KR20140098527A - Connecting structure and method between h-shaped steel column and beam - Google Patents

Connecting structure and method between h-shaped steel column and beam Download PDF

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황보찬
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Abstract

H형강 기둥과 수평보의 결합 구조물 및 그 결합방법이 개시된다. 본 발명의 H형강 기둥과 수평보의 결합 구조물 및 그 결합방법은, 세로 방향으로 설치되는 H형강 기둥; 상기 H형강 기둥의 웨브(web)에 평행한 방향으로 상기 H형강 기둥의 플랜지(flange)에 결합되는 연결구; 및 상기 연결구에 삽입되어 고정되는 수평보를 포함하되, 상기 연결구는, 상기 H형강 기둥의 플랜지와의 결합 부분에 발생될 수 있는 응력집중을 분산시킬 수 있도록 형성되는 것을 특징으로 한다.A joining structure of a H-beam column and a horizontal beam and a joining method thereof are disclosed. The joining structure of the H-beam steel column and the horizontal beam and the joining method of the joining structure of the H-beam steel column and the horizontal beam of the present invention comprises: an H-shaped steel column installed in the longitudinal direction; A connecting port coupled to a flange of the H-shaped column in a direction parallel to a web of the H-shaped column; And a horizontal beam inserted and fixed to the coupling hole. The coupling hole is formed so as to disperse stress concentration that may be generated at a coupling portion of the H-shaped column with the flange.

Description

H형강 기둥과 수평보의 결합 구조물 및 그 결합방법{CONNECTING STRUCTURE AND METHOD BETWEEN H-SHAPED STEEL COLUMN AND BEAM}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an H-

본 발명은 H형강 기둥과 수평보의 결합 구조물 및 그 결합방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, H형강 기둥과 수평보의 결합 부분에 발생될 수 있는 응력집중을 분산시킬 수 있도록 하여 H형강 기둥과 수평보의 결합 구조를 보강시키는 H형강 기둥과 수평보의 결합 구조물 및 그 결합방법에 관한 것이다.The present invention relates to a joining structure between a H-beam column and a horizontal beam and a joining method thereof, and more particularly, to a joining structure between an H-beam column and a horizontal beam, The present invention relates to a joining structure of a H beam and a horizontal beam reinforcing the joining structure of a horizontal beam and a joining structure thereof.

H형강(H-形鋼)은 단면이 H형으로 이루어지는 형강으로서 건축물, 선박 등의 대형 구조물의 골조(骨組) 및 토목공사에 널리 사용되며, 중앙의 가로봉에 해당하는 웨브(web)와, 양쪽의 세로봉에 해당하는 플랜지(flange)로 구성된다.H-section steel (H-section steel) is a section steel of H-shape and is widely used for the framework of large structures such as buildings, ships, and civil engineering works. It has a web corresponding to a central cross bar, And a flange corresponding to the vertical bar of the frame.

일반적으로 H형강은 건축물의 골조를 이루는데 주로 사용되고 있으며, 지면에 수직하게 세로 방향으로 설치되어 건축물의 수직력을 지탱하는 기둥과, 기둥에 가로 방향으로 결합되어 건축물의 수평력을 지탱해 주는 보로 구성되는 라멘구조(rahmen, rigid frames)로 결합되어 건축물의 뼈대를 형성한다.Generally, H-beams are mainly used to form the framework of a building. They are composed of pillars that support the vertical force of the building installed vertically to the ground, and beams that are horizontally connected to the pillars to support the horizontal force of the building They are combined with rahmen (rigid frames) to form the skeleton of the building.

이와 관련하여 대한민국 공개특허공보 제10-2003-0045863호 '약축에 대한 스플릿 티의 기둥-보 접합구조 및 접합방법'을 개시하며, 이러한 접합구조가 도 1에 도시된다.In this connection, Korean Patent Laid-Open No. 10-2003-0045863 discloses a post-joining structure and joining method of a split tee to a weak axis, and such joining structure is shown in Fig.

구체적으로 대한민국 공개특허공보 제10-2003-0045863호는, H형강 기둥(10), 스플릿 티(30), 수평 스티프너(1) 및 H형강 수평보(20)로 구성된다. 스플릿 티(30)는 기둥(10)의 웨브에 부착되어 기둥(10)과 수평보(20)를 접합시키는 연결부재의 역할을 한다. 수평 스티프너(1)는 수평보(20)의 상,하면의 위치에서 스플릿 티(30)를 기둥(10)의 웨브에 부착하기 위해 필요한 최소한의 고력볼트 체결작업 공간을 남기고 소정의 거리만큼 이동시켜 기둥(10)의 웨브와 양 플랜지에 용접된다.Specifically, Korean Patent Laid-Open No. 10-2003-0045863 comprises an H-shaped column 10, a split tee 30, a horizontal stiffener 1 and an H-shaped steel horizontal beam 20. The split tee 30 is attached to the web of the column 10 and serves as a connecting member for joining the column 10 and the horizontal beam 20. [ The horizontal stiffener 1 moves the split tee 30 by a predetermined distance leaving the minimum required high-strength bolt tightening work space necessary for attaching the split tee 30 to the web of the column 10 at the positions of the upper and lower sides of the horizontal beam 20 Are welded to both the web of the column (10) and both flanges.

그러나, 대한민국 공개특허공보 제10-2003-0045863호는, H형강 기둥(10)과 스플릿 티(30)를 고력볼트를 사용하여 부착하게 되는데, 건축물 자체의 하중(동적 및 정적하중), 바람(특히 고층건축물의 경우), 특히 지진에 의해 건축물에 인가되는 지진하중에 의해 H형강 기둥(10)과 스플릿 티(30)의 결합부분에 응력집중 현상이 발생하게 되고, 이에 따라 결합부분이 취성 파괴(脆性破壞)되어 건축물의 안정성에 상당한 위험을 초래하고, 건축물의 수명이 단축되는 문제점이 있었다.However, in Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2003-0045863, the H-shaped column 10 and the split tee 30 are attached by using high-strength bolts. The load (dynamic and static load) Especially in the case of high-rise buildings), stress concentration phenomenon occurs at the joint portion between the H-shaped column 10 and the split tee 30 due to the earthquake load applied to the building by the earthquake, (Brittle fracture), causing a considerable risk to the stability of the building and shortening the life span of the building.

또한, 스플릿 티(30)가 수평보(20)의 상,하 플랜지에 각각 고력볼트로 결합되는데, 상술한 바와 같은 건축물에 인가되는 하중에 의해 스플릿 티(30)의 절곡부위에 인장-압축 응력이 반복적으로 발생하게 되며, 이에 따라 스플릿 티(30)의 절곡부위에 크랙 발생에 의한 피로파괴(疲勞破壞)가 빈번하게 발생하게 되는 문제점이 있었다.The split tee 30 is coupled to the upper and lower flanges of the horizontal beam 20 by high-strength bolts. The tensile-compressive stress is applied to the bent portion of the split tee 30 by the load applied to the above- And the fatigue fracture (fatigue fracture) due to the occurrence of cracks frequently occurs at the bending portion of the split tee 30. As a result,

본 발명의 목적은, H형강 기둥과 수평보의 결합 부분에 발생될 수 있는 응력집중을 분산시킬 수 있도록 하여 H형강 기둥과 수평보의 결합 구조를 보강시키는 H형강 기둥과 수평보의 결합 구조물 및 그 결합방법을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a joining structure of a H beam and a horizontal beam reinforcing a joining structure between a H beam and a horizontal beam by distributing a stress concentration that can be generated at a joining portion between the H beam and the horizontal beam And to provide a method of combining the same.

이때, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are not intended to limit the invention to the precise forms disclosed. .

상기 목적은, 본 발명에 따라, 세로 방향으로 설치되는 H형강 기둥; 상기 H형강 기둥의 웨브(web)에 평행한 방향으로 상기 H형강 기둥의 플랜지(flange)에 결합되는 연결구; 및 상기 연결구에 삽입되어 고정되는 수평보를 포함하되, 상기 연결구는, 상기 H형강 기둥의 플랜지와의 결합 부분에 발생될 수 있는 응력집중을 분산시킬 수 있도록 형성되는 것을 특징으로 하는 H형강 기둥과 수평보의 결합 구조물에 의하여 달성된다.According to the present invention, the above object is achieved by an H-shaped steel column installed in a longitudinal direction; A connecting port coupled to a flange of the H-shaped column in a direction parallel to a web of the H-shaped column; And a horizontal beam inserted and fixed to the connecting hole, wherein the connecting hole is formed so as to disperse stress concentration that may occur in a joint portion of the H-shaped column with the flange. This is achieved by the joining structure of the beam.

상기 연결구는, 상기 H형강 기둥의 플랜지와의 결합 부분에 발생될 수 있는 응력집중을 상기 H형강 기둥의 플랜지로부터 멀어지는 방향으로 분산시킬 수 있도록, 상기 H형강 기둥의 플랜지를 향할수록 폭이 넓어지거나 일정하게 형성되는 수평부재; 및 상기 수평부재에 의해 상기 H형강 기둥의 플랜지와의 결합 부분에 발생될 수 있는 응력집중을 분산시킬 때, 상기 수평부재로 전달되는 응력을 분산시킬 수 있도록, 상기 수평부재에 결합되는 수직부재를 포함할 수 있다.The connecting port has a width wider toward the flange of the H-column so as to disperse stress concentration that may be generated at a joint portion of the H-column with the flange of the H-column, in a direction away from the flange of the H- A horizontal member formed to be constant; And a vertical member coupled to the horizontal member so as to disperse stress transmitted to the horizontal member when dispersing stress concentration that may be generated in a joint portion of the H-shaped column with the flange by the horizontal member, .

상기 수평부재는, 상기 수평보의 상면과 하면에 각각 결합되도록, 서로 대칭되게 형성되는 상부 플레이트 및 하부 플레이트로 구성되며, 상기 상부 플레이트 및 상기 하부 플레이트 각각은, 상기 H형강 기둥의 플랜지에 결합되는 고정부; 및 상기 고정부에서 상기 수평보 측으로 연장형성되고, 단부가 상기 수평보의 폭과 동일하게 형성되는 돌출부를 포함할 수 있다.The horizontal member is composed of an upper plate and a lower plate symmetrically formed to be respectively coupled to upper and lower surfaces of the horizontal beam, and each of the upper plate and the lower plate is coupled to a flange of the H- Fixed government; And a protrusion extending from the fixing portion to the horizontal beam and having an end formed to have the same width as the horizontal beam.

상기 수직부재는, 상기 상부 플레이트 및 상기 하부 플레이트의 측면에 결합되며, 서로 대칭되는 한 쌍으로 형성될 수 있다.The vertical member may be coupled to the side surfaces of the upper plate and the lower plate and may be formed as a pair symmetrical to each other.

상기 H형강 기둥을 세로 방향으로 설치하는 단계; 상기 H형강 기둥의 플랜지에 상기 하부 플레이트 및 한 쌍의 상기 수직부재를 용접하여 설치하는 단계; 상기 하부 플레이트의 상측면에 상기 수평보를 거치시키고, 상기 수평보의 하측면과 상기 하부 플레이트의 상측면을 고력볼트로 결합하는 단계; 상기 수평보의 상측면에 상기 상부 플레이트를 거치시키고, 상기 수평보의 상측면과 상기 상부 플레이트의 하측면을 고력볼트로 결합하는 단계; 및 상기 H형강 기둥의 플랜지 및 상기 수직부재에, 상기 상부 플레이트를 용접하여 결합하는 단계를 포함할 수 있다.Installing the H-column in a longitudinal direction; Welding the lower plate and a pair of the vertical members to a flange of the H-shaped column; Placing the horizontal beam on an upper surface of the lower plate and coupling the lower surface of the horizontal beam and the upper surface of the lower plate with a bolt; Placing the upper plate on the upper side of the horizontal beam and coupling the upper side of the horizontal beam and the lower side of the upper plate with the bolts; And welding the upper plate to the flange and the vertical member of the H-shaped column.

본 발명에 의하면, H형강 기둥에 수평보를 연결하는 연결구가 설치됨으로써 H형강 기둥과 수평보의 결합 부분에 발생될 수 있는 응력집중을 분산시킬 수 있도록 하여 H형강 기둥과 수평보의 결합 구조를 보강시키는 H형강 기둥과 수평보의 결합 구조물 및 그 결합방법을 제공할 수 있게 된다.According to the present invention, since the connection port connecting the horizontal beam to the H-shaped column is provided, it is possible to distribute the stress concentration that may occur in the joint portion between the H-shaped column and the horizontal beam, It is possible to provide a joining structure of a H beam and a horizontal beam and a joining method thereof.

도 1은 종래의 결합 구조물의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 H형강 기둥과 수평보의 결합 구조물의 사시도이다.
도 3은 도 2의 H형강 기둥과 수평보의 결합 구조물의 분해사시도이다.
도 4 및 도 5는 도 2의 H형강 기둥과 수평보의 결합 구조물의 평면도이다.1 is a perspective view of a conventional coupling structure.
2 is a perspective view of a coupling structure of an H-beam column and a horizontal beam according to an embodiment of the present invention.
Fig. 3 is an exploded perspective view of the joining structure of the H-beam column and the horizontal beam of Fig. 2;
Figs. 4 and 5 are plan views of the joining structure of the H-beam column and the horizontal beam of Fig. 2. Fig.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 실시예에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다.The sizes and shapes of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience. In addition, terms defined in consideration of the configuration and operation of the present invention may be changed according to the intention or custom of the user, the operator. Definitions of these terms should be based on the content of this specification.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 H형강 기둥과 수평보의 결합 구조물의 사시도이며, 도 3은 도 2의 H형강 기둥과 수평보의 결합 구조물의 분해사시도이고, 도 4 및 도 5는 도 2의 H형강 기둥과 수평보의 결합 구조물의 평면도이다.FIG. 2 is a perspective view of a joining structure between an H-beam column and a horizontal beam according to an embodiment of the present invention, FIG. 3 is an exploded perspective view of a joining structure between the H- 2 is a plan view of the joining structure of the H-beam column and the horizontal beam.

도 2 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 H형강 기둥과 수평보의 결합 구조물(100)은 크게 H형강 기둥(110), 수평보(130) 및 연결구(150)를 포함한다.2 to 5, the joining structure 100 of the H-beam column and the horizontal beam according to an embodiment of the present invention includes a H-beam column 110, a horizontal beam 130, and a coupling 150 do.

H형강 기둥(110)은 지반에 세로 방향으로 설치되고, 수평보(130)는 H형강 기둥(110)의 웨브(111)와 평행한 방향으로 H형강 기둥의 플랜지(112)에 결합되어, H형강 기둥(110)과 수평보(130)는 건축구조물의 뼈대 즉 골조(骨組)를 구성한다.The horizontal beam 130 is coupled to the flange 112 of the H-shaped column in a direction parallel to the web 111 of the H-shaped column 110, The steel column 110 and the horizontal beam 130 constitute a skeleton of a building structure, that is, a skeleton.

본 발명에 따른 H형강 기둥과 수평보의 결합 구조물(100)에서, 수평보(130)는 H형강 기둥(110)의 웨브(111)에 평행한 방향 즉 H형강 기둥의 플랜지(112)에 수직한 방향으로 결합되는 것이 바람직하나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, H형강 기둥의 플랜지(112)에 일정한 각도를 이루며 결합되거나 H형강 기둥(110)의 웨브(111)에 결합되는 등 폭넓은 형태의 결합구조를 이루며 설치될 수 있다.In the joining structure 100 between the H-shaped steel column and the horizontal beam according to the present invention, the horizontal beam 130 is bent in a direction parallel to the web 111 of the H-shaped steel column 110, that is, perpendicular to the flange 112 of the H- But the present invention is not limited thereto and may be combined with the flange 112 of the H-shaped column at a predetermined angle or coupled to the web 111 of the H-shaped column 110, And can be installed in a joined structure.

또한, 수평보(130)는 H형강으로 기재되어 설명되고 있으나, 이는 본 발명의 일 실시예에 의해 설명되는 것으로서 이에 한정되는 것은 아니며 평강(平鋼), ㄷ형강, T형강, Z형강, ㄴ형강 또는 각형 강관(角形鋼管) 등 건축구조물의 수평보(130)로 구성될 수 있는 다양한 형태의 강재(鋼材)가 선정될 수 있음은 물론이다.In addition, although the horizontal beam 130 is described as H-shaped steel, it is not limited thereto, but may be a flat steel, a beam, a T-beam, a Z-beam, It is needless to say that various types of steel materials can be selected which can be constituted by horizontal beams 130 of a building structure such as a steel section or a square steel pipe.

일반적으로 H형강 기둥(110)의 강축에 보를 결합하여 이루어지는 결합 구조물은, H형강 기둥(110)의 강축과 보의 결합부를 용접하여 결합하는 방식과 연결부재를 사용하여 고력볼트(B)로 체결하는 방식이 주로 사용되고 있다.Generally, the joining structure formed by joining the beam to the strong axis of the H-shaped column 110 is formed by welding the joining portion of the beam with the steel shaft of the H-shaped column 110, Is often used.

연결부재에 의한 결합 방식은, 연결부재와 보가 고력볼트의 체결에 의해 결합되므로, 용접기구가 필요하지 않거나 최소화되고, 공구를 사용하여 결합작업이 이루어져서 결합 작업이 단시간 내에 이루어지면서도 그 결합 구조가 견고하여 건축구조물의 조립시에 주로 사용되는 결합 방법이다.Since the coupling member and the beam are coupled by fastening bolts, the welding mechanism is unnecessary or minimized, and the coupling operation is performed using the tool so that the coupling operation is performed in a short time, It is a bonding method which is mainly used for assembling the building structure.

한편 건축물은 건축물에 부하되는 정적 및 동적 하중 또는 바람(특히 고층건축물의 경우)에 의해 지속적인 외력의 영향을 받고 있으며, 특히 지진에 의한 반복적인 외력이 발생하더라도 건축물이 파손되거나 붕괴되지 않으며 견고한 결합구조를 유지할 수 있도록 건축물의 뼈대를 이루는 결합 구조물은 지진하중에 견디는 내진성(耐震性) 즉 구조물의 지진에 대한 저항 성능이 특히 요구되고 있다.On the other hand, buildings are influenced by static and dynamic loads or wind (especially in the case of high-rise buildings) which are loaded on the buildings, and in particular, even when repeated external forces due to earthquakes occur, the buildings are not broken or collapsed, It is required that the structure of the structure of the building be resistant to earthquake resistance or resistance to earthquake of the structure.

그러나, 연결부재에 의해 H형강 기둥과 보를 결합한 건축구조물은 연결부재와 기둥의 결합부위가 지진하중과 같은 반복하중에 취약하며, 상술한 바와 같은 영향에 의해 건축물에 비교적 긴 시간 동안 반복적인 하중이 부하되거나 지진하중이 발생하게 되면 결합부위에 응력이 집중되어 취성파괴(脆性破壞)가 발생하게 되는데, 이와 같은 문제는 건축물의 안정성에 심각한 위험요소로 작용하고 있으며, 건축물의 수명이 짧아지게 되는 대표적인 요인으로 인식되어오고 있었다.However, in the case of a building structure in which beams are connected to each other by a connecting member, the joint between the connecting member and the column is susceptible to cyclic loads such as seismic loads. As a result, When a load or a seismic load occurs, the stress is concentrated on the joint and brittle fracture occurs. Such a problem is a serious risk to the stability of the building, and a representative example in which the life of the building is shortened It has been recognized as a factor.

또한, 연결부재의 절곡부위에 반복적인 응력에 의한 피로가 집중되는 현상이 발생하여 연결부재의 절곡부위에서 피로파괴가 빈번히 발생하게 되는 문제가 있었다.Also, fatigue due to repeated stress is concentrated on the bending portion of the connecting member, and fatigue breakage frequently occurs at the bending portion of the connecting member.

본 발명의 일 실시예에 따른 결합 구조물(100)은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것이며, 이와 같은 연결구(150)의 결합부위에서 발생될 수 있는 취성파괴 및 피로파괴는 H형강 기둥(110)과의 결합 부분에 발생될 수 있는 응력집중을 분산시킬 수 있도록 형성되는 연결구(150)가 결합됨으로써 방지될 수 있다.The brittle fracture and the fatigue fracture which may occur at the joint portion of the coupling 150 may be prevented by the H-shaped column 110 And a coupling 150 formed to disperse stress concentration that may be generated at a coupling portion between the coupling portion 150 and the coupling portion 150 may be prevented.

연결구(150)는 수평보(130)의 일단부가 결합되도록 H형강 기둥(110)의 웨브(111)에 평행한 방향으로 H형강 기둥의 플랜지(112)에 용접되어 결합된다. 연결구(150)는 수평부재(151) 및 수직부재(152)를 포함하여 이루어진다.The connecting hole 150 is welded and joined to the flange 112 of the H-shaped column in a direction parallel to the web 111 of the H-shaped steel column 110 so that one end of the horizontal beam 130 is coupled. The connector 150 comprises a horizontal member 151 and a vertical member 152.

수평부재(151)는 H형강 기둥의 플랜지(112)와의 결합 부분에 발생될 수 있는 응력집중을 H형강 기둥의 플랜지(112)로부터 멀어지는 방향으로 분산시킬 수 있도록, H형강 기둥의 플랜지(112)를 향할수록 폭이 넓어지거나 일정하게 형성된다.The horizontal member 151 has a flange 112 of an H-shaped column so that the concentration of stress that may be generated at the joint portion of the H-shaped steel column with the flange 112 is dispersed in a direction away from the flange 112 of the H- The width is widened or is constantly formed.

수평부재(151)는 수평보(130)의 상,하면에 각각 결합되도록, 서로 대칭되게 형성되는 상부 플레이트(151a)와 하부 플레이트(151b)로 구성된다. The horizontal member 151 is composed of an upper plate 151a and a lower plate 151b symmetrically formed to be coupled to the upper and lower surfaces of the horizontal beam 130, respectively.

상부 플레이트(151a)와 하부 플레이트(151b)는 H형강 기둥의 플랜지(112)에 수평보(130)의 높이와 동일한 간격으로 용접결합되어 수평보(130)의 상부 플랜지(132a) 및 하부 플랜지(132b)와 각각 고력볼트(B) 및 너트(N)로 결합된다. The upper plate 151a and the lower plate 151b are welded to the flange 112 of the H-shaped column at an equal interval as the height of the horizontal beam 130 to form the upper flange 132a and the lower flange 132b of the horizontal beam 130 132b with high-strength bolts B and nuts N, respectively.

상부 플레이트(151a) 및 하부 플레이트(151b)에는 수평보(130)와 고력볼트(B)로 체결되기 위한 결합공(153)이 수평보(130)의 길이방향으로 형성되며, 수평보(130)의 상부 플랜지(132a) 및 하부 플랜지(132b)에도 대응되는 결합공(133)이 각각 형성된다. 상부 플레이트(151a) 및 하부 플레이트(151b)는 각각 고정부(P) 및 돌출부(E)로 구성된다.The upper plate 151a and the lower plate 151b are provided with a coupling hole 153 for coupling with the horizontal beam 130 and the high strength bolt B in the longitudinal direction of the horizontal beam 130, And an engaging hole 133 corresponding to the upper flange 132a and the lower flange 132b of the lower flange 132a. The upper plate 151a and the lower plate 151b are composed of a fixing portion P and a projection E, respectively.

고정부(P)는 H형강 기둥의 플랜지(112)에 용접결합되고, 일정한 폭으로 형성되어 수직부재(152)와 결합면을 형성하는 부분이며, 돌출부(E)는 고정부(P)에서 수평보(130) 방향으로 연장형성되고 단부가 수평보(130)의 폭과 동일하게 형성되는 부분이다.The fixing portion P is a portion welded to the flange 112 of the H-shaped column and formed with a constant width to form a coupling surface with the vertical member 152. The protruding portion E is a horizontal And the end portion is formed to have the same width as the width of the horizontal beam 130.

수직부재(152)는 수평보(130)로부터 수평부재(151)로 전달되는 응력을 H형강 기둥(110)과의 결합부위에 분산시킬 수 있도록 H형강 기둥의 플랜지(112)에 결합되고, 서로 대칭되는 한 쌍으로 형성되어 수평부재(151)의 양측면에 각각 결합된다.The vertical member 152 is coupled to the flange 112 of the H-shaped column so that the stress transmitted from the horizontal beam 130 to the horizontal member 151 can be dispersed at the joint with the H- And are coupled to both sides of the horizontal member 151, respectively.

즉, 고정부(P)는 수직부재(152)와 용접되는 결합면을 형성하는 부분으로써 수평보(130)에서 수평부재(151)로 전달되는 응력을 기둥(110)에 결합된 수평부재(151)의 결합부와 수직부재(152)의 결합부로 분산시키고, 이에 따라 연결구(150)와 기둥(110)의 결합력이 향상된다.That is, the fixing portion P is a portion that forms a coupling surface to be welded to the vertical member 152, and the stress transmitted from the horizontal beam 130 to the horizontal member 151 is transmitted to the horizontal member 151 And the joining portion of the vertical member 152. Thus, the coupling force between the coupling hole 150 and the column 110 is improved.

상술한 바와 같이, 기둥(110)에 수평부재(151)와 수직부재(152)로 구성되는 연결구(150)가 용접설치되면, 기둥(110)과 연결구(150)의 용접량이 증가됨으로써 접합부위의 강성 및 강도가 증가하게 되고, 이에 따라 용접부위의 취성 파괴는 어려워지게 된다.As described above, when the connection member 150 composed of the horizontal member 151 and the vertical member 152 is welded to the column 110, the welding amount of the column 110 and the connection hole 150 is increased, Rigidity and strength are increased, which makes it difficult to break down the brittle fracture at the welded portion.

즉, H형강 기둥의 플랜지(112)와 연결구(150)의 결합 부분에 발생될 수 있는 응력집중을 H형강 기둥의 플랜지(112)로부터 멀어지는 방향으로 분산시킴으로써 H형강 기둥의 플랜지(112)와 연결구(150)의 결합 부위 즉 용접 부위의 취성 파괴를 방지하게 되고, 결과적으로 수평보(130)의 내부에 소성 힌지(plastic hinge) 발생을 유도할 수 있게 되는 것이다.The flange 112 of the H-shaped column and the flange 112 of the H-shaped steel column are dispersed in the direction away from the flange 112 of the H-shaped steel column, It is possible to prevent the brittle fracture of the welded portion of the welded portion 150, that is, the welded portion, as a result, the plastic hinge can be induced in the horizontal beam 130.

소성 힌지란 본 발명의 수평보(130)와 같이 굽힘력을 받는 보에 있어서, 강재의 탄성 한계 이상으로 굽힘력 즉 하중을 증가시키게 되면 보 일측의 가장 바깥 가장자리부터 소성역(塑性域)에 들어가며, 마침내 보의 단면 전역이 소성역에 들어가는 현상으로서, 중립축의 한쪽은 소성 압축되고 다른 쪽은 소성 인장을 받게 됨에 따라 보는 휨 모멘트가 일정한 값을 유지한 상태 그대로 마치 힌지처럼 회축(回軸)을 계속하는 현상을 말한다.When the bending force, that is, the load is increased beyond the elastic limit of the steel material in the beam subjected to the bending force like the horizontal beam 130 of the present invention, the plastic hinge enters the plastic region from the outermost edge of the beam side , And finally the entire cross section of the beam enters the firing station. As one of the neutral axes is compressed and the other is subjected to the plastic tension, the bending moments remain constant. It is a phenomenon that continues.

즉, 기둥(110)에 연결구(150)가 설치되면, H형강 기둥(110)과 연결구(150)의 용접접합부의 취성적 파괴로부터 수평보(130)의 연성적 파괴로 유도됨에 따라 결합 구조물(100)의 내진성이 향상되는 것이다. 용접 이음 부위에는 스캘럽(S)이 형성된다.That is, when the connecting pipe 150 is installed in the column 110, the horizontal joint 130 is induced by the soft fracture of the welded joint of the H-shaped column 110 and the joint 150, 100 is improved. A scallop (S) is formed at the welded joint.

스캘럽(scallop, S)은 용접 이음이 한 곳에 집중하거나 근접하면 용접에 의한 잔류응력(殘留應力)이 커지고 용접 금속이 여러 번 용접열을 받게 되어 열화(劣化)하는 경우가 있기 때문에 용접선이 교차하지 않도록 모재(母材)에 형성되는 부채꼴 노치(notch)로서, 일반적으로 서로 교차하는 용접 이음 부위에는 스캘럽(S)이 형성된다.The scallop (S) is a welded joint that is welded to welded joints. If the welded joint is concentrated or close to one place, the residual stress due to the weld becomes large and the weld metal is subjected to the heat of welding several times. A scallop S is formed at a welded joint portion that generally intersects with each other as an annular notch formed in the base material.

본 발명의 H형강 기둥과 수평보의 결합 구조물(100)의 결합방법은 다음과 같이 이루어진다.The joining structure 100 between the H-beam column and the horizontal beam according to the present invention is formed as follows.

도 2 내지 도 3를 참조하면, 먼저 H형강 기둥(110)을 지반 또는 구조물에 세로 방향으로 설치한다. H형강 기둥(110)을 지반 또는 구조물에 설치하는 기술은 본 발명의 기술분야에서 널리 알려진 공지의 사항이므로 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.Referring to FIGS. 2 to 3, first, an H-shaped column 110 is installed on a ground or a structure in a longitudinal direction. The technique of installing the H-shaped column 110 on a ground or a structure is well known in the technical field of the present invention, and thus a detailed description thereof will be omitted.

도 4를 참조하면, H형강 기둥의 플랜지(112)에 하부 플레이트(151b) 및 한 쌍의 수직부재(152)를 용접하여 설치한다. 물론, H형강 기둥(110)을 지반 또는 구조물에 설치하기 전에 하부 플레이트(151b) 및 한 쌍의 수직부재(152)를 기둥의 플랜지(112)에 결합하는 것도 가능하다.Referring to FIG. 4, the lower plate 151b and the pair of vertical members 152 are welded to the flange 112 of the H-shaped column. Of course, it is also possible to join the lower plate 151b and the pair of vertical members 152 to the flange 112 of the column before installing the H-shaped column 110 in the ground or structure.

용접순서는 다음과 같다. 먼저, 하부 플레이트(151b)를 기둥의 플랜지(112)에 양면 필릿 용접(Wf)으로 결합하고, 한 쌍의 수직부재(152)를 기둥의 플랜지(112)에 양면 필릿 용접(Wf)으로 설치한다. 그리고, 하부 플레이트(151b)와 수직부재(152)의 맞닿는 부분은 양면 필릿 용접(Wf)하여 서로 고정시킨다.The welding sequence is as follows. First, the lower plate 151b is coupled to the flange 112 of the column with a two-sided fillet weld Wf and the pair of vertical members 152 is installed on the flange 112 of the column with a two-sided fillet weld Wf . The portions of the lower plate 151b contacting the vertical member 152 are fixed to each other by double-sided fillet welding (Wf).

수평보(130)는 건축물의 정적 및 동적하중을 견고하게 지지할 수 있도록 그 양단부가 H형강 기둥(110)에 각각 결합되는 형태로 건축구조를 형성하게 되는 것이 일반적이다. 아래에서는, 수평보(130)의 양단부가 각각 H형강 기둥(110)에 결합되는 형태로서 설명하기로 한다.Generally, the horizontal beam 130 is formed in a structure in which both ends of the horizontal beam 130 are coupled to the H-beam pillars 110 so as to firmly support the static and dynamic loads of the building. In the following description, both ends of the horizontal beam 130 are coupled to the H-beam pillars 110, respectively.

그리고, 하부 플레이트(151b)의 상측면에 수평보(130)를 거치시키고, 수평보(130)의 하측면과 하부 플레이트(151b)의 상측면을 고력볼트(B)로 결합한다.The horizontal beam 130 is mounted on the upper surface of the lower plate 151b and the lower surface of the horizontal beam 130 and the upper surface of the lower plate 151b are coupled with the bolts B.

수평보(130)는 크레인을 사용하여 들어 올려져서 그 양단부가 하부 플레이트(151b)의 상측면에 거치되며, 수평보(130)와 하부 플레이트(151b)는 고력볼트(B)와 너트(N)를 사용하여 수평보(130)의 결합공(133)과 하부 플레이트(151b)의 결합공(153)을 체결함으로써 고정된다.The horizontal beam 130 is lifted using a crane so that its both ends are mounted on the upper surface of the lower plate 151b and the horizontal beam 130 and the lower plate 151b are supported by the bolts B and N, By fastening the coupling hole 133 of the horizontal beam 130 and the coupling hole 153 of the lower plate 151b.

그리고, 수평보(130)의 상측면에 상부 플레이트(151a)를 거치시키고, 수평보(130)의 상측면과 상부 플레이트(151a)의 하측면을 고력볼트(B)와 너트(N)로 결합한다.The upper plate 151a is mounted on the upper surface of the horizontal beam 130 and the upper surface of the horizontal beam 130 and the lower surface of the upper plate 151a are coupled with the bolts B and N do.

마지막으로, H형강 기둥의 플랜지(112) 및 수직부재(152)에, 상부 플레이트(151a)를 용접하여 결합한다. 도 5를 참조하면, 용접은 다음과 같이 이루어진다. 먼저, 상부 플레이트(151a)와 기둥의 플랜지(112)는 1면 필릿 용접(Wf)을 하고, 상부 플레이트(151a)와 수직 플레이트는 그루브 용접(Wg)을 실시한다.Finally, the upper plate 151a is welded and joined to the flange 112 and the vertical member 152 of the H-shaped column. Referring to Fig. 5, welding is performed as follows. First, the upper plate 151a and the flange 112 of the column are subjected to one-side fillet welding Wf, and the upper plate 151a and the vertical plate are subjected to groove welding Wg.

본 실시예의 H형강 기둥과 수평보의 결합 구조물(100)은 H형강 기둥(110)에 수평보(130)를 연결하는 연결구(150)가 설치됨으로써 H형강 기둥(110)과 수평보(130)의 결합 부분에 발생될 수 있는 응력집중을 분산시킬 수 있도록 하여 H형강 기둥(110)과 수평보(130)의 결합 구조를 보강시킬 수 있는 장점을 가진다.The joining structure 100 between the H-shaped steel column and the horizontal beam of the present embodiment has a connecting hole 150 connecting the H-shaped steel column 110 to the horizontal beam 130, So that the joint structure between the H-shaped steel column 110 and the horizontal beam 130 can be reinforced.

앞에서, 본 발명의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 일이다. 따라서, 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 기술적 사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안되며, 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It is obvious to those who have. Accordingly, it should be understood that such modifications or alterations should not be understood individually from the technical spirit and viewpoint of the present invention, and that modified embodiments fall within the scope of the claims of the present invention.

100 : 결합 구조물 110 : H형강 기둥
111 : 웨브 112 : 플랜지
130 : 수평보 131 : 웨브
132 : 플랜지 132a : 상부 플랜지
132b : 하부 플랜지 133 : 결합공
150 : 연결구 151 : 수평부재
151a : 상부 플레이트 151b : 하부 플레이트
152 : 수직부재 153 : 결합공
B : 고력볼트 Wg : 그루브 용접
Wf : 필릿 용접 S : 스캘럽
N : 너트100: Coupling structure 110: H-shaped column
111: web 112: flange
130: Horizontal beam 131: Web
132: flange 132a: upper flange
132b: lower flange 133: engaging hole
150: connector 151: horizontal member
151a: upper plate 151b: lower plate
152: vertical member 153: engaging hole
B: High-strength bolt Wg: Groove welding
Wf: Fillet welding S: Scallop
N: Nut

Claims (5)

세로 방향으로 설치되는 H형강 기둥;
상기 H형강 기둥의 웨브(web)에 평행한 방향으로 상기 H형강 기둥의 플랜지(flange)에 결합되는 연결구; 및
상기 연결구에 삽입되어 고정되는 수평보를 포함하되,
상기 연결구는,
상기 H형강 기둥의 플랜지와의 결합 부분에 발생될 수 있는 응력집중을 분산시킬 수 있도록 형성되는 것을 특징으로 하는 H형강 기둥과 수평보의 결합 구조물.An H-beam column installed in the longitudinal direction;
A connecting port coupled to a flange of the H-shaped column in a direction parallel to a web of the H-shaped column; And
And a horizontal beam inserted and fixed to the connector,
The connector includes:
And the central portion of the H-shaped steel column is formed so as to disperse stress concentration that may be generated at a joint portion of the H-shaped steel column with the flange. 제1항에 있어서,
상기 연결구는,
상기 H형강 기둥의 플랜지와의 결합 부분에 발생될 수 있는 응력집중을 상기 H형강 기둥의 플랜지로부터 멀어지는 방향으로 분산시킬 수 있도록, 상기 H형강 기둥의 플랜지를 향할수록 폭이 넓어지거나 일정하게 형성되는 수평부재; 및
상기 수평부재에 의해 상기 H형강 기둥의 플랜지와의 결합 부분에 발생될 수 있는 응력집중을 분산시킬 때, 상기 수평부재로 전달되는 응력을 분산시킬 수 있도록, 상기 수평부재에 결합되는 수직부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 H형강 기둥과 수평보의 결합 구조물.The method according to claim 1,
The connector includes:
The width of the H-shaped column is made wider or constant as it goes toward the flange of the H-shaped column so that the stress concentration that may be generated at the joint portion with the flange of the H-shaped column is distributed in the direction away from the flange of the H- A horizontal member; And
And a vertical member coupled to the horizontal member so as to disperse a stress transmitted to the horizontal member when dispersing stress concentration that may be generated at a joint portion of the H-shaped column with the flange by the horizontal member Wherein the joining structure between the H-beam column and the horizontal beam is characterized by: 제2항에 있어서,
상기 수평부재는,
상기 수평보의 상면과 하면에 각각 결합되도록, 서로 대칭되게 형성되는 상부 플레이트 및 하부 플레이트로 구성되며,
상기 상부 플레이트 및 상기 하부 플레이트 각각은,
상기 H형강 기둥의 플랜지에 결합되는 고정부; 및
상기 고정부에서 상기 수평보 측으로 연장형성되고, 단부가 상기 수평보의 폭과 동일하게 형성되는 돌출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 H형강 기둥과 수평보의 결합 구조물.3. The method of claim 2,
The horizontal member
And an upper plate and a lower plate symmetrically formed to be coupled to upper and lower surfaces of the horizontal beam,
Wherein each of the upper plate and the lower plate includes:
A fixing portion coupled to the flange of the H-shaped column; And
And a projecting portion extending from the fixing portion to the horizontal beam and having an end portion formed to have the same width as the width of the horizontal beam. 제3항에 있어서,
상기 수직부재는,
상기 상부 플레이트 및 상기 하부 플레이트의 측면에 결합되며, 서로 대칭되는 한 쌍으로 형성되는 것을 특징으로 하는 H형강 기둥과 수평보의 결합 구조물.The method of claim 3,
The vertical member
Wherein the upper plate and the lower plate are coupled to the side surfaces of the upper plate and the lower plate and are symmetrical with each other. 제4항의 H형강 기둥과 수평보의 결합 구조물을 결합하는 방법으로서,
상기 H형강 기둥을 세로 방향으로 설치하는 단계;
상기 H형강 기둥의 플랜지에 상기 하부 플레이트 및 한 쌍의 상기 수직부재를 용접하여 설치하는 단계;
상기 하부 플레이트의 상측면에 상기 수평보를 거치시키고, 상기 수평보의 하측면과 상기 하부 플레이트의 상측면을 고력볼트로 결합하는 단계;
상기 수평보의 상측면에 상기 상부 플레이트를 거치시키고, 상기 수평보의 상측면과 상기 상부 플레이트의 하측면을 고력볼트로 결합하는 단계; 및
상기 H형강 기둥의 플랜지 및 상기 수직부재에, 상기 상부 플레이트를 용접하여 결합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 H형강 기둥과 수평보의 결합 구조물의 결합방법.A method of joining a joining structure of an H-beam column and a horizontal beam of claim 4,
Installing the H-column in a longitudinal direction;
Welding the lower plate and a pair of the vertical members to a flange of the H-shaped column;
Placing the horizontal beam on an upper surface of the lower plate and coupling the lower surface of the horizontal beam and the upper surface of the lower plate with a bolt;
Placing the upper plate on the upper side of the horizontal beam and coupling the upper side of the horizontal beam and the lower side of the upper plate with the bolts; And
And joining and joining the upper plate to the flange of the H-column and the vertical member to join the joining structure of the H-beam column and the horizontal beam.
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