 접합구조 및 그 접합방법이 제안된 바 있다.

이러한 H형강의 접합구조 및 접합방법은 고력볼트를 사용하여 철골 건축물의 기둥에 H형강 보를 강접합 함으로써, 역학적 성능 및 현장시공성을 향상시킴과 더불어 건축물의 안전성을 확보하였다.

또한, 상기의 구조 중 강관을 사용하는 철골구조는 기둥과 보의 결합을 위하여 기둥과 보를 용접법이나 고력볼트결합으로 결합한다.

상기와 같은 용접법은 물성의 변화가 나타나며 작업이 불편하고 비용이 많이 발생하여 작업성이 저하되는 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 감안하여 특허등록 제519174호 강구조물의 결합구조가 제안된 바 있다.

상기의 결합구조는 비 숙련자들이라 할지라도 쉽고 간편하게 결합이 가능하고, 하나의 볼트만 사용함으로써 신속한 결합이 가능하면서 고강도의 결합이 이루어지는 결합구조이다.

그러나 상기 형강 접합구조는 H 형가의 형상 특성상 용접을 해야 하는 불편함이 있었으며 덧판을 사용한다고 하여도 플랜지를 연결하는데 한계가 있어 안전성이 저하되었으며 보의 연결 또한 연결강도가 약할 수 밖에 없는 형상의 문제점이 있었다.

또한 단열재의 시공이나 목재주택의 경우에는 H 형강의 플랜지 사이에 모두 설치해야 하고 외장재는 플랜지 외측에 설치해야 함으로써 외장재 및 단열재의 설치가 용이하지 못하였으며 다양한 두께의 제품을 수용하지 못하여 제춤의 호환성이 저하되는 문제점이 있었다.

한편 강관 결합구조는 작업이 복잡하고 강관의 단부와 측면에서만 결합이 이루어져 연결강도가 약하였으며 단열재의 시공을 위해서는 별도의 작업을 하거나 목재주택과 같은 다양한 공사현장에 적용할 수 없는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 문제점을 감안하여 안출한 것으로 형강과 다수의 강관의 구조를 모두 채택하여 기둥의 이음 또는 기둥과 보와 이음 작업시 용접을 하지 않고 이음 작업을 할 수 있고 다 방향으로 이음작업을 할 수 있어 이음강도를 향상시킴으로써 역학적 성능 향상으로 인한 안전성을 확보할 수 있으며 이음 작업시 사용하는 덧판을 기존의 형강재를 사용함으로써 현장의 시공성을 향상시킴과 동시에 내, 외장재와 단열재를 설치하기 편리하고 콘크리트시공 또는 목재시공 등 다양한 공사현장에 적용할 수 있는 강도를 높이고 시공이 용이한 철골구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 원형 또는 사각으로 중앙에 형성된 중앙강관과, 상기 중앙강관 외측을 일정한 간격을 두고 외측을 감싸도록 형성한 외측강관과, 상기 외측강관의 4변 중앙에 상기 중앙강관과 외측강관이 연결되도록 일정간격 이격된 한 쌍의 연결편으로 형성하여 상기 연결편 내측은 중앙강관과 연통되거나 외측강관 4변 중앙으로 개방되어 연결홈을 형성한 연결부와, 상기 연결부가 형성되어 있는 외측강관 4변 중 좌우측변이 상하측으로 연장 형성되는 수직판과, 상기 수직판과 수직으로 교차되도록 외측강관의 상하측변이 좌우측으로 연장형성되는 수평판으로 구성된 것을 특징으로 하는 강도를 높이고 시공이 용이한 철골구조를 제공한다.

상기 수평판의 일측을 연결하여 변강관을 형성하고 상기 수직판과 수평판이 겹쳐지는 모서리부분을 연결하여 수직강관과 수평강관과 모서리강관을 형성한 것을 특징으로 하는 강도를 높이고 시공이 용이한 철골구조를 제공한다.

이상에서와 같이 본 발명은 형강과 강관의 구조를 모두 채택하여 기둥과 이음 또는 기둥과 보와의 이음 작업시 용접을 하지 않고 이음 작업을 할 수 있고 다 방향으로 이음작업을 할 수 있어 이음강도를 향상시킴으로써 역학적 성능향상으로 인한 안전성을 확보할 수 있으며 이음 작업시 사용하는 덧판을 기존의 형강재를 사용함으로써 현장의 시공성을 향상시킴과 동시에 내, 외장재와 단열재를 설치하기 편리하고 콘크리트 시공 또는 목재시공 등 다양한 공사현장에 적용할 수 있는 효과가 있다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시 예를 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 강도를 높이고 시공이 용이한 철골구조를 나타낸 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 강도를 높이고 시공이 용이한 철골구조의 변에 사용되는 철골의 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 강도를 높이고 시공이 용이한 철골구조의 모서리에 사용되는 철골의 사시도,
도 4는 본 발명에 따른 강도를 높이고 시공이 용이한 철골구조의 다른 실시예를 나타낸 사시도,
도 5는 본 발명에 따른 강도를 높이고 시공이 용이한 철골구조의 변에 다른 실시예를 나타낸 사시도,
도 6은 본 발명에 따른 강도를 높이고 시공이 용이한 철골구조의 모서리에 사용되는 다른 실시예를 나타낸 사시도,
도 7은 본 발명에 따른 강도를 높이고 시공이 용이한 철골구조의 기둥이음매를 나타낸 조립사시도,
도 8은 본 발명에 따른 강도를 높이고 시공이 용이한 철골구조의 보 이음매를 나타낸 분해사시도,
도 9는 본 발명에 따른 강도를 높이고 시공이 용이한 철골구조의 보 이음매를 나타낸 조립사시도,
도 10은 본 발명에 따른 강도를 높이고 시공이 용이한 철골구조의 사용상태를 나타낸 조립사시도,
도 11은 본 발명에 따른 강도를 높일 수 있는 기둥연결이 용이한 철골의 모서리 부분을 나타낸 단면도,
도 12는 본 발명에 따른 강도를 높이고 시공이 용이한 철골구조의 보 이음매의 다른 실시예를 나타낸 분해사시도,
도 13은 본 발명에 따른 강도를 높이고 시공이 용이한 철골구조의 보 이음매의 다른 실시예를 나타낸 조립사시도,
도 14는 본 발명에 따른 강도를 높이고 시공이 용이한 철골구조의 다른 실시예의 사용상태를 나타낸 조립사시도,
도 15는 본 발명에 따른 강도를 높이고 시공이 용이한 철골구조의 다른 실시예의 모서리 부분을 나타낸 단면도이다.

본 발명과 본 발명의 동작성의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 나타낸 첨부 도면 및 첨부 도면의 기재된 내용을 참조하여야 한다.

이하, 본 발명의 구체적인 실시 예를 참고하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 하기의 실시 예는 본 발명을 보다 상세히 설명하기 위해 제공되는 것일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적 범위가 한정되는 것은 아니다.

첨부한 도 1은 본 발명에 따른 강도를 높이고 시공이 용이한 철골구조를 나타낸 사시도, 도 2는 본 발명에 따른 강도를 높이고 시공이 용이한 철골구조의 변에 사용되는 철골의 사시도, 도 3은 본 발명에 따른 강도를 높이고 시공이 용이한 철골구조의 모서리에 사용되는 철골의 사시도, 도 4는 본 발명에 따른 강도를 높이고 시공이 용이한 철골구조의 다른 실시예를 나타낸 사시도, 도 5는 본 발명에 따른 강도를 높이고 시공이 용이한 철골구조의 변에 다른 실시예를 나타낸 사시도, 도 6은 본 발명에 따른 강도를 높이고 시공이 용이한 철골구조의 모서리에 사용되는 다른 실시예를 나타낸 사시도이다.

이에 도시된 바와 같이 본 발명의 강도를 높이고 시공이 용이한 철골구조는 중앙에 원형 또는 사각기둥으로 형성된 중앙강관(10)과, 상기 중앙강관(10) 외측으로 일정 간격을 두고 외측강관(20)을 형성하고 상기 중앙강관(10)과 외측강관(20)을 연결하는 연결부(30)와, 상기 연결부(30)의 외측 모서리에 수직판(40)과 수평판(50)이 교차하도록 형성한다.

이러한 상기 중앙강관은 사각기둥으로 형성되어 있으나 직사각이나 다각형 또는 원형으로 형성하여도 무방하다.

이러한 상기 중앙강관(10) 외측으로 외측강관(20)을 형성하되 외측강관(20)은 중앙강관(10) 외측에 일정한 간격을 두고 중앙강관(10)의 외측을 감싸도록 형성한다.

이와 같은, 상기 내측강관(10)과 외측강관(20)의 4변 중앙 내측에는 연결부(30)를 형성한다.

이러한 상기 연결부(30)는 도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이 내측강관(10)의 외측과 외측강관(20)내측을 한 쌍의 연결편(31)으로 연결형성한다.

이와 같은 상기 연결부(30)의 한 쌍의 연결편(31)은 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 한 쌍의 연결편(31) 내측이 외측강관(20)의 4변 중앙이 개방되어 연결홈(32)을 형성한다.

다른 실시예로서 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이 상기 연결부(30) 한 쌍의 연결편(31) 내측은 중앙강관(10)과 연통되도록 형성한다.

또한 상기 외측강관(20)의 4변 중 좌우측변이 상하측으로 연장되어 수직판(40)을 형성하고 상기 수직판(40)과 수직으로 교차되도록 외측강관(20)의 상하측변이 좌우측으로 연장형성되는 수평판(50)을 형성한다.

상기와 같은 철골이 건물의 변에 사용될 경우 도 2와 도 5에 도시된 바와 같이 상기 수평판(50)의 일측을 연결하여 변강관(70)을 형성하여 마감재를 설치할 필요가 없도록 하며 도 3와 도 6에 도시된 바와 같이 상기 수직판(40)과 수평판(50)이 겹쳐지는 모서리부분의 단부를 연결하여 모서리부분에 모서리강관(73)을 형성하고 상기 모서리강관(73) 양측으로 수직강관(71)과 수평강관(72)을 형성하여 건물의 모서리 부분의 골조를 형성하도록 한다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 작용 및 효과를 설명하면 다음과 같다.

먼저,도 7에 도시된 바와 같이 철골구조 중 기둥을 연결하는 방법으로 외측강관(20)과 수직판(40) 및 수평판(50)과 보강판(80)에 보링작업을 한 후 체결한다.

상기 외측강관(20)에 덧대는 보강판(80)은 평판으로 형성되고 수직판(40)과 수평판(50)에 덧대는 보강판(80)은 "「","」"형 철판을 덧대어 시공하면 기둥에 가해지는 수직하중이나 횡하중에 더욱 강한 이음구조를 갖게 된다.

또한, 도 8 내지 도 10에 도시된 바와 같이 기둥과 보를 연결하는 구조는 외측강관(20)의 4변 중앙에 형성된 연결홈(32)에 양단이 삽입되도록 양단에 삽입편(92)이 돌출되고 외측강관(20) 외측변에 면접촉하도록 접촉판(91)을 형성하여 중앙이 일정한 길이로 연결된 보연결구(90)의 삽입편(92)을 연결홈(32)에 삽입하고 외측강관(20)의 외측변과 접촉판(91)을 보링 작업을 하여 체결하여 고정한다.

한편, 도 12 내지 도 14에 도시된 바와 같이 기둥과 보를 연결하는 다른 실시예의 기둥가 보를 연결하는 구조는 중앙이 일정한 길이로 연결된 보연결구(90)의 양단에 외측강관(20) 외측변에 면접촉하도록 접촉판(91)을 형성하여 외측강관(20)의 외측변과 접촉판(91)을 보링 작업을 하여 체결하여 고정하여 연결강도를 높여 안정성을 할 수 있다.

이와 같이 연결되는 철골구조에 콘크리트 시공을 할 때에는 콘트리트가 철골구조의 중앙강관(10) 내부와 중앙강관(10)과 외측강관(20) 사이에 타설되어 건물의 강도를 더욱 높일 수 있다.

이렇게 연결된 철골의 수직판(40)과 수평판(50) 외측에는 도 11과 도 15에 도시된 바와 같이 목재(81), 단열재(83) 및 외장재(84)를 고정하여 외부마감을 할 수 있으며 수평판(50) 내측으로는 단열재(82)를 내장하여 철골 콘크리트 시공을 하게 된다.

10 : 중앙강관 20 : 외측강관
30 : 연결부 31 : 연결편
32 : 연결홈 40 : 수직판
50 : 수평판 70 : 변강관
71 : 수직강관 72 : 수평강관
73 : 모서리강관 80 : 보강판
90 : 보연결구

Claims (5)

1. 원형 또는 사각형상으로 형성되어 중앙에 형성된 중앙강관(10)과,
   상기 중앙강관(10) 외측을 일정한 간격을 두고 외측을 감싸도록 형성한 외측강관(20)과,
   상기 외측강관(20)의 4변 중앙에 상기 중앙강관(10)과 외측강관(20)이 연결되도록 일정간격 이격된 한 쌍의 연결편(31)으로 형성된 연결부(30)와,
   상기 연결부(30)가 형성되어 있는 외측강관(20) 4변 중 좌우측변이 상하측으로 연장 형성되는 수직판(40)과,
   상기 수직판(40)과 수직으로 교차되도록 외측강관(20)의 상하측변이 좌우측으로 연장형성되는 수평판(50)으로 구성된 것을 특징으로 하는 강도를 높이고 시공이 용이한 철골구조.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 연결부(30) 한 쌍의 연결편(31) 내측은 중앙강관(10)과 연통되도록 형성하는 것을 특징으로 하는 강도를 높이고 시공이 용이한 철골구조.
3. 청구항 1에 있어서, 상기 연결부(30) 한 쌍의 연결편(31)의 내측은 외측강관(20) 4변 중앙으로 개방되어 연결홈(32)을 형성한 것을 특징으로 하는 강도를 높이고 시공이 용이한 철골구조.
4. 청구항 1에 있어서, 상기 수평판(50)의 일측을 연결하여 변강관(70)을 형성한 것을 특징으로 하는 강도를 높이고 시공이 용이한 철골구조.
5. 청구항 1에 있어서, 상기 수직판(40)과 수평판(50)이 일측 단부를 연결하여 모서리강관(73)을 형성하고 상기 모서리강관(73) 양측으로 수직강관(71)과 수평강관(72)을 형성한 것을 특징으로 하는 강도를 높이고 시공이 용이한 철골구조.

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