KR102635664B1 - Combined Structure of Long-term Steel Frame for Column Free Space - Google Patents
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Abstract
본 발명은 철골보와 철골기둥의 강건한 결합이 가능하면서도 철골보에 작용하는 하중에 의한 철골보의 변형을 줄일 수 있는 무주공간을 위한 장지간 철골조의 결합구조에 관한 것이다.
상기의 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 무주공간을 위한 장지간 철골조의 결합구조는, 서로 이격되어 수직으로 소정 길이를 가지도록 설치되는 한 쌍의 철골기둥; 상기 한 쌍의 철골기둥의 소정 높이에 서로 마주하도록 수평으로 설치되는 소정 길이의 연결보; 일단이 상기 한 쌍의 철골기둥의 일측면에 고정되고, 타단이 상기 연결보의 상면을 따라 설치되어 선단 쪽으로 소정 길이 돌출되는 상부지지빔; 일단이 상기 한 쌍의 철골기둥의 일측면에 고정되고, 타단이 상기 연결보의 저면을 따라 설치되어 선단 쪽으로 소정 길이 돌출되는 하부지지빔; 상기 연결보의 선단에 마주하도록 수평으로 설치되는 소정 길이의 철골보; 및 상기 연결보와 상기 철골보의 양측면에 설치되어 체결부재를 통해 상호 밀착되도록 조립되는 소정 길이의 보강프레임을 포함하고, 상기 보강프레임은, 일단이 소정 길이를 가지는 체결부재를 통해 상기 철골기둥에 고정되고, 타단이 소정 길이를 가지는 체결부재를 통해 상기 연결보에 고정되어, 상기 보강프레임을 통해 상기 연결보의 양단이 상기 철골기둥 쪽으로 당겨지는 소정의 인력이 작용하도록 설치되는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a joint structure of a long-span steel frame for a column-free space that enables a robust combination of a steel beam and a steel column while reducing deformation of the steel beam due to the load acting on the steel beam.
The combined structure of a long-span steel frame for a column-free space according to the present invention to solve the above problems includes a pair of steel columns spaced apart from each other and installed vertically to have a predetermined length; A connecting beam of a predetermined length installed horizontally to face each other at a predetermined height of the pair of steel columns; an upper support beam, one end of which is fixed to one side of the pair of steel columns, and the other end of which is installed along the upper surface of the connecting beam and protruding by a predetermined length toward the distal end; a lower support beam, one end of which is fixed to one side of the pair of steel columns, and the other end of which is installed along the bottom of the connecting beam and protruding by a predetermined length toward the distal end; A steel beam of a predetermined length installed horizontally to face the tip of the connecting beam; And a reinforcing frame of a predetermined length installed on both sides of the connecting beam and the steel beam and assembled to be in close contact with each other through a fastening member, wherein one end of the reinforcing frame is fixed to the steel column through a fastening member having a predetermined length. The other end is fixed to the connecting beam through a fastening member having a predetermined length, and is installed so that a predetermined attractive force is applied to pull both ends of the connecting beam toward the steel column through the reinforcing frame.
Description
본 발명은 무주공간을 위한 장지간 철골조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수평 방향으로 설치되는 소정 길이의 철골보 양단 부분에만 수직의 철골기둥이 설치되어 철골기둥 사이에 무주공간이 형성되도록 시공되는 무주공간을 위한 장지간 철골조에 관한 것이다.The present invention relates to a long-span steel frame for a column-free space, and more specifically, to a column-free space in which vertical steel columns are installed only at both ends of a steel beam of a predetermined length installed in the horizontal direction to form a column-free space between the steel columns. It is about long-span steel framing for .
일반적으로 건축물의 뼈대를 이루는 철골구조물은 수직으로 설치되는 복수 개의 철골기둥과, 상기 복수 개의 철골기둥을 연결하는 복수 개의 철골보로 구성되는데, 구조물의 안전을 위해서는 철골보의 길이가 길어질수록 추가로 철골기둥을 세워 철골보가 구조물의 하중을 안전하게 지지할 수 있도록 시공되게 된다.In general, the steel structure that forms the framework of a building consists of a plurality of vertically installed steel pillars and a plurality of steel beams connecting the plurality of steel pillars. For the safety of the structure, the longer the length of the steel beam, the more steel pillars are added. It is constructed so that the steel beam can safely support the load of the structure.
그러나 위와 같은 경우 구조물의 하중이 안전하게 지지될 수 있는 장점이 있는 대신, 건축물의 시공비용이 증가되고, 실내 공간상에 복수의 기둥이 자리하게 되어 공간 활용 효율이 떨어지게 되는 문제가 있다.However, in the above case, there is an advantage that the load of the structure can be safely supported, but there is a problem that the construction cost of the building increases and space utilization efficiency is reduced due to the presence of multiple pillars in the indoor space.
따라서 철골보의 양단에 철골기둥을 설치하는 대신, 철골보의 양단 사이에 별도의 추가 기둥을 설치하지 않는 무주공간 시공 방법이 개발된 바 있다.Therefore, instead of installing steel columns at both ends of the steel beam, a column-free construction method that does not install additional columns between the two ends of the steel beam has been developed.
상기와 같은 목적의 종래 기술로는 등록특허공보 제1642420호의 단부 보강형 철골구조물(이하 '특허문헌'이라 한다)이 개시되어 있다.As a prior art for the above purpose, an end-reinforced steel structure (hereinafter referred to as 'patent document') is disclosed in Patent Publication No. 1642420.
상기 특허문헌은 서로 사이 간격을 가지면서 수직으로 구비되는 철골기둥들과, 상기 철골기둥들의 사이를 연결하며 상기 철골기둥들에 수평적으로 각각 연결고정된 연결보들과 상기 연결보들을 연결하는 주철골보들과 상기 연결보와 상기 주철골보의 접합부를 연결 결합하는 접합플레이트들을 가지는 철골보; 상기 철골보의 양측하단에서 일측 단부가 상기 철골기둥에 고정되며 상기 철골보의 양측하단을 지지하여 압축하중에 대한 내력을 보강하도록 된 압축보강재; 상기 철골보의 양측상단에서 일측 단부가 상기 철골기둥에 고정되며 상기 철골보의 양측상단을 지지하여 상기 철골보의 양측상단에 발생하는 인장하중에 대한 내력을 보강하도록 된 인장보강재를 포함하여 이루어지는 단부 보강형 철골구조물에 있어서, 상기한 인장보강재는, '판' 형상의 판체로 이루어진 수평프레임과 상기 수평프레임의 하부에서 하측방향으로 연장형성되며 상기 철골보의 상면에 고정되는 '판' 형상의 판체로 이루어진 수직프레임으로 이루어져, 단면형상이 '┳' 형상으로 이루어진 철골 빔으로 형성되되, 상기 수평프레임에는, 발생된 소성힌지를 유도하여 취성파단을 발생하도록 내측으로 파여진 홈으로 형성된 결속구간이 구비되며; 상기한 결속구간은, 평면상 상기 수평프레임의 중앙부위에 배치되며, 외측에서 내측으로 원호형상을 가지면서 각각 형성되는 요홈들로 이루어지고; 상기한 결속구간을 형성하는 요홈의 폭은, 상기 수평프레임의 전체 폭에 대하여 1/5 ~ 1/4의 길이를 가지도록 형성되며; 상기한 압축보강재는, '판' 형상의 판체로 이루어진 바닥판과, 상기 바닥판의 상부에서 상측 방향으로 연장형성되며 상기 철골보의 저면에 고정되는 '판' 형상의 판체로 이루어진 접합판으로 이루어져, 단면형상이 '┻' 형상으로 이루어진 철골 빔으로 형성되고; 상기 인장보강재는, 상기 압축보강재보다 작은 크기로 이루어져 인가되는 하중에 의한 소성굽힘 및 소성힌지가 상기 인장보강재로 유도되도록 되며; 상기한 접합플레이트들은, 상기 연결보와 상기 주철골보의 접합부에 수평 및 수직상으로 각각 배치되어 연결 결합하도록 되고; 상기 접합플레이트는, 표면에 다수의 방진홈이 형성되되; 상기 방진홈은, 육각형상으로 이루어짐과 동시에 상하좌우로 연속되어 벌집구조로 배치되며; 상기한 방진홈에는, 상기 연결보와 상기 주철골보들을 체결하면서 연결고정하는 볼트가 관통되는 관통공이 형성되되; 상기한 방진홈은, 상기 볼트와 너트가 수용된 상태에서 회전하면서 체결될 수 있는 크기로 이루어지는 것으로 이루어진다.The patent document describes steel columns provided vertically with a gap between each other, connecting beams connecting the steel columns and horizontally connected and fixed to the steel columns, and cast steel beams connecting the connecting beams. A steel beam having joint plates that connect and couple the joints of the connecting beam and the cast iron beam; A compression reinforcement material having one end fixed to the steel column at both lower ends of the steel beam and supporting both lower ends of the steel beam to reinforce resistance against compressive load; An end-reinforced steel frame consisting of a tensile reinforcement material that is fixed to the steel column at one end at the top of both sides of the steel beam and supports the tops of both sides of the steel beam to reinforce the strength against the tensile load occurring at the top of both sides of the steel beam. In the structure, the tensile reinforcement is a horizontal frame made of a 'plate' shaped plate body and a vertical frame made of a 'plate' shaped plate body that extends downward from the lower part of the horizontal frame and is fixed to the upper surface of the steel beam. It is formed of a steel beam with a cross-sectional shape of '┳' shape, and the horizontal frame is provided with a binding section formed with a groove cut inward to induce a generated plastic hinge to generate brittle fracture; The binding section is disposed in the center of the horizontal frame in plan and is made of grooves each formed in an arc shape from the outside to the inside; The width of the groove forming the binding section is formed to have a length of 1/5 to 1/4 of the total width of the horizontal frame; The above-described compression reinforcement is made of a bottom plate made of a 'plate'-shaped plate, and a bonded plate made of a 'plate'-shaped plate that extends upward from the top of the bottom plate and is fixed to the bottom of the steel beam, It is formed as a steel beam with a cross-sectional shape of '┻' shape; The tensile reinforcement is made of a smaller size than the compression reinforcement so that plastic bending and plastic hinges due to the applied load are guided to the tensile reinforcement; The joint plates are arranged horizontally and vertically at the joints of the connecting beam and the cast iron beam to be connected and coupled; The joint plate has a plurality of anti-vibration grooves formed on its surface; The anti-vibration groove is formed in a hexagonal shape and is continuously arranged up, down, left and right in a honeycomb structure; In the above-mentioned anti-vibration groove, a through hole is formed through which a bolt connecting and fixing the connecting beam and the cast iron beam passes through; The above-described anti-vibration groove is made of a size that can be fastened while rotating while the bolt and nut are accommodated.
그러나 상기와 같은 종래의 장지간 철골보의 시공구조는 철골기둥에 철골보의 상면 및 저면을 지지하는 보강재가 더 설치되고, 이러한 보강재를 통해 철골보에 작용하는 하중에 의해 철골기둥의 연결부위에 큰 인장력과 압축력이 작용하더라도 이를 강건하게 지지할 수 있도록 한 것이나, 이 경우 철골기둥 사이의 철골보에 작용하는 하중에 의한 철골보의 변형은 오롯이 철골보의 구조적 강성에만 의존하기 때문에 철골보에 작용하는 하중에 의한 변형으로 양측 철골기둥이 서로 마주하는 방향으로 변형될 수 있는 문제가 있다.However, in the construction structure of the conventional long-span steel beam as described above, reinforcing materials supporting the upper and lower surfaces of the steel beam are additionally installed on the steel column, and a large tensile force is generated at the connection portion of the steel column due to the load acting on the steel beam through these reinforcing materials. It is designed to support it firmly even when compressive force is applied. However, in this case, the deformation of the steel beam due to the load acting on the steel beam between the steel columns depends solely on the structural rigidity of the steel beam, so the deformation due to the load acting on the steel beam occurs on both sides. There is a problem where steel columns can be deformed in the direction facing each other.
따라서 철골보에 작용하는 하중에 의한 철골보의 변형을 줄일 수 있으면서 철골보와 철골기둥의 강건한 결합이 가능하도록 구조가 개선된 장지간 철골조의 결합구조의 개발이 요구된다.Therefore, there is a need for the development of a long-span steel frame combination structure with an improved structure that can reduce the deformation of the steel beam due to the load acting on the steel beam and enable a robust connection between the steel beam and the steel column.
본 발명은 상기와 같은 종래의 장지간 철골조의 결합구조가 가지는 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 철골보와 철골기둥의 강건한 결합이 가능하면서도 철골보에 작용하는 하중에 의한 철골보의 변형을 줄일 수 있는 무주공간을 위한 장지간 철골조의 결합구조를 제공하는 것이다.The present invention was developed to solve the problems of the conventional long-span steel frame joint structure as described above. The problem that the present invention aims to solve is to enable a robust connection between a steel beam and a steel column, while also allowing for a strong connection between the steel beam and the steel column. The goal is to provide a combined structure of long-span steel frames for column-free spaces that can reduce deformation of steel beams.
상기의 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 무주공간을 위한 장지간 철골조의 결합구조는, 서로 이격되어 수직으로 소정 길이를 가지도록 설치되는 한 쌍의 철골기둥; 상기 한 쌍의 철골기둥의 소정 높이에 서로 마주하도록 수평으로 설치되는 소정 길이의 연결보; 일단이 상기 한 쌍의 철골기둥의 일측면에 고정되고, 타단이 상기 연결보의 상면을 따라 설치되어 선단 쪽으로 소정 길이 돌출되는 상부지지빔; 일단이 상기 한 쌍의 철골기둥의 일측면에 고정되고, 타단이 상기 연결보의 저면을 따라 설치되어 선단 쪽으로 소정 길이 돌출되는 하부지지빔; 상기 연결보의 선단에 마주하도록 수평으로 설치되는 소정 길이의 철골보; 및 상기 연결보와 상기 철골보의 양측면에 설치되어 체결부재를 통해 상호 밀착되도록 조립되는 소정 길이의 보강프레임을 포함하고, 상기 보강프레임은, 일단이 소정 길이를 가지는 체결부재를 통해 상기 철골기둥에 고정되고, 타단이 소정 길이를 가지는 체결부재를 통해 상기 연결보에 고정되어, 상기 보강프레임을 통해 상기 연결보의 양단이 상기 철골기둥 쪽으로 당겨지는 소정의 인력이 작용하도록 설치되는 것을 특징으로 한다.The combined structure of a long-span steel frame for a column-free space according to the present invention to solve the above problems includes a pair of steel columns spaced apart from each other and installed vertically to have a predetermined length; A connecting beam of a predetermined length installed horizontally to face each other at a predetermined height of the pair of steel columns; an upper support beam, one end of which is fixed to one side of the pair of steel columns, and the other end of which is installed along the upper surface of the connecting beam and protruding by a predetermined length toward the distal end; a lower support beam, one end of which is fixed to one side of the pair of steel columns, and the other end of which is installed along the bottom of the connecting beam and protruding by a predetermined length toward the distal end; A steel beam of a predetermined length installed horizontally to face the tip of the connecting beam; And a reinforcing frame of a predetermined length installed on both sides of the connecting beam and the steel beam and assembled to be in close contact with each other through a fastening member, wherein one end of the reinforcing frame is fixed to the steel column through a fastening member having a predetermined length. The other end is fixed to the connecting beam through a fastening member having a predetermined length, and is installed so that a predetermined attractive force is applied to pull both ends of the connecting beam toward the steel column through the reinforcing frame.
그리고 본 발명의 상기 철골기둥에 상기 연결보의 일단 높이에 맞추어 소정 지름을 가지는 복수 개의 체결공이 형성되고, 상기 보강프레임에는, 상기 복수 개의 체결공의 위치에 맞추어 관통공이 형성되며, 소정 길이를 가지는 볼트가 상기 체결공과 상기 관통공을 차례로 관통하도록 설치된 다음, 복수 개의 너트가 상기 볼트에 조립되는 정도를 조절하는 것에 의해 상기 보강프레임의 일단이 상기 철골기둥의 일측면 쪽으로 작용하는 인력의 세기가 조절되도록 구성되는 것을 또 다른 특징으로 한다.And, in the steel column of the present invention, a plurality of fastening holes having a predetermined diameter are formed in accordance with the height of one end of the connecting beam, and in the reinforcement frame, through holes are formed in accordance with the positions of the plurality of fastening holes, and have a predetermined length. Bolts are installed to sequentially penetrate the fastening hole and the through hole, and then the strength of the attractive force exerted by one end of the reinforcement frame toward one side of the steel column is adjusted by adjusting the degree to which a plurality of nuts are assembled to the bolt. Another feature is that it is structured as much as possible.
또한, 본 발명은 상기 철골보 양단 부분에 상기 보강프레임의 타단과 마주하여 소정 간격 이격되어 설치되는 수직판이 더 설치되고, 상기 보강프레임의 타단과 상기 수직판을 관통하도록 체결부재가 설치되어 상기 철골보의 양단이 상기 철골기둥 쪽으로 인력이 작용하도록 설치되는 것을 또 다른 특징으로 한다.In addition, the present invention further provides vertical plates installed at both ends of the steel beam facing the other end of the reinforcement frame and spaced apart at a predetermined interval, and a fastening member is installed to penetrate the other end of the reinforcement frame and the vertical plate to form the steel beam. Another feature is that both ends are installed so that attractive force acts toward the steel column.
본 발명에 따르면, 한 쌍의 철골기둥 사이를 수평으로 연결하도록 설치되는 장지간 철골보에 있어서, 철골보의 양단 부분이 연결보에 강건하게 고정되면서도 보강프레임과 체결부재를 통해 철골기둥 쪽으로 인력이 작용하도록 설치되면서 상시 인력(프리스트레스)이 작용하게 되고, 이를 통해 철골보의 가운데 부분이 하중에 의해 처짐 등의 변형이 발생하는 것을 억제 및 감소시킬 수 있는 장점이 있다.According to the present invention, in a long-span steel beam installed to horizontally connect a pair of steel columns, both end portions of the steel beam are firmly fixed to the connecting beam and an attractive force acts toward the steel column through the reinforcing frame and fastening member. As it is installed, a constant force (prestress) is applied, which has the advantage of suppressing and reducing deformation such as sagging in the middle part of the steel beam due to load.
또한, 조립 구조가 간단하여 철골보를 철골기둥에 쉽게 설치할 수 있는 장점이 있다.In addition, the assembly structure is simple, so there is an advantage that the steel beam can be easily installed on the steel column.
도 1은 본 발명에 따른 무주공간을 위한 장지간 철골조의 결합구조의 예를 보인 사시도.
도 2는 도 1의 정면도.
도 3은 본 발명에 따른 철골기둥 및 연결보의 예를 보인 사시도.
도 4는 도 3의 정면도.
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 철골보의 예를 보인 도면.
도 7은 본 발명에 따른 보강프레임의 예를 보인 사시도.
도 8은 도 7의 정면도.
도 9는 본 발명에 따른 무주공간을 위한 장지간 철골조의 결합구조가 사용되는 예를 보인 도면.
도 10은 본 발명에 따른 무주공간을 위한 장지간 철골조의 결합구조의 다른 실시예를 보인 도면.
도 11은 본 발명에 따른 보강프레임의 양단을 관통하도록 체결부재가 설치되어 철골보가 철골기둥에 직접 고정되도록 구성되는 예를 보인 도면.Figure 1 is a perspective view showing an example of a combined structure of a long-span steel frame for a column-free space according to the present invention.
Figure 2 is a front view of Figure 1.
Figure 3 is a perspective view showing an example of a steel column and connecting beam according to the present invention.
Figure 4 is a front view of Figure 3.
Figures 5 and 6 are views showing examples of steel beams according to the present invention.
Figure 7 is a perspective view showing an example of a reinforcement frame according to the present invention.
Figure 8 is a front view of Figure 7.
Figure 9 is a diagram showing an example of the use of a long-span steel frame combination structure for a column-free space according to the present invention.
Figure 10 is a view showing another embodiment of a long-span steel frame combination structure for a column-free space according to the present invention.
Figure 11 is a view showing an example in which fastening members are installed to penetrate both ends of the reinforcing frame according to the present invention so that the steel beam is directly fixed to the steel column.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 도시한 첨부도면에 따라 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail according to the accompanying drawings showing preferred embodiments.
본 발명은 철골보와 철골기둥의 강건한 결합이 가능하면서도 철골보에 작용하는 하중에 의한 철골보의 변형을 줄일 수 있는 무주공간을 위한 장지간 철골조의 결합구조를 제공하고자 하는 것으로, 이러한 본 발명은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 철골기둥(10), 연결보(20), 상부지지빔(30), 하부지지빔(40), 철골보(50) 및 보강프레임(60)을 포함한다.The present invention is intended to provide a combination structure of long-span steel frames for a column-free space that enables robust coupling of steel beams and steel columns while reducing deformation of the steel beams due to the load acting on the steel beams. This invention is shown in Figures 1 and As shown in Figure 2, it includes a
철골기둥(10)은 서로 이격되어 수직으로 소정 길이를 가지도록 한 쌍이 설치되어 후술되는 철골보(50)가 수평으로 지지되어 설치되도록 하는 구성이다.The
이러한 철골기둥(10)은 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 수직으로 소정 길이를 가지도록 설치되는 "H"자 단면 모양의 수직빔(11)과, 상기 수직빔(11) 상에 수평 방향으로 설치되는 복수 개의 보강판(12)을 포함한다.This
이때 보강판(12)은 후술되는 연결보(20)를 통해 철골기둥(10)에 작용하는 하중을 지지하여 변형이 발생하지 않도록 보강하는 것으로, 이를 위해 후술되는 연결보(20)를 기준으로 대응되는 높이에 복수 개가 설치되거나, 또는 연결보(20)의 상하부 쪽에 소정 간격 이격되어 복수 개가 설치될 수 있다.At this time, the
또한, 수직빔(11)에는 후술되는 보강프레임(60)이 체결부재를 통해 철골기둥(10) 쪽으로 인력이 작용하도록 설치되기 위한 복수 개의 체결공(11A)이 형성되는데, 이러한 체결공(11A)은 연결보(20)의 일단에 위치되어 후술되는 한 쌍의 수평부(21) 사이에 위치되게 된다.In addition, a plurality of
연결보(20)는 철골기둥(10)의 소정 높이에 수평으로 설치되어 후술되는 철골보(50)의 일단과 연결되도록 설치되는 구성이다.The connecting
이러한 연결보(20)는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 수평으로 소정 폭을 가지는 한 쌍의 수평부(21)와, 상기 한 쌍의 수평부(21)의 가운데 부분을 수직으로 연결하는 수직부(22)를 포함하여 전체적으로 "H"자 단면 모양의 빔으로 이루어지고, 이러한 연결보(20)의 일단은 철골기둥(10)의 일측면에 밀착되어 용접 등에 의해 일체로 고정되게 된다.This connecting
그리고 타단의 수평부(21)와 수직부(22)에는 소정 지름을 가지는 복수 개의 제1, 2 체결부(21A, 22A)가 형성되고, 이러한 제1, 2 체결부(21A, 22A)를 통해 후술되는 철골보(50)가 보강프레임(60)을 통해 연결보(20)에 강건하게 고정되게 된다.And a plurality of first and
상부지지빔(30)과 하부지지빔(40)은 연결보(20)와 철골보(50)가 연결되어 철골보(50)에 작용하는 하중이 연결보(20)를 통해 철골기둥(10)과 용접된 부분에 집중되어 변형 및 파손되는 것을 방지하기 위해 연결보(20)의 상하부 쪽을 보강하는 구성이다.The
이러한 상, 하부지지빔(30, 40)은 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 단면 모양이 "T"자 모양으로 형성되고, 수직으로 돌출되는 부분이 연결보(20)의 상, 하면 길이를 따라 용접되어 상호 일체가 되도록 구성될 수 있다.As shown in FIGS. 3 and 4, the upper and lower support beams 30 and 40 have a “T”-shaped cross-section, and the vertically protruding portions correspond to the upper and lower lengths of the connecting
이때 상, 하부지지빔(30, 40)의 자유단(선단)은 도 4에 도시된 바와 같이 연결보(20)의 자유단(선단)보다 상대적으로 소정 길이(L) 연장 돌출되도록 구성될 수 있고, 이를 통해 연결보(20)와 철골보(50)가 연결되는 부분이 상, 하부지지빔(30, 40)에 의해 함께 지지되어 보강되게 된다.At this time, the free ends (tip) of the upper and lower support beams 30 and 40 may be configured to protrude by a predetermined length (L) relative to the free end (tip) of the connecting
철골보(50)는 한 쌍의 철골기둥(10) 사이를 수평으로 연결하여 천장 등의 상부 구조물의 하중을 지지하는 구성이다.The
이러한 철골보(50)는 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 수평 방향으로 소정 폭과 길이를 가지는 한 쌍의 수평부(51)와, 상기 한 쌍의 수평부(51)를 수직으로 연결하는 소정 길이의 수직부(52)를 포함하고, 이를 통해 전체적으로 "H"자 단면 모양으로 형성된다.This
또한, 철골보(50)의 양단 부분에는 수평부(51)와 수직부(52)를 관통하는 제1, 2 체결부(51A, 52A)가 형성되고, 이러한 철골보(50)의 수평부(51)와 수직부(52)에 밀착되도록 보강프레임(60)이 설치된 다음, 제1, 2 체결부(51A, 52A)를 통해 체결부재가 관통 조립되어 상호 강건하게 결합되게 된다.In addition, first and
이에 더해 철골보(50)의 양단과 소정 간격 이격되어 상하측 수평부(51)를 연결하면서 수직부(52)와 직교하도록 배치되는 수직판(53)이 더 설치되고, 이러한 수직판(53)에 철골기둥(10)의 체결공(11A)의 높이에 대응되도록 복수 개의 관통공(53A)이 형성된다.In addition, a
이때 수직판(53)에는 철골보(50)의 수직부(52)의 길이를 따라 수평 설치되는 수평보강판(54)이 더 설치될 수 있고, 이러한 수평보강판(54)을 통해 수직판(53)이 강한 외력에도 쉽게 변형되지 않도록 보강되게 된다.At this time, a horizontal reinforcing
상기와 같은 수직판(53)의 관통공(53A)을 통해 소정 길이를 가지는 볼트 등의 체결부재가 조립되어 보강프레임(60)에 밀착되는 인력이 작용하도록 고정되게 된다.Fastening members such as bolts having a predetermined length are assembled through the through
또한, 연결보(20)의 제1 체결부(21A)와 철골보(50)의 제1 체결부(51A)를 관통하여 체결부재가 조립될 때, 연결보(20)와 철골보(50)의 양측면으로 보강프레임(60)이 설치되고, 연결보(20)와 철골보(50)의 이음부 상하면에 소정 크기의 연결판(P)이 덧대어져 설치된 상태로 체결부재가 차례로 관통되어 조립되게 되며, 이에 의해 연결보(20)와 철골보(50)의 연결부분에 큰 외력이 작용하더라도 연결보(20) 및 철골보(50)의 수평부(21, 51)가 내외측에서 강건하게 지지되게 되면서 쉽게 변형되거나 파손되지 않게 된다.In addition, when the fastening member is assembled by penetrating the
보강프레임(60)은 연결보(20)와 철골보(50)가 맞닿는 양측면에 설치되고, 복수 개의 체결부재를 통해 상호 강건하게 밀착되어 철골보(50)에 고하중이 인가되더라도 연결보(20)와 연결되는 부위가 변형되거나 파손되지 않도록 지지 보강하는 구성이다.The reinforcing
이러한 보강프레임(60)은 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 "ㄷ"자 단면 모양을 가지는 소정 길이의 프레임부(61)와, 상기 프레임부(61)의 양단을 커버하도록 설치되는 한 쌍의 측판(62)을 포함한다.This
그리고 프레임부(61)의 상하면과 측면에는 연결보(20)의 제1, 2 체결부(21A, 22A)와 철골보(50)의 제1, 2 체결부(51A, 52A)의 위치에 맞추어 복수 개의 제1, 2 체결부(61A, 61B)가 관통 형성된다.And on the upper, lower, and side surfaces of the
또한, 측판(62)에는 철골기둥(10) 체결공(11A)과 철골보(50)의 관통공(53A)의 위치에 대응하여 복수 개의 관통공(62A)이 형성된다.In addition, a plurality of through
상기와 같이 구성되는 보강프레임(60)은 연결보(20)의 선단에 마주하여 철골보(50)가 위치된 상태에서 연결보(20)와 철골보(50)의 양측면에 서로 대칭을 이루도록 배치되고, 이 상태에서 제1 체결공(21A, 51A, 61A)과 제2 체결공(22A, 52A, 61B)에 볼트와 너트 등의 체결부재가 조립되어 상호 강건하게 고정되게 된다.The reinforcing
그런 다음, 철골기둥(10)과 마주하는 보강프레임(60)의 일단은 도 9에 도시된 바와 같이 체결공(11A)과 일측 관통공(62A)을 연결하도록 소정 길이를 가지는 볼트가 관통 설치된 다음, 복수 개의 너트가 체결되고, 철골보(50)의 수직판(53)과 마주하는 보강프레임(60)의 타단은 수직판(53)의 관통공(53A)과 보강프레임(60)의 타측 관통공(62A)을 연결하도록 소정 길이를 가지는 볼트가 관통 설치된 다음, 복수 개의 너트가 체결되게 된다.Then, at one end of the
이때 양측의 체결부재는 별도의 장치를 사용하여 보강프레임(60)이 철골기둥(10) 쪽으로 향하도록 하는 소정의 인력이 작용하도록 체결되게 되고, 이를 통해 자연스럽게 철골보(50)의 양단이 보강프레임(60)과 체결부재를 통해 철골기둥(10) 쪽으로 끌어 당겨지는 인력이 상시 작용하는 상태로 고정되게 된다.At this time, the fastening members on both sides are fastened using a separate device so that a predetermined force of attraction is applied to direct the
이 과정에서 볼트에 조립되는 너트를 조이는 정도를 조절하는 것으로 철골보(50)의 양단이 철골기둥(10) 쪽으로 끌어 당겨지는 인력의 세기가 조절되게 되고, 이와 같이 철골보(50)의 양단이 철골기둥(10) 쪽으로 당겨지도록 설치되게 됨에 따라 천장 등의 상부 구조물의 하중이 기둥이 없는 철골보(50)의 가운데 부분에 장기간 인가되더라도 철골보(50)가 쉽게 변형되지 않고 구조물이 강건하게 지지되게 된다.In this process, by adjusting the degree of tightening of the nut assembled to the bolt, the strength of the attractive force with which both ends of the
한편, 위에서는 연결보(20)와 철골보(50)의 선단이 서로 맞닿도록 설치된 상태에서 보강프레임(60)이 설치되는 것으로만 도시되고 설명되었으나, 이와 달리 도 10에 도시된 바와 같이 연결보(20)의 선단과 철골보(50)의 선단이 소정 간격(G) 이격되도록 설치되고, 연결보(20)와 철골보(50)의 제2 체결부(22A, 52A)가 수평 방향으로 소정 길이를 가지는 장공으로 형성되며, 이에 의해 보강프레임(60)과 체결부재를 통해 보강프레임(60)이 철골기둥(10) 쪽으로 연결보(20)와 철골보(50)가 이격된 간격(G) 만큼 당겨질 수 있는 여유 공간이 형성되도록 설치될 수 있다.Meanwhile, in the above, the reinforcing
이때 연결보(20)와 철골보(50)의 이격 간격(G)은 1~2㎝의 범위 내에서 형성되는 것이 바람직한데, 이는 보강프레임(60)을 통해 철골보(50)의 양단이 끌어 당겨지더라도 철골보(50)의 양단이 연결보(20)의 선단 쪽에 밀착되도록 당겨지지 않기 때문에 간격(G)이 2㎝를 초과하면 철골보(50)가 연결보(20)에 의해 확실하게 지지되지 못하기 때문에 보강프레임(60)과 연결판(P)에 작용하는 부하가 상대적으로 커지게 되고, 그 결과 철골보(50)를 고정하는 구조적인 강성이 약해질 수 있으므로 바람직하지 못하다.At this time, the spacing (G) between the connecting
이와 반대로 간격(G)이 1㎝ 미만이면 체결부재를 통해 철골보(50)의 양단이 철골기둥(10) 쪽으로 끌어 당겨져 인력이 상시 작용하도록 설치될 때, 어느 일단이 연결보(20)의 선단에 쉽게 닿아 지지되게 되면서 철골보(50)의 양단 쪽에 인력을 확실하게 가하지 못하게 되므로 바람직하지 못하다.On the contrary, if the gap (G) is less than 1 cm, both ends of the steel beam (50) are pulled toward the steel column (10) through the fastening member and when installed so that manpower acts at all times, one end is at the tip of the connecting beam (20). This is undesirable because it is easily touched and supported, making it impossible to reliably apply manpower to both ends of the steel beam (50).
또한, 연결보(20)와 철골보(50)가 맞닿는 선단이 수직의 평면으로 맞닿아 설치되는 것으로만 도시되고 설명되었으나, 이와 달리 연결보(20)와 철골보(50)의 선단이 대각선 또는 서로 대응하여 홈과 돌기로 이루어진 단차가 형성되는 것으로 변경되어 실시될 수 있다.In addition, the ends of the connecting
이때 연결보(20)와 철골보(50)가 서로 마주하여 연장 돌출되는 부분이 연결보(20)는 상부에 위치되고, 철골보(50)는 하부에 위치되도록 형성될 수 있는데, 이러한 구조에 의해 철골보(50)의 가운데 부분에 하중에 의해 처짐 변형이 발생하여 양단 부분이 위쪽 방향으로 상승되는 것이 구조적으로 방지되게 되고, 결과적으로 철골보(50)의 변형이 더욱 억제되게 된다.At this time, the connecting
한편, 위에서는 보강프레임(60)의 일단이 체결부재를 통해 철골기둥(10)에 고정되고, 타단이 체결부재를 통해 철골보(50)의 수직판(53)에 고정되어 철골보(50)의 양단이 철골기둥(10) 쪽으로 상시 인력이 작용하도록 설치되는 것으로만 도시되고 설명되었으나, 이와 달리 도 11에 도시된 바와 같이 철골기둥(10)과 철골보(50)의 수직판(53)을 연결하는 소정 길이의 볼트(전산볼트)가 보강프레임(60)의 양단을 관통하도록 설치된 다음, 복수 개의 너트가 양단에 체결되어 철골보(50)가 철골기둥(10)에 직접 고정되어 인력이 작용하도록 변경 설치될 수 있다.Meanwhile, from above, one end of the reinforcing
또 다르게는 철골기둥(10), 철골보(50) 및 보강프레임(60)을 연결하도록 설치되는 체결부재가 볼트와 너트로 구성되는 대신, 소정 지름의 강선으로 변경되어 적용될 수 있다.Alternatively, the fastening member installed to connect the
이상 설명한 바와 같이 본 발명은 한 쌍의 철골기둥 사이를 수평으로 연결하도록 설치되는 장지간 철골보에 있어서, 철골보의 양단 부분이 연결보에 강건하게 고정되면서도 보강프레임과 체결부재를 통해 철골기둥 쪽으로 인력이 작용하도록 설치되면서 상시 인력(프리스트레스, prestress)이 작용하게 되고, 이를 통해 철골보의 가운데 부분이 하중에 의해 처짐 등의 변형이 발생하는 것으로 줄일 수 있게 된다.As described above, the present invention relates to a long-span steel beam installed to horizontally connect a pair of steel columns, where both end portions of the steel beam are firmly fixed to the connecting beam, while attracting force toward the steel column through the reinforcing frame and fastening member. As it is installed to act, a constant force (prestress) is applied, and through this, it is possible to reduce deformation such as sagging in the middle part of the steel beam due to the load.
위에서는 설명의 편의를 위해 바람직한 실시예를 도시한 도면과 도면에 나타난 구성에 도면부호와 명칭을 부여하여 설명하였으나, 이는 본 발명에 따른 하나의 실시예로서 도면상에 나타난 형상과 부여된 명칭에 국한되어 그 권리범위가 해석되어서는 안 될 것이며, 발명의 설명으로부터 예측 가능한 다양한 형상으로의 변경과 동일한 작용을 하는 구성으로의 단순 치환은 통상의 기술자가 용이하게 실시하기 위해 변경 가능한 범위 내에 있음은 지극히 자명하다고 볼 것이다.Above, for convenience of explanation, reference numerals and names have been given to the drawings showing preferred embodiments and the configurations shown in the drawings. However, this is an embodiment according to the present invention, and the shapes shown in the drawings and the names given are The scope of the rights should not be construed as limited, and changes to various shapes predictable from the description of the invention and simple substitution with a configuration that performs the same function are within the scope of changes that can be easily carried out by a person skilled in the art. You will see this as extremely self-evident.
10: 철골기둥 11: 수직빔
11A: 체결공 12: 보강판
20: 연결보 21: 수평부
21A: 제1 체결부 22: 수직부
22A: 제2 체결부 30: 상부지지빔
40: 하부지지빔 50: 철골보
51: 수평부 51A: 제1 체결부
52: 수직부 52A: 제2 체결부
53: 수직판 53A: 관통공
54: 수평보강판 60: 보강프레임
61: 프레임부 61A: 제1 체결부
61B: 제2 체결부 62: 측판
62A: 관통공 G: 간격
L: 연장돌출길이 P: 연결판10: Steel column 11: Vertical beam
11A: Fastening hole 12: Reinforcement plate
20: connecting beam 21: horizontal part
21A: first fastening portion 22: vertical portion
22A: second fastening part 30: upper support beam
40: lower support beam 50: steel beam
51:
52:
53:
54: Horizontal reinforcement plate 60: Reinforcement frame
61:
61B: second fastening portion 62: side plate
62A: Through hole G: Gap
L: Extension protrusion length P: Connection plate
Claims (3)
상기 한 쌍의 철골기둥(10)의 소정 높이에 서로 마주하도록 수평으로 설치되는 소정 길이의 연결보(20);
일단이 상기 한 쌍의 철골기둥(10)의 일측면에 고정되고, 타단이 상기 연결보(20)의 상면을 따라 설치되어 선단 쪽으로 소정 길이 돌출되는 상부지지빔(30);
일단이 상기 한 쌍의 철골기둥(10)의 일측면에 고정되고, 타단이 상기 연결보(20)의 저면을 따라 설치되어 선단 쪽으로 소정 길이 돌출되는 하부지지빔(40);
상기 연결보(20)의 선단에 마주하도록 수평으로 설치되는 소정 길이의 철골보(50); 및
상기 연결보(20)와 상기 철골보(50)의 양측면에 설치되어 체결부재를 통해 상호 밀착되도록 조립되는 소정 길이의 보강프레임(60);
을 포함하고,
상기 보강프레임(60)은,
일단이 소정 길이를 가지는 체결부재를 통해 상기 철골기둥(10)에 고정되고, 타단이 소정 길이를 가지는 체결부재를 통해 상기 연결보(20)에 고정되어, 상기 보강프레임(60)을 통해 상기 연결보(20)의 양단이 상기 철골기둥(10) 쪽으로 당겨지는 소정의 인력이 작용하도록 설치되며,
상기 철골보(50) 양단 부분에는,
상기 보강프레임(60)의 타단과 마주하여 소정 간격 이격되어 설치되는 수직판(53)이 더 설치되고,
상기 보강프레임(60)의 타단과 상기 수직판(53)을 관통하도록 체결부재가 설치되어 상기 철골보(50)의 양단이 상기 철골기둥(10) 쪽으로 인력이 작용하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 무주공간을 위한 장지간 철골조의 결합구조.
A pair of steel columns (10) spaced apart from each other and installed vertically to have a predetermined length;
A connecting beam (20) of a predetermined length installed horizontally to face each other at a predetermined height of the pair of steel columns (10);
An upper support beam (30), one end of which is fixed to one side of the pair of steel columns (10) and the other end of which is installed along the upper surface of the connecting beam (20) and protruding by a predetermined length toward the front end;
A lower support beam (40), one end of which is fixed to one side of the pair of steel columns (10) and the other end of which is installed along the bottom of the connecting beam (20) and protruding by a predetermined length toward the front end;
A steel beam (50) of a predetermined length installed horizontally to face the tip of the connecting beam (20); and
A reinforcing frame 60 of a predetermined length installed on both sides of the connecting beam 20 and the steel beam 50 and assembled to be in close contact with each other through fastening members;
Including,
The reinforcement frame 60 is,
One end is fixed to the steel column 10 through a fastening member having a predetermined length, and the other end is fixed to the connecting beam 20 through a fastening member having a predetermined length, and is connected to the reinforcement frame 60. Both ends of the beam 20 are installed so that a predetermined attractive force is applied toward the steel column 10,
At both ends of the steel beam (50),
A vertical plate 53 is installed facing the other end of the reinforcing frame 60 and spaced at a predetermined distance,
A column-free space, characterized in that a fastening member is installed to penetrate the other end of the reinforcing frame 60 and the vertical plate 53 so that both ends of the steel beam 50 exert an attractive force toward the steel column 10. Combined structure of long-span steel frame for.
상기 철골기둥(10)에는,
상기 연결보(20)의 일단 높이에 맞추어 소정 지름을 가지는 복수 개의 체결공(11A)이 형성되고,
상기 보강프레임(60)에는,
상기 복수 개의 체결공(11A)의 위치에 맞추어 관통공(62A)이 형성되며,
소정 길이를 가지는 볼트가 상기 체결공(11A)과 상기 관통공(62A)을 차례로 관통하도록 설치된 다음, 복수 개의 너트가 상기 볼트에 조립되는 정도를 조절하는 것에 의해 상기 보강프레임(60)의 일단이 상기 철골기둥(10)의 일측면 쪽으로 작용하는 인력의 세기가 조절되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 무주공간을 위한 장지간 철골조의 결합구조.
In claim 1,
In the steel column (10),
A plurality of fastening holes 11A having a predetermined diameter are formed according to the height of one end of the connecting beam 20,
In the reinforcement frame 60,
A through hole (62A) is formed in accordance with the positions of the plurality of fastening holes (11A),
A bolt having a predetermined length is installed to sequentially penetrate the fastening hole 11A and the through hole 62A, and then one end of the reinforcement frame 60 is adjusted by adjusting the degree to which a plurality of nuts are assembled to the bolt. A combined structure of long-span steel frames for a column-free space, characterized in that the intensity of the attractive force acting toward one side of the steel column (10) is adjusted.
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KR1020230069778A KR102635664B1 (en) | 2023-05-31 | 2023-05-31 | Combined Structure of Long-term Steel Frame for Column Free Space |
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GRNT | Written decision to grant |