KR19980044229A - 철근콘크리트 기둥과 철골 보 접합부의 연결장치(3) - Google Patents

Abstract

본 발명은 철근콘크리트 기둥과 철골 보로 구성되는 복합구조에서 기둥과 보가 만나는 접합부 연결장치에 관한 것이다.

본 발명은 각형 강관, 브라켓, 강관을 관통하는 앵커 볼트로 구성된다. 각형 강관은 철판을 절단하여 제작하거나 기성 제품인 강관을 소정의 길이로 재단하여 제작한다. 브라켓은 ㄱ형강을 가공하거나 철판을 가공하여 제작한다. 브라켓에는 이를 보강하기 위하여 리브 플레이트를 설치한다.

각형 강관의 외주부의 한 면에 소정의 개수만큼 구멍을 뚫고, 역시 같은 개수의 구멍을 뚫은 브라켓을 대고, 구멍을 통하여 반대편 구멍을 향하여 앵커 볼트를 관통시키고 앵커 볼트의 끝에서 너트를 조여 양 브라켓을 고정시킨다.

본 발명은 철근콘크리트를 기둥 재료로 사용하고 장스팬 부재로서 철골 재료를 사용할 때 접합부의 연결을 확실하게 하기 위한 장치를 제공하기 위한 것이다. 이장치는 공장생산이 가능하고 제품의 구조성능이 확실하며 기둥 콘크리트의 타설도 쉽게 할 수 있어 시공성이 뛰어난 접합부 연결장치를 제공한다.

Description

철근콘크리트 기둥과 철골 보 접합부의 연결장치(3)

제1도는 이 발명의 접합부 연결장치를 개략 그린 사시도이다.

제2도는 제1도에서 보인 접합부 연결장치의 평면도이다.

제3도는 제1도에서 보인 접합부 연결장치의 단면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 접합부 연결장치2 : 각형 강관

3 : 브라켓3a : 리브 플레이트

4 : 앵커 볼트

[발명의 분야]

본 발명은 구조물에서 철근콘크리트 기둥과 철골 보를 서로 연결시키는 접합장치에 관한 것이다. 철근콘크리트와 철골부재는 재료가 서로 달라 각각 고유한 구조성능을 가진다. 철근콘크리트 부재와 철골부재를 혼합 사용할 때 구조성능이 서로 틀리기 때문에 부재의 응력을 제대로 전달하기 위해서 접합부의 설계를 특별히 해야 할 필요가 생긴다. 본 발명은 이 접합부의 응력 전달을 확실하게 하기 위한 장치에 관한 것이다.

[발명의 배경]

철근콘크리트 기둥과 철골 보를 결합한 복합구조에서는 압축력에 우수한 성능을 가진 철근콘크리트 기둥과 인장력에 우수한 성능을 가진 철골 보를 가진다. 단일 구조에서는 접합 방법이 명료하지만 이질 재료가 만나는 접합부에서는 연속성 확보가 중요한 관심 사항이다. 접합부에서 보가 일체로 기둥을 관통하면(보 관통 형식) 보의 내력에 유리하지만 기둥의 연속성에 문제가 생기기 쉽고, 기둥이 일체로 시공되고 보가 기둥을 감싸고 지나간다면(기둥 관통 형식) 기둥에는 유리하지만 보의 내력에는 불리하게 된다. 따라서 철근콘크리트 기둥-철골 보의 구조 형식에서는 보 및 기둥에서 전달되는 응력을 효과적으로 지지할 수 있는 접합부 연결장치의 개발이 중요하다.

접합부에서는 기둥 단면이 결손 되고, 기둥 철근을 배근하기 어려우며, 콘크리트를 채우기 어려운 문제가 생기기 때문에 이런 문제를 해결하고 효과적으로 응력 전달을 할 수 있는 접합장치의 개발이 절실히 요구되고 있었다. 본 발명은 이런 문제를 해결하기 위해 이루어졌다.

[발명의 목적]

재료로서 콘크리트는 압축력에 강하지만 인장력에는 약하다. 콘크리트가 인장력에 약한 것을 보완하기 위해 인장력이 생기는 부위에 철근을 배치하여 철근콘크리트 부재를 형성한다. 철근콘크리트 구조는 공사 현장에서 여러 직종이 참여하여 작업해야 하기 때문에 품질의 신뢰성을 확보하기 어려워, 현대에 이르러 대형 실내 공간을 형성하기 위해서는 스팬이 큰 부재를 만들어야 하지만 이러한 용도로 철근콘크리트 구조를 채택하기는 어려웠다.

철골구조는 철근콘크리트 구조에 비하여 인장과 압축에 대하여 우수한 구조성능을 갖기 때문에 장스팬을 형성하기가 쉽고 부재 생산 면에서도 철근콘크리트 부재는 특별한 경우를 제외하고는 현장생산인데 비해 철골부재는 공장생산이므로 부재 구조성능의 신뢰도가 높고 공장생산을 하므로 현장공기를 단축할 수 있다.

한편 가격 측면에서 보면 철근콘크리트는 압축력에 강하므로 압축 응력에 대하여, 철골부재는 인장이나 휨모멘트를 받는 곳에 상대적으로 우수한 재료이다.

위와 같이 각 재료의 특성을 살려 구조물에서 철골구조나 철근콘크리트 구조를 단독으로 사용하지 않고 구조 요소를 잘 결합시키면 지금까지 구조 형식에서 얻지 못하던 구조성능을 갖는 복합구조를 탄생시킬 수 있다.

본 발명은 철근콘크리트를 기둥 재료로 사용하고 장스팬 부재로서 철골 재료를 사용할 대 접합부의 연결을 확실하게 하기 위한 장치를 제공하기 위한 것이다. 이장치는 공장생산이 가능하고 제품의 구조성능이 확실하며 기둥 콘크리트의 타설도 쉽게 할 수 있어 시공성이 뛰어난 접합부 연결장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 접합장치는 기둥의 수직 철근이 될 수 있는 대로 연속이 되도록 최대로 배려한 형식을 제공하기 위한 것이다.

[발명의 구체예에 대한 상세한 설명]

이하 첨부한 도면에 의하여 본 발명의 상세한 설명을 한다.

본 발명의 제1도는 이 발명의 접합부 연결장치를 개략 그린 사시도이고, 제2도는 제1도에서 보인 접합부 연결장치의 평면도이고, 제3도는 제1도에서 보인 접합부 연결장치의 단면도이다.

본 발명은 각형 강관(2), 브라켓(3), 강관을 관통하는 앵커 볼트(4)로 구성된다. 각형 강관(2)은 철판을 절단하여 제작하거나 기성 제품인 강관을 소정의 길이로 재단하여 제작한다. 각형 강관(2)은 4각의 박스형으로 제작되기 때문에 단면 효율이 높다. 브라켓(3)은 ㄱ형강을 가공하거나 철판을 가공하여 제작한다. 브라켓에는 이를 보강하기 위하여 리브 플레이트(3a)를 설치한다. 리브 플레이트(3a)의 두께와 수는 응력 계산의 결과에 따른다. 앵커 볼트(4)의 길이는 각형 강관의 칫수와 브라켓의 두께와 너트의 크기, 그리고 여유 길이를 고려하여 정하고, 앵커 볼트의 지름은 응력 계산의 결과에 따른다. 앵커 볼트(4)의 개수는 접합부에 생기는 휨모멘트를 견딜 수 있도록 각형 강관의 철판 두께가 분담하는 응력의 크기를 고려하여 앵커 볼트의 개수를 정한다.

각형 강관(2)의 외주부에 소정의 개수만큼 구멍을 뚫고, 역시 같은 개수의 구멍을 뚫은 브라켓(3)을 대고, 구멍을 통하여 반대편 구멍을 향하여 앵커 볼트(4)를 관통시키고 앵커 볼트(4)의 끝에서 너트를 조여 앵커 볼트(4)를 고정시킨다. 이때 어느 한 방향의 구멍의 위치와 나머지 다른 방향의 구멍의 위치는 서로 같은 위치에 있으며 앵커 볼트가 체결될 수 없으므로 다른 방향끼리 구멍의 위치는 서로 어긋나야 한다.

접합부에 발생하는 응력은 휨모멘트와 전단력이 있다. 휨모멘트는 철골 보의 상하부 플랜지에 인장이나 압축 응력으로 작용하고 이 응력은 철골 보의 플랜지에 접합되어 있는 각형 강관(2)에 전달된다. 이 각형 강관(2)에 전달된 응력은 철근콘크리트 기둥을 관통하고 있는 앵커 볼트와 각형 강관의 외주부를 이루는 부분에 의해 기둥에 전달된다. 즉 접합부에서 생기는 응력은 박스형의 각형 강관과 앵커 볼트에 의해서 서로 분담하여 기둥으로 전달된다.

본 발명의 연결장치는 휨모멘트와 전단력의 크기에 따라 일정 범위별로 나누어 규격화할 수 있다. 규격화함으로써 공장생산 조직을 이용하여 제품 생산의 표준화, 자동화를 이룰 수 있다.

각형 강관의 가공, 구멍 뚫기, 브라켓의 가공, 브라켓의 설치 등 일련의 작업은 공장에서 이루어진다. 공장에서 제작한 연결 철물을 현장에 반입할 때에는 기둥 철근을 조립하여 2개층이나 3개층 단위로 반입한 다음 2개층이나 3개층 단위로 시공하므로 재래식의 철근콘크리트 구조에 비하여 1/2 내지 1/3 정도로 공기를 단축시킬 수 있고 작업의 대부분을 공장에서 하므로 접합부 품질의 편차를 줄일 수 있다.

현장에서는 본 발명의 접합부 연결장치가 현장에 반ㄹ입되면 브라켓과 H형강을 연결하는 작업을 한다. 브라켓과 H형강을 연결하는 방법은 용접, 고장력 볼트 조임, 리벳치기 등이 고려된다.

본 발명은 단순한 변형 또는 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함될 수 있으며, 본 밤령의 보호범위는 첨부되는 특허청구범위에 의하여 보다 구체적으로 정해질 것이다.

Claims (1)

1. 철근콘크리트 기둥과 철골 보의 접합부를 연결하는 장치에서, 각형 강관(2)과 브라켓(3)과 앵커 볼트(4)를 포함하고, 상기 브라켓(3)은 리브 플레이트(3a)를 가지는 것을 특징으로 하는 접합부 연결장치.