KR102677133B1 - Twisted Steel Structure - Google Patents

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KR102677133B1
KR102677133B1 KR1020230113369A KR20230113369A KR102677133B1 KR 102677133 B1 KR102677133 B1 KR 102677133B1 KR 1020230113369 A KR1020230113369 A KR 1020230113369A KR 20230113369 A KR20230113369 A KR 20230113369A KR 102677133 B1 KR102677133 B1 KR 102677133B1
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이승택
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이승택
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 트위스트 철골 구조체는 대향 배치되며 일단에서 타단으로 연장되는 한 쌍의 제1금속판부; 및 상기 제1금속판부와 결합되는 한 쌍의 제2금속판부;를 포함하되, 일단에서 타단으로 연장 방향을 따라 비틀림각이 연속적으로 변화하며, 상기 철골 구조체의 어느 일 종단면은 항상 사각형으로 일정하게 유지되는 것을 특징으로 한다.A twisted steel structure according to an embodiment of the present invention includes a pair of first metal plate portions that are opposed to each other and extend from one end to the other end; and a pair of second metal plate parts coupled to the first metal plate part; wherein the torsion angle changes continuously along the extending direction from one end to the other end, and one longitudinal cross-section of the steel structure is always rectangular. It is characterized by being maintained.

Description

트위스트 철골 구조체{Twisted Steel Structure}Twisted Steel Structure

본 발명은 트위스트 철골 구조체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 비틀림각이 연속적으로 변화하는 트위스트 철골 구조체에 관한 것이다.The present invention relates to a twisted steel structure, and more specifically, to a twisted steel structure in which the torsion angle changes continuously.

최근 건축설계의 디자인 트렌드가 정형의 건축물에서 비정형의 자유로운 형태를 가진 건축물로 급변하면서, 시청, 박물관, 경기장 등과 같이 상징적인 건물(랜드마크)의 디자인으로 비정형의 건축물이 자주 채택되고 있다. 이런 비정형의 건축물을 시공하기 위해서는 금속 각파이프나 C형강 등의 철골을 비정형 형태로 만들어야 한다.Recently, as the design trend in architectural design has rapidly changed from formal buildings to buildings with irregular, free forms, irregular buildings are frequently being adopted in the design of symbolic buildings (landmarks) such as city hall, museums, stadiums, etc. In order to construct such an irregular building, steel frames such as metal square pipes or C-beams must be made into an irregular shape.

특히, 부산 오페라하우스의 파사드와 같이 자연스러운 곡면을 구현하기 위해서는 나선형으로 트위스트된 철골 구조체가 필요하다. 이를 위해, 철골 구조체를 자연스럽게 트위스트하는 공법이 필수적으로 요구된다. 종래의 기술은 트위스트시키는 과정에서 철골의 단면이 변형되거나 철골 자체가 파괴되는 문제점이 있었다. 또한, 종래의 방식으로 철골을 따로 트위스트한 후 결합하는 방식을 시도하였으나, 철골의 비틀림각이 각각 달라 결합이 어려운 점이 있었다.In particular, a spirally twisted steel structure is needed to create a natural curved surface like the façade of the Busan Opera House. For this purpose, a method of naturally twisting the steel structure is essential. The conventional technology had a problem in that the cross section of the steel frame was deformed or the steel frame itself was destroyed during the twisting process. In addition, an attempt was made to twist the steel frames separately and then join them using the conventional method, but the twist angles of the steel frames were different, making joining difficult.

따라서, 단면이 일정하게 유지되면서, 철골 구조체의 비틀림각이 연속적인 철골 구조체와, 이런 철골 구조체를 생산할 수 있는 트위스트 공법이 필요한 실정이다.Therefore, there is a need for a steel structure with a constant cross section and a continuous twist angle, and a twisting method that can produce such a steel structure.

대한민국 등록특허 제10-1897714호 비정형 건축구조물의 철골구조체 트위스트 시공방법{Steel structure of irregular building structure Twist construction method}Republic of Korea Patent No. 10-1897714 Steel structure twist construction method of irregular building structure {Steel structure of irregular building structure Twist construction method} 대한민국 등록특허 제10-1184277호 비정형 콘크리트 구조물 시공을 위한 철골 구조체 및 이를 이용한 비정형 콘크리트 구조물 시공방법{Steel frame for free form concrete structure construction and method using it}Republic of Korea Patent No. 10-1184277 Steel frame for the construction of irregular concrete structures and method of constructing irregular concrete structures using the same {Steel frame for free form concrete structure construction and method using it}

본 발명의 실시예는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 종단면을 항상 일정하게 유지되는 트위스트 철골 구조체를 제공하고자 한다.Embodiments of the present invention were devised to solve the above problems, and are intended to provide a twisted steel structure whose longitudinal cross-section is always kept constant.

또한, 일단에서 타단까지 연속적인 비틀림각을 갖는 트위스트 철골 구조체를 제공하고자 한다.In addition, it is intended to provide a twisted steel structure with a continuous twist angle from one end to the other end.

본 발명의 실시예는 상기와 같은 과제를 해결하고자, 일단에서 타단으로 연장 방향을 따라 비틀림각이 연속적으로 변화하며, 상기 철골 구조체의 어느 일 종단면은 항상 사각형으로 일정하게 유지되는 것을 특징으로 하는 트위스트 철골 구조체를 제공하고자 한다.In an embodiment of the present invention, in order to solve the above problems, the twist angle is continuously changed along the extending direction from one end to the other end, and one longitudinal cross-section of the steel structure is always maintained as a constant square. We would like to provide a steel structure.

상기 철골 구조체는, 대향 배치되며 일단에서 타단으로 연장되는 한 쌍의 제1금속판부; 및 상기 제1금속판부와 결합되는 한 쌍의 제2금속판부;를 포함하는 것이 바람직하다.The steel structure includes a pair of first metal plate portions facing each other and extending from one end to the other end; and a pair of second metal plate parts coupled to the first metal plate part.

상기 결합은 상기 제1금속판부와 상기 제2금속판부를 가조립하는 제1공정; 가조립된 상기 철골 구조체에 대한 트위스트 공정 이후 가조립 부위를 가용접하는 제2공정; 및 레이저 용접기를 이용하여 상기 철골 구조체를 본용접하는 제3공정;을 통해 이루어지는 것이 바람직하다.The coupling includes a first process of temporarily assembling the first metal plate portion and the second metal plate portion; A second process of tack welding the pre-assembled portion after the twist process for the pre-assembled steel structure; and a third process of main welding the steel structure using a laser welder.

상기 트위스트 공정은 복수 개의 지그에 상기 철골 구조체를 거치하는 제1단계; 상기 철골 구조체의 상면을 가압하여 상기 철골 구조체가 상기 지그의 고정홈에 밀착되도록 하는 제2단계; 및 상기 지그의 하면이 지면과 수평하도록 상기 지그를 가압하여, 상기 철골 구조체를 트위스트시키는 제3단계;를 포함하는 것이 바람직하다.The twisting process includes a first step of mounting the steel structure on a plurality of jigs; A second step of pressing the upper surface of the steel structure so that the steel structure comes into close contact with the fixing groove of the jig; and a third step of twisting the steel structure by pressing the jig so that the lower surface of the jig is parallel to the ground.

상기 지그는 상기 철골 구조체의 연장 방향으로 미리 설정되는 간격만큼 이격되어 배치되되, 상기 지그가 배치되는 위치에 따라 상기 고정홈의 하면과 지면이 이루는 각도가 달리 설정되는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.The jig is disposed at a predetermined distance in the extension direction of the steel structure, and the angle formed between the lower surface of the fixing groove and the ground is preferably set differently depending on the position at which the jig is placed.

상기 제1금속판부에는 연장 방향을 따라 돌출 형성되는 복수 개의 가조립키가 배치되고, 상기 제2금속판부에는 상기 가조립키에 대응하여 키홈이 형성되는 것이 바람직하다.It is preferable that a plurality of temporary assembly keys protruding along an extension direction are disposed on the first metal plate portion, and a key groove is formed in the second metal plate portion corresponding to the temporary assembly keys.

상기 철골 구조체는 어느 일 방향으로 만곡되어 연장되는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.The steel structure is preferably curved and extended in one direction.

이상에서 살펴본 바와 같은 본 발명의 과제해결 수단에 의하면 다음과 같은 사항을 포함하는 다양한 효과를 기대할 수 있다. 다만, 본 발명이 하기와 같은 효과를 모두 발휘해야 성립되는 것은 아니다.According to the problem solving means of the present invention as discussed above, various effects including the following can be expected. However, the present invention does not require all of the following effects to be achieved.

본 발명의 일 실시예에 따른 트위스트 철골 구조체는 종단면을 항상 일정하게 유지될 수 있다.The twisted steel structure according to an embodiment of the present invention can always maintain a constant longitudinal cross section.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 트위스트 철골 구조체는 일단에서 타단까지 연속적인 비틀림각을 가지며, 자연스러운 곡면을 구현해낼 수 있다.In addition, the twisted steel structure according to an embodiment of the present invention has a continuous twist angle from one end to the other end and can implement a natural curved surface.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 트위스트 철골 구조체에 대한 개략도.
도 2는 도 1의 트위스트 철골 구조체에 대한 각 지점에서의 단면도.
도 3은 도 1의 트위스트 철골 구조체의 가조립 구조를 보여주는 도면.
도 4는 도 1의 트위스트 철골 구조체에 대한 분해 사시도.
도 5는 도 1의 철골 구조체에 대한 트위스트 공정 전후를 비교하는 도면.
도 6은 철골 구조체가 지그에 의해 트위스트되는 과정을 보여주는 도면.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 트위스트 철골 구조체에 따라 배치된 지그를 보여주는 도면.
도 8은 지그의 구조를 보여주는 사시도.
도 9는 도 1의 각 위치별 지그의 어느 일 면을 보여주는 도면.1 is a schematic diagram of a twisted steel structure according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a cross-sectional view at each point of the twisted steel structure of Figure 1;
Figure 3 is a view showing the pre-assembled structure of the twisted steel structure of Figure 1.
Figure 4 is an exploded perspective view of the twisted steel structure of Figure 1.
Figure 5 is a diagram comparing before and after the twisting process for the steel structure of Figure 1.
Figure 6 is a diagram showing the process in which a steel structure is twisted by a jig.
Figure 7 is a view showing a jig arranged along the twisted steel structure according to an embodiment of the present invention.
Figure 8 is a perspective view showing the structure of the jig.
Figure 9 is a view showing one side of the jig at each position in Figure 1.

본 개시의 구성 및 효과를 충분히 이해하기 위하여, 첨부한 도면을 참조하여 본 개시의 바람직한 실시예들을 설명한다. 그러나 본 개시는 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라, 여러 가지 형태로 구현될 수 있고 다양한 변경을 가할 수 있다. 이하, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능에 대하여 이 분야의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.In order to fully understand the configuration and effects of the present disclosure, preferred embodiments of the present disclosure will be described with reference to the attached drawings. However, the present disclosure is not limited to the embodiments disclosed below, and may be implemented in various forms and various changes may be made. Hereinafter, in describing the present invention, if it is determined that related known functions may unnecessarily obscure the gist of the present invention as they are obvious to those skilled in the art, the detailed description thereof will be omitted.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는 데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 개시의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.Terms such as first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The above terms may be used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, a first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may be referred to as a first component without departing from the scope of the present disclosure.

본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In this application, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate the presence of features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but are not intended to indicate the presence of one or more other features. It should be understood that this does not exclude in advance the possibility of the existence or addition of elements, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 개시의 실시예들에서 사용되는 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 통상적으로 알려진 의미로 해석될 수 있다.The terms used in this application are merely used to describe specific embodiments and are not intended to limit the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. Unless otherwise defined, terms used in the embodiments of the present disclosure may be interpreted as meanings commonly known to those skilled in the art.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세히 설명한다. Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 트위스트 철골 구조체(100)에 대한 개략도이다. 일 실시예에서, 트위스트 철골 구조체(100)는 어느 일 방향으로 만곡되어 연장될 수 있다. 다른 실시예에서, 트위스트 철골 구조체(100)는 직선으로 연장될 수 있다.Figure 1 is a schematic diagram of a twisted steel structure 100 according to an embodiment of the present invention. In one embodiment, the twisted steel structure 100 may be curved and extended in any one direction. In other embodiments, the twisted steel structure 100 may extend in a straight line.

도 2는 도 1의 트위스트 철골 구조체(100)에 대한 각 지점에서의 단면도이다. 구체적으로, 도 2(a)는 트위스트 철골 구조체(100)의 일단(a-a') 지점의 단면이고, 도 2(b)는 중간(b-b') 지점, 도 2(c)는 타단(c-c') 지점에서의 단면이다.FIG. 2 is a cross-sectional view at each point of the twisted steel structure 100 of FIG. 1. Specifically, Figure 2(a) is a cross-section of one end (a-a') of the twisted steel structure 100, Figure 2(b) is a cross-section of the middle (b-b') point, and Figure 2(c) is a cross-section of the other end. It is a cross section at point (c-c').

도 2를 참조하면, 트위스트 철골 구조체(100)의 어느 일 종단면은 항상 사각형으로 일정하게 유지된다. 일 실시예에서, 트위스트 철골 구조체(100)의 종단면은 중공사각단면인 것이 바람직하다.Referring to FIG. 2, one longitudinal cross-section of the twisted steel structure 100 is always maintained as a constant rectangle. In one embodiment, the longitudinal cross-section of the twisted steel structure 100 is preferably a hollow rectangular cross-section.

도 3은 도 1의 트위스트 철골 구조체(100)의 가조립 구조를 보여주는 도면이고, 도 4는 도 1의 트위스트 철골 구조체(100)에 대한 분해 사시도이다. 도 3 및 도 4를 참조하면, 철골 구조체(100)는 한 쌍의 제1금속판부(110), 한 쌍의 제2금속판부(120), 보강플레이트(130) 등을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 철골 구조체(100)는 제1금속판부(110)와 제2금속판부(120)가 서로 수직하게 가조립되어 형성될 수 있다. 이때, 철골 구조체(100)는 용접되지 않는(무용접)것이 바람직하다.FIG. 3 is a diagram showing the pre-assembled structure of the twisted steel structure 100 of FIG. 1, and FIG. 4 is an exploded perspective view of the twisted steel structure 100 of FIG. 1. Referring to Figures 3 and 4, the steel structure 100 may include a pair of first metal plate parts 110, a pair of second metal plate parts 120, a reinforcement plate 130, etc. In one embodiment, the steel structure 100 may be formed by temporarily assembling the first metal plate portion 110 and the second metal plate portion 120 perpendicular to each other. At this time, it is preferable that the steel structure 100 is not welded (non-welded).

한 쌍의 제1금속판부(110)는 서로 대향 배치되며, 일단에서 타단으로 연장될 수 있다. 일 실시예에서, 한 쌍의 제2금속판부(120)는 제1금속판부(110)와 결합될 수 있다. 이때, 결합은 제1공정 내지 제3공정으로 이루어질 수 있다.The pair of first metal plate portions 110 are disposed opposite to each other and may extend from one end to the other end. In one embodiment, the pair of second metal plate parts 120 may be coupled to the first metal plate part 110. At this time, bonding may be accomplished through the first to third processes.

제1공정에서는 제1금속판부(110)와 제2금속판부(120)를 키 - 키홈 구조를 이용하여 가조립한다. 일 실시예에서, 제1금속판부(110)에는 철골 구조체(100)의 연장 방향을 따라 돌출 형성되는 복수 개의 가조립키(111)가 배치될 수 있다. 한편, 제2금속판부(120)에는 가조립키(111)에 대응하여 키홈(121)이 형성될 수 있다. 이때, 가조립키(111)와 키홈(121)은 각 금속판부의 양측면에 형성될 수 있다.In the first process, the first metal plate portion 110 and the second metal plate portion 120 are provisionally assembled using a key-key groove structure. In one embodiment, a plurality of temporary assembly keys 111 that protrude along the extension direction of the steel structure 100 may be disposed on the first metal plate portion 110. Meanwhile, a key groove 121 may be formed in the second metal plate portion 120 to correspond to the temporary assembly key 111. At this time, the temporary assembly key 111 and the key groove 121 may be formed on both sides of each metal plate portion.

제1공정에서, 키홈(121)에는 가조립키(111)가 삽입되어 수용될 수 있다. 이때, 가조립키(111)는 철골 구조체(100)가 트위스트되면서, 제1금속판부(110)와 제2금속판부(120) 사이에 슬립(slip)으로 미세하게 움직일 수 있다. 이를 위해, 키홈(121)의 폭은 가조립키(111)의 폭보다 더 크게 형성되는 것이 바람직하다.In the first process, the temporary assembly key 111 may be inserted and accommodated in the keyway 121. At this time, the temporary assembly key 111 may move slightly with a slip between the first metal plate portion 110 and the second metal plate portion 120 as the steel structure 100 is twisted. For this purpose, the width of the keyway 121 is preferably formed to be larger than the width of the temporary assembly key 111.

가조립하는 과정에서, 보강플레이트(130)는 철골 구조체(100)의 내부에 설치될 수 있다. 보강플레이트(130)는 철골 구조체(100)의 연장 방향을 따라 일정 간격으로 설치될 수 있다. 일 실시예에서, 보강플레이트(130)는 제1금속판부(110) 및/또는 제2금속판부(120)와 결합될 수 있다. 또한, 보강플레이트(130)의 측면은 제1금속판부(110) 및/또는 제2금속판부(120)와 면접할 수 있다.During the provisional assembly process, the reinforcement plate 130 may be installed inside the steel structure 100. Reinforcement plates 130 may be installed at regular intervals along the extension direction of the steel structure 100. In one embodiment, the reinforcement plate 130 may be combined with the first metal plate portion 110 and/or the second metal plate portion 120. Additionally, the side surface of the reinforcement plate 130 may be in contact with the first metal plate 110 and/or the second metal plate 120.

일 실시예에서, 보강플레이트(130)의 중심에는 철골 구조체(100)에 가해지는 외력을 분산하는 외력분산홀(131)이 형성될 수 있다. 보강플레이트(130)는 외력분산홀(131)을 통해 철골 구조체(100)의 변형 또는 파손을 방지할 수 있다. 또한, 보강플레이트(130)는 트위스트 공정 이후에도 철골 구조체(100)의 종단면이 본래 형상과 동일하게 유지될 수 있도록 한다. 한편, 일 실시예에서, 외력분산홀(131)은 원형 형상으로 형성되는 것이 바람직하다.In one embodiment, an external force distribution hole 131 may be formed in the center of the reinforcement plate 130 to distribute the external force applied to the steel structure 100. The reinforcement plate 130 can prevent deformation or damage of the steel structure 100 through the external force distribution hole 131. In addition, the reinforcement plate 130 ensures that the longitudinal cross-section of the steel structure 100 remains the same as its original shape even after the twisting process. Meanwhile, in one embodiment, the external force distribution hole 131 is preferably formed in a circular shape.

제2공정에서는 가조립된 철골 구조체(100)에 대한 트위스트 공정 이후 가조립 부위를 가용접한다. 트위스트 공정에서는 철골 구조체(100)의 양단을 트위스트하여 나선형의 철골 구조체(100)를 형성할 수 있다. 이때, 트위스트 공정은 제1단계 내지 제3단계를 포함할 수 있다.In the second process, after the twisting process for the provisionally assembled steel structure 100, the provisional assembly portion is tack-welded. In the twisting process, both ends of the steel structure 100 can be twisted to form the spiral steel structure 100. At this time, the twisting process may include first to third steps.

한편, 도 5는 철골 구조체(100)가 지그(200)에 의해 트위스트되는 과정을 순서대로 보여주는 도면이다. 구체적으로, 도 5는 도 1의 일단(a-a'), 중간(b-b'), 타단(c-c') 지점에서 철골 구조체(100)가 지그(200)에 의해 단계별로 트위스트되는 과정을 보여준다.Meanwhile, Figure 5 is a diagram sequentially showing the process in which the steel structure 100 is twisted by the jig 200. Specifically, FIG. 5 shows the steel structure 100 being twisted step by step by the jig 200 at one end (a-a'), middle (b-b'), and other end (c-c') of FIG. 1. Shows the process.

제1단계는 복수 개의 지그(200)에 철골 구조체(100)를 거치하는 단계이다. 철골 구조체(100)는 도 5(a)와 같이 후술할 고정홈(211)의 상부에 안착될 수 있다.The first step is to place the steel structure 100 on a plurality of jigs 200. The steel structure 100 may be seated on the upper part of the fixing groove 211, which will be described later, as shown in FIG. 5(a).

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 트위스트 철골 구조체(100)에 따라 배치된 지그(200)를 보여주는 도면이다. 도 5를 참조하면, 지그(200)는 철골 구조체(100)의 연장 방향으로 이격되어 배치될 수 있다. 구체적으로, 지그(200)는 철골 구조체(100)의 일단(a-a'), 중간(b-b'), 타단(c-c') 등을 거치 및 고정할 수 있도록 배치될 수 있다. 이를 위해, 지그(200)의 개수는 적어도 3개 이상인 것이 바람직하다.Figure 6 is a diagram showing a jig 200 arranged along the twisted steel structure 100 according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 5 , the jigs 200 may be arranged to be spaced apart in the direction in which the steel structure 100 extends. Specifically, the jig 200 may be arranged to mount and fix one end (a-a'), a middle (b-b'), and the other end (c-c') of the steel structure 100. For this purpose, it is preferable that the number of jigs 200 is at least three.

도 7은 지그(200)의 구조를 보여주는 사시도이다. 도 7을 참조하면, 지그(200)는 고정부(210), 받침부(220) 등을 포함할 수 있다. 고정부(210)는 플레이트 형상으로 형성되며, 철골 구조체(100)의 연장 방향과 수직하게 배치될 수 있다. 받침부(220)는 플레이트 형상으로 형성되며, 고정부(210)가 지면과 수직하도록 고정부(210)의 하단에 결합될 수 있다.Figure 7 is a perspective view showing the structure of the jig 200. Referring to FIG. 7, the jig 200 may include a fixing part 210, a support part 220, etc. The fixing part 210 is formed in a plate shape and may be arranged perpendicular to the direction in which the steel structure 100 extends. The support portion 220 is formed in a plate shape and may be coupled to the lower end of the fixing portion 210 so that the fixing portion 210 is perpendicular to the ground.

일 실시예에서, 고정부(210)에는 철골 구조체(100)의 외측면과 면접되어 철골 구조체(100)를 고정하는 고정홈(211)이 형성될 수 있다. 이때, 고정홈(211)의 바닥면과 내측면이 이루는 각도는 철골 구조체(100)의 하면과 측면이 이루는 각도와 동일할 수 있다. 일 실시예에서, 고정홈(211)의 바닥면과 내측면이 형성하는 각도는 직각인 것이 바람직하다.In one embodiment, a fixing groove 211 may be formed in the fixing part 210 to face the outer surface of the steel structure 100 and fix the steel structure 100. At this time, the angle formed by the bottom surface and the inner surface of the fixing groove 211 may be the same as the angle formed by the bottom surface and the side surface of the steel structure 100. In one embodiment, the angle formed between the bottom surface and the inner surface of the fixing groove 211 is preferably a right angle.

제2단계에서는 철골 구조체(100)의 상면을 가압하여 철골 구조체(100)가 지그(200)의 고정홈(211)에 밀착되도록 한다. 이때, 철골 구조체(100)는 유압 장치를 이용하여 가압될 수 있다. 도 5(a)를 참조하면, 고정홈(211)의 바닥면 각도에 따라 철골 구조체(100)의 가압되는 위치가 달리 설정될 수 있다.In the second step, the upper surface of the steel structure 100 is pressed so that the steel structure 100 is brought into close contact with the fixing groove 211 of the jig 200. At this time, the steel structure 100 may be pressurized using a hydraulic device. Referring to FIG. 5(a), the pressed position of the steel structure 100 may be set differently depending on the angle of the bottom surface of the fixing groove 211.

일 실시예에서, 지그(200)가 배치되는 위치에 따라 고정홈(211)의 바닥면과 지면이 이루는 각도가 달리 설정될 수 있다. 도 8은 도 1의 각 위치별 지그(200)의 어느 일 면을 보여주는 도면이다. 도 8(a), (b), (c)는 순서대로 도 1의 일단(a-a'), 중간(b-b') 및 타단(c-c') 지점에서의 지그(200)의 일 단면이다.In one embodiment, the angle between the bottom surface of the fixing groove 211 and the ground may be set differently depending on where the jig 200 is placed. FIG. 8 is a view showing one side of the jig 200 at each position in FIG. 1. Figures 8(a), (b), and (c) show the jig 200 at one end (a-a'), middle (b-b'), and other end (c-c') points of Figure 1 in that order. It's just one side.

도 8을 참조하면, 중간(b-b') 지점에서 고정홈(211)의 바닥면은 지면과 평행할 수 있다. 한편, 고정홈(211)의 바닥면과 지면이 이루는 각도는 철골 구조체(100)의 중간(b-b') 지점에서 일단(a-a') 및/또는 타단(c-c')으로 갈수록 증가할 수 있다. 이때, 철골 구조체(100)의 양 단에 배치된 지그(200)의 경우, 고정홈(211)의 바닥면과 지면이 이루는 각도는 철골 구조체(100)가 트위스트될 수 있는 최대 각도와 동일하다.Referring to FIG. 8, the bottom surface of the fixing groove 211 at the middle point (b-b') may be parallel to the ground. Meanwhile, the angle formed between the bottom surface of the fixing groove 211 and the ground increases from the middle (b-b') point of the steel structure 100 to one end (a-a') and/or the other end (c-c'). It can increase. At this time, in the case of the jig 200 disposed at both ends of the steel structure 100, the angle formed between the bottom surface of the fixing groove 211 and the ground is equal to the maximum angle at which the steel structure 100 can be twisted.

한편, 고정홈(211)은 철골 구조체(100)의 종단면과 동일한 형상으로 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 고정홈(211)은 사각홈의 형상으로 형성될 수 있다. 이때, 고정홈(211)의 폭은 철골 구조체(100)의 폭과 동일한 것이 바람직하다.Meanwhile, the fixing groove 211 may be formed in the same shape as the longitudinal cross-section of the steel structure 100. In one embodiment, the fixing groove 211 may be formed in the shape of a square groove. At this time, the width of the fixing groove 211 is preferably the same as the width of the steel structure 100.

제2단계에서, 철골 구조체(100)는 미리 설정된 시간동안 서서히 가압되어, 가압에 의한 변형을 최소화할 수 있다. 철골 구조체(100)는 가압되면서, 고정부(210)의 경사를 따라 내측으로 슬라이드될 수 있다. 그 결과, 철골 구조체(100)의 하면 및 양측면은 고정홈(211)에 밀착될 수 있다.In the second step, the steel structure 100 is gradually pressurized for a preset time, thereby minimizing deformation due to pressurization. The steel structure 100 may slide inward along the slope of the fixing part 210 while being pressed. As a result, the lower surface and both sides of the steel structure 100 can be in close contact with the fixing groove 211.

제2단계가 진행되는 동안, 지그(200)의 위치는 높이 방향으로 구속되지 않는다. 그러므로, 철골 구조체(100)가 고정홈(211)에 밀착되면서, 지그(200)의 받침부(220)는 들어올려질 수 있다. 예를 들면, 일단(a-a')와 타단(c-c')지점에서 지그(200)의 일측은 도 5(b)와 같이 들어올려질 수 있다. 지그(200)가 리프팅되면서, 철골 구조체(100)의 하면은 지면과 수평을 유지할 수 있다.While the second step is in progress, the position of the jig 200 is not restricted in the height direction. Therefore, while the steel structure 100 is in close contact with the fixing groove 211, the support portion 220 of the jig 200 can be lifted. For example, one side of the jig 200 may be lifted at one end (a-a') and the other end (c-c') as shown in FIG. 5(b). As the jig 200 is lifted, the lower surface of the steel structure 100 may remain horizontal with the ground.

제3단계에서는 지그(200)의 하면이 지면과 수평하도록 지그(200)를 가압하여, 철골 구조체(100)를 트위스트시킨다. 도 5(b)를 참조하면, 받침부(220)의 리프팅된 측이 가압된다. 이때, 지그(200)는 유압 장치를 이용하여 가압될 수 있다. 받침부(220)는 서서히 가압되어 도 5(c)와 같이 지면과 수평이 되거나 지면과 면접할 수 있다. 이때, 지그(200)는 전후 또는 좌우로 이동되지 않도록 구속되어 있다.In the third step, the jig 200 is pressed so that the lower surface of the jig 200 is parallel to the ground, and the steel structure 100 is twisted. Referring to Figure 5(b), the lifted side of the pedestal 220 is pressed. At this time, the jig 200 may be pressurized using a hydraulic device. The support portion 220 is gradually pressurized so that it is level with the ground or in contact with the ground as shown in FIG. 5(c). At this time, the jig 200 is restrained from moving back and forth or left and right.

받침부(220)가 하강하면서 고정홈(211)에 고정되어 있는 철골 구조체(100)는 트위스트된다. 이때, 철골 구조체(100)는 철골 구조체(100)를 고정한 지그(200)가 가압된 측으로 트위스트될 수 있다. 예를 들면, 도 5(b)에서, 일단(a-a') 지점에서는 받침부(220)의 우측 상면이 가압된다. 받침부(220)가 가압됨에 따라 해당 지점의 철골 구조체(100)는 시계 방향으로 트위스트될 수 있다. 반면, 타단(c-c') 지점에는 받침부(220)의 좌측 상면이 가압된다. 이때, 해당 지점의 철골 구조체(100)는 반시계 방향으로 트위스트될 수 있다.As the support portion 220 descends, the steel structure 100 fixed to the fixing groove 211 is twisted. At this time, the steel structure 100 may be twisted to the side where the jig 200 that fixes the steel structure 100 is pressed. For example, in Figure 5(b), the upper right surface of the support portion 220 is pressed at one end (a-a'). As the support portion 220 is pressed, the steel structure 100 at that point may be twisted clockwise. On the other hand, the left upper surface of the support portion 220 is pressed at the other end (c-c') point. At this time, the steel structure 100 at the corresponding point may be twisted counterclockwise.

한편, 제3단계에서, 중간(b-b') 지점의 받침부(220)는 가압되지 않는다. 일 실시예에서, 중간(b-b') 지점의 받침부(220)는 철골 구조체(100)의 양단이 트위스트될 수 있도록 지면에 고정되어 있는 것이 바람직하다.Meanwhile, in the third step, the support portion 220 at the middle (b-b') point is not pressed. In one embodiment, the support portion 220 at the middle (b-b') point is preferably fixed to the ground so that both ends of the steel structure 100 can be twisted.

제3단계에서, 가조립키(111)는 철골 구조체(100)가 트위스트되면서 키홈(121) 내에서 미세하게 슬립될 수 있다. 이런 가조립 구조를 통해서 철골 구조체(100)에는 유연성이 부여될 수 있다. 이는 철골 구조체(100)가 용이하게 트위스트될 수 있도록 하여, 트위스트되는 과정에서 철골 구조체(100) 또는 철골 구조체(100)의 저항력에 의해 지그(200)가 파손되지 않도록 한다.In the third step, the temporary assembly key 111 may slip slightly within the keyway 121 as the steel structure 100 is twisted. Flexibility can be imparted to the steel structure 100 through this pre-assembled structure. This allows the steel structure 100 to be easily twisted and prevents the jig 200 from being damaged by the steel structure 100 or the resistance of the steel structure 100 during the twisting process.

그 결과, 철골 구조체(100)는 받침부(220)를 가압하는 방향으로 점차 트위스트되어, 일단에서 타단까지 연속적으로 트위스트된 나선형의 구조를 가질 수 있다. 도 9는 도 1의 철골 구조체(100)에 대한 트위스트 공정 전후를 비교하는 도면이다. 도 9를 참조하면, 트위스트 공정 이후의 철골 구조체(100)는 일단에서 타단으로 연장 방향을 따라 비틀림각이 연속적으로 변화한다. 이를 통해, 철골 구조체(100)의 자연스러운 곡면을 구현할 수 있다.As a result, the steel structure 100 is gradually twisted in the direction of pressing the support portion 220, and may have a spiral structure that is continuously twisted from one end to the other. FIG. 9 is a diagram comparing before and after the twisting process for the steel structure 100 of FIG. 1. Referring to FIG. 9, the twist angle of the steel structure 100 after the twisting process continuously changes along the extension direction from one end to the other end. Through this, the natural curved surface of the steel structure 100 can be realized.

제2공정에서 트위스트 공정이 완료되면, 트위스트된 철골 구조체(100)는 가용접된다. 가용접은 지그(200)를 제거한 후에도 철골 구조체(100)가 트위스트 상태를 유지할 수 있도록 한다. 이때, 가용접은 제1금속판부(110)와 제2금속판부(120)가 결합된 부분 중 일부에 실시되는 것이 바람직하다. When the twisting process is completed in the second process, the twisted steel structure 100 is tack welded. Tack welding allows the steel structure 100 to maintain its twisted state even after removing the jig 200. At this time, it is preferable that tack welding is performed on a portion of the portion where the first metal plate portion 110 and the second metal plate portion 120 are joined.

제3공정에서는 레이저 용접기를 이용하여 철골 구조체(100)를 본용접한다. 가용접된 철골 구조체(100)를 지그(200)로부터 분리한 후, 레이저에 의한 본용접 공정을 거치게 된다. 이때, 본용접은 가용접한 부분을 포함한 가조립된 전체 부위에 실시되는 것이 바람직하다.In the third process, the steel structure 100 is main welded using a laser welder. After the tack-welded steel structure 100 is separated from the jig 200, it undergoes a main welding process using a laser. At this time, it is preferable that the main welding be performed on the entire temporarily assembled area, including the tack-welded portion.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 청구범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.In the above, preferred embodiments of the present invention have been described by way of example, but the scope of the present invention is not limited to these specific embodiments, and may be appropriately modified within the scope set forth in the claims.

100: 철골 구조체
110: 제1금속판부 111: 가조립키
120: 제2금속판부 121: 키홈
130: 보강플레이트 131: 외력분산홀
200: 지그
210: 고정부 211: 고정홈
220: 받침부100: steel structure
110: First metal plate 111: Temporary assembly key
120: Second metal plate 121: Keyway
130: Reinforcement plate 131: External force distribution hole
200: Jig
210: fixing part 211: fixing groove
220: base

Claims (6)

철골 구조체에 있어서,
상기 철골 구조체는,
대향 배치되며 일단에서 타단으로 연장되는 한 쌍의 제1금속판부; 및
상기 제1금속판부와 결합되는 한 쌍의 제2금속판부;를 포함하되,
일단에서 타단으로 연장 방향을 따라 비틀림각이 연속적으로 변화하며, 상기 철골 구조체의 어느 일 종단면은 항상 사각형으로 일정하게 유지되고,
상기 철골 구조체의 내부에서 상기 제1금속판부 및/또는 상기 제2금속판부와 결합되며, 상기 철골 구조체의 연장 방향을 따라 설치되는 보강플레이트;를 더 포함하는 트위스트 철골 구조체.
In a steel structure,
The steel structure is,
A pair of first metal plate portions arranged opposite each other and extending from one end to the other end; and
Including a pair of second metal plate parts coupled to the first metal plate part,
The torsion angle changes continuously along the extension direction from one end to the other end, and one longitudinal cross-section of the steel structure is always maintained as a rectangle,
A twisted steel structure further comprising a reinforcement plate coupled to the first metal plate portion and/or the second metal plate portion inside the steel structure and installed along an extension direction of the steel structure.
 제1항에 있어서,
상기 결합은
상기 제1금속판부와 상기 제2금속판부를 가조립하는 제1공정;
가조립된 상기 철골 구조체에 대한 트위스트 공정 이후 가조립 부위를 가용접하는 제2공정; 및
레이저 용접기를 이용하여 상기 철골 구조체를 본용접하는 제3공정;을 통해 이루어지는 트위스트 철골 구조체.
According to paragraph 1,
The combination is
A first process of temporarily assembling the first metal plate portion and the second metal plate portion;
A second process of tack welding the pre-assembled portion after the twist process for the pre-assembled steel structure; and
A twisted steel structure made through a third process of main welding the steel structure using a laser welder.
 제2항에 있어서,
상기 트위스트 공정은
복수 개의 지그에 상기 철골 구조체를 거치하는 제1단계;
상기 철골 구조체의 상면을 가압하여 상기 철골 구조체가 상기 지그의 고정홈에 밀착되도록 하는 제2단계; 및
상기 지그의 하면이 지면과 수평하도록 상기 지그를 가압하여, 상기 철골 구조체를 트위스트시키는 제3단계;를 포함하는 트위스트 철골 구조체.
According to paragraph 2,
The twist process is
A first step of mounting the steel structure on a plurality of jigs;
A second step of pressing the upper surface of the steel structure so that the steel structure comes into close contact with the fixing groove of the jig; and
A third step of twisting the steel structure by pressing the jig so that the lower surface of the jig is parallel to the ground.
 제3항에 있어서,
상기 지그는 상기 철골 구조체의 연장 방향으로 미리 설정되는 간격만큼 이격되어 배치되되,
상기 지그가 배치되는 위치에 따라 상기 고정홈의 하면과 지면이 이루는 각도가 달리 설정되는 것을 특징으로 하는 지그를 이용한 철골 구조체의 트위스트 공법.
According to paragraph 3,
The jig is arranged to be spaced apart by a preset distance in the direction of extension of the steel structure,
A twisting method of a steel structure using a jig, characterized in that the angle formed between the lower surface of the fixing groove and the ground is set differently depending on the position where the jig is placed.
 제1항에 있어서,
상기 제1금속판부에는 연장 방향을 따라 돌출 형성되는 복수 개의 가조립키가 배치되고, 상기 제2금속판부에는 상기 가조립키에 대응하여 키홈이 형성되는 트위스트 철골 구조체.
According to paragraph 1,
A twisted steel structure in which a plurality of temporary assembly keys protruding along an extension direction are disposed on the first metal plate portion, and key grooves are formed in the second metal plate portion corresponding to the temporary assembly keys.
 제1항에 있어서,
상기 철골 구조체는 어느 일 방향으로 만곡되어 연장되는 것을 특징으로 하는 트위스트 철골 구조체.According to paragraph 1,
The twisted steel structure is characterized in that the steel structure is curved and extended in one direction.
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