KR20090093561A - 무거푸집 기둥과 ｔｓｃ 합성보의 접합부 연결구조 및 그시공방법 - Google Patents

무거푸집 기둥과 ｔｓｃ 합성보의 접합부 연결구조 및 그시공방법

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Abstract

본 발명은 무거푸집 기둥과 TSC 합성보가 연결되는 부위의 일체성을 강화하여 구조적인 성능을 향상시킨 무거푸집 기둥과 TSC 합성보의 접합부 연결구조 및 그 시공방법에 관한 것으로, 사각 모서리에 ㄱ형강이 배치되고 그 사이마다 y형 강판이 접합되는 무거푸집 기둥과 상면이 개방된 U자로 형성되는 TSC 합성보를 포함하고, 무거푸집 기둥의 둘레에는 접합용 강판이 돌출되어 TSC 합성보가 연결되며, 이때 TSC 합성보는 고정볼트에 의해 무거푸집 기둥과 연결된다.

Description

무거푸집 기둥과 ＴＳＣ 합성보의 접합부 연결구조 및 그 시공방법{CONNECTING STRUCTURE FOR FORM-LESS COLUMN AND STEEL BEAMS, AND CONSTRUCTING METHOD THEREOF}
본 발명은 무거푸집 기둥과 TSC 합성보의 접합부 연결구조 및 그 시공방법에 관한 것으로, 구체적으로는 무거푸집 기둥과 TSC 합성보가 연결되는 부위의 일체성을 강화하여 구조적인 성능을 향상시킨 무거푸집 기둥과 TSC 합성보의 접합부 연결구조 및 그 시공방법에 관한 것이다.
TSC 합성보(T-type steel composite beam)는 거푸집의 제작, 조립 및 탈형에 많은 시간이 소요되고 균열이 쉽게 발생하는 반면 보수 및 보강이 어려운 철근콘크리트보의 단점과, 공사비가 많이 들고 처짐과 진동 등의 사용상에 문제가 있는 철골보의 단점을 보완하기 위한 합성보이다.
도 5에 도시된 바와 같이, TSC 합성보(210)는 한 쌍의 L형 강판(11)이 서로 마주보도록 접합된 U자 형상으로, 상부플랜지(12)는 각각 외측 또는 내측을 향하도록 절곡되고 하부플랜지(13)의 중단에는 Y자형 돌기(15)를 형성된다. 이때, 상기 TSC보(10)는 필요에 따라 상부플랜지(12)에 다수의 시어커넥터(미도시)가 등간격으로 부착할 수 있다. 또한, 하부플랜지(13)에 TSC보(10)를 따라 길게 Y형 돌기(15)가 형성할 수 있다.
이러한 TSC보(10)의 시공에 적합한 기둥은 강관 속에 콘크리트가 충전된 CFT(concrete filled steel tube) 기둥이다. 그러나 CFT 기둥의 소재인 양질의 강관은 특별한 제작설비를 갖춘 대형 공장에서만 생산이 가능하므로 공사비를 상승시키는 요인이 된다. 이에 대형 다층 건물에만 적용하거나 대형 다층 건물이더라도 저층부에만 적용하고 고층부에는 적용하지 않는 것이 일반적이다.
이러한 문제를 해결하고자 최근에는 사각 모서리에 ㄱ형강이 배치되고 그 사이마다 강판이 접합되어 완성되는 콘크리트 충전용 박스형 조립기둥, 즉 무거푸집 기둥(form-less column)이 사용되는 추세이다.
따라서 본 발명은 CFT 기둥의 대안으로 사용되는 무거푸집 기둥과 TSC 합성보의 연결구조를 제공하는데 목적이 있으며, 특히 연결 부위의 일체성을 강화하여 구조적인 성능을 향상시킨 무거푸집 기둥과 TSC 합성보의 접합부 연결구조 및 그 시공방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 무거푸집 기둥과 TSC 합성보의 접합부 연결구조는 사각 모서리에 ㄱ형강이 배치되고 그 사이마다 y형 강판이 접합되는 무거푸집 기둥 및 상면이 개방된 U자로 형성되는 TSC 합성보를 포함하고, TSC 합성보가 연결되는 무거푸집 기둥의 둘레에는 접합용 강판이 돌출된다. 이때, 상기 접합용 강판은 무거푸집 기둥에 부착되는 기본 강판과, 상기 기본 강판의 하단 및 양 측단에서 돌출되는 하부 강판 및 측면 강판으로 이루어진다.
본 발명에 의한 무거푸집 기둥과 TSC 합성보의 접합부 연결구조 및 그 시공방법은 무거푸집 기둥과 TSC 합성보가 접합용 강판에 의해 일체화되므로 구조적인 성능이 대폭 향상된다. 또한, 접합수단을 이용한 무거푸집 기둥과 TSC 합성보의 접합이 용이하고 공장에서 대량으로 생산하여 현장작업을 감소시킴으로써 공사기간을 획기적으로 단축하고 공사비용도 절감할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 의한 무거푸집 기둥과 TSC 합성보의 접합부 연결구조를 도시하는 사시도.
도 2는 본 발명에 의한 무거푸집 기둥과 TSC 합성보의 접합부 연결구조를 도시하는 평면도.
도 3은 본 발명의 무거푸집 기둥과 제 1 TSC 합성보가 분리된 상태를 도시하는 사시도.
도 4는 본 발명의 무거푸집 기둥과 제 2 TSC 합성보가 분리된 상태를 도시하는 사시도.
도 5는 일반적인 형태의 TSC 합성보를 도시하는 사시도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
100: 무거푸집 기둥 110: ㄱ형강
120: y형 강판 130: 보강판
140 ~ 160: 접합용 강판 200: TSC 합성보
210: 제 1 TSC 합성보 220: 제 2 TSC 합성보
첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다.
도 1과 도 2는 본 발명에 의한 무거푸집 기둥과 TSC 합성보의 접합부 연결구조를 도시하는 사시도와 평면도이고, 도 3 및 도 4는 본 발명의 무거푸집 기둥과 제 1 및 제 2 TSC 합성보가 분리된 상태를 도시하는 사시도이다.
도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 TSC 합성보의 연결구조는 무거푸집 기둥(100)과, 상기 무거푸집 기둥(100)의 둘레에 연결되는 복수의 TSC 합성보(200)를 포함한다.
상기 무거푸집 기둥(100)은 각 모서리마다 ㄱ형강(110)이 배치되는 사각형의 평면으로 이루어지고, ㄱ형강(110) 사이에는 소정의 두께를 갖는 y형 강판(120)이 용접된다. 그리고 상기 무거푸집 기둥(100)의 중단(panel zone), 즉 TCS 합성보(200)가 부착되는 중단에는 무거푸집 기둥(100)의 측면 강도를 보강하기 위한 보강판(130)이 마련되며, 그 외부에는 TSC 합성보(200)와의 연결을 위한 접합용 강판(140 ~ 160)이 마련된다.
이 중에서 상기 y형 강판(120)은 냉연강판으로, 그 일면에는 L자 형상의 돌기(122)가 형성된다. 이와 같이 돌기(122)가 형성된 상기 y형 강판(120)은 동일한 두께를 갖는 일반 강판에 비하여 단면계수와 단면2차모멘트가 높다. 이때, 상기 돌기(122)는 콘크리트 충전시 그 하부에 공극이 발생되지 않도록 완만한 곡면의 L자 형상으로 형성되는 것이 바람직하다.
상기 보강판(130)은 상술한 바와 같이 무거푸집 기둥(100)의 측면 강도를 보강하기 위한 것으로 후술할 기본강판(140)의 내측에서 사선방향으로 배치되어지되, TSC 합성보(200)가 부착되는 무거푸집 기둥(100)의 중단 내부에만 마련된다.
상기 접합용 강판(140 ~ 160)은 무거푸집 기둥(100)에 부착되는 기본 강판(140)과, 상기 기본 강판(140)의 하단 및 양 측단에서 돌출되는 하부 강판(150) 및 측면 강판(160)으로 구성된다. 그리고 상기 하부 강판(150)과 측면 강판(160)에는 TSC 합성보(200)를 고정하기 위한 고정볼트(154, 164)가 결합되는 복수의 관통공(152, 162)이 형성된다. 이때, 상기 관통공(152, 162)은 TSC 합성보(200)의 설치오차를 고려하여 그 길이방향으로 연장되는 장공이며, 상기 고정볼트(154, 164)는 항복강도 및 인장강도가 우수한 고력볼트이다.
도 3과 도 4를 참조하여 TSC 합성보(200)를 살펴보면, 상기 TSC 합성보(200)는, 무거푸집 기둥(100)의 전면 및 후면에 연결된 제 1 TSC 합성보(210)와, 양 측면에 연결된 제 2 TSC 합성보(220)로 구분된다. 물론, 상기 무거푸집 기둥(100)의 전면(全面)에 제 1 TSC 합성보(210) 또는 제 2 TSC 합성보(220)가 연결될 수 있다. 하지만, 본 실시예에서는 서로 다른 형상으로 이루어진 제 1 TSC 합성보(210) 및 제 2 TSC 합성보(220)가 동일한 연결구조에 의해 연결됨을 보여주고자 이와 같이 설정하였다.
여기서 상기 제 1 및 제 2 TSC 합성보(210, 220)는 본 출원인에 의해 기 출원된 합성보로 본 실시예에서는 간략하게 설명하도록 한다.
먼저, 상기 제 1 TSC 합성보(210)는 한 쌍의 L형 강판이 서로 마주보도록 접합된 U자 형상으로, 상부플랜지(212)는 각각 외측을 향하도록 절곡되고 하부플랜지(214)의 중단에는 Y자형 돌기(216)를 형성된다. 또한, 상기 제 1 TSC 합성보(210)의 양단에는 상기 하부 강판(150) 및 측면 강판(160)에 형성된 복수의 관통공(152, 162)과 대응되는 위치에 관통공(218)이 형성된다.
그리고 상기 제 2 TSC 합성보(220)는 제 1 TSC 합성보(210)와 같이 한 쌍의 L형 강판이 서로 마주보도록 접합된 U자 형상으로 형성되고, 하부플랜지(224)의 중단에는 Y자형 돌기(226)를 형성되며, 양단에는 상기 하부 강판(150) 및 측면 강판(160)에 형성된 복수의 관통공(152, 162)과 대응되는 위치에 관통공(228)이 형성된다. 다만, 상기 제 2 TSC 합성보(220)는 제 1 TSC 합성보(210)와 달리 상부플랜지(222)가 서로 대향하도록 절곡되는 형상으로 이루어진다.
상술한 무거푸집 기둥(100)과 TSC 합성보(200)의 연결을 위한 시공방법을 도 1 내지 도 4를 참조하여 살펴보면 다음과 같다.
상기 무거푸집 기둥(100)은 공사기간을 단축시키기 위하여 공장에서 대량으로 제작한 뒤 현장으로 옮겨 시공된다. 상기 무거푸집 기둥(100)이 시공되면 인접한 한 쌍의 무거푸집 기둥(100) 사이에 TSC 합성보(200)를 위치시키고, 접합용 강판(140 ~ 160)의 관통공(152, 162)과 TSC 합성보(200)의 관통공(218, 228)을 통해 고정볼트(154, 164)를 결합하여 연결한다.
이러한 과정을 거쳐 무거푸집 기둥(100) 사이에 TSC 합성보(200)가 연결되면 무거푸집 기둥(100)과 TSC 합성보(200)의 내부에 콘크리트를 타설하고, 타설한 콘크리트가 완전히 양생되면 무거푸집 기둥(100)과 TSC 합성보(200)의 표면에 내화피복재를 도포하여 마무리한다. 이때, 상기 TSC 합성보(200)는 상술한 바와 같이 무거푸집 기둥(100)에 연결된 상태에서 콘크리트가 타설되거나 콘크리트를 타설 및 양생한 후 무거푸집 기둥(100)에 연결할 수 있다.
상술한 바와 같은 구성 및 시공방법을 갖는 본 발명에 의한 TSC 합성보의 연결구조는 고정볼트(154, 164)를 사용하여 무거푸집 기둥(100)과 TSC 합성보(200)의 연결부위를 일체화함으로써 구조적인 성능을 대폭 개선할 수 있고 공사시간을 획기적으로 단축할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 무거푸집 기둥과 TSC 합성보의 접합부 연결구조 및 그 시공방법을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다는 것을 이 분야의 통상적인 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.

Claims (4)

  1. 사각 모서리에 ㄱ형강이 배치되고 그 사이마다 y형 강판이 접합되는 무거푸집 기둥과 상면이 개방된 U자로 형성되는 TSC 합성보를 포함하여 구성되어지되, 상기 무거푸집 기둥의 둘레에는 TSC 합성보와의 연결을 위한 접합용 강판이 돌출되는 것을 특징으로 하는 무거푸집 기둥과 TSC 합성보의 접합부 연결구조.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 접합용 강판은, 무거푸집 기둥에 부착되는 기본 강판과, 상기 기본 강판의 하단 및 양 측단에서 돌출되는 하부 강판 및 측면 강판으로 이루어진 것을 특징으로 하는 무거푸집 기둥과 TSC 합성보의 접합부 연결구조.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 무거푸집 기둥과 TSC 합성보의 내부에 콘크리트가 충전되고, 외부에는 내화피복재가 도포되는 것을 특징으로 하는 무거푸집 기둥과 TSC 합성보의 접합부 연결구조.
  4. 제 3 항에 따른 무거푸집 기둥과 TSC 합성보의 접합부 시공방법에 있어서,
    무거푸집 기둥을 시공하는 단계;
    무거푸집 기둥에 형성된 접합용 강판을 통해 TSC 합성보를 접합하는 단계;
    무거푸집 기둥과 TSC 합성보 내부에 콘크리트를 타설하는 단계; 및
    무거푸집 기둥과 TSC 합성보 외부에 내화피복재를 도포하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 무거푸집 기둥과 TSC 합성보의 접합부 시공방법.
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