KR20080006342A

KR20080006342A - 직사각형 응력블럭에 의한 pc콘크리트 기둥과 철골보의볼트접합 강접합방식

Info

Publication number: KR20080006342A
Application number: KR1020060065439A
Authority: KR
Inventors: 유승룡
Original assignee: 유승룡
Priority date: 2006-07-12
Filing date: 2006-07-12
Publication date: 2008-01-16

Abstract

본 발명은 PC콘크리트 기둥(Precast Concrete Column)과 철골보에 의한 건식 연결부에서 철골보와 응력블럭(Transfer block)(6, 6')을 수직 볼트(5, 5')에 의하여 결속하는 구조형식에 관한 것으로서, 상기 응력블럭의 볼트구멍을 통해 철골기둥 플렌지에 위치한 볼트구멍(11)에 수직 볼트(5)를 체결함으로써 철골보와 응력블럭을 결합하고, PC콘크리트 기둥과 철골보의 접합은 기둥의 일정 높이에 나사공(11)이 일측면에서 노출되도록 스탑너트(8)에 연결된 철근(7)이 매립된 PC콘크리트 기둥(10)과 철골보의 플랜지 일측 선단 상면 또는 하면에 응력블럭(6)이 각각 접합된 철골보(1, 1')를 수평볼트에 의하여 접합되도록 구성한다.

기존의 PC기둥과 철골보에 의한 복합구조에서, 철골보와 응력블럭을 용접에 의하여 접합하였으므로 생산 또는 시공오차에 의한 문제점이 발생할 경우에 이에 대한 원만한 대안이 없었다. 이 경우 철골보와 응력블럭을 간단히 볼트(9) 체결에 의하여 접합할 경우 철골보 플랜지의 볼트구멍(12)은 현장에서 제작이 가능하므로 생산과 시공에 따른 오차를 상당부분 해결할 수 있으므로 보다 현실적인 보-기둥연결부 시공이 가능하다.

PC콘크리트 기둥, 응력블럭, 철골보, 볼트접합, 건식접합, 보-기둥연결부, 합성구조

Description

직사각형 응력블럭에 의한 PC콘크리트 기둥과 철골보의 볼트접합 강접합방식{Rigid Connection Method of Precast Concrete Column and Steel Beams by Bolted Rectangular Transfer Block}

도 1은 본 발명의 PC콘크리트 기둥과 철골보의 접합구조를 나타낸 투시도,

도 2는 도 1에서의 PC콘크리트 기둥의 접합구조를 나타낸 투시도,

도 3a은 도 1에서의 응력블럭과 철골보의 볼트 접합구조를 나타낸 투시도,

도 3b는 도 1에서의 응력블럭과 철골보의 볼트 접합구조의 단면도,

도 4는 본 발명의 PC콘크리트 기둥과 철골보의 4면 접합구조를 나타낸 투시도,

도 5는 종래의 LC Frame 공법의 접합상태와 단면도를 나타낸 투시도,

도 6는 종래 콘크리트 기둥과 철골보의 접합상태를 나타낸 투시도,

도 7은 본 발명에 사용된 스탑너트의 단면도,

도 8은 본 발명의 PC콘크리트 기둥과 철골보의 시공을 나타낸 개략도,

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞

1,1' : 철골보 플렌지 2 : 철근

3 : 스플라이스 접합부 4 : 와셔

5 : 볼트 6, 6' : 응력블럭(Transfer block)

-직사각형 모양의 응력블럭

7 : 철근 8 : 스탑너트

9 : 볼트 10 : PC콘크리트 기둥

11 : 나사공 14 : 너트

15 : 철근(기둥주근) 16,16' : 밴드플레이트

18 : 커버플레이드 19 : 용접

PC콘크리트 기둥과 보의 연결부에서, 응력블럭(6)과 철골보(1)를 볼트 접합(5)에 의하여 결합하므로서 생산과 시공오차와 관련한 현장 적용 범위(Tolerance)를 증대할 수 있는 PC콘크리트 기둥과 철골보의 접합방식을 제공함에 그 목적이 있다.

공기를 단축시킬 수 있으며 구조적 재료적 효율성을 극대화시킬 수 있는 가장 효율적인 방법은 PC기둥과 철골보의 합성이라 할 수 있다. 이 두 재료의 합성은 축력을 주로 받는 기둥에 압축력에 효율적인 콘크리트를 활용하였고, 모멘트가 주하중인 보에 철골재를 활용함으로써, 가장 효율적인 결합이라 할 수 있다. 따라서, 본 발명에서 경제적이고 효율적인 PC기둥과 철골보 연결부와 관련한 공법을 제안하려한다.

콘크리트 기둥과 철골보의 강절 연결부를 형성하는 종래의 공법으로는 도 5 에 도시한 LC Frame 공법이 일반적으로 사용되고 있다. LC Frame공법은 철근콘크리트기둥과 철골보로 된 복합구조이다. 이 공법은 압축력에 효과적인 철근콘크리트부재를 기둥으로, 휨과 전단에 우수하고 또 경량인 철골부재를 보에 적용할 수 있기 때문에 재료적 조합으로는 매우 합리적인 공법이라 할 수 있다. 이 공법은 철근배근, 거푸집, 가설재, 용접 등에 필요한 현장작업을 최소화할 수 있으며, 필요한 경우 철근콘크리트 기둥을 PC화함으로서 기계화 시공이 가능한 장점이 있는 것으로 알려져 있다. 그러나 이 공법은 연결부 철물의 재료비용이 증가하며, 보 끝에서 추가 철골보 연결작업이 필요하기 때문에 현장작업이 증가하며, 현장타설 콘크리트를 사용하고 각층마다 개별시공을 하여야 하므로 공기단축에는 효과적이지 않다. 아울러 기둥의 주근이 일부분에만 집중되므로 기둥강도 증진에 비효율적이라 할 수 있다.

콘크리트 기둥과 철골보의 강절 연결부를 형성하는 도 6에 도시한 또 다른 종래의 공법으로 PC콘크리트 기둥과 철골보를 접합하는 접합부재를 조립식으로 구성하여 기둥의 스탑너트 나사공(11)에 볼트(9)를 체결함으로써 PC콘크리트 기둥과 철골보가 용이하게 접합할 수 있으면서 강접합이 가능하도록 하고 있다. 그러나 이 경우 철골보와 응력블럭이 용접(19)되어 있기 때문에 제작 시 발생한 오차에 대한 융통성이 부족한 문제점이 있다.

.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 나사공(11)이 일측면에 노출되도록 몸체의 일정 높이에 스탑너트(8)를 갖춘 철근(7)이 매립된 PC콘크리트 기둥(10)과; 플랜지의 일측 선단 상면 또는 하면에 응력블럭(6)이 각각 볼트로 접합된 철골보(1, 1')와; 상기 응력블럭(6)의 관통공(11)을 통해 상기 나사공(11)에 볼트(9)를 체결함으로써 PC콘크리트 기둥(10)과 철골보(1, 1')가 강접합되도록 구성된 것을 특징으로 한다.

PC콘크리트 기둥과 철골보의 접합은 응력블럭을 통해 이루어지며 응력블럭(6)과 철골보(1)의 접합은 볼트(5)로 이루어져 접합되는 것을 특징으로 한다.

상기 철근(7)에는 외주에 나사선이 형성되어 있고, 철근(7)의 양단부가 스탑너트(8)의 나사공(11)에 나사결합되고, 상기 스탑너트(8)는 일측 단부에 철근 체결용 나사공(11')이, 철골보의 타측 단부에 볼트(5)로 접합된 응력블럭(6)을 매개로 볼트(9)가 체결되는 나사공이 각각 형성되어 있다.

또한 본 발명은 나사공(11)이 일측면에 노출되도록 몸체의 일정 높이에 스탑너트(8)를 갖춘 철근(7)이 세트로 교차 매립된 PC콘크리트 기둥(10)과; 플랜지의 일측 선단 상면에 응력블럭(6)이 각각 볼트로 접합된 철골보(1, 1')와; 플랜지의 일측 선단 하면에 응력블럭(6)이 각각 접합된 철골보(1)와; 상기 응력블럭(6)의 관통공(13)을 통해 상기 나사공(11)에 볼트(9)를 체결함으로써 PC콘크리트 기둥(10)에다 2방향의 철골보(도 1)가 접합되도록 구성된 것을 특징으로 한다.

여기서 상기 철골보(1,1') 플랜지의 일측 선단 하면에 응력블럭(6)이 접합된 경우는 플랜지의 일측 선단 상면에 응력블럭이 접합된 철골보(1)를 사용하고, 상기 철골보 플랜지의 일측 선단 상면에 응력블럭이 접합된 경우에는 플랜지의 일측 선단 상면에 응력블럭이 접합된 철골보(1,1')를 사용한다.

철골조 현장에서 일반적으로 용접보다는 볼트접합기술이 선호된다. 일반적으로 철골기둥은 PC기둥에 비하여 고가이다. 본 발명은 철골조와 같이 볼트접합에 의하여 PC콘크리트 기둥과 철골보를 접합하는 공법과 관련하여 보다 경제적이고 효율적인 방안을 제안하려한다.

PC콘크리트와 철골부재는 동일하게 공장 생산하여 운송, 적재, 양중 과정에 의하여 시공된다. 이 과정에서 발생하는 부재의 길이와 크기에 대한 변형에 대한 허용오차 한계는 생산성의 난이도와 부적합 폐기부재 증가로 인한 공사비증가로 연결되고 공법자체의 적용성에 영향을 미친다.

제안하는 볼트접합 응력블럭은 현장에서 철골보 플랜지에 볼트구멍을 재가공하여 교정할 수 있으므로 허용오차의 한계를 확대하고 PC콘크리트와 철골부재 볼트접합공법의 활용도를 증진시킬 수 있다.

Claims

직사가형 형태의 단면을 갖고 수직의 볼트구멍(12)과 수평의 볼트구멍(13)을 갖도록 형성된 것을 특징으로 하는 응력블럭(6).
제1항에서, 응력블럭(6)의 볼트구멍을 통해 철골보 플렌지에 위치한 볼트구멍(11)에 수직 볼트(5)를 체결함으로써 철골보와 응력블럭을 결합하고 접합되도록 구성된 것을 특징으로 하는 철골보와 응력블럭의 접합방식.
제1항 과 2항의 철골보를 활용하여,

수직으로 다수개의 PC 기둥(10)을 설치하는 단계;

상기 PC 기둥(10)에 직각으로 다수개의 철골보(1)를 철골보 플랜지에 위치한 응력블럭(6)의 수평볼트구멍에 볼트를 관통하여 체결함으로써 보와 기둥을 결속하는 단계; 상기 PC 기둥(10)과 철골보(1) 위에 다수개의 데크플레이트(20)를 설치하는 단계; 그리고

상기 다수개의 PC 기둥(10), 철골보(1) 및 데크플레이트(20)의 상부에 상부철근을 배근하고, 토핑 콘크리트(21)를 타설하는 단계; 로 구성되는 것을 특징으로 하는 구조물을 구축하는 방법.