KR20060075229A

KR20060075229A - 콘크리트 충전강관 기둥과 철근콘크리트 무량판의 접합구조

Info

Publication number: KR20060075229A
Application number: KR1020040113984A
Authority: KR
Inventors: 김원식; 손상현; 서영택
Original assignee: 삼성물산 주식회사
Priority date: 2004-12-28
Filing date: 2004-12-28
Publication date: 2006-07-04
Also published as: KR100658733B1

Abstract

본 발명은 콘크리트 충전강관 기둥과 철근콘크리트 무량판의 접합구조에서 전단키로서 쉽게 구할 수 있는 재료인 통상의 플레이트를 수직 및 수평으로 접합시켜 제작된 연결브라켓을 채용함으로써 전단력에 대한 저항력을 향상시킴은 물론 철근콘크리트 무량판에 배근되는 휨철근을 용이하게 콘크리트 충전강관 기둥에 정착시켜 일체성을 증대시킬 수 있도록 한 콘크리트 충전강관 기둥과 철근콘크리트 무량판의 접합구조에 관한 것이다.

즉, 본 발명은 콘크리트 충전강관 기둥과 철근콘크리트 무량판의 접합부에서, 상기 콘크리트 충전강관 기둥 외측면에 접합되어 철근콘크리트 무량판에 매립되는 연결브라켓을 포함하되, 상기 연결브라켓은,

철근콘크리트 슬래브와 일치하는 위치에서 콘크리트 충전강관 기둥에 너비방향으로 세워서 접합되는 수평플레이트;

상기 수평플레이트 위에서 콘크리트 충전강관 기둥에 길이방향으로 세워서 접합되는 수직플레이트;를 포함하여 구성된 콘크리트 충전강관 기둥과 철근콘크리트 무량판의 접합구조를 제공한다.

CFT, 무량판, 펀칭전단, 브라켓

Description

콘크리트 충전강관 기둥과 철근콘크리트 무량판의 접합구조{Joint structure of CFT column and RC flat plate}

도 1는 본 발명의 콘크리트 충전강관 기둥과 철근콘크리트 무량판의 접합구조에 따른 일실시예의 사시도이다.

도 2는 도 1의 수직단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

20: 연결브라켓 21: 수평플레이트

22: 수직플레이트

SP: 콘크리트 충전강관 기둥 RC: 철근콘크리트 무량판

본 발명은 콘크리트 충전강관 기둥과 철근콘크리트 무량판의 접합구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 콘크리트 충전강관 기둥과 철근콘크리트 무량판의 접합구조에서 전단키로서 쉽게 구할 수 있는 재료인 통상의 플레이트를 수직 및 수평 으로 접합시켜 제작된 연결브라켓을 채용함으로써 전단력에 대한 저항력을 향상시킴은 물론 철근콘크리트 무량판에 배근되는 휨철근을 용이하게 콘크리트 충전강관 기둥에 정착시켜 일체성을 증대시킬 수 있도록 한 콘크리트 충전강관 기둥과 철근콘크리트 무량판의 접합구조에 관한 것이다.

콘크리트 충전강관(CFT(Concrete Filled steel Tube))은 원형 또는 각형의 강관에 콘크리트를 충전하여 강관이 콘크리트를 구속하도록 한 콘크리트 충전강관을 말하며, 콘크리트 충전강관을 골조 중 기둥에 채용하여 고축력에 저항하도록 한 구조를 콘크리트 충전강관 구조라 한다. 콘크리트 충전강관 구조는 강성, 내력, 변형 등 구조적으로 안정하고 내화, 시공, 비용 등에서 우수한 장점을 가지므로, 이를 현장에 적용하기 위해 다양한 연구가 진행되고 있는 실정이다.

한편, 바닥에 보가 없이 바닥판만으로 구성하고 그 하중을 직접 기둥으로 전달하는 무량판 구조가 있는데, 이러한 무량판 구조는 그 구조가 간단하고 층고를 감소시킬 수 있어 비용 및 시공면에서 유리하다.

상기와 같은 콘크리트 충전강관 구조와 철근콘크리트 무량판 구조를 접목시키면 양 구조의 장점에 따라 상승효과를 기대할 수 있을 것이며, 본 발명은 이러한 양 구조의 결합에 관한 것이다. 다만, 콘크리트 충전강관 기둥과 철근콘크리트 무량판의 접합부에는 바닥의 중력하중에서 기인하는 전단력을 전달할 구조요소가 완 전히 결여되어 펀칭전단에 의한 파괴가 생기므로, 콘크리트 충전강관 구조와 철근콘크리트 무량판 구조의 결합시 그 접합부에는 어떤 형식으로든 펀칭전단(Punchimg shear, 뚫림전단)에 저항하기 위한 전단키(Shear Key)의 도입이 고려되어야 한다.

종래에는 무량판에 배근되는 휨철근을 콘크리트 충전강관 기둥에 용접접합하거나 스터드볼트를 접합하는 방법으로 이를 해결하여 왔다. 그러나, 휨철근을 용접접합하는 방법은 무량판의 슬래브철근 배근과 동시에 이루어져야 하므로 현장작업량이 많아 작업효율이 떨어지는 문제점이 있었다. 스터드볼트를 접합하는 방법 또한 충분한 정착성을 확보하기 위하여 머리가 확대된 스터드볼트를 채택해야 하는데, 이런 경우 기성품과는 다른 특수 제작된 스터드볼트가 필요하다는 문제점이 있었다. 아울러, 위와 같은 종래의 방법은 철근콘크리트 무량판과 수평방향으로 설치되므로 휨 하중에 따른 수평응력에 대하여 저항력을 발휘하였으나 연직방향으로 작용하는 전단력에 대하여는 그다지 효과적으로 저항하지 못하였다.

본 발명은 상기 종래의 문제를 개선하고자 안출된 것으로서, 기둥 거푸집의 설치가 생략되는 콘크리트 충전강관 구조와 보가 생략되는 철근콘크리트 무량판 구조가 결합함으로써 층고를 감소시키면서 시공성을 향상시키고 동시에 경제성을 도모한 콘크리트 충전강관 기둥과 철근콘크리트 무량판의 접합구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 콘크리트 충전강관 구조와 철근콘크리트 무량판 구조의 결합구조에서 쉽게 구할 수 있는 재료인 통상의 플레이트를 이용하여 철근콘크리트 무량판과 수직방향으로 설치되도록 함으로써 전단력에 대한 저항력을 향상시킨 콘크리트 충전강관 기둥과 철근콘크리트 무량판의 접합구조를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 철근콘크리트 무량판에 배근되는 휨철근을 용이하게 콘크리트 충전강관 기둥에 정착시킬 수 있게 하여 콘크리트 충전강관 기둥과 철근콘크리트 무량판의 일체성을 증대시킬 수 있도록 한 콘크리트 충전강관 기둥과 철근콘크리트 무량판의 접합구조를 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하고자 본 발명은 콘크리트 충전강관 기둥과 철근콘크리트 슬래브가 접합되어 이루어지는 무량판 구조의 접합부에서, 상기 콘크리트 충전강관 기둥 외측면에 접합되어 철근콘크리트 슬래브에 매립되는 연결브라켓을 포함하되, 상기 연결브라켓은, 철근콘크리트 슬래브와 일치하는 위치에서 콘크리트 충전강관 기둥에 너비방향으로 세워서 접합되는 수평플레이트; 상기 수평플레이트 위에서 콘크리트 충전강관 기둥에 길이방향으로 세워서 접합되는 수직플레이트;를 포함하여 구성된 콘크리트 충전강관 기둥과 철근콘크리트 무량판의 접합구조를 제공한다. 상기 수직플레이트로는 콘크리트 충전강관 기둥과 멀어질수록 하향하여 경사지게 형성된 것을 채택하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명은 상기 콘크리트 충전강관 기둥에 채택되는 강관이 각형강관 일 경우에, 상기 수직플레이트는 다수개가 일정 간격으로 배치되되 수평플레이트 양단부에 위치하는 수직플레이트는 각형강관 모서리에 위치하도록 배치되는 콘크리트 충전강관 기둥과 철근콘크리트 무량판의 접합구조를 제공한다.

이하, 도면과 바람직한 실시예에 따라 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명은 콘크리트 충전강관 기둥(SP)과 철근콘크리트 무량판(RC)의 접합부에서 펀칭전단에 저항하기 위한 전단키로서 플레이트를 이용한 연결브라켓(20)을 채택한다는 점을 기술적 특징으로 한다. 즉, 본 발명은 콘크리트 충전강관 기둥(SP) 외측면에 접합되어 철근콘크리트 무량판(RC)에 매립됨으로써 철근콘크리트 무량판(RC)을 콘크리트 충전강관 기둥(SP)에 연결 정착시키는 것으로 수평플레이트(22)와 수직플레이트(21)로 구성된 연결브라켓을 적용하고 있는 것이다. 전단키로 플레이트를 채택함으로써 콘크리트와의 부착면적이 확대되는 바, 정착성 또한 좋아지게 된다.

수평플레이트(22)는 철근콘크리트 무량판(RC)과 일치하는 위치에서 콘크리트 충전강관 기둥(SP)에 너비방향으로 세워서 접합되는 부재로서 휨 저항에 따른 수평응력을 저항하는 역할을 한다.

특히, 상기 수평플레이트(22)는 콘크리트 충전강관 기둥(SP)에 접합되면 콘크리트 충전강관 기둥(SP)으로부터 소정 길이 돌출하기 때문에 기둥주변에 배근되는 철근이 얹어지는 정착구로서도 역할을 하게 된다. 이로써 콘크리트 충전강관 기둥(SP)과 철근콘크리트 무량판(RC)의 접합부는 강관, 연결브라켓(20) 및 슬래브철근이 연속적으로 이어지면서 콘크리트에 구속되는 바 일체성이 증대되며, 그 결과 하중전달에 유리한 구조로 완성된다.

수직플레이트(21)는 상기 수평플레이트(22) 위에서 콘크리트 충전강관 기둥(SP)에 길이방향으로 세워서 접합되는 부재로, 전단력에 대하여 직접적으로 저항하는 역할을 한다.

상기 수직플레이트(21)는 도 1 및 도 2에서 도시하고 있는 본 발명의 실시예에서와 같이 하향하여 경사지게 제작된 것을 채택함이 바람직하다. 콘크리트 충전강관 기둥(SP)과 철근콘크리트 무량판(RC)의 접합부에는 연직방향의 전단력과 휨 하중에 따른 수평응력의 합력으로 인하여 사선방향으로 인장력이 작용하게 되며 이는 곧 무량판의 슬래브 콘크리트의 사인장 파괴로 이어지게 되는데, 이러한 사인장 응력의 작용방향과 직교하도록 수직플레이트(21)를 하향의 경사구조로 제작하면 사인장 응력을 효과적으로 저항하여 슬래브 콘크리트의 파괴를 억제하게 되고 나아가 합리적인 구조로서 경제성을 도모할 수 있게 되기 때문이다.

또한, 콘크리트 충전강관 기둥(SP)에 채택되는 강관이 각형강관일 경우에는 상기 수직플레이트(21)는 다수개가 수평플레이트(22) 위에서 일정 간격으로 배치되도록 하고 이때 수평플레이트(22) 양단부에 위치하는 수직플레이트(21)가 각형강관 모서리에 위치되도록 한다. 이는 균형적으로 응력전달을 하도록 하면서 상대적으로 취약하기 쉬운 각형강관의 모서리 접합부를 효과적으로 보강하기 위함이다.

이상과 같은 본 발명에 따르면, 층고를 감소시키면서 시공성을 향상시키고 동시에 경제성을 도모할 수 있는 콘크리트 충전강관 구조와 철근콘크리트 무량판 구조의 결합구조에서, 전단키로서 쉽게 구할 수 있는 재료인 통상의 플레이트를 수직 및 수평으로 접합시켜 제작된 연결브라켓을 채용함으로써 전단력에 대한 저항력을 향상시킴은 물론 철근콘크리트 무량판에 배근되는 휨철근을 용이하게 콘크리트 충전강관 기둥에 정착시켜 콘크리트 충전강관 기둥과 철근콘크리트 무량판간의 일체성을 증대시킬 수 있게 된다.

Claims

콘크리트 충전강관 기둥과 철근콘크리트 무량판의 접합부에서,

상기 콘크리트 충전강관 기둥 외측면에 접합되어 철근콘크리트 무량판에 매립되는 연결브라켓을 포함하되,

상기 연결브라켓은,

철근콘크리트 슬래브와 일치하는 위치에서 콘크리트 충전강관 기둥에 너비방향으로 세워서 접합되는 수평플레이트;

상기 수평플레이트 위에서 콘크리트 충전강관 기둥에 길이방향으로 세워서 접합되는 수직플레이트;

를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 충전강관 기둥과 철근콘크리트 무량판의 접합구조.
제1항에서,

상기 수직플레이트는 콘크리트 충전강관 기둥과 멀어질수록 하향하여 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 충전강관 기둥과 철근콘크리트 무량판의 접합구조.
제1항 또는 제2항에서,

상기 콘크리트 충전강관 기둥에 채택되는 강관은 각형강관으로서,

상기 수직플레이트는 다수개가 일정 간격으로 배치되되, 수평플레이트 양단부에 위치하는 수직플레이트는 각형강관 단부에 위치하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 충전강관 기둥과 철근콘크리트 무량판의 접합구조.