KR102522487B1 - 슬래브 접합 h빔 가새에 의한 조립식 철골프레임 내진 보강구조 - Google Patents

슬래브 접합 h빔 가새에 의한 조립식 철골프레임 내진 보강구조 Download PDF

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Abstract

본 발명은 슬래브 접합 H빔 가새에 의한 조립식 철골프레임 내진 보강구조에 관한 것으로, 최상층부 지붕 슬래브(1) 제외한 각 층 슬래브(1)를 관통하여 병렬로 설치되는 철골기둥(10), 상기 철골기둥(10)과 철골기둥(10) 사이 슬래브(1) 저면에 접속되는 슬래브 접속판(21), 상기 접속판(21)에 수직으로 세워진 수직 연결판(22), 상기 수직 연결판(22)에 연결핀(25)으로 연결되는 접속외판(23) 및 접속내판(24)으로 구성된 슬래브 접속부(20), 상기 슬래브(1)를 관통하는 부분이나 기초부(50) 상부 부분의 철골기둥(10)에 연결핀(33)으로 연결되는 접속외판(31)과 접속내판(32)으로 구성된 철골기둥 접속부(30), 상기 슬래브 접속부(20)와 철골기둥 접속부(30)에 의하여 슬래브(1)와 철골기둥(10)에 사선으로 연결되는 H빔 가새(40), 상기 철골기둥(10)을 받쳐주기 위하여 바닥부(3)에 설치되는 기초부(50)로 이루어짐으로써, 수평 전단력에 저항하는 슬래브(1) 하면에 내진 보강용 철골기둥(10)과 연결된 H빔 가새(40)를 위치시켜 철골기둥(10)과 H빔 가새(40) 및 슬래브(1)로 형성되는 내진 구조체가 일체로 거동하며 슬래브(1) 하면에 철골기둥(10)과 연결된 H빔 가새(40)를 직접 연결하여 내진성능을 높였으며, 보(2)의 위치에 구애됨이 없이 시공을 신속히 하고 슬래브(1) 및 철골기둥(10)과 연결되는 H빔 가새(40)를 용접 없이 조립식으로 시공할 뿐만 아니라 철골기둥(10)과 이를 받쳐 주는 기초부(50)도 용접 없이 단순 조립만으로 시공함으로써 시공을 간편히 하면서도 공사기간을 줄이는 것에 관한 것이다.

Description

슬래브 접합 H빔 가새에 의한 조립식 철골프레임 내진 보강구조 {Prefabricated steel frame seismic reinforcement structure by slab joint H-beam bracing}
본 발명은 슬래브 접합 H빔(beam) 가새에 의한 조립식 철골프레임 내진 보강구조에 관한 것으로, 수평 전단력에 저항하는 슬래브 하면에 내진 보강용 철골기둥과 연결된 H빔 가새를 위치시켜 철골기둥과 H빔 가새 및 슬래브로 형성되는 내진 구조체가 일체로 거동하여 보 부재의 위치에 구애됨이 없이 효과적인 내진 보강구조를 가지는 것이다.
최근 우리나라도 지진이 자주 발생함에 따라 일정 규모 이상의 건축물에는 내진설계를 의무적으로 하게 되어 있고, 종래 내진설계가 적용되지 않고 구축된 기존 건물에 대해서도 내진보강이 필요하게 되었다.
종래 건물에 대해 내진보강은 습식방식인 현장 타설 콘크리트로 전단벽을 설치하였으나 공사기간이 길어지는 단점이 있다. 대한민국 등록특허공보 제1713284호인 철근콘크리트 프레임 내진 보강용 PC 벽패널을 이용한 철근콘크리트 프레임 내진 보강 구조 및 이의 시공 방법은 내진 보강용 PC 벽패널을 이용하여 내진보강을 하였으나 상기 내진 보강용 PC 벽패널은 창문 등의 개구부 등에 제한적으로 적용함에 따라 건물 전체에 걸쳐서 내진보강을 하는데 한계를 가지고 있을 뿐만 아니라, 상기 PC 벽패널과 기존 건물의 프레임에 해당하는 기둥이나 거더에 적용되는 연결부재가 수용될 수 있는 다수의 관통홀을 형성해야 하기 때문에 이에 따른 공사기간이 지연되는 문제가 있었다.
또한, 대한민국 등록특허공보 제1950953호인 프레임 전단벽 내진 보강구조는 슬래브에 일체로 구성되는 보 부재에 결합된 결합플레이트에 철골 기둥을 결합하고, 철골 사재의 하단은 철골 기둥의 하단에 결합되고, 상단은 이웃하는 철골 기둥 사이의 결합플레이트의 사이 전면에 결합되어 전단벽의 강성을 높임으로써 기존 구조물의 외부뿐만 아니라 내부에도 내진 보강 프레임을 설치할 수 있으면서도 내진성능을 높였으나, 상기 선발명에서 형성되는 프레임 전단벽은 보 부재와 이에 부착되는 결합플레이트와 결합해야 하기 때문에 반드시 보 부재가 형성된 곳에만 프레임 전단벽을 설치해야 하는 구조적 한계가 있었다. 또한, 프레임 전단벽을 형성하기 위한 결합플레이트와 철골기둥을 용접으로 결합해야 할 뿐만 아니라 철골 사재를 결합플레이트에 연결하기 위해서도 사전에 용접된 고정부나 거셋플레이트가 필요하여 공사기간이 길어지는 문제점이 있었다.
대한민국 등록특허공보 제10-1713284호(2017. 02. 28. 등록) 대한민국 등록특허공보 제10-1950953호(2019. 02. 15. 등록)
이에 상술한 바와 같은 종래의 제반 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 본 발명은 수평 전단력에 저항하는 슬래브 하면에 내진 보강용 철골기둥과 연결된 H빔 가새를 위치시켜 철골기둥과 H빔 가새 및 슬래브로 형성되는 내진 구조체가 일체로 거동하여 보 부재의 위치에 구애됨이 없이 내진 보강구조를 가지며, 슬래브 및 철골기둥과 연결되는 H빔 가새를 용접 없이 조립식으로 시공할 뿐만 아니라 철골기둥과 이를 받쳐 주는 기초부도 용접 없이 단순 조립만으로 시공함으로써 시공을 간편히 하면서도 공사기간을 줄이는 것을 제공함에 있다.
본 발명인 슬래브 접합 H빔 가새에 의한 조립식 철골프레임 내진 보강구조는, 최상층부 지붕 슬래브 제외한 각 층 슬래브를 관통하여 병렬로 설치되는 철골기둥, 상기 철골기둥과 철골기둥 사이 슬래브(slab) 저면에 접속(bonded)되는 슬래브 접속판(steel plate), 상기 접속판에 수직으로 세워진 수직 연결판, 상기 수직 연결판에 연결핀으로 연결되는 접속외판 및 접속내판으로 구성된 슬래브 접속부, 상기 슬래브를 관통하는 부분이나 기초부 상부 부분의 철골기둥에 연결핀으로 연결되는 접속외판과 접속내판으로 구성된 철골기둥 접속부, 상기 슬래브 접속부와 철골기둥 접속부에 의하여 슬래브와 철골기둥에 사선으로 연결되는 H빔 가새, 상기 철골기둥을 받쳐주기 위하여 바닥부에 설치되는 기초부로 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서 수직 연결판은 H빔 가새의 양 플랜지와 연결되기 위하여 나란히 한 쌍으로 이루어지며, 철골기둥 접속부의 접속외판과 H빔 가새의 양 플랜지 단부 사이에 전단보강판이 설치된 후 체결볼트와 체결너트로 결합되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서 슬래브 접속부와 철골기둥 접속부에 연결되는 H빔 가새는 체결볼트와 체결너트에 의하여 각각 결합되며, 접속내판의 중앙부에는 H빔 가새의 웨브를 수용하여 결합하기 위한 웨브수용 슬릿홈이 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서 기초부는 서로 대향된 위치로 놓여진 한 쌍의 C형강, 상기 C형강의 웨브 사이를 통과하는 한 쌍의 마이크로파일, 상기 C형강의 상부 플랜지와 하부 플랜지의 양측 상면과 하면에 상기 C형강과 C형강을 서로 연결하고 마이크로파일이 관통하면서 체결너트로 고정되는 연결판, 상기 C형강의 상부 플랜지의 중앙부 상면에는 철골기둥과 일체로 되어 체결볼트와 체결너트로 C형강과 결합되는 철골기둥 지지판으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명은 수평 전단력에 저항하는 슬래브 하면에 내진 보강용 철골기둥과 연결된 H빔 가새를 위치시켜 철골기둥과 H빔 가새 및 슬래브로 형성되는 내진 구조체가 일체로 거동하고 슬래브 하면에 철골기둥과 연결된 H빔 가새를 직접 연결하여 내진성능을 높이면서 보의 위치에 구애됨이 없이 시공을 신속히 하는 효과가 있다.
본 발명은 보에 철골기둥을 결합하지 않음으로써 보에 설치되는 결합플레이트를 생략할 수 있어 소요 부재량을 줄이는 효과가 있다.
본 발명은 슬래브 및 철골기둥과 연결되는 H빔 가새를 용접 없이 조립식으로 시공하고, 철골기둥과 이를 받쳐 주는 기초부도 용접 없이 단순 조립만으로 시공함으로써 시공을 간편히 하면서도 공사기간을 줄이는 효과가 있다.
도 1a 내지 1b는 본 발명에 따른 철골기둥과 H빔 가새, H빔 가새와 결합된 슬래브로 형성되는 내진 구조체의 실시예를 나타낸 입면도
도 2a는 본 발명에 따른 철골기둥과 H빔 가새가 연결된 철골기둥 접속부의 부분 입면도
도 2b는 도 2a의 평단면도
도 2c는 도 2a에서 철골기둥 접속부의 분리 사시도
도 3는 본 발명에 따른 철골기둥에 결합된 철골기둥 접속부의 설치 사시도
도 4a는 본 발명에 따른 슬래브에 결합된 슬래브 접속부의 부분 입면도
도 4b는 도 4a의 저면도
도 5는 도 4a에서 슬래브 접속부의 슬래브 접속판이 분리된 일부 분리 사시도
도 6의 (a), (b)는 본 발명에 따른 철골기둥과 H빔 가새가 결합된 기초부의 부분 입면도 및 측단면도
도 7은 도 6의 평단면도
이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 일 실시예를 상세히 설명한다.
도 1a 내지 1b는 본 발명에 따른 철골기둥과 H빔 가새, H빔 가새와 결합된 슬래브로 형성되는 내진 구조체의 실시예들을 나타낸 입면도로서, 도 1a는 수평 전단력에 저항하도록 최상층부 지붕 슬래브(1) 제외한 각 층 슬래브(1)를 관통하여 병렬로 설치되는 내진 보강용의 철골기둥(10)과 철골기둥(10) 사이에는 보(2)가 위치하지 않는 경우로서, 상기 철골기둥(10)의 철골기둥 접속부(30)와 슬래브(1) 하면에 설치된 슬래브 접속부(20) 사이에는 H빔 가새(40)가 연결되어 철골기둥(10)과 H빔 가새(40), H빔 가새(40)와 결합된 슬래브(1)로 형성되는 내진 구조체가 일체로 거동하면서 내진성능 높이는 것이다. 또한, 도 1b는 철골기둥(10)과 철골기둥(10) 사이에는 보(2)가 위치하는 경우에도 슬래브 접속부(20)는 보(2)에 의하여 제한되지 않는 슬래브(1)의 하면 위치로 이동하여 설치되는 것을 보여 주고 있는 것으로, 본 발명은 보(1)의 위치에 구애됨 없이 슬래브(1) 하면에 철골기둥(10)과 연결된 H빔 가새(40)를 직접 연결하여 내진성능을 보다 높이면서 시공을 신속하게 할 수 있는 효과가 있다.
도 2a는 본 발명에 따른 철골기둥과 H빔 가새가 연결된 철골기둥 접속부의 부분 입면도이고, 도 2b는 도 2a의 평단면도이고, 도 2c는 도 2a에서 철골기둥 접속부의 분리 사시도이며, 도 3는 본 발명에 따른 철골기둥에 결합된 철골기둥 접속부의 설치 사시도이다.
도 2a와 같이 슬래브(1)를 관통하는 부분의 철골기둥(10)이나 도 6의 (a)와 같이 기초부(50) 상부의 철골기둥(10)에는 연결핀(33)으로 연결되는 접속외판(31)과 접속내판(32)으로 구성된 철골기둥 접속부(30)가 형성되고, 상기 철골기둥 접속부(30)의 접속외판(31)과 H빔 가새(40)의 양 플랜지(42) 단부 사이에 전단보강판(34)이 설치된 후 체결볼트(30a)와 체결너트(30b)로 결합된다. 또한, 접속내판(32)의 중앙부에는 H빔 가새(40)의 웨브(41)를 수용하여 결합하기 위한 웨브수용 슬릿홈(321)이 형성된다. 도 2b나 도 3에서 철골기둥(10)의 양측 플랜지에 용접에 의한 용접부(11)로 덧대어진 보강 플레이트(11)와 같이, 철골기둥(10)의 양측 플랜지와 철골기둥 접속부(30)가 결합되는 부분에는 강도 보강으로 내진성능을 높이기 위하여 철골기둥(10)의 양측 플랜지에는 보강플레이트(11)를 용접으로 일체로 형성하는데, 상기 철골기둥(10)에 덧대어진 보강 플레이트(11)는 전단보강판(34)의 보강에 의하여 H빔 가새(40)의 플랜지(42) 두께와 전단보강판(34)의 두께가 합쳐져 더욱 두꺼워진 두께에 대응하여 차이가 있는 철골기둥(10) 플랜지의 두께를 동일한 두께로 보정하는 기능을 가지게 된다.
그리고 상기 철골기둥 접속부(30)에 연결되는 H빔 가새(40)는 체결볼트(30a)와 체결너트(30b)에 의하여 결합된다. 이에 따라, 슬래브(1) 및 철골기둥(10)과 연결되는 H빔 가새(40)를 용접 없이 단순 조립만으로 시공함으로써 시공을 간편하게 하면서도 공사기간을 줄이는 효과가 있다.
도 4a는 본 발명에 따른 슬래브에 결합된 슬래브 접속부의 부분 입면도이고, 도 4b는 도 4a의 저면도이며, 도 5는 도 4a에서 슬래브 접속부의 슬래브 접속판이 분리된 일부 분리 사시도이다.
본 발명은 철골기둥(10)과 철골기둥(10) 사이 슬래브(1) 저면에 접속되는 슬래브 접속판(21), 상기 접속판(21)에 수직으로 세워진 수직 연결판(22), 상기 수직 연결판(22)에 연결핀(25)으로 연결되는 접속외판(23) 및 접속내판(24)으로 구성된 슬래브 접속부(20)로 이루어지고, 상기 수직 연결판(22)은 H빔 가새(40)의 양 플랜지(42)와 연결되기 위하여 나란히 한 쌍으로 이루어진다.
슬래브 접속부(20)에 연결되는 H빔 가새(40)는 체결볼트(20a)와 체결너트(20b)에 의하여 결합된다.
도 2a 및 도 4a에 나타난 바와 같이, 본 발명은 수평 전단력에 저항하는 슬래브(1) 하면에 철골기둥(10)과 연결된 H빔 가새(40)를 직접 연결하여 내진성능을 보다 높이고, 내진 보강용 철골기둥(10)과 연결된 H빔 가새(40)를 위치시켜 철골기둥(10)과 H빔 가새(40) 및 슬래브(1)로 형성되는 내진 구조체가 일체로 거동하여 내진성능을 높인다.
도 6의 (a), (b)는 본 발명에 따른 철골기둥과 H빔 가새가 결합된 기초부의 부분 입면도 및 측단면도이며, 도 7은 도 6의 평단면도이다.
상기 도 6, 7은 상기 철골기둥(10)을 받쳐주기 위하여 바닥부(3)에 설치되는 기초부(50)를 나타내고 있는 것으로, 상기 기초부(50)는 서로 대향된 위치로 놓여진 한 쌍의 C형강(51), 상기 C형강(51)의 웨브(511) 사이를 통과하는 한 쌍의 마이크로파일(52), 상기 C형강(51)의 상부 플랜지(512)와 하부 플랜지(513)의 양측 상면과 하면에 상기 C형강(51)과 C형강(51)을 서로 연결하고 마이크로파일(52)이 관통하면서 체결너트(53b)로 고정되는 연결판(53), 상기 C형강(51)의 상부 플랜지(512)의 중앙부 상면에는 철골기둥(10)과 일체로 되어 체결볼트(54a)와 체결너트(54b)로 C형강(51)과 결합되는 철골기둥 지지판(54)으로 이루어진다.
본 발명은 전체적으로, 최상층부 지붕 슬래브(1) 제외한 각 층 슬래브(1)를 관통하여 병렬로 설치되는 철골기둥(10), 상기 철골기둥(10)과 철골기둥(10) 사이 슬래브(1) 저면에 접속되는 슬래브 접속판(21), 상기 접속판(21)에 수직으로 세워진 수직 연결판(22), 상기 수직 연결판(22)에 연결핀(25)으로 연결되는 접속외판(23) 및 접속내판(24)으로 구성된 슬래브 접속부(20), 상기 슬래브(1)를 관통하는 부분이나 기초부(50) 상부 부분의 철골기둥(10)에 연결핀(33)으로 연결되는 접속외판(31)과 접속내판(32)으로 구성된 철골기둥 접속부(30), 상기 슬래브 접속부(20)와 철골기둥 접속부(30)에 의하여 슬래브(1)와 철골기둥(10)에 사선으로 연결되는 H빔 가새(40), 상기 철골기둥(10)을 받쳐주기 위하여 바닥부(3)에 설치되는 기초부(50)로 이루어진다.
본 발명은 보(2)의 위치에 구애됨 없이 슬래브(1) 하면에 철골기둥(10)과 연결된 H빔 가새(40)를 직접 연결하여 내진성능을 보다 높이면서 시공을 신속하게 할 수 있고, 보(2)에 철골기둥(10)을 결합하지 않음으로써 보(1)에 설치되는 결합플레이트를 생략할 수 있어 소요 부재량을 줄이며, 슬래브(1) 및 철골기둥(10)과 연결되는 H빔 가새(40)를 용접 없이 조립식으로 시공하고 철골기둥(10)과 이를 받쳐 주는 기초부(50)도 용접 없이 단순 조립만으로 시공함으로써 공사기간을 줄이는 효과가 있다.
이상과 같이 본 발명은, 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정되어 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 일실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 발명의 청구범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
1: 슬래브 2: 보
3: 바닥부 10; 철골기둥
11: 보강 플레이트 12: 용접부
20: 슬래브 접속부 21: 슬래브 접속판
22: 수직 연결판 23: 접속외판
24: 접속내판 25: 연결핀
30: 철골기둥 접속부 31: 접속외판
32: 접속내판 33: 연결핀
34: 전단보강판 40: H빔 가새
50: 기초부 51: C형강
52: 마이크로파일 53: 연결판
54: 철골기둥 지지판 55: 보강리브

Claims (6)

  1. 최상층부 지붕 슬래브(1) 제외한 각 층 슬래브(1)를 관통하여 병렬로 설치되는 철골기둥(10);
    상기 철골기둥(10)과 철골기둥(10) 사이 슬래브(1) 저면에 접속되는 슬래브 접속판(21), 상기 접속판(21)에 수직으로 세워지며 H빔 가새(40)의 양 플랜지(42)와 연결되기 위하여 나란히 한 쌍으로 이루어진 수직 연결판(22), 상기 수직 연결판(22)에 연결핀(25)으로 연결되는 접속외판(23) 및 접속내판(24)으로 구성된 슬래브 접속부(20);
    상기 슬래브(1)를 관통하는 부분이나 기초부(50) 상부 부분의 철골기둥(10)에 연결핀(33)으로 연결되는 접속외판(31)과 접속내판(32)으로 구성된 철골기둥 접속부(30);
    상기 슬래브 접속부(20)와 철골기둥 접속부(30)에 의하여 슬래브(1)와 철골기둥(10)에 사선으로 연결되는 H빔 가새(40);
    상기 철골기둥(10)을 받쳐주기 위하여 바닥부(3)에 설치되는 기초부(50);
    로 이루어진 것을 특징으로 하는 슬래브 접합 H빔 가새에 의한 조립식 철골프레임 내진 보강구조.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서
    상기 철골기둥 접속부(30)의 접속외판(31)과 H빔 가새(40)의 양 플랜지(42) 단부 사이에 전단보강판(34)이 설치된 후 체결볼트(30a)와 체결너트(30b)로 결합되는 것을 특징으로 하는 슬래브 접합 H빔 가새에 의한 조립식 철골프레임 내진 보강구조.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 슬래브 접속부(20)와 철골기둥 접속부(30)에 연결되는 H빔 가새(40)는 체결볼트(20a, 30a)와 체결너트(20b, 30b)에 의하여 각각 결합되는 것을 특징으로 하는 슬래브 접합 H빔 가새에 의한 조립식 철골프레임 내진 보강구조.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 접속내판(32)의 중앙부에는 H빔 가새(40)의 웨브(41)를 수용하여 결합하기 위한 웨브수용 슬릿홈(321)이 형성된 것을 특징으로 하는 슬래브 접합 H빔 가새에 의한 조립식 철골프레임 내진 보강구조.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 기초부(50)는 서로 대향된 위치로 놓여진 한 쌍의 C형강(51), 상기 C형강(51)의 웨브(511) 사이를 통과하는 한 쌍의 마이크로파일(52), 상기 C형강(51)의 상부 플랜지(512)와 하부 플랜지(513)의 양측 상면과 하면에 상기 C형강(51)과 C형강(51)을 서로 연결하고 마이크로파일(52)이 관통하면서 체결너트(53b)로 고정되는 연결판(53), 상기 C형강(51)의 상부 플랜지(512)의 중앙부 상면에는 철골기둥(10)과 일체로 되어 체결볼트(54a)와 체결너트(54b)로 C형강(51)과 결합되는 철골기둥 지지판(54)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 슬래브 접합 H빔 가새에 의한 조립식 철골프레임 내진 보강구조.







KR1020230015380A 2023-02-06 2023-02-06 슬래브 접합 h빔 가새에 의한 조립식 철골프레임 내진 보강구조 KR102522487B1 (ko)

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