KR102108335B1 - 내진성능 접합부를 가지는 복합철골보구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 철골기둥과 철골보의 접합부에서의 취성파괴를 방지하여 내진성능을 향상시키도록; 'H-빔 강재'로 이루어지는 거더와; 상기 거더의 양측단부의 하부에 각각 내측으로 길이를 가지면서 접합되어 상기 거더의 양측하단을 지지하여 상기 거더의 양측하부에서 발생되는 압축하중에 대한 내력을 보강하도록 된 접합부수평힌지와; 상기 거더의 양측단부의 상부에 각각 내측으로 길이를 가지면서 접합되어 상기 거더의 양측상단을 지지하여 상기 거더의 양측상단에서 발생되는 인장하중에 대한 내력을 보강하도록 된 단부인장보강근;을 포함하여 이루어지는 내진성능 접합부를 가지는 복합철골보구조에 있어서; 상기 거더의 상면에 길이방향으로 사이간격을 가지면서 양측하단이 각각 용접고정되며 '

' 형상으로 이루어지는 다수의 늑근스터드들과; 상기 거더의 길이방향으로 길이를 가지면서 상기 늑근스터드들의 상부들을 각각 연결하면서 고정지지되며 다수개가 사이간격을 가지면서 결속되는 다수의 상부주근들과; 내부에 상기 늑근스터드들과 상기 상부주근들이 매몰되면서 양생되며 상부가 슬라브에 내입되는 콘크리트바;를 더 포함하여 이루어지는 내진성능 접합부를 가지는 복합철골보구조를 제공한다.

Description

내진성능 접합부를 가지는 복합철골보구조{Composite Steel Structure with Seismic Performance Joint}

본 발명은, 철골구조에서 철골기둥의 사이를 연결되는 철골보에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 철골기둥과 철골보의 접합부에서 발생되는 압축하중 및 인장하중에 따른 응력을 철골보의 단부로 이동시킨 후, 극한한복점의 도달시 소성힌지를 유도시키고 접합부의 취성파괴를 방지하여 내진성능을 향상시키도록 됨은 물론, 특히, 철골보의 높이를 슬라브를 포함하는 높이로 형성하여 적은 단면적에 대해 큰응력을 받도록 하여 층고높이를 절감할 수 있도록 된 내진성능 접합부를 가지는 복합철골보구조에 관한 것이다.

일반적으로, 건축물의 뼈대를 이루는 철골구조물은, 철골기둥에 보 및 거더를 접합하여 철골골조를 완성하게 된다.

이때, 양측 철골기둥을 수평으로 연결하는 형태로 시공되는 철골구조물은, H빔 형태의 철골기둥에 H빔 형태의 철골보가 수평으로 접합하면서 연결되어 구성된다.

상기에서 철골보는, 다수의 접합플레이트를 통해 수평 및 수직상으로 볼트 결합하는 복수 개의 구성품들로 분할되어 이루어질 수 있다.

즉, 상기 철골보는, 상기 철골기둥들에 수평적으로 각각 연결고정된 연결보들과 상기 연결보들을 연결하는 주철골보로 이루어질 수 있으며, 상기 연결보와 상기 주철골보는, 상기 접합플레이트들에 의해 연결 결합하도록 될 수 있다.

이러한 철골구조물(1)의 장점은,

" 1) 강재는 단위중량에 비해 고강도이므로 구조체의 경량화에 의해 고층구조 및 장스팬 구조에 적합하다.

2) 강재는 인성이 커서 변형에 유리하고, 소성변형능력이 우수하다.

3) 강재는 공장 생산되어 재료의 균질성이 매우 좋으므로 정도 높은 해석이 가능하여 설계의 신뢰성이 높고, 공사시 품질의 신뢰성이 높다.

4) 인장응력과 압축응력이 거의 같아서 세장한 구조부재가 가눙하며, 압축강도가 콘크리트의 약 10~20배로 커서 단면의 크기가 상대적으로 작아도 된다.

5) 공장 제작작업과 현장 조립작업으로 공사의 표준화를 도모할 수 있어 시공효율이 매우 높으며, 건식공법이므로 RC구조부분과 분리작업이 가능하여 공기를 단축시킨다.

6) 기존 건축물의 증축, 보수가 용이하다.

7) 강재는 건축자재로서 우수한 기능과 훌륭한 조형미를 제공할 뿐만 아니라 강구조물의 해체 후에는 재활용도가 매우 높아 환경친화적인 재료로 각광을 받고 있다." 등이 있다.

그러나 철골구조물(1)의 단점으로는,

" 1)접합부의 신중한 설계와 용접부의 검사가 필요하다(극한한복점도달시 용접부 취성파괴발생).

2) 강재는 단면에 비해 부재가 세장하여 변형이나 좌굴을 일으키기가 쉽다.

3) 처짐이나 진동에 대한 고려를 충분히 하지 않으면 거주자가 불안감을 느낄 수 있으므로, 강도뿐만 아니라 사용성을 고려한 설계를 하여야 한다.

4) 응력반복에 따른 피로에 의해 강도저하가 심하다." 등이 있다.

이에 따라, 근자에는 상기 철골보보에서 접합부의 상부와 하부에 내진충격을 흡수할 수 있는 특수보강재를 구비한 EQ공법이 제안되어 사용되고 있다.

지진 등과 같은 충격하중에 대한 강구조물의 매우 취약부분은 칼럼과 가더의 용접접합부의 '취성파괴'다 발생한다.

이에 대하여, 상기 EQ공법을 통해 지진 등이 발생할 경우 용접 접합부의 취성파괴를 방지하여 건축물의 붕괴를 방지하고 일반철골공법의 최대장점인 뛰어난 시공성과 철근콘크리트의 장점을 유지하면서 경제적인 시공이 가능하도록 하고 있다.

즉, 상기 철골보의 양단부에 보강빔들이 각각 접합 구성되어, 용접접합부에 상기 보강빔들을 설치하므로 패널존(접합부)의 발생하는 응력을 용접부가 없는 보강빔의 끝부분으로 이동시킴으로서, 극한한복점 도달시 '소성힌지'를 유도시키고 접합부의 취성파괴을 방지하여 접합부 내진성능을 향상시키게 된다.

한국특허등록번호 제10-0896173호(명칭: 장지간 빔, 이를 포함하는 무주 구조물, 무주 주차 구조물 및 장지간 빔의 제조방법 및 무주 구조물 시공방법)에서는, 공보에 공지된 바와 같이, 각각이 제1 플랜지, 상기 제1 플랜지와 이격된 제2 플랜지 및 상기 제1 플랜지와 제2 플랜지를 연결하는 중심 웨브를 포함하며, 순차적으로 연결된 제1, 제2 및 제3 H-빔; 상기 제1 H-빔의 상기 제2 플랜지의 제1 단부로부터 상기 제2 플랜지의 중앙을 향해서 이격거리가 점차로 작아지도록 형성되는 제1 보강 플랜지 및 상기 제1 보강 플랜지와 상기 H-빔의 상기 제2 플랜지를 연결하는 제1 보강 웨브를 포함하는 제1 보강 부재; 및 상기 제3 H-빔의 상기 제2 플랜지의 제2 단부로부터 상기 제2 플랜지의 중앙을 향해서 이격거리가 점차로 작아지도록 형성되는 제2 보강 플랜지(231) 및 상기 제2 보강 플랜지와 상기 H-빔의 상기 제2 플랜지를 연결하는 제2 보강 웨브(232)를 포함하는 제2 보강 부재를 포함하며, 상기 제1 H 빔 및 제3 H 빔은 등변 사다리꼴의 측변에 대응하고, 상기 제2 H 빔은 상기 등변 사다리 꼴의 윗변에 대응하도록 상기 제2 H-빔이 상기 제1 및 제3 H-빔에 치올림 되도록 연결된 빔이 기재되어 있다.

그리고, 한국특허등록번호 제10-0888231호(명칭: 빔 제조방법 및 무주 구조물 제조방법)에서는, 공보에 공지된 바와 같이, H-빔, 제1 보강플랜지 및 제1 보강웨브를 포함하는 제1 보강부재, 및 제2 보강플랜지 및 제2 보강웨브를 포함하는 제2 보강 부재를 포함하고, 상기 H-빔은 제1 플랜지, 상기 제1 플랜지와 이격된 제2 플랜지 및 상기 제1 플랜지와 제2 플랜지를 연결하는 중심 웨브를 포함하며, 상기 제1 보강 플랜지는 상기 H-빔의 상기 제2 플랜지의 제1 단부로부터 상기 제2 플랜지의 중앙을 향해서 이격거리가 점차로 작아지도록 형성되고, 상기 제1 보강 웨브는 상기 제1 보강 플랜지와 상기 H-빔의 상기 제2플랜지를 연결하며, 상기 제2 보강 플랜지는 상기 H-빔의 상기 제2 플랜지의 제2 단부로부터 상기 제2 플랜지의 중앙을 향해서 이격거리가 점차로 작아지도록 형성되고, 상기 제2 보강 웨브는 상기 제2 보강 플랜지와 상기 H-빔의 상기 제2 플랜지를 연결하여서 된 빔이 기재되어 있다.

또한, 한국특허등록번호 제10-1206441호(명칭: 모멘트 발생 크기에 따른 구조보강재가 부착된 철골구조물과 이의 제작 및 시공방법)에서는, 공보에 공지된 바와 같이, 플랜지 및 웨브로 이루어진 형강재가 소정의 간격을 두고, 수직으로 입설되는 한 쌍의 기둥과; 상기 한 쌍의 기둥 간에 용접 또는 볼팅으로 수평하게 연결되며, 형강재로 이루어진 보로 구성되고, 상기 기둥의 형강재의 웨브에 채널이 용접 설치되고, 상기 채널에 보강재가 삽입 설치되며, 상기 보강재는 일정한 길이를 갖는 수평강판과, 상기 수평강판이 가운데에 용접 설치되는 수직강판으로 구성되거나, 또는 상기 보강재는 H형강을 웨브를 기준으로 하여 1/2 절단된 것으로 구성된 철골구조물이 기재되어 있다.

그리고, 한국특허등록번호 제10-1336909호(명칭: 모멘트 발생 크기에 따른 구조보강재가 부착된 철골구조물과 이의 제작 및 시공방법)에서는, 공보에 공지된 바와 같이, 플랜지 및 웨브로 이루어진 형강재가 소정의 간격을 두고, 수직으로 입설되는 한 쌍의 기둥과; 상기 한 쌍의 기둥 간에 용접 또는 볼팅으로 수평하게 연결되며, 형강재로 이루어진 보로 구성되고, 상기 기둥의 형강재는 적어도 3개 이상의 형강재로 구성되고, 양단은 층고가 높은 양단부 형강재와; 상기 양단부 형강재 사이에 용접 설치되는 중앙부 형강재로 구성되며, 상기 양단부 형강재에는 그 일측이 소정의 단면형상으로 절단하여 절취부가 형성되고, 상기 절취부에 보강앵글이 부착된 철골구조물이 기재되어 있다.

한편, 한국특허등록번호 제10-1504246호(명칭: 단부 보강형 철골구조물)에서는, 공보에 공지된 바와 같이, 상부플렌지와 하부플렌지가 수직웨브에 의해 일체로 연결된 구조를 이루는 H빔 형태의 철골보 하부에 구조 보강을 위해 수직웨브와 플렌지로 구성되는 T형빔 형태의 보강빔이 용접 구성된 철골구조물이 상호 수직 접합플레이트 및 수평 접합플레이트에 의해 접합되어지는 단부 보강형 철골구조물에 있어서, 상기 철골구조물 상호간에 접합이 이루어지는 접합부위에서는 철골보의 하부플렌지가 일정길이로 절개된 절개부를 형성함으로서, 철골보의 수직웨브와 보강빔의 수직웨브는 각 면에서 단일의 수직 접합플레이트에 의해 접합 연결이 이루어진 철골구조물이 기재되어 있다.

상기와 같이 철골구조물들에서 철골기둥과 연결되는 철골보의 양측 하단에는, 상부에서 인가되는 하중 및 자중에 의해 발생하는 압축력에 대하여 보강하도록 내력을 증대하는 압축보강재가 각각 구비되고, 상기 철골보의 양측상단에서 일측 단부가 상기 철골기둥에 고정되며 상기 철골보의 양측상단을 지지하여 상기 철골보의 양측상단에 발생하는 인장하중에 대한 내력을 보강하도록 된 인장보강재가 각각 구비된다.

즉, 철골구조물의 상부에서 인가된 하중 및 철골보의 자체하중에 의해 상기 철골보의 양단에 발생하는 압축하중 및 인장하중을 상기 압축보강재 및 상기 인장보강재가 각각 대응하여 상쇄함으로써, 안정성을 증대하도록 되어 있다.

한국특허등록번호 제10-0896173호 한국특허등록번호 제10-0888231호 한국특허등록번호 제10-1206441호 한국특허등록번호 제10-1336909호 한국특허등록번호 제10-1504246호

그러나 상기와 같은 종래의 철골구조물들은, 압축보강재 및 인장보강재를 통해 철골보의 양단에 발생하는 압축하중 및 인장하중에 대하여 적합하게 대응하여 안전성을 추구할 수는 있었으나, 진동, 처짐, 좌굴 및 경제성을 극대화하기 어려운 문제점이 있었다.

즉, 큰 진동하중에 대한 큰 내력을 견딜 수 없음은 물론, 구조적으로 경제적절감을 구현하기 힘든 문제점이 있었다.

본 발명은, 상기와 같은 종래의 문제점들을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 본 발명의 목적은, 철골기둥과 철골보의 접합부에서 발생되는 압축하중 및 인장하중에 따른 응력을 철골보의 단부로 이동시킨 후, 극한한복점의 도달시 소성힌지를 유도시키고 접합부의 취성파괴를 방지하여 내진성능을 향상시키도록 됨은 물론, 특히, 철골보의 높이를 슬라브를 포함하는 높이로 형성하여 적은 단면적에 대해 큰응력을 받도록 하여 층고높이를 절감할 수 있도록 된 내진성능 접합부를 가지는 복합철골보구조를 제공하는 것에 있다.

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 내진성능 접합부를 가지는 복합철골보구조는, 'H-빔 강재'로 이루어지는 거더와; 상기 거더의 양측단부의 하부에 각각 내측으로 길이를 가지면서 접합되어 상기 거더의 양측하단을 지지하여 상기 거더의 양측하부에서 발생되는 압축하중에 대한 내력을 보강하도록 된 접합부수평힌지와; 상기 거더의 양측단부의 상부에 각각 내측으로 길이를 가지면서 접합되어 상기 거더의 양측상단을 지지하여 상기 거더의 양측상단에서 발생되는 인장하중에 대한 내력을 보강하도록 된 단부인장보강근;을 포함하여 이루어지는 내진성능 접합부를 가지는 복합철골보구조에 있어서; 상기 거더의 상면에 길이방향으로 사이간격을 가지면서 양측하단이 각각 용접고정되며 '

' 형상으로 이루어지는 다수의 늑근스터드들과; 상기 거더의 길이방향으로 길이를 가지면서 상기 늑근스터드들의 상부들을 각각 연결하면서 고정지지되며 다수개가 사이간격을 가지면서 결속되는 다수의 상부주근들과; 내부에 상기 늑근스터드들과 상기 상부주근들이 매몰되면서 양생되며 상부가 슬라브에 내입되는 콘크리트바;를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

삭제

이와 같이 이루어지는 본 발명에 의한 내진성능 접합부를 가지는 복합철골보구조는, 접합부수평힌지와 단부인장보강근들을 통해 철골기둥과 거더의 접합부에서의 압축하중 및 인장하중에 대한 보강을 구현하여 철골기둥에서 인가되는 진동하중에 대하여 소성힌지구간을 유도하여 취성파괴에 대한 접합부의 취성파괴를 막고 안정성을 확보하는 효과를 가진다.

아울러, 거더의 상부에 구비되는 철근콘크리트구조물로 이루어지는 콘크리트바를 통해 큰 진동하중에 대한 큰 내력을 견딜 수 있도록 됨과 아울러, 철골공법 장점은 그대로 유지하고 모듈의 크기에 따른 철근콘크리트의 크기를 모듈에 맞게 조절할 수 있어, 진동,처짐,좌굴,경제성을 최소화 하여 기존 철골공법의 단점을 보완하는 효과를 가진다.

특히, 철골콘크리트구조물의 특징을 통해 응력이 많이 받는 철골보의 단부에 대하여 일반공법에 비해 큰내력을 견딜 수 있도록 되어 경제적이 구조절감이 가능하며, 부분적으로는 철골공법과 철근콘크리트를 복합하므로 고가인 빔을 최소화 할 수 있으므로 일반공법에 비해 경제성을 확보하는 효과를 가진다.

도 1은, 본 발명에 따른 일 실시 예에 의한 내진성능 접합부를 가지는 복합철골봅구조을 보인 개략 사시 예시도.
도 2는, 본 실시 예에 의한 내진성능 접합부를 가지는 복합철골보구조을 보인 개략 정면 예시도.
도 3은, 본 실시 예에 의한 내진성능 접합부를 가지는 복합철골보구조을 보인 개략 예시도.
도 4는, 본 실시 예에 의한 내진성능 접합부를 가지는 복합철골보구조의 서용상태를 보인 개략 예시도.
도 5는, 본 실시 예에 의한 내진성능 접합부를 가지는 복합철골보구조를 구성하는 중앙부인장보강재의 다른 예를 보인 개략 예시도.
도 6 내지 도 27은, 본 실시 예에 의한 내진성능 접합부를 가지는 복합철골보구조의 다른 예들을 보인 개략 예시도.
도 28은, 본 발명에 따른 일 실시 예에 의한 내진성능 접합부를 가지는 복합철골보구조의 시공방법을 보인 개략 예시도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예에 의한 내진성능 접합부를 가지는 복합철골보구조를 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시 예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.

도 1 내지 도 4는, 본 발명에 따른 일 실시 예에 의한 내진성능 접합부를 가지는 복합철골보구조(1)를 보인 도면으로, 본 실시 예에 의한 진성능 접합부를 가지는 복합철골보구조(1)는, 서로 사이 간격을 가지면서 수직으로 구비되는 철골기둥(11)들의 사이를 수평적으로 연결하면서 접합고정되어 철골구조물(10)을 형성하는 것에 적용된다.

즉, 상기 철골기둥(11)들의 사이에서 건축물의 천정(바닥)을 구성하는 슬라브(S)의 하부를 지지하여 건축물을 형성하게 된다.

이러한 본 실시 예에 의한 진성능 접합부를 가지는 복합철골보구조(1)는, 'H-빔 강재'로 이루어지는 거더(2)와; 상기 거더(2)의 양측단부의 하부에 각각 내측으로 길이를 가지면서 접합되어 상기 거더의 양측하단을 지지하여 상기 거더(2)의 양측하부에서 발생되는 압축하중에 대한 내력을 보강하도록 된 접합부수평힌지(3)와; 상기 거더(2)의 양측단부의 상부에 각각 내측으로 길이를 가지면서 접합되어 상기 거더(2)의 양측상단을 지지하여 상기 거더(2)의 양측상단에서 발생되는 인장하중에 대한 내력을 보강하도록 된 단부인장보강근(4);을 포함하여 이루어진다.

즉, 상기 접합부수평힌지(3)를 통해 상기 거더(2)의 상부에서 인가되는 하중 및 자중에 의해 발생하는 압축력에 대하여 보강하도록 내력을 증대하며; 상기 단부인장보강근(4)을 통해 상기 거더(2)의 양측상단에 발생하는 인장하중에 대한 내력을 보강하게 된다.

이에 따라, 상기 철골보(1)에 대하여 인가되는 압축하중 및 인장하중에 대하여 적합하게 대응하는 보강력을 형성하게 된다.

상기에서 접합부수평힌지(3)는, 상기 거더(2)의 하부에 길이방향으로 길이를 가지며 단면 형상이 '⊥' 형상으로 이루어진 '철골빔'으로 이루어진 'T-빔'으로 이루어지는 것이 바람직하다.

이와 같이 이루어지는 본 실시 예에 의한 진성능 접합부를 가지는 복합철골보구조(1)는, 상기 거더(2)의 상면에 길이방향으로 사이간격을 가지면서 양측하단이 각각 용접고정되며 '

' 형상으로 이루어지는 다수의 늑근스터드(5)들과; 상기 거더(2)의 길이방향으로 길이를 가지면서 상기 늑근스터드(5)들의 상부들을 각각 연결하면서 고정지지되며 다수개가 사이간격을 가지면서 결속되는 다수의 상부주근(6)들과; 내부에 상기 늑근스터드(5)들과 상기 상부주근(6)들이 매몰되면서 양생되며 상부가 상기 슬라브(S)에 내입되는 콘크리트바(C);를 더 포함하여 이루어진다.

즉, 상기 거더(2)의 상부에 형성되는 상기 콘크리트바(C)를 통해, 본 실시 예에 의한 철골보(1)가 철골공법구조와 철근콘크리트구조가 복합적으로 구성됨에 따라, 고가인 '철골빔'을 최소화할 수 있음은 물론, 상기 거더(2)와 상기 단부인장보강근(4)을 구성하는 철근콘크리트구조물(C)이 상기 늑근스터드(5)에 용접되어 일체화될 수 있음에 따라, 철골공법구조에 따른 장점은 그대로 유지하면서, 전체 모듈의 크기에 따른 상기 콘크리트바(C)의 크기를 모듈에 맞게 조절할 수 있어, 진동, 처짐, 좌굴 및 경제성을 최소화 하여 철골공법의 단점을 보완하게 될 수 있다.

아울러, 상기 철골보(1)의 높이를 상기 슬라브(S)를 포함하는 높이로 형성할 수 있어, 적은 단면적에 대해 큰응력을 받도록 하여 층고높이를 절감할 수 있게 된다.

상기에서 늑근스터드(5)와 상기 상부주근(6)은, 길이를 가지는 '봉(棒;rod)' 형상의 '철근'으로 형성되는 것이 바람직하며; 단면형상이 '원형'으로 이루어지는 '원형철근'으로 이루어지는 것이 가장 바람직하다.

상기와 같이 이루어지는 본 실시 예에 의한 진성능 접합부를 가지는 복합철골보구조(1)는, 상기 거더(2)의 중앙저면에 면접촉하면서 구비되며 '철재'로 이루어지고 길이와 넓이를 가지는 '판(板;plate)' 형상의 중앙부인장보강재(7)이 면접촉하면서 연결 구비될 수 있다.

즉, 상기 거더(2)의 중앙하부에서 발생되는 인장하중에 대하여 상기 중앙부인장보강재(7)를 통해 보강하여 대응함으로써, 본 실시 예에 의한 철골보(1)의 중앙하부에 발생되는 인장하중에 대하여 안정성을 증대하게 된다.

상기에서 중앙부인장보강재(7)는, 도 5에서 도시된 바와 같이, 내부에 '

' 형상의 절개선들을 형성한 후, 상기 절개선의 내측 부위를 하측방향으로 절곡하여 내부에 '공동(空洞)부(71)'를 형성함과 동시에 하측방향으로 연장된 절개편(72)들을 형성하도록 될 수 있다.

즉, 상기 공동부(71)와 상기 절개편(72)들을 통해 상기 거더(2)에서 인가되는 진동하중을 효율적으로 방출하여 상쇄시킴으로써, 내진성능을 향상시키도록 될 수 있다.

한편, 본 실시 예에 의한 진성능 접합부를 가지는 복합철골보구조(1)에서, 상기 단부인장보강근(4)은, 도 6 내지 도 27에서 도시된 바와 같이, 다양한 예들로 이루어질 수 있다.

상기에서 단부인장보강근(4)은, 철골구조(SC)에서 큰 응력을 받지 않으며 진동이 적게 발생될 경우에 적용되는 모듈율인 경우에는, 도 6 및 도 7에서 도시된 바와 같이, 상기 거더(2)의 양단에서 각각 내측으로 길이와 폭을 가지면서 상기 콘크리트바(C)의 양측에서 일체로 양생되면서 형성되는 콘크리트구조물로 이루어질 수 있다.

상기에서 단부인장보강근(4)은, 철골구조(SC)에서 큰 응력을 받지 않으며 진동이 많이 발생될 경우에 적용되는 모듈율인 경우에는, 도 8 및 도 9에서 도시된 바와 같이, 상기 거더(2)의 양단상부에서 상기 콘크리크바(C)의 양측부에서 상기 슬라브(S)의 저면을 지지하는 날개편을 각각 가지면서 형성되어 내부에 상기 슬라브(S)에 매립되지 않는 상기 콘크리츠비(C)의 부위를 수용하는 단부압축콘크리트바(8)들에 저면이 지지되면서 상기 슬라브(S)에 매립되는 콘크리트구조물로 이루어질 수 있다.

상기에서 단부인장보강근(4)은, 철골구조(SC)에서 큰 응력을 받지 않으며 진동이 적게 발생될 경우에 적용되는 모듈율이나 장수판인 경우에는, 도 10 및 도 11에서 도시된 바와 같이, 상기 늑근스터드(5)의 상부저면에 접합고정되며 상기 거더(2)의 양측단부에서 상기 거더(2)의 길이방향으로 길이를 가지면서 배치되는 '철근'들로 이루어질 수 있다.

상기에서 단부인장보강근(4)은, 철골구조(SC)에서 큰 응력을 받지 않으며 진동이 많게 발생될 경우에 적용되는 모듈율이나 장수판인 경우에는, 도 12 및 도 13에서 도시된 바와 같이, 상기 늑근스터드(5)의 양측단을 연결하는 보강근(9)의 저면에 접합고정되며 상기 거더(2)의 양측단부에서 상기 거더(2)의 길이방향으로 길이를 가지면서 배치되는 '철근'들로 이루어질 수 있다.

상기에서 단부인장보강근(4)은, 철골구조(SC)에서 큰 응력을 받으며 진동이 작게 발생될 경우에 적용되는 장수판모듈율인 경우에는, 도 14 및 도 15에서 도시된 바와 같이, 내부에 상기 슬라브(S)에 매립되지 않는 상기 거더(2)와 상기 접합부수평힌지(3)들을 수용하면서 각각 배치되는 상기 단부압축콘크리트바(8)의 내부에 상기 거더(2)와 상기 접합부수평힌지(3)들이 매립되면서 양생되는 단부압축콘크리트(C1)가 형성된 상태에서 상기 늑근스터드(5)의 상부저면에 접합고정되며 상기 거더(2)의 양측단부에서 상기 거더(2)의 길이방향으로 길이를 가지면서 배치되는 '철근'들로 이루어질 수 있다.

이때, 상기 거더(2)들의 양측상하단부들과 상기 접합부수평힌지(3)의 양측단에서 상기 거더(2)의 저면을 각각 연결하면서 배치되며 '철근'으로 이루어지고 사이간격을 가지면서 다수개의 단부늑근스터드(51)들이 각각 구비될 수 있다.

상기에서 단부인장보강근(4)은, 철골구조(SC)에서 큰 응력을 받으며 진동이 많게 발생될 경우에 적용되는 장수판모듈율인 경우에는, 도 16 및 도 17에서 도시된 바와 같이, 내부에 상기 슬라브(S)에 매립되지 않는 상기 거더(2)와 상기 접합부수평힌지(3)들을 수용하면서 각각 배치되는 상기 단부압축콘크리트바(8)의 내부에 상기 거더(2)와 상기 접합부수평힌지(3)들이 매립되면서 양생되는 단부압축콘크리트(C1)가 형성된 상태에서 상기 늑근스터드(5)의 양측단을 연결하는 보강근(9)의 저면에 접합고정되며 상기 거더(2)의 양측단부에서 상기 거더(2)의 길이방향으로 길이를 가지면서 배치되는 '철근'들로 이루어질 수 있다.

이때, 상기 거더(2)들의 양측상하단부들과 상기 접합부수평힌지(3)의 양측단에서 상기 거더(2)의 저면을 각각 연결하면서 배치되며 '철근'으로 이루어지고 사이간격을 가지면서 다수개의 단부늑근스터드(51)들이 각각 구비될 수 있다.

상기에서 단부인장보강근(4)은, 철골철근콘크리트구조(SRC)에서 큰 응력을 받으며 진동이 작게 발생될 경우에 적용되는 장수판모듈율인 경우에는, 도 18 및 도 19에서 도시된 바와 같이, 내부에 상기 슬라브(S)에 매립되지 않는 상기 거더(2)와 상기 접합부수평힌지(3)들을 수용하면서 각각 배치되는 상기 단부압축콘크리트바(8)의 내부에 상기 거더(2)와 상기 접합부수평힌지(3)들이 매립되면서 양생되는 단부압축콘크리트(C1)가 형성된 상태에서 상기 단부압축콘크리트바(8)의 상측에서 상기 콘크리트바(C)의 양측부에 상기 거더(2)의 양측단부에서 상기 거더(2)의 길이방향으로 길이를 가지면서 배치되어 상기 슬라브(S)에 매립되어 일체로 양생되어 매립되는 '철근'들로 이루어질 수 있다.

이때, 상기 '철근'들은 단면상 4각형의 꼭지점 위치에 각각 위치하도록 배치될 수 있다.

상기에서 단부인장보강근(4)은, 철골철근콘크리트구조(SRC)에서 큰 응력을 받으며 진동이 많게 발생될 경우에 적용되는 장수판모듈율인 경우에는, 도 20 및 도 21에서 도시된 바와 같이, 내부에 상기 슬라브(S)에 매립되지 않는 상기 거더(2)와 상기 접합부수평힌지(3)들을 수용하면서 각각 배치되는 상기 단부압축콘크리트바(8)의 내부에 상기 거더(2)와 상기 접합부수평힌지(3)들이 매립되면서 양생되는 단부압축콘크리트(C1)가 형성된 상태에서 상기 단부압축콘크리트바(8)의 상측에서 상기 콘크리트바(C)의 양측부에 사이간격을 가지고 상기 거더(2)의 양측단부에서 상기 거더(2)의 길이방향으로 길이를 가지면서 배치되어 상기 슬라브(S)에 매립되어 일체로 양생되어 매립되는 '철근'들로 이루어질 수 있다.

이때, 상기 '철근'들은 단면상 4각형의 꼭지점 위치에 각각 위치하도록 배치될 수 있으며, 상기 늑근스터드(5)의 양측단의 수직상 길이는, 상술한 철골철근콘크리트구조(SRC)에서 큰 응력을 받으며 진동이 작게 발생될 경우에 적용되는 장수판모듈율인 경우에 적용되는 상기 늑근스터드(5)의 양측단의 수직상 길이보다 큰 길이로 형성되어, 본 실시 예에 의한 철골보(1)의 전치 수직상 길이가 증대되면서 이루어질 수 있다.

상기에서 단부인장보강근(4)은, 철골구조(SC)에 적용될 때, 도 22 및 도 23에서 도시된 바와 같이, 상기 늑근스터드(5)의 상부저면에 접합고정되며 상기 거더(2)의 양측단부에서 상기 거더(2)의 길이방향으로 길이를 가지면서 배치되는 '철근'들로 이루어질 수 있다.

상기에서 단부인장보강근(4)은, 철골구조(SC)에 적용될 때, 도 24 및 도 25에서 도시된 바와 같이, 상기 늑근스터드(5)의 양측단을 연결하는 보강근(9)의 저면에 접합고정되며 상기 거더(2)의 양측단부에서 상기 거더(2)의 길이방향으로 길이를 가지면서 배치되는 '철근'들로 이루어질 수 있다.

상기에서 단부인장보강근(4)은, 철골철근콘크리트구조(SRC)에 적용될 때, 도 26 및 도 27에서 도시된 바와 같이, 상기 콘크리트바(C)의 양측부에 상기 거더(2)의 양측단부에서 사이간격을 가지고 상기 거더(2)의 길이방향으로 길이를 가지면서 배치되어 상기 슬라브(S)에 매립되어 일체로 양생되어 매립되는 '철근'들로 이루어질 수 으며; 이때, 상기 '철근'들은 단면상 4각형의 꼭지점 위치에 각각 위치하도록 배치될 수 있다.

본 발명에 의한 일 실시 예에 의한 내진접합부를 가지는 복합철골보구조(1)의 시공방법을 설명하면 다음과 같다.

본 실시 예에 의한 내진접합부를 가지는 복합철골보구조(1)에 따른 시공방법은, 도 28에서 도시된 바와 같이, 서로 사이 간격을 가지면서 수직으로 구비되는 철골기둥(11)들의 사이를 수평적으로 연결하면서 접합고정되어 철골구조물(10)을 형성하는 것에 적용되도록 된 것으로, 길이를 가지는 'H-빔 강재'로 이루어지며 상기 철골기둥(11)들에 양단이 각각 접합고정되는 상기 거더(2)의 양측단부의 하부에 각각 내측으로 길이를 가지면서 접합되어 상기 거더(2)의 양측하단을 지지하여 상기 거더(2)의 양측하부에서 발생되는 압축하중에 대한 내력을 보강하도록 된 상기 접합부수평힌지(3)를 설치하는 접합부수평힌지설치단계(S100);를 가진다.

즉, 제조현장(공장)에서 상기 철골기둥(11)과 본 실시 예에 의한 철골보(1)를 각각 제조한 후, 시공현장으로 운반하고, 시공현장에서 상기 철골기둥(11)과 본 실시 예에 의한 철골보(1)를 연결고정하여 결합한다.

이때, 본 실시 예에 의한 철골보(1)의 양측 하단에 상기 접합부수평힌지(3)가 각각 용접고정된다.

이러한 본 실시 예에 의한 내진접합부를 가지는 복합철골보구조(1)에 따른 시공방법은, 상기 거더(2)의 양측단부의 상부에 각각 내측으로 길이를 가지면서 접합되어 상기 거더(2)의 양측상단을 지지하여 상기 거더(2)의 양측상단에서 발생되는 인장하중에 대한 내력을 보강하도록 된 단부인장보강근(4)을 설치하는 단부인장보강근설치단계(S200);를 더 가진다.

한편, 본 실시 예에 의한 내진접합부를 가지는 복합철골보구조(1)에 따른 시공방법은, 상기 거더(2)의 상면에 길이방향으로 사이간격을 가지면서 양측하단이 각각 용접고정되며 '

' 형상으로 이루어지는 다수의 상기 늑근스터드(5)들을 설치하는 늑근스터드설치단계(S300)와; 상기 거더(2)의 길이방향으로 길이를 가지면서 상기 늑근스터드(5)들의 상부들을 각각 연결하면서 고정지지되며 다수개가 사이간격을 가지면서 결속되는 다수의 상기 상부주근(6)들을 설치하는 상부주근설치단계(S400)와; 내부에 상기 늑근스터드(5)들과 상기 상부주근(6)들이 매몰되면서 양생되며 상부가 상기 슬라브(S)에 내입되는 상기 콘크리트바(C)를 형성하는 콘크리트바형성단계(S500);를 각각 가진다.

즉, 상기 거더(2)의 상부에 상기 콘크리트바(C)을 양생하여 일체로 형성하게되어, 철골철근콘크리트구조물의 장점들이 적용된다.

상기에서 늑근스터드(5)들에 상기 상부주근(6)들이 각각 용접하여 고정할 수 있으며, 별도의 연결밴드(철사: 미도시된)를 통해 서로 연결고정하여 결합할 수 있는 것으로, 사용자의 선택에 따라 적용하는 것이 바람직하다.

상기와 같이 이루어지는 본 실시 예에 의한 내진접합부를 가지는 복합철골보구조(1)에 따른 시공방법은, 상기 콘크리트바형성단계(S500)를 통해 상기 거더(2)의 상면에 철근콘크리트구조물로 이루어진 상기 콘크리트바(C)가 형성되면 상기 콘크리트바(C)의 표면을 표면처리한 후, 상기 슬라브(S)의 양생시 상기 콘크리트바(C)의 상부를 내입하여 상기 슬라브(S)와 알체로 형성하도록 되는 후처리단계(S600);을 포함하여 이루어질 수 있다.

즉, 본 실시 예에 의한 철골보(1)의 높이를 상기 슬라브(S)를 포함하는 높이로 형성할 수 있어, 적은 단면적에 대해 큰응력을 받도록 하여 층고높이를 절감할 수 있게 된다.

이상에서 설명된 본 발명의 일 실시 예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

1 : 철골보구조 10 : 철골구조
11 : 철골기둥 2 : 거더
3 : 접합부수평힌지 4 : 단부인장보강근
5 : 늑근스터드 51 : 단부늑근스터드
6 : 상부주근 7 : 중앙부인장보강재
71 : 공동부 72 : 절개편
8 : 단부압축콘크리트바 9 : 보강근
C : 콘크리트바 C1 : 단부압축콘크리트
S : 슬라브

Claims (2)

1. 'H-빔 강재'로 이루어지는 거더(2)와; 상기 거더(2)의 양측단부의 하부에 각각 내측으로 길이를 가지면서 접합되어 상기 거더(2)의 양측하단을 지지하여 상기 거더(2)의 양측하부에서 발생되는 압축하중에 대한 내력을 보강하도록 된 접합부수평힌지(3)와; 상기 거더(2)의 양측단부의 상부에 각각 내측으로 길이를 가지면서 접합되어 상기 거더(2)의 양측상단을 지지하여 상기 거더(2)의 양측상단에서 발생되는 인장하중에 대한 내력을 보강하도록 된 단부인장보강근(4)과; 상기 거더(2)의 상면에 길이방향으로 사이간격을 가지면서 양측하단이 각각 용접고정되며 '

   

   ' 형상으로 이루어지는 다수의 늑근스터드(5)들과; 상기 거더(2)의 길이방향으로 길이를 가지면서 상기 늑근스터드(5)들의 상부들을 각각 연결하면서 고정지지되며 다수개가 사이간격을 가지면서 결속되는 다수의 상부주근(6)들과; 내부에 상기 늑근스터드(5)들과 상기 상부주근(6)들이 매몰되면서 양생되며 상부가 슬라브(S)에 내입되는 콘크리트바(C);를 포함하여 이루어지는 내진성능 접합부를 가지는 복합철골보구조에 있어서;
   상기 거더(2)의 중앙저면에는,
   상기 거더(2)의 중앙저면과 면접촉하며 '철재'로 이루어지고 길이와 넓이를 가지는 '판(板;plate)' 형상의 중앙부인장보강재(7)이 면접촉하면서 연결 구비되고;
   상기 거더(2)들의 양측상하단부들과 상기 접합부수평힌지(3)의 양측단에는,
   '철근'으로 이루어지고 사이간격을 가지면서 다수개의 단부늑근스터드(51)들이 각각 구비되는 것을 특징으로 하는 내진성능 접합부를 가지는 복합철골보구조.
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