KR102020441B1

KR102020441B1 - 충전강관기둥 및, 강관기둥구조체

Info

Publication number: KR102020441B1
Application number: KR1020170066903A
Authority: KR
Inventors: 정경수; 이정해; 정진안
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2017-05-30
Filing date: 2017-05-30
Publication date: 2019-09-11
Also published as: KR20180131672A

Abstract

본 발명은 바람직하게, 내부에 콘크리트가 타설되는 강관본체; 상기 강관본체의 내주면에 일체로 돌출 형성되어 타설된 콘크리트와의 마찰저항을 증가시키는 요철부재; 및, 상기 강관본체의 단부에 형성되고, 적어도 상기 강관본체의 내부로 돌출되도록 설치되어 적어도 타설된 콘크리트를 지지하는 단부플레이트;를 포함하는 충전강관기둥을 제공한다.

Description

충전강관기둥 및, 강관기둥구조체{CONCRETE FILLED STEEL TUBE COLUMN AND STEEL TUBE COLUMN STRUCTURE}

본 발명은 타설된 콘크리트와의 접촉면적을 증가시킨 충전강관기둥에 관한 것이다.

이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 발명에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아님을 밝혀둔다.

콘크리트 충전강관(CFT, Concrete Filled steel Tube)은 원형 또는 각형의 강관에 콘크리트를 충전하여 강관이 콘크리트를 구속하도록 한 콘크리트 충전강관을 말하며, 콘크리트 충전강관을 골조 중 기둥에 채용하여 고축력에 저항하도록 한 구조를 콘크리트 충전강관 구조라 한다.

콘크리트 충전강관 구조는 강성, 내력, 변형 등 구조적으로 안정하고 내화, 시공, 비용 등에서 우수한 장점을 가지므로, 이를 현장에 적용하기 위해 다양한 연구가 진행되고 있는 실정이다.

하지만 콘크리트 충전강관의 경우, 콘크리트와 강관의 미끄러짐에 대해서 강관과 콘크리트간의 부착력은 작기 때문에 기계적인 미끄러짐 저항기구를 설치한다.

종래에는, 콘크리트와 강관의 미끄러짐에 대해 저항시키기 위해, 저항기구로 스터드 및 플레이트 등을 삽입하여 설치하였다.

저항기구로 스터드를 설치하는 경우, 원형강관과 같이 곡면이거나 강관직경이 작은 사이즈의 경우는 내부에 스터드를 설치하는 작업하기 힘들다는 문제점이 있다.

저항기구로 플레이트를 설치하는 경우, 콘크리트 충전 상의 문제나, 강관과 플레이트간의 용접 접합이 어렵다는 문제점이 있다.

또한, 종래의 충전강관의 경우는 충전강관의 내부에 타설된 콘크리트의 압력에 의해 충전강관의 단부가 벌어지는 문제점이 있다.

본 발명의 종래기술로는 한국공개특허공보 제2011-0083449호(발명의 명칭:탑다운 공법 적용을 위한 원형 콘크리트 충전강관기둥과 철근 콘크리트 무량판의 접합구조 및 그 접합시공방법, 출원일: 2010년04월01일, 출원인:서울대학교 산학협력단)가 있다.

본 발명은 일 측면으로서, 충전강관기둥의 내부에 타설되는 콘크리트와의 접촉면적을 증가시켜 충전강관기둥의 내부에 타설되는 콘크리트의 미끄러짐 저항을 향상시킨 충전강관기둥을 제공한다.

본 발명은 일 측면으로서, 충전강관기둥의 단부에 단부플레이트를 형성하여 타설된 콘크리트의 압력에 저항토록 하여 충전강관기둥의 단부가 벌어지는 현상을 방지할 수 있는 충전강관기둥을 제공한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 일 측면으로서, 본 발명은 내부에 콘크리트가 타설되는 강관본체; 상기 강관본체의 내주면에 일체로 돌출 형성되어 타설된 콘크리트와의 마찰저항을 증가시키는 요철부재; 및, 상기 강관본체의 단부에 형성되고, 적어도 상기 강관본체의 내부로 돌출되도록 설치되어 적어도 타설된 콘크리트를 지지하는 단부플레이트;를 포함하고, 상기 요철부재는, 상기 강관본체의 내주면에 돌출되고, 적어도 2 이상의 돌출리브가 교차된 형태의 복수 개의 격자형요철이 이격 형성되고, 상기 격자형요철은, 상기 강관본체의 내주면에서 세로방향으로 돌출 형성되는 제1 돌출리브; 및, 상기 제1 돌출리브와 교차되는 가로방향으로 형성되고, 상기 제1 돌출리브에 비해 상대적으로 폭이 크게 형성되는 제2 돌출리브;를 구비하는 충전강관기둥을 제공한다.

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바람직하게, 요철부재는, 상이한 형상을 가지는 복수 개의 요철부재가 교번적으로 반복되면서 패턴유닛을 형성할 수 있다.

바람직하게, 상이한 직경을 가지는 2개의 상기 강관본체가 높이방향으로 연결되고, 상대적으로 직경이 큰 상기 강관본체의 내부로 상대적으로 직경이 작은 상기 강관본체가 삽입된 상태에서 콘크리트가 타설되어 일체화될 수 있다.

바람직하게, 높이방향으로 연결되는 상기 강관본체의 연결부를 둘러싸도록 배치되는 외부연결강관;을 더 포함하고, 상기 외부연결강관은, 높이방향으로 연결되는 상기 강관본체의 연결부를 둘러싸도록 배치되고, 내부에 콘크리트가 타설되는 연결강관본체; 상기 연결강관본체의 내주면에서 돌출형성되는 지지요철; 및, 상기 연결강관본체의 상단부와 하단부 중 적어도 하단부에 설치되어 상기 연결강관본체의 내부에 타설된 콘크리트의 압력에 저항토록 제공되는 지지플레이트;를 구비할 수 있다.

바람직하게, 강관본체의 내부에 설치되고, 둘레방향으로 파형의 단면을 가지고, 높이방향으로 나선형으로 꼬아진 형상의 나선형 보강강관;을 더 포함할 수 있다.

바람직하게, 나선형 보강강관은, 상기 나선형 보강강관의 높이방향으로 이격 형성되는 복수 개의 유동홀이 형성될 수 있다.

바람직하게, 요철부재에 대응되는 음각부분을 형성하는 롤에 의해 압연되어 상기 강관본체에 복수 개의 상기 요철부재가 일체로 형성하는 것을 특징으로 하는 충전강관기둥.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 다른 일 측면으로서, 본 발명은 제5항 내지 제10항 중 어느 한 항에 기재된 충전강관기둥; 및 상기 충전강관기둥에 형성된 상기 단부플레이트에 접합되어 연결되는 강관기둥;을 포함하고, 상기 충전강관기둥에 횡방향으로 설치되는 수평부재가 접합되는 것을 특징으로 하는 강관기둥구조체를 제공한다.

바람직하게, 충전강관기둥과 상기 강관기둥의 내부에 설치되고, 둘레방향으로 파형의 단면을 가지고 높이방향으로 나선형으로 꼬아진 형상의 나선형 보강강관;을 더 포함할 수 있다.

이상에서와 같은 본 발명의 일 실시예에 따르면, 강관본체의 내부에 타설되는 콘크리트와의 접촉면적을 증가시켜 충전강관기둥의 내부에 타설되는 콘크리트의 미끄러짐 저항을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 강관본체의 단부에 단부플레이트를 형성하여 타설된 콘크리트의 압력에 저항토록 하여 충전강관기둥의 단부가 벌어지는 현상을 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 충전강관기둥의 종방향 단면도이다.
도 2는 본 발명의 충전강관기둥에 적용된 요철부재의 다양한 실시예를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 충전강관기둥의 횡방향 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 충전강관기둥의 종방향 단면도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 충전강관기둥의 종방향 단면도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 충전강관기둥의 종방향 단면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 충전강관기둥의 종방향 단면도이다.
도 8은 본 발명의 충전강관기둥을 포함하는 일 실시예에 따른 강관기둥구조체를 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 충전강관기둥을 포함하는 다른 일 실시예에 따른 강관기둥구조체를 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.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 충전강관기둥(10)에 관하여 구체적으로 설명하기로 한다.

도 1 내지 도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전강관기둥(10)은 강관본체(100), 요철부재(200), 단부플레이트(300)를 포함하고, 추가적으로 외부연결강관(400), 나선형 보강강관(500)을 포함할 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 내부에 콘크리트(C)가 타설되는 강관본체(100)와, 상기 강관본체(100)의 내주면에 일체로 돌출 형성되어 타설된 콘크리트(C)와의 마찰저항을 증가시키는 요철부재(200) 및, 상기 강관본체(100)의 단부에 형성되고 적어도 상기 강관본체(100)의 내부로 돌출되도록 설치되어 적어도 타설된 콘크리트(C)를 지지하는 단부플레이트(300)를 포함할 수 있다.

본 발명의 충전강관기둥(10)을 구성하는 강관본체(100), 요철부재(200) 및, 단부플레이트(300)는 강재로 구성될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 다양한 금속소재가 적용될 수 있음은 물론이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 강관본체(100)는 내부에 콘크리트(C)가 충전되는 중공부가 형성된 강관부재로 구비될 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 강관본체(100)는 원형의 단면, 사각형의 단면, 'ㅍ'자형 단면을 가지는 강관부재로 구성될 수 있다.

다만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 다각형의 단면을 가지는 강관부재 등을 포함하여 구성될 수 있음은 물론이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 요철부재(200)는 강관본체(100)와 일체로 형성되고, 복수 개가 강관본체(100)의 내주면에서 돌출 형성되면서 강관본체(100)의 내부에 타설된 콘크리트(C)와의 마찰저항을 증가시키는 구성요소이다.

도 2a에 도시된 바와 같이, 요철부재(200)는, 상기 강관본체(100)의 내주면에서 둘레방향으로 돌출 형성되는 링상의 단면을 가지는 요철링부재(210)로 구비되고, 상기 요철링부재(210)는, 상기 강관본체(100)의 내주면에 높이방향으로 이격하여 설치되되, 상기 강관본체(100)의 내주면에서 돌출된 높이가 상이한 적어도 2 이상의 요철링부재(210)로 구성될 수 있다.

요철링부재(210)는 강관본체(100)의 내주면에 높이방향으로 이격하여 복수 개가 설치될 수 있다.

요철링부재(210)는 강관본체(100)의 내주면에서 둘레방향으로 돌출 형성되는 원형링, 사각링 등의 링상의 부재로 구비될 수 있다.

요철링부재(210)는 강관본체(100)의 내주면에서 둘레방향으로 돌출 형성되는 링상을 단면으로 구비되어, 강관본체(100)의 내부에 타설되는 콘크리트(C)의 압력에 저항할 수 있다.

도 1의 (b)에 도시된 바와 같이, 요철링부재(210)는 강관본체(100)의 내주면에서 둘레방향으로 돌출 형성되고, 계단형상의 단면으로 구비되어 타설된 콘크리트(C)와의 접촉면적이 증가되면서 콘크리트(C)와의 부착성능이 향상될 수 있다.

도 2a에 도시된 바와 같이, 요철링부재(210)는 상기 강관본체(100)의 내주면에서 돌출된 높이가 상이한 적어도 2 이상의 부재로 형성될 수 있다.

요철링부재(210)는, 제1 요철링부재(210)와, 상기 제1 요철링부재(210)와 상기 강관본체(100)의 내주면에서 돌출된 높이가 상이한 적어도 하나 이상의 제2 요철링부재(210)를 구비할 수 있다.

제1 요철링부재(210)와 제2 요철링부재(210)는 강관본체(100)의 높이방향으로 동일한 이격거리(L1)를 가지고 설치될 수 있고, 제1 요철링부재(210)가 돌출된 높이(h1)가 제2 요철링부재(210)가 돌출된 높이(h2) 보다 상대적으로 높게 형성될 수 있다.

일례로, 제1 요철링부재(210)가 돌출된 높이(h1)는 강관본체(100)의 두께(T)의 0.04 ~ 0.1배로 형성하고, 제2 요철링부재(210)가 돌출된 높이(h2)는 제1 요철링부재(210)가 돌출된 높이(h1)의 0.2 ~ 1배로 형성할 수 있다.

이때, 강관본체(100)의 두께(T)는 3 ~ 40mm로 형성될 수 있고, 제1 요철링부재(210)와 제2 요철링부재(210)가 이격된 거리(L1)는 10 ~ 30mm로 형성될 수 있다.

이때, 제1 요철링부재(210)와 제2 요철링부재(210)는 강관본체(100)의 내주면에서 일정한 경사각(θ)을 가지고 돌출되는 사다리꼴형의 단면을 가질 수 있다. 일례로, 경사각(θ)은 5 ~ 45도로 형성될 수 있다.

도 2b 및, 도 2c에 도시된 바와 같이, 요철부재(200)는, 상기 강관본체(100)의 내주면에 돌출되고, 적어도 2 이상의 돌출리브가 교차된 형태의 복수 개의 격자형요철(230)이 이격 형성될 수 있다.

격자형요철(230)은 적어도 2 이상의 방향으로 교차된 돌출리브가 교차되면서 내부에 타설된 콘크리트(C)에 대해 임의방향으로 저항할 수 있다.

이때, 돌출리브는 강관본체(100)의 내주면에서 멀어질수록 단면이 감소하는 테이퍼형의 단면으로 구성될 수 있다.

일례로, 도 2b에 도시된 바와 같이, 격자형요철(230)은, 제1 방향으로 형성되는 제1 돌출리브(231)와 상기 제1 돌출리브(231)와 교차되는 제2 방향으로 형성되고 상기 제1 돌출리브(231)와 폭이 상이한 제2 돌출리브(233)를 구비할 수 있다.

격자형요철(230)은, 상기 강관본체(100)의 내주면에서 세로방향으로 돌출 형성되는 제1 돌출리브(231) 및, 상기 제1 돌출리브(231)와 교차되는 가로방향으로 형성되고, 상기 제1 돌출리브(231)에 비해 상대적이 폭이 크게 형성되는 제2 돌출리브(233)를 구비할 수 있다.

가로 방향으로 형성되는 제2 돌출리브(233)의 폭을 크게 형성하는 이유는, 타설된 콘크리트(C)의 자중에 의해 세로방향으로 작용하는 미끄러짐 저항을 보다 안정적으로 지지하기 위함이다.

격자형요철(230)은, 제1 방향으로 형성되는 제1 돌출리브(231)와, 상기 제1 돌출리브(231)와 교차되는 제2 방향으로 형성되고, 상기 제1 돌출리브(231)와 상기 강관본체(100)의 내주면에서 돌출된 폭, 돌출된 길이 및 돌출된 높이 중 적어도 어느 하나가 상이한 제2 돌출리브(233)를 구비할 수 있다.

도 2c에 도시된 바와 같이, 요철부재(200)는, 상이한 형상을 가지는 복수 개의 요철부재(200)가 교번적으로 반복되면서 패턴유닛(U)을 형성할 수 있다.

도 2c에 도시된 바와 같이, 상기 격자형요철(230)은 제1 격자형요철(230-1)과 제2 격자형요철(230-3)은 상이한 형상을 가질 수 있다.

격자형요철(230)은 제1 격자형요철(230-1) 및 상기 강관본체(100)의 내주면에서 상기 돌출리브가 돌출된 폭, 돌출된 길이 및 돌출된 높이 중 적어도 어느 하나가 상기 제1 격자형요철(230-1)와 상이한 제2 격자형요철(230-3)이 교번적으로 반복되면서 패턴유닛(U)을 형성할 수 있다.

그리고, 교번적이라 함은 상이한 형상을 가니지는 요철부재(200)가 순번적으로 교대로 설치되는 것만을 의미하는 것은 아니고, 2개 이상의 요철부재(200)가 연속적으로 설치되고, 다음으로 상이한 형상을 가지는 요철부재(200)가 설치되는 형태를 포함하는 개념이다.

도 2c에 도시된 바와 같이, 패턴유닛(U)의 강관본체(100)의 내주면에 반복되면서 요철부재(200)를 형성할 수 있다.

도 2c에는 패턴유닛(U)을 형성하는 요철부재(200)가 격자형요철(230)로 도시되었으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 패턴유닛(U)을 형성하는 요철부재(200)는 막대형상, 반구형상, 직육면체 형상 등이 적용된 다양한 형상이 적용될 수 있음은 물론이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 단부플레이트(300)는 강관본체(100)의 단부에 형성되고, 적어도 상기 강관본체(100)의 내부로 돌출되도록 설치될 수 있다.

강관본체(100)의 내부로 돌출되도록 설치되어 타설된 콘크리트(C)를 지지하여 콘크리트(C)의 미끄러짐 저항을 지지할 수 있다.

그리고, 강관본체(100)의 단부에 단부플레이트(300)가 설치되어 강관본체(100)의 단부를 구속함으로써, 콘크리트(C)의 압력에 의해 충전강관기둥(10)의 단부가 벌어지는 현상을 방지할 수 있다.

단부플레이트(300)는 강관본체(100)의 단부에 설치되고, 강관본체(100)의 내측방향과 외측방향에 걸쳐서 설치될 수 있다.

단부플레이트(300)는 강관본체(100)의 내부로 돌출되어 타설된 콘크리트(C)의 압력 및 미끄러짐에 대해 저항하고, 강관본체(100)의 외주면 방향으로 돌출되어 충전강관기둥(10)이 높이방향으로 연결시 연결부분을 제공할 수 있다.

단부플레이트(300)가 강관본체(100)의 내측방향과 외측방향에 걸쳐서 설치됨으로써, 단부플레이트(300)와 연결되는 부재로 하중을 안정적으로 전달할 수 있고, 충전강관기둥(10)과의 연결되는 부재와의 연결부를 제공할 수 있는 효과가 있다.

그리고, 높이방향으로 복수 개의 강관본체(100)가 연결될 경우, 연결되는 강관본체(100)의 단부에 설치된 단부플레이트(300)의 둘레방향 폭에 의해 연결시의 시공오차가 흡수될 수 있는 효과가 있다.

단부플레이트(300)는 강관본체(100)의 단부에서 강관본체(100)의 내측방향과 외측방향 중 적어도 내측방향으로 돌출 형성되는 원형링, 사각링 등의 링상의 부재로 구비될 수 있다.

단부플레이트(300)가 강관본체(100)의 내측방향으로 돌출되는 길이는 강관본체(100)의 두께의 8배 이하로 형성될 수 있다.

이는 단부플레이트(300)가 강관본체(100)의 내측방향으로 과도하게 돌출될 경우, 단부플레이트(300)가 희어지는 문제가 발생하기 때문이다.

그리고, 단부플레이트(300)가 강관본체(100)의 외측방향으로 돌출되는 길이는 강관본체(100)의 두께의 16배 이하로 형성될 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 상이한 직경을 가지는 2개의 상기 강관본체(100)가 높이방향으로 연결되고, 상대적으로 직경이 큰 상기 강관본체(100)의 내부로 상대적으로 직경이 작은 상기 강관본체(100)가 삽입된 상태에서 콘크리트(C)가 타설되어 일체화될 수 있다.

제1 강관본체(100)와, 상기 제1 강관본체(100)에 비해 상대적으로 직경이 큰 제2 강관본체(100)가 높이방향으로 연결될 수 있다.

제1 강관본체(100)의 일부가 상기 제2 강관본체(100)의 내부로 삽입된 상태에서 상기 제2 강관본체(100)에 콘크리트(C)가 타설되어 일체화될 수 있다.

상대적으로 직경이 작은 제1 강관본체(100)와 상대적으로 직경이 큰 제2 강관본체(100)가 높이방향으로 연결될 수 있다.

상대적으로 작은 직경을 가지는 제1 강관본체(100)의 단부가, 상대적으로 큰 직경을 가지는 제1 강관본체(100)의 내부에 삽입될 수 있다.

작은 직경을 가지는 제1 강관본체(100)는 제1 강관본체(100)의 외주면과 제2 강관본체(100)의 내주면 사이에 별도의 지지철근(미도시) 등을 방사상으로 설치하여 큰 직경을 가지는 제2 강관본체(100)에 고정시킬 수 있다.

큰 직경의 제1 강관본체(100)와 작은 직경의 제1 강관본체(100)가 제2 강관본체(100)에 고정된 상태에서 상측의 제1 강관본체(100)를 통해 콘크리트(C)가 타설될 수 있다.

제1 강관본체(100)의 하측단부에 설치된 단부플레이트(300)가 제2 강관본체(100)의 내부에 타설되는 콘크리트(C)에 의해 지지될 수 있어 제1 강관본체(100)가 제2 강관본체(100)의 내부에 삽입된 상태에서 안정적으로 고정될 수 있다.

일례로, 직경을 달리하는 원형단면을 가지는 2개의 강관본체(100)가 연결될 수 있다.

다른 일례로, 원형단면 및 사각단면을 가지고 직경을 달리하는 2개의 강관본체(100)가 연결될 있음은 물론이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 충전강관기둥(10)은 높이방향으로 연결되는 상기 강관본체(100)의 연결부를 둘러싸도록 배치되는 외부연결강관(400)을 더 포함할 수 있다.

외부연결강관(400)은, 높이방향으로 연결되는 상기 강관본체(100)의 연결부를 둘러싸도록 배치되고, 내부에 콘크리트(C)가 타설되는 연결강관본체(410)와, 상기 연결강관본체(410)의 내주면에서 돌출형성되는 지지요철(430) 및, 상기 연결강관본체(410)의 상단부와 하단부 중 적어도 하단부에 설치되어 상기 연결강관본체(410)의 내부에 타설된 콘크리트(C)의 압력에 저항토록 제공되는 지지플레이트(450)를 구비할 수 있다.

강관본체(100)의 단부에 설치된 단부플레이트(300)가 서로 접합되면서 높이방향으로 복수 개의 강관본체(100)가 연결될 수 있다.

도 5 (a)에 도시된 바와 같이, 연결되는 단부플레이트(300)는 상호 용접 접합될 수 있다.

도 5 (b)에 도시된 바와 같이, 강관본체(100)의 외측으로 돌출된 단부플레이트(300)에 볼트 등의 체결부재(D)를 매개로 체결되면서 상호 연결될 수 있다.

강관본체(100)의 외측으로 돌출된 단부플레이트(300)와, 상기 연결강관본체(410)의 내주면에서 돌출형성되는 지지요철(430)를 매개로, 연결강관본체(410)의 내부에 타설된 콘크리트(C)와 견고하게 일체화될 수 있다.

그리고, 연결되는 강관본체(100)의 단부에 설치된 단부플레이트(300)의 둘레방향 폭에 의해 연결시의 시공오차가 흡수될 수 있는 효과가 있다.

도 6에 도시된 바와 같이,충전강관기둥(10)은 강관본체(100)의 내부에 설치되고, 둘레방향으로 파형의 단면을 가지고, 높이방향으로 나선형으로 꼬아진 형상의 나선형 보강강관(500)을 더 포함할 수 있다.

나선형 보강강관(500)이 파형의 단면을 가짐으로써 구조적 강성이 증가되면서, 콘크리트(C)의 전단파괴에 따른 취성적 파단이 발생하는 것을 안정적으로 지지할 수 있다.

나선형 보강강관(500)의 내부에는 중공공간(510)이 형성되고, 상기 강관본체(100)와 나선형 보강강관(500)의 사이에만 콘크리트(C)가 타설되어 충전강관기둥(10)이 경량화될 수 있다.

나선형 보강강관(500)의 외부에 형성된 나선형상으로 인해 타설된 콘크리트(C)와의 부착성능이 향상되면서 타설된 콘크리트(C)의의 결합력이 향상될 수 있어 충전강관기둥(10)의 강도가 향상될 수 있다.

도 7에 도시된 바와 같이, 나선형 보강강관(500)은, 상기 나선형 보강강관(500)의 높이방향으로 이격 형성되는 복수 개의 유동홀(530)이 형성될 수 있다.

유동홀(530)은 나선형 보강강관(500)의 높이방향으로 복수 개가 이격하여 형성될 수 있다.

나선형 보강강관(500)의 내부를 통해서만 콘크리트(C)를 타설하고 유동홀(530)을 통해서 콘크리트(C)가 유동하면서 강관본체(100)와 나선형 보강강관(500)의 사이의 공간에 콘크리트(C)가 타설되도록 구성함으로써, 강관본체(100)의 내부에 배치된 나선형 보강강관(500)이 콘크리트(C)의 타설압력을 지지하여 콘크리트(C)의 타설압력에 의해 강관본체(100)가 이동하면서 발생할 수 있는 시공오차의 발생을 미연에 방지할 수 있다.

도 7의 확대된 부분을 참조하면, 유동홀(530)은 나선형 보강강관(500)의 높이방향으로 복수 개가 이격하여 형성되되, 둘레방향으로 설치된 위치를 달리하여 설치될 수 있다.

다만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 나선형 보강강관(500)의 높이방향 및 둘레방향으로 복수 개가 이격 형성될 수 있음은 물론이고, 나선형 보강강관(500)의 동일한 높이에 복수 개가 방사상으로 배치될 수 있다.

이와 같이 나선형 보강강관(500)에 복수 개의 유동홀(530)을 형성함으로써, 나선형 보강강관(500)의 내부공간과, 나선형 보강강관(500)과 강관본체(100) 사이의 공간을 한번에 타설하여 충전강관기둥(10)의 시공성을 향상시키고, 시공기간을 단축할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 충전강관기둥(10)은, 콘크리트(C)가 유동하는 유동홀(530)에 의해 나선형 보강강관(500)과 타설된 콘크리트(C)의의 결합력이 향상되고, 콘크리트(C)에 대한 미끄러짐 저항능력이 향상되면서 충전강관기둥(10)의 강도가 향상될 수 있다.

나선형 보강강관(500)은 복수 개의 유동홀(530)이 형성되고, 상기 나선형 보강강관(500)의 내부로 타설된 콘크리트(C)가 상기 유동홀(530)을 통해 상기 강관본체(100) 및, 상기 나선형 보강강관(500)의 사이의 공간으로 유동 가능할 수 있다.

충전강관기둥(10)은 요철부재(200)에 대응되는 음각부분을 형성하는 롤에 의해 압연되어 상기 강관본체(100)에 복수 개의 상기 요철부재(200)를 일체로 형성할 수 있다.

다음으로, 도 8 내지 도 9을 참조하여 강관기둥구조체에 관하여 구체적으로 설명하기로 한다.

도 8 내지 도 9을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 강관기둥구조체는 앞서 설명한 다양한 실시 형태를 가지는 충전강관기둥(10) 및 강관기둥(20)을 포함할 수 있다.

강관기둥구조체는 충전강관기둥(10) 및 상기 충전강관기둥(10)에 형성된 상기 단부플레이트(300)에 접합되어 연결되는 강관기둥(20)을 포함하고, 상기 충전강관기둥(10)에 횡방향으로 설치되는 수평부재(30)가 접합될 수 있다.

종래의 충전강관기둥(10)은 주로 각형 또는 원형 강관을 사용하고 있고, 이와 같은 강관이 외력을 받게 되면 면외 변형을 일으키기 쉬우므로 강접합으로 설계하는 경우에 있어서는 충전강관기둥(10)과 보 등의 수평부재(30)와의 접합부가 충분한 강성 및 내력을 갖도록 하기 위하여 적절한 보강을 하는 것이 필수적이라고 할 수 있다.

따라서, 종래의 경우에는 이러한 보강을 위한 추가적인 작업이 필요하여 시공비용이 증가되고 시공기간이 길어지는 문제점이 있었다.

본 발명의 강관기둥구조체의 경우는, 보 등의 수평부재(30)를 충전강관기둥(10)에 설치하고, 충전강관기둥(10)의 내주면에 요철부재(200)가 형성되면서 충분한 강성을 확보하여 강관본체(100)에 면회 변형이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 강관기둥구조체는 상기 충전강관기둥(10)과 상기 강관기둥(20)의 내부에 설치되고, 둘레방향으로 파형의 단면을 가지고 높이방향으로 나선형으로 꼬아진 형상의 나선형 보강강관(500)을 더 포함할 수 있다.

도 8 내지 도 9에는 본 발명의 충전강관기둥(10)에 접합되는 상기 수평부재(30)가 H형강보인 경우를 예시하고 있으나, 이에 한정되지 않으며 본 발명의 기술 범위 내라면 다양한 변형실시가 가능하다.

또한, 본 발명의 강관기둥구조체에는 앞서 설명한바 있는 다양한 실시형태를 가지는 충전강관기둥(10)의 다양한 실시형태가 적용될 수 있음은 물론이다.

따라서, 강관기둥구조체에서 활용되는 충전강관기둥(10)의 강관본체(100), 요철부, 단부플레이트(300) 등의 구성은 이미 설명한 바와 같이 충전강관기둥(10)의 구성과 동일한바 이에 대한 자세한 설명은 중복을 피하기 위해 생략한다.

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: 충전강관기둥 20: 강관기둥
30: 수평부재
100: 강관본체 200: 요철부재
210: 요철링부재 230: 격자형요철
230-1: 제1 격자형요철 230-3: 제2 격자형요철
231: 제1 돌출리브 233: 제2 돌출리브
300: 단부플레이트 400: 외부연결강관
410: 연결강관본체 430: 지지요철
450: 지지플레이트 500: 나선형 보강강관
510: 중공공간 530: 유동홀
C: 콘크리트 D: 체결부재
U: 패턴유닛

Claims

내부에 콘크리트가 타설되는 강관본체;
상기 강관본체의 내주면에 일체로 돌출 형성되어 타설된 콘크리트와의 마찰저항을 증가시키는 요철부재; 및,
상기 강관본체의 단부에 형성되고, 적어도 상기 강관본체의 내부로 돌출되도록 설치되어 적어도 타설된 콘크리트를 지지하는 단부플레이트;를 포함하고,
상기 요철부재는,
상기 강관본체의 내주면에 돌출되고, 적어도 2 이상의 돌출리브가 교차된 형태의 복수 개의 격자형요철이 이격 형성되고,
상기 격자형요철은,
상기 강관본체의 내주면에서 세로방향으로 돌출 형성되는 제1 돌출리브; 및,
상기 제1 돌출리브와 교차되는 가로방향으로 형성되고, 상기 제1 돌출리브에 비해 상대적으로 폭이 크게 형성되는 제2 돌출리브;를 구비하는 충전강관기둥.
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제1항에 있어서, 상기 요철부재는,
상이한 형상을 가지는 복수 개의 요철부재가 교번적으로 반복되면서 패턴유닛을 형성하는 것을 특징으로 하는 충전강관기둥.
제1항에 있어서,
상이한 직경을 가지는 2개의 상기 강관본체가 높이방향으로 연결되고,
상대적으로 직경이 큰 상기 강관본체의 내부로 상대적으로 직경이 작은 상기 강관본체가 삽입된 상태에서 콘크리트가 타설되어 일체화되는 것을 특징으로 하는 충전강관기둥.
제1항에 있어서,
높이방향으로 연결되는 상기 강관본체의 연결부를 둘러싸도록 배치되는 외부연결강관;을 더 포함하고,
상기 외부연결강관은,
높이방향으로 연결되는 상기 강관본체의 연결부를 둘러싸도록 배치되고, 내부에 콘크리트가 타설되는 연결강관본체;
상기 연결강관본체의 내주면에서 돌출형성되는 지지요철; 및,
상기 연결강관본체의 상단부와 하단부 중 적어도 하단부에 설치되어 상기 연결강관본체의 내부에 타설된 콘크리트의 압력에 저항토록 제공되는 지지플레이트;를 구비하는 충전강관기둥.
제1항에 있어서,
상기 강관본체의 내부에 설치되고, 둘레방향으로 파형의 단면을 가지고, 높이방향으로 나선형으로 꼬아진 형상의 나선형 보강강관;을 더 포함하는 충전강관기둥.
제8항에 있어서, 상기 나선형 보강강관은,
상기 나선형 보강강관의 높이방향으로 이격 형성되는 복수 개의 유동홀이 형성되는 충전강관기둥.
제1항에 있어서,
상기 요철부재에 대응되는 음각부분을 형성하는 롤에 의해 압연되어 상기 강관본체에 복수 개의 상기 요철부재가 일체로 형성하는 것을 특징으로 하는 충전강관기둥.
제5항 내지 제10항 중 어느 한 항에 기재된 충전강관기둥; 및
상기 충전강관기둥에 형성된 상기 단부플레이트에 접합되어 연결되는 강관기둥;을 포함하고,
상기 충전강관기둥에 횡방향으로 설치되는 수평부재가 접합되는 것을 특징으로 하는 강관기둥구조체.
제11항에 있어서,
상기 충전강관기둥과 상기 강관기둥의 내부에 설치되고, 둘레방향으로 파형의 단면을 가지고 높이방향으로 나선형으로 꼬아진 형상의 나선형 보강강관;을 더 포함하는 강관기둥구조체.