KR102102721B1 - 수직다이아프램이 내장된 cft기둥 및 그 제작방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 철골보가 접합되는 부위에서 CFT기둥을 구성하는 외피에 대한 국부변형 없이 응력전달이 명확히 이루어지도록 하면서 시공성을 향상시킨 수직다이아프램이 내장된 CFT기둥 및 그 제작방법에 관한 것으로서, 상기 CFT기둥은 한 쌍의 하프강관을 길이방향으로 길게 접합하여 폐쇄단면이 형성되도록 구성되면서 철골보와의 접합부위에 수직다이아프램유닛이 설치되는 CFT기둥으로서, 상기 하프강관은 CFT기둥 외면의 어느 한면의 폭을 가지는 면판과, 상기 면판의 양 측단으로부터 절곡된 제1분할판 및 제2분할판으로 이루어지되, 상기 제1,2분할판 중 적어도 어느 하나에는 개구가 형성된 끼움홈부가 구비되고, 상기 수직다이아프램유닛은 하프강관의 끼움홈부에 삽입되는 웨브와, 웨브의 양단부에서 직각으로 접합되어 제1,2분할판의 외면과 면접합하는 제1외접판이 각 포함되어 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

수직다이아프램이 내장된 CFT기둥 및 그 제작방법{CFT COLUMN WITH VERTICAL DIAPHRAGM}

본 발명은 CFT기둥의 구조에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 철골보가 접합되는 부위에서 CFT기둥을 구성하는 외피에 대한 국부변형 없이 응력전달이 명확히 이루어지도록 하면서 특히 역타공법에서의 시공성을 향상시킬 수 있도록 한 수직다이아프램이 내장된 CFT기둥에 관한 것이다.

CFT기둥(Concrete Filled Steel Tubu Column, 콘크리트 충전형 합성기둥)은 강관의 내부에 콘크리트를 충진시켜 강재와 콘크리트의 재료적 특성을 상호 보완하면서 아울러 외피의 강재가 콘크리트를 구속시킴으로써 콘크리트의 취성파괴를 방지한다.

따라서 CFT기둥은 동일한 단면을 기준으로 한 RC구조 또는 중앙에 철골이 내장된 SRC구조의 기둥에 비하여 높은 강성과 함께 내진성, 내화성이 뛰어나며 강재사용량이 대폭 줄어들기 때문에 최근 이를 적용하여 구조물을 구축하는 사례가 급격히 증가하고 있다.

그런데 이러한 CFT기둥은 폐쇄단면으로 이루어져 있어 내다이아프램의 설치가 쉽지 않다. 따라서 CFT기둥의 접합부는 철골보의 플랜지로부터 전달되는 인장력을 인접한 철골보에 전달하기 위하여 수평방향의 외다이아프램을 설치하는 것이 일반적이다.

그러나 이러한 외다이아프팸의 접합구조는 역타공법으로 시공되는 지하구조물에 적용할 경우 기둥 모서리에 주철근을 배근할 때 간섭의 문제점으로 작용하게 될 뿐 아니라, 외다이아프램의 상하부로 콘크리트가 분리되는 문제점이 있다.

따라서 지하의 역타공법에서 CFT기둥이 사용될 경우에는 공장에서 강관을 절단하여 그 내부에 수평 내다이아프램을 설치하여 CFT기둥을 제작하고 이를 현장으로 이송시키는 방식이 이용된다.

그런데 상기와 같이 공장에서 강관 내부에 수평 내다이아프램을 정확한 위치에 설치하였다고 하더라도, 현장의 상황에 따라 CFT기둥의 근입 정도가 달라질 수 있게 되는 바, 이 경우 철골보의 설치 위치에 시공오차가 발생할 수 밖에 없다. 아울러 수평 내다이아프램으로 인하여 역타공법시 상부에서의 콘크리트 타설이 쉽지 않게 된다. 또 일반적으로 현장에서 CFT기둥에서 철골보와의 접합부에 대한 부분보강, 예컨대 접합부에 대하여만 강관의 두께를 더 두껍게 하는 보강작업을 실시하고 있으나, 이러한 보강작업은 현장 작업을 번거롭게 하여 시공성을 떨어뜨린다. 그 외에도 수평 내다이아프램의 설치를 위하여 강관을 절단한 후 이를 다시 일체화시키는 작업은 기둥의 직선도가 유지되도록 하는 정밀작업이 요구되어 이를 위한 지그 등의 대규모의 설비를 필요로 하게 되므로 제작비가 상승하게 된다.

KR 10-1402958 B1

본 발명은 종래 기술들의 상기한 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 내다이아프램이 설치된 CFT기둥의 제작의 단순성, 정밀성을 도모하고, 단면의 최적화와 충진 콘크리트의 밀실성 및 응력전달의 명확성을 확보하며, 현장에서의 적용성 및 시공성을 향상시킬 수 있는 수직다이아프램이 내장된 CFT기둥 및 그 제작방법을 제공하고자 한다.

상기한 해결 과제를 위한 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 의하면, 한 쌍의 하프강관을 길이방향으로 길게 접합하여 폐쇄단면이 형성되도록 구성되면서 철골보와의 접합부위에 수직다이아프램유닛이 설치되는 CFT기둥으로서, 상기 하프강관은 CFT기둥 외면의 어느 한면의 폭을 가지는 면판과, 상기 면판의 양 측단으로부터 절곡된 제1분할판 및 제2분할판으로 이루어지되, 상기 제1,2분할판 중 적어도 어느 하나에는 개구가 형성된 끼움홈부가 구비되고, 상기 수직다이아프램유닛은 하프강관의 끼움홈부에 삽입되는 웨브와, 웨브의 양단부에서 직각으로 접합되어 제1,2분할판의 외면과 면접합하는 제1외접판이 각 포함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 수직다이아프램이 내장된 CFT기둥이 제공된다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면 상기 제1분할판의 폭은 제2분할판의 폭보다 크게 구성되고 끼움홈부는 제1분할판에 구비되되, 제1,2분할판의 폭 차이는 끼움홈부(13)의 깊이와 일치하는 것을 특징으로 하는 수직다이아프램이 내장된 CFT기둥이 제공된다. 이때 상기 웨브는 하나가 CFT기둥 단면의 중앙에 위치하게 할 수도 있고, 한 쌍이 CFT기둥 단면의 양측부에 대칭으로 위치하게 할 수도 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에서 상기 제1분할판과 제2분할판의 각각은 끼움홈부가 구비된 동일한 규격 및 형상으로 이루어지게 한다.

또한 2방향 구조를 가지는 본 발명의 또 다른 실시예에 의하며, 상기 웨브는 제1웨브와 제2웨브가 서로 직교하여 구성되어 각각의 양단부는 제1외접판과 제2외접판에 접합되되, 제1웨브의 양 단부는 제1외접판의 외면에 직접 접합되어 일체로 구성되고, 제2웨브의 양 단부는 슬릿이 구비된 제2외접판의 상기 슬릿에 삽입된 후 접합되어 일체로 구성되는 것을 특징으로 하는 수직다이아프램이 내장된 CFT기둥이 제공된다.

아울러 본 발명은 CFT기둥의 제작방법과 관련하여 a) 작업대 위에 끼움홈부가 상부를 향하도록 하부 하프강관을 거치시키는 단계; b) 상기 끼움홈부에 웨브가 수평으로 놓여지고 웨브 양 단부에 위치한 제1외접판이 제1,2분할판의 각 외면에 면접합하도록, 수직다이아프램유닛을 제1,2분할판에 거치시키는 단계; c) 상부 하프강관을 작업대 위에 놓여진 하부 하프강관의 제1,2분할판에 거치시키되, 수직다이아프램유닛의 웨브가 상부 하프강관의 끼움홈부에 삽입되도록 상부 하프강관을 거치시켜, 수직다이아프램이 설치된 상태의 폐합강관을 구성시키는 단계; d) 제1,2분할판이 접한 부분과 제1외접판의 각 둘레를 용접하여 일체화시키는 단계;가 포함되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 수직다이아프램이 내장된 CFT기둥의 제작방법이 제공된다.

이때 2방향 구조의 CFT강관을 제작하기 위해서는 상기 b)단계에서는 웨브가 제1웨브와 제2웨브가 서로 직교하여 구성된 수직다이아프램유닛이 하부 하프강관에 거치되고, 상기 c)단계와 d)단계 사이에는 제2웨브의 양단을 제2외접판의 슬릿(23)에 삽입시킨 후 이들 사이를 용접하여 일체화시키는 단계가 더 포함된다.

본 발명은 한 쌍의 하프강관을 조립하는 과정중에 수직다아아프램유닛을 삽입하는 단순 과정만으로 폐쇄강관의 내부에 내다이아프램이 내장된 CFT기둥을 쉽게 제작할 수 있고, 강관을 절단하지 아니하여 직선도가 그대로 유지되어 제작된 CFT기둥의 정밀성이 도모된다.

또한 본 발명은 서로 인접한 철골보 사이에 응력이 수직다이아프램유닛만을 통해 직접 교환되므로 CFT기둥의 외피에 작용하는 응력부담이 줄어들 뿐 아니라, 외접판은 철골보 접합부위에 대한 보강기능을 하게 된다. 따라서 외접판의 두께만을 증가시키면 일반적으로 실시하였던 철골보 접합부위의 강관 외피에 대한 보강작업은 할 필요가 없게 되어 공기 단축의 효과가 발생된다.

또한 철골보 접합부위에 내다이아프램에 의한 격벽이 형성되지 않으므로 콘크리트의 밀실한 충진을 확보할 수 있어 CFT기둥 단면의 최적화와 강재 사용량의 절감 및 응력전달의 명확성에 의한 구조적 안정성을 크게 확보할 수 있다.

아울러 본 발명은 기둥과 보의 접합부위에 대한 시공오차 보정이 용이하고 기둥 및 벽체용 수직철근에 대한 간섭이 완전 배제되어 시공성이 향상되므로 지상층은 물론 지하층의 역타공법에도 효율적으로 적용할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 의한 CFT기둥의 사시도 및 그 단면도이다.
도 2는 상기 제1실시예의 CFT기둥에 관한 분해 사시도이다.
도 3은 제1실시예의 CFT기둥에 설치되는 수직다이아프램유닛과 철골보의 접합구조를 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 의한 CFT기둥의 사시도 및 그 단면도이다.
도 5는 상기 제2실시예의 CFT기둥에 관한 분해 사시도이다.
도 6은 제2실시예의 CFT기둥에 설치되는 수직다이아프램유닛과 철골보의 접합구조 중 또 다른 변형예의 수직다이아프램유닛의 구조를 나타낸 사시도이다
도 7은 상기 제1,2실시예에서 철골보 플랜지에 작용하는 인장 거동을 나타내는 설명도이다.
도 8은 본 발명의 제3실시예에 의한 CFT기둥의 사시도 및 그 단면도이다.
도 9는 상기 제3실시예의 CFT기둥에 관한 분해 사시도이다.
도 10은 상기 제1실시예의 2방향 구조를 가진 CFT기둥의 사시도 및 그 단면도이다.
도 11은 상기 2방향 구조를 가진 CFT기둥의 분해 사시도이다.
도 12는 본 발명의 CFT기둥을 제작하는 방법에 관하여 각 단계를 도시한 사시도이다.

이하에서는 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명을 설명함에 있어 공지의 구성을 구체적으로 설명함으로 인하여 본 발명의 기술적 사상을 흐리게 하거나 불명료하게 하는 경우에는 위 공지의 구성에 관한 설명을 생략하기로 한다.

본 발명의 CFT기둥은, 한 쌍의 하프강관(10)을 길이방향으로 길게 접합하여 폐쇄단면이 형성되도록 구성되면서 철골보(30)와의 접합부위에 수직다이아프램유닛(20)이 설치되는 구조로 이루어진다.

상기 하프강관(10)은 박판으로 이루어져 CFT기둥의 외피를 형성하면서 그 내부에 타설된 콘크리트를 구속시키는 것으로서, 하나의 강판을 연속 절곡하여 제작할 수도 있고 다수 개의 절곡된 강판을 접합하여 제작할 수도 있다.

이러한 하프강관(10)은 CFT기둥 외면의 어느 한면의 폭을 가지는 면판(11)과, 상기 면판(11)의 양측단으로부터 절곡된 제1분할판(12a) 및 제2분할판(12b)으로 이루어진다. 제1분할판(12a)은 또 다른 하프강관(10)의 제2분할판(12b)과 접합하여 CFT기둥 외면의 또 다른 한면을 구성한다.

제1분할판(12a)과 제2분할판(12b)은 동일한 폭을 가질 수도 있고 제1분할판(12a)의 폭을 제2분할판(12b)의 폭보다 크게 구성시킬 수도 있다. 제1,2분할판(12a,12b) 중 적어도 어느 하나에는 개구가 형성된 끼움홈부(13)가 구비된다. 이러한 제1,2분할판(12a,12b)의 구체적인 형상은 구조형식에 의한 각 실시예에 따라 달라질 수 있다.

CFT기둥과 철골보(30)의 접합부위에 설치되는 본 발명의 수직다이아프램유닛(20)은 철골보(30)의 플랜지(31)와 직접 접합됨으로써 어느 한 쪽의 철골보(30)에 작용하는 인장력이 CFT기둥 반대편쪽의 철골보(30)의 플랜지(31)로 직접 전달될 수 있도록 함으로써 박판으로 이루어지는 CFT기둥 외피의 응력부담을 최소화시키고, 그 부분에 대한 별도의 보강을 필요로 하지 않도록 함으로써 외피의 두께를 최소화시킬 수 있게 한다.

이를 위하여 본 발명의 수직다이아프램유닛(20)은 한 쌍의 하프강관(10) 사이의 내부에 위치하는 웨브(21)와 상기 하프강관(10)의 외부에 위치하는 외접판(22)으로 이루어진다.

CFT기둥에 접합되는 철골보(30)의 플랜지(31)는 상기 외접판(22)에 접합됨으로써 웨브(21)를 매개로 하여 CFT기둥 반대편 철골보(30)의 플랜지(31)와 일체화 된다.

상기 웨브(21)는 상기 하프강관(10)이 접합되는 과정중에 CFT기둥의 길이방향으로 세워져 끼움홈부(13)에 삽입 설치되며, 외접판(22)은 웨브(21)의 양단부에서 직각으로 접합되어 제1,2분할판(12a,12b) 또는 면판(11)의 외면과 면접합된다. 따라서 수평방향의 다이아프램이 설치되는 일반적인 경우와는 달리 다이아프램 상하간에 격벽이 형성되지 아니하므로 CFT기둥 내부에 대한 콘크리트의 밀실한 타설이 용이해진다.

이와 같이 웨브(21)와 외접판(22)으로 구성되는 본 발명의 수직다이아프램유닛(20)의 구체적인 형상 내지 구조 역시 구조형식에 의한 각 실시예에 따라 달라진다. 상기 웨브(21)는 상하로 긴 하나의 부재로 구성될 수도 있도 철골보(30)의 상,하부플랜지(31)에 대응하도록 상하로 분할된 2개 1조의 것으로 구성될 수도 있다.

도 1 내지 3은 본 발명의 제1실시예에 관한 것으로서, 도 1은 CFT기둥에 철골보(30)가 접합된 상태 및 그 단면을 나타낸 것이고, 도 2는 상기 CFT기둥을 분해한 것이며, 도 3은 수직다이아프램유닛(20)에 의한 응력전달구조를 이해할 수 있도록 하기 위하여 CFT기둥의 외피인 강관을 제거한 상태를 나타낸 것이다.

제1실시예에 의한 CFT기둥은 제1분할판(12a)의 폭이 제2분할폭의 폭보다 크게 구성되고, 끼움홈부(13)는 폭이 큰 제1분할판(12a)에 구비된다. 또 상기 끼움홈부(13)에는 하나의 웨브(21)가 삽입되는 것인바, 끼움홈부(13)의 깊이를 제1,2분할판(12a,12b)의 폭 차이와 일치시킴으로써 웨브(21)가 CFT기둥 단면의 중앙에 위치하여 설치되도록 한다. 상기 끼움홈부(13)의 깊이는 웨브(21)의 두께와 일치한다.

도 4 내지 6은 본 발명의 제2실시예에 관한 것으로서, 도 4는 CFT기둥에 철골보(30)가 접합된 상태 및 그 단면을 나타낸 것이고, 도 5는 상기 CFT기둥을 분해한 것이며, 도 6은 또 다른 변형예의 수직다이아프램유닛(20) 구조를 나타낸 것이다.

제1분할판(12a)의 폭이 제2분할판(12b)의 폭보다 크다는 점, 제1분할판(12a)에 끼옴훔부가 구비되고 끼움홈부(13)의 깊이는 제1,2분할판(12a,12b)의 폭 차이와 일치한다는 점에서는 위 제1실시예와 다르지 않다.

다만 제2실시예에서는 한 쌍의 웨브(21)가 CFT기둥 단면의 양측부에 대칭으로 위치하도록 설치된다는 점에서 차이가 있다. 따라서 끼움홈부(13)의 깊이는 한 쌍의 웨브(21)를 모두 수용할 수 있을 정도가 되어야 한다. 물론 상기 한 쌍의 웨브(21) 각각은 도 6에 도시된 바와 같이 철골보(30)의 상,하부플랜지(31)에 대응하도록 상하로 분할된 2개 1조로 구성시킬 수 있음은 앞서 설명한 바와 같다.

이와 같이 한 쌍의 웨브(21)가 구비된 수직다이아프램유닛(20)의 제2실시예는 제1실시예에 비하여 유리한 응력구조를 가지게 하여 외면판(11)의 두께를 줄여줌으로써 경제적인 단면을 가지게 한다.

도 7은 이를 알 수 있도록 제1실시예와 제2실시예에서의 철골보(30) 플랜지(31)에 작용하는 인장거동을 비교 설명하는 것으로서, (a)는 제1실시에 관하여, (b)는 제2실시예에 관하여 각 도시한 것이다.

제1실시예에서는 철골보(30) 플랜지(31)의 인장력이 작용할 경우 중앙부의 웨브(21)를 고정지점으로 하여 단부가 자유단인 캔틸레버의 거동이 이루어진다. 이에 반하여 제2실시예에서는 양측부에 위치한 웨브(21)의 각각을 중심점으로 하여 캔틸레버의 거동이 이루어진다. 따라서 캔틸레버의 팔 길이가 짧아지는 제2실시예에서는 도 7의 (b)에서와 같이 면외변형이 작아지며, 그만큼 외면판(11)의 두께를 줄일 수 있게 된다.

아울러 제1실시예를 포함하여 끼움홈부(13)가 형성되지 아니하는 제2분할판(12b)에는 그 단부에 수직으로 절곡된 절곡단편(14)이 더 구비될 수 있는 바, 상기 절곡단편(14)과 면판(11) 사이에 막이판(15)을 설치하여 콘크리트 타설관(P)이 형성되게 할 수 있다. 이러한 콘크리트 타설관(P)은 CFT기둥에 콘크리트를 타설하기 위한 별도의 트레미관 설치를 불필요하게 하고, 타설되는 콘크리트의 재료분리를 방지하면서 밀실한 충진을 가능하게 하여 품질이 우수한 CFT기둥이 구축될 수 있게 한다. 그런데 제2실시예에서는 제2분할판(12b)의 폭이 기둥단면의 중간부분에 위치하지 않기 때문에 제1실시예에 비하여 효율적인 콘크리트 타설관(P) 규모의 설정이 용이하게 된다는 또 다른 장점이 있다.

도 8, 9는 본 발명의 제3실시예에 관한 것으로서, 도 8는 CFT기둥에 철골보(30)가 접합된 상태 및 그 단면을 나타낸 것이고, 도 9는 상기 CFT기둥을 분해한 것이다.

제1,2실시예는 하나의 강판을 연속 절곡하여 하프강관(10)을 구성시킨 것이나, 제3실시예에서는 다수 개의 절곡된 강판을 접합하여 하프강관(10)을 구성시킨 예이다. 이는 본 발명자가 개발한 것으로서 소위 '액트컬럼'이라고 불리는 구조에 대하여도 본 발명의 수직다이아프램유닛(20)의 적용이 가능함을 나타낸 것이다.

제3실시예에서는 도 9에 도시된 바와 같이, 제1분할판(12a)과 제2분할판(12b)의 각각은 끼움홈부(13)가 구비된 동일한 규격 및 형상으로 이루어지며, 이들 각 끼움홈부(13)에는 한 쌍의 웨브(21)가 각각 삽입되는 구조를 가지게 된다.

지금까지 설명한 제1내지 3실시예는 일방향(One-way) 구조를 예로 하여 설명하였으나, 이들 각각에 대하여 2방향(Two-way) 구조로도 적용 가능하다. 이러한 적용구조는 모든 실시예가 다르지 않은 바 제1실시예를 예로 하여 설명한다.

도 10, 11은 제1실시예를 이용하여 2방향 구조를 가지게 한 것으로서, 도 10은 CFT기둥에 철골보(30)가 양방향으로 접합된 상태 및 그 단면을 나타낸 것이고, 도 11은 상기 CFT기둥을 분해한 것이다.

2방향 구조에서의 수직다이아프램유닛(20)을 구성하는 웨브(21)는 제1웨브(21a)와 제2웨브(21b)가 서로 직교하도록 구성되어 격자 형상의 단면을 가지고, 이들 각각의 양 단부에는 제1외접판(22a)과 제2외접판(22b)이 접합된다.

예컨대 제1웨브(21a)의 양 단부는 제1외접판(22a)의 외면에 직접 접합되어 일체로 구성되는 것으로서 도 2에 도시된 바와 다르지 않다. 다만 제2웨브(21b)의 양 단부는 CFT기둥의 제작과정상 직접 접합할 수 없는 바, 제2외접판(22b)에 슬릿(23)을 구비하여 상기 슬릿(23)에 제2웨브(21b)의 양 단부가 삽입된 후 접합되어 일체로 구성된다. 물론 하프강관(10)의 면판(11)에도 제2웨브(21b)의 단부가 통과할 수 있도록 슬릿(16)이 구비되어야 한다.

이때 하프강관(10)에 구비되는 슬릿(16)의 폭과 길이는 제2웨브(21b)의 단부가 꽉 끼어질 정도로 구성시키는 것이 바람직하다. 이러한 규모의 상기 슬릿(16)은 제2외접판(22b)에 구비된 슬릿(23)을 통해 제2웨브(21b)의 단부를 제2외접판(22b)에 용접할 때 하프강관(10)으로 하여금 용접 백플레이트의 기능을 하게 함으로써 보다 효율적인 용접작업을 가능하게 한다.

지금까지 본 발명에 의한 CFT기둥의 구조에 관하여 설명하였는 바, 다음으로는 상기 CFT기둥의 제작방법에 관하여 설명한다. 본 발명의 CFT기둥 제작방법 역시 실시예에 따라 특별히 달라지지 않는다. 따라서 여기에서는 제2실시예의 제작방법을 예로 하여 설명한다.

도 12는 CFT기둥의 제작방법을 각 단계에 따라 도시한 것으로서, a) 하부 하프강관(10a)의 거치 단계; b) 수직다이아프램유닛(20)의 설치 단계; c) 하프강관(10)의 폐합 단계; d) CFT기둥의 완성 단계가 포함되어 이루어진다.

a) 하부 하프강관(10a)의 거치 단계;

작업대(B) 위에 끼움홈부(13)가 상부를 향하도록 하부 하프강관(10a)을 거치시키는 단계이다.

먼저, 강판을 절곡하여 기둥의 한면이 되는 면판(11)을 기준으로 양 측단에 끼움홈부(13)가 구비된 제1분할판(12a)과 제2분할판(12b)을 형성시킨 한 쌍의 하프강관(10)과, 웨브(21) 및 그 양단부에서 직각으로 접합되는 제1외접판(22a)으로 이루어진 수직다이아프램유닛(20)을 준비한다.

이들 하프강관(10)과 수직다이아프램유닛(20)의 제작이 완료되면, 바닥판에 작업대(B)를 설치하고, 그 위에 하프강관(10)의 하나를 거치시킨다. 여기에서는 이를 향후의 c) 단계에서 거치되는 또 다른 하프강관(이를 '상부 하프강관(10b)'이라 한다)과 구별하기 위하여 '하부 하프강관(10a)'으로 지칭한다.

이때 작업대(B) 위에 거치된 하부 하프강관(10a)은 그 위에 수직다이아프램유닛(20)이 놓여져야 하므로, 도 12의 (a)에 도시된 바와 같이 면판(11)은 하부를 향하여 작업대(B)에 접하고 끼움홈부(13)는 상부를 향하는 개방구조로 놓여져야 한다.

끼움홈부(13)가 구비되지 아니한 제2분할판(12b)의 단부에는 길이방향으로 절곡단편(14)을 더 구비시킬 수 있으며, 이 경우 상기 절곡단편(14)과 면판(11) 사이에 막이판(15)을 설치하여 콘크리트 타설관(P)을 구성시킬 수 있음은 앞서 설명한 바와 같다. 이러한 막이판(15)의 설치는 하프강관(10)을 제작하는 과정 중에 이루어지거나, 하프강관(10)을 작업대(B)에 거치시킨 후 이루어지도록 하되 다음 단계인 수직다이아프램유닛(20)의 설치 단계 이전에 이루어져야 한다. 막이판(15)에는 일정한 간격으로 콘크리트 분사공(15a)을 구비시킬 수도 있고, 필요에 따라 상기 막이판(15)을 다수 개의 조각판(미도시)이 불연속으로 설치되는 형상으로 구성시키고, 상기 각 조각판 사이에 형성되는 개구로 하여금 콘크리트 분사공(15a)의 기능을 하게 할 수 있다.

또 2방향 구조의 경우에는 수직다이아프램유닛(20)의 제작시 웨브(21)를 서로 직교하여 격자 형상의 단면을 가지도록 제1,2웨브(21a,21b)로 구성시키고, 분리 제작되는 것으로서 슬릿(23)이 형성된 제2외접판(22b)을 별도로 구비시켜야 하며, 하프강관(10)의 각 면판(11)에도 슬릿(16)을 미리 구비시켜야 한다.

b) 수직다이아프램유닛(20)의 설치 단계;

CFT기둥 내부에 다이아프램을 설치하는 단계이다.

하부 하프강관(10a)의 거치가 완료되면, 제1분할판(12a)의 끼움홈부(13)에 수직다이아프램유닛(20)을 삽입하여 제1분할판(12a)과 제2분할판(12b)에 수직다이아프램유닛(20)이 거치되도록 한다.

이때 수직다이아프램유닛(20)의 웨브(21)는 도 12의 (b)에 도시된 바와 같이, 끼움홈부(13)에 수평으로 놓여져야 하고, 웨브(21)의 양 단부에 위치한 제1외접판(22a)은 제1,2분할판(12a,12b)의 각 외면에 면접되어야 한다.

수직다이아프램유닛(20)의 설치작업이 완료되면 필요에 따라 하부 하프강관(10a)의 내부에서 용접 등을 통해 수직다이아프램유닛(20)의 고정작업을 진행한다.

c) 하프강관(10)의 폐합 단계;

하부 하프강관(10a)에 상부 하프강관(10b)을 거치시켜 수직다이아프램이 설치된 상태의 폐합강관을 구성시키는 단계이다.

하부 하프강관(10a)에 대한 수직다이아프램유닛(20)의 설치작업이 완료되면, 도 12의 (c)에 도시된 바와 같이 상부 하프강관(10b)을 작업대(B) 위에 놓여진 하부 하프강관(10a)의 제1,2분할판(12a,12b)에 거치시킨다. 이때 수직다이아프램유닛(20)의 웨브(21)는 상부 하프강관(10b)의 끼움홈부(13)에 삽입되어야 한다. 이 경우에도 제1외접판(22a)이 상부 하프강관(10b)의 제1,2분할판(12a,12b)의 각 외면에 면접합되어야 할 것임은 물론이다.

아울러, 2방향 구조인 경우에는 상기 b)단계에서 상기 웨브(21)가 서로 직교한 제1웨브(21a)와 제2웨브(21b)로 구성된 수직다이아프램유닛(20)이 하부 하프강관(10a)에 거치될 것인 바, 상부 하프강관(10b)의 거치시 이에 구비된 슬릿(16)에 제2웨브(21b)의 단부가 삽입된 상태가 되어야 할 것이고, 이러한 상부 하프강관(10b)의 거치 작업이 완료되면, 상기 슬릿(16)을 관통해 돌출된 제2웨브(21b)의 양단을 제2외접판(22b)의 슬릿(23)에 삽입시킨 후 이들 사이를 용접하여 일체화시킨다.

d) CFT기둥의 완성 단계

수직다이아프램유닛(20)의 설치 작업과 한 쌍의 하프강관(10)에 의한 폐합 작업이 완료되면 이들 모두를 용접으로 일체화시켜 수직다이아프램이 내장된 CFT기둥의 제작을 완료한다.

서로 대향하는 한 쌍의 하프강관(10)이 서로 접하는 부분, 즉 제1,2분할판(12a,12b)이 접하는 부분에 대하여 용접함으로써 하나의 일체화된 폐합 강관을 구성시키고, 제1외접판(22a)의 각 둘레를 상기 강관의 각 외면에 용접시켜(2방향 구조인 경우에는 제2외접판(22b)의 둘레를 포함하여 용접시킨다) 이들 사이를 일체화시킴으로써 본 발명에 의한 CFT기둥이 제작은 완료된다.

이상에서 본 발명은 구체적인 실시 예를 참조하여 상세히 설명하였으나, 상기 실시 예는 본 발명을 이해하기 쉽도록 하기 위한 예시에 불과한 것이므로, 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 이를 다양하게 변형하여 실시할 수 있을 것임은 자명한 것이다. 따라서 그러한 변형 예들은 청구범위에 기재된 바에 의해 본 발명의 권리범위에 속한다고 할 것이다.

10,10a,10b; 하프강관 11; 면판
12a; 제1분할판 12b; 제2분할판
13; 끼움홈부 14; 절곡단편
15; 막이판 15a; 콘크리트 분사공
16, 23; 슬릿 20; 수직다이아프램유닛
21; 웨브 21a; 제1웨브
21b; 제2웨브 22; 외접판
22a; 제1외접판 22b; 제2외접판
30; 철골보 31; 플랜지

Claims (10)

1. 한 쌍의 하프강관(10)을 길이방향으로 길게 접합하여 폐쇄단면이 형성되도록 구성되면서 철골보(30)와의 접합부위에 수직다이아프램유닛(20)이 설치되는 CFT기둥으로서,
   상기 하프강관(10)은 CFT기둥 외면의 어느 한면의 폭을 가지는 면판(11)과, 상기 면판(11)의 양 측단으로부터 절곡된 제1분할판(12a) 및 제2분할판(12b)으로 이루어지되,
   상기 제1분할판(12a)의 폭은 제2분할판(12b)의 폭보다 크게 구성되면서 제1분할판(12a)에는 개구가 형성된 끼움홈부(13)가 구비되고, 제1,2분할판(12a,12b)의 폭 차이는 끼움홈부(13)의 깊이와 일치하며,
   상기 수직다이아프램유닛(20)은 하프강관(10)의 끼움홈부(13)에 삽입되는 웨브(21)와, 웨브(21)의 양단부에서 직각으로 접합되어 제1,2분할판(12a,12b)의 외면과 면접합하는 제1외접판(22a)이 각 포함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 수직다이아프램이 내장된 CFT기둥.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 웨브(21)는 하나가 CFT기둥 단면의 중앙에 위치하는 것을 특징으로 하는 수직다이아프램이 내장된 CFT기둥.
4. 제1항에 있어서,
   상기 웨브(21)는 한 쌍이 CFT기둥 단면의 양측부에 대칭으로 위치하는 것을 특징으로 하는 수직다이아프램이 내장된 CFT기둥.
5. 삭제
6. 제1항에 있어서,
   상기 웨브(21)는 제1웨브(21a)와 제2웨브(21b)가 서로 직교하여 구성되어 각각의 양단부는 제1외접판(22a)과 제2외접판(22b)에 접합되되, 제1웨브(21a)의 양 단부는 제1외접판(22a)의 외면에 직접 접합되어 일체로 구성되고, 제2웨브(21b)의 양 단부는 슬릿(23)이 구비된 제2외접판(22b)의 상기 슬릿(23)에 삽입된 후 접합되어 일체로 구성되는 것을 특징으로 하는 수직다이아프램이 내장된 CFT기둥.
7. 제1항에 있어서,
   상기 제2분할판(12b)의 단부에는 수직으로 절곡된 절곡단편(14)이 구비되고, 상기 절곡단편(14)과 면판(11) 사이에는 막이판(15)이 설치되어 콘크리트 타설관(P)이 형성되도록 하는 것을 특징으로 하는 수직다이아프램이 내장된 CFT기둥.
8. 제1항, 제3항, 제4항, 제6항, 제7항 중 어느 한 항에 의한 CFT기둥을 제작하는 방법으로서,
   a) 작업대(B) 위에 끼움홈부(13)가 상부를 향하도록 하부 하프강관(10a)을 거치시키는 단계;
   b) 상기 끼움홈부(13)에 웨브(21)가 수평으로 놓여지고 웨브(21) 양 단부에 위치한 제1외접판(22a)이 제1,2분할판(12a,12b)의 각 외면에 면접합하도록, 수직다이아프램유닛(20)을 제1,2분할판(12a,12b)에 거치시키는 단계;
   c) 상부 하프강관(10b)을 작업대(B) 위에 놓여진 하부 하프강관(10a)의 제1,2분할판(12a,12b)에 거치시키되, 수직다이아프램유닛(20)의 웨브(21)가 상부 하프강관(10b)의 끼움홈부(13)에 삽입되도록 상부 하프강관(10b)을 거치시켜, 수직다이아프램이 설치된 상태의 폐합강관을 구성시키는 단계;
   d) 제1,2분할판(12a,12b)이 접한 부분과 제1외접판(22a)의 각 둘레를 용접하여 일체화시키는 단계;가 포함되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 수직다이아프램이 내장된 CFT기둥의 제작방법.
9. 제8항에 있어서,
   상기 b)단계가 진행되기 이전에 미리 제2분할판(12b)의 단부에 구비된 절곡단편(14)과 면판(11) 사이에 막이판(15)을 설치하여 콘크리트 타설관(P)을 구성시키는 것을 특징으로 하는 수직다이아프램이 내장된 CFT기둥의 제작방법.
10. 제8항에 있어서,
    상기 b)단계에서는 웨브(21)가 제1웨브(21a)와 제2웨브(21b)가 서로 직교하여 구성된 수직다이아프램유닛(20)이 하부 하프강관(10a)에 거치되고,
    상기 c)단계와 d)단계 사이에는 제2웨브(21b)의 양단을 제2외접판(22b)의 슬릿(23)에 삽입시킨 후 이들 사이를 용접하여 일체화시키는 단계가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 수직다이아프램이 내장된 CFT기둥의 제작방법.

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