KR20120105748A - Steel-concrete composite structure using lattice member and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 래티스부재를 이용한 강-콘크리트 합성구조물 및 이의 제작방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 합성구조물을 구성하는 강구조체의 개방부에 래티스부재를 선조립함으로써, 콘크리트와 강구조체의 일체성, 합성구조물의 강도, 강성 및 시공성을 향상시킬 수 있도록 하는 래티스부재를 이용한 강-콘크리트 합성구조물 및 이의 제작방법에 관한 것이다.The present invention relates to a steel-concrete composite structure using a lattice member and a method of manufacturing the same, and more particularly, by pre-assembling a lattice member to an opening of a steel structure constituting the composite structure, the integrity of the concrete and the steel structure, The present invention relates to a steel-concrete composite structure using a lattice member for improving the strength, rigidity and workability of the composite structure, and a method of manufacturing the same.
도 1은 종래의 일반적인 콘크리트 매입형 합성기둥(1)의 단면을 나타내는 것으로, 종래의 합성기둥(1)은 H형 강재(100)와 이를 둘러싸도록 제공되는 콘크리트(200)로 구성된다. 1 is a cross-sectional view of a conventional general embedded
그런데, 이러한 종래의 합성기둥(1)은 H형 강재(100)를 사용함으로써 약축에 대한 휨성능이 크게 떨어지고, 피복두께, 횡보강근, 주근, 강재와 철근간 이격거리 등으로 인하여 강재 단면의 대부분이 기둥 중앙부에 있어 휨과 축력을 동시에 받는 경우 단면적 대비 휨모멘트 성능이 떨어지는 문제가 있었다. By the way, the conventional composite column (1) by using the H-shaped steel (100) greatly reduces the bending performance for the weak axis, due to the coating thickness, transverse reinforcement, the main bar, the distance between the steel and reinforcing bars, most of the steel cross section In case of receiving both bending and axial force at the center of the column, there was a problem that the bending moment performance was inferior to the cross-sectional area.
또한, 콘크리트(200)의 성능을 확보하기 위해서는 도 1에 나타난 바와 같이 보강용 주철근(110) 및 이를 둘러싸도록 형성되는 횡보강근(120) 등의 철근작업이 별도로 요구되므로, 현장에서의 시공성이 떨어지는 문제가 있었다.In addition, in order to secure the performance of the
특히, 고강도 강재를 사용하는 경우에는, 강재의 항복강도와 콘크리트의 극한 압축변형률의 차이로 인하여 강재가 항복하기 이전에 콘크리트(200)가 먼저 압괴되어 강재의 강도를 충분히 활용할 수 없게 되는 문제가 있었다. In particular, in the case of using a high-strength steel, due to the difference between the yield strength of the steel and the ultimate compressive strain of the concrete, there was a problem that the
한편, 건축물에서 보는 슬래브의 처짐을 제어하기 위하여 높은 휨강성이 요구되고, 또한 건축물에서 보의 물량은 상당량을 차지하므로 시공성과 현장적용성도 중요하다.On the other hand, high bending stiffness is required to control the deflection of the slab seen in the building, and also the construction and field applicability are important because the amount of the beam in the building occupies a considerable amount.
이에, 종래의 일반적인 노출형 합성보는 휨강성확보를 위해 단면의 깊이가 보다 깊도록 형성되며, 화재에 대비하도록 노출된 강재에는 내화피복이 요구된다. 또한, 슬래브 콘크리트와 강재의 일체성을 증가시키기 위해서 스터드와 같은 전단연결재가 요구된다.Thus, conventional conventional composite beams are formed to have a deeper cross-sectional depth in order to secure flexural stiffness, and fireproof coating is required for exposed steel to prepare for fire. In addition, shear connectors such as studs are required to increase the integrity of slab concrete and steel.
또한, 도 2는 종래의 일반적인 매입형 합성보(2)를 나타내고 있는데, 이와 같은 종래의 매입형 합성보(2)는 강재를 둘러싸고 있는 콘크리트(202)로 인해 상기의 노출형 합성보에 비하여는 휨강성 및 내화성이 향상된다.In addition, Fig. 2 shows a conventional general embedded
그러나, 콘크리트(202)의 타설을 위하여 별도의 거푸집 작업이 요구될 뿐만 아니라, 콘크리트의 성능확보를 위하여 철근(112)(122) 작업이 요구되고, 슬래브 콘크리트와의 일체성 확보를 위해 합성보(2)의 상부 플랜지에 다수의 전단연결재(130)를 용접하여 설치하여야 하므로 시공성이 떨어지는 문제가 있었다.However, not only a separate formwork is required for placing the
본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 해소하기 위하여 제안된 것으로서, 합성기둥은 ㄱ형 강재 또는 강판의 강구조체로, 합성보는 채널형 강판의 강구조체로 구성되면서, ㄱ형 강재 사이, 강판과 강판 사이 또는 채널형 강판의 상부 플랜지 사이에 철근 및 강선으로 이루어진 래티스부재를 접합함으로써, 콘크리트와의 일체성, 합성구조물의 강도와 강성 및 시공성을 향상시킬 수 있도록 하는 래티스부재를 이용한 강-콘크리트 합성구조물 및 이의 제작방법을 제공하는 데 목적이 있다.The present invention has been proposed to solve the above conventional problems, the composite column is a steel structure of the a-shaped steel or steel plate, while the composite beam is composed of a steel structure of the channel-shaped steel sheet, between the a-shaped steel, between the steel sheet and the steel sheet or channel Steel-concrete composite structure and its fabrication using lattice members to improve the integrity, strength, rigidity and workability of concrete, composite structures, and joints by joining a lattice member made of reinforcing steel and steel wire between upper flanges of a steel plate The purpose is to provide a method.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적인 측면으로서 본 발명은, 기둥 또는 보를 구성하는 일측 이상이 개방되어 형성되는 강구조체 및 상기 강구조체의 개방부에 접합되되, 내외부에 타설되는 콘크리트와의 일체성을 향상토록, 소정 패턴의 관통부가 형성되는 래티스부재를 포함하여 구성된 래티스부재를 이용한 강-콘크리트 합성구조물을 제공한다.
As a technical aspect for achieving the above object, the present invention, the one or more sides constituting the column or beam is joined to the opening of the steel structure and the steel structure is formed, the integrity of the cast concrete inside and outside To improve the present invention, there is provided a steel-concrete composite structure using a lattice member including a lattice member in which a through part of a predetermined pattern is formed.
바람직하게는, 상기 강구조체는, 기둥의 각 모서리 부위에 배치되는 ㄱ형 강재, 기둥의 외곽에 배치되는 강판, 또는 보의 상부 플랜지가 개방되어 형성된 채널형 강판을 포함한다.
Preferably, the steel structure, the a-shaped steel is disposed on each corner of the column, the steel sheet disposed on the outer periphery of the column, or the channel-shaped steel sheet formed by opening the upper flange of the beam.
더 바람직하게는, 상기 채널형 강판은, 상기 합성구조물의 강도 및 콘크리트와의 일체성을 향상토록, 내부 하면에 상기 강판의 길이방향으로 접합되는 적어도 하나의 보강용 철근을 포함한다.
More preferably, the channel-shaped steel sheet includes at least one reinforcing steel reinforcing bar joined in the longitudinal direction of the steel sheet to improve the strength of the composite structure and the integrity of the concrete.
더 바람직하게는, 상기 래티스부재는, 적어도 하나의 단위모듈로 이루어지되, 상기 단위모듈은, 적어도 둘 이상의 길이부재와, 상기 길이부재들 사이를 연결하면서 상기 관통부를 형성하는 가로부재를 포함한다.
More preferably, the lattice member is composed of at least one unit module, wherein the unit module includes at least two or more length members and horizontal members connecting the length members to form the through parts.
더 바람직하게는, 상기 길이부재 또는 가로부재 중 적어도 하나는, 콘크리트에 대한 부착력을 향상토록, 외면에 돌출되어 형성된 돌출부를 포함한다.
More preferably, at least one of the length member or the horizontal member includes a protrusion formed to protrude on the outer surface to improve adhesion to concrete.
더 바람직하게는, 상기 가로부재는, 상기 길이부재에 대해 대각선 방향이 되도록 부착되는 것을 특징으로 한다.
More preferably, the horizontal member, characterized in that attached to be in a diagonal direction with respect to the length member.
더 바람직하게는, 상기 길이부재는, 외면에 마디가 돌출되어 형성되는 철근인 것을 특징으로 한다.
More preferably, the length member is characterized in that the reinforcing bar is formed by protruding nodes on the outer surface.
더 바람직하게는, 상기 가로부재는, 상기 한 쌍의 길이부재 사이에 교대로 지그재그 형태로 접합되면서, 상기 관통부를 형성하는 강선인 것을 특징으로 한다.
More preferably, the horizontal member is characterized in that the steel wire to form the through portion while being joined in a zigzag form alternately between the pair of length members.
그리고, 본 발명은, 상기에 기재된 래티스부재를 준비하는 단계 및 기둥 또는 보를 구성하는 강구조체의 개방부에, 상기 래티스부재를 선조립하는 단계를 포함하여 구성된 래티스부재를 이용한 강-콘크리트 합성구조물의 제작방법을 제공한다.
In addition, the present invention, the step of preparing the lattice member described above and the opening of the steel structure constituting the column or beam, pre-assembled the lattice member of the steel-concrete composite structure using a lattice member configured Provide the production method.
바람직하게는, 상기 강구조체는, 보의 상부 플랜지가 개방되어 형성된 채널형 강판을 포함하고, 상기 강구조체와 래티스부재 접합 단계는, 공장에서, 상기 합성구조물의 강도, 강성 및 콘크리트와의 일체성을 향상토록, 상기 채널형 강판의 내부 하면에 상기 강판의 길이방향으로 적어도 하나의 보강용 철근를 접합하는 단계를 포함한다.
Preferably, the steel structure comprises a channel-shaped steel sheet formed by opening the upper flange of the beam, the step of joining the steel structure and lattice member, in the factory, the strength, rigidity and integrity of the composite structure with concrete To improve the, comprising the step of bonding at least one reinforcing reinforcing bar in the longitudinal direction of the steel sheet to the inner bottom surface of the channel-shaped steel sheet.
더 바람직하게는, 상기 선조립된 상태의 강구조체와 래티스부재를 현장으로 이동하여 설치한 후, 외부에 거푸집용 판재를 설치하여 콘크리트를 타설하는 단계를 더 포함한다.More preferably, after the steel structure and the lattice member of the pre-assembled state is installed by moving to the site, the method further includes the step of placing concrete by installing a formwork sheet outside.
이와 같은 본 발명에 따른 래티스부재를 이용한 강-콘크리트 합성구조물 및 이의 제작방법에 의하면, 강구조체의 개방부에 래티스부재가 접합되어, 일정수준의 폐쇄형 강구조물을 이루게 됨으로써 비틀림에 대한 저항력이 증가하고, 이에 따라 강도 및 강성이 향상되는 효과가 있다.According to the steel-concrete composite structure using the lattice member and the manufacturing method thereof according to the present invention, the lattice member is bonded to the open portion of the steel structure, thereby forming a closed steel structure of a certain level to increase the resistance to torsion Therefore, there is an effect of improving the strength and rigidity.
또한, 래티스부재는 소정 패턴의 관통부가 마련되어 내외부 콘크리트 간의 결합력을 향상시키는 효과가 있다.In addition, the lattice member is provided with a penetrating portion of a predetermined pattern has the effect of improving the bonding force between the inner and outer concrete.
또한, 래티스부재의 길이부재로 외면에 마디가 돌출되어 형성된 일반적인 철근을 사용함으로써, 전단연결재를 별도로 마련하지 않고도 래티스부재가 접합된 강구조체와 그 주위에 타설되어 경화된 콘크리트 간의 부착력이 향상되는 효과가 있다.In addition, by using a general reinforcing bar formed on the outer surface as a length member of the lattice member, the adhesive force between the steel structure to which the lattice member is bonded and the concrete hardened and poured around the lattice member is improved without providing a separate shear connector. There is.
또한, 래티스부재의 가로부재인 강선이 한 쌍의 길이부재 사이에 지그재그 형태로 접합되어, 즉 대각방향으로 접합됨으로써, 비틀림, 전단하중뿐만 아니라 지진하중 등의 반복하중에 대한 저항력이 뛰어난 효과가 있다.In addition, the steel wire, which is a horizontal member of the lattice member, is joined in a zigzag form between the pair of length members, that is, in a diagonal direction, thereby providing excellent resistance to cyclic loads such as torsion, shear loads and earthquake loads. .
또한, 상기와 같은 강구조체와 래티스부재를 공장에서 사전에 준비하여 제작함으로써, 현장에서의 철근작업 등을 생략할 수 있으므로, 제작비용이 감축되고, 공기가 단축되며, 시공성이 향상되는 효과가 있다.In addition, by preparing the steel structure and lattice member as described above in advance in the factory, it is possible to omit the rebar work in the field, it is possible to reduce the manufacturing cost, shorten the air, improve the workability .
도 1은 종래기술에 따른 매입형 합성기둥의 단면도
도 2는 종래기술에 따른 매입형 합성보의 단면도
도 3a 및 3b는 본 발명에 따른 강-콘크리트 합성기둥의 사시도
도 4는 본 발명에 따른 강-콘크리트 합성보의 사시도
도 5a 내지 5c는 본 발명에 따른 래티스부재의 실시예들의 정면도
도 6a 및 6b는 본 발명에 따른 강-콘크리트 합성기둥의 사용상태를 나타내는 사시도
도 7은 본 발명에 따른 강-콘크리트 합성보의 사용상태를 나타내는 사시도
도 8은 본 발명에 따른 강-콘크리트 합성기둥과 합성보의 사용상태를 나타내는 사시도
도 9는 본 발명에 따른 강-콘크리트 합성물의 제작방법을 나타내는 블럭도1 is a cross-sectional view of the recessed composite pillar according to the prior art
Figure 2 is a cross-sectional view of the embedded composite beam according to the prior art
3a and 3b are perspective views of a steel-concrete composite pillar according to the present invention
4 is a perspective view of a steel-concrete composite beam according to the present invention
5a to 5c are front views of embodiments of the lattice member according to the present invention;
6a and 6b are perspective views showing the state of use of the steel-concrete composite pillar according to the present invention
7 is a perspective view showing a state of use of the steel-concrete composite beam according to the present invention
8 is a perspective view showing the state of use of steel-concrete composite pillar and composite beam according to the present invention
9 is a block diagram showing a method for manufacturing a steel-concrete composite according to the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 래티스부재를 이용한 강-콘크리트 합성구조물 및 이의 제작방법을 상세하게 설명한다.
Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a steel-concrete composite structure and its manufacturing method using a lattice member according to the present invention.
도 3a 및 3b는 본 발명에 따른 강-콘크리트 합성기둥(1)을 나타내고, 도 4는 본 발명에 따른 강-콘크리트 합성보(2)를 나타낸다. 이때, 본 발명의 특징이 보다 명확하게 드러나도록 콘크리트의 도시는 생략하였다.3a and 3b show a steel-
먼저, 본 발명에 따른 강-콘크리트 합성구조물은, 기둥 또는 보를 구성하는 일측 이상이 개방되어 형성되는 강구조체(10) 및 상기 강구조체(10)의 개방부(12)에 접합되되, 내외부에 타설되는 콘크리트와의 일체성을 향상토록, 소정 패턴의 관통부(22)를 형성하는 래티스부재(20)를 포함하여 구성될 수 있다.First, the steel-concrete composite structure according to the present invention is bonded to the
여기서, 강-콘크리트 합성구조물은, 예를 들어 도 3a 및 3b에 도시된 강-콘크리트 합성기둥(1) 또는 도 4에 도시된 강-콘크리트 합성보의 형태가 가능하다. 물론, 합성구조물이 도시된 형태로 제한되는 것은 아니며, 이 외에 일측 이상이 개방된 강구조체와 콘크리트가 합성되는 구조물에 적용 가능하다.
Here, the steel-concrete composite structure may be, for example, in the form of the steel-
구체적으로, 도 3a에 도시된 강-콘크리트 합성기둥(1)의 강구조체(10)는 각 모서리 부위에 배치되는 ㄱ형 강재(10a)를 포함할 수 있다. 물론, 강재 단면의 형태가 ㄱ형으로 제한되는 것은 아니다.Specifically, the
다만, 일반적으로 기둥은 사용성 면에서 각형 단면의 기둥이 주를 이루며 대부분 2축 휨과 축력을 동시에 받으므로, 종래의 H형 강재보다는 동일 단면적 대비 양방향 휨성능을 극대화할 수 있는 ㄱ형 강재(10a)가 보다 바람직하다. However, in general, the pillar is a square cross-section pillar in terms of usability, and most of them undergo biaxial bending and axial force at the same time, and thus, a-type steel (10a) that can maximize bidirectional bending performance compared to the same cross-sectional area than conventional H-shaped steel. Is more preferable.
특히, 고강도 강재를 적용할 때에 강재 단면의 성능을 극대화하기 위해서, ㄱ형 강재(10a)를 최대한 단면의 외부로 배치하여, 즉 강재 단면을 최대한 단면의 외부로 배치하여 휨에 의한 강재의 변형을 최대한 이용하는 것이 바람직하다.In particular, in order to maximize the performance of the steel cross section when applying high strength steel, the a-shape steel (10a) is arranged to the outside of the cross section as much as possible, that is, the steel cross section to the outside of the cross section as much as possible to maximize the deformation of the steel by bending It is preferable to use.
그리고, 인접하는 ㄱ형 강재(10a) 사이의 개방부(12)에 소정 패턴의 관통부(22)가 형성된 래티스부재(20)가 접합된다. 상세하게는, 래티스부재(20)의 일측은 ㄱ형 강재(10a)의 일측과 용접되어 결합되고, 타측은 상기 ㄱ형 강재(10a)에 인접하는 다른 ㄱ형 강재(10a)의 일측과 용접되어 결합될 수 있다. 여기서, ㄱ형 강재(10a) 사이에 래티스부재(20)가 접합되는 형태에는 제한이 없으므로, 도시된 형태 외에 래티스부재(20)가 ㄱ형 강재(10a)의 내측면 또는 외측면에 용접되어 접합될 수도 있다.Then, the
이와 같이, 각 모서리 부위에 ㄱ형 강재(10a)가 배치되고, 인접하는 ㄱ형 강재(10a) 사이의 개방부(12)에 래티스부재(20)가 각각 접합되어, 일정수준의 폐쇄형 강구조물이 형성될 수 있다. 이 경우, 강구조물이 래티스부재(20)를 매개로 일체로 거동하게 되므로 합성효과가 극대화되어 합성기둥(1)의 강도와 강성이 향상되는 효과가 있다.As such, the a-shaped
그리고, 외부에 거푸집용 판재를 설치하여 콘크리트를 타설하고 경화시켜 강-콘크리트 합성기둥(1)이 완성된다. Then, by installing the formwork plate on the outside, the concrete is poured and hardened to complete the steel-concrete composite pillar (1).
이때, 래티스부재(20)에 소정 패턴의 관통부(22)가 형성되어 있어, 콘크리트가 상기와 같은 폐쇄형 강구조물의 내부와 외부에 균일하게 타설되고, 경화된 때에는 내외부의 콘크리트의 결합력이 우수한 효과가 있다.At this time, the
또한, 상기와 같이 선조립된 폐쇄형 강구조물은 내부의 콘크리트에 구속력을 제공하여 콘크리트의 강도와 연성능력을 증가시키는 효과가 있다. 이에 따라 콘크리트의 성능확보를 위한 별도의 철근작업이 요구되지 않는다.In addition, the closed steel structure pre-assembled as described above has the effect of increasing the strength and ductility of the concrete by providing a binding force to the concrete inside. Accordingly, no separate reinforcing work is required to secure the performance of concrete.
한편, 도 3b에 도시된 강-콘크리트 합성기둥(1)의 강구조체(10)는 기둥의 외곽에 배치되는 강판(10b)을 포함할 수 있다.Meanwhile, the
상기 도 3a의 ㄱ형 강재(10a)는 기둥이 축력과 2축 휨을 동시에 받는 경우에 바람직하나, 기둥이 축력과 1축 휨을 받는 경우에는 도 3b와 같이 강판(10b)으로 구성될 수 있다.The
구체적으로, 기둥 양측에 강판(10b)이 마주하도록 배치되고, 상기 강판(10b) 사이의 개방부(12)에 래티스부재(20)가 강판 양측단부 가까이에 각각 접합되어, 일정수준의 폐쇄형 강구조물이 형성될 수 있다. Specifically, the
그리고, 강판(10b)의 폭방향 양측에 거푸집용 판재를 설치하여 콘크리트를 타설하고 경화시켜 강-콘크리트 합성기둥(1)이 완성된다.Then, the formwork plate is installed on both sides of the
여기서, 상기의 강구조물은 강판(10b)을 절단하고, 래티스부재(20)를 접합하는 작업 외에 별도의 작업이 요구되지 않아, 제작비용이 감축되고, 공기가 단축되며, 시공성이 향상되는 효과가 있다.Here, the steel structure is not required to cut the steel plate (10b) and to join the
이 외의 구체적인 내용은 상기 도 3a의 강-콘크리트 합성기둥에서 설명한 내용과 동일하다.
Other details are the same as those described in the steel-concrete composite pillar of FIG. 3A.
다음, 도 4에 도시된 강-콘크리트 합성보(2)의 강구조체(10)는 상부 플랜지(14)가 개방되어 형성된 채널형 강판(10c)을 포함할 수 있다. Next, the
즉, 상기 채널형 강판(10c)은 대략 U형 강판으로 형성된다. 그리고, 채널형 강판(10c)의 상부 플랜지(14)는 도 4에 도시된 바와 같이 강판의 내측 방향으로 연장된 형태를 가질 수 있으나, 외측 방향 또는 양측 방향으로 연장된 형태로 구성할 수도 있다. 또한, 채널형 강판(10c)은 내화자재로 형성될 수 있다.That is, the
그리고, 상부 플랜지(14) 사이의 개방부(12)에 소정 패턴의 관통부(22)가 형성된 래티스부재(20)가 접합된다. 상세하게는, 래티스부재(20)의 일측은 일측 상부 플랜지(14) 상면에 용접되어 결합되고, 타측은 타측 상부 플랜지(14) 상면에 용접되어 결합될 수 있다. 여기서, 상부 플랜지(14) 사이에 래티스부재(20)가 접합되는 형태에는 제한이 없으므로, 래티스부재(20)가 상부 플랜지(14)의 마주하는 측단부에 용접되어 접합될 수도 있다.Then, the
이와 같이, 채널형 강판(10c)의 개방된 상부 플랜지(14) 사이에 래티스부재(20)가 접합되어, 일정수준의 폐쇄형 강구조물이 형성될 수 있다. 이 경우, 강구조물이 래티스부재(20)를 매개로 일체로 거동하게 되므로 합성효과가 극대화되어 합성보(2)의 비틀림에 대한 저항력이 향상되고, 상기 래티스부재(20)는 작업시 발판으로 이용할 수 있어 현장 작업성이 향상되는 효과가 있다.As such, the
그리고, 외부에 거푸집용 판재를 설치한 후, 콘크리트를 거푸집용 판재 및 채널형 강판에 타설하고 경화시켜 슬래브 콘크리트와 강-콘크리트 합성보(2)를 일체로 형성한다. 이때, 채널형 강판(10c)은 영구거푸집 역할을 한다. 또한, 래티스부재(20)에 소정 패턴의 관통부(22)가 형성되어 있어, 콘크리트가 상기와 같은 폐쇄형 강구조물의 내부에 용이하게 타설되고, 경화된 때에는 내외부의 콘크리트의 결합력이 우수한 효과가 있다.Then, after installing the formwork plate on the outside, the concrete is poured into the formwork plate and the channel-shaped steel sheet and hardened to form the slab concrete and the steel-
또한, 상기 채널형 강판(10c)은, 상기 합성구조물의 강도 및 콘크리트와의 일체성을 향상토록, 내부 하면에 상기 강판의 길이방향으로 접합되는 적어도 하나의 보강용 철근(16)을 포함하여 구성될 수 있다.In addition, the channel-shaped steel sheet (10c) comprises at least one reinforcing reinforcing
일반적으로 철근은 강판에 비하여 제작이 용이하고, 인장강도가 우수하다. 따라서, 보강용 철근(16)을 채널형 강판(10c)의 단면 하부에 집중하여 배치함으로써, 종래의 합성보에 비하여 단면적 대비 우수한 휨성능을 제공하는 효과가 있다. 이에 따라, 채널형 강판(10c)은 박판을 사용할 수 있어 경제적이고, 제작 및 운반이 용이한 이점이 있다.Generally, rebar is easier to manufacture than steel sheet and has excellent tensile strength. Therefore, by placing the reinforcing
또한, 보강용 철근(16)은 합성보의 강도를 증대시키기 위해 제공되는 것이므로, 후술할 래티스부재(20)의 길이부재(40)로 제공되는 철근에 비해 상대적으로 강도가 높고 직경이 큰 철근을 사용하는 것이 바람직하다.In addition, since the reinforcing
또한, 철근 중에서 고강도 이형철근을 채널형 강판(10c) 내부 하면에 용접함으로써 이형철근의 마디(42)가 콘크리트와 강판의 부착성능 및 일체성을 향상시키므로 별도의 전단연결재가 요구되지 않는 효과가 있다.In addition, by welding the high-strength deformed steel in the reinforcing bar on the inner bottom surface of the channel-shaped
이하, 본 발명에서 제공되는 철근은 마디가 있는 이형철근을 의미한다.
Hereinafter, the reinforcing bar provided in the present invention means a bar shaped deformed bar.
다음, 도 5a 내지 5c는 본 발명에 따른 래티스부재(20)의 실시예들을 나타내는 것으로서, 이들을 참조하여 래티스부재(20)를 보다 상세하게 설명한다.Next, FIGS. 5A to 5C show embodiments of the
먼저, 상기 래티스부재(20)는, 적어도 하나의 단위모듈(30)로 이루어지되, 상기 단위모듈(30)은, 적어도 둘 이상의 길이부재(40)와, 상기 길이부재들 사이를 연결하면서 상기 관통부(22)를 형성하는 가로부재(50)를 포함할 수 있다.First, the
이와 같이, 래티스부재(20)를 단위모듈(30)의 결합체로 구성함으로써, 공장제작에 유리할 뿐만 아니라, 제작비용이 감소하는 효과가 있다.As such, by forming the
또한, 상기 길이부재(40) 또는 가로부재(50) 중 적어도 하나는, 콘크리트에 대한 부착력을 향상토록, 외면에 돌출되어 형성된 돌출부(42)를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 돌출부(42) 및 소정 패턴의 관통부(22)로 연결된 내외부 콘크리트는 전단연결재 역할을 하므로 스터드와 같은 전단연결재를 별도로 설치할 필요가 없다.
In addition, at least one of the
구체적으로, 도 5a에 도시된 본 발명에 따른 래티스부재(20)의 단위모듈(30)의 제1 실시예를 설명한다. Specifically, a first embodiment of the
상기 단위모듈(30)의 길이부재(40)는, 외면에 마디(42)가 돌출되어 형성되는 철근(40)으로 구성될 수 있다. 이러한 철근(40)은 일반적으로 사용되는 마디(42)가 형성되어 있는 이형철근이므로, 제작이 용이하고, 별도의 제작설비를 마련할 필요가 없으므로 경제적이다. 또한, 철근(40)의 마디(42) 및 소정 패턴의 관통부(22)로 연결된 내외부 콘크리트가 전단연결재 역할을 하므로 전단연결재를 별도로 설치할 필요가 없다.The
또한, 상기 단위모듈(30)의 가로부재(50)는, 상기 한 쌍의 길이부재(40) 사이에 교대로 지그재그 형태로 접합되면서, 상기 관통부(22)를 형성하는 강선으로 구성될 수 있다. 물론, 가로부재(50)가 강선으로 제한되는 것은 아니며, 강선 대신 원형철근 또는 이형철근 등을 사용할 수 있다.In addition, the
구체적으로, 도 5a에 나타나듯이 하나의 철근(40a)에 강선(50)의 절곡된 부위가 용접되어 결합되고, 다른 하나의 철근(40b)에 강선(50)의 다음 절곡된 부위가 용접되어 결합된다. 그리고, 이러한 용접이 반복적으로 이루어짐으로써 도시된 형태의 단위모듈(30)이 제작될 수 있다. Specifically, as shown in FIG. 5A, the bent portion of the
즉, 강선(50)은 철근(40)을 기준으로 대각방향으로 이어지도록 용접되고, 이에 따라, 단위모듈(30)은 삼각형 모양의 관통부(22)가 형성된 래티스(lattice) 구조로 형성될 수 있다. 여기서, 강선(50)은 자동용접이 가능하므로 단위모듈(30)의 제작이 용이한 이점이 있다.That is, the
이와 같은 단위모듈(30)은 관통부(22)를 매개로 내외부의 콘크리트와 단단히 결합하여, 콘크리트와 강구조물 간의 일체성을 향상시키는 효과가 있다.Such a
또한, 강선(50)이 래티스 구조 등을 통해 대각방향으로 형성되는 경우 전단성능뿐만 아니라, 지진하중 등의 반복하중 및 비틀림에 대한 저항력이 뛰어나다. 이는 강선(50)이 대각방향으로 용접되어 비틀림이나 전단력, 그리고 반복하중 등으로 인하여 발생하는 균열에 대하여 직각으로 저항하기 때문이다. 또한, 발생한 균열에 대해서도 그 확장을 방지하는 효과가 있다.In addition, when the
덧붙여, 도시되어 있는 가로부재(50)는 평면구조로 형성되나, 필요에 따라 입체구조로 형성될 수 있다.In addition, the
다음, 도 5b는 도 5a의 제1 실시예를 응용한 제2 실시예를 나타내는 것으로서, 제2 실시예에 따른 단위모듈(30)은 길이부재(40)로 세 개의 철근(40)이 제공되고, 철근들(40) 사이에는 상기에서 설명한 방법으로 각 강선(50)이 지그재그로 용접되어 구성될 수 있다.Next, FIG. 5B shows a second embodiment applying the first embodiment of FIG. 5A, wherein the
여기서, 길이부재(40)인 철근은 강구조체(10)의 개방부(12)의 간격에 따라 더 구비될 수도 있다. 즉, 강구조체(10)의 개방부(12)의 간격이 넓은 경우에는 제1 실시예에 따른 단위모듈(30)보다 제2 실시예에 따른 단위모듈(30)을 사용하는 것이 바람직할 수 있다.Here, the reinforcing bar, which is the
또한, 각 강선(50)은 인접한 강선과 대각선이 이어지는 형태로 구비되는 것이 바람직하다. In addition, each of the
그렇지 않고 어긋나게 구비되는 경우에는, 단위모듈(30)이 도면상 수평방향의 하중을 받을 때 강선 사이의 철근과 그 양측 강선의 접합부분들에서 하중이 서로 반대 방향으로 작용하여 철근이 쉽게 휘어질 수 있다. Otherwise, if the displacement is provided, when the
이에 반해, 인접한 강선 간의 대각선 방향이 이어지도록 철근과 양측 강선들의 접합부분이 동일선상에 위치하는 경우에는, 하중이 대각선 방향의 강선을 따라 전달되게 됨에 따라, 하중에 대한 저항력이 우수한 효과가 있다.On the other hand, when the joints of the reinforcing bars and both steel wires are located on the same line so that the diagonal direction between adjacent steel wires continues, the load is transferred along the steel wire in the diagonal direction, so that the load resistance is excellent.
다음, 도 5c 역시 도 5a의 제1 실시예를 응용한 제3 실시예를 나타내는 것으로서, 제3 실시예에 따른 래티스부재(20)는 제1 실시예에 따른 단위모듈(30)을 연속으로 용접하여 구성될 수 있다. Next, FIG. 5C also shows a third embodiment applying the first embodiment of FIG. 5A, wherein the
즉, 래티스부재(20)의 단위모듈(30)을 일정 규격에 따라 제작하고, 강구조체(10)의 개방부(12)의 간격에 맞추어 둘 이상의 단위모듈(30)을 연속적으로 용접하여 래티스부재(20)를 형성할 수 있다. 이 경우, 단위모듈(30)이 일정 규격으로 제작됨으로써, 공장제작을 통해 대량 생산이 가능하여 상품성이 높고, 제작비용이 감소되어 경제적이다.That is, the
또한, 상기 제2 실시예에서 설명한 바와 같이, 각 단위모듈(30)의 강선(50)은 인접한 단위모듈(30)의 강선(50)과 대각선이 이어지는 형태로 구비되는 것이 바람직하다. In addition, as described in the second embodiment, the
그리고, 상기와 같이 하나의 단위모듈 또는 둘 이상의 단위모듈로 이루어지는 래티스부재(20)는 양측의 철근(40)이 강구조체(10)의 개방부(12)에 용접되어 하나의 강구조물을 형성한다.
As described above, in the
다음, 도 6a 및 6b는 본 발명에 따른 강-콘크리트 합성기둥(1)의 사용상태를 나타내는 것으로, 본 발명에 따른 강-콘크리트 합성기둥(1)에 보가 설치되는 구성을 나타낸다. 6A and 6B show the state of use of the steel-concrete
먼저, 본 발명에 따른 강-콘크리트 합성기둥(1)은, 도 6a에 도시된 바와 같이 ㄱ형 강재(10a)가 최대한 바깥쪽에 배치되어 ㄱ형 강재(10a) 사이의 간격이 넓으므로, ㄱ형 강재(10a) 사이에 H형 강재(70) 자체가 관통되도록 구성하는 것이 용이하다.First, the steel-concrete
이때, 관통되는 부분에서는 가로부재(강선)(50) 또는 래티스부재(철근 및 강선)(20)가 제거되어야 할 것이다.At this time, the horizontal member (steel wire) 50 or the lattice member (rebar and steel wire) 20 will be removed from the portion to be penetrated.
또한, 일반적으로 철근 콘크리트 합성보에서 보강 철근을 설치하는 경우 기둥에 막혀 기둥 면에 철근을 고정시키거나, 기둥의 강재에 구멍을 뚫어 철근을 관통시켜 설치한다.In addition, when installing the reinforcing reinforcement in general reinforced concrete composite beam, it is blocked by the column to fix the reinforcement to the column surface, or install a hole in the steel of the column to penetrate the rebar.
이에 반해, 본 발명에 따른 강-콘크리트 합성기둥(1)은, 도 6b에 도시된 바와 같이 각 면의 래티스부재(20)에 소정 패턴의 관통부(22)가 형성되어 있어, 구성을 변형시키거나 다른 구성을 추가하지 않고도 보강 철근(72)이 통과하도록 구성하는 것이 용이하다.On the contrary, in the steel-concrete
이와 같이, 본 발명에 따른 강-콘크리트 합성기둥(1)의 경우에는, 보의 H형 강재(70)와 보강 철근(72)을 설치하기 용이하고, H형 강재(70) 또는 보강 철근(72)이 끊김 없이 구성될 수 있으므로, 강성 및 하중에 대한 저항력이 향상되고 시공성이 증가하는 효과가 있다.As described above, in the case of the steel-concrete
그리고, ㄱ형 강재(10a)와 래티스부재(20)로 이루어진 일정수준의 폐쇄형 강구조물의 외부에 거푸집을 설치한 후, 상기 거푸집에 콘크리트(60)를 타설하여 경화시킨다. Then, after the formwork is installed on the outside of the closed steel structure of a certain level consisting of the a-shaped steel (10a) and the
다음, 도 7은 본 발명에 따른 강-콘크리트 합성보(2)의 사용상태를 나타낸다. Next, Figure 7 shows the state of use of the steel-
구체적으로, 채널형 강판(10c)의 양측 상부 플랜지(14)의 상면에 래티스부재(20)의 양측 길이부재를 각각 용접함으로써, 채널형 강판(10c)의 개방부(12)에 래티스부재(20)를 설치한다. 또한, 채널형 강판(10c)의 내부 하면에는 길이방향으로 두 개의 보강용 철근(16)을 용접하여 구성할 수 있다. Specifically, by welding both length members of the
그리고, 슬래브용 거푸집을 설치한 후, 상기 거푸집 및 채널형 강판(10c)에 콘크리트(62)를 타설하여 경화시킨다. 채널형 강판(10c)의 양측 상부 플랜지(14)에 용접된 래티스부재(20)로 인하여 채널형 강판(10c)의 개방부(12)를 더욱 넓힐 수 있어 슬래브 콘크리트와 보의 콘크리트 연속면적이 증가하여 일체성이 증가한다.After the slab formwork is installed, concrete 62 is poured into the formwork and the channel-shaped
다음, 도 8은 본 발명에 따른 강-콘크리트 합성기둥(1)과 합성보(2)의 사용상태를 나타내는 것으로, 본 발명에 따른 강-콘크리트 합성기둥(1)과 합성보(2)가 동시에 적용되어, 상기에서 설명한 장점들을 모두 갖는다.Next, FIG. 8 shows the state of use of the steel-concrete
여기서, 강-콘크리트 합성기둥(1) 및 합성보(2)의 각 구성에 대한 구체적인 내용은 상기에서 설명한 바와 동일하므로 생략한다.
Here, specific details of the respective structures of the steel-concrete
다음, 도 9의 블럭도는 본 발명에 따른 강-콘크리트 합성물의 제작방법을 나타낸다. 즉, 상기의 강-콘크리트 합성기둥(1) 및 합성보(2)와 같은 강-콘크리트 합성구조물은 다음과 같은 방법으로 제작된다.Next, the block diagram of Figure 9 shows a method for producing a steel-concrete composite according to the present invention. That is, the steel-concrete composite structure such as the steel-concrete
먼저, 본 발명에 따른 강-콘크리트 합성구조물의 제작방법(S100)은, 상기에 기재된 래티스부재(20)를 준비하는 단계(S110) 및 기둥 또는 보를 구성하는 강구조체(10)의 개방부(12)에, 상기 래티스부재(20)를 선조립하는 단계(S120)를 포함하여 구성될 수 있다.First, the manufacturing method of the steel-concrete composite structure according to the present invention (S100), the step of preparing the
여기서, 상기 강구조체(10)는, 보의 상부 플랜지(14)가 개방되어 형성된 채널형 강판(10c)을 포함할 수 있다.Here, the
이 경우, 상기 강구조체(10)와 래티스부재(20) 접합 단계는, 공장에서, 상기 합성구조물의 강성 및 콘크리트와의 일체성을 향상토록, 상기 채널형 강판(10c)의 내부 하면에 상기 강판의 길이방향으로 적어도 하나의 보강용 철근(16)를 접합하는 단계(S122)를 포함할 수 있다. 여기서, 보강용 철근(16)은 상기에서 설명한 바와 같이 고강도 이형철근을 사용하는 것이 바람직하다.In this case, the step of joining the
이 후, 상기 선조립된 상태의 강구조체(10)와 래티스부재(20)를 현장으로 이동하여 설치하고, 외부에 거푸집용 판재를 설치하여 콘크리트를 타설하는 단계(S130)를 더 포함할 수 있다.Thereafter, the
상기 단계들 중에서, 래티스부재(20)를 준비하는 단계(S110) 및 래티스부재(20)를 강구조체(10)의 개방부(12)에 접합하는 단계(S120)는 공장에서 사전에 이루어지는 것이 바람직하다. 즉, 래티스부재(20)가 구비되는 강구조체(10)는 단위 구조물로서 공장에서 사전에 조립된다. Among the above steps, the step of preparing the lattice member 20 (S110) and the step of bonding the
이에 따라, 현장에서의 작업량이 감소하여 시공성이 증가하고, 공기가 단축되며, 공장용접이므로 단면성능에 대한 신뢰성이 높아지는 효과가 있다.
Accordingly, the amount of work in the field is reduced, the workability is increased, the air is shortened, and because of the factory welding, there is an effect of increasing the reliability of the cross-sectional performance.
본 발명은 지금까지 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 알 수 있음을 밝혀두고자 한다.While the invention has been shown and described in connection with specific embodiments so far, it will be appreciated that the invention can be variously modified and varied without departing from the spirit or scope of the invention as set forth in the claims below. It will be appreciated that those skilled in the art can easily know.
1 ... 강-콘크리트 합성기둥 2 ... 강-콘크리트 합성보
10 ... 강구조체 10a ... ㄱ형 강재
10b ... 강판 10c ... 채널형 강판
12 ... 개방부 14 ... 상부 플랜지
16 ... 보강용 철근 20 ... 래티스부재
22 ... 관통부 30 ... 단위모듈
40 ... 길이부재(철근) 42 ... 돌출부(마디)
50 ... 가로부재(강선)1 ... steel-
10 ...
10b ...
12 ... opening 14 ... upper flange
16 ... reinforcing
22 ... through 30 ... unit
40 ... length member (rebar) 42 ... protrusion (node)
50 ... horizontal member (steel wire)
Claims (11)
상기 강구조체(10)의 개방부(12)에 접합되되, 내외부에 타설되는 콘크리트와의 일체성을 향상토록, 소정 패턴의 관통부(22)가 형성되는 래티스부재(20);
를 포함하여 구성된 래티스부재를 이용한 강-콘크리트 합성구조물.
Steel structure 10 is formed by opening one or more sides constituting the column or beam; And
A lattice member 20 joined to the opening 12 of the steel structure 10 to improve the unity with the concrete to be poured into and out of the steel structure 10, wherein the through part 22 having a predetermined pattern is formed;
Steel-concrete composite structure using a lattice member configured to include.
상기 강구조체(10)는, 기둥의 각 모서리 부위에 배치되는 ㄱ형 강재(10a), 기둥의 외곽에 배치되는 강판(10b), 또는 보의 상부 플랜지(14)가 개방되어 형성된 채널형 강판(10c)을 포함하는 것을 특징으로 하는 래티스부재를 이용한 강-콘크리트 합성구조물.
The method of claim 1,
The steel structure 10 is a channel-shaped steel plate (10c) formed by opening the a-shaped steel (10a) disposed at each corner of the column, the steel plate (10b) disposed on the outer side of the column, or the upper flange 14 of the beam open Steel-concrete composite structure using a lattice member, characterized in that it comprises a).
상기 채널형 강판(10c)은, 상기 합성구조물의 강도 및 콘크리트와의 일체성을 향상토록, 내부 하면에 상기 채널형 강판의 길이방향으로 접합되는 적어도 하나의 보강용 철근(16)을 포함하는 것을 특징으로 하는 래티스부재를 이용한 강-콘크리트 합성구조물.
The method of claim 2,
The channel-shaped steel sheet 10c includes at least one reinforcing reinforcing bar 16 joined in the longitudinal direction of the channel-shaped steel sheet to improve the strength of the composite structure and the integrity of the concrete. Steel-concrete composite structure using a lattice member characterized in that.
상기 래티스부재(20)는, 적어도 하나의 단위모듈(30)로 이루어지되,
상기 단위모듈(30)은, 적어도 둘 이상의 길이부재(40)와, 상기 길이부재들 사이를 연결하면서 상기 관통부(22)를 형성하는 가로부재(50)를 포함하는 것을 특징으로 하는 래티스부재를 이용한 강-콘크리트 합성구조물.
The method of claim 1,
The lattice member 20 is composed of at least one unit module 30,
The unit module 30 has a lattice member, characterized in that it comprises at least two or more length member 40, and a horizontal member 50 for connecting the length member to form the through portion 22 Steel-concrete composite structure used.
상기 길이부재(40) 또는 가로부재(50) 중 적어도 하나는, 콘크리트에 대한 부착력을 향상토록, 외면에 돌출되어 형성된 돌출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 래티스부재를 이용한 강-콘크리트 합성구조물.
5. The method of claim 4,
At least one of the length member 40 or the horizontal member 50, the steel-concrete composite structure using a lattice member, characterized in that it comprises a protrusion formed to protrude on the outer surface to improve the adhesion to the concrete.
상기 가로부재(50)는, 상기 길이부재(40)에 대해 대각선 방향이 되도록 부착되는 것을 특징으로 하는 래티스부재를 이용한 강-콘크리트 합성구조물.
5. The method of claim 4,
The horizontal member 50 is a steel-concrete composite structure using a lattice member, characterized in that attached to be in a diagonal direction with respect to the length member (40).
상기 길이부재(40)는, 외면에 마디가 돌출되어 형성되는 철근인 것을 특징으로 하는 래티스부재를 이용한 강-콘크리트 합성구조물.
5. The method of claim 4,
The length member 40 is a steel-concrete composite structure using a lattice member, characterized in that the reinforcing bar is formed by protruding a node on the outer surface.
상기 가로부재(50)는, 상기 한 쌍의 길이부재(40) 사이에 교대로 지그재그 형태로 접합되면서, 상기 관통부(22)를 형성하는 강선인 것을 특징으로 하는 래티스부재를 이용한 강-콘크리트 합성구조물.
5. The method of claim 4,
The horizontal member 50 is a steel wire using a lattice member, characterized in that the steel wire to form the through portion 22 while being alternately bonded between the pair of length members 40 in a zigzag shape. structure.
기둥 또는 보를 구성하는 강구조체(10)의 개방부(12)에, 상기 래티스부재(20)를 선조립하는 단계(S120);
를 포함하여 구성된 래티스부재를 이용한 강-콘크리트 합성구조물의 제작방법.
Preparing a lattice member (20) according to any one of claims 4 to 8 (S110); And
Pre-assembling the lattice member 20 to the opening 12 of the steel structure 10 constituting the column or beam (S120);
Method for producing a steel-concrete composite structure using a lattice member configured to include.
상기 강구조체(10)는, 보의 상부 플랜지(14)가 개방되어 형성된 채널형 강판(10c)을 포함하고,
상기 강구조체(10)와 래티스부재(20) 접합 단계는, 공장에서, 상기 합성구조물의 강도, 강성 및 콘크리트와의 일체성을 향상토록, 상기 채널형 강판(10c)의 내부 하면에 상기 강판의 길이방향으로 적어도 하나의 보강용 철근(16)을 접합하는 단계(S122)를 포함하는 것을 특징으로 하는 래티스부재를 이용한 강-콘크리트 합성구조물의 제작방법.
10. The method of claim 9,
The steel structure 10 includes a channel-shaped steel sheet 10c formed by opening the upper flange 14 of the beam,
Joining the steel structure 10 and the lattice member 20, in the factory, to improve the strength, stiffness and integrity of the composite structure of the composite structure, the inner surface of the channel-shaped steel sheet (10c) of the steel sheet Method of manufacturing a steel-concrete composite structure using a lattice member comprising the step (S122) of joining at least one reinforcing reinforcement (16) in the longitudinal direction.
상기 선조립된 상태의 강구조체(10)와 래티스부재(20)를 현장으로 이동하여 설치한 후, 외부에 거푸집용 판재를 설치하여 콘크리트를 타설하는 단계(S130)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 래티스부재를 이용한 강-콘크리트 합성구조물의 제작방법.10. The method of claim 9,
After the steel structure 10 and the lattice member 20 of the pre-assembled state is moved to the site and installed, a step of placing concrete for installing a formwork on the outside (S130), characterized in that it further comprises: Fabrication method of steel-concrete composite structure using lattice member.
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