KR20080006343A

KR20080006343A - 볼트접합 변형 응력블럭에 의한 pc콘크리트 기둥과철골보의 강접합방식

Info

Publication number: KR20080006343A
Application number: KR1020060065441A
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 변형 응력블럭(Transformed Transfer block)을 수직 볼트에 의하여 결속하는 구조형식에 관한 것으로서, 상기 응력블럭(24)의 볼트구멍(26)을 통해 철골기둥 플렌지에 위치한 볼트구멍(12)에 수직 볼트(5, 5')를 체결함으로써 철골보와 응력블럭을 결합하고, PC콘크리트 기둥과 철골보의 접합은 기둥의 일정 높이에 나사공(11)이 일측면에서 노출되도록 스탑너트(27)에 연결된 철근(7)이 매립된 PC콘크리트 기둥(10)과 철골보의 플랜지 일측 선단 상면 또는 하면에 응력블럭(24, 24')이 각각 접합된 철골보(1, 1')를 수평볼트(9, 9')에 의하여 접합되도록 구성한다.

기존의 PC기둥과 철골보에 의한 복합구조에서, 철골보와 응력블럭을 용접(19)에 의하여 접합하였으므로 생산 또는 시공오차에 의한 문제점이 발생할 경우에 이에 대한 원만한 대안이 없었다. 이 경우 철골보와 응력블럭을 간단히 볼트(5, 5') 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.

직사각형블럭의 경우 다수의 대구경 철근을 기둥에 연결부 휨보강근으로 활용할 경우 수직 삽입볼트 사용에 한계가 있으므로, 변형 응럭블럭은 볼트를 위한 활용면적을 증가시키고 보다 큰 수평 접합면을 형성하여, 보다 높은 수평저항력에 대응하도록 고려한 철골보와 응력블럭의 접합방식이다.

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

Description

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

도 1은 본 발명의 변형 응력블럭을 개략적으로 나타낸 투시도,

도 2는 본 발명의 프리캐스트 콘크리트 기둥과 철골보의 2방향 접합구조를 나타낸 투시도,

도 3은 도 2에서의 프리캐스트 콘크리트 기둥을 나타낸 투시도,

도 4는 도 2에서의 철골보와 변형 응력블럭과 철골보의 볼트 접합구조의 단면도,

도 5는 도 2에서의 PC콘크리트 기둥의 접합구조를 나타낸 투시도,

도 6은 본 발명의 PC콘크리트 기둥과 철골보의 시공을 나타낸 개략도,

도 7은 종래 콘크리트 기둥과 철골보의 접합상태를 나타낸 투시도,

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

1, 1' : 철골보 플렌지 4 : 와셔

5, 5' : 볼트 6 : 직사각형의 응력블럭

7 : 철근 9 : 볼트

10 : 프리캐스트 콘크리트 기둥 11 : 나사공

14 : 너트 19 : 용접

24, 24' : 변형 응력블럭 27 : 변형 스탑너트

PC콘크리트 기둥과 보의 연결부에서, 응력블럭(24, 24')과 철골보를 볼트 접합(5, 5')에 의하여 결합하므로서 생산과 시공오차와 관련한 현장 적용 범위(Tolerance)를 증대할 수 있는 PC콘크리트 기둥과 철골보의 접합방식을 제공함에 그 목적이 있다.

고하중 장스팬 철골조에서 일반적으로 요구되는 고강도 접합부 내력을 지지하기 위하여 다수의 대구경 철근을 기둥에 연결부 휨보강근으로 활용할 수 있다. 변형 응력블럭(24, 24')은 볼트를 위한 활용면적을 증가시키고 보다 큰 수평 접합면을 형성하여, 보다 높은 수평저항력에 대응하도록 고려한 철골보와 응력블럭의 접합방식을 제공할 수 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 도 7에 도시한 또 다른 종래의 공법으로 PC콘크리트 기둥과 철골보를 접합하는 접합부재를 조립식으로 구성하여 기둥의 커플링 나사공(11)에 볼트(9)를 체결함으로써 PC콘크리트 기둥과 철골보가 용이하게 접합할 수 있으면서 강접합이 가능하도록 하고 있다. 그러나 이 경우 철골보와 응력블럭이 용접되어 있기 때문에 제작 시 발생한 오차에 대한 융통성이 부족한 문제점이 있다. 또한, 일반적으로 활용되는 직사각형블럭의 경우 다수의 대구경 철근을 기둥에 연결부 휨보강근으로 활용할 경우 수직 삽입볼트 사용에 한계가 있으므로, 높은 수평저항력에 대응하는데 문제점이 있다.

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상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 나사공(11)이 일측면에 노출되도록 몸체의 일정 높이에 스탑너트(27)를 갖춘 철근(7)이 매립된 프리캐스트 콘크리트 기둥(10)과; 플랜지의 일측 선단 상면 또는 하면에 변형 응력블럭(24, 24')이 각각 볼트(5)로 접합된 철골보(1, 1')와; 상기 변형 응력블럭(24, 24')의 관통공(26)을 통해 상기 나사공(11)에 볼트(9)를 체결함으로써 프리캐스트 콘크리트 기둥(10)과 철골보가 강접합되도록 구성된 것을 특징으로 한다.

초고층 빌딩등 고하중을 요구하는 구조물에서 PC콘크리트 기둥과 철골보의 접합은 변형 응력블럭(24)을 통해 이루어지며 변형 응력블럭(24)과 철골보(1,1')의 접합은 볼트(5)로 이루어져 접합되는 것을 특징으로 한다.

상기 철근(7)에는 외주에 나사선이 형성되어 있고, 철근(7)의 양단부가 스탑너트(27)의 나사공(11)에 나사결합되고, 상기 스탑너트(27)는 일측 단부에 철근 체결용 나사공(11)이, 철골보의 타측단부에 볼트로 접합된 변형 응력블럭(24)을 매개로 볼트(5)가 체결되는 나사공(11)이 각각 형성되어 있다.

여기서 상기 철골보(1, 1') 플랜지의 일측 선단 하면에 변형 응력블럭이 접합된 경우는 플랜지의 일측 선단 상면에 변형 응력블럭(24, 24')이 접합된 철골보를 사용하고, 상기 철골보(1, 1') 플랜지의 일측 선단 상면에 변형 응력블럭이 접합된 경우에는 플랜지의 일측 선단 상면에 변형 응력블럭이 접합된 철골보를 사용한다.

철골조 현장에서 일반적으로 용접보다는 볼트접합기술이 선호된다. 아울러, 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.

고하중 장스팬 철골조에서 일반적으로 요구되는 고강도 접합부 내력을 지지하기 위하여 다수의 대구경 철근을 기둥에 연결부 휨보강근으로 활용할 수 있다. 변형 응럭블럭(24)은 볼트(5)를 위한 활용면적을 증가시키고 보다 큰 수평 접합면을 형성하여, 보다 높은 수평저항력에 대응하도록 고려한 철골보와 응력블럭의 접합방식을 제공할 수 있다. 제안하는 볼트접합 응력블럭은 현장에서 철골보 플랜지에 볼트구멍을 재가공하여 교정할 수 있으므로 허용오차의 한계를 확대하고 PC콘크리트와 철골부재 볼트접합공법의 활용도를 증진시킬 수 있다.

Claims

L-자 형태의 단면을 갖고 수직면에 수평볼트구멍을 갖고 수평면에 다수의 수직 볼트구멍(25)을 갖도록 형성된 것을 특징으로 하는 응력블럭(24).
제1항에서, 변형응력블럭 수직 볼트구멍(25)을 통해 철골보 플렌지에 위치한 볼트구멍(12)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(24)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.