KR20100041991A

KR20100041991A - 전단연결재로서의 철골구조용 스터드 볼트의 결합구조

Info

Publication number: KR20100041991A
Application number: KR1020080101078A
Authority: KR
Inventors: 조장환
Original assignee: 주식회사 한미파슨스건축사사무소
Priority date: 2008-10-15
Filing date: 2008-10-15
Publication date: 2010-04-23

Abstract

본 발명은 철골부재와 콘크리트의 합성구조에서 이들 상호 간의 거동을 일체화시키기 위한 전단연결재의 일종인 스터드 볼트를 이용한 것으로, 전단연결재로서의 철골구조용 스터드 볼트의 결합구조에 대한 것이다.

본 발명의 전단연결재로서의 철골구조용 스터드 볼트의 결합구조는 볼트머리; 및, 일단이 볼트머리에 연직 결합되는 볼트몸통; 으로 이루어지는 스터드 볼트를 이용한 것으로, 상기 볼트몸통의 타단은 소정의 길이만큼 철골부재를 관통하여 너트 결합됨으로써, 철골부재에 긴결되는 것을 특징으로 한다.

본 발명을 이용하는 경우에는 스터드 볼트가 너트에 의하여 철골부재에 결합되기 때문에, 운반 또는 입설 단계에서 스터드 볼트의 위치가 변형되지 않는다. 따라서 철골부재와 콘크리트 사이에 전단 응력 전달 및 일체성 확보 여부가 보장된다.

나아가 스터드 볼트와 너트를 이용한 기계적인 결합을 채용함으로써, 간단한 작업으로 높은 신뢰도를 얻을 수 있다.

전단연결재, 스터드 볼트, 너트, 철골구조, 콘크리트, 현장타설말뚝, 보, H형강

Description

전단연결재로서의 철골구조용 스터드 볼트의 결합구조{Fixed structure of stud-bolt in steel sturcture as shear conncetor}

탑다운 공법(top down method)이나 다운워드 공법(downward method)에서는 RCD(Reverse Circulation Drill) 파일이나 PRD(Perocussion Rotary Method) 파일 등의 현장타설말뚝을 미리 시공한 후, 구체 공사를 진행하는 순서로 시공이 이루어진다.

이들 RCD 파일이나 PRD 파일은 상부 구조물을 지지하는 기초의 일종으로, 주로 선단지지력과 주면마찰력을 통하여 지지력을 향상시킨다. 그리고 이러한 지지력 향상 방법으로 H형강 말뚝의 선단에 전단연결재로서의 스터드 볼트를 용접 결합하는 방법이 사용되고 있다.

한편, 현장타설말뚝에 사용되는 스터드 볼트 외에, 철골보와 콘크리트의 합성구조에서 외력에 대하여 이들 상호 간의 거동을 일체화시키기 위한 전단연결재로서 스터드 볼트가 이용되고 있다.

종래 전단연결재로 이용되는 스터드 볼트는 공장 또는 현장에서 철골부재에 연직으로 용접 결합된 다음, 후 타설되는 콘크리트에 철골부재를 일체화하였다. 그리고 이러한 전단연결재로서의 역할을 위해서는 시공 단계에서 스터드 볼트가 계속하여 철골부재에 연직으로 결합이 유지될 필요가 있다.

그러나 철골부재의 운반 또는 입설 과정에서 도 1에 도시된 바와 같이, 스터드 볼트에 변형이 일어나는 경우가 다수 발생하며, 이로 인하여 철골부재와 콘크리트 상호 간에 전단 응력이 잘 전달되지 않는 경우가 있다.

이러한 스터드 볼트의 변형은 용접 공정이 부실하게 진행되거나, 콘크리트의 타설압에 의하여 스터드 볼트에 불균등하게 분포하는 하중이 작용하는 경우에는 더욱 가속화될 수 있다.

또한, 스터드 볼트를 현장 용접하는 경우에는 용접 공정에 따른 현장 화재 위험 및 용접 공정에 따른 공기 증가와 비용 상승의 우려가 있으며, 아울러 외기 조건에 의하여 접합부 품질이 좌우된다는 단점이 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 시공 단계에서 스터드 볼트의 수직도를 유지할 수 있는 전단연결재로서의 철골구조용 스터드 볼트의 결합구조를 제공하고자 한다.

아울러 스터드 볼트와 너트를 이용한 기계적인 결합 방법을 채용함으로써, 저렴한 비용으로 품질 유지 및 시공성 향상이 가능할 뿐만 아니라, 화재의 위험으로부터 자유로운 전단연결재로서의 철골구조용 스터드 볼트의 결합구조를 제공하고자 한다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 볼트머리; 및, 일단이 볼트머리에 연직 결합되는 볼트몸통; 으로 이루어지는 스터드 볼트를 이용한 것으로, 상기 볼트몸통의 타단은 소정의 길이만큼 철골부재를 관통하여 너트 결합됨으로써, 철골부재에 긴결되는 것을 특징으로 하는 전단연결재로서의 철골구조용 스터드 볼트의 결합구조를 제공한다.

즉, 철골부재와 콘크리트의 합성구조에서 용접 공정의 대안으로, 스터드 볼트와 너트를 이용한 기계적인 결합을 채용하여 철골부재에 전단연결재를 결합함으로써, 스터드 볼트의 위치가 변형되지 않아, 철골부재와 콘크리트 사이에 전단 응력 전달 및 일체성 확보가 가능하다.

상기와 같은 본 발명에 따르면 철골부재와 콘크리트의 합성구조에서 운반 또는 입설 등의 시공 과정 중 전단연결재로서의 스터드 볼트의 위치가 변형되지 않는다. 따라서 철골부재와 콘크리트 사이에 전단 응력 전달 및 일체성 확보가 보장된다.

또한, 용접 공정 대신 스터드 볼트와 너트를 이용한 기계적인 결합을 이용하기 때문에 간단한 공정으로 품질 유지와 시공성 및 안전성 확보로 경제성 있는 시공을 구현할 수 있다.

이하, 첨부한 도면 및 바람직한 실시예에 따라 본 발명을 설명한다.

도 2는 본 발명의 전단연결재로서의 철골구조용 스터드 볼트(100)의 결합구조에 대한 실시예가 개시된 철골부재(300)의 단면도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 전단연결재로서의 철골구조용 스터드 볼트(100)의 결합구조는 볼트머리(110); 및, 일단이 볼트머리(110)에 연직 결합되는 볼트몸통(120); 으로 이루어지는 스터드 볼트(100)를 이용한 것으로, 상기 볼트몸통(120)의 타단은 소정의 길이만큼 철골부재(300)를 관통하여 너트(200) 결합됨으로써, 철골부재(300)에 긴결되는 것을 특징으로 한다.

도 2의 실시예에서는 철골부재(300)로 H형강을 사용하였고, 철골부재(300)의 길이 방향을 따라 H형강의 상부 플랜지 및 하부 플랜지에 스터드 볼트(100)를 다수 배치하였다.

여기에서 철골부재(300)는 RCD 파일이나 PRD 파일 등 현장타설말뚝이나 합성슬래브와 같이 철골부재(300)와 콘크리트의 합성구조에서 전단연결재로 사용되는 것으로, 스터드 볼트(100)는 이들 상호 간의 전단 응력 전달 및 일체성 확보를 위하여 철골부재(300)에 연직으로 결합된다.

본 발명에서 너트(200)는 내주면에 암나사산이 형성되는 것으로, 스터드 볼트(100)의 볼트몸통(120) 외주면에 형성된 수나사산을 따라 스터드 볼트(100)에 체결됨으로써 철골부재(300)에 긴결된다.

또한, 본 발명에서 철골부재(300)에는 스터드 볼트(100)의 볼트몸통(120)이 관통하기 위한 관통공(310)을 미리 천공하여 두는 것이 바람직하다. 그리고 볼트몸통(120) 외주면에 형성된 수나사산, 즉 외측 나사산에 대응되도록, 관통공(310)의 내주면에 암나사산인 내측 나사산을 형성하는 경우에는 철골부재(300)와 스터드 볼트(100)의 긴결이 보장된다.

다음으로, 도 3은 본 발명의 전단연결재로서의 철골구조용 스터드 볼트(100)의 결합구조에 대한 다른 실시예가 개시된 철골부재(300)의 단면도이다.

도 3의 실시예에서도 볼트머리(110); 및, 일단이 볼트머리(110)에 연직 결합되는 볼트몸통(120)으로 이루어지는 스터드 볼트(100)를 이용하였으며, 상기 볼트 몸통(120)은 소정의 길이만큼 철골부재(300)를 관통하되, 철골부재(300)의 양면 상에 각각 너트(200)를 결합시켜 철골부재(300)에 긴결되는 것을 특징으로 한다.

도 2의 실시예와 마찬가지로 철골부재(300)에는 H형강을 사용하였으며, 상부 플랜지 및 하부 플랜지에 스터드 볼트(100)가 결합된다.

마찬가지로 철골부재(300)에는 스터드 볼트(100)의 볼트몸통(120)이 관통하기 위한 관통공(310)을 미리 천공하여 두는 것이 바람직하다.

도 3의 실시예에서 스터드 볼트(100)는 상부 플랜지 또는 하부 플랜지의 상부면과 하부면에 접하도록 각각 너트(200)를 체결시켜 철골부재(300)에 결합되며, 관통공(310)의 내주면에는 내측 나사산이 형성되거나 형성되지 않을 수 있다.

마지막으로, 도 4는 본 발명의 전단연결재로서의 철골구조용 스터드 볼트(100)의 결합구조에 대한 또 다른 실시예가 개시된 철골부재(300)의 단면도이다.

도 4의 실시예에서 스터드 볼트(100)는 볼트머리(110); 및, 볼트몸통(120); 으로 이루어지는데, 앞서 실시예들과는 달리 볼트몸통(120)은 일단이 볼트머리(110)에 연직 결합되는 상부몸통(122)과, 상부몸통(122)의 타단에 연결되되 상부몸통(122)의 직경 이하인 하부몸통(124)으로 이루어진다.

그리고 스터드 볼트(100)의 하부몸통(124) 일단은 철골부재(300)를 관통하여 너트(200) 결합됨으로써, 철골부재(300)에 긴결되는 것을 특징으로 한다.

즉, 도 3의 실시예에서 상부 플랜지 또는 하부 플랜지의 상부면과 하부면에 각각 너트(200)를 체결함으로써 스터드 볼트(100)가 철골부재(300)에 긴결되는 대 신하여, 상부몸통(122)의 직경을 하부몸통(124)의 직경 이상으로 구성하고, 하부몸통(124)의 일단에 너트(200)를 결합함으로써, 철골부재(300)에 스터드 볼트(100)를 긴결하였다.

물론, 도 4의 실시예에서도 철골부재(300)에는 볼트몸통(120), 특히 하부몸통(124)이 관통할 수 있는 관통공(310)을 미리 천공한다. 그리고 관통공(310) 내주면에는 내측 나사산이 형성되거나 형성되지 아니할 수 있다.

본 발명은 상기에서 언급한 바와 같이 바람직한 실시예와 관련하여 설명되었으나, 본 발명의 요지를 벗어남이 없는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하며, 다양한 분야에서 사용 가능하다. 따라서 본 발명의 청구범위는 이건 발명의 진정한 범위 내에 속하는 수정 및 변형을 포함한다.

도 1은 종래 용접에 의하여 결합된 전단연결재로서의 스터드 볼트(100)가 개시된 철골부재(300)의 단면도.

도 2 내지 도 4는 본 발명의 전단연결재로서의 철골구조용 스터드 볼트(100)의 결합구조가 개시된 철골부재(300)의 단면도.

<도면의 주요부호에 대한 설명>

100: 스터드 볼트

110: 볼트머리

120: 볼트몸통

122: 상부몸통

124: 하부몸통

200: 너트

300: 철골부재

310: 관통공

Claims

볼트머리(110); 및,

일단이 볼트머리(110)에 연직 결합되는 볼트몸통(120); 으로 이루어지는 스터드 볼트(100)를 이용한 것으로,

상기 볼트몸통(120)의 타단은 소정의 길이만큼 철골부재(300)를 관통하여 너트(200) 결합됨으로써, 철골부재(300)에 긴결되는 것을 특징으로 하는 전단연결재로서의 철골구조용 스터드 볼트(100)의 결합구조.
볼트머리(110); 및,

일단이 볼트머리(110)에 연직 결합되는 볼트몸통(120)으로 이루어지는 스터드 볼트(100)를 이용한 것으로,

상기 볼트몸통(120)은 소정의 길이만큼 철골부재(300)를 관통하되, 철골부재(300)의 양면 상에 각각 너트(200)를 결합시켜 철골부재(300)에 긴결되는 것을 특징으로 하는 전단연결재로서의 철골구조용 스터드 볼트(100)의 결합구조.
볼트머리(110); 및,

일단이 볼트머리(110)에 연직 결합되는 상부몸통(122)과, 상부몸통(122)의 타단에 연결되되 상부몸통(122)의 직경 이하인 하부몸통(124)으로 이루어지는 볼트몸통(120); 으로 이루어지는 스터드 볼트(100)를 이용한 것으로,

상기 하부몸통(124)의 일단은 철골부재(300)를 관통하여 너트(200) 결합됨으로써, 철골부재(300)에 긴결되는 것을 특징으로 하는 전단연결재로서의 철골구조용 스터드 볼트(100)의 결합구조.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에서,

상기 철골부재(300)는 볼트몸통(120)이 관통하기 위한 관통공(310); 이 천공되는 것을 특징으로 하는 전단연결재로서의 철골구조용 스터드 볼트(100)의 결합구조.
제4항에서,

상기 스터드 볼트(100)의 볼트몸통(120)은 외주면을 따라 외측 나사산; 이 형성되고,

상기 관통공(310)은 상기 외측 나사산에 대응되도록 내주면에 내측 나사산; 이 형성되는 것을 특징으로 하는 전단연결재로서의 철골구조용 스터드 볼트(100)의 결합구조.