KR20000041006A - 엔드 플레이트를 구비한 철골구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 충전강관기둥과 철골보의 접합부에서 발생하는 응력을 적절히 분배시키도록, 삼각형상의 보강재가 일체형으로 형성된 엔드 플레이트로, 반복되는 인장과 압축하중에 대한 저항성을 확보하고, 용접 및 절단부위를 축소시켜서 시공을 간편하게 하고, 충전강관기둥내의 콘크리트가 양호하게 충전될 수 있는 엔드 플레이트를 구비한 철골구조를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명의 엔드 플레이트를 구비한 철골구조는 보와 기둥을 연결하게 다수의 볼트구멍(311)들이 형성된 베이스판(310)과, 상기 베이스판(310)의 상부에서 보의 플랜지에 안쪽 측면(321)이 각각 접촉되게 형성되어서, 보를 지지하는 삼각형의 보강재(320)들을 일체형으로 형성한 엔드 플레이트(300)를 갖는다. 그러한 본 발명의 철골구조는 상기 베이스판(310)을 기둥에 다수의 볼트(330)들로 체결시키고, 상기 보강재(320)들을 보의 플랜지들에 각각 용접시키므로써, 보의 내부에 채워지는 콘크리트의 양호한 충전성능을 갖는다.

Description

엔드 플레이트를 구비한 철골구조

본 발명은 엔드 플레이트를 구비한 철골구조에 관한 것으로서, 특히, 콘크리트가 충전된 충전강관기둥과 "H"자 형상의 철골보가 연결된 접합부에 작용하는 연직하중 및 횡하중에 대한 저항성을 확보하게 설계된 엔드 플레이트를 구비한 철골구조에 관한 것이다.

일반적으로 철골구조물은 기둥(column)과 보(beam)로 구성되어 있다. 그리고, 기둥과 보의 접합부는 접합방식에 따라서 강접과 약접과 약접으로 분류된다.

여기에서, 약접이란 기둥과 보가 볼트로만 체결된 핀접합(pin connection)된 상태를 의미하고, 강접이란 용접으로 접합된 상태를 의미한다. 약접은 대개 강접에 비해서, 소성변형능력이 떨어지지만, 제작이 비교적 용이하기 때문에, 콘크리트를 기둥의 내부에 충전시킨 충전강관기둥과 철골보의 접합에 사용된다.

종래 기술에 따른 철골구조는 도 1a 내지 도 1c에 도시된 바와 같이, 철골보(11, 21, 31)를 접합시킬 충전강관기둥(10, 20, 30)의 접합부에 설치된 각양 각색의 외부 다이어프램(13, 23)과, 내부 다이어프램(24 ; diaphragm) 및 엔드 플레이트(33)를 갖는다.

여기에서, 다이어프램(13, 23, 24)은 철골구조에 가해지는 횡하중에 대한 저항성을 확보하고 횡변위를 제어하기 위한 것이다.

도 1a와 도 1b에 도시된 철골구조는 다이어프램(13, 23)에 상기 철골보(20, 30)의 플랜지(12, 22)를 용접하여 강접골조를 형성한다. 그러한 다이어프램(13, 23, 24)을 설치한 철골구조는 제작상의 어려움을 감안하더라도, 구조물에 가해지는 횡하중에 대한 저항성을 확보하고 횡변위를 제어하기 위해서 고층건물에 많이 사용된다.

또한, 도 1c에 도시된 철골구조는 충전강관기둥(30)의 종단면 방향으로 관통시킨 고장력 볼트(34)들을 철골보(31)의 끝단에 용접된 엔드 플레이트(33)들에 서로 체결하여 반강접의 상태를 유지하게 형성되어 있다.

그러나, 종래의 내부 다이어프램을 설치하는 방식에는 기둥을 절단하여 내부에 다이어프램을 설치, 용접하고 다시 기둥을 용접하여 마감해야하는 등 시공과정이 매우 복잡하고 기둥의 절단에 따른 성능저하의 문제가 있다.

또한, 종래의 외부 다이어프램을 설치하는 방식에는 시공이 비교적 간편하지만 접합부에 작용하는 모멘트에 의해 철골보의 상부 또는 하부 플랜지에 인장력이 작용하는 경우 충전강관기둥의 국부좌굴 및 열화현상 등이 발생하는 경우가 많다.

또한, 종래의 충전강관기둥의 접합부에 고장력 볼트를 관통시켜 보와 연결한 방식에는 상기 충전강관기둥을 관통하는 고장력 볼트가 콘크리트의 충전을 불량하게 하며, 콘크리트와 부착되어 있는 고장력 볼트가 손상되는 경우 보수하기가 어려운 단점이 있다.

본 발명은 앞서 설명한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 충전강관기둥과 철골보의 접합부에서 발생하는 응력을 적절히 분배시키도록, 삼각형상의 보강재가 일체형으로 형성된 엔드 플레이트로, 반복되는 인장과 압축하중에 대한 저항성을 확보하고, 용접 및 절단부위를 축소시켜서 시공을 간편하게 하고, 충전강관기둥 내의 콘크리트가 양호하게 충전될 수 있는 엔드 플레이트를 구비한 철골구조를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

도 1a 내지 도 1c는 종래 기술에 따른 충전강관기둥과 철골보로 접합된 철골구조의 구성을 설명하기위한 사시도.

도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 엔드 플레이트를 구비한 철골구조의 구성을 설명하기 위한 사시도.

도 3 및 도 4는 도 2에 도시된 엔드 플레이트를 구비한 철골구조의 중요부위를 설명하기 위한 평면도 및 측면도.

♠ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ♠

100 : 충전강관기둥 200 : 철골보

300 : 엔드 플레이트 310 : 베이스판

320 : 보강재 330 : 볼트

앞서 설명한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르면, 접합부에서 기둥과 보를 연결한 엔드 플레이트를 구비한 철골구조가 제공된다. 그러한 본 발명의 철골구조는 보와 기둥을 연결하게 다수의 볼트구멍들이 형성된 베이스판과, 상기 베이스판의 상부에서 보의 플랜지에 안쪽 측면이 각각 접촉되게 형성되어서, 보를 지지하는 삼각형의 보강재들을 일체형으로 형성한 엔드 플레이트를 포함한다. 또한, 본 발명의 철골구조는 상기 베이스판을 기둥에 다수의 볼트들로 체결시키고, 상기 보강재들을 보의 플랜지들에 용접시키므로써, 보의 내부에 채워지는 콘크리트의 양호한 충전성능을 갖는다.

아래에서, 본 발명에 따른 엔드 플레이트를 구비한 철골구조의 양호한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명하겠다.

도면에서, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 엔드 플레이트를 구비한 철골구조의 구성을 설명하기 위한 사시도이고, 도 3 및 도 4는 도 2에 도시된 철골구조의 중요부위를 설명하기 위한 평면도 및 측면도이다.

도 2에 있어서, 본 발명의 엔드 플레이트를 구비한 철골구조는 접합부에 충전강관기둥(100)과 철골보(200) 및, 상기 보(200)에 용접되고 상기 기둥(100)에 볼트(330)들로 체결되는 엔드 플레이트(300)를 갖는다.

도 3 및 도 4에 보이듯이, 본 발명에 의한 철골구조의 엔드 플레이트(300)는 상기 철골보의 휨작용에 의해 인장과 압축을 받을 때 접합부의 강성을 높이기 위해 일정한 두께를 확보하여 제작되는 베이스판(310)을 갖는다.

먼저, 베이스판(310)에는 상기 충전강관기둥에 부착될 수 있게 다수의 볼트구멍(311)들이 형성되어 있다.

그리고, 베이스판(310)에는 휨모멘트에 대한 저항을 증대시키기 위한 두개의 삼각형 보강재(320)가 일체형으로 형성되어 있다. 이렇게 형성된 보강재(320)들은 소정각도로 경사진 경사면들과 베이스판(310)에 수직한 안쪽 측면(321)들을 각각 갖는다. 그러한 보강재(320)들은 경사면이 바깥쪽으로 향하고, 안쪽 측면(321)들이 서로 마주 보게 형성되어 있다. 이렇게 형성된 보강재(320)들의 안쪽 측면(321)들은 철골보(200)의 끝단면이 베이스판(310)에 접촉할 경우에, 각각 철골보(200)의 플랜지(201)의 외면에 기밀하게 접촉할 수 있게 된다.

아래에서, 앞서 상세히 설명한 바와 같은 본 발명의 엔드 플레이트를 구비한 철골구조의 결합관계에 대해서 설명하겠다.

도 2에 보이듯이, 엔드 플레이트(300)는 충전강관기둥(100)에 볼트(330)들로 부착된다. 그러한 엔드 플레이트(300)에 형성된 보강재(320)의 안쪽 측면(321)들은 철골보(200)의 플랜지(201)에 각각 용접된다.

그리고, 충전강관기둥(100)에서 상기 볼트(330)들이 체결되는 접합부의 위치는 엔드 플레이트(300)의 베이스판(310)에 형성된 볼트구멍의 위치에 따른다. 그리고, 상기 체결된 볼트들은 충전강관기둥(100)의 내측면에서 약간 돌출된 형태로 마감된다.

이렇게 결합된 엔드 플레이트(300)의 베이스판(310)은 기존의 다이어프램과 유사한 작용을 하면서, 철골보(200)의 응력을 전달하며, 충전강관기둥(100)이 면외변형을 일으키는데 저항하는 역할을 한다.

또한, 보강재(320)들은 접합부에 휨모멘트를 받는 경우, 지압면적으로 넓게 하여 강접에 가까운 성능을 발휘하게 된다.

앞서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명의 엔드 플레이트를 구비한 철골구조는 접합부의 내부에 다이어프램이 존재하지 않고, 볼트로 기둥을 관통시키지 않기 때문에, 콘크리트의 충전성능에 큰 영향을 미치지 않고 양호한 접합구조를 갖는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 엔드 플레이트를 구비한 철골구조는 철골보와 엔드 플레이트의 용접, 그리고, 엔드 플레이트와 기둥의 볼트체결 등과 같은 손쉬운 방법으로 제작되기 때문에, 시공성과 실용성이 뛰어나며 콘크리트의 충전성능도 양호한 장점이 있다.

이상에서 본 발명의 엔드 플레이트를 구비한 철골구조에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않는 범위내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.

Claims (1)

1. 철골구조의 접합부에서 기둥과 보를 연결함에 있어서,

   보와 기둥을 연결하게 다수의 볼트구멍(311)들이 형성된 베이스판(310)과,

   상기 베이스판(310)의 상부에서 보의 플랜지에 안쪽 측면(321)이 각각 접촉되게 형성되어서, 보를 지지하는 삼각형의 보강재(320)들을 일체형으로 형성한 엔드 플레이트(300)를 포함하며,

   상기 베이스판(310)은 기둥에 다수의 볼트(330)들로 체결되고, 상기 보강재(320)들은 보의 플랜지들에 각각 용접되므로써, 보의 내부에 채워지는 콘크리트의 충전성능을 양호하게 하는 것을 특징으로 하는 엔드 플레이트를 구비한 철골구조.