KR20080057552A

KR20080057552A - 프리 캐스트 충전 강관 기둥의 연결 방법 및 구조

Info

Publication number: KR20080057552A
Application number: KR1020060130987A
Authority: KR
Inventors: 정진안; 황정필
Original assignee: 재단법인 포항산업과학연구원
Priority date: 2006-12-20
Filing date: 2006-12-20
Publication date: 2008-06-25

Abstract

본 발명의 예시적인 실시예에 따른 프리 캐스트 충전 강관 기둥의 연결 구조는, 콘크리트가 내부에 충전 형성된 제1 강관 본체를 가지면서 상기 콘크리트가 상기 제1 강관 본체의 외측으로 돌출된 돌출부를 형성하는 제1 강관 기둥과, 콘크리트가 내부에 충전 형성된 제2 강관 본체를 가지면서 상기 제2 강관 본체의 단부에 상기 돌출부가 삽입되는 공간부를 형성하는 제2 강관 기둥과, 상기 돌출부가 상기 공간부에 암수 결합된 상태에서 상기 공간부에 무수축 모르타르가 충전되어 이루어지는 접합부를 포함한다.

프리캐스트, 콘크리트, 충전, 강관, 기둥, 강관본체, 돌출부, 공간부, 주입공, 무수축, 모르타르, 접합부

Description

프리 캐스트 충전 강관 기둥의 연결 방법 및 구조 {CONNECTION METHOD OF PRE-CAST CONCRETE FILLED STEEL TUBE AND STRUCTURE WITH THE SAME}

이 도면들은 본 발명의 예시적인 실시예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니된다.

도 1 내지 도 4는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 프리 캐스트 충전 강관 기둥의 연결 방법을 설명하기 위한 단면 구성도이다.

도 5는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 프리 캐스트 충전 강관 기둥의 연결 구조를 도시한 사시도이다.

도 6은 본 발명의 예시적인 다른 실시예에 따른 프리 캐스트 충전 강관 기둥의 연결 구조를 도시한 사시도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 참조 부호의 설명>

10... 제1 강관 기둥 11... 제1 강관 본체

13, 23... 콘크리트 15... 돌출부

20... 제2 강관 기둥 21... 제2 강관 본체

25... 공간부 27... 모르타르 주입공

31... 모르타르 50... 접합부

본 발명은 프리 캐스트 충전 강관 기둥의 연결 방법 및 그 구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 콘크리트가 충전된 강관 기둥을 간단하게 이음 접합할 수 있는 프리 캐스트 충전 강관 기둥의 연결 방법 및 그 구조에 관한 것이다.

일반적으로, 건설용 기둥 부재로 사용되는 콘크리트 충전 강관의 구조는 강관 기둥을 선 시공한 상태에서, 그 강관 기둥의 내부에 콘크리트를 타설하는 방식으로 이루어진다. 그러나, 이와 같은 공법은 강관 기둥 내부의 콘크리트 충전성을 측정하는데 어려움이 있는 바, 강관 기둥을 절단하지 않고서는 콘크리트의 충전성을 측정하기가 매우 힘들다.

이러한 측면에서 강관 기둥에 콘크리트를 먼저 충전한 후, 그 강관 기둥을 시공하는 프리 캐스트 콘크리트 충전 강관 공법이 있으나, 이 공법은 공장에서 생산되는 강관 사이즈의 한계와 운반시의 제약 조건이 따르는 문제가 있다. 이를 해결하기 위해 강관 기둥을 용접으로 접합하여 선 시공한 후 그 강관 기둥 내부에 콘크리트를 충전하는 공법이 있으나, 이러한 공법은 시공 현장에서의 작업 시간이 증가하게 되어 공기 단축에 불리하고, 강관 기둥을 이음 접합하고 콘크리트를 타설하기 위한 장비를 필요로 하므로 공사비가 상승하게 되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 그 목적은 공장에서 미리 제작된 콘크리트 충전 강관 기둥을 현장에서 간단하게 이음 접합할 수 있는 프리 캐스트 충전 강관 기둥의 연결 방법 및 그 구조를 제공하는데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 프리 캐스트 충전 강관 기둥의 연결 구조는, 콘크리트가 내부에 충전 형성된 제1 강관 본체를 가지면서 상기 콘크리트가 상기 제1 강관 본체의 외측으로 돌출된 돌출부를 형성하는 제1 강관 기둥과, 콘크리트가 내부에 충전 형성된 제2 강관 본체를 가지면서 상기 제2 강관 본체의 단부에 상기 돌출부가 삽입되는 공간부를 형성하는 제2 강관 기둥과, 상기 돌출부가 상기 공간부에 암수 결합된 상태에서 상기 공간부에 무수축 모르타르가 충전되어 이루어지는 접합부를 포함한다.

상기 프리 캐스트 충전 강관 기둥의 연결 구조에 있어서, 상기 제2 강관 기둥은 상기 공간부로 상기 모르타르를 주입할 수 있도록 상기 공간부와 상호 연통되는 적어도 하나의 모르타르 주입공을 형성할 수 있다.

상기 프리 캐스트 충전 강관 기둥의 연결 구조는, 상기 공간부의 단면적이 상기 돌출부의 단면적 보다 큰 것이 바람직하다.

상기 프리 캐스트 충전 강관 기둥의 연결 구조는, 상기 제1 강관 본체 및 상기 제2 강관 본체가 각형으로 이루어질 수 있다.

상기 프리 캐스트 충전 강관 기둥의 연결 구조는, 상기 제1 강관 본체 및 상기 제2 강관 본체가 원형으로 이루어질 수도 있다.

또한, 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 프리 캐스트 충전 강관 기둥의 연결 방법은, 콘크리트가 내부에 충전 형성된 제1 강관 본체를 가지면서 상기 콘크리 트가 상기 제1 강관 본체의 외측으로 돌출된 돌출부를 형성하고 있는 제1 강관 기둥을 준비하고, 콘크리트가 내부에 충전 형성된 제2 강관 본체를 가지면서 상기 제2 강관 본체의 단부에 상기 돌출부가 삽입되도록 상기 돌출부의 단면적 보다 큰 공간부를 형성하고 있는 제2 강관 기둥을 준비하고, 상기 제1 강관 기둥의 상기 돌출부를 상기 제2 강관 기둥의 상기 공간부에 암수 결합하고, 상기 공간부로 무수축 모르타르를 충전하여 상기 제1 강관 기둥과 상기 제2 강관 기둥을 일체로 접합한다.

상기 프리 캐스트 충전 강관 기둥의 연결 방법은, 상기 제2 강관 본체에 형성된 모르타르 주입공을 통해 상기 모르타르를 상기 공간부로 주입할 수 있다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

본 실시예에 의한 프리 캐스트 충전 강관 기둥의 연결 방법은 공장에서 콘크리트 타설 등을 거쳐 미리 제작된 콘크리트 충전 강관 기둥을 현장에서 별도의 이음장치 없이 모르타르 충전 방식으로서 손쉽게 이음 접합할 수 있는 구성을 갖는다.

이러한 프리 캐스트 충전 강관 기둥의 연결 방법을 구체적으로 설명하면, 우 선 도 1에 도시된 바와 같이, 콘크리트(13)가 충전 형성되며 그 콘크리트(13)가 외부로 돌출된 제1 강관 기둥(10)을 준비한다. 이 때, 제1 강관 기둥(10)은 공장에서 미리 제작되어 현장으로 운반된다.

제1 강관 기둥(10)은 내부에 콘크리트(13)가 충전 형성될 수 있는 제1 강관 본체(11)를 구비하고, 제1 강관 본체(11)의 일측 단부 외측으로 콘크리트(13)가 돌출된 돌출부(15)를 형성하고 있다.

제1 강관 본체(11)는 중공을 지니면서 사각형의 단면 구조로 이루어진 각형 강관으로서 구비된다(도 5 참조). 돌출부(15)는 제1 강관 본체(11)의 내부에 충전된 형성된 콘크리트(13)가 제1 강관 본체(11)의 일측 단부 외측으로 일정 길이 돌출되게 형성되고, 제1 강관 본체(11)의 중공 단면적 보다 작은 단면적으로서 형성된다.

이어서, 도 2에 도시된 바와 같이 콘크리트(23)가 충전 형성되며, 제1 강관 기둥(10: 이하 도 1 참조)의 돌출부(15: 이하 도 1 참조)가 삽입/결합 가능한 제2 강관 기둥(20)을 준비한다. 이 때, 제2 강관 기둥(20)은 공장에서 미리 제작되어 현장으로 운반된다.

제2 강관 기둥(20)은 내부에 콘크리트(23)가 충전 형성될 수 있는 제2 강관 본체(21)를 구비하고, 제1 강관 기둥(10)의 돌출부(15)가 삽입/결합되는 공간부(25)를 제2 강관 본체(21)의 일측 단부에 형성하고 있다.

제2 강관 본체(21)는 제1 강관 본체(11: 이하 도 1 참조)와 동일한 단면적의 중공을 지니면서 사각형의 단면 구조로 이루어진 각형 강관으로서 구비된다(도 5 참조). 공간부(25)는 제1 강관 기둥(10)의 돌출부(15)가 암수 결합될 수 있는 공간을 형성하고 있다. 즉, 제2 강관 기둥(20)은 제2 강관 본체(21)의 중공에 대해 제1 강관 기둥(10)의 돌출부(15)가 삽입될 수 있는 공간을 제외한 나머지 영역에 콘크리트(23)가 충전된 구조로 이루어진다.

본 실시예에서, 제2 강관 기둥(20)의 공간부(25)는 제1 강관 기둥(10)에 구비된 돌출부(15)의 단면적 보다 큰 단면적으로서 형성된다. 이에 더하여, 제2 강관 본체(21)에는 뒤에서 더욱 설명하는 무수축 모르타르를 주입하기 위한 모르타르 주입공(27)을 형성하고 있다.

이어서, 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 강관 기둥(10)의 돌출부(15)를 제2 강관 기둥(20)의 공간부(25)에 암수식으로 삽입한다. 그러면, 제2 강관 기둥(20)의 공간부(25)가 제1 강관 기둥(10)의 돌출부(15) 보다 큰 단면적을 가지기 때문에, 돌출부(15)의 외벽면과 공간부(25)에 상응하는 제2 강관 본체(21)의 내벽면 사이에는 소정의 공간이 형성된다. 이 때, 제1 강관 본체(11)의 단부와 제2 강관 본체(21)의 단부는 서로 맞닿은 상태에 있으며, 상기한 공간은 제2 강관 본체(21)에 형성된 모르타르 주입공(27)과 상호 연통된다.

이 상태에서, 도 4에 도시된 바와 같이, 제2 강관 본체(21)의 모르타르 주입공(27)을 통해 모르타르(31)를 제2 강관 기둥(20)의 공간부(25)로 주입한다. 그러면, 모르타르(31)는 돌출부(15)의 외벽면과 공간부(25)에 상응하는 제2 강관 본체(21)의 내벽면 사이의 공간으로 충전된다. 이 때, 모르타르(31)는 양생되는 과정에서 수축 변형되지 않는 통상적인 무수축 모르타르인 것이 바람직하다.

따라서, 시간이 경과하면서 공간부(25)에 충전된 모르타르(31)가 양생됨으로써 그 모르타르(31)는 제1 강관 기둥(10)의 돌출부(15)와 제2 강관 본체(21)를 일체로 접합하는 접합부(50)로서 형성된다. 이 때, 접합부(50)는 제1 강관 기둥(10)과 제2 강관 기둥(20)과 최소한 동일한 구조적 성능을 갖는다.

이로써, 본 실시예에 의한 프리 캐스트 충전 강관 기둥의 연결 구조(100)는 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 강관 기둥(10)과 제2 강관 기둥(20)이 별도의 이음장치 없이 모르타르(31)에 의해 일체로 이음 접합된 구성을 갖는다. 이 때, 제2 강관 기둥(20)에 형성된 모르타르 주입공(27)은 별도의 마감캡(도면에 도시되지 않음)으로서 마감될 수 있다.

대안으로서, 본 실시예에서는 제1 강관 기둥(10) 및 제2 강관 기둥(20) 만을 모르타르(31)를 이용하여 이음 접합하는 예를 설명하였으나, 이에 한정되지 않고 제1 강관 기둥(10)의 다른 일측 단부에 공간부 또는 돌출부를 형성하거나 제2 강관 기둥(20)의 다른 일측 단부에 돌출부 또는 공간부를 형성함으로써 다른 강관 기둥을 제1 강관 기둥(10) 및/또는 제2 강관 기둥(20)에 일체로 이음 접합할 수도 있다.

따라서, 본 발명의 실시예에서는 공장에서 미리 제작된 콘크리트 충전 강관 기둥을 현장에서 무수축 모르타르를 이용하여 간단하게 이음 접합할 수 있으므로, 응력의 불균형 없이 상부 기둥의 하중(축력 및 전단력)을 하부 기둥으로 용이하게 전달할 수 있으며, 프리 캐스트 충전 강관 기둥의 시공이 간편하다.

도 6은 본 발명의 예시적인 다른 실시예에 따른 프리 캐스트 충전 강관 기둥 의 연결 구조를 도시한 사시도이다.

도면을 참고하면, 본 실시예에 의한 프리 캐스트 충전 강관 기둥의 연결 구조(200)는 전기 실시예의 구성을 기본으로 하면서, 제1 강관 본체(111)와 제2 강관 본체(121)가 원형의 단면을 지닌 제1 강관 기둥(110) 및 제2 강관 기둥(120)을 구성할 수 있다.

본 실시예에 의한 프리 캐스트 충전 강관 기둥의 연결 구조(200)의 나머지 구성 및 작용은 전기 실시예와 같으므로 그 자세한 설명은 생략한다.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

상술한 바와 같은 본 발명의 실시예에 의하면, 공장에서 미리 제작된 콘크리트 충전 강관 기둥을 현장에서 무수축 모르타르를 충전하는 방식으로 이음 접합할 수 있으므로, 시공이 간편하며, 공기 단축의 효과를 거둘 수 있고, 종래에서와 같은 기둥 이음 설비 및 장치를 필요로 하지 않게 되어 공사비를 절감할 수 있는 효과가 있다.

Claims

콘크리트가 내부에 충전 형성된 제1 강관 본체를 가지면서 상기 콘크리트가 상기 제1 강관 본체의 외측으로 돌출된 돌출부를 형성하는 제1 강관 기둥;

콘크리트가 내부에 충전 형성된 제2 강관 본체를 가지면서 상기 제2 강관 본체의 단부에 상기 돌출부가 삽입되는 공간부를 형성하는 제2 강관 기둥; 및

상기 돌출부가 상기 공간부에 암수 결합된 상태에서 상기 공간부에 무수축 모르타르가 충전되어 이루어지는 접합부

를 포함하는 프리 캐스트 충전 강관 기둥의 연결 구조.
제1 항에 있어서,

상기 제2 강관 기둥은 상기 공간부로 상기 모르타르를 주입할 수 있도록 상기 공간부와 상호 연통되는 적어도 하나의 모르타르 주입공을 형성하는 프리 캐스트 충전 강관 기둥의 연결 구조.
제1 항 또는 제2 항에 있어서,

상기 공간부의 단면적이 상기 돌출부의 단면적 보다 큰 프리 캐스트 충전 강관 기둥의 연결 구조.
제1 항에 있어서,

상기 제1 강관 본체 및 상기 제2 강관 본체가 각형인 프리 캐스트 충전 강관 기둥의 연결 구조.
제1 항에 있어서,

상기 제1 강관 본체 및 상기 제2 강관 본체가 원형인 프리 캐스트 충전 강관 기둥의 연결 구조.
콘크리트가 내부에 충전 형성된 제1 강관 본체를 가지면서 상기 콘크리트가 상기 제1 강관 본체의 외측으로 돌출된 돌출부를 형성하고 있는 제1 강관 기둥을 준비하고;

콘크리트가 내부에 충전 형성된 제2 강관 본체를 가지면서 상기 제2 강관 본체의 단부에 상기 돌출부가 삽입되도록 상기 돌출부의 단면적 보다 큰 공간부를 형성하고 있는 제2 강관 기둥을 준비하고;

상기 제1 강관 기둥의 상기 돌출부를 상기 제2 강관 기둥의 상기 공간부에 암수 결합하고; 및

상기 공간부로 무수축 모르타르를 충전하여 상기 제1 강관 기둥과 상기 제2 강관 기둥을 일체로 접합하는

프리 캐스트 충전 강관 기둥의 연결 방법.
제6 항에 있어서,

상기 제2 강관 본체에 형성된 모르타르 주입공을 통해 상기 모르타르를 상기 공간부로 주입하는 프리 캐스트 충전 강관 기둥의 연결 방법.