KR200279918Y1 - beam-column connection detail of long-span pre-cast system - Google Patents
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Abstract
본 고안은 장스팬 구조물에 적용하기 위한 프리캐스트 시스템으로서, 양중조건을 고려하여 보를 캔틸레버보와 단순보의 2개로 분절하였으며, 상기 보는 단면 감소 및 내구성 향상을 위해 프리텐션에 의한 프리스트레스트 보로 제작된다.The present invention is a precast system for application to long span structures. The beam is divided into two cantilever beams and simple beams in consideration of lifting conditions. The beams are made of prestressed beams by pretensioning to reduce cross-section and improve durability. .
한편, 한편 상기 캔틸레버보와 기둥의 접합은 본 고안의 가장 핵심적인 부분으로서 기존의 횡접합이 아닌 종접합 방식을 취한다. 즉 종래와 같이 기둥의 양 옆면에 보가 접합되는 것이 아니라 기둥을 상부 기둥 및 하부 기둥의 2개의 기둥으로 분절하고 하부 기둥의 상단에 상기 캔틸레버보를 설치하고, 캔틸레버보 상단에 상부 기둥을 설치하여 기둥과 보를 접합하는 방식이다.On the other hand, the joining of the cantilever and the pillar is the most essential part of the present invention, and takes a longitudinal joining method rather than a conventional lateral joint. That is, the beams are not joined to both sides of the pillar as in the prior art, and the pillar is divided into two pillars of the upper pillar and the lower pillar, the cantilever beam is installed at the top of the lower pillar, and the upper pillar is installed at the top of the cantilever beam. This is a method of joining beams.
본 고안의 기둥-보 접합구조에 의하면 구조적으로 취약부분인 기둥-보 접합부분의 강성확보가 가능해지고, 이에 따라 프리캐스트 시스템의 장스팬화가 가능해짐으로써 대공간 활용성을 높일 수 있다.According to the column-beam joint structure of the present invention, it is possible to secure the rigidity of the structurally fragile column-beam joint portion, thereby increasing the space utilization of the precast system.
Description
본 고안은 장스팬 프리캐스트 시스템의 기둥-보 접합구조에 관한 것으로서,더욱 구체적으로는 공장에서 제작된 프리텐션 켄틸레버보에 단순보가 현장에서 설치되는 장스팬 프리캐스트 시스템에서, 상기 켄틸레버보와 프리캐스트 기둥의 접합구조에 관한 것이다.The present invention relates to a column-beam joint structure of a long span precast system. More specifically, in a long span precast system in which a simple beam is installed in a factory-prefabricated pretension cantilever beam, the cantilever beam and It relates to the joining structure of the precast column.
건물의 구조설계시 가장 중요한 점은 안전한 구조방식의 선택이며, 여기에 부가하여 공기와 시공성 및 경제성이 고려되어야 한다. 특히 대형 할인매장과 같은 상업시설의 경우에는 공기와 공간 활용도가 최대 관심사항중의 하나이며, 이러한 관점에서 최근 프리캐스트 시스템을 적용한 건축물의 시공이 증가하고 있다.The most important point in the structural design of a building is the choice of a safe structure, in addition to the consideration of air, workability and economics. In particular, in the case of commercial facilities such as large discount stores, air and space utilization are one of the biggest concerns, and in view of this, construction of buildings using precast systems is increasing.
현재 국내에서 사용되고 있는 프리캐스트 시스템은 크게 다음의 두 가지 방식으로 대별된다.The precast system currently used in Korea is largely classified into the following two methods.
첫번째는 8m ×10m 모듈로서 이는 도1에 도시된 바와 같이 프리캐스트 기둥(10)에 역T형 보(20)가 핀접합되고, 슬래브는 더블티 슬래브 또는 중공 슬래브(30)를 사용하는 시스템으로서 횡하중은 슬래브 상부에 덧침 콘크리트를 타설하여 전단벽에 횡력을 전달하게 된다.The first is an 8m × 10m module, which is a system in which an inverted T-beam 20 is pin bonded to a precast column 10 as shown in FIG. 1, and the slab is a system using a double tee slab or a hollow slab 30. Lateral loads impart lateral force to the shear walls by placing overlay concrete on top of the slab.
프리캐스트 기둥과 역T형 보의 접합은 강재 코벨 또는 프리캐스트 브라켓을 통하여 이루어 지며, 기둥, 보 및 슬래브를 양중하기 좋게 분절하고 단순접합을 통해서 현장에서 간단하게 접합하는 방식이다.The joining of precast columns and inverted T-beams is done through steel cobells or precast brackets, and the joints, beams, and slabs are easily segmented and simply joined in the field through simple joining.
따라서 이 방식에 의하면 그 이상의 장스팬은 곤란한 문제가 있다. 왜냐하면 기둥과 보의 접합상태가 핀접합이기 때문이다.Therefore, according to this method, longer spans have a difficult problem. This is because the connection between the column and the beam is a pin joint.
두번째는 상기 첫번째 방식을 개선한 시스템으로서 기둥과 보를 강접합시켜서 모멘트 프레임 거동을 하게 하는 방식이 있다. 이 시스템은 보에 Dowel Bar가 돌출되어 기둥과의 접합부에서 현장타설 콘크리트를 사용하여 모멘트 접합을 시키는 방식이다.The second is an improved system of the first method, in which the moment frame behaviours by rigidly joining the column and the beam. In this system, the Dowel Bar protrudes from the beam and the moment connection is made by using cast-in-place concrete at the joint with the column.
이 시스템은 상기 첫번째 시스템과 비교해서 단부에서 모멘트를 받기 때문에 약 30% 정도의 단면 감소가 가능하여 양중을 고려할 때 12m ×12m 모듈이 가능한 시스템이다.Compared to the first system, the system receives a moment at the end, so that the cross section can be reduced by about 30%.
상기 두번째 시스템은 경기장이나 물류센터에 국한적으로 이용되고 있는 시스템으로서 앞서 제시한 시스템과 비교해 기둥과 보에 현장 콘크리트를 타설해야 하는 현장 작업량이 많은 것이 단점이다.The second system is a system that is limited to a stadium or a distribution center, and has a disadvantage in that a large amount of field work is required to cast concrete on columns and beams compared to the system described above.
그외에도 프리캐스트 보에 H형강을 근입하여 기둥과의 접합부를 모멘트 접합으로 사용하는 시스템도 있다. 그리고 장스팬용으로 개발되고 있는 시스템중에는 겔버보 형식으로 보를 분절하고 기둥옆면에서 포스트 텐션을 사용하여 기둥과 보를 일체화 시키는 시스템도 개발중이다.In addition, there is a system in which H-shaped steel is introduced into a precast beam and a joint with a column is used as a moment joint. In addition, among the systems being developed for long spans, a system is being developed in which the beams are segmented in the form of gel-verbo and the posts are integrated with the posts on the side of the columns.
본 고안은 상기한 바와 같은 프리캐스트 기둥과 보의 핀접합에 따른 장스팬화의 곤란함 또는 기둥과 보를 모멘트 접합을 함으로 인하여 발생하는 현장 작업량의 증가와 같은 문제점을 극복하기 위하여 안출된 것으로서, 기둥과 보의 접합을 모멘트 접합으로 함으로써 프리캐스트 시스템의 장스팬화를 가능하게 할 수 있으면서도 별도의 현장작업 없이 손쉽게 시공할 수 있는 장스팬 프리캐스트 시스템의 기둥-보 접합구조를 제공함을 그 목적으로 한다.The present invention has been devised to overcome problems such as difficulty in long span due to pin joining of precast columns and beams, or an increase in the amount of field work caused by moment bonding of columns and beams. The purpose of this invention is to provide the column-beam joint structure of the long span precast system, which enables the long span of the precast system to be easily constructed without additional field work by using the moment joint as the moment joint. .
도1은 종래의 8m ×10m 프리캐스트 시스템 모듈 평면도1 is a plan view of a conventional 8m x 10m precast system module
도2는 본 고안의 구체적 실싱예에 따른 기둥과 보의 입면도2 is an elevation view of a pillar and a beam according to a specific sealing example of the present invention
도3은 본 고안의 구체적 실시예에 따른 캔틸레버보와 단순보의 접합상세도3 is a junction detail view of the cantilever beam and the simple beam according to a specific embodiment of the present invention
도4는 본 고안의 구체적 실시예에 따른 기둥-보 접합상세도Figure 4 is a column-beam connection according to a specific embodiment of the present invention
도5는 기둥-보 접합 시공 순서도5 is a flow chart of the column-beam joint construction
< 도면의 주요 부호의 설명 ><Description of Major Codes in Drawings>
10 : 기둥 11 : 하부 기둥10: pillar 11: lower pillar
12 : 상부 기둥 13 : 슬리브12: upper pillar 13: sleeve
20 : 보 21 : 캔틸레버보20: beam 21: cantilever beam
22 : 단순보 23 : 지압판22: simple beam 23: pressure plate
30 : 슬래브30: slab
본 고안은 장스팬 프리캐스트 구조물의 경제성과 시공성을 향상시키기 위한 시스템으로서, 크레인의 양중능력을 고려하여 프리캐스트 보를 2개로 분절하고 이를 단순접합시킨 겔버보 방식이며, 가장 중요한 점은 기둥과 보의 접합부로서 기둥면에서 분절하지 않고 기둥 위에 캔틸레버보를 접합시켜 횡접합이 아닌 종접합을 함으로써 현장에서 시공성이 좋고 공기를 단축시킬 수 있는 시스템이다.The present invention is a system for improving the economics and constructability of long span precast structures. It is a gel-verbo method in which two precast beams are segmented and simply joined together in consideration of the lifting capacity of the crane. It is a system that can improve workability and shorten air in the field by joining cantilever beams on the pillars as a joint and not by transverse joints.
이하 첨부한 도면에 의하여 본 고안의 구체적 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도2 및 도3은 본 고안의 구체적 실시예에 따른 기둥과 보의 입면도 및 기둥과 보의 접합상세이다.2 and 3 is an elevation view of the pillar and the beam and the junction details of the pillar and the beam according to a specific embodiment of the present invention.
도시된 바와 같이 본 고안의 구체적 실시예에 따른 장스팬 프리캐스트 기둥-보 접합구조는 프리캐스트 기둥(10) 및 프리캐스트 보(20)로 구성된다.As shown, the long span precast pillar-beam joint structure according to a specific embodiment of the present invention consists of a precast pillar 10 and a precast beam 20.
이와 같이 구성되는 본 고안의 구체적 실시예에 따른 구성요소를 상세히 설명하면 다음과 같다.When described in detail the components according to a specific embodiment of the present invention is configured as follows.
상기 프리캐스트 보(20)는 크레인의 양중능력을 고려하여 스팬의 1/4 지점에서 캔틸레버보(21)와 단순보(22)의 2개의 보로 분절되며, 현장에서 단순접합에 의하여 접합된다.The precast beam 20 is divided into two beams of the cantilever beam 21 and the simple beam 22 at a quarter point of the span in consideration of the lifting capacity of the crane, and is joined by simple joining in the field.
따라서 상기 프리캐스트 보(20)는 전체적으로 겔버보 형식을 취하게 되며 장스팬화가 가능하게 된다. 보가 장스팬이 될 경우 보로 전달되는 하중이 크기 때문에 보 중앙부의 응력이 증대되고, 이로 인해 보의 높이가 지나치게 커질 수 있으므로 이를 방지하기 위해 일반적으로 프리스트레스가 도입된다.Therefore, the precast beam 20 takes the form of a gel-burbo as a whole and enables long spanning. When the beam becomes a long span, the stress in the center of the beam is increased due to the large load transmitted to the beam, and thus the height of the beam may be excessively large, and thus prestress is generally introduced to prevent the beam.
프리스트레스의 도입방식으로는 긴장재를 먼저 긴장시킨 후 콘크리트를 타설하고 콘크리트 양생 후 긴장을 풀어줌으로써 프리스트레스를 도입하는 프리텐션 방식과 콘크리트의 타설 전에 미리 긴장용 쉬스를 매설하고 콘크리트 양생 후 상기 쉬스를 통해 긴장재를 긴장시킴으로써 프리스트레스를 도입하는 포스트텐션 방식이 있다.The prestressing method is to pre-tension the tensioning material first, and then to pre-tension the concrete by placing the concrete and releasing the tension after curing. There is a post-tensioning method which introduces prestress by tensioning.
포스트텐션 방식에 의하는 경우에는 현장 작업량이 현저히 증가하여 프리캐스트 구조를 적용하는 목적중의 하나인 공기 단축에 악영향을 끼칠 우려가 있으므로 본 고안의 구체적 실시예에서는 프리텐션 방식에 의하여 프리스트레스를 도입함으로써 현장에서의 시공성 향상 및 공기를 단축시킬 수 있도록 하였다.In the case of the post-tension method, there is a possibility that the field workload is significantly increased, which may adversely affect the shortening of air, which is one of the purposes of applying the precast structure. Improved workability and shorten the air in the field.
상기 캔틸레버보(21)는 보의 상부에 인장력이 발생하므로 상부측에 프리텐션을 위한 긴장재(23)가 배치되며, 하부의 길이가 상부의 길이보다 길게 형성되어 단면의 중앙부분에서 단차가 형성된다.Since the cantilever beam 21 has a tensile force generated at the top of the beam, a tension member 23 for pretension is disposed on the upper side, and the length of the lower part is formed longer than the length of the upper part, so that a step is formed at the center portion of the cross section. .
상기 단순보(22)는 보의 하부에 인장력이 발생하므로 하부측에 프리텐션을 위한 긴장재(23)가 배치되며, 상기 캔틸레버보(21)와는 반대로 상부의 길이가 하부의 길이보다 길게 형성되어 단면의 중앙부분에서 단차가 형성된다.The simple beam 22 is a tension force is generated in the lower part of the beam so that the tension member 23 for pretension is disposed on the lower side, and in contrast to the cantilever beam 21, the length of the upper portion is formed longer than the length of the lower cross section In the central part of the step is formed.
따라서 상기 캔틸레버보(21)와 단순보(22)는 도3에 도시된 바와 같이 단면의 중앙부분의 단차가 형성된 부분이 서로 맞닿아 접합되며, 접합부에는 지압판(24)이 설치된다.Therefore, the cantilever beam 21 and the simple beam 22 are joined to each other in contact with each other, the stepped portion of the center portion of the cross section, as shown in Figure 3, the pressure plate 24 is installed.
한편, 상기 프리캐스트 기둥(10)은 하부 기둥(11)과 상부 기둥(12)의 2개로 분절된다.Meanwhile, the precast pillar 10 is divided into two, the lower pillar 11 and the upper pillar 12.
도4에 도시된 바와 같이 하부 기둥(11)의 상부 및 상부 기둥(12)의 하부에는 슬리브(13)가 매입되어 상기 캔틸레버보(21)의 설치시에 상기 슬리브(13)에 철근(14)이 삽결되어 하부 기둥(11)과 상부 기둥(12)이 연결된다.As shown in FIG. 4, a sleeve 13 is embedded in the upper portion of the lower pillar 11 and the lower portion of the upper pillar 12 so that the reinforcing bars 14 may be disposed in the sleeve 13 when the cantilever 21 is installed. This insertion is connected to the lower column 11 and the upper column 12.
도4의 기둥-보 접합상세는 본 고안의 가장 핵심적인 부분으로서 도시된 바와 같이 본 고안의 장스팬 프리캐스트 기둥-보 접합구조는 일반적으로 사용되는 횡접합이 아니라 종접합에 의한다. 즉 보가 기둥의 양쪽 옆면에 접합되는 것이 아니라 기둥(10)을 하부와 상부의 2개 기둥(11,12)으로 분절하고 하부 기둥(11) 위에 상기 캔틸레버보(21)를 접합시키고 상기 캔틸레버보(21)의 상단에 상기 슬리브(13)를 이용하여 상부 기둥(12)을 설치하는 방식이다.As shown in FIG. 4, the column-beam connection details of the present invention are shown as the most essential parts of the present invention, and the long-span precast column-beam connection structure of the present invention is based on longitudinal joining rather than transverse joints. That is, the beam is not joined to both sides of the pillar, but the pillar 10 is divided into two pillars 11 and 12 at the lower and upper portions, and the cantilever beam 21 is bonded to the lower pillar 11 and the cantilever beam ( The upper pillar 12 is installed using the sleeve 13 on the top of the 21.
본 고안의 구체적 실시예에서는 상기 기둥과 보의 접합수단으로서 슬리브를 예로 들었으나 이에 국한되지 않고 기둥과 보를 접합할 수 있는 장치라면 어느 것이나 가능하다.In a specific embodiment of the present invention, the sleeve is taken as an example of the joining means of the pillar and beam, but is not limited thereto, and any device capable of joining the pillar and the beam is possible.
이와 같은 접합방식은 기존의 접합방식과 비교하여 다음과 같은 장점을 가진다.This joining method has the following advantages as compared to the conventional joining method.
첫째 캔틸레버보가 기둥의 양쪽 옆면에 따로 설치되는 것이 아니라 하나의 보가 하부 기둥의 위쪽에 설치되어 양쪽 방향으로 내민 캔틸레버보를 형성함으로써 구조적으로 취약한 부분인 기둥-보 접합부의 강성을 확보할 수 있다.First, the cantilever beam is not installed separately on both sides of the column, but a beam is installed above the lower column to form cantilever beams extending in both directions, thereby securing the rigidity of the pillar-beam joint which is a structurally weak part.
둘째 프리캐스트 구조를 장스팬화 하기 위해서는 기둥과 보의 접합이 핀접합이 아닌 모멘트 접합이 되어야 하고, 이를 위해 기존에는 현장 타설 콘크리트를 사용하거나 기둥 옆면에서 포스트 텐션을 사용하는 방법들이 사용되었거나 제안되었다. 그러나 상기한 방법들은 모두 현장 작업량이 증가할 뿐 아니라 이로 인해 공기도 연장되게 된다. 그러나 본 고안의 기둥-보 접합은 배근량이 많은 보대신에 기둥에 슬리브를 배치함으써 배근 간섭으로 인한 문제를 해결하고 시공성을 증대시킬 수 있다.Second, in order to make the precast structure long span, the connection between column and beam should be moment connection, not pin connection. For this purpose, methods using cast-in-place concrete or post tension at the side of column have been used or proposed. . However, all of the above methods not only increase field workload, but also extend air. However, the column-beam joint of the present invention can solve the problem caused by the reinforcement interference and increase the workability by arranging the sleeve on the pole instead of the beam having a large amount of reinforcement.
본 고안에 따른 장스팬 프리캐스트 기둥-보 접합구조의 시공순서는 다음과 같다.The construction sequence of the long span precast column-beam joint structure according to the present invention is as follows.
먼저 도5(a), (b)에 도시된 바와 같이 하부 기둥(11)을 설치하고, 상기 하부 기둥에 설치되어 있는 슬리브(13)에 양쪽으로 내민 캔틸레버보(21)를 설치하고 상기 캔틸레버보(21)의 하단과 상기 하부 기둥(11) 상단 사이의 틈에 무수축 몰탈을 시공한다.First, as shown in FIGS. 5 (a) and 5 (b), the lower pillar 11 is installed, and the cantilever beam 21 is extended to both sides of the sleeve 13 installed on the lower pillar. The non-contraction mortar is constructed in the gap between the lower end of the 21 and the upper end of the lower pillar 11.
다음에 도5(c)에 도시된 바와 같이 상기 양쪽으로 내민 캔틸레버보(21)에 상기 단순보(22)를 단순접합에 의하여 설치하고 상기 캔틸레버보(21)와 단순보(22)의 접합부 틈 사이에는 몰탈을 주입한다.Next, as shown in Fig. 5 (c), the simple beam 22 is installed on the cantilever beam 21 which extends to both sides by simple joining, and the gap between the cantilever beam 21 and the simple beam 22 is joined. Inject mortar between.
상기 보의 접합이 끝난 후에 도5(d)에 도시된 바와 같이 슬리브(13)를 이용하여 상기 캔틸레버보(21)의 상단에 상부 기둥(12)을 설치하고 상기 캔틸레버보(21)의 상단과 상부 기둥(12)의 하단 사이의 틈을 무수축 몰탈을 시공하여 완성한다.After completion of the joining of the beam as shown in Figure 5 (d) using the sleeve 13, the upper pillar 12 is installed on the upper end of the cantilever beam 21 and the upper end of the cantilever beam 21 and The gap between the lower ends of the upper pillars 12 is completed by the non-contraction mortar.
본 고안의 장스팬 프리캐스트 기둥-보 접합구조에 의하면 주차장이나 대형 할인매장 등에서 주로 사용되던 8m ×10m 모듈 프리캐스트 시스템을 장스팬화하여공간 활용도를 높일 수 있다.According to the long span precast column-beam joint structure of the present invention, the space utilization can be increased by long spanning the 8m × 10m module precast system, which is mainly used in parking lots and large discount stores.
또한 본 고안의 장스팬 프리캐스트 기둥-보 접합구조는 보를 분절함으로써 양중조건이 양호하고, 프리 텐션에 의해 부재의 단면을 감소시킴으로써 내구성 및 경제성이 우수한 프리캐스트 구조를 제공할 뿐 아니라 기둥과 보의 접합이 횡접합이 아닌 종접합에 의하므로 공기 단축이 가능하고 시공성이 우수하다.In addition, the long span precast column-beam joint structure of the present invention has a good lifting condition by segmenting the beam, and reduces the cross section of the member by pre-tension, thereby providing a precast structure with excellent durability and economical efficiency. Since the joining is by longitudinal joining rather than transverse joining, shortening of air is possible and excellent workability.
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