KR20050065916A - 프리캐스트 콘크리트 패널이 이동가능하게 결합된 강판전단벽 - Google Patents

Abstract

본 발명은 철골구조물에서 프리캐스트 콘크리트 패널이 이동가능하게 결합된 강판 전단벽에 관한 것으로서, 그 양 면에 프리캐스트 콘크리트 패널(40)이 면접되게 각각 위치한다. 강판 전단벽(30)에는 그 내면에 횡방향으로 절취된 슬롯(31)이 일정 간격으로 형성되고, 콘크리트 패널(40)에는 그 내면에 슬롯(31)과 동일 간격으로 체결공(41)이 형성되어, 체결용 볼트(50)가 슬롯(31)과 체결공(41)에 연이어 삽입 고정됨으로써, 강판 전단벽(30)에 대해 콘크리트 패널(40)이 이동가능하게 결합되는 것을 특징으로 한다. 따라서, 본 발명은 강판 전단벽의 양 면에 프리캐스트 콘크리트 패널이 이동가능하게 결합됨으로써, 철골구조물에 전달되는 외력이 콘크리트 패널에 분산되어, 기둥 또는 보에 결합되는 강판 전단벽의 접합부위가 쉽게 변형되지 않는 장점이 있다. 또한, 본 발명은 건식공법으로 콘크리트 패널이 용이하게 면접되게 설치됨으로써, 강판에 발생되는 국부좌굴로 인한 변형, 휨 등이 방지되고, 그 내화성도 향상되는 장점이 있다.

Description

프리캐스트 콘크리트 패널이 이동가능하게 결합된 강판 전단벽{Steel Plate Shear Wall Unioned with Precast Concrete Panel Movably}

본 발명은 철골구조에 설치되는 강판 전단벽에 관한 것이며, 특히, 하중재하시 강판에 발생되는 국부좌굴을 방지하며 내화성능을 향상시키도록 강판의 양 면에 프리캐스트(precast) 콘크리트 패널이 이동가능하게 결합되는 강판 전단벽에 관한 것이다.

도 1 및 도 2는 종래기술에 따른 강판이 설치된 전단벽 구조를 나타낸 정면도 및 분해 사시도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 철골구조물은 구조물의 수직하중을 지지하는 기둥(10)과 이런 기둥(10) 사이를 연결하는 보(20)로 구성되고, 횡력에 의한 변형을 감소시키기 위해 기둥(10)과 보(20) 사이에 전단벽(30)이 설치된다.

철골구조물의 강판 전단벽(30)은 건식공법으로 철골구조물의 기둥(10)과 보(20)에 용이하게 접합 연결되어, 철골구조물의 내진성능을 향상시키는 역할을 한다. 이로 인해, 미국, 일본 등의 신축구조물 또는 기존구조물의 보강작업에는 강판 전단벽(30)의 사용이 점차 확대되고 있는 추세이다.

하지만, 이러한 강판 전단벽(30)도 국부좌굴이 발생되는 경우에 구조적으로 횡력에 대한 내진성능이 저하되며, 강철 재질로 인해 내화성능이 약한 단점이 있다. 그래서, 종래기술의 강판 전단벽(30)에는 내화성능 향상을 위해 내화피복작업이 실시되지만, 이렇게 추가적인 내화피복작업은 시공성을 저하시키는 요인으로 작용하며, 국부변형에는 효과적으로 대처할 수 없다.

본 발명은 앞서 설명한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 제공된 것으로서, 슬롯이 일정 간격으로 형성된 강판 전단벽의 양 면에 프리캐스트 콘크리트 패널이 볼트와 너트의 체결에 의해 면접되게 상호 결합되어, 철골구조물에 횡력이 작용하더라도 강판 전단벽의 슬롯을 따라 콘크리트 패널이 이동됨으로써, 철골구조물에 가해지는 횡력을 보다 효율적으로 소산시키고, 강판의 국부좌굴을 방지하면서, 그 내화성능도 향상시키는 프리캐스트 콘크리트 패널이 이동가능하게 결합된 강판 전단벽을 제공하는 데 그 목적이 있다.

앞서 설명한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 프리캐스트 콘크리트 패널이 이동가능하게 결합된 강판 전단벽은 철골구조물에서 기둥과 보 사이에 설치되며, 그 양 면에 프리캐스트 콘크리트 패널이 면접되게 각각 위치한다. 상기 강판 전단벽에는 그 내면에 횡방향으로 절취된 슬롯이 일정 간격으로 형성되고, 상기 콘크리트 패널에는 그 내면에 상기 슬롯과 동일 간격으로 체결공이 형성되어, 체결수단이 상기 슬롯과 상기 체결공에 연이어 삽입 고정됨으로써, 상기 강판 전단벽에 대해 상기 콘크리트 패널이 이동가능하게 결합되는 것을 특징으로 한다.

아래에서는 본 발명에 따른 프리캐스트 콘크리트 패널이 이동가능하게 결합된 강판 전단벽의 양호한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명하겠다.

도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 슬롯이 형성된 강판 전단벽의 양 면에 프리캐스트 콘크리트 패널이 결합되는 상태를 나타낸 분해 사시도이고, 도 4는 도 3에 도시된 프리캐스트 콘크리트 패널이 이동가능하게 결합된 강판 전단벽의 사시도이고, 도 5는 도 4에 도시된 프리캐스트 콘크리트 패널이 결합된 강판 전단벽의 일부를 확대하여 나타낸 개략도이고, 도 6 및 도 7은 도 5에 도시된 프리캐스트 콘크리트 패널이 결합된 강판 전단벽의 일부를 길이방향으로 절단한 것으로서, 볼트결합이 되지 않은 상태와 볼트결합이 된 상태를 각각 나타낸 단면도이다.

도 3 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 프리캐스트 콘크리트 패널이 이동가능하게 결합된 강판 전단벽은 기둥(10)과 보(20) 사이에 연결되고, 이런 강판 전단벽(30)의 양 면에 프리캐스트 콘크리트 패널(40)이 체결용 볼트(50)에 의해 결합된다. 특히, 본 발명에 따른 강판 전단벽(30)에는 그 내면에 일정 간격으로 슬롯(31)이 형성되고, 콘크리트 패널(40)에는 강판 전단벽(30)의 슬롯(31)과 동일한 간격으로 제1 체결공(41)이 형성된다. 이와 같은 구성으로 인해 본 발명은 콘크리트 패널(40)을 결합시키는 체결용 볼트(50)가 슬롯(31)에 삽입되도록 구성됨으로써, 체결용 볼트(50)가 일체로 고정된 콘크리트 패널(40)이 상기 슬롯(31)을 따라 미세하게 거동될 수 있다.

따라서, 본 발명은 그 양 면에 콘크리트 패널(40)이 결합되어, 강판에 발생될 수 있는 국부좌굴이 억제되며, 구조물의 내화성능도 향상된다. 또한, 본 발명은 철골구조물에서 전달되는 횡력이 미세하게 이동되는 콘크리트 패널(40)에 분산되어, 횡력에 대한 에너지 흡수능력이 향상된다.

이와 같은 본 발명에 대해 좀 더 자세하게 살펴보면, 본 발명의 강판 전단벽(30)은 구조물의 기둥(10)과 보(20)의 사이에서 결합된다. 이런 강판 전단벽(30)은 그 내측부위에 횡방향으로 절취된 슬롯(31)이 일정 간격으로 형성되며, 강판 전단벽(30)의 슬롯(31)에는 콘크리트 패널(40)에 고정되는 체결용 볼트(50)가 삽입되어, 체결용 볼트(50)가 강판 전단벽(30)의 슬롯(31)을 따라 이동하게 된다.

강판 전단벽(30)에 결합되는 콘크리트 패널(40)은 사전에 제작되는 프리캐스트 패널로서, 콘크리트의 내부에 자체 강도향상과 인장력에 대한 저항능력을 향상시키기 위해 와이어 메시 또는 보강철근이 삽입된다. 그리고, 콘크리트 패널(40)은 강판의 국부좌굴 방지와 내화성능의 향상을 위해서 약 50mm 두께로 제작되며, 인력 또는 소형운반장비로 운반이 가능하며 시공도 용이한 일정 크기로 제작된다. 그리고, 콘크리트 패널(40)에는 그 내측면에 상기 강판 전단벽(30)의 슬롯(31)과 동일한 간격으로 볼트(50)가 삽입되는 제1 체결공(41)과, 그 외면으로 볼트(50)의 헤드부 또는 너트(51)가 돌출되지 않도록 볼트(50)의 헤드부 또는 제1, 제2 너트(51, 52)가 위치하는 제2 체결공(43)이 동일선상에 각각 형성된다. 또한, 본 발명의 콘크리트 패널(40)에는 볼트(50)의 체결력으로 인해 균열이 발생되는 것을 방지하기 위해 제1, 제2 체결공(41, 43)의 사이에 와셔 플레이트(42)가 내설된다.

또한, 본 발명은 콘크리트 패널(40)을 강판 전단벽(30)에 면접시키는 경우에 이중너트 방식으로 제1, 제2 너트(51, 52)를 체결용 볼트(50)에 고정함으로써, 콘크리트 패널(40)이 미세하게 이동하는 과정에서 쉽게 분리되지 않도록 한다.

아래에서는 상기와 같이 구성되는 본 발명의 프리캐스트 콘크리트 패널이 결합된 강판 전단벽의 설치순서에 대해 설명하겠다.

먼저, 강판 전단벽(30)을 양중이 가능한 크기로 절단 분할하고, 철골 구조물의 바닥 슬래브가 시공된 후에 기둥(10)과 보(20) 사이에 용접결합 또는 볼트결합시킨다.

그리고, 프리캐스트 공법으로 제작된 콘크리트 패널(40)은 일정 크기로 분할하여, 강판 전단벽(30)의 양 면에 각각 위치시킨다. 이 때, 콘크리트 패널(40)에는 경화단계 이전상태에서 콘크리트의 내부에 와이어 메시 또는 보강철근을 매설하고, 볼트(50)가 체결될 제1, 제2 체결공(41, 43)의 사이에 와셔 플레이트(42)도 매설한다.

그런 다음에는 강판 전단벽(30)의 슬롯(31)과 콘크리트 패널(40)의 제1 체결공(41)이 일직선상에 위치하게 조정한 후에, 슬롯(31)과 제1 체결공(41)을 통해 체결용 볼트(50)를 삽입하고, 제1, 제2 너트(51, 52)로 체결 고정한다.

그리고, 본 발명의 마무리 설치작업으로 패널과 패널사이 또는 패널과 철골조 사이에는 내화재를 충진시키고, 그 표면을 마감처리한다.

그러면, 본 발명은 철골구조물에 횡력이 전달되는 경우에 체결용 볼트(50)가 슬롯(31)을 따라 이동하고, 체결용 볼트(50)가 고정된 콘크리트 패널(40)도 미세하게 이동된다. 이로 인해, 본 발명은 철골구조물에 전달된 횡력이 콘크리트 패널(40)로 분산되어, 기둥(10) 또는 보(20)에 접하는 부위가 쉽게 변형되지 않는다.

앞서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 강판 전단벽의 양 면에 프리캐스트 콘크리트 패널이 이동가능하게 결합됨으로써, 철골구조물에 전달되는 외력이 콘크리트 패널에 분산되어, 기둥 또는 보에 결합되는 강판 전단벽의 접합부위가 쉽게 변형되지 않는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 건식공법으로 콘크리트 패널이 용이하게 설치됨으로써, 강판에 발생되는 국부좌굴로 인한 변형, 휨 등이 방지되고, 그 내화성도 향상되는 장점이 있다.

이상에서 본 발명에 따른 프리캐스트 콘크리트 패널이 이동가능하게 결합된 강판 전단벽에 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 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.

도 1 및 도 2는 종래기술에 따른 강판이 설치된 전단벽 구조를 나타낸 정면도 및 분해 사시도이고,

도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 슬롯이 형성된 강판 전단벽의 양 면에 프리캐스트 콘크리트 패널이 결합되는 상태를 나타낸 분해 사시도이고,

도 4는 도 3에 도시된 프리캐스트 콘크리트 패널이 이동가능하게 결합된 강판 전단벽의 사시도이고,

도 5는 도 4에 도시된 프리캐스트 콘크리트 패널이 결합된 강판 전단벽의 일부를 확대하여 나타낸 개략도이고,

도 6 및 도 7은 도 5에 도시된 프리캐스트 콘크리트 패널이 결합된 강판 전단벽의 일부를 길이방향으로 절단한 것으로서, 볼트결합이 되지 않은 상태와 볼트결합이 된 상태를 각각 나타낸 단면도이다.

♠ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ♠

10 : 기둥 20 : 보

30 : 전단벽 31 : 슬롯(slot)

40 : 콘크리트 패널 50 : 볼트

Claims (2)

1. 철골구조물에서 기둥과 보 사이에 설치되는 강판 전단벽에 있어서,

   상기 강판 전단벽의 양 면에는 프리캐스트 콘크리트 패널이 면접되게 각각 위치하며, 상기 강판 전단벽에는 그 내면에 횡방향으로 절취된 슬롯이 일정 간격으로 형성되고, 상기 콘크리트 패널에는 그 내면에 상기 슬롯과 동일 간격으로 체결공이 형성되어, 체결수단이 상기 슬롯과 상기 체결공에 연이어 삽입 고정됨으로써, 상기 강판 전단벽에 대해 상기 콘크리트 패널이 이동가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 콘크리트 패널이 이동가능하게 결합되는 강판 전단벽.
2. 제 1항에 있어서, 상기 체결수단은 상기 슬롯과 상기 체결공을 각각 통과하는 볼트와, 상기 볼트에 체결되는 이중너트로 구성되는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 콘크리트 패널이 이동가능하게 결합되는 강판 전단벽.