KR200356396Y1 - 원형강관기둥과 ｈ-형강철골보의 연결이음구조 - Google Patents

Abstract

본 고안은 탑/다운 공법 또는 다운워드 공법 등을 이용한 건축물 시공시 원형강관기둥과 H-형강철골보의 연결이음구조를 새롭게 개선한 기술에 관한 것이다.

본 고안은 탑/다운 공법 또는 다운워드 공법 등을 이용한 건축물 시공시 보강구조를 이용한 연결판을 적용하여 원형강관기둥과 H-형강철골보의 연결이음구조를 새롭게 개선함으로써, 합성기둥 설계시 철근 배근 및 콘크리트 타설 공간의 충분한 확보를 할 수 있는 동시에 현장 용접을 최소화할 수 있으며, 이에 따라 시공성 및 경제성의 향상을 기대할 수 있고, 지하층 시공의 경우 4곳의 H-형강철골보 연결시공시 모멘트 접합과 힌지 접합의 혼용방식을 채용하여 시공성 향상 및 공기 단축의 향상을 도모할 수 있도록 한 원형강관기둥과 H-형강철골보의 연결이음구조를 제공한다.

Description

원형강관기둥과 Ｈ-형강철골보의 연결이음구조{Connection structure for girder ＆ column}

본 고안은 탑/다운 공법 또는 다운워드 공법 등을 이용한 건축물 시공시 원형강관기둥과 H-형강철골보의 연결이음구조를 새롭게 개선함으로써, 합성기둥 설계시 철근 배근 및 콘크리트 타설 공간의 충분한 확보, 현장 용접의 최소화로 시공성 및 경제성 향상, 특히 지하층 시공의 경우 모멘트 접합과 힌지 접합의 혼용으로 시공성 향상 및 공기 단축의 향상을 도모할 수 있도록 한 원형강관기둥과 H-형강철골보의 연결이음구조에 관한 것이다.

일반적으로 도심의 빌딩, 고층복합시설 등과 같은 건축물을 시공하는 경우 탑/다운 공법 또는 다운워드 공법을 많이 적용한다.

여기서, 탑/다운(Top/down) 공법이란 지상층과 지하층을 동시에 시공하는 공법으로서, 지상층의 경우 골격을 세워가면서 그대로 진행하고, 이와 동시에 지하층의 경우 골격을 세운 후 한층씩 파내려가면서 시공을 하는 공법이다.

또한, 다운워드(Downward) 공법은 탑/다운 공법과는 달리 지하층 부분만 역타시공하는 공법이다.

건축물 시공시 골격작업을 위하여 지반 천공 후 원형 강관(CFT) 등으로 기둥을 세우고 H-빔 등으로 보를 연결하는 작업을 수행한다.

예를 들면, 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 지상층 및 지하층에 대한 원형강관기둥(10)을 콘크리트 기초와 함께 시공하고, 각각의 원형강관기둥(10) 사이를 H-형강철골보(11)로 연결한 후, 각 기둥과 철골보에 대한 콘트리트 타설작업을수행하며, 상기 원형강관기둥(10)에 대해서는 최종적으로 외측의 배근처리 및 콘트리트처리를 거쳐 SRC 합성기둥으로 시공한다.

도 3은 종래 원형강관기둥과 H-형강철골보의 연결이음구조를 보여주는 사시도이다.

도 3에 도시한 바와 같이, 종래의 원형강관기둥과 H-형강철골보의 연결이음구조는 원형강관기둥(10)상에 상하 일정간격으로 다이아프램(12)을 용접 부착하고, 상기 다이아프램(12)의 내측으로는 4곳의 수직형 스티프너(13)를 용접 부착하며, 상기 4곳의 수직형 스티프너(13)에 가로 및 세로방향으로 H-형강철골보(11)를 각각 용접하여 연결하는 구조로 이루어져 있다.

여기서, 상기 H-형강철골보(11)의 웨브(11a)는 수직형 스티프너(13)와 중첩된 상태에서 용접되고, 플랜지(11b) 또한 수직형 스티프너(13)측과 모멘트 접합방식으로 용접된다.

이때의 모멘트 접합방식은 플랜지(11b)와 수직형 스티프너(13)를 직접 맞댄 후 용접하는 방식을 의미한다.

이러한 모멘트 접합은 가로 및 세로방향으로 연결되는 4개의 H-형강철골보(11)에 대해 모두 행해진다.

그러나, 위와 같은 종래 원형강관기둥과 H-형강철골보의 연결이음구조는 다음과 같은 단점을 갖고 있다.

① 최종적으로 원형강관기둥을 포함하는 SRC 합성기둥(110)을 시공할 때 원형강관기둥의 외측으로 배근 및 콘크리트 타설작업을 수행해야 하는데, 도 4에 도시한 바와 같이, 다이아프램(12)이 넓은 면적을 차지하고 있기 때문에 즉, 작업공간이 매우 협소하기 때문에 배근(100) 설치를 위한 배근작업시 간섭이 많이 일어나고, 또 콘크리트 타설작업도 매우 까다로운 단점이 있다.

② 스티프너를 포함하는 다이어프램이 일체형으로 제작되어 있기 때문에 부피가 커서 제작공장에서 현장까지의 운반이 어렵고, 또 다이어프램 설치시 현장에서 직접 많은 곳을 용접해야 하므로 시공성 및 경제성이 떨어지는 단점이 있다.

③ 하나의 다이어프램에 배속되는 4곳의 H-형강철골보가 지상층 시공시나 지하층 시공시 관계없이 모두 모멘트 접합방식으로 연결되어 있기 때문에 구조적으로는 우수하지만 용접작업공수의 증가를 초래하여 시공성을 떨어뜨리는 단점이 있다.

따라서, 본 고안은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 탑/다운 공법 또는 다운워드 공법 등을 이용한 건축물 시공시 보강구조를 이용한 연결판을 적용하여 원형강관기둥과 H-형강철골보의 연결이음구조를 새롭게 개선함으로써, 합성기둥 설계시 철근 배근 및 콘크리트 타설 공간의 충분한 확보를 할 수 있는 동시에 현장 용접을 최소화할 수 있으며, 이에 따라 시공성 및 경제성의 향상을 기대할 수 있는 원형강관기둥과 H-형강철골보의 연결이음구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 고안의 다른 목적은 지하층 시공의 경우 4곳의 H-형강철골보 연결시공시 모멘트 접합과 힌지 접합의 혼용방식을 채용하여 시공성 향상 및 공기 단축의 향상을 도모할 수 있도록 한 원형강관기둥과 H-형강철골보의 연결이음구조를 제공하는데 있다.

도 1은 건축물 시공시 원형강관기둥과 H-형강철골보의 전체적인 레이아웃을 보여주는 정면도

도 2는 도 1의 지하층에 대한 평면도

도 3은 종래 원형강관기둥과 H-형강철골보의 연결이음구조를 보여주는 사시도

도 4는 종래 원형강관기둥과 H-형강철골보의 연결이음구조를 적용한 SRC 합성기둥을 보여주는 단면도

도 12는 본 고안에 따른 원형강관기둥과 H-형강철골보의 연결이음구조에 대한 실시예를 보여주는 사시도

도 13은 도 12의 평면도

도 14는 도 12의 정면도

도 15는 도 12의 측면도

도 16은 본 고안에 따른 원형강관기둥과 H-형강철골보의 연결이음구조를 적용한 SRC 합성기둥을 보여주는 단면도

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

10 : 원형강관기둥 11 : H-형강철골보

11a : 웨브 11b : 플랜지

12 : 다이어프램 13 : 스티프너

14a : 수직형 연결판

15 : 스터드

100 : 배근 110 : SRC 합성기둥

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안은 원형강관기둥과 H-형강철골보의 연결이음구조에 있어서, 상기 가로 및 세로방향으로 연결되는 4개의 H-형강철골보는 원형강관기둥의 둘레면에 직접 용접 부착되는 4곳의 수직형 연결판에 볼팅/용접되어 연결되는 구조로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 원형강관기둥의 둘레면에 직접 용접 부착되는 수직형 연결판의주변에는 원형강관기둥의 둘레를 따라 관통 부착되는 다수의 보강용 스터드가 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 가로 및 세로방향으로 연결되는 4개의 H-형강철골보는 지하층 시공시 2개는 모멘트 접합방식으로 연결되고 나머지 2개는 힌지 접합방식으로 연결되는 구조로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 고안을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 12 내지 도 15는 본 고안에 따른 원형강관기둥과 H-형강철골보의 연결이음구조에 대한 실시예를 보여주는 사시도로서, 여기서는 수직형 연결판 및 스터드를 이용한 연결이음구조를 보여준다.

도 12 내지 도 15에 도시한 바와 같이, 원형강관기둥(10)의 둘레면에는 4곳에 수직형 연결판(14b)이 직접 용접 부착되고, 가로 및 세로방향으로 연결되는 4개의 H-형강철골보(11)는 각각의 수직형 연결판(14b)에 볼팅방식 또는 용접방식이나 혼용방식으로 연결된다.

이렇게 원통형 지지판(14a)없이 수직형 연결판(14b)으로만 연결구조를 구성하는 경우 원형강관기둥(10)의 상단부분이 보에 의한 모멘트를 받아 강성면에서 취약함을 나타낼 우려가 있는데, 이러한 우려를 해소하기 위하여 원형강관기둥(10)의 둘레를 따라 수직형 연결판(14b)이 부착되어 있는 주변으로 다수의 보강용 스터드(15)를 관통 부착하는 것이 바람직하다.

위의 실시예와 마찬가지로 여기서도 지하층에 시공되는 원형강관기둥과 H-형강철골보의 연결이음구조의 경우 가로 및 세로방향으로 연결되는 4개의 H-형강철골보(11) 중에서 가로방향(세로방향)으로 연결되는 2개는 플랜지부분을 용접하는 모멘트 접합방식(도 14)으로 연결되고, 세로방향(가로방향)으로 연결되는 나머지 2개는 플랜지부분을 용접하지 않는 힌지 접합방식(도 15)으로 연결되므로서, H-형강철골보의 연결을 위한 전체적인 용접작업공수를 대폭 줄일 수 있게 된다.

도 16은 본 고안에 따른 원형강관기둥과 H-형강철골보의 연결이음구조를 적용한 SRC 합성기둥을 보여주는 단면도이다.

도 16에 도시한 바와 같이, 원형강관기둥(10)과 H-형강철골보(11)의 연결이음을 완료한 다음, 외측으로 원형강관기둥을 포함하는 SRC 합성기둥(110)을 시공할 때 원형강관기둥(10)의 주변으로 보다 넓은 공간을 확보할 수 있으므로 배근(100) 설치를 위한 배근작업시 간섭을 대폭 줄일 수 있으며, 또 콘크리트 타설작업도 매우 수월하게 할 수 있다.

이상에서와 같이 건축물 시공시 보강구조를 이용하는 연결판을 적용한 새로운 구조의 원형강관기둥과 H-형강철골보의 연결이음구조는 다음과 같은 장점이 있다.

① 합성기둥 설계시 철근 배근 및 콘크리트 타설 공간의 충분한 확보할 수 있는 동시에 현장 용접을 최소화할 수 있으므로 시공성 및 경제성의 향상을 기대할 수 있다.

② 지하층 시공의 경우 4곳의 H-형강철골보 연결시공시 모멘트 접합과 힌지 접합의 혼용방식을 채용하여 시공성 향상 및 공기 단축의 향상을 도모할 수 있다.

Claims (6)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 원형강관기둥과 H-형강철골보의 연결이음구조에 있어서, 가로 및 세로방향으로 연결되는 4개의 H-형강철골보(11)는 원형강관기둥(10)의 둘레면에 직접 용접 부착되는 4곳의 수직형 연결판(14b)에 볼팅/용접되어 연결되는 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 원형강관기둥과 H-형강철골보의 연결이음구조.
5. 청구항 4에 있어서, 상기 원형강관기둥(10)의 둘레면에 직접 용접 부착되는 수직형 연결판(14b)의 주변에는 원형강관기둥(10)의 둘레를 따라 관통 부착되는 다수의 보강용 스터드(15)가 구비되는 것을 특징으로 하는 원형강관기둥과 H-형강철골보의 연결이음구조.
6. 청구항 4에 있어서, 상기 가로 및 세로방향으로 연결되는 4개의 H-형강철골보(11)는 지하층 시공시 2개는 모멘트 접합방식으로 연결되고 나머지 2개는 힌지 접합방식으로 연결되는 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 원형강관기둥과 H-형강철골보의 연결이음구조.