KR102099504B1 - 철판절곡 기둥구조체 및 철판절곡 기둥구조체의 제조방법 - Google Patents

철판절곡 기둥구조체 및 철판절곡 기둥구조체의 제조방법 Download PDF

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    • E04C5/0604—Prismatic or cylindrical reinforcement cages composed of longitudinal bars and open or closed stirrup rods
    • E04C5/0618—Closed cages with spiral- or coil-shaped stirrup rod

Abstract

본 발명은 철판절곡 기둥구조체 및 철판절곡 기둥구조체의 제조방법에 관한 것으로, 철판절곡 기둥본체의 내부에 나선형으로 연장되게 권취되어 제조가 용이하면서 내측에 다수의 길이방향으로 철근이 부착된 나선형 철근보강 심재가 삽입되고 콘크리트가 타설되어 철판이 두껍지 않은 철판이 절곡된 기둥본체가 사용되어 비용이 저렴하게 되면서도 나선형 철근보강 심재도 롤상으로 권취된 이형철근을 나선형으로 철판절곡 기둥본체의 길이로 연장되게 형성시키고 외측에 다수의 기둥본체의 길이로 절단된 직선상의 철근을 부착시키고 나선형 철근보강 심재를 철판절곡 기둥본체의 내측에 용접고정시켜 철근보강 심재의 제조도 용이하게 되어 제조가가 저렴하게 되고 이러한 철근보강 심재의 제조를 현장으로 운반하여 설치할 수가 있게 되어 시공기간도 단축되는 것이 가능하고 내부에 설치된 나선형 철근보강 심재로 인하여 좌굴력에도 충분한 강도를 갖는 철판절곡 기둥구조체 및 철판절곡 기둥구조체의 제조방법에 관한 것이다.

Description

철판절곡 기둥구조체 및 철판절곡 기둥구조체의 제조방법 { Iron plate bending column structure and method for manufacturing an iron plate bending column structure }
본 발명은 철판절곡 기둥구조체 및 철판절곡 기둥구조체의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 구체적으로 설명하면, 철판절곡 기둥본체의 내부에 나선형으로 연장되게 권취되어 제조가 용이하면서 내측에 다수의 길이방향으로 철근이 부착된 나선형 철근보강 심재가 삽입되고 콘크리트가 타설되어 철판이 두껍지 않은 철판이 절곡된 기둥본체가 사용되어 비용이 저렴하게 되면서도 나선형 철근보강 심재도 롤상으로 권취된 이형철근을 나선형으로 철판절곡 기둥본체의 길이로 연장되게 형성시키고 외측에 다수의 기둥본체의 길이로 절단된 직선상의 철근을 부착시키고 나선형 철근보강 심재를 철판절곡 기둥본체의 내측에 용접고정시켜 철근보강 심재의 제조도 용이하게 되어 제조가가 저렴하게 되고 이러한 철근보강 심재의 제조를 현장으로 운반하여 설치할 수가 있게 되어 시공기간도 단축되는 것이 가능하고 내부에 설치된 나선형 철근보강 심재로 인하여 좌굴력에도 충분한 강도를 갖는 철판절곡 기둥구조체 및 철판절곡 기둥구조체의 제조방법에 관한 것이다.
CFT(Concrete Filled steel Tube)는 강관에 콘크리트를 충전하여 강관이 콘크리트를 구속하도록 한 콘크리트충전강관을 말하며, CFT를 골조 중 기둥에 채용하여 고축력에 저항하도록 한 구조를 CFT구조라 한다.
이러한 CFT 구조는 강성, 내력, 변형 등 구조적으로 안정하고 내화, 시공, 비용 등에서 우수한 장점을 가지므로, 이를 현장에 적용하기 위해 다양한 연구가 진행되고 있는 실정이다.
RC(Reinforced Concrete)구조는 철근과 콘크리트가 일체화된 구조로서, 현장에서 습식의 콘크리트가 타설되기 때문에 일체성 확보에 유리한 구조이다. 다만, 습식의 콘크리트를 타설하기 위해 거푸집, 동바리 등 각종 가설재 설치작업이 수반되므로 현장작업이 번거롭다는 단점이 있다.
상기와 같은 CFT구조(CFT기둥)와 RC구조(RC보 또는 RC슬래브)를 적절히 접목시키면 양 구조의 단점을 상쇄하면서 장점에 따른 상승효과를 기대할 수 있을 것이다.
한편, CFT기둥과 RC부재(RC보 또는 RC슬래브)의 접합부는 중력하중에서 기인하는 전단력을 RC부재에서 CFT기둥으로 원활하게 전달할 수 있도록 설계되어야 하므로, 접합부에는 어떤 형식으로든 전단에 저항하기 위한 전단키(Shear Key)의 도입이 고려되어야 하고, 특히, CFT기둥과 RC무량판의 접합부의 경우에는 전단키가 충분히 마련되지 않는다면 펀칭전단에 의한 파괴가 일어난다.
도 1은 종래의 방법에 따라 완성한 CFT기둥과 RC부재의 접합부를 보여주는데, 도시하고 있는 바와 같이 종래에는 철골기둥과 마찬가지로 2~3개층 높이를 1절의 시공단위로 하여 CFT기둥을 시공하고 1절의 CFT기둥 중간에서 강관기둥 외표면에 RC부재를 시공하는 형태로 완성하여 왔다. 도 1(a)는 강관기둥 외표면에 브라켓을 접합한 후 브라켓의 RC부재에 매입시키는 방법으로 접합부를 구성한 예이고, 도 1(b)는 강관기둥 외표면에 스터드를 접합하여 RC부재에 매입되도록 하면서 RC부재에 매입된 철근이 강관기둥을 관통하도록 배근시키는 방법으로 접합부를 구성한 예이다.
하지만, 도 1(a)와 같은 접합부의 구성은 전단키로 브라켓만을 마련하여 강관기둥에 브라켓을 직접 용접하기 때문에, 용접에 따른 강관기둥의 변형 문제와 용접불량시의 안정성 문제가 우려된다. 또한, 도 1(b)의 접합부의 구성은 전단키로 스터드 외에 관통배근철근을 마련하고 서로 보완하도록 하고 있지만, 강관기둥에 구멍을 가공해야 하므로 추가가공에 따른 제작공정상의 불편함이 우려되며 아울러 용접접합에 따른 강관기둥의 변형 문제가 여전히 우려된다.
이러한 문제점을 해결하기 위해, 도 2에 도시된 등록특허 10-0955657에는, (a)강관기둥을 기둥위치에 설치하고, RC보 또는 RC슬래브의 시공을 위한 수평거푸집과 동바리를 설치하는 단계; (b)다수개가 서로 평행하게 이격 배치된 수직철근, 상기 다수개의 수직철근을 둘러 감으면서 결속 설치된 수평띠철근, 상기 다수개의 수직철근 중간에서 수평으로 가로지르도록 배치되어 상기 수직철근 또는 수평띠철근에 구속 설치되는 한편 다수개가 서로 평행하게 이격 배치된 수평철근, 상기 다수개의 수평철근을 둘러 감으면서 결속 설치된 수직띠철근이 하나의 집합체로 조립된 철근조립체를 설치하되, 철근조립체의 수직철근 하부가 강관기둥에 끼워지면서 철근조립체의 수평철근이 수평거푸집 위로 배치되도록 설치하는 단계; (c)강관기둥 내부와 수평거푸집 위로 콘크리트 타설하되, 철근조립체의 수평철근이 완전히 매입되면서 철근조립체의 수직철근 상부가 노출되도록 타설하는 단계; 그리고, (d)노출된 철근조립체의 수직철근 상부를 수용하면서 콘크리트 표면 위로 강관기둥을 설치하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 선조립철근을 이용한 CFT기둥과 RC부재의 접합부 시공방법을 제공하는 발명이 제안된 바가 있으나, 상기 방식은 철근조립체의 제조에 많은 시간이 걸리고 비교적 두꺼운 두께를 갖는 강관을 사용하여야 하므로 고가의 제조비용이 소요되는 것은 물론이고, 기둥자체가 좌굴력에 취약하게 되는 문제점이 있었다.
등록특허 10-0955657
본 발명의 목적은, 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 철판절곡 기둥본체의 내부에 나선형으로 연장되게 권취되어 제조가 용이하면서 내측에 다수의 길이방향으로 철근이 부착된 나선형 철근보강 심재가 삽입되고 상기 철판절곡 기둥본체의 내측면에 상기 나선형 철근보강 심재가 용접고정되고 상기 철판절곡 기둥본체의 내부에 콘크리트가 타설되어 철판의 두께가 두껍지 않은 철판이 절곡된 기둥본체가 사용되어 비용이 저렴하게 되면서도 나선형 철근보강 심재도 롤상으로 권취된 이형철근을 나선형으로 철판절곡 기둥본체의 길이로 연장되게 형성시키고 외측에 다수의 기둥본체의 길이로 절단된 직선상의 철근을 부착시켜 철근보강 심재의 제조도 용이하게 되어 제조가가 저렴하게 되고 이러한 철근보강 심재의 제조를 현장으로 운반하여 설치할 수가 있게 되어 시공기간도 단축되는 것이 가능하고 내부에 설치된 나선형 철근보강 심재로 인하여 좌굴력에도 충분한 강도를 갖는 철판절곡 기둥구조체 및 철판절곡 기둥구조체의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 이러한 목적은, 나선형으로 권취되면서 철판절곡 기둥본체의 길이로 연장된 나선형 연장철근과 상기 나선형 연장철근의 내측에 고정된 철판절곡 기둥본체의 길이로 연장된 다수의 직선철근을 갖는 나선형 철근보강 심재와, 상기 나선형 철근보강 심재가 내부에 수납되는 수납공간이 형성되고 철판이 절곡된 한 쌍의 철판절곡 기둥본체와, 상기 철판절곡 기둥본체의 내측면에 접촉되는 상기 나선형 철근보강 심재의 일부의 외측면이 용접고정되고 상기 한 쌍의 철판절곡 기둥본체가 서로 접하는 부분의 외측면이 용접되어 합성기둥본체로 제조되고, 상기 합성기둥본체의 내측면에 콘크리트몰탈이 타설되어 경화된 콘크리트부를 포함하는 본 발명에 따른 철판절곡 기둥구조체에 의하여 달성된다.
본 발명의 이러한 목적은, 나선형으로 권취되어 철판절곡 기둥본체의 길이로 연장된 나선형 연장철근과 상기 나선형 연장철근의 내측에 고정된 철판절곡 기둥본체의 길이로 연장된 다수의 직선철근을 갖는 나선형 철근보강 심재와, 상기 나선형 철근보강 심재가 내부에 수납되는 수납공간이 형성되고 철판이 절곡되어 단변부가 형성된 한 쌍의 철판절곡 기둥본체를 절곡성형시키는 단계와, 일측의 철판절곡 기둥본체의 내측면에 상기 나선형 철근보강 심재를 배치시키고, 상기 나선형 철근보강 심재가 상기 철판절곡 기둥본체의 내측면에 접하는부분을 용접하여 상기 철판절곡 기둥본체와 나선형 철근보강 심재를 일체로 고정시키는 단계와, 일측 철판절곡 기둥본체와 나선형 철근보강 심재가 용접고정된 상태에서 다른 철판절곡 기둥본체의 상기 단변부를 맞닿게 씌우고 상기 서로 접하는 단변부를 따라서 길이방향으로 용접을 수행하여 한 쌍의 철판절곡 기둥본체와 나선형 철근보강 심재를 용접조립하여 합성기둥본체가 형성되는 단계와, 상기 합성기둥본체의 상기 수납공간의 내부로 콘크리트몰탈이 투입되고 경화되어 상기 철판절곡 기둥본체와 나선형 철근보강 심재와 콘크리트부가 일체로 경화되는 단계를 포함하는 본 발명에 따른 철판절곡 기둥구조체의 제조방법에 의하여 달성된다.
본 발명에 따른 철판절곡 기둥구조체 및 철판절곡 기둥구조체의 제조방법은, 나선형으로 권취되면서 철판절곡 기둥본체의 길이로 연장된 나선형 연장철근과 상기 나선형 연장철근의 내측에 고정된 철판절곡 기둥본체의 길이로 연장된 다수의 직선철근을 갖는 나선형 철근보강 심재와, 상기 나선형 철근보강 심재가 내부에 수납되는 수납공간이 형성되고 철판이 절곡된 한 쌍의 철판절곡 기둥본체와, 상기 철판절곡 기둥본체의 내측면에 접촉되는 상기 나선형 철근보강 심재의 일부의 외측면이 용접고정되고 상기 한 쌍의 철판절곡 기둥본체가 서로 접하는 부분의 외측면이 용접되어 합성기둥본체로 제조되고, 상기 합성기둥본체의 내측면에 콘크리트몰탈이 타설되어 경화된 콘크리트부를 포함하여, 철판의 두께가 두껍지 않은 철판이 절곡된 철판절곡 기둥본체가 사용되어 비용이 저렴하게 되면서도 나선형 철근보강 심재도 롤상으로 권취된 이형철근을 나선형으로 권취시켜 철판절곡 기둥본체의 길이로 연장되게 형성시키고 외측에 다수의 기둥본체의 길이로 절단된 직선상의 철근을 부착시켜 철근보강 심재의 제조도 용이하게 되어 제조가가 저렴하게 되고 이러한 철근보강 심재의 제조를 현장으로 운반하여 설치할 수가 있게 되어 시공기간도 단축되는 것이 가능하고 내부에 설치된 나선형 철근보강 심재로 인하여 좌굴력에도 충분한 강도를 갖는 우수한 효과가 있다.
도 1a,1b는 종래의 CFT기둥과 RC부재의 접합부가 도시된 개략적인 종단면도
도 2는 종래의 다른 CFT기둥과 RC부재의 접합부가 도시된 개략적인 종단면도
도 3a, 3b, 3c는 본 발명의 제1실시예에 따른 철판절곡 기둥구조체의 사시도 및 분해 사시도, 및 개략적인 부분 평면도
도 4a,4b는 본 발명의 제1실시예에 따른 철판절곡 기둥구조체의 개략적인 종단면도 및 횡단면도
도 5는 본 발명에 따른 철판절곡 기둥구조체의 제조방법의 공정도
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 철판절곡 기둥구조체의 합성기둥본체의사시도
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 철판절곡 기둥구조체의 합성기둥본체의 분해 사시도
도 8은 도 6의 I-I선을 따라 취한 개략적인 횡단면도
도 9는 도 6의 II-II선을 따라 취한 개략적인 종단면도
본 발명의 제1실시예에 따른 철판절곡 기둥구조체(A)는, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 나선형으로 권취되어 철판절곡 기둥본체의 길이로 연장된 나선형 연장철근(11)과 상기 나선형 연장철근의 내측에 고정된 철판절곡 기둥본체의 길이로 연장된 다수의 직선철근(12)을 갖는 나선형 철근보강 심재(1)와, 상기 나선형 철근보강 심재(1)가 내부에 수납되는 수납공간(21)이 형성되고 철판이 절곡된 철판절곡 기둥본체(2)와, 상기 철판절곡 기둥본체(2)의 내측면에 접촉되는 상기 나선형 철근보강 심재(1)의 일부의 외측면(1a)이 상기 철판절곡 기둥본체(2)의 내측면(2a)에 부분용접부(W1)로 용접고정되고 상기 한 쌍의 철판절곡 기둥본체(2)가 서로 접하는 부분의 외측면(2b)의 맞닿는 단부가 길이용접부(W2)로 용접된 합성기둥본체(3)와, 상기 합성기둥본체(3)의 내측의 수납공간(21)에 콘크리트몰탈이 타설되어 경화되는 콘크리트부(4)를 포함한다.
상기 나선형 연장철근(11)은 외표면에 콘크리트몰탈의 부착이 용이하게 불규칙적인 표면을 갖는 이형철근이 사용되며, 상기 이형철근은 롤상으로 권취된 상태에서 상기 철판절곡 기둥본체(2)의 수납공간(21)내에 삽입이 되면서 접촉하는 직경을 갖게 나선형으로 권취되는 상태에서 상기 철판절곡 기둥본체(2)의 길이만큼 제조되고 절단되므로, 대단히 용이하게 나선형 연장철근(11)을 제조할 수가 있게 되므로 그 만큼 생산성이 향상되게 되는 것이다.
상기 직선철근(12)은 철판절곡 기둥본체(2)의 길이보다 약간 작게 절단되어 상기 나선형 연장철근(11)의 내측에 철사나 용접 등으로 고정되게 되는 것이다.
이와 같이 나선형 연장철근(11)의 외표면에 고정된 다수의 직선철근(12)으로 이루어진 나선형 철근보강 심재(1)는 그 제조과정이 대단히 신속하게 이루어지므로 생산성이 월등하게 향상되며 제조가도 저렴하게 되게 되는 것이다.
상기 나선형 철근보강 심재(1)의 중간과 양단부에는 X 자형의 연결대(13)가 설치되어 상기 나선형 연장철근(11)과 다수의 직선철근(12)을 일체로 연결시켜 주고 상기 연결대(13)는 철판절곡 기둥본체(2)의 내측면(2a)에 모서리용접부(W3)로 용접고정되어, 상기 나선형 철근보강 심재(1)와 철판절곡 기둥본체(2)를 일체로 연결시켜 주는 기능을 수행한다.
상기 철판절곡 기둥본체(2)도 두께가 3~ 30 mm 의 철판을 절곡하여 사용되며, 본 실시예에서는 두께가 10 mm 의 철판이 사용되어 절곡되게 되므로 철판절곡 기둥본체(2)의 제조가도 철골기둥에 비하여 현저하게 낮아질 수가 있게 되므로 좋은 품질에 비하여 가격이 저렴하므로 가격경쟁력이 향상되는 것이다. 본 발명에서 상기 철판절곡 기둥본체(2)는, 장변부(22)와 상기 장변부(22)의 양단부에서 직각으로 절곡된 길이가 짧은 2개의 단변부(23)로 이루어진 비대칭 'ㄷ'형강(20)이 서로 용접되어 형성되고, 본 실시예에서, 상기 비대칭 'ㄷ'형강(20)의 상기 단변부(23)도 서로 길이가 다른 단변부(23)로 이루어져 있다.
상기 철판절곡 기둥본체(2)는 한 쌍으로 분할된 상태로 형성되므로, 일측의 철판절곡 기둥본체(2)의 내측면(2a)에 상기 나선형 철근보강 심재(1)의 일부의 외측면(1a)이 접하는 부분이 상기 철판절곡 기둥본체(2)의 내측면(2a)에 부분용접부(W1)로 용접고정되고, 다른 철판절곡 기둥본체(2)의 분리된 단부가 서로 접하게 배치되고 접하는 상기 단부가 길이방향으로 길이용접부(W2)로 용접고정되는 구조를 갖게 되는 것이다.
상기 철판절곡 기둥본체(2)와 나선형 철근보강 심재(1)를 일체로 고정시키게 되므로서 상기 철판절곡 기둥본체(2)와 나선형 철근보강 심재(1)는 가해지는 인장하중과 절단하중 및 비틀림하중과 같은 하중을 견고하게 지지하는 기능을 수행한다.
이와 같이 서로 분할되어 있는 한 쌍의 철판절곡 기둥본체(2)와 나선형 철근보강 심재(1)를 용접조립하여 합성기둥본체(3)를 제조하는 과정을 포함하는 본 발명에 따른 철판절곡 기둥구조체의 제조방법을 구체적으로 설명한다.
나선형으로 권취되어 철판절곡 기둥본체의 길이로 연장된 나선형 연장철근(11)과 상기 나선형 연장철근의 내측에 고정된 철판절곡 기둥본체의 길이로 연장된 다수의 직선철근(12)을 갖는 나선형 철근보강 심재(1)와, 상기 나선형 철근보강 심재(1)가 내부에 수납되는 수납공간(21)이 형성되고 철판이 절곡된 한 쌍의 철판절곡 기둥본체(2)를 절곡성형하는 단계를 가지며, 그리고, 일측의 철판절곡 기둥본체(2)의 내측면(2a)에 상기 나선형 철근보강 심재(1)를 배치시킨다. 이 상태에서, 상기 나선형 철근보강 심재(1)가 상기 철판절곡 기둥본체(2)의 내측면(2a)에 접하는 부분, 예를 들면, 나선형 연장철근(11)의 일부 접촉하는 접촉부(11a)의 2곳과, 상기 연결대(13)의 단부(13a)가 접촉하며, 이 부분을 용접하여 상기 철판절곡 기둥본체(2)와 나선형 철근보강 심재(1)를 일체로 고정시킨다.
이와 같이 일측 철판절곡 기둥본체(2)와 나선형 철근보강 심재(1)가 용접고정된 상태에서 다른 철판절곡 기둥본체(2)의 상기 단변부(23)를 맞닿게 씌우고 상기 서로 접하는 단변부(23)를 따라서 길이방향으로 용접을 수행하여 길이용접부(W2)를 용접하면, 한 쌍의 철판절곡 기둥본체(2)와 나선형 철근보강 심재(1)를 용접조립하여 합성기둥본체(3)가 완성되게 되는 것이다.
이와 같이 상기 합성기둥본체(3)가 완성된 상태에서, 상기 수납공간(21)의 내부로 콘크리트몰탈이 투입되고 경화되어 상기 철반절곡 기둥본체(2)와 나선형 철근보강 심재(1)와 콘크리트부(4)가 일체화되게 되어 보다 높은 강도를 유지할 수가 있게 되는 것이다. 즉, 콘크리트부(4)는 구조물의 압축강도를 충분하게 견딜 수가 있으며, 상기 합성기둥본체(3)는 구조물에서 가해지는 전단강도나 비틀림강도를 충분분하게 견디는 것이 가능하게 되는 것이다.
이상과 같이, 본 발명에 따른 철판절곡 기둥구조체 및 그 제조방법은, 나선형으로 권취되면서 철판절곡 기둥본체의 길이로 연장된 나선형 연장철근과 상기 나선형 연장철근의 내측에 고정된 철판절곡 기둥본체의 길이로 연장된 다수의 직선철근을 갖는 나선형 철근보강 심재와, 상기 나선형 철근보강 심재가 내부에 수납되는 수납공간이 형성되고 철판이 절곡된 한 쌍의 철판절곡 기둥본체와, 상기 철판절곡 기둥본체의 내측면에 접촉되는 상기 나선형 철근보강 심재의 일부의 외측면이 용접고정되고 상기 한 쌍의 철판절곡 기둥본체가 서로 접하는 부분의 외측면이 용접되어 합성기둥본체로 제조되고, 상기 합성기둥본체의 내측면에 콘크리트몰탈이 타설되어 경화된 콘크리트부를 포함하여, 철판의 두께가 두껍지 않은 철판이 절곡된 철판절곡 기둥본체가 사용되어 비용이 저렴하게 되면서도 나선형 철근보강 심재도 롤상으로 권취된 이형철근을 나선형으로 권취시켜 철판절곡 기둥본체의 길이로 연장되게 형성시키고 외측에 다수의 기둥본체의 길이로 절단된 직선상의 철근을 부착시켜 철근보강 심재의 제조도 용이하게 되어 제조가가 저렴하게 되고 이러한 철근보강 심재의 제조를 현장으로 운반하여 설치할 수가 있게 되어 시공기간도 단축되는 것이 가능하고 내부에 설치된 나선형 철근보강 심재로 인하여 좌굴력에도 충분한 강도를 갖게 되는 것이다.
본 발명의 제2실시예에 따른 철판절곡 기둥구조체(A)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 철판절곡 기둥본체(2)는 장변부(22)와 길이가 짧은 상기 장변부(22)에서 직각으로 절곡된 단변부(23)로 이루어진 비대칭 'ㄷ'형강(20)의 2개가 용접되고, 본 실시예에서, 상기 비대칭 'ㄷ'형강(20)의 상기 단변부(23)도 서로 길이가 다른 단변부(23)로 이루어져, 제1실시예와 동일하게 형성되어 있다.
상기 절곡된 짧은 길이의 단변부(23)는 용접을 위한 경사면(23a)이 형성되고, 철판절곡 기둥본체(2)의 각 모서리부(2c)에 좌굴력 지지철근(14)이 일정간격으로 이격되게 용접되고, 상기 다수의 좌굴력 지지철근(14)이 모서리부(2c)에 일정간격으로 이격되게 용접된 철판절 기둥본체(2)의 개방된 방향의 단변부(23)의 경사면(23a)이 맞닿게 배치하고 상기 맞닿은 경사면(23a)상에 용접홈(24a)이 길이방향으로 형성되고, 상기 용접홈(24a)을 따라서 길이방향으로 용접하여 길이용접부(W2)가 형성되어 있다.
본 발명의 제2실시예에 따른 철판절곡 기둥구조체(A)는 철판절곡 기둥본체(2)와 상기 철판절곡 기둥본체(2)의 모서리부(2c)에 용접된 다수의 좌굴력 지지철근(14)과 함께 합성기둥본체(3')를 구성한다.
상기 철판절곡 기둥본체(2)는, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 장변부(22)와, 상기 장변부(22)의 양단부에서 직각으로 절곡된 2개의 모서리부(2c)에서 연장된 단변부(23)와, 상기 단변부(23)의 단부에서 경사지게 절단된 경사면(23a)과, 상기 장변부(22)에 대향되는 부분에 형성되는 개방된 수납공간(21)과, 상기 모서리부(2c)를 가로질러 상기 장변부(22)와 단변부(23)에 양단부가 용접고정되며 일정간격으로 이격되게 설치되는 상기 모서리부(2c)를 지지하는 다수의 좌굴력 지지철근(14)을 포함한다.
상기 철판절곡 기둥본체(2)의 제조에 사용되는 철판의 두께는 3mm~ 30mm 를 갖는 철판이 사용된다.
본 실시예에서, 상기 철판절곡 기둥본체(2)의 길이는 4m, 철판절곡 기둥본체(2)의 두께는 5mm, 장변부(22)의 길이는 400mm, 단변부(23)의 길이는 200mm, 상기 좌굴력 지지철근(14)의 이격거리는 300mm 로 설치되었다.
이와 같은 상기 철판절곡 기둥본체(2)이 수납공간(21)이 형성되게 배치되고, 이와 같이 철판절곡 기둥본체(2)의 수납공간(21)이 서로 이웃하여 접한 단변부(23)의 경사면(23a)이 서로 협동하여 용접홈(24a)을 형성하게 되고 이와 같은 용접홈(24a)상에 2개의 용접헤드를 갖는 용접기계(도시되지 않음)가 작동하여 서로 경사면(23a)이 이웃하여 접하여 용접홈(24a)이 형성된 용접홈(24a)을 용접처리를 수행하여 길이용접부(W2)로 연결되는 구조이다.
이와 같이 제조된 철판절곡 기둥구조체(A)가 기둥보로 사용될 경우에는 내부에 철큰과 콘크리트가 타설되어 압축하중에 충분한 강도를 갖는 압축하중을 견딜 수가 있게 되는 것이며, 철판절곡 기둥본체(2)에 의하여 인장하중이나 전단하중에도 충분한 강도를 갖을 수가 있게 되는 것이다.
이상과 같이 제조된 본 발명의 제2실시예에 따른 철판절곡 기둥구조체(A)는, 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 좌굴력(비틀림력)이 철판절곡 기둥구조체(A)에 가해질 경우에, 철판절곡 기둥본체(2)는 좌굴력이 화살표방향으로 가해지더라도, 이점쇄선으로 도시된 바와 같이, 철판절곡 기둥본체(2)의 장변부(22)와 단변부(23)가 좌굴력에 따라 변형이 이루어지지 않고, 실선으로 도시된 바와 같이, 철판절곡 기둥본체(2)의 장변부(22)와 단변부(23)가 좌굴력에 따라 비틀림변형이 가해지는 힘을 길이방향으로 모서리부(2c)를 가로질러 고정설치된 다수의 좌굴력 지지철근(14)이 감당하면서 철판절곡 기둥본체(2)의 장변부(22)와 단변부(23)가 좌굴력에 따라 변형되지 않게 버틸 수가 있게 지지되게 되는 것이다.
만일에 커다란 좌굴력이 가해지게 되어 철판절곡 기둥본체(2)가 변형되게 된다고 하더라도 1차적으로 상기 철판절곡 기둥본체(2)의 내측에 설치되어 있던 다수의 좌굴력 지지철근(14)이 먼저 휘어지거나 철판절곡 기둥본체(2)에서 이탈되게 변형되어 일차로 좌굴력을 흡수하면서 철판절곡 기둥본체(2)이 2차로 변형되므로, 철판절곡 기둥본체(2)의 좌굴력에 의한 변형은 최소로 되게 되므로 피해를 최소로 할 수 있게 되며, 일반적인 상태에서는 좌굴력이 가해지더라도 그대로 형태의 변형이 없이 견고하게 유지될 수가 있게 되는 것이다.
또한, 본 발명의 제2실시예에 따른 철판절곡 기둥구조체(A)는, 철판을 절곡시키고 이와 같이 철판이 절곡된 상태에서 좌굴력 지지철근(14)이 용접설치가 되게 되므로 철판의 두께가 감소되게 되므로 제조가 용이하게 되고 따라서 제조비용이 절감되게 되어 일반 건축주와 같은 수요자들도 용이하게 구매하는 것이 가능하게 되는 것이고, 간단하게 철판절곡 기둥본체(2)의 단변부(23)의 경사면(23a)이 서로 협동하여 용접홈(24a)을 형성하게 되고 이와 같은 용접홈(24a)상에 2개의 용접헤드를 갖는 용접기계(도시되지 않음)가 1회의 용접작업을 수행하게 작동하여 서로 경사면(23a)이 이웃하여 접하여 용접홈(24a)이 형성된 용접홈(24a)을 용접처리를 수행하여 길이용접부(W2)로 연결되게 되므로 간단하게 용접작업도 수행되게 되는 것이다.
본 발명에 따른 철판절곡 기둥구조체 및 그 제조방법은 일반적인 합성보의 제조산업에서 동일한 제품을 반복적으로 제조하는 것이 가능하고 동일한 제조방법을 반복적으로 수행하는 것이 가능하다고 할 것이므로 산업상 이용가능성이 있는 발명이라고 할 것이다.
A : 철판절곡 기둥구조채 W1 : 부분용접부
W2 : 길이용접부 W3 : 모서리용접부
1 : 심재 1a : 심재의 일부의 외측면
11 : 연장철근 11a : 접촉부
12 : 직선철근 13 : 연결대
13a : 단부 14 : 지지철근
2 : 철판절곡 기둥본체 2a : 내측면
2b : 외측면 2c : 모서리부
21 : 수납공간 22 : 장변부
23 : 단변부 23a : 경사면
24a : 용접홈 3, 3' : 합성기둥본체
4 : 콘크리트부

Claims (5)

  1. 철판절곡 기둥구조체(A)에 있어서,
    상기 철판절곡 기둥구조체(A)는, 나선형으로 권취되어 철판절곡 기둥본체의 길이로 연장된 나선형 연장철근(11)과 상기 나선형 연장철근의 내측에 고정된 철판절곡 기둥본체의 길이로 연장된 다수의 직선철근(12)을 갖는 나선형 철근보강 심재(1)와,
    상기 나선형 철근보강 심재(1)가 내부에 수납되는 수납공간(21)이 형성되고 철판이 절곡된 철판절곡 기둥본체(2)와,
    상기 철판절곡 기둥본체(2)의 내측면에 접촉되는 상기 나선형 철근보강 심재(1)의 일부의 외측면(1a)이 상기 철판절곡 기둥본체(2)의 내측면(2a)에 용접고정되고 상기 한 쌍의 철판절곡 기둥본체(2)가 서로 접하는 부분의 외측면(2b)의 맞닿은 단부가 용접된 합성기둥본체(3)와,
    상기 합성기둥본체(3)의 내측의 수납공간(21)에 콘크리트몰탈이 타설되어 경화되는 콘크리트부(4)를 포함하고,
    상기 나선형 연장철근(11)은 외표면에 콘크리트몰탈의 부착이 용이하게 불규칙적인 표면을 갖는 이형철근이 사용되며, 상기 이형철근은 롤상으로 권취된 상태에서 상기 철판절곡 기둥본체(2)의 수납공간(21)내에 삽입이 되면서 접촉하는 직경을 갖게 나선형으로 권취되는 상태에서 상기 철판절곡 기둥본체(2)의 길이만큼 제조되고 절단되고, 상기 나선형 철근보강 심재(1)의 중간과 양단부에는 X 자형의 연결대(13)가 설치되어 상기 나선형 연장철근(11)과 다수의 직선철근(12)을 일체로 연결시켜 주고 상기 연결대(13)는 철판절곡 기둥본체(2)의 내측면(2a)에 용접고정되고,
    상기 철판절곡 기둥본체(2)도 두께가 3~ 30 mm 의 철판을 절곡하여 사용되며, 상기 철판절곡 기둥본체(2)는, 장변부(22)와 상기 장변부(22)에서 직각으로 절곡된 길이가 짧은 2개의 단변부(23)로 이루어진 'ㄷ'형강(20)이 2개가 단변부(23)에서 서로 용접되어 형성되고,
    상기 'ㄷ'형강(20)의 장변부(22)와, 상기 장변부(22)의 양단부에서 직각으로 절곡된 2개의 모서리부(2c)에서 연장된 단변부(23)를 갖게 절곡성형되고, 상기 절곡된 단변부(23)의 단부는 용접을 위한 경사면(23a)이 형성되고, 상기 단변부(23)의 경사면(23a)이 맞닿게 배치하고 상기 맞닿은 경사면(23a)상에 용접홈(24a)이 길이방향으로 형성되고, 상기 용접홈(24a)을 따라서 길이방향으로 용접하여 길이용접부가 형성된 것을 특징으로 하는 철판절곡 기둥구조체
  2. 삭제
  3. 철판절곡 기둥구조체의 제조방법에 있어서,
    상기 철판절곡 기둥구조체의 제조방법은, 나선형으로 권취되어 철판절곡 기둥본체의 길이로 연장된 나선형 연장철근(11)과 상기 나선형 연장철근의 내측에 고정된 철판절곡 기둥본체의 길이로 연장된 다수의 직선철근(12)을 갖는 나선형 철근보강 심재(1)와, 상기 나선형 철근보강 심재(1)가 내부에 수납되는 수납공간(21)이 형성되고 철판이 절곡되어 단변부(23)가 형성된 한 쌍의 'ㄷ'형강(20)이 형성되게 철판절곡 기둥본체(2)를 절곡성형시키는 단계와,
    일측의 철판절곡 기둥본체(2)의 'ㄷ'형강(20)의 내측면(2a)에 상기 나선형 철근보강 심재(1)를 배치시키고, 상기 나선형 철근보강 심재(1)가 상기 철판절곡 기둥본체(2)의 'ㄷ'형강(20)의 내측면(2a)에 접하는부분을 용접하여 상기 철판절곡 기둥본체(2)와 나선형 철근보강 심재(1)를 일체로 고정시키는 단계와,
    일측 철판절곡 기둥본체(2)와 나선형 철근보강 심재(1)가 용접고정된 상태에서 다른 철판절곡 기둥본체(2)의 상기 단변부(23)를 맞닿게 씌우고 상기 서로 접하는 단변부(23)를 따라서 길이방향으로 용접을 수행하여 한 쌍의 철판절곡 기둥본체(2)와 나선형 철근보강 심재(1)를 용접조립하여 합성기둥본체(3)가 형성되는 단계와,
    상기 합성기둥본체(3)의 상기 수납공간(21)의 내부로 콘크리트몰탈이 투입되고 경화되어 상기 철판절곡 기둥본체(2)와 나선형 철근보강 심재(1)와 콘크리트부(4)가 일체로 경화되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 철판절곡 기둥구조체의 제조방법
  4. 제1항에 있어서,
    상기 'ㄷ'형강(20)의 모서리부(2c)에 다수의 좌굴력 지지철근(14)이 일정간격으로 이격되게 용접되고,
    상기 다수의 좌굴력 지지철근(14)은 상기 모서리부(2c)를 가로질러 상기 장변부(22)와 단변부(23)에 양단부가 용접고정되며 일정간격으로 이격되게 설치되어 상기 모서리부(2c)를 지지하는 것을 특징으로 하는 철판절곡 기둥구조체
  5. 삭제
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