KR20100122702A - A device for coupling beam on column - Google Patents

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정진안
김우식
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Abstract

PURPOSE: A beam joint device is provided to prevent the buckling of a column by distributing a load through reinforcing members and enhance the joint strength at the junction of a beam and the column. CONSTITUTION: A beam joint device comprises reinforcing members(120) and stiffeners(140). The reinforcing members are attached to a column to distribute a load transmitted from a beam. The stiffeners in the shape of trapezoidal plate are vertically attached to the column and the beam. The column is made of a square-shaped steel pipe, and the beam is made of an H-type steel with top and bottom flanges.

Description

보 접합 장치{A DEVICE FOR COUPLING BEAM ON COLUMN}Beam joining device {A DEVICE FOR COUPLING BEAM ON COLUMN}

본 발명은 보 접합 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 건축 구조물의 골조를 이루는 기둥과 보를 접합시키며 내진 성능을 보강하기 위한 보 접합 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a beam joining device, and more particularly to a beam joining device for joining the beams and pillars constituting the framework of the building structure to reinforce the seismic performance.

일반적으로 철골구조는 변형능력이 뛰어나 내진성능이 우수한 구조로 알려져 있다. 이러한 철골구조는 통상적으로 도 1에 도시된 바와 같은 형태를 갖는다.In general, the steel structure is known as a structure excellent in the deformation capacity and excellent seismic performance. Such steel structure typically has a shape as shown in FIG.

이를 보다 자세하게 살펴보면, 철골기둥(10)에는 상하간에 일정한 간격을 두고 다이아프램(30)이 구비된다. 이러한 다이아프램(30)에 철골 보(20), 즉 H 형강보가 접합되는데, 철골 보(20)의 상,하부 플랜지(22,24)가 각각 다이아프램(30)에 접합된다. 또한, 1쌍의 다이아프램(30)의 사이에 위치하는 철골기둥(10)에는 철골 보(20)의 웨브(26)가 접합된다.Looking at this in more detail, the steel column 10 is provided with a diaphragm 30 at regular intervals between the top and bottom. Steel diaphragm 20, that is, H-shaped steel beam is bonded to the diaphragm 30, the upper and lower flanges 22, 24 of the steel beam 20 is bonded to the diaphragm 30, respectively. In addition, the web 26 of the steel beam 20 is joined to the steel column 10 located between the pair of diaphragms 30.

상기한 바와 같이, 철골 보(20)를 철골기둥(10)에 접합시켜 철골기둥(10)이 파괴되기 전에 철골 보(20)가 파괴될 수 있도록 한다. 이에 따라 구조물 전체가 파괴되는 것을 방지할 수 있다.As described above, the steel beam 20 is bonded to the steel column 10 so that the steel beam 20 can be destroyed before the steel column 10 is destroyed. As a result, the entire structure can be prevented from being destroyed.

그런데, 도 1과 같은 구조는 철골구조의 접합부에서 변형능력을 발휘하지 못 하고, 철골 보(20)의 플랜지(22,24) 부분에서 취성파단이 많이 발생하는 문제가 있다. 이에 따라 철골기둥(10)과 철골 보(20)의 접합부에서의 접합 강도 보강이 필요한 실정이다.However, the structure as shown in Figure 1 does not exhibit the deformation capacity at the junction of the steel structure, there is a problem that a lot of brittle fracture occurs in the flange (22, 24) portion of the steel beam (20). Accordingly, it is necessary to reinforce the joint strength at the joint between the steel column 10 and the steel beam 20.

또한, 상기한 바와 같이 다이아프램(30)을 접합한 후, 다이아프램(30)을 통해 철골기둥(10)과 철골 보(20)를 접합하는 경우 시공이 불편한 문제가 있다. 즉, 여러 공정을 거쳐 철골 보(20)와 철골기둥(10)을 접합하여야 하므로 시공시 작업시간이 오래 걸리는 문제가 있다.In addition, after the diaphragm 30 is bonded as described above, when the steel pillars 10 and the steel beams 20 are bonded through the diaphragm 30, there is a problem in that the construction is inconvenient. In other words, the steel beam 20 and the steel column 10 to be bonded through a number of processes there is a problem that takes a long time during construction.

결국, 건축 구조물의 완성에 소요되는 공사기간이 길어지는 문제가 있다.As a result, there is a problem that the construction period required to complete the building structure is long.

본 발명은 보로부터 전달된 하중에 의해 기둥이 파손되는 것을 방지할 수 있는 보 접합 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a beam joining apparatus that can prevent a column from being damaged by a load transmitted from a beam.

또한, 보를 보다 용이하게 기둥에 접합시킬 수 있는 보 접합 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.Moreover, it aims at providing the beam joining apparatus which can join a beam to a pillar more easily.

본 발명에 따른 보 접합 장치는 보로부터 전달되는 하중을 분산하여 기둥에 전달토록 상기 기둥에 접합되는 보강부재, 및 상기 기둥과 상기 보강부재에 접합되는 보에 대하여 수직한 방향으로 상기 보와 상기 보강부재에 면접촉에 의해 접합되는 강도 보강용 스티프너를 포함한다.The beam joining apparatus according to the present invention disperses the load transmitted from the beam and reinforces the member joined to the pillar so as to transfer the beam to the pillar, and the beam and the reinforcement in a direction perpendicular to the beam bonded to the pillar and the reinforcement member. And a strength reinforcing stiffener joined to the member by surface contact.

상기 기둥은 각형 강관기둥으로 이루어지고, 상기 보는 상,하부 플랜지를 구비하는 H 형강보로 이루어지며, 상기 강도 보강용 스티프너는 일측면이 상기 보강부재에 접합되고, 상기 일측면과 교차되는 면 중 어느 한 면이 상기 상부 플랜지 또는 하부 플랜지에 접합될 수 있다.The pillar is made of a square steel pipe column, the beam is made of H-beam having a lower flange, the strength reinforcing stiffener is one side of the surface is joined to the reinforcing member, and intersects with the one side Either side may be joined to the upper flange or the lower flange.

상기 강도 보강용 스티프너는 사다리꼴의 판재 형상으로 이루어질 수 있다.The strength reinforcing stiffener may be made of a trapezoidal plate shape.

본 발명에 따르면, 보강부재를 통해 보로부터 전달된 하중을 분산하여 기둥에 전달할 수 있으므로 기둥의 국부좌굴을 방지할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, since the load transmitted from the beam through the reinforcing member can be transmitted to the pillar, there is an effect that can prevent the local buckling of the pillar.

또한, 강도 보강용 스티프너를 통해 보와의 접합부에서 접합강도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, there is an effect that can improve the bonding strength at the joint with the beam through the stiffener for strength reinforcement.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 보 접합 장치에 대하여 설명하기로 한다.Hereinafter, a beam joining apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 보 접합 장치를 나타내는 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 다른 보 접합 장치를 나타내는 단면도이다.1 is a perspective view showing a beam bonding apparatus according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a cross-sectional view showing another beam bonding apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1 및 도 2를 참조하면, 보 접합 장치(100)는 일예로서 보강부재(120)와 강도 보강용 스티프너(140)를 포함한다.1 and 2, the beam bonding apparatus 100 includes, as an example, a reinforcing member 120 and a stiffener 140 for strength reinforcement.

보강부재(120)는 기둥(10)의 내력이 향상되도록 기둥(10)에 접합된다. 즉 보강부재(120)는 기둥(10)에 연결되는 보(20)의 상,하부 플랜지(22,24)와 접합될 수 있도록 기둥(10)의 측면에 접합된다. 이에 따라 보(20)의 웨브(26)는 기둥(10)에 접합되며 보(20)의 상,하부 플랜지(22,24)는 보강부재(120)에 접합될 수 있다.The reinforcing member 120 is joined to the pillar 10 so that the strength of the pillar 10 is improved. That is, the reinforcing member 120 is joined to the side of the column 10 to be joined to the upper and lower flanges 22 and 24 of the beam 20 connected to the column 10. Accordingly, the web 26 of the beam 20 may be joined to the column 10, and the upper and lower flanges 22 and 24 of the beam 20 may be joined to the reinforcing member 120.

또한, 보강부재(120)는 기둥(10)에 접합되는 보(20)의 갯수에 따라 다수개가 기둥(10)에 접합될 수 있다. 한편, 기둥(10)은 각형 강관기둥일 수 있으며, 보(20)는 상,하부 플랜지(22,24)를 구비하는 H 형강보일 수 있다.In addition, a plurality of reinforcing members 120 may be bonded to the pillar 10 according to the number of beams 20 to be bonded to the pillar 10. On the other hand, the column 10 may be a rectangular steel pipe pillar, the beam 20 may be an H-shaped steel beam having upper and lower flanges (22, 24).

도면에는 기둥(10)이 사각형 강관기둥인 경우를 예로 들어 도시하고 있으나, 기둥(10)은 이에 한정되지 않으며 육각형, 팔각형 강관기둥일 수 있다.In the drawings, the pillar 10 is illustrated as a case of a rectangular steel pipe pillar, but the pillar 10 is not limited thereto and may be a hexagonal or octagonal steel pipe pillar.

기둥(10)의 일측면에 접합된 보강부재(120)는 보(20)로부터 전달되는 하중을 분산하여 기둥(10)에 전달하는 역할을 수행한다.The reinforcing member 120 joined to one side of the pillar 10 serves to distribute the load transmitted from the beam 20 to the pillar 10.

즉, 기둥(10)에 접합되는 보강부재(120)가 넓은 면적으로 기둥(10)에 접합되 므로, 보(20)가 직접 기둥(10)에 접합되는 경우보다 하중을 분산하여 기둥(10)에 전달할 수 있다. 이에 따라 기둥(10)에 발생될 수 있는 국부좌굴을 방지할 수 있다.That is, since the reinforcing member 120 bonded to the pillar 10 is bonded to the pillar 10 in a large area, the load 10 is distributed by distributing the load than when the beam 20 is directly bonded to the pillar 10. Can be delivered to. Accordingly, it is possible to prevent local buckling that may occur in the pillar (10).

한편, 보강부재(120)는 판재 형상으로 이루어질 수 있으며, 기둥(10)에 용접에 의해 접합될 수 있다.On the other hand, the reinforcing member 120 may be formed in a plate shape, it may be joined to the pillar 10 by welding.

강도 보강용 스티프너(140)는 기둥(10)과 보강부재(120)에 접합되는 보(20)에 대하여 수직한 방향으로 보(20)와 보강부재(120)에 면접촉에 의해 접합되어 하중을 전달할 수 있다. 즉, 강도 보강용 스티프너(140)는 일측면이 보강부재(120)에 접합되고, 저면이 보(20)의 상,하 플랜지(22,24)에 접합된다.Strength reinforcing stiffener 140 is bonded by the surface contact to the beam 20 and the reinforcing member 120 in a direction perpendicular to the beam 20 bonded to the column 10 and the reinforcing member 120 to load. I can deliver it. That is, the strength reinforcing stiffener 140 is joined to one side of the reinforcing member 120, the bottom surface is joined to the upper and lower flanges 22, 24 of the beam 20.

그리고, 강도 보강용 스티프너(140)는 보(20)와의 접합부에서 저항성능을 향상시키는 역할을 수행한다. 즉, 강도 보강용 스티프너(140)는 보강부재(120)와 보(20)의 접합강도를 증가시킬 수 있다.And, the stiffener 140 for strength reinforcement serves to improve the resistance performance at the junction with the beam 20. That is, the stiffener 140 for strength reinforcement may increase the bonding strength of the reinforcing member 120 and the beam 20.

한편, 강도 보강용 스티프너(140)는 내력 향상과 함께 응력집중을 피할 수 있도록 끝단으로 갈수록 서서히 폭이 좁아지도록 경사부(142)를 구비할 수 있다. 예를 들어 강도 보강용 스티프너(140)는 사다리꼴 형상으로 이루어질 수 있다.On the other hand, the strength reinforcing stiffener 140 may be provided with an inclined portion 142 so that the width gradually narrows toward the end so as to improve the strength and avoid stress concentration. For example, the stiffener 140 for strength reinforcement may have a trapezoidal shape.

한편, 도 4는 종래 기술에 따른 기둥과 보의 접합부 강도를 나타내는 그래프이고, 도 5는 종래 기술에 따라 기둥과 보를 접합한 경우 전달된 하중에 의해 파손된 상태를 나타내는 사진이며, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따라 기둥과 보의 접합부 강도를 나타내는 그래프이고, 도 7은 본 발명의 일실시예에 따라 기둥과 보를 접합한 경우 전달된 하중에 의해 파손된 상태를 나타내는 사진이다.On the other hand, Figure 4 is a graph showing the joint strength of the column and beam according to the prior art, Figure 5 is a photograph showing a state that is broken by the transmitted load when the column and the beam in accordance with the prior art, Figure 6 In accordance with an embodiment of the invention is a graph showing the strength of the joint portion of the column and the beam, Figure 7 is a photograph showing a state broken by the load transmitted when the column and the beam in accordance with an embodiment of the present invention.

도 4와 도 6에서 실험값들이 형성하는 면적은 전달된 하중에 따라 기둥과 보의 접합부에서의 내지진 강도를 나타낸다. 도 4와 도 6을 비교해보면, 종래 기술에 의해 기둥과 보가 접합되는 경우보다 본 발명의 일실시예에 따라 기둥과 보가 접합되는 경우 실험값들이 형성하는 면적이 넓은 것을 알 수 있다.The area formed by the experimental values in Figs. 4 and 6 represents the strength at the junction of the column and the beam according to the transmitted load. Comparing FIG. 4 and FIG. 6, it can be seen that the experimental values are larger when the pillars and the beams are joined according to an embodiment of the present invention than when the pillars and the beams are joined by the prior art.

즉, 접합부에서의 저항 에너지가 높은 것을 알 수 있으며, 이에 따라 지진하중에 보다 강하며, 내지진 성능이 현저하게 향상된 것을 알 수 있다.In other words, it can be seen that the resistance energy at the junction is high, thereby being more resistant to earthquake loads, and that the seismic performance is significantly improved.

또한, 도 5와 도 7을 비교하면, 도 5와 같이 종래 기술에 따라 기둥과 보가 접합되는 경우 접합부에서 파손이 일어나는 것을 알 수 있으나, 도 7과 같이 본 발명의 일실시예에 따라 기둥과 보가 접합되는 경우 접합부에서는 파손이 일어나지 않으며, 단지 보가 변형되는 것을 알 수 있다.5 and 7, when the pillar and the beam are joined according to the prior art as shown in FIG. 5, it can be seen that breakage occurs at the joint, but the pillar and the beam according to the embodiment of the present invention as shown in FIG. 7. It can be seen that no breakage occurs in the joints when they are joined, only the beams are deformed.

상기한 바와 같이 보강부재(120)를 통해 보(20)로부터 전달되는 하중을 분산하여 기둥(10)에 전달할 수 있으므로 기둥(10)의 국부좌굴을 방지할 수 있다.As described above, since the load transmitted from the beam 20 through the reinforcing member 120 may be distributed to the pillar 10, local buckling of the pillar 10 may be prevented.

또한, 강도 보강용 스티프너(140)를 통해 기둥(10)과 보(20)의 접합부에서의 접합 강도를 향상시켜 전달되는 하중에 의해 기둥(10)과 보의 접합부의 파단을 방지할 수 있다.In addition, through the strength reinforcing stiffener 140, it is possible to prevent the breakage of the joint between the column 10 and the beam by a load transmitted by improving the joint strength at the joint between the column 10 and the beam 20.

그리고, 보 접합 장치(100)를 용접에 의해 기둥(10)과 보(20)에 접합하므로 작업이 단순하여 시공성이 우수하다. 결국 공사기간을 단축시킬 수 있다.And since the beam joining apparatus 100 is joined to the pillar 10 and the beam 20 by welding, work is simple and it is excellent in workability. As a result, the construction period can be shortened.

상기에서는 본 발명에 따른 실시예를 기준으로 본 발명의 구성과 특징을 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상과 범위내에서 다양하게 변경 또는 변형할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게 명백한 것이며, 따라서 이와 같은 변경 또는 변형은 첨부된 특허청구범위에 속한다.In the above description of the configuration and features of the present invention based on the embodiment according to the present invention, the present invention is not limited thereto, and various changes or modifications can be made within the spirit and scope of the present invention. As will be apparent to those skilled in the art, such changes or modifications fall within the scope of the appended claims.

도 1은 종래기술에 따른 보 접합 방법을 나타내는 부분 절개 사시도이다.1 is a partial cutaway perspective view showing a beam bonding method according to the prior art.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 보 접합 장치를 나타내는 사시도이다.Figure 2 is a perspective view showing a beam bonding apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 보 접합 장치를 나타내는 단면도이다.3 is a cross-sectional view showing a beam bonding apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 4는 종래 기술에 따른 기둥과 보의 접합부 강도를 나타내는 그래프이다.4 is a graph showing the strength of the joint portion of the column and beam according to the prior art.

도 5는 종래 기술에 따라 기둥과 보를 접합한 경우 전달된 하중에 의해 파손된 상태를 나타내는 사진이다.Figure 5 is a photograph showing a state broken by the load transmitted when the column and the beam in accordance with the prior art.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따라 기둥과 보의 접합부 강도를 나타내는 그래프이다.6 is a graph showing the strength of the joint portion of the column and the beam according to an embodiment of the present invention.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따라 기둥과 보를 접합한 경우 전달된 하중에 의해 파손된 상태를 나타내는 사진이다.Figure 7 is a picture showing a state broken by the load transmitted when the column and the beam in accordance with an embodiment of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

100 : 보 접합 장치100: beam bonding device

120 : 보강부재120: reinforcing member

140 : 강도 보강용 스티프너140: stiffener for strength reinforcement

Claims (3)

보로부터 전달되는 하중을 분산하여 기둥에 전달토록 상기 기둥에 접합되는 보강부재; 및A reinforcing member joined to the pillar to distribute the load transmitted from the beam to the pillar; And 상기 기둥과 상기 보강부재에 접합되는 보에 대하여 수직한 방향으로 상기 보와 상기 보강부재에 면접촉에 의해 접합되는 강도 보강용 스티프너;A strength reinforcing stiffener joined by surface contact to the beam and the reinforcing member in a direction perpendicular to the beam joined to the pillar and the reinforcing member; 를 포함하는 보 접합 장치.Beam joining device comprising a. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 기둥은 각형 강관기둥으로 이루어지고, 상기 보는 상,하부 플랜지를 구비하는 H 형강보로 이루어지며,The pillar is made of a square steel pipe column, the beam is made of H-shaped steel beams having upper and lower flanges, 상기 강도 보강용 스티프너는 일측면이 상기 보강부재에 접합되고, 상기 일측면과 교차되는 면 중 어느 한 면이 상기 상부 플랜지 또는 하부 플랜지에 접합되는 보 접합 장치. The strength reinforcing stiffener is a beam joining device in which one side is bonded to the reinforcing member, any one of the surface intersecting the one side is bonded to the upper flange or the lower flange. 제2항에 있어서, The method of claim 2, 상기 강도 보강용 스티프너는 사다리꼴의 판재 형상으로 이루어지는 보 접합 장치.The strength reinforcing stiffener is a beam joining device consisting of a trapezoidal plate shape.
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CN102635166A (en) * 2012-05-11 2012-08-15 沈阳建筑大学 Connecting node of square steel pipe column and H-shaped steel beams
KR20220045326A (en) * 2020-10-05 2022-04-12 주식회사 포스코 Damper structure and joint structure for beam to column connection

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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