KR20090093599A - 무거푸집 기둥과 슬림빔의 접합부 연결구조 및 그 시공방법 - Google Patents

무거푸집 기둥과 슬림빔의 접합부 연결구조 및 그 시공방법

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KR20090093599A
KR20090093599A KR1020080019209A KR20080019209A KR20090093599A KR 20090093599 A KR20090093599 A KR 20090093599A KR 1020080019209 A KR1020080019209 A KR 1020080019209A KR 20080019209 A KR20080019209 A KR 20080019209A KR 20090093599 A KR20090093599 A KR 20090093599A
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강지연
강석준
정병석
남순우
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김경주
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에스에이치공사
현대제철 주식회사
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Abstract

본 발명은 무거푸집 기둥과 슬림빔이 연결되는 부위의 일체성을 강화하여 구조적인 성능을 향상시킨 무거푸집 기둥과 슬림빔의 접합부 연결구조 및 그 시공방법으로, 사각 모서리에 ㄱ형강이 배치되고 그 사이마다 y형 강판이 접합되는 무거푸집 기둥, 무거푸집 기둥에 설치되는 접합수단 및 접합수단을 통해 무거푸집 기둥에 연결되는 슬림빔을 포함한다. 이때, 상기 접합수단은 사각 튜브 형상의 몸체와 상기 몸체에 착탈 가능하게 결합되는 한 쌍의 접합앵글로 구성되거나 무거푸집 기둥에 접촉되는 세로부재와 상기 세로부재의 일면에 형성되어 상기 슬림빔이 안착되는 가로부재와, 상기 세로부재 및 가로부재를 연결하는 보강부재로 구성된다.

Description

무거푸집 기둥과 슬림빔의 접합부 연결구조 및 그 시공방법{CONNECTING STRUCTURE FOR FORM-LESS COLUMN AND SLIM BEAMS, AND CONSTRUCTING METHOD THEREOF}
본 발명은 무거푸집 기둥과 슬림빔의 접합부 연결구조 및 그 시공방법에 관한 것으로, 구체적으로는 무거푸집 기둥과 슬림빔이 연결되는 부위의 일체성을 강화하여 구조적인 성능을 향상시킨 무거푸집 기둥과 슬림빔의 접합부 연결구조 및 그 시공방법에 관한 것이다.
일반적으로 슬림빔은 층고절감을 위한 슬림플로어 공법의 효율을 극대화할 수 있는 비대칭 열간 압연 H형강 보이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 슬림빔(1)은 상단 플랜지(12), 상단 플랜지(12)보다 넓은 폭으로 형성되는 하단 플랜지(14), 상단 플랜지(12)와 하단 플랜지(14)를 연결하는 웨브(16)로 이루어진 비대칭 열간 압연 H형강이다. 이러한 슬림빔(1)의 하부 양측, 즉 하단 플랜지(14) 양측 선단에는 합성보의 측면 거푸집 및 슬래브용 데크, 또는 하프 슬래브 거치용으로 사용되는 ㄷ형강(20)이 부착된다.
한편, 상술한 슬림빔이 연결되는 기둥으로 강관 속에 콘크리트가 충전된 CFT(concrete filled steel tube) 기둥이 사용될 수 있다. 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 슬림빔의 연결구조를 제공하는데 목적이 있으며, 특히 연결 부위의 일체성을 강화하여 구조적인 성능을 향상시킨 무거푸집 기둥과 슬림빔의 접합부 연결구조 및 그 시공방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 무거푸집 기둥과 슬림빔의 접합부 연결구조는 사각 모서리에 ㄱ형강이 배치되고 그 사이마다 y형 강판이 접합되는 무거푸집 기둥, 무거푸집 기둥에 설치되는 접합수단 및 접합수단을 통해 무거푸집 기둥에 연결되는 슬림빔을 포함한다. 이때, 상기 접합수단은 사각 튜브 형상의 몸체와 상기 몸체에 착탈 가능하게 결합되는 한 쌍의 접합앵글로 구성되거나 무거푸집 기둥에 접촉되는 세로부재와 상기 세로부재의 일면에 형성되어 상기 슬림빔이 안착되는 가로부재와, 상기 세로부재 및 가로부재를 연결하는 보강부재로 구성된다.
본 발명에 의한 무거푸집 기둥과 슬림빔의 접합부 연결구조 및 그 시공방법은 무거푸집 기둥과 슬림빔이 접합수단에 의해 일체화되므로 구조적인 성능이 대폭 향상된다. 또한, 접합수단을 이용한 무거푸집 기둥과 슬림빔의 접합이 용이하고 공장에서 대량으로 생산하여 현장작업을 감소시킴으로써 공사기간을 획기적으로 단축하고 공사비용도 절감할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 의한 무거푸집 기둥과 슬림빔의 접합부 연결구조 중 제 1 실시예를 도시하는 사시도.
도 2 및 도 3은 도 1의 분해사시도 및 부분절개사시도.
도 4는 본 발명에 의한 무거푸집 기둥과 슬림빔의 접합부 연결구조 중 제 2 실시예를 도시하는 사시도.
도 5 및 도 6은 도 4의 분해사시도 및 부분절개사시도.
도 7은 종래기술에 의한 슬림빔을 도시하는 사시도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
100: 무거푸집 기둥 110: ㄱ형강
120: y형 강판 140: 개구부
200: 슬림빔 210: 상단 플랜지
220: 하단 플랜지 230: 웨브
300, 500: 접합수단 310: 몸체
320: 접합앵글 510: 브래킷
520: 접합플레이트
첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 의한 무거푸집 기둥과 슬림빔의 접합부 연결구조 중 제 1 실시예를 도시하는 사시도이고, 도 2 및 도 3은 도 1의 분해사시도 및 부분절개사시도이다. 상기 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명에 의한 무거푸집 기둥과 슬림빔의 접합부 연결구조 중 제 1 실시예를 설명하면 다음과 같다.
도면에 도시된 바와 같이 무거푸집 기둥과 슬림빔의 접합부 연결구조의 제 1 실시예는 무거푸집 기둥(100)과, 상기 무거푸집 기둥(100)의 둘레에 연결되는 복수의 슬림빔(200)과, 무거푸집 기둥(100)에 슬림빔(200)을 연결하기 위한 접합수단(300)을 포함한다.
상기 무거푸집 기둥(100)은 ㄱ형강(110)이 각 모서리마다 위치되는 사각형의 평면으로 이루어지고, ㄱ형강(110) 사이에는 소정의 두께를 갖는 y형 강판(120)이 용접된다. 이때, 상기 y형 강판(120)은 냉연강판의 표면에 아연을 코팅하여 내식성을 향상시킨 아연도금강판으로, 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. 이러한 돌기(122)는 콘크리트 충전시 그 하부에 공극이 발생되지 않도록 완만한 곡면의 L자 형상으로 형성되는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같은 무거푸집 기둥(110)의 중단에는 소정 크기의 개구부(140)가 형성되고, 상기 개구부(140)의 둘레에는 슬림빔(200)과의 연결을 위한 접합수단(300)이 설치된다. 이때, 상기 개구부(140)는 상기 접합수단(300)의 내측으로 돌출되는 스터트 볼트(330)가 어떠한 간섭도 없이 설치될 수 있도록 한 것으로, 그 둘레에는 상기 접합수단(300)과의 연결을 위한 복수의 제 1 관통공(170)이 형성된다. 그리고 도면에는 도시되지 않았으나 상기 개구부(140)의 하부에 소정의 두께를 갖는 강판을 부착하고 그 상부에 접합수단(300)을 설치할 경우 접합수단(300)의 처짐을 방지할 수 있다.
상기 슬림빔(200)은, 상단 플랜지(210)와, 상기 상단 플랜지(210)보다 넓은 폭의 하단 플랜지(220)와, 상기 상단 플랜지(210) 및 하단 플랜지(220)를 연결하는 웨브(230)로 이루어진 열간 압연 비대칭 H형강으로, 상기 웨브(230)의 선단에는 상기 접합수단(300)과 연결을 위한 복수의 제 2 관통공(240)이 형성된다. 한편, 도면에는 도시되지 않았지만 상기 슬림빔(200)의 양측, 좀 더 상세하게는 하단 플랜지(220) 양측 선단에는 슬림빔의 측면 거푸집 및 슬래브용 데크, 또는 하프 슬래브용 거치대로 사용되는 ㄷ형강(미도시)이 추가로 부착될 수 있다.
상기 접합수단(300)은 사각의 튜브 형상으로 형성된 몸체(310)와, 상기 몸체(310)의 전면, 후면, 좌측면 및 우측면 중 적어도 한 면에 결합되는 한 쌍의 접합앵글(320)로 구성된다.
이 중에서 상기 몸체(310)는 내측 모서리에 무거푸집 기둥(100)의 모서리, 즉 ㄱ형강(110)이 끼워질 수 있는 크기로 형성된다. 그리고 그 전면, 후면, 좌측면 및 우측면에는 상기 무거푸집 기둥(100) 및 접합앵글(320)과 결합을 위한 제 3 관통공(312)이 형성되며, 내측 벽면에는 내부에 타설되는 콘크리트와의 결합력을 증대시키기 위한 복수의 스터드 볼트(330)가 돌출된다.
상기 접합앵글(320)은 소정의 길이로 절단된 ㄱ형강으로 일 측면은 상기 무거푸집 기둥(100)에 결합되고, 타 측면은 상기 슬림빔(200)에 결합되며, 상기 양 측면에는 상기 몸체(310) 및 슬림빔(200)과 결합을 위한 제 4 및 제 5 관통공(322, 324)이 형성된다. 이때, 상기 접합앵글(320)은 상술한 바와 같이 한 쌍으로 마련되어 상기 슬림빔(200)의 웨브(230)의 양측면에 각각 결합된다.
상술한 바와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 의한 슬림빔의 연결구조를 살펴보면, 접합수단(300)의 몸체(310)는 무거푸집 기둥(100)에 끼워져 설치되고, 슬림빔(200)은 상기 접합수단(300)의 접합앵글(320)에 연결된다. 이때, 상기 무거푸집 기둥(100)과 몸체(310)는 제 1 관통공(140)과 제 3 관통공(312)을 관통하는 제 1 고정볼트(410)에 의해 결합되고, 상기 몸체(310)와 접합앵글(320)은 제 3 관통공(312)과 제 4 관통공(322)을 관통하는 제 2 고정볼트(420)에 의해 결합되며, 상기 슬림빔(200)과 접합앵글(320)은 제 2 관통공(240)과 제 5 관통공(324)을 관통하는 제 3 고정볼트(430)에 의해 결합된다. 특히, 상기 제 2 고정볼트(420) 중 일부는 상기 무거푸집 기둥(100)을 추가로 관통하여 결합된다.
한편, 상술한 제 1 내지 제 5 관통공(140, 240, 312, 322, 324)은 상기 무거푸집 기둥(100), 슬림빔(200) 및 접합수단(300)의 설치 오차를 고려하여 장공으로 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 제 1 내지 제 5 관통공(140, 240, 312, 322, 324)을 관통하여 결합되는 제 1 내지 제 3 고정볼트(410, 420, 430)는 항복강도 및 인장강도가 우수한 고력볼트인 것이 바람직하다.
도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명에 의한 무거푸집 기둥과 슬림빔의 접합부 연결구조에 의한 시공방법을 살펴보도록 한다.
상기 무거푸집 기둥(100)은 공사기간을 단축시키기 위하여 공장에서 대량으로 제작한 뒤 현장으로 옮겨 시공된다. 이때, 상기 무거푸집 기둥(100)에는 접합수단(300)을 설치하기 위한 개구부(140)가 마련된다.
상기 무거푸집 기둥(100)의 시공 및 접합수단(300)의 설치가 완료되면 슬림빔(200)을 상기 접합수단(300)에 연결한다. 이때, 상기 슬림빔(200)도 무거푸집 기둥(100)과 마찬가지로 공장에서 생산된 제품을 가공공장에서 대량으로 가공한 뒤 현장으로 옮겨 시공한다. 그리고 필요시 상기 슬림빔(200)의 하단 플랜지(220) 양측 선단에 ㄷ형강(미도시)을 부착하고 현장으로 옮겨 무거푸집 기둥(100)에 연결한다.
상술한 과정을 거쳐 슬림빔(200)과 접합수단(300)의 연결이 완료되면 무거푸집 기둥(100) 및 슬림빔(200)의 내부에 콘크리트를 타설하고, 타설된 콘크리트가 양생되면 그 외부에 내화피복재를 도포함으로써 시공을 완료한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의한 슬림빔의 연결구조는 접합수단(300)을 사용하여 무거푸집 기둥(100)과 슬림빔(200)의 연결부위를 일체화함으로써 구조적인 성능을 대폭 개선할 수 있고 공사시간을 획기적으로 단축할 수 있다.
도 4는 본 발명에 의한 무거푸집 기둥과 슬림빔의 접합부 연결구조 중 제 2 실시예를 도시하는 사시도이고, 도 5 및 도 6은 도 4의 분해사시도 및 부분절개사시도이다. 도 4 내지 도 6을 참조하여 본 발명에 의한 무거푸집 기둥과 슬림빔의 접합부 연결구조의 제 2 실시예를 설명하면 다음과 같다.
도면에 도시된 바와 같이 제 2 실시예는 접합수단(500)을 포함한 일부 구성요소를 제외하곤 제 1 실시예와 동일한 구조 및 형상으로 이루어진다. 따라서 제 2 실시예를 설명함에 있어 제 1 실시예와 중복되는 부분에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 제 2 실시예는 무거푸집 기둥(100)과, 상기 무거푸집 기둥(100)의 둘레에 연결되는 복수의 슬림빔(200)과, 무거푸집 기둥(100)에 슬림빔(200)을 연결하기 위한 접합수단(500)을 포함한다.
상기 접합수단(500)은 무거푸집 기둥(100)의 전면, 후면, 좌측면 및 우측면 중 적어도 일면에 설치되고 슬림빔(200)이 안착되는 브래킷(510)과, 상기 브래킷(510)이 설치되지 아니한 면에 설치되는 접합플레이트(520)로 구성된다. 이때, 상기 브래킷(510)은 무거푸집 기둥(100)의 전면 및 후면 또는 좌측면 및 우측면에 한 쌍으로 설치되는 것이 바람직하며, 한 쌍으로 설치될 경우 무거푸집 기둥(100)을 관통하여 그들을 연결함으로써 프리스트레스(prestress)를 가하는 긴장부재(530)를 더 포함하여 구성된다.
상술한 구성요소를 좀 더 상세히 설명하면, 상기 브래킷(510)은 무거푸집 기둥(100)에 접촉되는 세로부재(512)와, 상기 세로부재(512)의 일면에 형성되어 상기 슬림빔(200)이 안착되는 가로부재(514)와, 상기 세로부재(512) 및 가로부재(514)의 사이에 마련된 보강부재(516)로 구성된다. 이때, 상기 세로부재(512)는 용접의 방법으로 무거푸집 기둥(100)에 결합되고, 상기 가로부재(514)는 고정볼트(540)에 의해 슬림빔(200)과 결합된다.
상기 접합플레이트(520)는 슬림빔(200)이 연결되는 부위를 강도를 증대시키기 위한 것으로 상기 세로부재(512)와 동일한 넓이를 가지며 소정 두께로 이루어진 강판이다. 그리고 상기 접합플레이트(520)에는 관통공(522)이 형성되어 고정볼트(550)에 의해 무거푸집 기둥(100)과 결합된다. 이때, 상기 접합플레이트(520)의 내측 벽면에는 내부에 타설되는 콘크리트와의 결합력을 증대시키기 위한 복수의 스터드 볼트(미도시)가 추가로 설치될 수 있다.
상술한 제 1 및 제 2 실시예에 기재된 바와 같이 본 발명에 의한 슬림빔의 연결구조는 접합수단(300, 500)을 사용하여 무거푸집 기둥(100)과 슬림빔(200)을 일체화함에 따라 연결부위의 구조적인 성능도 대폭 향상됨을 알 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 무거푸집 기둥과 슬림빔의 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 (9)

  1. 사각 모서리에 ㄱ형강이 배치되고 그 사이마다 y형 강판이 접합되는 무거푸집 기둥;
    무거푸집 기둥에 설치되는 접합수단; 및
    접합수단을 통해 무거푸집 기둥에 연결되는 슬림빔;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 무거푸집 기둥과 슬림빔의 접합부 연결구조.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 접합수단은 사각 튜브 형상의 몸체 및 상기 몸체에 착탈 가능하게 결합되는 한 쌍의 접합앵글로 구성되고, 상기 한 쌍의 접합앵글 사이에 슬림빔이 위치되어 연결되는 것을 특징으로 하는 무거푸집 기둥과 슬림빔의 접합부 연결구조.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 접합수단은 몸체의 내부로 돌출되는 복수의 스터드 볼트를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 무거푸집 기둥과 슬림빔의 접합부 연결구조.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 접합수단은, 무거푸집 기둥의 전면, 후면, 좌측면 및 우측면 중 적어도 일면에 설치되고 슬림빔이 안착되는 브래킷과, 상기 브래킷이 설치되지 아니한 면에 설치되는 접합플레이트로 구성되는 것을 특징으로 하는 무거푸집 기둥과 슬림빔의 접합부 연결구조.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 브래킷은, 무거푸집 기둥에 접촉되는 세로부재와, 세로부재의 일면에 형성되어 상기 슬림빔이 안착되는 가로부재와, 상기 세로부재 및 가로부재의 사이에 마련되는 보강부재로 구성되는 것을 특징으로 하는 무거푸집 기둥과 슬림빔의 접합부 연결구조.
  6. 제 5 항에 있어서,
    서로 반대방향에 위치된 한 쌍의 브래킷을 연결하는 긴장부재를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 무거푸집 기둥과 슬림빔의 접합부 연결구조.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 무거푸집 기둥의 내부에 콘크리트가 충전되는 것을 특징으로 하는 무거푸집 기둥과 슬림빔의 접합부 연결구조.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 무거푸집 기둥과 슬림빔의 외부에 내화피복재가 도포되는 것을 특징으로 하는 무거푸집 기둥과 슬림빔의 접합부 연결구조.
  9. 제 8 항에 따른 무거푸집 기둥과 슬림빔의 접합부 시공방법에 있어서,
    무거푸집 기둥을 시공하는 단계;
    무거푸집 기둥에 접합수단을 설치하는 단계;
    무거푸집 기둥의 내부에 콘크리트를 타설하는 단계; 및
    무거푸집 기둥과 슬림빔의 외부에 내화피복재를 도포하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 무거푸집 기둥과 슬림빔의 접합부 시공방법.
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KR1020080019209A KR20090093599A (ko) 2008-02-29 2008-02-29 무거푸집 기둥과 슬림빔의 접합부 연결구조 및 그 시공방법

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101145549B1 (ko) * 2009-12-31 2012-05-16 재단법인 포항산업과학연구원 기둥과 철골보의 접합부 보강구조 및 그 시공방법
KR101429137B1 (ko) * 2012-03-06 2014-08-11 경희대학교 산학협력단 공간확장을 위한 pc보유닛 연결구조 및 이의 시공방법
KR20190057672A (ko) * 2017-11-20 2019-05-29 호서대학교 산학협력단 철골 보, 합성 기둥, 및 이들의 접합 구조

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