KR19980026153A - Connection structure for connecting concrete columns and steel beams in buildings - Google Patents

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KR19980026153A
KR19980026153A KR1019960044498A KR19960044498A KR19980026153A KR 19980026153 A KR19980026153 A KR 19980026153A KR 1019960044498 A KR1019960044498 A KR 1019960044498A KR 19960044498 A KR19960044498 A KR 19960044498A KR 19980026153 A KR19980026153 A KR 19980026153A
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김상식
장지환
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    • 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
    • E04B1/30Structures comprising elongated load-supporting parts, e.g. columns, girders, skeletons the supporting parts being composed of two or more materials; Composite steel and concrete constructions

Abstract

본 발명은 건축물의 콘크리트기둥과 철골보 연결용 접합구조물에 관한 것으로, 건축물의 철골보로 부터 가해지는 하중을 분산 및 지지하기 위한 접합구조물이 건축물의 콘크리트기둥(10)내에 삽입되어 콘크리트기둥의 4면으로 노출되도록 서로 서로 90°각도로 중앙컬럼부재(1)에 배열된 4개의 연결부재(3, 4, 5, 6)들과, 이 연결부재(3, 4, 5, 6)들에 끼워져 상기 중앙컬럼부재(1)와 일정간격을 이룬 외측컬럼부재(2)로 +자 단면형상의 사각입방체를 이룬 구조로 되어, 이 접합구조물의 형상에 따른 내부공간의 확장에 의해 타설되는 콘크리트의 유입을 촉진시켜 별도의 부수적인 작업을 수반하지 않게 되면서도 유입된 콘크리트와 보다 큰 접촉면적을 유지하여 접촉력도 향상시키게 됨은 물론, 건축물의 각 콘크리트기둥(10)과 철골보(20, 20', 20, 20')의 연결부위로 작용되는 전단력과 휨모우멘트에 대한 내구력도 크게 높일 수 있도록 된 것이다.The present invention relates to a joint structure for connecting the concrete pillar and the cheolgolbo of the building, the joint structure for dispersing and supporting the load applied from the steel column of the building is inserted into the concrete pillar (10) of the building to the four sides of the concrete pillar Four connecting members 3, 4, 5, 6 arranged in the central column member 1 at 90 ° to each other so as to be exposed to each other, and the connecting members 3, 4, 5, 6 are fitted to the center The outer column member (2) formed at regular intervals from the column member (1) to form a square cube of + shape cross-section, to promote the inflow of concrete poured by the expansion of the interior space according to the shape of the joint structure It does not involve additional incidental work, but maintains a larger contact area with the introduced concrete, thereby improving the contact force, as well as the concrete pillars 10 and cheolgolbo (20, 20 ', 20, 20') of the building. To the connection of It is also possible to greatly increase the durability against the applied shear and bending moments.

Description

건축물의 콘크리트기둥과 철골보 연결용 접합구조물Connection structure for connecting concrete columns and steel beams in buildings

본 발명은 건축물의 하중을 지지 하도록 콘크리트기둥내에 삽입되어 철골보와 연결되는 접합구조물에 관한 것으로, 특히 콘크리트기둥과 철골보의 연결부위에 집중적으로 가해지는 전단력(Sher Force)과 휨모우멘트(Bending Moment)을 분산 및 지지하도록 된 건축물의 콘크리트기둥과 철골보 연결용 접합구조물에 관한 것이다.The present invention relates to a joint structure inserted into a concrete pillar to support the load of the building and connected to the cheolgolbo, in particular shear force and bending moment applied to the connection between the concrete column and the cheolgolbo It relates to a joint structure for connecting concrete pillars and cheolgolbo of the building to be distributed and supported.

일반적으로, 고층으로 건축되는 주거용이나 업무용의 건물의 경우는 통상 그 건축구조형식의 종류에 따라 철근콘크리트조와 철골조 및 철골철근콘크리트조로 분류된다. 이중 철근콘크리트조는 인장력에 유리한 다수개의 철근으로 골격을 이룬다음 그 외부에 거푸집(형틀)을 덧대어 내부로 압축력에 강한 콘크리트재료를 채운후, 이 콘크리트가 굳은 다음 외부로 덧댄 거푸집을 제거시켜 건물의 콘크리트기둥과 철골보를 시공하게 되므로 구조적으로나 경제적으로 가장 많이 사용되는 구조형식이지만, 콘크리트기둥과 콘크리트기둥사이의 경간이 10m 를 넘을 경우 이 콘크리트기둥에 연결되는 보의 구조상 가해지는 휨모우멘트에 약하게 되어 통상, 경간의 간격 7m 내지 8m 내로 제한시키게 된다.In general, a residential or business building built on a high floor is generally classified into a reinforced concrete group, a steel frame group, and a steel-reinforced concrete group according to the type of the structural structure. The double reinforced concrete tank is framed by a plurality of reinforcing bars which is advantageous for tensile strength, and then a formwork is added to the outside to fill the concrete with strong compressive force inside. Since the construction of concrete pillars and cheolgolbo is the most structurally and economically used structural type, when the span between the concrete pillars and the concrete pillars exceeds 10m, they become weak in the bending moment applied to the structural beams connected to the concrete pillars. Usually, it is limited to within the interval of 7m to 8m.

또한, 철골조는 업무용 고층건물을 건축하는 경우 통상 H형강등과 같은 철골재료를 서로 엮어 건물의 콘크리트기둥과 철골보를 시공하게 되므로, 철근콘크리트조의 경우 철골보다 자중이 감소됨은 물론 철골보의 휨모우멘트에 대해서도 지지력이 높아 콘크리트기둥과 콘크리트기둥 사이의 경간을 철골보다 크게 할 수 있게 되지만, 건축비용이 철골보다 높은 단점이 있게 된다.In addition, the steel frame is usually used to construct a concrete pillar and steel beams of the building by weaving steel frame materials such as H-beams when building a high-rise building for business, in the case of the reinforced concrete, the self-weight is reduced as well as the bending moment of the steel beams In addition, the bearing capacity is high, so that the span between the concrete pillar and the concrete pillar can be made larger than the steel frame, but the building cost is higher than the steel frame.

그리고, 전술한 철근콘크리트조와 철골조의 장점을 복합시킨 복합구조는 압축력을 집중적으로 받게되는 건축물의 콘크리트기둥에는 압축력에 유리한 철근콘크리트조로 구성하는 반면에, 휨모우멘트를 주로 받게되는 건축물의 콘크리트기둥과 콘크리트기둥사이에 놓여진 철골보에는 휨모우멘트에 유리한 철골조로 구성하게 되므로, 이러한 복합구조는 건축물의 시공시 자중이 감소되고 콘크리트기둥과 콘크리트기둥사이의 간격이 넓어 내부 공간의 활용도가 크게되고, 시공시 슬래브거푸집 받침용 지철골보공이 필요없어 공기단축 및 공사인력의 절감을 가져올 뿐만 아니라, 시공시 각 연결부위의 용접량이 철골조에 비해 크게 감소되며, 시공시 PC콘크리트기둥이나 하프슬래브 등을 사용하면 철골조와 같이 건식시공이 가능하다는 등의 여러 가지 장점이 있게 된다.In addition, the composite structure that combines the advantages of the above-described reinforced concrete jaw and steel frame is composed of a reinforced concrete jaw that is advantageous to the compressive force in the concrete pillar of the building that receives the compressive force intensively, Since the cheolgolbo placed between the concrete pillars is composed of steel frame, which is advantageous to the bending moment, this composite structure reduces the weight of the building itself and increases the utilization of the internal space due to the wide space between the concrete columns and the concrete columns. Since it does not require the steel frame construction for slab formwork, it not only shortens the air and saves manpower, but also greatly reduces the welding amount of each connecting part in the construction compared with the steel frame, and uses PC concrete columns or half slabs for construction. It is possible to dry together. It is possible dots.

이에 따라, 이와 같은 콘크리트기둥과 철골보의 복합구조의 시공시에는 각 콘크리트기둥들과 이 콘크리트기둥에 연결된 철골보의 연결부위에 집중적으로 가해지는 휨모우멘트와 전단력의 크기를 철골보다 줄여주는 즉, 철골보다 효과적으로 분산시켜 내구력을 높여주기 위해 철근콘크리트조의 콘크리트기둥내에 I형강이나 H형강 등을 이용하여 적절한 형상으로 구성된 접합구조물을 삽입시킨 다음, 이 접합구조물에 철골보를 용접이나 철골보울트와 너트와 같은 체결수단을 이용하여 각 콘크리트기둥들과 서로 연결시켜주는 방식을 이용하게 된다.Accordingly, when constructing the composite structure of the concrete column and the cheolgolbo, the size of the bending moment and shear force applied to each concrete column and the connection portion of the cheolgolbo connected to the concrete column is reduced than the steel frame, that is, the steel frame In order to more effectively disperse and increase durability, insert a joint structure composed of appropriate shape using I-shaped steel or H-shaped steel into reinforced concrete column, and then weld the steel beam to the joint structure such as welding or steel bolt and nut. By means of means to connect the concrete columns with each other.

이때, 상기와 같이 콘크리트기둥과 철골보의 복합구조에서는 콘크리트기둥과 철골보를 서로 연결할 수 있는 접합구조물의 요건으로서 다음과 같은 조건들을 만족시켜야 된다. 즉, 철골보에서 발생하는 힘(휨모우멘트와 전단력)을 효과적으로 콘크리트기둥내로 전달시켜 주어야만 하고, 콘크리트의 타설과 기둥철근의 조립이 용이하도록 접합구조물 내부의 공간을 가능한 많이 확보해야 함은 물론, 또 접합구조물의 제작시 시공이 간편해야 되는 조건들을 충분히 만족시켜야만 된다.At this time, in the composite structure of the concrete column and the cheolgolbo as described above as a requirement of the joint structure that can connect the concrete column and the cheolgolbo should meet the following conditions. In other words, the forces (bending moments and shear forces) generated from the cheolgolbo must be effectively transferred into the concrete column, and the space inside the joint structure should be secured as much as possible to facilitate the casting of concrete and the assembly of column reinforcement. When manufacturing the bonded structure, it is necessary to satisfy the conditions that should be easy to construct.

그러나, 상기와 같이 콘크리트기둥과 철골보의 복합구조에 현재 사용되는 접합구조물은 콘크리트기둥에 연결된 철골보에 의해 가해지는 힘의 지지에만 중점을 두어, 이러한 접합구조물이 갖추어야만 되는 요건들 즉, 제작과 시공이 간편하면서도 발생하는 힘의 기둥으로의 효과적인 전달 및 충분한 내부공간의 확보등과 같은 사항을 모두 만족시켜 주도록 된 것이 현재 건축되는 건축물에 사용되거나 이를 위해 개발되지 못하고 있고, 또한 기존의 접합구조물을 이용하는 경우 상기와 같은 여러조건의 불만족에 따른 제작상이나 시공상의 문제들이 발생되어지게 된다.However, as mentioned above, the joint structure currently used in the composite structure of the concrete column and the cheolgolbo focuses only on the support of the force exerted by the cheolgolbo connected to the concrete column, so that the requirements that the joint structure must meet, namely manufacturing and construction It is not used or developed for the current building, and it is possible to use the existing joint structure to satisfy all such matters as the efficient and efficient transfer to the pillar of the generated force. In this case, problems in manufacturing or construction are caused by dissatisfaction with the above conditions.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제들을 해소하고자 발명된 것으로, 접합구조물의 구성부를 H형강과 L형강을 이용함과 더불어 하향용접으로 접합시킬 수 있게되어 제작과 시공의 편리성을 도모하면서도, 철골보에서 발생하는 힘을 효과적으로 콘크리트기둥으로 전달시키도록 전달력에 적절한 지압면적을 확보하면서 휨모우멘트의 연속적인 전달도 가능함은 물론, 또한 그 내부공간을 크게 확장하여 콘크리트의 타설과 기둥철근의 조립도 용이 하도록 된 건축물의 콘크리트기둥과 철골보연결용 접합구조물을 제공함에 그 목적이 있다.Therefore, the present invention was invented to solve the above problems, and it is possible to join the components of the bonded structure by using the H-shaped steel and L-shaped steel by downward welding, while promoting the convenience of manufacturing and construction, while occurring in cheolgolbo It is possible not only to continuously transfer bending moments, but also to secure the proper acupressure area for the transfer force so as to effectively transfer the force to the concrete column. The purpose is to provide a joint structure for connecting the concrete column and cheolgolbo of the old building.

도 1은 본 발명에 따라 건축물의 콘크리트기둥내에 삽입되어 주변에 연결되는 철골보에 의해 가해지는 하중을 분산 및 지지하는 접합구조물의 사시도,1 is a perspective view of a joint structure for dispersing and supporting a load applied by a cheolgolbo is inserted into the concrete pillar of the building connected to the periphery in accordance with the present invention,

도 2는 본 발명에 따른 접합구조물의 일부분에 대한 구성을 도시한 부분 사시도,Figure 2 is a partial perspective view showing a configuration for a portion of the bonded structure according to the present invention,

도 3은 본 발명에 따른 건축물의 콘크리트기둥내에 삽입된 접합구조물에 철골보가 연결되는 상태를 도시한 사용상태도,3 is a use state diagram showing a state in which the cheolgolbo is connected to the joint structure inserted into the concrete pillar of the building according to the invention,

도 4는 본 발명에 따른 접합구조물에 가해지는 하중의 상태를 도시한 하중분석도이다.Figure 4 is a load analysis showing the state of the load applied to the bonded structure according to the present invention.

1 - 중앙컬럼부재1a - 제1부재1-center column member 1a-first member

1a', 1b' ; 3f, 4f, 5f, 6f - 개구부1b - 제2부재1a ', 1b'; 3f, 4f, 5f, 6f-opening 1b-second member

2 - 외측컬럼부재2a, 2b, 2c, 2d - 측판부재2-outer column member 2a, 2b, 2c, 2d-side plate member

2a', 2b', 2c', 2d' - 삽입홀3, 4, 5, 6 - 연결부재2a ', 2b', 2c ', 2d'-Insertion hole 3, 4, 5, 6-Connecting member

3a, 4a, 5a, 6a - 상부플랜지3a, 4a, 5a, 6a-upper flange

3b, 3d, 4b, 4d, 5b, 5d, 6b, 6d - 접합면3b, 3d, 4b, 4d, 5b, 5d, 6b, 6d-junction

3b', 3d', 4b', 4d', 5b', 5d', 6b', 6d' - 에어홀3b ', 3d', 4b ', 4d', 5b ', 5d', 6b ', 6d'-air hole

3c, 4c, 5c, 6c - 하부플랜지3e, 4e, 5e, 6e - 웨브3c, 4c, 5c, 6c-Lower Flange 3e, 4e, 5e, 6e-Web

7 - 모서리홀10 - 콘크리트기둥7-corner hole 10-concrete column

20, 20', 20, 20' - 철골보20, 20 ', 20, 20'-Cheolgolbo

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 접합구조물이 가해지는 하중을 분산 및 지지하여 내구력을 향상시키도록 중공의 사각체를 이루는 중앙컬럼부재와, 이 중앙컬럼부재에 간격을 두고 바깥에서 철골보다 큰 사각체를 이루는 외측컬럼부재 및 이 외측컬럼부재들로 각각 관통되어 상기 중앙컬럼부재의 각 사각면으로 고정됨과 더불어 그 내부로 일정한 빈 공간을 형성 하도록 개구된 개구부를 형성한 4개의 연결부재들로 이루어져, 상기 중앙/외측컬럼부재에 서로 90°각도로 상기 연결부재가 배열 되어져 +자 단면형상의 입방체를 이루도록 구성된다.The present invention for achieving the above object, the central column member forming a hollow rectangular body to improve the durability by dispersing and supporting the load applied to the bonded structure, and the steel frame from the outside at intervals to the central column member Four connection members each having an outer column member constituting a larger rectangular body and each of the outer column members penetrating through the outer column members to be fixed to each square surface of the central column member and having openings formed therein to form a constant empty space therein. It consists of, the connection member is arranged at 90 ° angle to each other in the center / outer column member is configured to form a + -shaped cross-sectional cube.

여기서, 상기 연결부재가 관통되는 외측컬럼부재의 안쪽으로는 연결부재의 배열시 서로 접촉되지 않는 빈 공간을 형성하여 투입되는 콘크리트의 유입을 내부로 촉진시켜주기 위해 내부로 관통되는 개구된 모서리홀들이 각 사각 모서리부위로 형성되어 진다.Here, the inner corners of the outer column member through which the connecting member penetrates are formed to form empty spaces which do not contact each other when the connecting members are arranged, and open corner holes penetrated therein to facilitate the inflow of concrete introduced therein. Each square corner is formed.

따라서, 건축물의 철근콘크리트조 형식에 따른 콘크리트기둥의 시공시 상기 접합구조물을 기둥철근과 함께 적정위치에 삽입시킨 다음, 콘크리트를 채워넣게 되면 철근과 함께 상기 접합구조물이 굳혀지고, 이어 콘크리트기둥의 외부로 노출된 이 접합구조물의 각 연결부재로 연결되는 철골보를 용접이나 철골보울트와 너트같은 체결수단을 매개로 고정시켜 주면, 상기 접합구조물의 각 연결부재에 연결된 철골보에 의해 가해지는 전단력과 휨모우멘트를 지지 및 분산하여 주고, 특히 집중적으로 가해지는 전단력이 상기 연결부재와 접합된 중앙컬럼부재에 의해 분산 및 지지 되어져 콘크리트기둥의 내구력을 크게 높여주는 작용을 하게 된다.Therefore, when constructing the concrete pillars according to the reinforced concrete type of the building, the joint structure is inserted into the proper position together with the column reinforcement, and when the concrete is filled, the joint structure is hardened together with the reinforcing bars, followed by the exterior of the concrete pillar. The steel beams connected to each connecting member of the joint structure exposed by the joint are fixed by means of welding or fastening means such as steel bolts and nuts, and the shear force and bending moment exerted by the steel beams connected to each connecting member of the joint structure. It is to support and disperse, in particular the intensive shear force is distributed and supported by the central column member bonded to the connection member to act to greatly increase the durability of the concrete column.

이하 본 발명을 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따라 건축물의 콘크리트기둥내에 삽입되어 연결되는 철골보에 의해 가해지는 하중집중을 분산 및 지지하는 접합구조물의 사시도를 도시한 것인바, 건축물의 콘크리트기둥형상에 따라 적합한 형상, 본 발명의 경우 하나의 예로서 대략 +자 단면형상을 이루게 된다, 을 이루고 연결되는 철골보의 폭에 따라 적절한 높이를 갖춘 체적을 형성하는 접합구조물이 중공의 사각체를 이루는 중앙컬럼부재(1)와, 이 중앙컬럼부재(1)에 간격을 두고 바깥에서 철골보다 큰 사각체를 이루는 외측컬럼부재(2) 및, 이 외측컬럼부재(2)들로 각각 관통되어 상기 중앙컬럼부재(1)의 각 사각면으로 고정됨과 더불어 그 내부로 일정한 빈 공간을 형성 하도록 개구된 개구부를 형성한 4개의 연결부재(3, 4, 5, 6)들로 이루어져 +자 단면형상의 입방체를 이루도록 구성된다.Figure 1 shows a perspective view of a joint structure for dispersing and supporting the load concentration applied by the cheolgolbo is inserted into the concrete pillar of the building in accordance with the present invention, a suitable shape according to the concrete pillar shape of the building, the present invention In the case of an example, the shape of the cross section is approximately + -shape, the center column member (1) and the joining structure forming a hollow rectangular body forming a volume having a suitable height according to the width of the cheolgolbo is formed and The outer column member 2 and the outer column member 2 which form a rectangular body larger than the steel frame from the outside at intervals to the center column member 1, respectively, through each of the rectangular column surface of the central column member 1 It consists of four connecting members (3, 4, 5, 6) having an opening that is fixed in addition to the opening to form a constant empty space therein. It is.

여기서, 상기 외측컬럼부재(2)와 연결부재(3, 4, 5, 6)들은 상기 중앙컬럼부재(1)의 각 측면을 따라 대칭적으로 고정 되는바, 즉 이를 도 2를 참조로 상세히 설명하면 동일한 ㄱ자 단면형상을 이루고 그 직각 모서리부위로 길이 방향을 따라 절개시킨 개구부(1a', 1b')를 형성한 제1/2부재(1a, 1b)를 서로 용접 고정하여 사각단면의 입방체를 형성한 중앙컬럼부재(1)의 4각측면으로는, 각각 상기 연결부재(3, 4, 5, 6)의 단면형상을 따라 개구된 삽입홀(2a', 2b', 2c', 2d')을 갖춘 측판부재(2a, 2b, 2c, 2d)로 이루어진 외측컬럼부재(1)에 끼워진 연결부재(3, 4, 5, 6)가 용접 고정되되, 이 연결부재(3, 4, 5, 6)는 H자 단면형상을 이루도록 평평한 상/하부플랜지(3a, 4a, 5a, 6a ; 3c, 4c, 5c, 6c)와 웨브(3e, 4e, 5e, 6e)로 이루어짐과 더불어, 상기 상/하부플랜지(3a, 4a, 5a, 6a ; 3c, 4c, 5c, 6c)의 선단부위에는 서로 접촉되어 밀착 되도록 경사진 접합면(3b, 3d, 4b, 4d, 5b, 5d, 6b, 6d)과, 이 접합면(3b, 3d, 4b, 4d, 5b, 5d, 6b, 6d)을 매개로 서로 접합시 상기 측판부재(2a, 2b, 2c, 2d)의 모서리에 의한 걸림을 방지 하면서 콘크리트의 타설과 용접을 용이하게 하도록 반원형상으로 개구된 에어홀(3b', 3d', 4b', 4d', 5b', 5d', 6b', 6d')이 형성되고, 또한 상기 웨브(3e, 4e, 5e, 6e)에는 중앙컬럼부재(1)의 개구부위로 투입된 콘크리트와의 접촉면을 크게하기 위해 대략 밖으로 벌어지는 ㄷ자 형상의 개구부(3f, 4f, 5f, 6f)가 형성되어 진다.Here, the outer column member 2 and the connecting members (3, 4, 5, 6) are symmetrically fixed along each side of the central column member (1), that is described in detail with reference to FIG. When forming a cube having a square cross section by welding the first and second members 1a and 1b which form the same cross-sectional shape and form openings 1a 'and 1b' cut along the lengthwise direction at right angles thereof. As the four sides of the central column member 1, the insertion holes 2a ', 2b', 2c ', 2d' opened along the cross-sectional shape of the connecting members 3, 4, 5 and 6, respectively. The connecting members 3, 4, 5, 6, which are fitted to the outer column member 1 made of the side plate members 2a, 2b, 2c, and 2d provided, are welded and fixed, and the connecting members 3, 4, 5, 6 Is composed of flat upper and lower flanges (3a, 4a, 5a, 6a; 3c, 4c, 5c, 6c) and webs (3e, 4e, 5e, 6e) to form an H-shaped cross section, and the upper and lower flanges At the tip of (3a, 4a, 5a, 6a; 3c, 4c, 5c, 6c) The joint surfaces 3b, 3d, 4b, 4d, 5b, 5d, 6b, and 6d that are inclined to be in contact with each other and the joint surfaces 3b, 3d, 4b, 4d, 5b, 5d, 6b, and 6d are Air holes 3b ', 3d' and 4b 'opened in a semicircular shape to facilitate the placing and welding of concrete while preventing the edges of the side plate members 2a, 2b, 2c and 2d from joining each other. , 4d ', 5b', 5d ', 6b', and 6d 'are formed, and the webs 3e, 4e, 5e, and 6e are enlarged in contact with the concrete injected over the opening of the central column member 1. H-shaped openings 3f, 4f, 5f, and 6f that are roughly outwardly formed are formed.

이에 따라, 상기 중앙컬럼부재(1)의 제1/2부재(1a, 1b)의 각 측면으로 고정된 상기 연결부재(3, 4, 5, 6)는 중앙컬럼부재(1)에 서로 90°각도로 배열 되어 +자 형상을 이루고, 상기 외측컬럼부재(2)의 각 측판부재(2a, 2b, 2c, 2d)는 상기 중앙컬럼부재(1)로 부터 설계조건에 따라 적절한 간격으로 떨어져 구비 되어져 이 외측컬럼부재(2)의 각 모서리 부위로 상기 연결부재(3, 4, 5, 6)와 접촉되지 않는 모서리홀(7)이 형성됨은 물론, 이 때 용접으로 사로 고정내지 연결되는 상기 부재(1, 2, 3, 4, 5, 6)들의 그 크기와 두께 등의 사양은 건축물의 하중에 따라 용이하게 변형 되어짐은 물론이다.Accordingly, the connecting members 3, 4, 5, and 6 fixed to each side of the first and second members 1a and 1b of the center column member 1 are 90 ° to each other in the center column member 1. Arranged at an angle to form a + -shape, each side plate member (2a, 2b, 2c, 2d) of the outer column member (2) is provided away from the central column member (1) at an appropriate interval according to the design conditions Corner members 7 which do not contact the connecting members 3, 4, 5, and 6 are formed at each corner portion of the outer column member 2, as well as the members that are fixed or connected by welding at this time ( 1, 2, 3, 4, 5, 6 specifications, such as the size and thickness of the building is easily modified according to the load of course.

상기와 같이 서로 고정내지 연결되는 상기 부재(1, 2, 3, 4, 5, 6)들로 이루어진 본 발명의 접합구조물은 도 3에 도시된 바와 같이, 조립된 콘크리트기둥거푸집에 놓여져 타설되는 콘크리트의 양생에 따라 형성된 콘크리트기둥(10)의 각 측면부위로 측판부재(1, 1', 1, 1')의 각 연결부재(3, 4, 5, 6)가 노출되며, 이어 노출된 이 연결부재(3, 4, 5, 6)부위로 연결되는 철골보(20, 20', 20, 20')가 각각 용접고정 되거나 철골보올트와 너트같은 체결수단으로 고정되어 진다.Joining structure of the present invention consisting of the members (1, 2, 3, 4, 5, 6) fixed or connected to each other as described above, as shown in FIG. Each connecting member (3, 4, 5, 6) of the side plate member (1, 1 ', 1, 1') is exposed to each side portion of the concrete pillar (10) formed in accordance with the curing of the The cheolgolbo (20, 20 ', 20, 20') connected to the member (3, 4, 5, 6) is welded or fixed by fastening means such as steel frame bolt and nut, respectively.

여기서, 콘크리트기둥(10)내에 삽입된 본 발명의 접합구조물은 콘크리트기둥(10)의 외부로 노출된 연결부재(3, 4, 5, 6)의 일부부위를 제외하고 타설된 콘크리트와 함께 양생되어 일체를 이루고, 이 때 투입되는 콘크리트의 유입이 상기 중앙컬럼부재(1)를 통해서 유입됨과 더불어 상기 모서리홀(7)을 통해서도 유입 되어져 콘크리트의 유입을 원활히 하게됨은 물론, 유입된 콘크리트가 상기 중앙컬럼부재(1)의 제1/2부재(1a, 1b)에 형성된 개구부(1a', 1b')를 통해 상기 외측컬럼부재(2)의 각 측판부재(2a, 2b, 2c, 2d)에 의해 형성된 공간으로 유입되어 콘크리트와 함께 고정되고,Here, the joint structure of the present invention inserted into the concrete pillar 10 is cured together with the poured concrete except for a part of the connection member (3, 4, 5, 6) exposed to the outside of the concrete pillar (10) In this case, the inflow of concrete introduced at this time is introduced through the central column member 1 and is also introduced through the corner hole 7 to facilitate the inflow of concrete, as well as the introduced concrete. Formed by each side plate member 2a, 2b, 2c, 2d of the outer column member 2 through openings 1a ', 1b' formed in the first and second members 1a, 1b of the member 1; Entering the space and fixed with concrete,

이때 상기 연결부재(3, 4, 5, 6)의 웨브(3e, 4e, 5e, 6e)에 형성된 개구부(3f, 4f, 5f, 6f)는 콘크리트와의 접촉면적을 크게하여 고정력을 더욱 높여주게 된다.At this time, the openings 3f, 4f, 5f, and 6f formed in the webs 3e, 4e, 5e, and 6e of the connecting members 3, 4, 5, and 6 may increase the contact area with concrete to further increase the fixing force. do.

이어, 도 4는 본 발명의 접합구조물이 콘크리트기둥(10)내에 삽입되어 철골보(20, 20', 20, 20')가 연결 되었을 때 이 접합구조물에 가해지는 하중과 이에 대한 반발력(휨모우멘트는 크게 작용되지 않아 생략 하였음)을 도시한 것으로서, 상기 철골보(20, 20', 20, 20')에 의해 연결부재(3, 4, 5, 6)에 도면의 화살표 방향으로 각각 전단력(FS, FS', FS, FS')가 발생되면, 이에 따라 이 연결부재(3, 4, 5, 6)에 연결된 중앙컬럼부재(1)에는 상기 전단력(FS, FS', FS, FS')에 대응하여 각각 대응전단력(AFS, AFS', AFS, AFS')이 발생되어, 결국 철골보(20, 20', 20, 20')에 의해 작용하는 휨모우멘트는 물론 가장 크게 가해지는 전단력은 철골콘크리트 콘크리트기둥(10)내에 삽입된 접합구조물의 외측컬럼부재(2)와 중앙컬럼부재(1)로 분산 및 지지되어 전체적으로 콘크리트기둥(10)의 내구력을 향상시켜 주게 된다.4 is a load applied to the joined structure and the repulsive force (bending moment) when the bonded structure of the present invention is inserted into the concrete column 10 and the cheolgolbo (20, 20 ', 20, 20') is connected Are not largely applied to the connection member 3, 4, 5, 6 in the direction of the arrow in the drawing by the cheolgolbo (20, 20 ', 20, 20'), respectively. FS ', FS, FS'), the center column member 1 connected to the connecting members 3, 4, 5, 6 accordingly corresponds to the shear forces FS, FS ', FS, FS'. Corresponding shear force (AFS, AFS ', AFS, AFS') is generated, respectively, the bending moment acting by the cheolgolbo (20, 20 ', 20, 20'), as well as the shear force that is applied the largest shear steel concrete concrete It is distributed and supported by the outer column member 2 and the center column member 1 of the joint structure inserted into the column 10 to improve the durability of the concrete column 10 as a whole. It is dropped.

여기서, 상기와 같이 본 발명의 접합구조물을 구성하는 각 부재(1, 2, 3, 4, 5, 6)들에 가해지는 하중의 산정과 이에 따른 작용하중의 계산은 작용하는 하중의 크기에 따라 다르지만, 일례로서 건축물의 콘크리트기둥과 콘크리트기둥사이의 간격인 경간 즉, 스팬(Span)이 12m×12m이고 이에 따른 일반적인 적재하중이 120ton인 경우를 가정하여 각 하중을 산출하면 다음과 같다. 여기서 약어나 기호 및 단위는 일반적으로 사용되어지는 약어나 기호 및 단위를 사용한다.Here, the calculation of the load applied to each member (1, 2, 3, 4, 5, 6) constituting the bonded structure of the present invention as described above and the calculation of the working load according to it is dependent on the magnitude of the applied load Although different, as an example, each load is calculated on the assumption that the span, i.e., the span between the pillars of the concrete and the pillars of the building, is 12m × 12m and the typical loading load is 120 tons. Here, abbreviations, symbols, and units are used commonly used abbreviations, symbols, and units.

먼저, 본 발명의 접합구조물에 가해지는 전체적인 전단력 120ton에 대해 콘크리트의 관통면적은 총면적의 35%이며, L-200×200×1.5인 제1/2부재(1a, 1b)로 이루어진 중앙컬럼부재(1)와 H-700×300×13×24이고 150×452인 개구부(3f, 4f, 5f, 6f)인 연결부재(3, 4, 5, 6) 및 12㎜ 두께인 측판부재(2a, 2b, 2c, 2d)로 이루어진 외측컬럼부재(2)라 가정하는 경우, 본 발명의 접합구조물에 요구되는 요구지압면적(Areq)=120t/84=1430㎠ 에서 연결부재(3, 4, 5, 6)의 지압부폭(Aw)=30×4=120㎝이고, 소요지압부길이(Aleng)=1430/120=11.92㎝ ≒ 12㎝ 이므로, 이에 따른 상기 연결부재(3, 4, 5, 6)의 접합지압면적(Asa)=12×120=1440㎠ 로 되어 요구지압면적(Areq)=120t/84=1430㎠ 보다 크게되어 만족하게 된다.First, the through-hole area of concrete is 35% of the total area for the total shear force of 120 tons applied to the bonded structure of the present invention, the center column member (1a, 1b) consisting of the first half member (1a, 1b) 1) and connecting members 3, 4, 5, 6, which are openings 3f, 4f, 5f, and 6f of H-700 × 300 × 13 × 24 and 150 × 452, and side plate members 2a, 2b having a thickness of 12 mm. Assuming that the outer column member (2) consisting of, 2c, 2d), the connection member (3, 4, 5, 5) at the required acupressure area (A req ) = 120 t / 84 = 1430 cm2 required for the bonded structure of the present invention 6) the acupressure portion width (A w ) = 30 × 4 = 120 cm, the required acupressure portion length (A leng ) = 1430/120 = 11.92 cm ≒ 12 cm, according to the connecting member (3, 4, 5, 6) Bonding pressure area (A sa ) = 12 x 120 = 1440 cm 2, and the required pressure area (A req ) = 120 t / 84 = 1430 cm 2 is satisfied.

또한, 상기 연결부재(3, 4, 5, 6)의 개구부(3f, 4f, 5f, 6f)부위의 위험단면에서의 지압력을 고려하면, 휨모우멘트(M)=(30×84㎏/㎠)×6.22/2=48434㎏㎝ 이고 전단력(V)=(30×84㎏/㎠)/2=15634㎏㎝인 경우, 상기 위험단면에서의 단면성능이 단면적(A)=2.4×30+1.3×15=91.5㎠ 이고 전단단면적(As)=1.3×15=19.5㎠이며 단면2차모우멘트(I)=1562cm4에 따라, 상부단면성능(Ztop)=1562/3.05=512.13㎠ 과 하부단면성능(Zbot)=1562/14.35=108.85㎠ 으로 되므로, 이에 따라 상기 연결부재(3, 4, 5, 6)의 휨모우멘트(M)=108.85×1600=174160㎏㎝으로 되어 가해지는 휨모우멘트(M)=48434㎏㎝ 철골보다 크게됨은 물론, 또한 상기 연결부재(3, 4, 5, 6)의 허용전단력(Vaow)=19.5×924㎏/㎠=18018㎏으로 되어 가해지는 전단력(V)=15624㎏ 철골보다 크게되어 설계조건에 만족스러운 내구력을 갖게 된다.Further, considering the bearing pressure at the end surface of the openings 3f, 4f, 5f, 6f of the connecting members 3, 4, 5, 6, the bending moment M = (30 x 84 kg / When cm 2) × 6.22 / 2 = 48434 kgcm and the shear force (V) = (30 × 84 kg / cm 2) / 2 = 15634 kgcm, the cross-sectional performance at the dangerous cross section is the cross-sectional area (A) = 2.4 × 30 + 1.3 × 15 = 91.5㎠, shear cross-sectional area (A s ) = 1.3 × 15 = 19.5㎠, and according to the cross-sectional secondary moment (I) = 1562cm 4 , the upper section performance (Z top ) = 1562 / 3.05 = 512.13㎠ and Since the lower cross-sectional performance (Z bot ) = 1562 / 14.35 = 108.85cm2, the bending moment M of the connecting members 3, 4, 5, and 6 is accordingly applied to the bending moment M = 108.85 × 1600 = 174160kgcm. Bending moment (M) = 48434 kg ㎝ larger than the steel frame, of course, the allowable shear force (V aow ) of the connecting members (3, 4, 5, 6) = 19.5 × 924 kg / ㎠ = 18018 kg Shear force (V) = 15624 ㎏ It is greater than steel frame, and it has satisfactory durability in design condition.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 가해지는 하중을 분산 및 지지하기 위한 접합구조물이 건축물의 콘크리트기둥내에 삽입되어 콘크리트기둥의 4면으로 노출되도록 서로 서로 90°각도로 중앙컬럼부재에 배열된 4개의 연결부재들과, 이 연결부재들에 끼워져 상기 중앙컬럼부재와 일정간격을 형성한 외측컬럼부재들로 +자 단면형상의 사각입방체를 이룬 구조로 되어, 접합구조물의 형상에 따른 내부의 공간을 크게하여 콘크리트의 유입을 촉진시켜 별도의 부수적인 작업을 수반하지 않게 되면서도 콘크리트와의 접촉면적을 크게하여 접촉력도 철골보다 크게됨은 물론, 건축물의 각 콘크리트기둥과 철골보의 연결부위로 전단력과 휨모우멘트, 특히 주요하게 가해지는 전단력에 대한 내구력을 크게 높일 수 있게 되는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, four joint structures for distributing and supporting loads are inserted into the concrete columns of the building and arranged in the central column member at 90 ° to each other so as to be exposed to the four sides of the concrete columns. The connecting members and the outer column members fitted to the connecting members to form a predetermined interval with the central column member form a square cube having a + -shaped cross section, thereby increasing the internal space according to the shape of the bonded structure. It promotes the inflow of concrete to increase the contact area with the concrete, without entailing additional work, but also the contact force is greater than the steel frame, as well as the shear force, bending moment, In particular, there is an effect that can greatly increase the durability for the shear force is applied.

Claims (4)

건축물의 콘크리트기둥의 4각 측면에 연결된 철골보에 의해 가해지는 하중을 분산 및 지지 하도록 된 건축물의 콘크리트기둥과 철골보 연결용 접합구조물에 있어서,In the joint structure for connecting the concrete column and the cheolgolbo of the building to distribute and support the load applied by the cheolgolbo connected to the four sides of the concrete pillar of the building, 상기 콘크리트기둥(10)의 4각 측면으로 돌출 되도록 중공의 사각체를 이루는 중앙컬럼부재(1)에 간격을 두고 바깥에서 철골보다 큰 사각체를 이루는 외측컬럼부재(2) 및, 이 외측컬럼부재(2)들과 각각 관통되어 상기 중앙컬럼부재(1)의 각 4각면으로 고정됨과 더불어 그 내부로 일정한 빈 공간을 형성 하도록 개구된 개구부를 형성한 4개의 연결부재(3, 4, 5, 6)들로 이루어져 +자 단면형상의 입방체를 이루도록 구성된 것을 특징으로 하는 건축물의 콘크리트기둥과 철골보 연결용 접합구조물.The outer column member (2) and the outer column member forming a rectangular body larger than the steel frame at intervals apart from the central column member (1) forming a hollow rectangular body to protrude to the four sides of the concrete pillar (10) Four connecting members (3, 4, 5, 6) formed through the respective openings (2), each of which is fixed to each of the four sides of the central column member (1) and has opened openings to form a constant empty space therein. The joint structure for connecting the concrete column and cheolgolbo of the building, characterized in that consisting of a cube consisting of + -shaped cross-section. 제1항에 있어서, 상기 중앙컬럼부재(1)가 동일한 ㄴ자 단면형상을 이루고 그 직각 모서리부위로 길이 방향을 따라 절개시킨 개구부(1a', 1b')를 형성한 제 1/2부재(1a, 1b)를 서로 용접 고정하여 사각단면의 입방체를 형성된 것을 특징으로 하는 건축물의 콘크리트기둥과 철골보 연결용 접합구조물.The method according to claim 1, wherein the center column member (1) forms the same N-shaped cross-sectional shape and forms openings (1a ', 1b') cut in the longitudinal direction at right angles thereof. Joining structure for connecting the concrete pillar and cheolgolbo of the building, characterized in that 1b) by welding welded to each other to form a cube of a rectangular cross section. 제1항에 있어서, 상기 연결부재(3, 4, 5, 6)는 I자 단면형상을 이루도록 평평한 상/하부플랜지(3a, 4a, 5a, 6a ; 3c, 4c, 5c, 6c)와 웨브(3e, 4e, 5e, 6e)로 이루어짐과 더불어, 상기 상/하부플랜지(3a, 4a, 5a, 6a ; 3c, 4c, 5c, 6c)의 선단부위에는 서로 접촉되어 밀착 되도록 경사진 접합면(3b, 3d, 4b, 4d, 5b, 5d, 6b, 6d)과, 이 접합면(3b, 3d, 4b, 4d, 5b, 5d, 6b, 6d)을 매개로 서로 접합시 상기 측판부재(2a, 2b, 2c, 2d)의 모서리에 의한 걸림을 방지 하도록 반원형상으로 개구된 에어홀(3b', 3d', 4b', 4d', 5b', 5d', 6b', 6d')이 형성 되도록 된 것을 특징으로 하는 건축물의 콘크리트기둥과 철골보 연결용 접합구조물.The flat upper and lower flanges 3a, 4a, 5a, 6a; 3c, 4c, 5c, 6c, and the web (3) according to claim 1, wherein the connecting members (3, 4, 5, 6) have a flat I-shaped cross section. 3e, 4e, 5e, and 6e, and the inclined surfaces 3b, 4a, 5a, and 6a; 3d, 4b, 4d, 5b, 5d, 6b, 6d and the side plate members 2a, 2b, when joined to each other via these bonding surfaces 3b, 3d, 4b, 4d, 5b, 5d, 6b, 6d. Air holes 3b ', 3d', 4b ', 4d', 5b ', 5d', 6b ', and 6d', which are opened in a semicircle shape, are formed to prevent the edges of 2c and 2d from being caught. The joint structure for connecting the concrete columns and cheolgolbo of the building. 제3항에 있어서, 상기 웨브(3e, 4e, 5e, 6e)에는 중앙컬럼부재(1)의 개구부위로 투입된 콘크리트와의 접촉면을 크게하기 위해 대략 밖으로 벌어지는 ㄷ자 형상의 개구부(3f, 4f, 5f, 6f)가 형성됨과 더불어, 상기 중앙컬럼부재(1)로 부터 설계조건에 따라 적절한 간격으로 떨어져 구비된 외측컬럼부재(2)의 각 모서리 부위로 상기 연결부재(3, 4, 5, 6)와 접촉되지 않는 모서리홀(7)이 형성 되어진 것을 특징으로 하는 건축물의 콘크리트기둥과 철골보 연결용 접합구조물.4. The U-shaped openings 3f, 4f, 5f, which extend substantially outwardly in order to increase the contact surface with the concrete injected over the opening of the central column member 1, in the webs 3e, 4e, 5e, 6e. 6f) is formed, and the connecting members 3, 4, 5, 6 and the respective corner portions of the outer column member 2 provided at appropriate intervals from the central column member 1 according to design conditions. Joining structure for connecting concrete pillars and cheolgolbo of the building, characterized in that the corner holes (7) that are not in contact.
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