KR102524276B1 - 기둥과 보의 연결이음구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연결이음구조의 개선을 통해 보에 작용하는 하중의 분산을 통해 내진 성능 등의 안전성을 향상시킬 수 있으며, 복잡하지 않고 간단한 구성을 통해 현장 용접 작업을 최소화시킴과 아울러 시공성 향상, 공기 단축, 균일한 품질의 확보가 가능하도록 하는 기둥과 보의 연결이음구조에 관한 것으로서, 원형 단면의 기둥, 상기 기둥과 수직으로 배치되는 하나 이상의 보, 상기 보의 단부와 일측이 결합되고 상기 기둥의 외주면과 대향하는 곡면이 구비되는 제1 연결부재 및 상기 기둥의 외주면과 대향하는 곡면이 구비되는 제2 연결부재를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

기둥과 보의 연결이음구조{Connection structure of column and beam}

본 발명은 기둥과 보의 연결이음구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 기둥과 보의 연결이음구조의 개선을 통해 시공성 향상, 공기 단축, 현장 용접의 최소화 등을 도모할 수 있을 뿐만 아니라 무엇보다도 인가되는 하중의 분산과 진동의 감쇄 구조를 통해 내진성을 향상시킬 수 있도록 한 기둥과 보의 연결이음구조에 관한 것이다.

일반적으로 건축물 시공시 골격작업 등을 위해 강관 등을 이용하여 기둥을 세우고 H형 빔 등으로 보를 연결하는 작업을 수행한다.

일례로, 대한민국 공개실용신안공보 공개번호 제20-2012-0001092호(2012.2.15.공개)는 해양구조물에 있어서 기둥과 보의 연결구조에 관한 것으로서, 기둥부재를 원통 그대로 사용하고 연결되는 보부재의 구조를 원통의 바깥면에 용접연결만으로 연결구조를 완성하게 하는 것으로, 이처럼 기둥과 보의 연결은 다양한 건축물이나 구조물에 기본적으로 사용되고 있다.

그런데 이와 같은 종래기술은 기둥에 보를 바로 용접하거나 별도의 브래킷을 연결재로 사용하여 용접 연결하는 방식으로 이러한 방식에서 일측 보로부터 인가된 하중은 그대로 보와 기둥의 연결부를 통해 기둥에 전달되는 구조이므로 기둥의 안전성이 강화되어야 하는 문제점이 있다.

또한, 종래기술은 기둥과 보의 연결의 대부분 작업이 용접에 의존하고 있어 시공에 있어서 시간이 지체되고 작업자의 숙련도나 현장 환경에 따라 이음부의 품질이 좌우될 수 있어 균일한 품질을 얻기 어려운 문제점이 있다.

대한민국 공개실용신안공보 공개번호 제20-2012-0001092호(2012.2.15.공개)

상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 본 발명은 연결이음구조의 개선에 의한 보에 작용하는 하중의 분산을 통해 내진 성능 등의 안전성을 향상시킬 수 있도록 하는 기둥과 보의 연결이음구조를 제공하고자 하는 데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 복잡하지 않고 간단한 구성을 통해 현장 용접 작업을 최소화시킴과 아울러 시공성 향상, 공기 단축, 균일한 품질의 확보가 가능하도록 하는 기둥과 보의 연결이음구조를 제공하고자 하는 데 목적이 있다.

상기한 바와 같은 과제를 해결하기 위한 수단으로 본 발명인 기둥과 보의 연결이음구조는,

기둥,

상기 기둥과 수직으로 배치되는 하나 이상의 보,

상기 보의 단부와 일측이 결합되고 상기 기둥의 외주면과 대향하는 면이 구비되는 제1 연결부재를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1 연결부재는,

내측에 상기 기둥의 외주면과 대향하여 설치되는 판으로 이루어지는 제1 플레이트 및

상기 제1 플레이트의 양단에 내측단이 결합되고 외측을 향해 점차 서로간의 간격이 감소하며 서로 대칭되도록 구성되며 외측단에 상기 보의 단부가 결합되는 제2 플레이트 및 제3 플레이트를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제2 플레이트 및 제3 플레이트는 내측에 형성되고 서로를 향해 오목하게 곡판으로 이루어지는 곡면부와, 상기 곡면부의 외측에 형성되고 서로 이격되어 나란하게 평판으로 형성되는 평면부로 이루어지며,

상기 보 단부의 웨브와 같은 일부가 상기 제2 플레이트 및 제3 플레이트의 평면부 사이의 공간부에 삽입되어 볼트로 체결되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 기둥의 외주면과 대향하는 면이 구비되는 제2 연결부재를 더 포함하여 구성되며,

상기 제2 연결부재는 상기 기둥의 외주면과 대향하여 설치되는 판으로 이루어지는 제4 플레이트를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1 플레이트 및 제4 플레이트 각각의 일측 단부에 형성되고 외주면 방향 외측으로 연장되어 형성되는 수측 결합부 및

상기 제1 플레이트 및 제4 플레이트 각각의 타측 단부에 형성되고 반경방향 내측으로 함몰되어 단차부를 이루며 상기 수측 결합부가 안착 결합될 수 있도록 대응되게 홈 형태인 암측 결합부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 수측 결합부 및 암측 결합부에는 볼트의 결합을 위해 볼트공이 더 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1 연결부재 및 제2 연결부재는 그 합이 4개의 조합으로 상기 기둥의 외주면을 완전히 감싸도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1 플레이트의 내주면과 상기 기둥의 외주면은 서로 이격되어 배치되며,

상기 제1 플레이트의 내주면과 상기 기둥의 외주면 사이에 설치되는 제1 탄성부재를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 기둥에 결합되어 상기 제1 연결부재를 지지하는 지지부재를 더 포함하여 구성되며,

상기 지지부재는,

상기 기둥에 수직으로 배치되고 링 형태로 이루어진 제1 지지 플레이트,

상기 기둥의 외주면을 감싸도록 형성되고 상기 제1 지지 플레이트의 내측 단부에 결합되어 지지지하는 제2 지지 플레이트 및

상기 제2 지지 플레이트의 외주면에 내측단이 결합되고 상기 제1 지지 플레이트의 하면에 상단이 결합되며 서로 일정 각도 간격을 두고 방사상으로 배치되는 복수의 제3 지지 플레이트를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1 플레이트 각각의 하면에 결합되고 그 하면이 상기 제1 지지 플레이트의 상면에 의해 지지되는 하부 플레이트를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 하부 플레이트와 제1 지지 플레이트 사이에 배치되는 제2 탄성부재를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기한 바와 같은 과제해결수단을 통해, 본 발명에 따른 기둥과 보의 연결이음구조는 일측의 보에 전달되는 하중을 주위의 인접한 타측의 보에 전달하여 하중을 분산시킴으로써 기둥과 보의 내진성 등의 안전성이나 품질을 향상시킬 수 있고, 기둥과 보의 연결이음구조 상에 전달되는 하중을 감쇄시킬 수 있는 감쇄수단을 배치하여 내진성 등의 안전성이나 품질을 더욱 향상시킬 수 있으며, 기둥과 결합되는 보의 수에 상관없이 적용이 가능하여 현장 적응성이나 시공성이 우수하며, 현장 용접작업을 최소화시킬 수 있으며 균일한 품질을 확보할 수 있으며 공기를 단축할 수 있는 등의 이점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 기둥과 보의 연결이음구조의 일 실시예를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 기둥과 보의 연결이음구조의 일 실시예를 도시한 일부분해사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 기둥과 보의 연결이음구조의 주요부인 제1 연결부재를 도시한 사시도들이다.
도 4는 본 발명에 따른 기둥과 보의 연결이음구조의 주요부인 제2 연결부재를 도시한 사시도들이다.
도 5는 본 발명에 따른 기둥과 보의 연결이음구조에 있어서 기둥과 보의 결합가능한 다양한 예시들을 보여주는 도시한 사시도들이다.

본 발명에 따른 기둥과 보의 연결이음구조의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 기둥과 보의 연결이음구조의 일 실시예를 도시한 사시도이며, 도 2는 본 발명에 따른 기둥과 보의 연결이음구조의 일 실시예를 도시한 일부분해사시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 기둥과 보의 연결이음구조의 주요부인 제1 연결부재를 도시한 사시도들이며, 도 4는 본 발명에 따른 기둥과 보의 연결이음구조의 주요부인 제2 연결부재를 도시한 사시도들이며, 도 5는 본 발명에 따른 기둥과 보의 연결이음구조에 있어서 기둥과 보의 결합가능한 다양한 예시들을 보여주는 도시한 사시도들이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명은 기둥(1)과, 이 기둥(1)과 수직으로 배치되는 하나 이상의 보(2)와, 보(2)의 단부와 일측이 결합되고 기둥(1)의 외주면과 대향하는 곡면이 구비되는 제1 연결부재(10)를 구비한다. 기둥(1)은 도 1 등에 도시된 바와 같이 단면이 원형으로 이루어질 수 있으며 다각형으로도 구성될 수 있으며 중공 또는 중실 형태로 이루어질 수 있다.

그리고 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 제1 연결부재(10)는 내측에 기둥(1)의 외주면과 대향하여 설치되는 판(板)으로 이루어지는 제1 플레이트(11)와, 제1 플레이트(11)의 양단에 내측단이 결합되고 외측을 향해 점차 서로간의 간격이 감소하며 서로 대칭되도록 구성되며 외측단에 보(2)의 단부가 결합되는 제2 플레이트(12) 및 제3 플레이트(13)로 이루어진다. 도 1 등에서와 같이 기둥(1)의 단면이 원형인 경우 제1 플레이트(11)는 곡판(曲板)으로 구성된다.

보(2)는 H형 빔으로 이루어지며, 제2 플레이트(12) 및 제3 플레이트(13)는 내측에 형성되고 서로를 향해 오목하게 형성되는 곡판으로 이루어지는 곡면부(14)와, 상기 곡면부(14)와 연결되어 곡면부(14)의 외측에 형성되고 서로 이격되어 나란하게 평판으로 형성되는 평면부(15)로 이루어지며, 보(2) 단부의 웨브가 제2 플레이트(12) 및 제3 플레이트(13)의 평면부(15) 사이의 공간부에 삽입되어 볼트로 체결된다. 여기서, 보(2)의 플랜지가 제2 플레이트(12) 및 제3 플레이트(13)의 상부에 의해 지지되어 현장 작업이 용이한 등의 이점이 있으며, 또한, 제2 플레이트(12) 및 제3 플레이트(13)가 보(2)의 상하측 플랜지 사이에 삽입되어 가고정됨으로써 현장 작업이 용이하게 할 수 있다.

또한, 본 발명은 기둥(1)의 외주면과 대향하는 면이 구비되는 제2 연결부재(20)를 더 포함하여 구성될 수 있으며, 제2 연결부재(20)는 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이 기둥(1)의 외주면과 대향하여 설치되는 판으로 이루어지는 제4 플레이트(21)로 이루어질 수 있다. 여기서, 제4 플레이트(21)는 기둥(1)이 원형일 경우 곡판으로 이루어진다.

또한, 본 발명은 제1 플레이트(11) 및 제4 플레이트(21) 각각의 일측 단부에 형성되고 외주면 방향 외측으로 연장되어 형성되는 수측 결합부(30)와, 제1 플레이트(11) 및 제4 플레이트(21) 각각의 타측 단부에 형성되고 반경방향 내측으로 함몰되어 단차부를 이루며 수측 결합부(30)가 안착 결합될 수 있도록 대응되게 곡면 홈 형태인 암측 결합부(31)를 구비한다.

이를 통해, 제1 연결부재(10)와 제1 연결부재(10) 그리고 제1 연결부재(10)와 제2 연결부재(20)는 서로의 수측 결합부(30)와 암측 결합부(31)가 결합됨으로써 서로 연결될 수 있으며, 도 5에 도시된 바와 같이 제1 연결부재(10)들 또는 제1 연결부재(10)와 제2 연결부재(20)의 다양한 조합을 통해 기둥(1)의 동일 지점에서 복수의 보(2)가 결합될 수 있을 뿐만 아니라 결합되는 보(2)의 방향도 원하는 형태로 조정하여 배치할 수 있게 된다.

즉, 도 1에서와같이 2개의 제1 연결부재(10)와 2개의 제2 연결부재(20)를 사용하여 2개의 보(2)를 '一'자 형태로 배치 결합할 수도 있고, 도 5의 A에서와같이 4개의 제1 연결부재(10)를 사용하여 4개의 보(2)를 '十'자 형태로 배치 결합할 수도 있으며, 도 5의 B에서와 3개의 제1 연결부재(10)와 1개의 제2 연결부재(20)를 사용하여 3개의 보(2)를 연결하여 'T'자 형태로 배치할 수도 있으며, 도 5의 C에서와같이 2개의 제1 연결부재(10)와 2개의 제2 연결부재(20)를 사용하여 2개의 보(2)를 'ㄱ'자 형태로 배치 결합할 수 있으며, 도 5의 D에서와같이 1개의 제1 연결부재(10)와 3개의 제2 연결부재(20)를 사용하여 하나의 보(2)만 설치할 수도 있으며, 반드시 이와 같이 90° 각도로 배치하는 것에 한정되지 않고 제1 연결부재(10)와 제2 연결부재(20)의 각도 크기를 달리하여 보(2)의 위치를 다양하게 구성할 수 있다.

또한, 본 발명은 단순히 수측 결합부(30)와 암측 결합부(31)를 결합시킨 후 볼트로 체결하는 작업을 통해 이루어질 수 있어 기존의 현장 용접방식에 비해 현장 시공성이 우수하고 작업자의 숙련도에 상관없이 균일하고 우수한 성능과 품질을 기대할 수 있으며 작업시간이 현저히 단축되게 된다.

아울러 본 발명은 1개의 보(2)에 가해진 하중은 제1 연결부재(10)들을 거쳐 다른 보(2)로 분산될 수 있어 기둥(1)에 작용하는 하중을 완화시킬 수 있고, 특히, 제1 연결부재(10)는 제2 플레이트(12) 및 제3 플레이트(13)와 같이 곡면형으로 이루어져 있어 하중의 분산효과가 더 상승되는 효과가 있다.

상기한 바와 같이 수측 결합부(30) 및 암측 결합부(31)에는 볼트의 결합을 위해 볼트공이 구비되어 수측 결합부(30)를 압측 결합부에 맞추어 결합 후 볼트를 조여 체결하게 된다.

구체적으로, 제1 연결부재(10) 및 제2 연결부재(20)는 그 합이 4개의 조합으로 기둥(1)의 외주면을 완전히 감싸도록 구성될 수 있으며, 이때 제1 플레이트(11) 및 제4 플레이트(21)가 원주방향으로 측정되는 길이는 동일하며 수측 결합부(30)를 제외한 부분이 차지하는 각도는 기둥(1)의 중심을 기준으로 해서 90°로 이루어지게 된다.

또한, 상기 수측 결합부(30) 및 암측 결합부(31)을 형성하지 않는 방식으로, 상기 제1 플레이트(11)나 제4 플레이트(21)를 용접 등의 방법을 통해 연속적으로 연결하거나, 상기 기둥(1)의 전 외주면을 감싸도록 공장이나 제조 현장 등에서 일체로, 즉, 링 형태로 제작하여 현장에서 기둥(1) 직접 끼워 설치할 수도 있다.

그리고 제1 플레이트(11)나 제4 플레이트(21) 또는 제1 플레이트(11) 및 제4 플레이트(21) 모두의 내주면과 기둥(1)의 외주면은 서로 이격되어 배치되며, 이격되어 형성되는 공간부에는 제1 탄성부재(40)가 설치되고, 제1 탄성부재(40)는 고무와 같이 탄성 변형을 통해 전달되는 충격을 완화시킬 수 있는 것이 사용된다.

구체적으로는 제1 플레이트(11)의 내주면 중앙 일부, 그리고 제4 플레이트(21)의 내주면 중앙 일부에 상기 제1 탄성부재(40)는 형성된다.

이와 같이 제1 플레이트(11)나 제4 플레이트(21)의 내주면과 기둥(1)의 외주면이 서로 이격되어 구성될 뿐만 아니라 그 사이에 제1 탄성부재(40)가 구비됨으로써 보(2)에 가해지는 진동이나 충격은 직접 그대로 기둥(1)에 전달되는 것이 방지되고 완화된 상태로 전달되게 된다.

또한, 본 발명은 기둥(1)에 결합되어 제1 연결부재(10) 및 제2 연결부재(20)를 지지하는 지지부재(50)를 구비한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 지지부재(50)는 기둥(1)에 수직으로 배치되고 링 형태로 이루어진 제1 지지 플레이트(51)와, 기둥(1)의 외주면을 감싸도록 형성되고 제1 지지 플레이트(51)의 내측 단부에 결합되어 지지하는 제2 지지 플레이트(52)와, 제2 지지 플레이트(52)의 외주면에 내측단이 결합되고 제1 지지 플레이트(51)의 하면에 상단이 결합되며 서로 일정 각도 간격을 두고 방사상으로 배치되는 복수의 제3 지지 플레이트(53)를 포함하여 구성된다.

상기 제1 지지 플레이트(51) 및 제2 지지 플레이트(52)는 용접 등의 방법을 통해 모두 상기 기둥(1)에 결합될 수 있다.

또한, 제1 플레이트(11)나 제4 플레이트(21) 또는 제1 플레이트(11) 및 제2 플레이트(21) 모두의 하면에 결합되고 그 하면이 제1 지지 플레이트(51)의 상면에 의해 지지되는 하부 플레이트(60)가 구비된다.

이를 통해, 제1 연결부재(10)나 제2 연결부재(20)를 직접 기둥(1)에 고정하는 것에 비해 현장 작업이 용이할 뿐만 아니라 무엇보다도 안정된 받침구조와 비고정 방식을 통해 내진성이 향상되는 효과가 있다.

또한, 하부 플레이트(60)와 제1 지지 플레이트(51) 사이에 배치되는 제2 탄성부재(70)를 형성함으로써 충격의 완화를 통해 내진성 등을 향상시킬 수 있게 된다. 제2 탄성부재(70)도 제1 탄성부재(40)와 마찬가지로 고무와 같이 탄성 변형을 통해 전달되는 충격을 완화시킬 수 있는 것이 사용된다.

상기한 바와 같은 구성을 통해, 본 발명에 따른 기둥(1)과 보(2)의 연결이음구조는 일측의 보(2)에 전달되는 하중을 주위의 인접한 타측의 보(2)에 전달하여 하중을 분산시킴으로써 기둥(1)과 보(2)의 내진성 등의 안전성이나 품질을 향상시킬 수 있고, 기둥(1)과 보(2)의 연결이음구조 상에 전달되는 하중을 감쇄시킬 수 있는 감쇄수단을 배치하여 내진성 등의 안전성이나 품질을 더욱 향상시킬 수 있으며, 기둥(1)과 결합되는 보(2)의 수에 상관없이 적용이 가능하여 현장 적응성이나 시공성이 우수하며, 현장 용접작업을 최소화할 수 있고 균일한 품질을 확보할 수 있으며 공기를 단축할 수 있는 등의 다양한 효과를 가지게 되는 것이다.

1: 기둥 2: 보
10: 제1 연결부재 11: 제1 플레이트
12: 제2 플레이트 13: 제3 플레이트
14: 곡면부 15: 평면부
20: 제2 연결부재 21: 제4 플레이트
30: 수측 결합부 31: 암측 결합부
40: 제1 탄성부재
50: 지지부재 51: 제1 지지 플레이트
52: 제2 지지 플레이트 53: 제3 지지 플레이트
60: 하부 플레이트
70: 제2 탄성부재

Claims (1)

1. 기둥,
   상기 기둥과 수직으로 배치되는 하나 이상의 보,
   상기 보의 단부와 일측이 결합되고 상기 기둥의 외주면과 대향하는 면이 구비되는 하나 이상의 제1 연결부재를 포함하여 구성되며,
   상기 제1 연결부재는,
   내측에 상기 기둥의 외주면과 대향하여 설치되는 판으로 이루어지는 제1 플레이트 및
   상기 제1 플레이트의 양단에 내측단이 결합되고 외측을 향해 점차 서로간의 간격이 감소하며 서로 대칭되도록 구성되며 외측단에 상기 보의 단부가 결합되는 제2 플레이트 및 제3 플레이트를 포함하여 구성되며,
   상기 제2 플레이트 및 제3 플레이트는 내측에 형성되고 서로를 향해 오목하게 곡판으로 이루어지는 곡면부와, 상기 곡면부의 외측에 형성되고 서로 이격되어 나란하게 평판으로 형성되는 평면부로 이루어지며,
   상기 보 단부의 웨브와 같은 일부가 상기 제2 플레이트 및 제3 플레이트의 평면부 사이의 공간부에 삽입되어 볼트로 체결되며,
   상기 제1 플레이트의 내주면과 상기 기둥의 외주면은 서로 이격되어 배치되며,
   상기 제1 플레이트의 내주면과 상기 기둥의 외주면 사이에 설치되는 제1 탄성부재 및
   상기 기둥에 결합되어 상기 제1 연결부재를 지지하는 지지부재를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는
   기둥과 보의 연결이음구조
   

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