KR20100076576A - Concrete-filled steel tube - Google Patents

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KR20100076576A KR1020080134676A KR20080134676A KR20100076576A KR 20100076576 A KR20100076576 A KR 20100076576A KR 1020080134676 A KR1020080134676 A KR 1020080134676A KR 20080134676 A KR20080134676 A KR 20080134676A KR 20100076576 A KR20100076576 A KR 20100076576A
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정경수
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재단법인 포항산업과학연구원
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Abstract

PURPOSE: A concrete-filled steel tube is provided to increase fire-resistant and lateral binding power and to maximize the lateral confinement effect of the steel pipe. CONSTITUTION: A concrete-filled steel tube comprises a hollow steel pipe(110), a helix wire(120), and a plurality of longitudinal direction wires(130) and a concrete(140). The helix wire is installed in the steel tube inner in the longitudinal direction of the steel pipe. A plurality of longitudinal direction wires is installed in the longitudinal direction of the steel pipe in order to be fixed to the helix wire. The concrete is filled in the helix wire and the steel pipe in which the longitudinal direction wire is installed.

Description

횡구속력이 향상된 콘크리트 충전 강관{Concrete-Filled Steel Tube} Concrete Filled Steel Tube with Improved Lateral Constraints {Concrete-Filled Steel Tube}

본 발명은 강관 내부에 콘크리트가 충전된 콘크리트 충전 강관(CFT, Concrete-Filled steel Tube)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 강관 내부에 길이방향 선재와 나선형 선재가 배근되어 길이방향 선재와 나선형 선재에 의한 횡구속 효과를 증진시켜 축 압축력에 최대로 저항할 수 있을 뿐만 아니라 내화성이 크게 향상된 콘크리트 충전 강관에 관한 것이다.The present invention relates to a concrete-filled steel tube (CFT) filled with concrete in a steel pipe, and more specifically, a longitudinal wire rod and a spiral wire rod are disposed in the steel pipe, so that the longitudinal wire rod and the spiral wire rod are formed. The present invention relates to a concrete-filled steel pipe which can not only maximize resistance to axial compressive force by enhancing the lateral confinement effect but also greatly improve fire resistance.

콘크리트 충전 강관(CFT, Concrete-Filled steel Tube)은 강관 내부에 콘크리트를 충전하여 이루어지며, 이러한 콘크리트 충전 강관(CFT)을 골조의 주요 구성부재 중 기둥부재에 채용하여 고축력에 저항하는 구조를 CFT 구조라 한다. 이러한 CFT 구조는 강관이 콘크리트를 구속함으로써 강성, 내력, 변형 등의 구조적인 면뿐만 아니라, 내화 및 시공 등 다방면에서 우수한 성능을 발휘하고 있다. Concrete-filled steel tube (CFT) is made by filling concrete inside the steel pipe, and adopts the concrete-filled steel tube (CFT) to the pillar member among the main components of the frame to resist the high axial force. It is called structure. The CFT structure exhibits excellent performance in various aspects, such as fire resistance and construction, as well as structural aspects such as rigidity, strength, and deformation, because steel pipes constrain concrete.

CFT 구조의 이점을 설명하면 다음과 같다.The advantages of the CFT structure are as follows.

첫째, CFT 기둥은 충전되어 있는 콘크리트가 강관의 국부좌굴을 구속하여 좌굴에 따른 강관의 내력저하를 방지하며, 이때 콘크리트는 강관에 의해 구속되기 때 문에 철근콘크리트 기둥이나 철골철근콘크리트 기둥에서 볼 수 있는 바와 같이 균열에 의한 박리가 없고 높은 강도를 갖게 된다. 또한, CFT 기둥은 콘크리트와 강관의 상호작용인 횡구속효과(Confined Effect)에 의해 높은 항복강도와 큰 변형능력을 발휘한다. First, the CFT column prevents the strength reduction of the steel pipe due to the buckling of the filled concrete constraining the local buckling of the steel pipe.In this case, the concrete is constrained by the steel pipe, so the concrete can be seen in the reinforced concrete column or the steel reinforced concrete column. As can be seen, there is no peeling due to cracking and high strength. In addition, the CFT column exhibits high yield strength and large deformation capacity by the confined effect, which is the interaction between the concrete and the steel pipe.

둘째, 종래의 철근콘크리트 구조 또는 철골철근콘크리트 구조에서는 철근공사와 거푸집 등의 가설공사가 선행된 후 콘크리트 타설작업이 이루어지는데 반해, CFT 구조에서 강관은 철근과 거푸집 기능을 가지므로 별도의 가설작업을 생략할 수 있어 공사기간을 단축할 수 있다.Second, in the conventional reinforced concrete structure or steel reinforced concrete structure, concrete placing works are performed after construction work such as reinforcement work and formwork, whereas steel pipes have the function of reinforcement and formwork in the CFT structure. The construction period can be shortened because it can be omitted.

셋째, CFT 구조는 기존 철골철근콘크리트 구조에서 강관과 콘크리트를 사용함으로써 미려한 외관과 부드러운 구조부재의 단면을 형성케 하여, 도시의 오피스빌딩, 고층복합시설, 판매시설 등과 같은 건축물에 효율적으로 적용할 수 있다. 또한, 도시화에 따른 초고층 건축물과 장스팬 및 공간의 효율성을 갖는 공업화 건축물까지 폭 넓게 적용할 수 있다.Third, CFT structure can be applied to buildings such as office building, high-rise complex, sales facility, etc. by using steel pipe and concrete in the existing steel reinforced concrete structure to form a beautiful appearance and smooth structural cross section. have. In addition, it can be widely applied to high-rise buildings, long spans, and industrialized buildings having space efficiency due to urbanization.

그러나, 종래의 CFT 구조는 위와 같은 이점만 있는 것은 아니다. However, the conventional CFT structure is not only the above advantages.

먼저, CFT 기둥은 강관과 콘크리트의 강도의 조합이 적절하면 강관의 내부콘크리트에 대한 횡구속효과(Confined Effect)에 의해서 양자의 항복내력의 합 이상의 축압축 단면력을 발휘할 수 있지만, 축 압축력이 일정수준 이상 커지면 강관에 가해지는 횡구속력이 커지게 되어 강관이 더 이상 횡구속력을 발휘하지 못하게 되므로 이를 방지하기 위하여 상대적으로 단면 크기를 크게 해야 한다는 문제점이 있 다.First, if the combination of strength of steel pipe and concrete is appropriate, the CFT column can exert the axial compressive cross-sectional force more than the sum of the yield strengths of the steel pipes by the confined effect on the inner concrete of the steel pipe. If the abnormality is increased, the lateral restraint force applied to the steel pipe is increased, so that the steel pipe can no longer exhibit the lateral restraint force.

더욱이, 강관은 화재 발생시 열에 노출되면 강도가 저하되므로 내화피복을 하더라도 횡구속효과를 충분히 발휘할 수 없다는 문제점이 있다.In addition, steel pipes have a problem in that when exposed to heat during a fire, their strength decreases, so that even if fireproof coating is not sufficient, the lateral restraint effect cannot be exerted.

즉, 콘크리트 충전 강관에서 강관의 역할은 강도를 보강하기 위한 것인데 화재에 노출되면 강관이 강도 보강이라는 본연의 기능을 충분히 발휘할 수 없고 이로 인해 축력에 대하여 충분히 저항하지 못하고 횡방향(측방향)으로 변형되어 콘크리트 충전 강관에 항복이 발생할 수 있다.In other words, the role of steel pipes in concrete filled steel pipes is to reinforce the strength, and when exposed to fire, the steel pipes cannot fully function as the strength of the steel reinforcement. This can cause yield to concrete filled steel pipes.

본 발명은 전술한 문제점 중 적어도 일부를 해결하기 위한 것으로서, 동일한 단면적을 갖더라도 강관의 횡구속효과(Confined Effect)를 최대한 발휘할 수 있는 콘크리트 충전 강관(CFT)을 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve at least some of the above problems, and an object of the present invention is to provide a concrete-filled steel pipe (CFT) capable of maximizing the confined effect of a steel pipe even with the same cross-sectional area.

또한, 본 발명은 내화성능을 충분히 발휘할 수 있는 콘크리트 충전 강관(CFT)을 제공하는 것을 목적으로 한다.It is also an object of the present invention to provide a concrete-filled steel pipe (CFT) capable of sufficiently exhibiting fire resistance.

그리고, 본 발명은 강관 내부에 횡구속 효과를 증진시킬 수 있는 부재를 용이하게 설치할 수 있는 콘크리트 충전 강관(CFT)을 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, an object of the present invention is to provide a concrete-filled steel pipe (CFT) that can easily install a member that can enhance the transverse confinement effect inside the steel pipe.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 중공의 강관; 상기 강관 내부에 상기 강관의 길이 방향으로 설치되는 나선형 선재; 상기 나선형 선재에 고정되도록 상기 강관의 길이방향으로 설치되는 복수의 길이방향 선재; 및 상기 강관 내부에 채워지는 콘크리트; 를 포함하는 콘크리트 충전 강관을 제공한다.The present invention to achieve the above object, the hollow steel pipe; Spiral wire rod is installed in the longitudinal direction of the steel pipe inside the steel pipe; A plurality of longitudinal wire rods installed in the longitudinal direction of the steel pipe to be fixed to the spiral wire rod; And concrete filled in the steel pipe; It provides a concrete filled steel pipe comprising a.

바람직하게, 상기 길이방향 선재는 상기 나선형 선재의 내측에서 상기 나선형 선재에 고정될 수 있다.Preferably, the longitudinal wire rod may be fixed to the spiral wire rod inside the spiral wire rod.

또한 바람직하게, 상기 나선형 선재와 길이방향 선재 중 적어도 하나는 항복강도가 600MPa 이상의 고강도를 가질 수 있다.Also preferably, at least one of the spiral wire rod and the longitudinal wire rod may have a high yield strength of 600 MPa or more.

또한 바람직하게, 상기 콘크리트는 항복강도가 60MPa 이상의 고강도를 가질 수 있다.Also preferably, the concrete may have a high strength of 60MPa or more yield strength.

더욱 바람직하게, 상기 나선형 선재와 상기 길이방향 선재는 철근, 강선(鋼線), 강연선(鋼撚線) 중 어느 하나 또는 둘 이상의 조합으로 이루어질 수 있다.More preferably, the spiral wire rod and the longitudinal wire rod may be made of any one or two or more of rebar, steel wire, and strand wire.

전술한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따르면, 강관에 의한 횡구속 효과를 나선형 선재를 통해 보강하고, 나선형 선재의 측방향 변형을 길이방향 선재가 추가 보강하는 다중 보강구조가 되므로 콘크리트의 횡구속 효과를 3중으로 발휘할 수 있게 되어 동일한 단면적을 갖는 종래의 콘크리트 충전 강관에 비해 횡구속 효과가 크게 증진되어 콘크리트 충전 강관의 항복강도를 최대로 할 수 있다는 이점이 있게 된다. 더욱이, 콘크리트 충전 강관에 콘크리트의 압축강도가 60MPa 이상인 고강도 콘크리트를 사용하고, 나선형 선재와 길이방향 선재 중 적어도 하나의 항복강도가 600MPa 이상인 고강도 선재를 적용하는 경우, 통상적으로 사용되는 항복강도 500MPa 미만인 선재를 사용하는 종래의 콘크리트 충전 강관에 비해 횡구속효과가 더욱 증진되고, 이로 인해 콘크리트 충전 강관 자체의 항복강도가 크게 향상된다는 효과를 얻을 수 있게 된다. As described above, according to an embodiment of the present invention, the horizontal restraint effect of the steel pipe is reinforced through the spiral wire rod, and the horizontal wire restraint is provided as a multi-reinforcement structure in which the longitudinal wire rod further reinforces the lateral deformation of the spiral wire rod. Since the effect can be exhibited in threefold, the lateral confinement effect is greatly enhanced as compared with the conventional concrete-filled steel pipe having the same cross-sectional area, thereby providing the advantage that the yield strength of the concrete-filled steel pipe can be maximized. Furthermore, when high-strength concrete having a compressive strength of 60 MPa or more is used for the concrete-filled steel pipe, and a high-strength wire having a yield strength of 600 MPa or more of at least one of the spiral wire rod and the longitudinal wire is applied, the wire having a yield strength of less than 500 MPa is commonly used. Compared to the conventional concrete-filled steel pipe using the lateral confinement effect is further enhanced, and thus the yield strength of the concrete-filled steel pipe itself can be obtained significantly improved.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면 강관에 의한 횡구속 효과를 나선형 선재를 통해 보강하고, 나선형 선재의 측방향 변형을 길이방향 선재가 추가 보강하는 다중 보강구조가 되므로 화재 발생시 강관이 열에 노출되어 강관의 강도가 약해지더라도 나선형 선재 및 길이방향 선재에 의해 콘크리트의 횡구속 효과를 충분히 유 지할 수 있어 내화성능이 크게 향상된다는 효과가 있게 된다. 이로써, 설계 사양에 따라 강관에 내화피복을 하는 공정의 생략이 가능하게 된다.In addition, according to an embodiment of the present invention, the steel pipe is exposed to heat when a fire occurs because the lateral restraint effect of the steel pipe is reinforced through the spiral wire rod, and the longitudinal wire rod further reinforces the lateral deformation of the spiral wire rod. Even if the strength of the steel pipe is weakened, the lateral binding effect of the concrete can be sufficiently maintained by the spiral wire rod and the longitudinal wire rod, thereby improving the fire resistance performance. This makes it possible to omit the process of fireproofing the steel pipe according to the design specification.

그리고, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 나선형 선재와 길이방향 선재가 서로 결합된 상태로 강관 내부에 설치되므로 나선형 선재만을 설치하는 경우에 비하여 선재의 장착이 용이하다는 효과가 있게 된다. 즉, 길이방향 선재가 나선형 선재의 상하 및 측방향 이동을 제한하게 되므로 선재의 배근이 간단해지고 시공이 편리해진다는 효과를 얻을 수 있다.In addition, according to one embodiment of the present invention, since the spiral wire rod and the longitudinal wire rod are installed inside the steel pipe in a state in which they are coupled to each other, the wire rod is easier to install than the spiral wire rod. That is, since the longitudinal wire rod restricts the up and down and lateral movement of the spiral wire rod, the reinforcement of the wire rod is simplified and the construction is convenient.

또한, 본 발명의 일 실시에 의하면, 나선형 선재와 길이방향 선재가 서로 결합된 상태로 강관 내부에 설치되므로 나선형 선재만을 설치하는 경우에 비하여 나선형 선재의 상하 간격을 일정하게 또는 원하는 간격으로 유지할 수 있어 콘크리트 충전 강관의 전체 길이에 대하여 설계사양에 맞는 횡구속 효과를 기대할 수 있게 된다.In addition, according to one embodiment of the present invention, since the spiral wire rod and the longitudinal wire rod are installed inside the steel pipe in a state in which they are coupled to each other, the vertical space of the spiral wire rod can be kept constant or at a desired interval as compared to the case where only the spiral wire rod is installed. For the entire length of the concrete-filled steel pipe, the lateral restraint effect can be expected according to the design specifications.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 콘크리트 충전 강관의 단면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 콘크리트 충전 강관의 사시도이고, 도 3(a)와 도 3(b)는 각각 종래기술에 의한 콘크리트 충전강관과 본 발명에 의한 콘크리트 충전 강관에 축 압축력이 작용하였을 때 횡방향으로 변형된 상태를 도시한 개략도이고, 도 4(a) 및 도 4(b)는 본 발명의 일 실시예에 의한 나선형 선재와 길이방향 선재의 횡구속효과를 설명하기 위한 도 3(b)의 A-A 선에 따른 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a concrete filled steel pipe according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a perspective view of the concrete filled steel pipe shown in Figure 1, Figure 3 (a) and Figure 3 (b) are respectively by the prior art Figure 4 is a schematic diagram showing a state in which the deformation in the transverse direction when the axial compression force acts on the concrete filled steel pipe and the concrete filled steel pipe according to the present invention, Figure 4 (a) and Figure 4 (b) according to an embodiment of the present invention It is sectional drawing along the AA line of FIG. 3 (b) for demonstrating the transverse confinement effect of a spiral wire rod and a longitudinal wire rod.

도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 콘크리트 충전 강관(CFT)(100)은 길이방향으로 속이 비어 있는 중공의 강관(110)과, 상기 강관(110) 내부에 상기 강관(110)의 길이 방향으로 설치되는 나선형 선재(120)와, 상기 나선형 선재(120)에 고정되도록 상기 강관(110)의 길이방향으로 설치되는 복수의 길이방향 선재(130)와, 상기 나선형 선재(120)와 길이방향 선재(130)가 설치된 강관(110) 내부에 채워지는 콘크리트(140)를 포함하여 구성될 수 있다.1 and 2, the concrete filled steel pipe (CFT) according to an embodiment of the present invention 100 is hollow hollow steel pipe 110 in the longitudinal direction, and the steel pipe 110 inside the steel pipe 110 Spiral wire rod 120 is installed in the longitudinal direction of the 110, a plurality of longitudinal wire rod 130 is installed in the longitudinal direction of the steel pipe 110 to be fixed to the spiral wire rod 120, and the spiral wire ( 120 and the longitudinal wire rod 130 may be configured to include a concrete 140 is filled in the steel pipe 110 is installed.

상기 강관(110)은 일반 건축구조용 탄소강관이 적용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 그 형상도 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 각형강관에 한정되지 않고 원형 강관이 사용될 수 있다.The steel pipe 110 may be applied to a carbon steel pipe for a general building structure, but is not limited thereto, and the shape is not limited to the square steel pipe as shown in FIGS. 1 and 2, but a circular steel pipe may be used.

또한, 이러한 강관(110)은 냉간 또는 열간압연에 의해 제조된 이음매 없는 강관 또는 강재를 용접하여 제작된 용접강관 중 어느 것을 사용해도 무방하다. 이러한 강관(110)의 폭두께비(지름/두께)는 CFT 기둥의 내력에 커다한 영향을 미치므로, 강관(110)의 기둥 내력분담률을 고려하여 이를 결정하게 된다.In addition, the steel pipe 110 may use any of the seamless steel pipe manufactured by cold or hot rolling, or a welded steel pipe manufactured by welding steel materials. The width-thickness ratio (diameter / thickness) of the steel pipe 110 has a great influence on the strength of the CFT column, and this is determined in consideration of the bearing capacity sharing ratio of the steel pipe 110.

다음으로, 나선형 선재(120)는 콘크리트의 축 압축력에 의한 횡방향 변형을 구속하는 횡구속 효과를 갖게 된다. 이러한 나선형 선재(120)는 철근, 강선(鋼線), 강연선(鋼撚線) 중 어느 하나 또는 둘 이상의 조합으로 이루어질 수 있다. 또한, 나선형 선재(120)의 횡구속 효과를 더욱 증가시키기 위하여 나선형 선재(120) 로 항복 강도 600MPa 이상의 고강도 선재를 사용하는 것도 가능하다. 그리고, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 나선형 선재(120)는 제작의 편의성을 위하여 전체적으로 원형을 이루는 구조를 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고 강관의 형태에 대응하도록 사각형상 또는 다각형상을 이루는 나선형태의 구조도 가능하다.Next, the spiral wire 120 has a transverse confinement effect that restrains the transverse deformation caused by the axial compressive force of the concrete. The spiral wire 120 may be made of any one or a combination of two or more of the rebar, steel wire (line), stranded wire (강 線). In addition, in order to further increase the transverse confinement effect of the spiral wire 120, it is also possible to use a high strength wire of 600MPa or more yield strength as the spiral wire 120. And, as shown in Figures 1 and 2, the spiral wire 120 may have a structure that forms a circular shape as a whole for convenience of manufacturing, but is not limited to this, and the rectangular or polygonal shape to correspond to the shape of the steel pipe. It is also possible to form a spiral structure.

한편, 본 발명의 일 실시예에 의한 콘크리트 충전 강관(100)은 강관(110)의 길이방향으로 설치되면서 나선형 선재(120)에 고정되는 길이방향 선재(130)를 구비한다. 이러한 길이방향 선재(130)는 철근콘크리트 구조물에 통상적으로 사용되는 주철근과 같이 압축력에 저항하는 기능을 수행함과 동시에 나선형 선재(120)가 횡방향으로 변형되는 것을 제한하는 역할을 수행하게 되어 나선형 선재(120)의 횡구속 효과를 증가시키게 된다. 이러한 길이방향 선재(130)는 나선형 선재(120)와 마찬가지로, 철근, 강선(鋼線), 강연선(鋼撚線) 중 어느 하나 또는 둘 이상의 조합으로 이루어질 수 있다. 또한, 길이방향 선재(130)의 횡구속 효과를 더욱 증가시키기 위하여 길이방향 선재(130)로 항복 강도 600MPa 이상의 고강도 선재를 사용할 수 있다.On the other hand, the concrete-filled steel pipe 100 according to an embodiment of the present invention is provided with a longitudinal wire rod 130 is fixed to the spiral wire rod 120 while being installed in the longitudinal direction of the steel pipe (110). The longitudinal wire rod 130 performs a role of limiting the deformation of the spiral wire rod 120 in the transverse direction at the same time as performing a function of resisting the compressive force, such as cast iron reinforcing bars commonly used in reinforced concrete structures. It is to increase the horizontal confinement effect of 120). Like the spiral wire 120, the longitudinal wire rod 130 may be formed of any one or two or more of rebar, steel wire, and strand wire. In addition, in order to further increase the lateral confinement effect of the longitudinal wire rod 130, a high strength wire rod with a yield strength of 600 MPa or more may be used as the longitudinal wire rod 130.

그리고, 길이방향 선재(130)는 나선형 선재(120)가 횡방향(외측)으로 변형될 때 나선형 선재(120) 전체를 내측으로 당기는 구조가 될 수 있도록, 그리고 나선형 선재(120)와 길이방향 선재(130)의 결합이 용이하도록 나선형 선재(120)의 내측에서 나선형 선재(120)와 연결되는 것이 바람직하나, 반대의 위치에 설치되는 것도 가능하다.In addition, the longitudinal wire rod 130 may be a structure that pulls the entire spiral wire 120 inward when the spiral wire rod 120 is deformed in the transverse direction (outside), and the spiral wire rod 120 and the longitudinal wire rod It is preferable to be connected to the spiral wire 120 in the inner side of the spiral wire 120 to facilitate the coupling of 130, it is also possible to be installed in the opposite position.

이와 같이, 강관(110) 내부에 길이방향 선재(130)에 고정된 나선형 선 재(120)가 배치된 상태에서 콘크리트(140)가 강관(110) 내부에 채워지게 된다.As such, the concrete 140 is filled in the steel pipe 110 in a state where the spiral wire 120 fixed to the longitudinal wire rod 130 is disposed in the steel pipe 110.

이때, 길이방향 선재(130)는 도 2에 도시된 바와 같이 연결부재(150)를 통하여 나선형 선재(120)에 고정된 상태로, 즉 길이방향 선재(130)와 나선형 선재(120)가 조립된 상태로 강관(110)에 투입되므로, 단순히 나선형 선재(120)만을 설치하는 경우에 비하여 나선형 선재(120)의 장착이 용이하게 된다. 즉, 길이방향 선재(130)가 나선형 선재(120)의 상하 및 측방향 이동을 제한하게 되므로 선재의 배근이 간단해지고 시공이 편리해진다. 또한, 나선형 선재(120)와 길이방향 선재(130)가 서로 결합된 상태로 강관(110) 내부에 설치되므로 나선형 선재(120)만을 설치하는 경우에 비하여 나선형 선재(120)의 상하 간격을 일정하게 또는 원하는 간격으로 유지할 수 있어 콘크리트 충전 강관(100)의 길이 방향에 대하여 일정한 횡구속 효과를 기대할 수 있게 된다.At this time, the longitudinal wire rod 130 is fixed to the spiral wire rod 120 through the connecting member 150, as shown in Figure 2, that is, the longitudinal wire rod 130 and the spiral wire rod 120 is assembled Since it is injected into the steel pipe 110 in a state, mounting of the spiral wire 120 is easier than in the case of simply installing only the spiral wire 120. That is, since the longitudinal wire rod 130 limits the vertical movement of the spiral wire rod 120 and the lateral movement, the reinforcement of the wire rod is simplified and the construction is convenient. In addition, since the spiral wire rod 120 and the longitudinal wire rod 130 are installed inside the steel pipe 110 in a state in which they are coupled to each other, the vertical space of the spiral wire rod 120 is constant compared with the case where only the spiral wire rod 120 is installed. Or it can be maintained at a desired interval can be expected a constant lateral restraint effect for the longitudinal direction of the concrete filled steel pipe (100).

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 일 실시예에 의한 콘크리트 충전 강관(100)의 작용효과에 대해 살펴본다.Look at the effect of the concrete-filled steel pipe 100 according to an embodiment of the present invention having the configuration as described above.

먼저, 도 3(a)에 도시된 바와 같이 종래기술에 의한 콘크리트 충전 강관은 축 압축력이 작용할 때 강관에 의해서만 횡구속 효과가 발생하게 되므로 횡방향으로 많은 변형이 일어나고 이로 인해 항복강도가 낮게 된다.First, as shown in FIG. 3 (a), the concrete-filled steel pipe according to the prior art generates a horizontal restraint effect only by the steel pipe when the axial compressive force is applied, so that many deformations occur in the lateral direction, thereby lowering the yield strength.

그러나, 도 3(b)에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 의한 콘크리트 충전 강관은 강관 이외에도 나선형 선재(120) 및 길이방향(130) 선재가 횡구속 부 재(M)로 기능하므로 동일한 축 압축력이 작용할 때 횡방향 변형이 도 3(a)에 비해 상대적으로 적게 되고, 이로 인해 항복강도가 커지게 된다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 의한 콘크리트 충전 강관은 동일한 축 압축력을 가정할 때 단면의 크기를 적게 할 수 있다는 효과가 있게 된다.However, the concrete-filled steel pipe according to an embodiment of the present invention as shown in Figure 3 (b) is the same as the spiral wire rod 120 and the longitudinal direction 130 wire rod in addition to the steel pipe is the same as the horizontal binding member (M) When the axial compressive force is applied, the transverse strain is relatively smaller than that in FIG. 3 (a), thereby increasing the yield strength. Therefore, the concrete-filled steel pipe according to an embodiment of the present invention has the effect of reducing the size of the cross section assuming the same axial compression force.

즉, 도 4(a) 및 도 4(b)에 도시된 바와 같이 나선형 선재(120)에 반경방향으로 외력(f)이 작용하면 나선형 선재(120)는 전체적으로 인장력(F)이 작용하여 횡방향 변형에 저항하게 된다. 이러한 나선형 선재(120)의 횡구속 효과는 길이방향 선재(130)에 의해 다시 보강되므로 단순히 강관에 의한 횡구속 효과만을 갖는 종래의 콘크리트 충전 강관에 비해 현저히 우수한 횡구속 효과를 발휘할 수 있게 된다.That is, when the external force f acts radially on the spiral wire rod 120 as shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b), the tensile wire F acts as a whole in the lateral direction. Resistance to deformation. Since the transverse confinement effect of the spiral wire 120 is reinforced by the longitudinal wire rod 130, it is possible to exert a remarkably excellent transverse confinement effect compared to the conventional concrete-filled steel pipe having only the transverse confinement effect by the steel pipe.

다시 말하면, 본 발명의 일 실시예 의한 콘크리트 충전 강관(100)은 강관(110)에 의한 횡구속 효과를 나선형 선재(120)를 통해 보강하고, 나선형 선재(120)의 측방향 변형을 길이방향 선재(130)가 추가 보강하는 다중 보강구조가 되므로 콘크리트(140)의 횡구속 효과를 3중으로 발휘할 수 있게 되어 동일한 단면적을 갖는 종래의 콘크리트 충전 강관에 비해 횡구속 효과가 크게 증진되어 콘크리트 충전 강관의 항복강도를 최대로 할 수 있게 된다. 더욱이, 본 발명의 일 실시예에 의한 콘크리트 충전 강관(100)에 콘크리트(140)의 압축강도가 60MPa 이상인 고강도 콘크리트를 사용하고, 나선형 선재(120)와 길이방향 선재(130) 중 적어도 하나의 항복강도가 600MPa 이상인 고강도 선재를 적용하는 경우, 통상적으로 사용되는 항복강도 500MPa 미만인 선재를 사용하는 종래의 콘크리트 충전 강관에 비해 횡구속효과가 더욱 증진될 수 있다. In other words, the concrete-filled steel pipe 100 according to an embodiment of the present invention reinforces the lateral confinement effect by the steel pipe 110 through the spiral wire rod 120, and the lateral deformation of the spiral wire rod 120 in the longitudinal wire rod. Since the 130 is a multi-reinforcement structure to further reinforcement, it is possible to exert the transverse confinement effect of the concrete 140 in three times, so that the transverse confinement effect is greatly improved compared to the conventional concrete filled steel pipe having the same cross-sectional area, yielding the concrete filled steel pipe The strength can be maximized. Furthermore, the concrete filled steel pipe 100 according to an embodiment of the present invention uses a high-strength concrete having a compressive strength of 60 MPa or more, and yielding at least one of the spiral wire rod 120 and the longitudinal wire rod 130. When applying a high-strength wire having a strength of 600 MPa or more, the lateral confinement effect can be further enhanced as compared with conventional concrete-filled steel pipes using wires having a yield strength of less than 500 MPa.

나아가, 본 발명의 일 실시예에 의한 콘크리트 충전 강관(100)은 전술한 바와 강관(110) 뿐만 아니라, 나선형 선재(120)와 길이방향 선재(130)가 횡방향 변형에 대해 저항하므로, 화재 발생시 강관(110)이 열에 노출되어 강관(110)의 강도가 약해지더라도 나선형 선재(120) 및 길이방향 선재(130)에 의해 콘크리트의 횡구속 효과를 충분히 유지할 수 있어 내화성능이 크게 향상될 수 있고, 이로 인해 설계사양에 따라 강관(110)에 내화피복을 행하는 공정을 생략할 수 있게 된다.Furthermore, the concrete-filled steel pipe 100 according to an embodiment of the present invention, as well as the steel pipe 110 as described above, since the spiral wire rod 120 and the longitudinal wire rod 130 resists transverse deformation, when a fire occurs Even if the steel pipe 110 is exposed to heat and the strength of the steel pipe 110 is weakened, the spiral wire rod 120 and the longitudinal wire rod 130 can sufficiently maintain the transverse confinement effect of the concrete, thereby greatly improving the fire resistance. Therefore, the process of performing fireproof coating on the steel pipe 110 according to the design specifications can be omitted.

본 발명은 특정한 실시예에 관하여 도시하고 설명하였지만, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 밝혀두고자 한다.While the invention has been shown and described with respect to particular embodiments, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention as set forth in the claims below. I want to make it clear.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 콘크리트 충전 강관의 단면도.1 is a cross-sectional view of a concrete filled steel pipe according to an embodiment of the present invention.

도 2는 도 1에 도시된 콘크리트 충전 강관의 사시도.2 is a perspective view of the concrete-filled steel pipe shown in FIG.

도 3은 콘크리트 충전 강관에 축 압축력이 작용하였을 때 횡방향으로 변형된 상태를 도시한 개략도로서, Figure 3 is a schematic diagram showing a state in which the deformation in the transverse direction when the axial compression force acts on the concrete-filled steel pipe,

(a)는 종래기술에 의한 경우의 개략도,    (a) is a schematic diagram in the case of the prior art,

(b)는 본 발명의 일 실시예에 의한 경우의 개략도.   (b) is a schematic diagram in the case of one embodiment of the present invention.

도 4(a) 및 도 4(b)는 본 발명의 일 실시예에 의한 나선형 선재와 길이방향 선재의 횡구속효과를 설명하기 위한 도 3(b)의 A-A 선에 따른 단면도.4 (a) and 4 (b) are cross-sectional views taken along the line A-A of FIG. 3 (b) for explaining the lateral restraint effect of the spiral wire rod and the longitudinal wire rod according to the embodiment of the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

100... 콘크리트 충전 강관(CFT) 110... 강관100 ... concrete filled steel pipe (CFT) 110 ... steel pipe

120... 나선형 선재 130... 길이방향 선재120 ... spiral wire rod 130 ... longitudinal wire rod

140... 콘크리트140 ... Concrete

Claims (5)

중공의 강관;Hollow steel pipe; 상기 강관 내부에 상기 강관의 길이 방향으로 설치되는 나선형 선재; Spiral wire rod is installed in the longitudinal direction of the steel pipe inside the steel pipe; 상기 나선형 선재에 고정되도록 상기 강관의 길이방향으로 설치되는 복수의 길이방향 선재; 및 A plurality of longitudinal wire rods installed in the longitudinal direction of the steel pipe to be fixed to the spiral wire rod; And 상기 강관 내부에 채워지는 콘크리트; Concrete filled in the steel pipe; 를 포함하는 콘크리트 충전 강관.Concrete filled steel pipe comprising a. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 길이방향 선재는 상기 나선형 선재의 내측에서 상기 나선형 선재에 고정되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 충전 강관.And the longitudinal wire rod is fixed to the spiral wire rod inside the spiral wire rod. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 나선형 선재와 길이방향 선재 중 적어도 하나는 항복강도가 600MPa 이상의 고강도를 갖는 것을 특징으로 하는 콘크리트 충전 강관.At least one of the spiral wire rod and the longitudinal wire rod is a concrete-filled steel pipe, characterized in that it has a high strength of at least 600MPa. 제3항에 있어서, The method of claim 3, 상기 콘크리트는 압축강도 60MPa 이상의 고강도를 갖는 것을 특징으로 하는 콘크리트 충전 강관.The concrete is concrete-filled steel pipe, characterized in that it has a high strength of 60MPa or more compressive strength. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, The method according to any one of claims 1 to 4, 상기 나선형 선재와 상기 길이방향 선재는 철근, 강선(鋼線), 강연선(鋼撚線) 중 어느 하나 또는 둘 이상의 조합으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 콘크리트 충전 강관.The spiral wire rod and the longitudinal wire rod is a concrete-filled steel pipe, characterized in that made of any one or a combination of two or more of reinforcing steel, steel wire, strand wire.
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Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102877596A (en) * 2012-10-17 2013-01-16 太原理工大学 Steel pipe and concrete combined anti-collision column and preparation method thereof
KR101253438B1 (en) * 2011-10-17 2013-04-11 최진욱 Concrete filling reinforced frame steel post
KR101254983B1 (en) * 2011-11-04 2013-04-17 재단법인 포항산업과학연구원 Joint structure of concrete filled tube and beam
CN104328865A (en) * 2014-11-06 2015-02-04 沈阳建筑大学 T-shaped steel rib-steel pipe glass concrete combined column
CN105133790A (en) * 2015-08-28 2015-12-09 风范绿色建筑（常熟）有限公司 High-strength square steel tube concrete pillar
KR101715143B1 (en) 2016-07-15 2017-03-13 한국건설기술연구원 Concrete filled tube of non-welding using built-in straight type bolt connection slot and wave punching steel plate and construction method threrfor
KR20180097797A (en) * 2015-12-25 2018-09-03 가부시키가이샤 프로텍 엔지니어링 Load bearing material
KR20180137350A (en) 2017-06-16 2018-12-27 기언관 The steel frame structure
KR20190097757A (en) * 2018-02-13 2019-08-21 유진오 Iron plate bending column structure and method for manufacturing an iron plate bending column structure
CN110565877A (en) * 2019-07-30 2019-12-13 华南理工大学 Steel strand wires restraint bamboo pipe concrete combination bamboo post
WO2021003862A1 (en) * 2019-07-10 2021-01-14 中国矿业大学 Fabric-reinforced ecc-steel pipe-steel frame composite member and fabrication method therefor
CN113982630A (en) * 2021-10-29 2022-01-28 成都未来智隧科技有限公司 Tunnel supporting structure

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101253438B1 (en) * 2011-10-17 2013-04-11 최진욱 Concrete filling reinforced frame steel post
KR101254983B1 (en) * 2011-11-04 2013-04-17 재단법인 포항산업과학연구원 Joint structure of concrete filled tube and beam
CN102877596A (en) * 2012-10-17 2013-01-16 太原理工大学 Steel pipe and concrete combined anti-collision column and preparation method thereof
CN104328865A (en) * 2014-11-06 2015-02-04 沈阳建筑大学 T-shaped steel rib-steel pipe glass concrete combined column
CN105133790A (en) * 2015-08-28 2015-12-09 风范绿色建筑（常熟）有限公司 High-strength square steel tube concrete pillar
KR20180097797A (en) * 2015-12-25 2018-09-03 가부시키가이샤 프로텍 엔지니어링 Load bearing material
KR101715143B1 (en) 2016-07-15 2017-03-13 한국건설기술연구원 Concrete filled tube of non-welding using built-in straight type bolt connection slot and wave punching steel plate and construction method threrfor
KR20180137350A (en) 2017-06-16 2018-12-27 기언관 The steel frame structure
KR20190097757A (en) * 2018-02-13 2019-08-21 유진오 Iron plate bending column structure and method for manufacturing an iron plate bending column structure
WO2021003862A1 (en) * 2019-07-10 2021-01-14 中国矿业大学 Fabric-reinforced ecc-steel pipe-steel frame composite member and fabrication method therefor
CN110565877A (en) * 2019-07-30 2019-12-13 华南理工大学 Steel strand wires restraint bamboo pipe concrete combination bamboo post
CN113982630A (en) * 2021-10-29 2022-01-28 成都未来智隧科技有限公司 Tunnel supporting structure
CN113982630B (en) * 2021-10-29 2024-04-05 成都未来智隧科技有限公司 Tunnel supporting structure

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