KR102098028B1

KR102098028B1 - 폐단면 합성 기둥과 철골보 연결 구조 및 이의 시공 방법

Info

Publication number: KR102098028B1
Application number: KR1020170162580A
Authority: KR
Inventors: 김진원; 유창재; 정성기; 양지연; 최용희; 정해상; 최선영
Original assignee: 주식회사 포스코; 주식회사 포스코건설; 주식회사 호반건설; 주식회사 한라; 주식회사 한양; 주식회사 피컴스
Priority date: 2017-11-30
Filing date: 2017-11-30
Publication date: 2020-05-26
Also published as: KR20190063645A

Abstract

본 발명은 폐단면 합성 기둥과 철골보 연결 구조는, 접철강판 한 쌍이 상호 용접 결합되어 형성되는 내부공간을 갖는 사각 형상의 폐단면 강관 기둥; 상기 내부공간에 상기 폐단면 강관 기둥의 길이 방향을 따라 구비되는 스티프너; 상기 내부공간에서 상기 폐단면 강관 기둥의 길이 방향에 수직하는 방향으로 연장되게 상기 스티프너 또는 상기 폐단면 강관 기둥에 고정 구비되는 보강플랜지; 상기 폐단면 강관 기둥의 상기 내부공간에 채움되는 콘크리트; 및 상기 폐단면 강관 기둥의 테두리에서 대략 수직하는 방향으로 연장되고 상기 스티프너에 대응하는 위치의 구비되는 철골보;를 포함할 수 있다.

Description

폐단면 합성 기둥과 철골보 연결 구조 및 이의 시공 방법 {Connecting structure of Composite column and H-beam and manufacturing method thereof}

본 발명은 폐단면 합성 기둥과 철골보 연결 구조 및 이의 시공 방법에 관한 것이다.

최근 도시의 건축물은 한정된 부지를 효율적으로 이용하기 위해 고층화되어 왔으며, 고층건물은 구조계획의 측면에서 공간의 효율성 및 구조 안전성 확보를 위해 다양한 구조시스템을 요구하고 있다. 또한 최근 원자재의 가격상승과 인건비의 증가는 재료의 효율적 이용에 대한 연구개발을 촉진시키는 동기를 부여해 왔다.

콘크리트 충전강관 합성구조는 인장력을 부담하는 강관이 외측에 있고, 압축력을 주로 부담하는 콘크리트가 내측에 있어 강관이 내부 콘크리트를 구속하는 한편 콘크리트가 강관의 국부좌굴을 막아주는 효과에 의하여 강도, 연성 및 에너지 흡수능력이 우수한 구조형식이다. 또한 콘크리트 타설시 거푸집을 제거할 수 있어 시공비와 공사기간을 단축할 수 있는 장점이 있으며, 합성기둥을 채용함으로써 임대바닥면적의 증가로 인해 경제적 효과도 얻을 수 있다. 이러한 장점으로 고층건물을 비롯한 중저층 건축물에 합성기둥의 적용이 증가해 왔다. 그러나 폐단면 형태의 합성기둥은 기둥-보 접합부의 시공이 어렵고, 개발된 접합부의 종류도 다양하지 않으며, 폐단면 형태의 합성기둥과 보 접합부는 다이어프램을 보강하여 보에서 전달되는 하중을 기둥으로 전달시키는 구조를 형성해야만 한다.

한편, 콘크리트 충전강관 기둥은 강관 내부에 충전된 콘크리트가 강관의 국부좌굴변형을 억제하기 때문에 좌굴에 의한 강관의 내력저하를 방지한다. 또한 충전된 콘크리트는 강관에 의해 구속되어 있기 때문에 철근콘크리트 기둥이나 철골-철근콘크리트 기둥에서 나타나는 균열에 의한 콘크리트 탈락 없이 강도가 상승한다. 따라서 콘크리트 충전강관 기둥은 높은 내력특성 및 변형능력을 발휘하여 최대내력 이후에 대변형 영역까지 내력을 유지할 수 있다.

폐단면 기둥과 보 접합부에 있어서 모멘트에 의해 발생되는 보 플랜지의 응력으로 인해 폐단면 기둥 플랜지에 면외변형이 발생하게 된다. 이를 방지하기 위해 접합부의 응력집중이나 휨변형에 대한 보강 및 폐단면 기둥의 좌굴방지를 위한 다이아프램이 반드시 필요로 하게된다. 폐단면 기둥과 보 접합부를 구성하는 다이어프램은 외다이어프램, 내다이어프램, 관통형 다이어프램으로 구분된다.

외다이아프램은 폐단면 기둥외부에 수평플레이트를 용접하여 설치하는 방식으로써 용접이 쉬운 반면에 다이아프램의 크기가 커서 외부로 돌출되기 때문에 타 부재와 간섭이 생길수 있다. 그리고, 기둥면에 설치되는 거더의 단차가 발생할 때에는 각 레벨에 맞는 외다이어프램이 설치되어야 하기 때문에 접합부가 상당히 복잡해지고 시공오차가 발생할 경우 현장시공이 난해해지는 문제점이 있다.

관통형 다이아프램은 기둥을 절단한 후 다이아프램을 관통시켜서 용접하는 방식으로, 상대적으로 용접량이 많아 잘 사용이 되고 있지 않다.

반면에 내다이아프램은 강관내부에 용접으로 다이아프램을 설치하는 형식으로써 폐단면 기둥의 특성상 한쪽 면은 용접하기가 어렵다. ESW 라는 용접방식을 사용해야만 나머지 한쪽면을 용접할 수 있는데, 기계가 상대적으로 고가인데다가 국내에서는 장비를 보유하고 있지 않기 때문에 내부다이어프램을 적용하기는 사실상 불가능하다.

삭제

KR 10-1298476

본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 해소하기 위하여 제안된 것으로서, 4면의 용접이 필요하여 폐단면 기둥에 설치하기 어려운 내부다이어프램을 적용할 수 있는

도록 상세를 개선한 것이다. 내부다이어프램을 구성함에 있어서 폐단면 기둥에서 설치하기 어려운 한쪽면의 다이어프램 부분을 폐단면 기둥을 구성하는 외부 플랜지를 ㄷ형의 단위유닛을 적용하여 제작하는 방식으로 개선하고자 한다

본 발명은 접철강판 한 쌍이 상호 용접 결합되어 형성되는 내부공간을 갖는 사각 형상의 폐단면 강관 기둥; 상기 내부공간에 상기 폐단면 강관 기둥의 길이 방향을 따라 구비되는 스티프너; 상기 내부공간에서 상기 폐단면 강관 기둥의 길이 방향에 수직하는 방향으로 연장되게 상기 스티프너 또는 상기 폐단면 강관 기둥에 고정 구비되는 보강플랜지; 상기 폐단면 강관 기둥의 상기 내부공간에 채움되는 콘크리트; 및 상기 폐단면 강관 기둥의 테두리에서 수직하는 방향으로 연장되고 상기 스티프너에 대응하는 위치의 구비되는 철골보;를 포함하고, 상기 폐단면 강관 기둥은, 적어도 세 개의 절곡된 모서리를 갖고 한 면이 연결되지 않은 사각 기둥 형상의 접철강판 한 쌍이 상호 용접 결합되어 형성되고, 상기 연결되지 않은 한 면을 형성하도록 일부 돌출된 형상의 보조절곡부에는 보강부재가 추가로 결합되고, 한 쌍의 상기 접철강판이 상호 결합될 때, 각각의 상기 접철강판의 끝단부가 상기 보강부재의 단부에 올려진 형상으로 배치되어 용접결합되는 폐단면 합성 기둥과 철골보 연결 구조를 제공한다.

여기서, 상기 보강플랜지는 상기 스티프너와 길이 방향으로 겹치는 위치에 구비될 수 있다.

또한, 상기 보강플랜지는 상기 철골보와 길이 방향으로 겹치는 위치에 구비될 수 있다.

또한, 상기 보강플랜지는 적어도 2개가 구비될 수 있다.

또한, 복수의 상기 보강플랜지는 모두 상기 철골보와 길이 방향으로 겹치는 위치에 구비될 수 있다.

또한, 복수의 상기 보강플랜지의 사이에 상기 철골보가 구비될 수 있다.

또한, 복수의 상기 보강플랜지 중 일부는 상기 철골보와 길이 방향으로 겹치는 위치에 구비될 수 있다.

또한, 상기 보강플랜지에는 상기 폐단면 강관 기둥의 길이 방향으로 연장되는 스터드볼트가 구비될 수 있다.

또한, 상기 폐단면 강관 기둥은, 'ㄷ' 형상으로 절곡된 한 쌍의 접철강판이 상호 용접 결합되어 사각 기둥 형상으로 구비될 수 있다.

삭제

또한, 상기 폐단면 강관 기둥은, 상기 접철강판은 2개의 상기 보조절곡부를 구비하도록 네 개의 절곡된 모서리를 갖고, 상기 폐단면 강관 기둥은 2개의 접철강판에 구비되는 상기 보조절곡부 중 어느 하나가 상기 보강부재를 대체하면서 상호 맞댄 형상으로 배치되도록 용접결합될 수 있다.

또한, 상기 보강플랜지는 상기 폐단면 강관 기둥의 3개의 면에 용접 결합될 수 있다.

나아가, 본 발명은 폐단면 합성 기둥과 철골보 연결 구조를 활용한 폐단면 합성 기둥과 철골보 연결 구조 시공 방법이고, 'ㄷ' 형상으로 접철된 접철강판 한 쌍을 준비하는 단계; 상기 접철강판 각각의 내부에 길이 방향으로 스티프너를 용접 결합하고, 보강플랜지를 상기 접철강판의 3개의 면에 용접결합하는 단계; 상기 접철강판을 상호 용접결합하여 내부공간을 갖는 사각 형상의 폐단면 강관 기둥을 형성하는 단계; 폐단면 강관 기둥을 지반에 세우는 단계; 상기 폐단면 강관 기둥의 내부에 콘크리트를 채워 폐단면 합성 기둥을 제작하는 단계; 및 상기 폐단면 합성 기둥에 철골보를 용접결합하는 단계;를 포함하는 폐단면 합성 기둥과 철골보 연결 구조 시공 방법을 제공한다.

본 발명의 폐단면 합성기둥과 철골보을 적용할 경우, 현장시공이 간편해지므로 공기를 단축시킬 수 있고, 시공 중에 발생하는 시공오차를 쉽게 보정할 수 있어 안정적인 폐단면 기둥과 철골보 접합부를 구축할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐단면 합성 기둥과 철골보 연결 구조의 사시도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 폐단면 합성 기둥과 철골보 연결 구조의 단면사시도이고,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐단면 합성 기둥과 철골보 연결 구조의 평면도이고,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 폐단면 합성 기둥의 사시도이고,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 폐단면 합성 기둥의 단면도이고,
도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 일 실시예에 따른 폐단면 합성 기둥과 철골보 연결 구조의 수직단면도로, 보강플랜지와 철골보의 상대배치의 다양한 실시예를 도시한 것이고,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 보강플랜지에 스터드볼트가 추가로 구비되는 구조를 도시한 것이고,
도 8은 본 발명의 일 실시예의 변형에 따른 폐단면 합성 기둥의 사시도이고,
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 일 실시예의 변형에 따른 폐단면 합성 기둥의 단면도이고,
도 10a 및 도 10b는 본 발명의 일 실시예의 변형에 따른 단위 접철강판을 도시한 단면도이고,
도 11은 본 발명의 일 실시예의 변형에 따른 단위 접철강판에 보강부재가 결합된 형상을 도시한 단면도이다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니한다.

예를 들어, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 구성요소의 추가, 변경 또는 삭제 등을 통하여 본 발명의 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상의 범위 내에 포함된다고 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐단면 합성 기둥과 철골보 연결 구조의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 폐단면 합성 기둥과 철골보 연결 구조의 단면사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐단면 합성 기둥과 철골보 연결 구조의 평면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 폐단면 합성 기둥의 사시도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 폐단면 합성 기둥의 단면도이다.

도 1 내지 도 5를 참고하면, 일 실시예에 따른 폐단면 합성 기둥과 철골보 연결 구조(1000)는 폐단면 합성 기둥(100)과 폐단면 합성 기둥(100)에 대략 수직하게 가로방향으로 연결되는 철골보(600)를 포함한다. 철골보(600)는 H빔일 수 있다. 또한, 철골보(600)는 폐단면 합성 기둥(100)에 용접 또는 볼팅 결합될 수 있다.

폐단면 합성 기둥(100)은 외부가 강관 기둥(110)으로 구비되고 내부공간에 콘크리트(130)가 채워지는 구조이므로, 외부에 가로 방향으로 철골보(600) 등이 결합되면 강관 기둥(110)의 외부면이 전단력을 버티지 못하고 굴곡이 형성되는 등 파손이 발생할 수 있다는 문제가 있다.

이에 따라 본 실시예에서는 전단강성 및 휨 강성의 보완을 위해 사각 기둥 형상의 강관 기둥(110)을 형성하는 각 면의 내부에 스티프너(150)를 구비할 수 있다. 스티프너(150)는 강관 기둥(110)의 길이 방향으로 전체 길이에 걸쳐 구비되거나(도번 151과 같은 구조), 강관 기둥(110)의 전체 길이 중 철골보(600)가 구비되는 부분보다는 길지만 전체 길이는 아닌 적당한 정도의 길이로 구비될 수 있다(도번 152와 같은 구조).

그리고, 추가로 전단강성 및 휨 강성의 보완을 위해 강관 기둥(110) 또는 스티프너(150-151,152)에 용접 또는 볼팅 결합되는 보강플랜지(160)를 구비할 수 있다. 보강플랜지(160)는 폐단면 강관 기둥(110)의 길이 방향에 수직하는 방향으로 연장되게 구비될 수 있다.

보강플랜지(160)는 폐단면 강관 기둥(110)의 3개의 면에 용접 결합될 수 있다.

한편, 폐단면 강관 기둥(110)은 강판을 'ㄷ' 형상으로 접철하여 형성된 접철강판(111, 112) 한 쌍을 상호 용접 결합(140, 용접부)하여 사각 기둥 형상으로 형성할 수 있다. 그리고, 용접부(140)를 따라 전체 길이에 제1 스티프너(151)를 구비할 수 있다. 또한, 제1 스티프너(151)가 구비되지 않은 나머지 2개의 면에는 강관 기둥(110)의 전체 길이 중 철골보(600)가 구비되는 부분보다는 길지만 전체 길이는 아닌 적당한 정도의 길이로 제2 스티프너(152)가 구비될 수 있다. 물론, 제2 스티프너(152)도 강관 기둥(110)의 전체 길이에 걸쳐 구비될 수 있다.

도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 일 실시예에 따른 폐단면 합성 기둥과 철골보 연결 구조의 수직단면도로, 보강플랜지와 철골보의 상대배치의 다양한 실시예를 도시한 것이다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 폐단면 합성 기둥과 철골보 연결 구조(1000)는 철골보(600)가 결합되는 위치를 고려하여 보강플랜지(160)의 위치가 결정될 수 있다.

가령, 도 6a와 같이 보강플랜지(160)는 적어도 2개가 구비되고 모두 폐단면 강관 기둥(110)의 길이 방향으로 철골보(600)의 외측에 구비될 수 있다. 즉, 보강플랜지(160)는 모두 길이 방향으로 철골보(600)와 겹치지 않게 구비될 수 있다. 물론, 보강플랜지(160) 중 적어도 하나는 철골보(600)의 상단이나 하단과 대략 동일한 위치에 구비될 수 있다(도 6a의 우측 결합 부분).

또한, 도 6b와 같이 보강플랜지(160)는 적어도 2개가 구비되고 모두 폐단면 강관 기둥(110)의 길이 방향으로 철골보(600)의 내측에 구비될 수 있다. 즉, 보강플랜지(160)는 모두 길이 방향으로 철골보(600)와 겹치게 구비될 수 있다. 물론, 보강플랜지(160) 중 적어도 하나는 철골보(600)의 상단이나 하단과 대략 동일한 위치에 구비될 수 있다(도 6b의 우측 결합 부분).

또한, 도 6b와 같이 보강플랜지(160)는 적어도 2개가 구비되고 일부는 폐단면 강관 기둥(110)의 길이 방향으로 철골보(600)의 내측에, 나머지는 외측에 구비될 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 보강플랜지에 스터드볼트가 추가로 구비되는 구조를 도시한 것이다.

그리고, 본 발명의 일 실시예에 따른 폐단면 합성 기둥과 철골보 연결 구조(1000)는 보강플랜지(160)의 효율성을 높이기 위해, 보강플랜지(160)에 폐단면 강관 기둥(110)의 길이 방향으로 관통 구비되는 스터드볼트(165)가 구비되게 할 수 있다. 스터드볼트(165)를 구비하면 스터드볼트(165)와 콘크리트(130)의 접착 강성에 의해 강도가 더욱 향상될 수 있다.

그리고, 도 5에 개시된 일 실시예에 따른 폐단면 합성 기둥(100)은, 'ㄷ' 형상으로 접철된 접철강판(111, 112) 한 쌍을 준비하는 단계와, 접철강판(111, 112) 각각의 내부에 길이 방향으로 제2 스티프너(152)를 용접 결합하고, 보강플랜지(160)를 접철강판(111, 112)의 3개의 면에 각각 용접결합하는 단계와, 접철강판(111, 112)을 상호 맞댄 상태로 내측에 제1 스티프너(151)를 위치한 상태로 용접결합하여 용접부(140)에 제1 스티프너(151)가 연결되게 내부공간을 갖는 사각 형상의 폐단면 강관 기둥(110)을 형성하는 단계를 거쳐 만들어질 수 있다.

그리고, 완성된 폐단면 강관 기둥(100)은, 지반에 세워진 후, 폐단면 강관 기둥(100)의 내부에 콘크리트를 채워 폐단면 합성 기둥(100)을 시공하고, 폐단면 합성 기둥(100)에 철골보(600)를 용접결합하여 폐단면 합성 기둥과 철골보 연결 구조(1000)를 시공할 수 있다.

한편, 본 실시예에 따른 폐단면 합성 기둥과 철골보 연결 구조(1000)는 도 8 내지 도 15에 개시된 형상의 폐단면 합성 기둥(100')에 적용되는 것도 가능하다. 이하 상술한다.

도 8 내지 도 11을 참고하면, 본 발명의 일 실시예의 변형에 다른 폐단면 합성 기둥(100')은 강판을 사각 형상으로 접철하여 형성된 접철강판(111, 112) 한 쌍을 상호 용접 결합(140, 용접부)하여 형성한 폐단면 강관 기둥(110)의 내부에 콘크리트(130)를 채워 형성할 수 있다. 물론, 콘크리트(130)는 채움 후 양생 과정을 거쳐야 한다.

그리고, 접철강판(111, 112)은 폐단면 합성 기둥(100')의 강성 보강 및 콘크리트(130)와의 결합강도 향상을 의해 폐단면 강관 기둥(110)의 내부로 돌출되는 보조절곡부(111a, 112a)를 구비하고, 보조절곡부(111a, 112a)에는 추가 강성 보완을 위해 보강부재(121,122)가 결합될 수 있다.

이에 따라, 변형 실시예에 따른 폐단면 합성 기둥(100')은 일 실시예에 따른 폐단면 합성 기둥(100)의 제1 스티프너(151)의 위치에 보조절곡부(111a, 112a)와 보강부재(121,122)가 겹치게 결합되는 구조가 구비되므로 별도로 제1 스티프너가 필요하지 않게 된다는 차이가 있다. 그 외 보강플랜지(160)의 구비 및 결합 구성은 일 실시예(100)와 동일하므로 상세 설명은 생략한다.

여기서, 접철강판(111, 112)은 단면이 정사각형 형상으로 구비되고, 이에 따라 한 쌍의 접철강판(111, 112)이 상호 결합되어 형성된 폐단면 강관 기둥(110) 및 폐단면 합성 기둥(100)의 단면은 장변이 단변보다 2배 더 긴 사각형 형상으로 구비될 수 있다.

접철강판(111, 112)은 적어도 세 개의 절곡된 모서리를 갖고 한 면이 연결되지 않은 사각 기둥 형상으로 구비될 수 있다. 즉, 본 실시예에 따른 접철강판(111, 112)은 같은 사이즈의 세 면을 갖도록 강판을 접철하여 구비되며, 세 면 중 가운데 면을 제외한 양쪽의 마지막 면 중 어느 하나 또는 양쪽 모두에 다른 면보다 사이즈가 작은 크기를 갖도록 절곡 연장되는 적어도 1개의 보조절곡부(111a, 112a)를 구비할 수 있다. 즉, 사각 형상을 갖는 접철강판(111, 112)은, 네 면 중 한면은 열린형상, 즉, 인접하는 면까지 연결되지 못하고 면의 일부만 채우는 보조절곡부(111a, 112a)를 구비할 수 있다.

한 쌍의 접철강판(111, 112)의 상호 용접결합에 의해 폐단면 강관 기둥(110)이 형성될 수 있다.

접철강판(111, 112)은 네 면 중 한 면은 열린 형상, 즉, 한 면이 연결되지 않은 사각 기둥 형상으로 구비되며, 한 쌍의 접철강판(111, 112)은 열린 형상을 갖는 면끼리 상호 맞댄 형상으로 배치되어 접촉하는 부분이 기둥의 길이 방향으로 용접되어 용접부(140)를 형성하면서 상호 결합된다. 용접부(140)는 공수를 줄이기 위해 최소화하는 것이 좋으며, 본 실시예에서는 사각 형상의 접철강판(111, 112)가 상호 맞댄 상태에서 용접을 진행하므로, 용접부(140)는 도 5에 도시된 바와 같이 전면측과 후면측에 각각 1개씩 총 2개가 형성될 수 있다.

한편, 도 9a 및 도 10a를 참고하면, 한 쌍의 접철강판(111, 112)은 결합에 의해 완성되는 폐단면 강관 기둥(110)의 중심점을 기준으로 점대칭되도록 배치되어 용접결합될 수 있다. 이 경우는 접철강판(111, 112)이 각각 하나의 보조절곡부(111a, 112a) 만을 구비하는 경우이며, 접철강판(111, 112)는 보조절곡부(111a, 112a)가 연결되는 모서리에 보조절곡부(111a, 112a)가 구비되지 않은 단부가 배치되어 상호 용접결합된다.

그리고, 접철강판(111, 112)의 보조절곡부(111a, 112a)의 외측에는 추가로 강성을 보완하거나 용접을 보조하는 부재로 사용하기 위해 보강부재(121, 122)가 구비될 수 있다. 보강부재(121, 122)는 한 쌍의 접철강판(111, 112)이 상호 결합될 때, 각각의 접철강판(111, 112)의 끝단부가 보강부재(121, 122)의 단부에 올려진 형상으로 배치되어 용접결합될 수 있다. 이에 따라 용접결합시 접철강판(111, 112)의 위치를 잡기가 매우 용이하고 보강부재(121, 122)에 의해 추가 강성보완이 가능하다는 장점이 있다.

아울러, 도 9b 및 도 10b를 참고하면, 접철강판(111, 112)은 2개의 보조절곡부(111b, 112b)를 구비하도록 네 개의 절곡된 모서리를 갖을 수 있다. 이 경우에는 2개의 접철강판(111, 112)에 구비되는 보조절곡부(111b, 112b)가 상호 맞댄 형상으로 배치되도록 용접결합하여 폐단면 강관 기둥(110)을 형성할 수 있다. 이 경우에는 별도의 보강부재는 불필요하다.

한편, 도 11을 참고하면, 접철강판(111, 112)에 보강부재(121, 122)가 결합된 형상이 도시된다. 보강부재(121, 122)의 단부에는 접철강판(111, 112)이 올려지게 되므로, 폐단면 강관 기둥(110)의 외관을 고려하여 보강부재(121, 122)는 접철강판(111, 112)의 두께(d) 만큼 내측으로 이동된 상태로 결합될 수 있다.

아울러, 보강부재(121, 122)는 접철강판(111, 112)과 동일한 두께를 갖고 동일한 재질이거나, 다른 재질이더라도 상호 용접 결합이 가능하고 대략 유사한 두께를 갖도록 구비될 수 있다.

그리고, 도 9a에 게시된 일 실시예의 변형에 따른 폐단면 합성 기둥(100')은, 2개의 강판을 세 개의 모서리가 형성되도록 사각 형상으로 절곡하여 한 면이 연결되지 않은 사각 기둥 형상의 접철강판(111, 112) 한 쌍을 준비하는 단계와, 연결되지 않은 한 면을 형성하도록 일부 돌출된 형상의 보조절곡부(111a, 112a)에 보강부재(121, 122)를 추가로 결합하는 단계와, 보강부재(121, 122)가 구비되지 않은 나머지 면에 스티프너(150)와 보강플랜지(160)를 결합하는 단계와, 한 쌍의 접철강판(111, 112)을 각각의 접철강판(111, 112)의 끝단부가 보강부재(121, 122)의 단부에 올려진 형상으로 배치되도록 하여 접철강판(111, 112)의 길이방향으로 2개 부분을 용접결합하여 폐단면 강관 기둥(110)을 형성하는 단계 및 폐단면 강관 기둥(110)의 내부에 콘크리트를 채우고 양생하는 단계를 포함하여 제작될 수 있다.

또한, 도 9b에 게시된 일 실시예의 변형에 따른 폐단면 합성 기둥(100')은, 2개의 강판을 네 개의 모서리가 형성되도록 사각 형상으로 절곡하여 한 면이 연결되지 않은 사각 기둥 형상의 접철강판(111, 112) 한 쌍을 준비하는 단계(여기서, 연결되지 않은 한 면은 양쪽에서 일부 돌출된 형상의 보조절곡부(111b, 112b)에 의해 형성됨), 보조절곡부(111b, 112b)가 구비되지 않은 나머지 면에 스티프너(150)와 보강플랜지(160)를 결합하는 단계와, 한 쌍의 접철강판(111, 112)을 보조절곡부(111b, 112b)가 상호 맞댄 형태로 배치하여 접철강판(111, 112)의 길이방향으로 2개 부분을 용접결합하여 폐단면 강관 기둥(110)을 형성하는 단계 및 폐단면 강관 기둥(110)의 내부에 콘크리트를 채우고 양생하는 단계를 포함하여 제작될 수 있다.

상기에서는 본 발명에 따른 실시예를 기준으로 본 발명의 구성과 특징을 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상과 범위내에서 다양하게 변경 또는 변형할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게 명백한 것이며, 따라서 이와 같은 변경 또는 변형은 첨부된 특허청구범위에 속함을 밝혀둔다.

100, 100' : 폐단면 합성 기둥
110 : 폐단면 강관 기둥
111 : 제1 접철강판
112 : 제2 접철강판
111a, 112a : 보조절곡부
121, 122 : 보강부재
130 : 콘크리트
140 : 용접부
150 : 스티프너
600 : 철골보
1000 : 폐단면 합성 기둥과 철골보 연결 구조

Claims

접철강판 한 쌍이 상호 용접 결합되어 형성되는 내부공간을 갖는 사각 형상의 폐단면 강관 기둥;
상기 내부공간에 상기 폐단면 강관 기둥의 길이 방향을 따라 구비되는 스티프너;
상기 내부공간에서 상기 폐단면 강관 기둥의 길이 방향에 수직하는 방향으로 연장되게 상기 스티프너 또는 상기 폐단면 강관 기둥에 고정 구비되는 보강플랜지;
상기 폐단면 강관 기둥의 상기 내부공간에 채움되는 콘크리트; 및
상기 폐단면 강관 기둥의 테두리에서 수직하는 방향으로 연장되고 상기 스티프너에 대응하는 위치의 구비되는 철골보;를 포함하고,
상기 폐단면 강관 기둥은,
적어도 세 개의 절곡된 모서리를 갖고 한 면이 연결되지 않은 사각 기둥 형상의 접철강판 한 쌍이 상호 용접 결합되어 형성되고,
상기 연결되지 않은 한 면을 형성하도록 일부 돌출된 형상의 보조절곡부에는 보강부재가 추가로 결합되고,
한 쌍의 상기 접철강판이 상호 결합될 때, 각각의 상기 접철강판의 끝단부가 상기 보강부재의 단부에 올려진 형상으로 배치되어 용접결합되는 것을 특징으로 하는 폐단면 합성 기둥과 철골보 연결 구조.
제1항에 있어서,
상기 보강플랜지는 상기 스티프너와 길이 방향으로 겹치는 위치에 구비되는 폐단면 합성 기둥과 철골보 연결 구조.
제1항에 있어서,
상기 보강플랜지는 상기 철골보와 길이 방향으로 겹치는 위치에 구비되는 폐단면 합성 기둥과 철골보 연결 구조.
제1항에 있어서,
상기 보강플랜지는 적어도 2개가 구비되는 폐단면 합성 기둥과 철골보 연결 구조.
제4항에 있어서,
복수의 상기 보강플랜지는 모두 상기 철골보와 길이 방향으로 겹치는 위치에 구비되는 폐단면 합성 기둥과 철골보 연결 구조.
제4항에 있어서,
복수의 상기 보강플랜지의 사이에 상기 철골보가 구비되는 폐단면 합성 기둥과 철골보 연결 구조.
제4항에 있어서,
복수의 상기 보강플랜지 중 일부는 상기 철골보와 길이 방향으로 겹치는 위치에 구비되는 폐단면 합성 기둥과 철골보 연결 구조.
제1항에 있어서,
상기 보강플랜지에는 상기 폐단면 강관 기둥의 길이 방향으로 연장되는 스터드볼트가 구비되는 폐단면 합성 기둥과 철골보 연결 구조.
제1항에 있어서, 상기 폐단면 강관 기둥은,
'ㄷ' 형상으로 절곡된 한 쌍의 접철강판이 상호 용접 결합되어 사각 기둥 형상으로 구비되는 폐단면 합성 기둥과 철골보 연결 구조.
삭제
제1항에 있어서, 상기 폐단면 강관 기둥은,
상기 접철강판은 2개의 상기 보조절곡부를 구비하도록 네 개의 절곡된 모서리를 갖고,
상기 폐단면 강관 기둥은 2개의 접철강판에 구비되는 상기 보조절곡부 중 어느 하나가 상기 보강부재를 대체하면서 상호 맞댄 형상으로 배치되도록 용접결합되는 폐단면 합성 기둥과 철골보 연결 구조.
제1항에 있어서,
상기 보강플랜지는 상기 폐단면 강관 기둥의 3개의 면에 용접 결합되는 폐단면 합성 기둥과 철골보 연결 구조.
제1항 내지 제9항 및 제11항, 제12항 중 어느 한 항의 폐단면 합성 기둥과 철골보 연결 구조를 활용한 폐단면 합성 기둥과 철골보 연결 구조 시공 방법이고,
'ㄷ' 형상으로 접철된 접철강판 한 쌍을 준비하는 단계;
상기 접철강판 각각의 내부에 길이 방향으로 스티프너를 용접 결합하고, 보강플랜지를 상기 접철강판의 3개의 면에 용접결합하는 단계;
상기 접철강판을 상호 용접결합하여 내부공간을 갖는 사각 형상의 폐단면 강관 기둥을 형성하는 단계;
폐단면 강관 기둥을 지반에 세우는 단계;
상기 폐단면 강관 기둥의 내부에 콘크리트를 채워 폐단면 합성 기둥을 제작하는 단계; 및
상기 폐단면 합성 기둥에 철골보를 용접결합하는 단계;를 포함하는 폐단면 합성 기둥과 철골보 연결 구조 시공 방법.