KR102217178B1 - 보강강판 및 관통볼트를 사용한 충전형 합성 보-기둥의 무용접 접합 구조체 - Google Patents

보강강판 및 관통볼트를 사용한 충전형 합성 보-기둥의 무용접 접합 구조체 Download PDF

Info

Publication number
KR102217178B1
KR102217178B1 KR1020190006399A KR20190006399A KR102217178B1 KR 102217178 B1 KR102217178 B1 KR 102217178B1 KR 1020190006399 A KR1020190006399 A KR 1020190006399A KR 20190006399 A KR20190006399 A KR 20190006399A KR 102217178 B1 KR102217178 B1 KR 102217178B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
concrete
steel plate
reinforcing steel
filled
column
Prior art date
Application number
KR1020190006399A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20200089793A (ko
Inventor
엄태성
임종진
Original Assignee
단국대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 단국대학교 산학협력단 filed Critical 단국대학교 산학협력단
Priority to KR1020190006399A priority Critical patent/KR102217178B1/ko
Publication of KR20200089793A publication Critical patent/KR20200089793A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102217178B1 publication Critical patent/KR102217178B1/ko

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E04BUILDING
    • E04BGENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/18Structures comprising elongated load-supporting parts, e.g. columns, girders, skeletons
    • E04B1/24Structures comprising elongated load-supporting parts, e.g. columns, girders, skeletons the supporting parts consisting of metal
    • E04B1/2403Connection details of the elongated load-supporting parts
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E04BUILDING
    • E04BGENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/18Structures comprising elongated load-supporting parts, e.g. columns, girders, skeletons
    • E04B1/24Structures comprising elongated load-supporting parts, e.g. columns, girders, skeletons the supporting parts consisting of metal
    • E04B1/2403Connection details of the elongated load-supporting parts
    • E04B2001/2415Brackets, gussets, joining plates
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E04BUILDING
    • E04BGENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/18Structures comprising elongated load-supporting parts, e.g. columns, girders, skeletons
    • E04B1/24Structures comprising elongated load-supporting parts, e.g. columns, girders, skeletons the supporting parts consisting of metal
    • E04B1/2403Connection details of the elongated load-supporting parts
    • E04B2001/2454Connections between open and closed section profiles
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E04BUILDING
    • E04BGENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/18Structures comprising elongated load-supporting parts, e.g. columns, girders, skeletons
    • E04B1/24Structures comprising elongated load-supporting parts, e.g. columns, girders, skeletons the supporting parts consisting of metal
    • E04B2001/2466Details of the elongated load-supporting parts
    • E04B2001/2478Profile filled with concrete

Abstract

본 발명은, 콘크리트 충전형 기둥(Concrete Filled Tube, CFT)(110); 상기 콘크리트 충전형 기둥(110)의 제1면(112)에 횡방향으로 결합되는 보(130); 상기 보(130)의 단부에 구비되어 상기 보(130)와 일체화되는 플레이트 형상의 강판으로서, 상기 보(130)의 연장 방향과 수직한 방향으로 위치되어 상기 제1면(112)과 대면하는 보강강판(150); 및 상기 보강강판(150), 상기 제1면(112) 및 상기 콘크리트 충전형 기둥(110)의 제1면(112)에 대향한 제2면(114)을 관통하여, 상기 보(130)를 상기 콘크리트 충전형 기둥(110)에 결합시키는 적어도 하나 이상의 관통부재(170); 를 포함하며, 상기 관통부재(170)는, 상기 콘크리트 충전형 기둥(110) 내의 충진된 콘크리트에 매입되도록 형성된 콘크리트 충전형 기둥 및 보 접합 구조체를 제공한다.

Description

보강강판 및 관통볼트를 사용한 충전형 합성 보-기둥의 무용접 접합 구조체 {Non-welding beam-to-column connection structure with reinforcing plate and through bolt}
본 발명은 보강강판 및 관통볼트를 사용한 충전형 합성 보-기둥의 무용접 접합 구조체로서, 보강강판 및 관통볼트를 사용함으로써, 보-기둥 접함부의 모멘트 저항을 증대시키는 기술이다.
건축물의 시공시 많은 기둥과 보가 필요하며, 통상적으로 기둥과 보는 금속으로 만들어진다. 예를 들어 기둥은 내부가 빈 사각의 금속 파이프 형태일 수 있고, 보는 H형 형강일 수 있다. 이와 같은 기둥과 보를 서로 연결시켜 건축물의 뼈대를 만든 후, 이를 통해 건축물을 시공할 수 있다.
이처럼 건축물의 시공시 많은 기둥과 보가 사용되며, 이들이 연결되어야 하기 때문에 이들을 접합시키기 위한 접합부 코어에 대한 다양한 기술이 공지되어 있다.
이와 관련하여, 기둥과 보의 접합 부위에서 국부좌굴 등이 발생하여 어느 정도 골조가 에너지를 흡수한 후에 접합부의 취성파괴 발생되는 현상이 나타나기도 한다. 특히, 기존의 지진 피해 사례를 보면 접합부에서의 파괴, 보에서의 국부좌굴 후 접합부에서 취성파괴가 발생됨이 확인되었다.
특히 강구조 모멘트저항골조의 경우 모멘트 접합으로 처리하기 위해 기둥 플랜지-보 플랜지를 용접 또는 공장에서 수행하고 있어, 용접 이외의 접합 방법이 고려될 필요가 있다.
한편, 웹(web)과 플랜지(flange)를 포함하여 구성되는 H형강 기둥 같은 경우 개단면 형태로 접합의 처리가 간단하며, 폐단면 강관 기둥의 경우 강관이 가지는 폐단면이라는 형태적 특징 때문에 접합의 처리가 어려워 강도와 강성의 확보가 어렵다.
이러한 점들을 고려하여 현재 사용되고 있는 접합 방법 중에는 다이아프램(diaphragm)이라는 보강수단을 사용하여 기둥면의 변형방지, 보에 의한 휨하중에 대응하고 보와의 모멘트 접합이 가능하게 함으로써 접합부를 보강하는 방법이 많이 쓰이고 있다.
구체적으로, 다이아프램은 관통형 다이아프램 형식, 내부 다이아프램 형식, 외부 다이아프램 형식 등이 있는데, 관통형 다이아프램 형식과 내부 다이아프램 형식은 강관 기둥을 절단한 후 보 플랜지 위치에 다이아프램을 관통시키거나 강관 내부에 다이아프램을 대고 다시 용접하는 형식이다.
이러한 형식은 외관이 단순하나 용접에 고도의 기술이 필요하며 용접 검사에 따른 품질관리에 어려움이 많다. 외부 다이아프램 형식은 강관의 외부에 경사를 가진 모양의 다이아프램을 보강, 용접하는 형식으로서 용접 작업이 용이하나, 강재량이 상대적으로 많이 소요되며 다이아프램의 제작, 가공에 비용이 많이 들며, 접합부 주변의 외관도 복잡하게 된다.
무엇보다도, 이러한 종래 다이아프램을 이용하는 방식에서는 16가지에까지 이르는 다수의 공정이 필요하며, 더욱이 용접이 필수적인 바, 이러한 복잡한 공정을 단순화시키기 위해, 간단한 방식으로 우수한 강성을 유지할 수 있는 접합부 코어가 요구되고 있다.
한편, 종래 기둥-보 접합부의 경우 기둥에 2~3개층을 시공할 수 있게 하기 위해 브라켓이 설치되어 보를 접합한다. 이 경우는 기둥과 기둥을 연결하는 방식, 기둥과 보를 연결하는 방식 두 개의 방식을 같이 사용한다. 그러나 이와 같이 2~3개층의 기둥을 한번에 세워 보를 설치할 경우 고소작업으로 인하여 작업자에게 위험성이 발생된다.
한편, CFT 구조는 폐쇄형의 강관 기둥 내부에 콘크리트를 충전한 구조로서, 강성, 내력, 변형 등 구조적으로 안정하고 내화, 시공 등에서 우수한 장점을 갖는 구조이다. 이와 같은 CFT 구조는 그 소재인 강관이 특별한 제작설비를 갖춘 대형 공장에서 특별한 용접 과정을 통하여 생산되어야 하기 때문에 제작비용이 과다하다는 단점이 있으며, 이러한 경제적인 문제는 CFT 구조의 적용성을 제한한다. 실제 CFT 구조는 구조적인 안정성, 시공성 등의 이점에도 불구하고 아직까지 제한적으로 적용되고 있는 실정이다.
이와 같이, CFT 구조는 용접열 및 보에 작용하는 인장력으로 인해 CFT 기둥의 특징인 얇은 강관의 변형이 쉽게 발생할 수 있는 문제가 있고, 전술한 바와 같이, 기존에 많이 사용되는 스터드 매입, 다이어프램 용접 보강 등은 추가 용접 작업 등으로 인해 시공성이 떨어지는 바, 다양한 CFT 기둥 단면 형상에 적용시키기 어려운 문제가 존재한다.
(특허문헌 1) 한국등록특허 제10-1367626호
본 발명은 현장 용접없이, 합성 보-기둥 접합부를 공사할 수 있도록 시공성을 개선시킨 콘크리트 충전형 기둥 및 보 접합 구조체를 제안하고자 한다.
또한, 보-기둥의 접합을 위해, 특정한 구성을 구비함으로써, 보-기둥 접합부에서의 강도 및 가성 등 내진 구조성능이 증대된 충전형 합성 보-기둥의 콘크리트 충전형 기둥 및 보 접합 구조체를 제안하고자 한다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명은, 콘크리트 충전형 기둥(Concrete Filled Tube, CFT)(110); 상기 콘크리트 충전형 기둥(110)의 제1면(112)에 횡방향으로 결합되는 보(130); 상기 보(130)의 단부에 구비되어 상기 보(130)와 일체화되는 플레이트 형상의 강판으로서, 상기 보(130)의 연장 방향과 수직한 방향으로 위치되어 상기 제1면(112)과 대면하는 보강강판(150); 및 상기 보강강판(150), 상기 제1면(112) 및 상기 콘크리트 충전형 기둥(110)의 제1면(112)에 대향한 제2면(114)을 관통하여, 상기 보(130)를 상기 콘크리트 충전형 기둥(110)에 결합시키는 적어도 하나 이상의 관통부재(170); 를 포함하며, 상기 관통부재(170)는, 상기 콘크리트 충전형 기둥(110) 내의 충진된 콘크리트에 매입되도록 형성된 콘크리트 충전형 기둥 및 보 접합 구조체를 제공한다.
또한, 상기 콘크리트 충전형 기둥(110) 내측에 삽입되되, 상기 보강강판(150)의 결합 위치와 대응되는 높이에 결합된 H형 브라켓(180); 을 더 포함하며, 상기 H형 브라켓(180)은, 상기 제1면(112)의 내면과 대면하도록 형성된 제1단부면(182); 상기 제1단부면(182)과 대향하도록 배치되되, 상기 제2면(114)의 내면과 대면하도록 형성된 제2단부면(184); 및 상기 제1 및 제2단부면(182, 184) 사이에 위치되며, 일단은 상기 제1단부면(182) 상에 결합되고, 타단은 상기 제2단부면(184) 상에 결합된 중간부(186); 를 포함하고, 상기 관통부재(170)는, 상기 보강강판(150), 제1면(112), 제1단부면(182), 제2단부면(184) 및 제2면(114) 순서로 관통하여 상기 보(130)를 상기 콘크리트 충전형 기둥(110)에 결합시키는 것이 바람직하다.
또한, 상기 보강강판(150) 및 상기 제1면(112)을 관통하여 결합시키는 고정부재(172); 를 더 포함하며, 상기 보(130)는 H-형 강재보이고, 상기 관통부재(170)는 상기 보(130)를 기준으로 상기 보강강판(150)의 상부측 및 하부측를 각각 관통되도록 형성되고, 상기 고정부재(172)는 상기 보강강판(150)의 상기 상부측 및 하부측 사이인 중간측에 적어도 하나 이상이 구비되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 중간부(186)는, 수직 방향으로 연장되도록 배치되되, 평행하게 배치된 제 1 및 제2단부면(182, 184)의 중심선 상에 결합되며, 상기 관통부재(170) 및 고정부재(172)는, 상기 중간부(186)를 사이에 두고 상호 대칭되는 위치를 관통하여 체결되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 콘크리트 충전형 기둥(110)은, 수평 단면이 8각형인 팔각 기둥 형상이며, 상기 보강강판(150)은, 대면하는 상기 콘크리트 충전형 기둥(110)의 형상에 대응되도록 형성되되, 상기 제1면(112)과 수평 방향으로 이웃한 적어도 2 이상의 면을 감싸도록 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 보강강판(150)은 한 쌍으로 구비되며, 상기 제1면(112)의 인접면을 감싸도록 절곡 형성된 제1보강강판(152); 및 상기 제2면(114)의 인접면을 감싸도록 절곡 형성된 제2보강강판(154); 을 포함하고, 상기 제1 및 제2보강강판(154)은 상호 대칭되는 구조로 배치되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 보(130)는, 상부가 개방된 U-형 채움보로 형성되되, 상기 U-형 채움보의 한 쌍의 상단부 각각은 내측 방향으로 절곡되어 상기 상부의 일부를 덮도록 형성되고, 상기 관통부재(170)는, 상기 한 쌍의 상단부 상측을 관통하도록 형성된 것이 바람직하다.
또한, 상기 U-형 채움보 양 측면의 상호 대응되는 위치에는, 각각 소정의 직경을 갖는 원형 개구부(132)가 형성된 것이 바람직하다.
상기한 바와 같은 본 발명은 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명에 따른 콘크리트 충전형 기둥 및 보 접합 구조체는, 콘크리트 충전형 기둥의 콘크리트를 둘러싼 얇은 강판을 용접할 필요가 없는 바, 용접에 따른 강판 변형을 방지할 수 있고, 용접 공정을 생략함에 따라, 현장 시공성을 증대시킬 수 있는 효과를 발휘한다.
또한, 얇은 강판을 다양한 모양으로 절곡하여 제작한 다양한 모양의 강판에 대하여 용접을 통해 결합시키는 것보다 더 쉽게 접합이 가능하며, 내진 성능의 측면에서도 관통부재 및 보강강판의 인장저항으로 하중 전달을 효과적으로 수행할 수 있다.
도 1의 (a)는 본 발명인 콘크리트 충전형 기둥 및 보 접합 구조체의 제1실시예의 외관을 나타내는 개략적인 사시도이다.
도 1의 (b)는 도 1의 (a)의 상태에서, 콘크리트 충전형 기둥을 투명하게 도시한 개략적인 사시도이다.
도 2는 본 발명인 콘크리트 충전형 기둥 및 보 접합 구조체의 제1실시예를 정면에서 바라본 단면도이다.
도 3은 본 발명인 콘크리트 충전형 기둥 및 보 접합 구조체의 제2실시예에서 콘크리트 충전형 기둥을 투명하게 도시한 개략적인 사시도이다.
도 4는 본 발명인 콘크리트 충전형 기둥 및 보 접합 구조체의 제3실시예의 개략적인 사시도이다.
도 5는 도 4의 제3실시예를 상부에서 바라본 상태를 도시하는 단면도이다.
도 6은 본 발명인 콘크리트 충전형 기둥 및 보 접합 구조체에서 보를 특정한 구조로 변형한 상태를 개략적으로 도시한 사시도이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명에 따른 보강강판 및 관통볼트를 사용한 충전형 합성 보-기둥의 무용접 접합 구조체를 설명한다.
도 1의 (a)는 본 발명인 콘크리트 충전형 기둥 및 보 접합 구조체의 제1실시예의 외관을 나타내는 개략적인 사시도이며, 도 1의 (b)는 도 1의 (a)의 상태에서, 콘크리트 충전형 기둥을 투명하게 도시한 개략적인 사시도이다.
도 1의 (a) 및 (b)를 참조하면, 본 발명인 콘크리트 충전형 기둥 및 보 접합 구조체(100)는 콘크리트 충전형 기둥(110), 보(130), 보강강판(150) 및 관통부재(170)를 포함한다.
콘크리트 충전형 기둥(Concrete Filled Tube, CFT)은, 폐단면 강관부재로서 휨모멘트를 부담하는 강관이 외측에 있고, 축력을 부담하는 콘크리트가 내측에 있어 강관이 내부 콘크리트를 구속하는 한편, 콘크리트가 강관의 국부 좌굴을 막아주는 효과에 의해 강도와 에너지 흡수능력이 탁월한 구조 시스템이다. 일반적으로, 콘크리트 충전형 기둥의 강판 두께는 약 10mm 내외이다.
보(130)는 콘크리트 충전형 기둥(110)의 제1면(112)에 횡방향으로 결합되며, H-형 강재보이다. 즉, 제1면(112)은 콘크리트 충전형 기둥(110)의 다수의 면들 중 보(130)가 결합되는 특정면을 의미한다. H-형 강재보인 보(130)는 상부판, 수직판 및 하부판으로 구성되며, 상부판 및 하부판은 서로 평행하게 수직방향으로 이격되어 배치되며, 이들 각각의 중심선에 수직판이 면에 수직한 방향으로 결합된다.
보강강판(150)은 보(130)의 단부에 구비되되, 보(130) 및 콘크리트 충전형 기둥(110)의 제1면(112) 사이에 구비된다. 이 때, 보강강판(150)은 보(130)와 일체화되는 플레이트 형상의 강판으로서, 보(130)의 연장 방향과 수직한 방향으로 위치되어 제1면(112)과 대면하도록 위치된다. 보강강판(150)의 두께는 10mm로 형성될 수 있으며, 보강강판(150)은 보(130)의 단부에 용접되는 것이 바람직하다. H-형 강재보는, 콘크리트 충전형 기둥(110)의 강판 두께보다 상대적으로 두께가 더 크도록 형성되는 바, 보강강판(150) 및 보(13) 단부의 용접 과정에서 변형이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
관통부재(170)는 보강강판(150), 제1면(112) 및 콘크리트 충전형 기둥(110)의 제1면(112)에 대향한 제2면(114)을 관통함으로써, 보(130)를 콘크리트 충전형 기둥(110)의 제1면(112) 상에 결합시킨다. 도 1의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 관통부재(170)은 복수 개로 구비될 수 있다. 이 때, 관통부재(170)는 보(130)를 기준으로 보강강판(150)의 상부측 및 하부측를 각각 관통되도록 형성된다. 복수 개의 관통부재(170)는 동일한 높이에 열을 지어 배치됨으로써, 콘크리트 충전형 기둥(110) 및 보강강판(150)의 결합 강도를 증대시킬 수 있다.
도 1의 (a) 및 (b)에는 최상단인 제1열부터 최하단인 제4열로 구비된 상태를 도시하고 있고, 각 열은 4개의 관통부재(170)를 구비하고 있으나, 이는 제작자, 설계자 및 시공자의 선택에 따라 변경될 수 있다. 보다 구체적으로, 제1열은 보(130)의 상부판 상측에 배치되며, 제2열은 보(130)의 상부판 바로 아래에 배치되고, 제3열은 보(130)의 하부판 바로 위에 배치되며, 제4열은 하부판 하측에 배치될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 콘크리트 충전형 기둥 및 보 접합 구조체(100)는 고정부재(172)를 더 포함할 수 있으며, 고정부재(172)는 보강강판(150)의 콘크리트 충전형 기둥(110)의 제1면(112)에 대한 결합 강도를 보강하는 역할을 한다. 고정부재(172)는, 제1면(112) 및 제2면(114)을 모두 관통하는 관통부재(170)와는 달리, 제1면(112)만 관통하도록 형성되며, 전단에 주로 저항하는 보 중앙 웨브 근처는 볼트 체결하지 않고, 가용접을 통해 일정 길이 이상 콘크리트 충전형 기둥(110) 내부에 타설되는 콘크리트에 매입되도록 구성된다.
도 3은 본 발명인 콘크리트 충전형 기둥 및 보 접합 구조체의 제2실시예에서 콘크리트 충전형 기둥을 투명하게 도시한 개략적인 사시도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 제2실시예인 콘크리트 충전형 기둥 및 보 접합 구조체(100)는 콘크리트 충전형 기둥(110) 내측에 삽입되되, 보강강판(150)의 결합 위치와 대응되는 높이에 결합된 H형 브라켓(180)을 더 포함한다.
H형 브라켓(180)은, 제1면(112)의 내면과 대면하도록 형성된 제1단부면(182), 제1단부면(182)과 대향하도록 배치되되, 제2면(114)의 내면과 대면하도록 형성된 제2단부면(184) 및 제1 및 제2단부면(182, 184) 사이에 위치되며, 일단은 제1단부면(182) 상에 결합되고, 타단은 상기 제2단부면(184) 상에 결합된 중간부(186)로 구성된다. 이 때, 중간부(186)는, 수직 방향으로 연장되도록 배치되되, 평행하게 배치된 제 1 및 제2단부면(182, 184)의 중심선 상에 결합된다.
이것은 보강강판(150) 및 관통부재(170)를 사용한 콘크리트 충전형 기둥 및 보 접합 구조체의 추가적인 강성을 확보하기 위함이며, 콘크리트 충전형 기둥(110) 내에 H형 브라켓(180)이 삽입된 상태로 콘크리트가 타설되어 고정됨에 의해 달성된다.
이 때, H형 브라켓(180)의 제1단부면(182)은 콘크리트 충전형 기둥(110)의 제1면(112)에, 제2단부면(184)은 콘크리트 충전형 기둥(110)의 제2면(114)에 각각 대면한 상태로 맞댐 용접됨으로써, 이들은 일체화될 수 있다.
또한, 제1 및 제2단부면(182, 184)은 보강강판(150)과 상호 대응되는 위치에 배치되며, 보강강판(150)의 가로 및 세로의 길이와 대응되는 형상으로 형성되고, 관통부재(170) 및 고정부재(172)는 중간부(186)를 사이에 두고 상호 대칭되는 위치를 관통하여 체결되는 것이 바람직하다.
이에 따라, 모든 방향의 외력에 의한 전단 또는 비틀림에 균일한 강성을 가질 수 있다.
도 4는 본 발명인 콘크리트 충전형 기둥 및 보 접합 구조체의 제3실시예의 개략적인 사시도이며, 도 5는 도 4의 제3실시예를 상부에서 바라본 상태를 도시하는 단면도이다.
도 4 및 5를 참조하면, 콘크리트 충전형 기둥(110)은, 수평 단면이 8각형인 팔각 기둥 형상이며, 보강강판(150)은, 대면하는 콘크리트 충전형 기둥(110)의 형상에 대응되도록 형성되되, 제1면(112)과 수평 방향으로 이웃한 적어도 2 이상의 면을 감싸도록 형성된다.
구체적으로, 두꺼운 보강강판(150)은 U자 형태로 절곡 또는 별도 강판의 용접을 통해 제작되며, 보강강판(150)의 양 측단은 콘크리트 충전형 기둥(110) 웨브 부분까지 확장되어 설치된다.
이와 같이, 본 발명의 제3실시예는, 전술한 제1 및 제2실시예와는 달리, 제1면(112)뿐만 아니라, 제1면에 수평 방향으로 이웃한 면들을 동시에 감싸도록 형성됨에 따라, 보강강판(150)의 특정 면 이외의 방향에 대한 추가적인 강성을 확보할 수 있다.
이 때, 보강강판(150)은 한 쌍으로 구비되며, 제1면(112)의 인접면을 감싸도록 절곡 형성된 제1보강강판(152) 및 제2면(114)의 인접면을 감싸도록 절곡 형성된 제2보강강판(154)을 포함하고, 제1 및 제2보강강판(154)은 상호 대칭되는 구조로 배치된다.
본 발명의 제3실시예는 콘크리트 충전형 기둥(110)의 수평 방향의 단면이 8각형인 경우를 예로 들어 설명하지만, 콘크리트 충전형 기둥(110)의 수평 방향의 단면은 설계자의 선택에 따라 다른 형태로 형성될 수 있으며, 이에 따라, 보강강판(150)의 형태 역시 콘크리트 충전형 기둥(110)의 수평 방향 단면의 형태에 대응하도록 형성될 수 있다.
도 6은 본 발명인 콘크리트 충전형 기둥 및 보 접합 구조체에서 보를 특정한 구조로 변형한 상태를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 6을 참조하면, 보(130)는, 상부가 개방된 U-형 채움보로 형성되되, U-형 채움보의 한 쌍의 상단부 각각은 내측 방향으로 절곡되어 상부의 일부를 덮도록 형성될 수 있다. 이는 전술한 보(130)의 형태인 H-형 강재보와는 달리, 보(130)에도 콘크리트가 타설되는 구조이며, 콘크리트의 타설에 의해 보(130)의 추가적인 강성을 확보할 수 있다.
이 때, 관통부재(170)는, 한 쌍의 상단부 상측을 관통하도록 형성됨에 따라, 콘크리트 충전형 기둥(110) 내에 타설된 콘크리트와 함께 고정될 수 있으며, 고정부재(172)는 U-형 채움보의 내측에 구비되는 바, 보(130) 내에 타설된 콘크리트와 함께 고정될 수 있다. 이에 따라, 보(130)에 인가되는 하중을 콘크리트 충전형 기둥(110)으로 효과적으로 전달할 수 있다.
또한, 본 발명의 보(130)의 형태인 U-형 채움보 양 측면의 상호 대응되는 위치에는, 각각 소정의 직경을 갖는 원형 개구부(132)가 형성될 수 있다.
원형 개구부(132)는 U-형 채움보의 얇은 강판 및 보강강판(150) 사이의 용접되는 부분의 응력집중을 완화시킬 수 있고, 소성힌지를 형성함과 동시에 작업 구멍으로 활용함으로써, 보(130) 내부에 추가적인 관통부재(170) 체결이 가능할 수 있다. 원형 개구부(132)의 직경 크기 및 위치는 설계자의 선택 및 상황에 따라 적절하게 변경될 수 있다.
전술한 본 발명의 제1 내지 제3실시예의 관통부재(170)는 모두 볼트 및 너트 체결을 통해 고정될 수 있으며, 콘크리트 충전형 기둥(110), 보(130) 및 보강강판(150)에는 볼트 형태인 관통부재(170)의 체결을 위해, 미리 관통홀이 구비됨으로써, 시공 현장에서 별도의 관통 작업의 수행이 필요없는 바, 작업성이 증대될 수 있다.
이상, 본 명세서에는 본 발명을 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 도면에 도시한 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당업자라면 본 발명의 실시예로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 보호범위는 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
100: 콘크리트 충전형 기둥 및 보 접합 구조체
110: 콘크리트 충전형 기둥
112: 콘크리트 충전형 기둥의 제1면
114: 콘크리트 충전형 기둥의 제2면
130: 보
150: 보강강판
170: 관통부재
172:고정부재
180: H형 브라켓

Claims (8)

  1. 콘크리트 충전형 기둥(Concrete Filled Tube, CFT)(110);
    상기 콘크리트 충전형 기둥(110)의 제1면(112)에 횡방향으로 결합되는 보(130);
    상기 보(130)의 단부에 구비되어 상기 보(130)와 일체화되는 플레이트 형상의 강판으로서, 상기 보(130)의 연장 방향과 수직한 방향으로 위치되어 상기 제1면(112)과 대면하는 보강강판(150); 및
    상기 보강강판(150), 상기 제1면(112) 및 상기 콘크리트 충전형 기둥(110)의 제1면(112)에 대향한 제2면(114)을 관통하여, 상기 보(130)를 상기 콘크리트 충전형 기둥(110)에 결합시키는 적어도 하나 이상의 관통부재(170); 를 포함하며,
    상기 관통부재(170)는, 상기 콘크리트 충전형 기둥(110) 내의 충진된 콘크리트에 매입되도록 형성되고,
    상기 콘크리트 충전형 기둥(110) 내측에 삽입되되, 상기 보강강판(150)의 결합 위치와 대응되는 높이에 결합된 H형 브라켓(180); 을 더 포함하며,
    상기 H형 브라켓(180)은,
    상기 제1면(112)의 내면과 대면하도록 형성된 제1단부면(182);
    상기 제1단부면(182)과 대향하도록 배치되되, 상기 제2면(114)의 내면과 대면하도록 형성된 제2단부면(184);
    상기 보강강판(150) 및 상기 제1면(112)을 관통하여 결합시키는 고정부재(172); 및
    상기 제1 및 제2단부면(182, 184) 사이에 위치되며, 일단은 상기 제1단부면(182) 상에 결합되고, 타단은 상기 제2단부면(184) 상에 결합된 중간부(186); 를 포함하고,
    상기 관통부재(170)는,
    상기 보강강판(150), 제1면(112), 제1단부면(182), 제2단부면(184) 및 제2면(114) 순서로 관통하여 상기 보(130)를 상기 콘크리트 충전형 기둥(110)에 결합시키며,
    상기 보(130)는 H-형 강재보이고,
    상기 관통부재(170)는,
    상기 보(130)를 기준으로 상기 보강강판(150)의 상부측 및 하부측를 각각 관통되도록 형성되고,
    상기 중간부(186)는,
    수직 방향으로 연장되도록 배치되되, 평행하게 배치된 제 1 및 제2단부면(182, 184)의 중심선 상에 결합되며,
    상기 관통부재(170) 및 고정부재(172)는,
    상기 중간부(186)를 사이에 두고 상호 대칭되는 위치를 관통하여 체결되고,
    상기 고정부재(172)는,
    상기 보강강판(150)의 상기 상부측 및 하부측 사이인 중간측에 적어도 하나 이상이 구비되되, 상기 제1면(112) 및 상기 제2면(114)을 모두 관통하는 관통부재(170)와는 달리, 상기 제1면(112)만 관통하거나 또는 상기 제2면(114)만 관통하도록 형성되며, 전단에 저항하는 보 중앙 웨브 근처는 볼트 체결하지 않고, 가용접을 통해 결합시키되, 기설정된 길이만큼 콘크리트 충전형 기둥(110) 내부에 타설되는 콘크리트에 매입되도록 구성되는,
    콘크리트 충전형 기둥 및 보 접합 구조체.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 콘크리트 충전형 기둥(110)은, 수평 단면이 8각형인 팔각 기둥 형상이며,
    상기 보강강판(150)은, 대면하는 상기 콘크리트 충전형 기둥(110)의 형상에 대응되도록 형성되되, 상기 제1면(112)과 수평 방향으로 이웃한 적어도 2 이상의 면을 감싸도록 형성되는,
    콘크리트 충전형 기둥 및 보 접합 구조체.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 보강강판(150)은 한 쌍으로 구비되며, 상기 제1면(112)의 인접면을 감싸도록 절곡 형성된 제1보강강판(152); 및 상기 제2면(114)의 인접면을 감싸도록 절곡 형성된 제2보강강판(154); 을 포함하고,
    상기 제1 및 제2보강강판(154)은 상호 대칭되는 구조로 배치되는,
    콘크리트 충전형 기둥 및 보 접합 구조체.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 보(130)는, 상부가 개방된 U-형 채움보로 형성되되,
    상기 U-형 채움보의 한 쌍의 상단부 각각은 내측 방향으로 절곡되어 상기 상부의 일부를 덮도록 형성되고,
    상기 관통부재(170)는, 상기 한 쌍의 상단부 상측을 관통하도록 형성된,
    콘크리트 충전형 기둥 및 보 접합 구조체.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 U-형 채움보 양 측면의 상호 대응되는 위치에는, 각각 소정의 직경을 갖는 원형 개구부(132)가 형성된,
    콘크리트 충전형 기둥 및 보 접합 구조체.
KR1020190006399A 2019-01-17 2019-01-17 보강강판 및 관통볼트를 사용한 충전형 합성 보-기둥의 무용접 접합 구조체 KR102217178B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190006399A KR102217178B1 (ko) 2019-01-17 2019-01-17 보강강판 및 관통볼트를 사용한 충전형 합성 보-기둥의 무용접 접합 구조체

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190006399A KR102217178B1 (ko) 2019-01-17 2019-01-17 보강강판 및 관통볼트를 사용한 충전형 합성 보-기둥의 무용접 접합 구조체

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200089793A KR20200089793A (ko) 2020-07-28
KR102217178B1 true KR102217178B1 (ko) 2021-02-19

Family

ID=71831682

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190006399A KR102217178B1 (ko) 2019-01-17 2019-01-17 보강강판 및 관통볼트를 사용한 충전형 합성 보-기둥의 무용접 접합 구조체

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102217178B1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102225629B1 (ko) * 2020-08-26 2021-03-12 대도중공업 주식회사 장스팬 보
KR102277253B1 (ko) * 2020-11-26 2021-07-13 코오롱이앤씨 주식회사 Cts슬래브를 활용한 신속 건축공정용 라멘 구조 시스템 및 그 시공방법

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007177403A (ja) * 2005-12-27 2007-07-12 Nippon Steel Corp コンクリート充填角形鋼管柱と梁の高力ボルト引張接合構造

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2674460B2 (ja) * 1993-03-09 1997-11-12 鹿島建設株式会社 角形鋼管コンクリート柱とh型鉄骨梁の仕口構造
JPH0893053A (ja) * 1994-09-26 1996-04-09 Nippon Steel Corp 鉄骨柱と鉄骨梁との接合構造
KR101693264B1 (ko) * 2015-05-29 2017-01-05 (주)센벡스 콘크리트 일체 타설 철골-콘크리트 합성 프레임 및 이의 시공 방법

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007177403A (ja) * 2005-12-27 2007-07-12 Nippon Steel Corp コンクリート充填角形鋼管柱と梁の高力ボルト引張接合構造

Also Published As

Publication number Publication date
KR20200089793A (ko) 2020-07-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101076581B1 (ko) 중공형 콘크리트 충전 이중 강관기둥과 에이치형강 보의 접합부 구조 및 시공방법
KR101295740B1 (ko) 콘크리트충전강관기둥의 상하 분리식 접합부구조
KR101335955B1 (ko) 입체 다이아프램을 가진 콘크리트 충전 원형 강관기둥 및 철골보와의 접합구조
KR102217178B1 (ko) 보강강판 및 관통볼트를 사용한 충전형 합성 보-기둥의 무용접 접합 구조체
KR101083762B1 (ko) Cft기둥과 플랫플레이트 바닥구조물간의 접합구조
US20180094419A1 (en) Gusset plate and column assembly for moment resisting bi-axial beam-to-column joint connections
JP4095534B2 (ja) ラーメン構造体における柱と梁との仕口構造及びその施工方法
KR102172323B1 (ko) 하이브리드 다이어프램이 구비된 기둥-보 접합부
KR102001041B1 (ko) Cft사각기둥의 철골보 접합구조
KR20160085107A (ko) 기둥 브래킷
JP6447777B2 (ja) 柱梁接合構造及び鉄骨鉄筋コンクリート柱
KR101805434B1 (ko) 긴장 강선을 이용한 합성보의 보강 구조 및 그 시공방법
KR101226778B1 (ko) 내진성능이 향상된 철골 보와 철골 기둥의 접합부 구조
JP6763653B2 (ja) ユニット建物
JP4045502B2 (ja) 構造物
JP6353647B2 (ja) 免震装置接合構造
JP2020165213A (ja) 柱梁接合構造及びその構築方法
JPH10292636A (ja) 既設建築物の構造補強ブレース
KR20100137084A (ko) 지하실 하향 공법 과정에서 편심, 경사, 비틀리게 시공된 기둥을 수정하는 공법
KR102175363B1 (ko) 기둥과 보의 접합을 위한 접합부 코어
KR20090105512A (ko) 철판거푸집과 보의 연결구조
KR100660524B1 (ko) 내부보강판을 이용한 콘크리트 충전강관 기둥과 보접합부의 보강구조
JP7155488B2 (ja) 構造物耐震補強構造
JP3804174B2 (ja) ロ字型骨組架構による既存建築物の耐震改修方法
JP4379732B2 (ja) 建物の耐震補強工法

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right