KR20160078785A - 기둥부재와 보부재의 연결구조 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기둥부재; 상기 기둥부재에 수평방향으로 설치되며, 웨브와 상부플랜지 및 하부플랜지를 구비하는 보부재; 상기 기둥부재의 외주면에 연결되고, 상기 보부재에 연결되는 전단플레이트; 및, 상기 기둥부재의 외주면을 둘러싸는 형태로 구비되고, 상기 보부재와 연결되는 다이어프램;을 포함하는 기둥부재와 보부재의 연결구조를 제공한다.

Description

기둥부재와 보부재의 연결구조{JOINT STRUCTURE BETWEEN COLUMN AND BEAM}
본 발명은 기둥부재와 보부재의 연결구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 용접량을 최소화하여 시공비용을 절감하고, 시공기간의 단축이 가능한 기둥부재와 보부재의 연결구조에 관한 것이다.
CFT(Concrete Filled steel Tube)는 원형 또는 사각형상의 강관에 콘크리트를 충전한 콘크리트 충전강관을 말하며, CFT를 골조의 주요 구성부재 중 강관기둥에 채용하여 고축력에 저항하도록 한 구조를 CFT 구조라 한다.
CFT 구조는 강관이 콘크리트를 구속함으로써 강성, 내력, 변형 등의 구조적인 면뿐만 아니라 내화 및 시공 등 다방면에서 우수한 성능을 발휘하고 있다.
CFT 구조에서는 강관기둥은 주로 각형 또는 원형 강관을 사용하고 있다. 그런데, 이와 같은 강관이 외력을 받게 되면 면외 변형을 일으키기 쉬우므로 강접합으로 설계하는 경우에 있어서는 강관기둥과 보의 연결부분이 충분한 강성 및 내력을 갖도록 하기 위하여 적절한 보강을 하는 것이 필수적이라고 할 수 있다.
특히, 강관기둥과 보의 연결부분에서는 보의 단부에 생기는 휨모멘트가 보의 플랜지 위치에서 강관기둥에 집중적으로 작용하므로, 보의 단부에 휨모멘트가 크게 작용하는 경우에 강관기둥이 국부적으로 변형되면서 파괴될 수 있는 문제점이 있다.
종래 이러한 CFT기둥과 보의 연결부분를 보강하기 위하여 다이어프램방식이 사용되고 있다. 이러한 다이어프램방식에는 관통 다이어프램방식과 내측 다이어프램방식과 외측 다이어프램방식이 있다.
외측 다이어프램방식의 경우 강관기둥을 절단하지 않고, 강광기둥의 외부에 다이어프램을 용접 접합하고, 다이어프램과 철골보를 용접 접합하는 방식이다.
이와 같은 종래의 외다이아프램 방식의 경우는, 강관기둥과 맞닿는 부위에 용접 접합하고, 철골보와 만나는 부위에 대해서도 용접을 하는 등 용접량이 많아서 시공비용이 증가되고 시공기간이 지연되며, 작업자의 숙련도가 낮을 경우 용접부의 결함이 발생할 가능성이 높은 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 기둥부재와 보부재의 연결구조에서 발생되는 요구 또는 문제들 중 적어도 어느 하나를 인식하여 이루어진 것이다.
본 발명은 일 측면으로서, 기둥부재와 보부재의 연결구조의 시공에서의 용접량을 최소화하여 기둥부재와 보부재의 연결구조의 제작비용을 절감하고, 시공기간을 단축시킬 수 있는 기둥부재와 보부재의 연결구조를 제공하고자 한다.
본 발명은 일 측면으로서, 기둥부재와 보부재의 연결구조에의 시공에서 용접 방식에 의한 접합을 최소화하고, 볼트체결 방식을 적용함으로써, 기둥부재와 보부재의 연결구조의 시공시 발생할 수 있는 시공오차를 흡수할 수 있는 기둥부재와 보부재의 연결구조를 제공하고자 한다.
본 발명은 일 측면으로서, 다이어프램을 분할형으로 구성하여 운반 및 설치가 용이하여 시공성이 향상될 수 있는 기둥부재와 보부재의 연결구조를 제공하고자 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 일 측면으로서, 본 발명은 기둥부재; 상기 기둥부재에 수평방향으로 설치되며, 웨브와 상부플랜지 및 하부플랜지를 구비하는 보부재; 상기 기둥부재의 외주면에 연결되고, 상기 보부재에 연결되는 전단플레이트; 및, 상기 기둥부재의 외주면을 둘러싸는 형태로 구비되고, 상기 보부재와 연결되는 다이어프램;을 포함하는 기둥부재와 보부재의 연결구조를 제공한다.
바람직하게, 기둥부재와 보부재의 연결구조는, 상기 전단플레이트와 상기 기둥부재의 제1 연결부분, 상기 보부재와 상기 전단플레이트의 제2 연결부분 및, 상기 보부재와 상기 다이어프램의 제3 연결부분을 포함하고, 상기 제1 연결부분은 용접 방식에 의해 접합되고, 상기 제2 연결부분 및, 상기 제3 연결부분 중 적어도 어느 하나는 결합부재에 의해 기계적 방식에 의해 연결될 수 있다.
바람직하게, 제2 연결부분와, 상기 제3 연결부분 중 적어도 어느 하나에 설치되는 보강플레이트;를 더 포함할 수 있다.
바람직하게, 결합부재는 나사산이 형성된 볼트부재로 구비되고, 상기 보부재, 상기 전단플레이트, 상기 다이어프램 및, 상기 보강플레이트 중에서 선택된 적어도 2 이상에는 상기 볼트부재가 체결되는 접합홀이 형성될 수 있다.
바람직하게, 다이어프램은, 상기 기둥부재의 외주면을 둘러싸는 형태로 구비되는 프레임부재와, 상기 프레임부재의 외주면에서 상기 보부재 방향으로 연장되어, 상기 보부재와의 연결부분을 제공하는 연장접합부재를 구비할 수 있다.
바람직하게, 다이어프램과 상기 상부플랜지 및, 하부플랜지의 단부가 맞대진 상태에서 연결되고, 상기 전단플레이트와 상기 웨브의 단부가 맞대진 상태에서 연결될 수 있다.
바람직하게, 전단플레이트는 상기 보부재의 웨브와 겹쳐지게 배치된 상태에서 연결될 수 있다.
바람직하게, 보부재는, 상기 상부플랜지와 상기 하부플랜지의 사이에 상기 웨브가 제거된 개방공간이 구비되고, 상기 전단플레이트는 상기 개방공간에 삽입된 상태에서 연결될 수 있다.
바람직하게, 다이어프램은, 상기 상부플랜지에 설치되는 상부다이어프램과, 상기 하부플랜지에 설치되는 하부다이어프램을 포함할 수 있다.
바람직하게, 상부다이어프램은, 상기 상부플랜지의 상면에 연결되는 제1 상부다이어프램과, 상기 상부플랜지의 하면에 배치되는 제2 상부다이어프램을 구비하고, 상기 제1 상부다이어프램과 상기 제2 상부다이어프램의 사이에 상기 보부재가 삽입 고정되고, 상기 하부다이어프램은, 상기 하부플랜지의 상면에 연결되는 제1 하부다이어프램과, 상기 하부플랜지의 하면에 배치되는 제2 하부다이어프램을 구비하고, 상기 제1 하부다이어프램과 상기 제2 하부다이어프램의 사이에 상기 보부재가 삽입 고정될 수 있다.
바람직하게, 제2 상부다이어프램과, 상기 제1 하부다이어프램은, 상기 기둥부재의 외주면을 둘러싸는 형태로 구비되는 복수 개의 분할형 다이어프램부재가 연결되어 형성될 수 있다.
이상에서와 같은 본 발명의 일 실시예에 따르면, 기둥부재와 보부재의 연결구조의 시공에서의 용접량을 최소화하여 기둥부재와 보부재의 연결구조의 제작비용을 절감하고, 시공기간을 단축시킬 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 기둥부재와 보부재의 연결구조에의 시공에서 용접 방식에 의한 접합을 최소화하고, 볼트체결 방식을 적용함으로써, 기둥부재와 보부재의 연결구조의 시공시 발생할 수 있는 시공오차를 흡수할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 다이어프램을 분할형으로 구성하여 운반 및 설치가 용이하여 시공성이 향상될 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기둥부재와 보부재의 연결구조를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 기둥부재와 보부재의 연결구조의 변형 실시예이다.
도 3 내지 도 8는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 기둥부재와 보부재의 연결구조를 도시한 도면이다.
도 9 및 도 10은 본 발명의 구성인 다이어프램을 도시한 사시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 기둥부재와 보부재의 연결구조에 관하여 구체적으로 설명하기로 한다.
본 발명은 기둥부재(100)와 보부재(200)로 구성된 기둥부재와 보부재의 연결구조에 대한 것이다.
도 1 내지 도 10에 도시된 실시예는 상기 기둥부재(100)가 콘크리트 충전 강관(Concrete Filled Steel tube, CFT)인 경우와 상기 보부재(200)가 H형강보인 경우를 예시하고 있으나, 이에 한정되지 않으며 본 발명의 기술 범위 내라면 다양한 변형실시가 가능하다.
도 1 내지 도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기둥부재와 보부재의 연결구조는 기둥부재(100), 보부재(200), 전단플레이트(300) 및 다이어프램(400)을 포함하고, 추가적으로 보강플레이트(500)를 포함할 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 기둥부재와 보부재의 연결구조는 기둥부재(100)와, 상기 기둥부재(100)에 수평방향으로 설치되며, 웨브(250)와 상부플랜지(210) 및 하부플랜지(230)를 구비하는 보부재(200)와, 상기 기둥부재(100)의 외주면에 연결되고, 상기 보부재(200)에 연결되는 전단플레이트(300) 및, 상기 기둥부재(100)의 외주면을 둘러싸는 형태로 구비되고, 상기 보부재(200)와 연결되는 다이어프램(400)을 포함할 수 있다.
기둥부재(100)는 내부에 콘크리트가 충전되는 충전강관기둥으로 구비될 수 있고, 기둥부재(100)는 단면의 형상에 따라 사각 또는 원형의 단면을 가지는 기둥으로 구성될 수 있다.
전단플레이트(300)는 기둥부재(100)의 외측면에 연결되고, 보부재(200)가 연결되도록 구성되어 기둥부재(100)와 보부재(200)의 연결부분을 지지할 수 있다.
보부재(200)는 기둥부재(100)의 측면에 수평방향으로 연결되는 부재이다. 보부재(200)는 기둥부재(100)의 둘레방향으로 이격되어 복수 개가 연결될 수 있다.
전단플레이트(300)는 보부재(200)의 웨브(250)에 연결될 수 있고, 다이어프램(400)은 보부재(200)의 상부플랜지(210) 및, 하부플랜지(230)에 연결될 수 있다.
여기서, 전단플레이트(300)는 기둥부재(100)에 용접 접합될 수 있다.
전단플레이트(300)는 직사각형의 플레이트로 구성될 수 있으며, 복수 개의 접합홀이 전단플레이트(300)를 관통하여 형성될 수 있다.
접합홀은 높이방향으로 적어도 하나의 열을 이루면서 배치될 수 있고, 접합홀에는 볼트부재가 체결될 수 있다.
다이어프램(400)은 기둥부재(100)의 외주면을 둘러싸는 형태로 구비될 수 있다. 다이어프램(400)은 기둥부재(100)가 관통 가능한 관통하는 관통공이 형성된다.
다이어프램(400)은 상기 기둥부재(100)의 외주면에 둘레방향으로 결합되는 프레임부재(410)와, 프레임부재(410)에서 외측단부에서 상기 보부재(200) 방향으로 연장되어, 상기 보부재(200)와의 연결부분을 제공하는 연장접합부재(430)가 형성될 수 있다.
다이어프램(400)은 기둥부재(100)의 형상에 따라 프레임부재(410)는 사각 또는 원형의 링형상의 판형상의 부재로 구성될 수 있다.
다이어프램(400)은 기둥부재(100)의 외주면 둘레에 수평방향으로 결합되며, 보부재(200)의 플랜지와 연결될 수 있다.
전단플레이트(300)와 기둥부재(100), 보부재(200)와 전단플레이트(300) 및, 보부재(200)와 다이어프램(400)은 상호 연결되면서, 기둥부재와 보부재의 연결구조를 구성할 수 있다.
종래의 경우에는 이러한 부재 간의 연결을 용접하는 방식으로 하는 경우가 많았는바, 용접량이 증가되면서 제작비용이 증가되고 시공기간이 지연되며, 작업자의 숙련도에 따라 용접부(W)의 품질이 결정되는 점에서 용접부(W)의 결함이 발생할 가능성이 높은 문제점이 있었다.
따라서, 기둥부재와 보부재의 연결구조의 시공에 있어서, 공장 및, 현장에서의 용접량을 최소화할 필요가 있고, 특히, 공장에서의 용접보다 현장에서의 용접이 용접부(W)의 결함발생의 가능성이 높다는 점에서 현장에서의 용접량을 줄일 필요성이 높다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명은 기둥부재와 보부재의 연결구조의 시공에 있어서 용접량을 최소화하기 위해 전단플레이트(300)와 기둥부재(100)의 연결부분만을 용접으로 접합할 수 있다.
도 1 및, 도 2 에 도시된 바와 같이, 전단플레이트(300)와 상기 기둥부재(100)의 제1 연결부분은 용접 방식에 의해 접합되고, 상기 보부재(200)와 상기 전단플레이트(300)의 제2 연결부분 및, 상기 보부재(200)와 상기 다이어프램(400)의 제3 연결부분은 중 적어도 어느하나는 결합부재(B)에 의해 기계적으로 체결될 수 있다.
즉, 상기 제2 연결부분과 상기 제2 연결부분 중 어느 하나가 기계적 체결방식에 의해 체결될 수 있고, 제2 연결부분과 상기 제2 연결부분 모두가 기계적 체결방식으로 체결될 수 있다.
여기서, 기계적 체결이라 함은 용접 접합 방식이 아닌, 볼트연결, 리벳연결, 핀연결 등에 의해 결합을 요하는 부재들이 현장에서의 결합되는 방식을 말한다. 물로니 이러한 기계적 체결방식이 상기한 볼트연결 등의 방식에 한정되는 것은 아니고, 당해 기술분야에서 사용되는 다양한 결합방식이 적용될 수 있음은 물론이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 상기 보부재(200)와 상기 전단플레이트(300)의 연결 및, 상기 보부재(200)와 상기 다이어프램(400)의 연결은 기계적 체결의 일종인 볼트체결 방식에 의해 연결될 수 있다. 이와 같이, 볼트체결 방식에 의해 부재 간을 연결함으로써, 연결과정에서 발생할 수 있는 시공오차를 흡수할 수 있는 효과가 있다.
도 1 및, 도 2에 도시된 바와 같이, 전단플레이트(300)와 보부재(200)의 양측 또는 일측에 보강플레이트(500)가 접하게 설치된 상태에서, 볼트부재가 보강플레이트(500)와 전단플레이트(300)를 관통하여 체결되고, 보강플레이트(500)와 보부재(200)의 웨브(250)를 관통하여 체결될 수 있다.
다이어프램(400)과 보부재(200)의 양측 또는 일측에 보강플레이트(500)가 접하게 설치되고, 볼트부재가 보강플레이트(500)와 다이어프램(400)의 연장접합부재(430)를 관통하여 체결되고, 보강플레이트(500)와 보부재(200)의 상부플랜지(210)를 관통하여 체결될 수 있다.
상기 보강플레이트(500)는 볼트결합, 리벳결합 및 핀결합 중 어느 하나의 방식에 의해 보부재(200), 전단플레이트(300) 및, 다이어프램(400)과 결합될 수 있다.
다이어프램(400)과 상기 보부재(200)의 상부플랜지(210) 및, 하부플랜지(230)의 연결과, 상기 전단플레이트(300)와 상기 보부재(200)의 웨브(250)의 연결은 보강플레이트(500)와 볼트체결에 의해 연결될 수 있다.
제2 연결부분와, 상기 제3 연결부분 중 적어도 어느 하나에 설치되는 보강플레이트(500)를 더 포함할 수 있다.
상기 보부재(200)와 상기 전단플레이트(300)의 제2 연결부분 및, 상기 보부재(200)와 상기 다이어프램(400)의 제3 연결부분 중 적어도 어느 하나에 보강플레이트(500)가 설치될 수 있고, 상기 제2 연결부분과 상기 제3 연결부분에 모두 보강플레이트(500)가 설치될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 보강플레이트(500)는 상기 제2 연결부분 및, 상기 제3 연결부분에서 결합부재(B)에 의해 기계적으로 체결될 수 있다.
보강플레이트(500)는 도 1에 도시된 바와 같이, 연결부분의 양측에 보강플레이트(500)가 설치되고, 볼트체결될 수 있고, 도 2에 도시된 바와 같이, 연결부분의 일측에 보강플레이트(500)가 설치되고 볼트 체결될 수 있다.
제2 연결부분과 제3 연결부분의 양측에 보강플레이트(500)가 설치되고, 볼트체결될 수 있고, 제2 연결부분과 제3 연결부분의 일측에 보강플레이트(500)가 설치되고 볼트 체결될 수 있다.
상기 결합부재(B)는 나사산이 형성된 볼트부재로 구비되고, 상기 보부재(200), 상기 전단플레이트(300), 상기 다이어프램(400) 및, 상기 보강플레이트(500) 중에서 선택된 적어도 2 이상에는 상기 볼트부재가 체결되는 접합홀이 형성될 수 있다.
결합부재(B)는 나사산이 형성된 볼트부재로 구비될 수 있다.
보강플레이트(500) 및, 상기 보부재(200)에는 상기 볼트부재가 결합되는 제1 접합홀이 형성되고, 전단플레이트(300) 및, 상기 다이어프램(400) 중 적어도 어느 하나에는 상기 볼트부재가 결합되는 제2 접합홀이 형성될 수 있다.
볼트부재는 상기 제1 접합홀과 상기 제2 접합홀을 관통하여 설치될 수 있다.
다이어프램(400)에는 접합홀이 형성되고, 다이어프램(400)에 연결되는 보부재(200)의 상부플랜지(210)와 하부플랜지(230)에도 접합홀이 형성될 수 있다.
전단플레이트(300)에 접합홀이 형성되고, 전단플레이트(300)와 연결되는 보부재(200)의 웨브(250)에도 접합홀이 형성될 수 있다.
도 1 및, 도 2에 도시된 바와 같이, 전단플레이트(300)와 보부재(200)의 연결은 전단플레이트(300)와 보부재(200)의 제1 연결부분의 양측 또는 일측에 보강플레이트(500)가 접하게 설치되고, 볼트부재가 보강플레이트(500)와 전단플레이트(300)를 관통하여 체결되고, 보강플레이트(500)와 보부재(200)의 웨브(250)를 관통하여 체결될 수 있다.
다이어프램(400)과 보부재(200)의 연결은 다이어프램(400)과 보부재(200)의 제3 연결부분의 양측 또는 일측에 보강플레이트(500)가 접하게 설치되고, 볼트부재가 보강플레이트(500)와 다이어프램(400)의 연장접합부재(430)를 관통하여 체결되고, 보강플레이트(500)와 보부재(200)의 상부플랜지(210)를 관통하여 체결될 수 있다.
보강플레이트(500)는 전단플레이트(300)와 보부재(200)의 웨브(250)와 연결되는 제1 보강플레이트(500)와, 다이어프램(400)과 보부재(200)의 플랜지와 연결되는 제2 보강플레이트(500)로 구비될 수 있다.
도 1, 도 9, 도 10에 도시된 바와 같이, 다이어프램(400)은 프레임부재(410)와 연장접합부재(430)를 포함할 수 있다.
다이어프램(400)은 상기 기둥부재(100)의 외주면을 둘러싸는 형태로 구비되는 프레임부재(410)와, 상기 프레임부재(410)의 외주면에서 상기 보부재(200) 방향으로 연장되어, 상기 보부재(200)와의 연결부분을 제공하는 연장접합부재(430)를 구비할 수 있다.
프레임부재(410)의 중심에는 기둥부재(100)가 관통되는 관통홀이 형성될 수 있다.
프레임부재(410)의 폭은 100mm 이하로 구성될 수 있다. 이는 피복콘크리트 처른이나 마감재와의 간섭을 최소화하기 위함이다.
도 9 및, 도 10에 도시된 바와 같이, 다이어프램(400)은 프레임부재(410)와 연장접합부재(430)는 용접에 의해 접합되거나, 프레임부재(410)와 동일한 두께로 연장형성된 연장접합부재(430)를 프레스 가공하여 프레임부재(410)에 비해 얇게 형성할 수 있다.
연장접합부재(430)는 프레임부재(410)의 두께에 비해 두께가 얇게 구성될 수 있다.
프레임부재(410) 및, 연장접합부재(430)의 높이방향의 치수를 두께라 하고, 프레임부재(410) 및, 프레임부재(410)의 보부재(200) 방향의 치수를 폭이라고 한다.
프레임부재(410)의 두께에서 연장접합부재(430)의 두께를 뺀 값은 프레임부재(410)의 폭의 1배 이하로 구성할 수 있다. 이를 통해, 볼트체결되는 연장접합부재(430)에서 전달되는 하중이 프레임부재(410)로 안정적으로 전달될 수 있다.
위의 조건들을 초과할 경우는 다이어프램(400) 상에서 하중이 안정적으로 전달될 수 없고, 프레임부재(410)와 연장접합부재(430)의 연결부에서 파단이 발생할 수 있다.
프레임부재(410)는 기둥부재(100)의 형태에 따라 형상이 달라질 수 있다.
도 1 및, 도 10에 도시된 바와 같이, 기둥부재(100)가 원형의 단면을 가지는 경우, 프레임부재(410)는 링상의 링플레이트로 구비될 수 있고, 도시되지는 않았으나, 기둥부재(100)가 사각형의 단면을 가지는 경우, 프레임부재(410)는 링상의 사각플레이트로 구비될 수 있다.
도 2 및, 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 기둥부재와 보부재의 연결구조는 다이어프램(400)과 상기 상부플랜지(210) 및, 하부플랜지(230)의 단부가 맞대진 상태에서 연결되고, 상기 전단플레이트(300)와 상기 웨브(250)의 단부가 맞대진 상태에서 연결될 수 있다.
다이어프램(400)은 기둥부재(100)의 외주면 둘레에 수평방향으로 결합되며, 보부재(200)의 플랜지와 연결될 수 있다.
보부재(200)의 플랜지와 맞대진 상태에서 연결된 다이어프램(400)에 의해 기둥부재(100)와 보부재(200)의 연결부분 중 플랜지의 단부에 집중적으로 작용하는 휨모멘트에 대해 효과적으로 저항할 수 있어 기둥부재(100)가 국부적으로 변형을 일으키며 파괴되는 것이 효과적으로 방지될 수 있다.
다이어프램(400)과 상기 플랜지의 연결과, 상기 전단플레이트(300)와 상기 웨브(250)의 연결은 보강플레이트(500)가 볼트체결에 의해 연결될 수 있다.
이 경우, 다이어프램(400)의 프레임부재(410)와 연장접합부재(430)의 두께는 보부재(200)의 상부플랜지(210) 및, 하부플랜지(230)의 두께와 동일하게 형성되는 것이 바람직하다.
도 2에 도시된 바와 같이, 전단플레이트(300)에 접합홀이 형성되고, 전단플레이트(300)와 단부가 맞대진 상태에서 연결되는 보부재(200)의 웨브(250)에도 접합홀이 형성될 수 있다.
전단플레이트(300)와 보부재(200)의 웨브(250)의 단부가 맞대진 상태에서 연결되고, 전단플레이트(300)와 웨브(250)의 연결부분을 덮는 형태로 보강플레이트(500)가 배치될 수 있고, 전단플레이트(300)와 보강플레이트(500)는 결합부재(B)에 의해 체결될 수 있다.
전단플레이트(300)와 보부재(200)의 웨브(250)의 단부가 맞대진 상태에서 연결되고, 전단플레이트(300)와 보강플레이트(500)에 형성된 접합홀에 볼트부재 등이 체결되어 전단플레이트(300)와 보강플레이트(500)가 고정되고, 보부재(200)의 웨브(250)와 보강플레이트(500)에 형성된 접합홀에 볼트부재 등이 체결되어 웨브(250)와 보강플레이트(500)가 고정될 수 있다.
또한, 다이어프램(400)과 보부재(200)의 플랜지의 단부가 맞대진 상태에서 연결되고, 다이프램프과 플랜지의 접합부를 덮는 형태로 보강플레이트(500)가 배치될 수 있고, 보강플레이트(500)는 결합부재(B)에 의해 체결될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 다이어프램(400)과 보부재(200)의 플랜지의 단부가 맞대진 상태에서 연결되고, 다이어프램(400)과 보강플레이트(500)에 형성된 접합홀에 볼트부재 등이 체결되어 다이어프램(400)과 보강플레이트(500)가 고정되고, 보부재(200)의 플랜지와 보강플레이트(500)에 형성된 접합홀에 볼트부재 등이 체결되어 플랜지와 보강플레이트(500)가 고정될 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 전단플레이트(300)는 상기 보부재(200)의 웨브(250)와 겹쳐지게 배치된 상태에서 연결될 수 있다. 이때, 전단플레이트(300)와 웨브(250)의 연결은 전단플레이트(300)와 웨브(250)에 형성된 접합홀에 볼트부재를 체결하여 고정될 수 있다.
도 3의 b-b' 방향의 단면도에 도시된 바와 같이, 전단플레이트(300)는 상기 보부재(200)의 웨브(250)의 일면과 겹쳐지게 배치될 수 있고, 전단플레이트(300)는 상기 보부재(200)의 웨브(250)의 양측에 겹쳐지게 배치될 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 보부재(200)는, 상기 상부플랜지(210)와 상기 하부플랜지(230)의 사이에 상기 웨브(250)가 제거된 개방공간이 구비되고, 상기 전단플레이트(300)는 상기 개방공간에 삽입되어 연결될 수 있다.
이때, 전단플레이트(300)와 웨브(250)의 연결은 전단플레이트(300)와 개방부분이 끝나는 부분의 웨브(250)의 단부가 맞대진 상태에서 보강플레이트(500)가 설치되고, 전단플레이트(300)와 보강플레이트(500)의 접합홀을 볼트부재가 체결되고, 웨브(250)와 보강플레이트(500)의 접합홀에 볼트부재가 체결되어 고정될 수 있다.
도 4의 c-c' 방향의 단면도에 도시된 바와 같이, 전단플레이트(300)는 개방공간의 경계선인 상부플랜지(210)의 하면과 하부플랜지(230)의 상면 및, 웨브(250)면과 접하게 배치될 수 있다.
다이어프램(400)은, 상기 상부플랜지(210)에 설치되는 상부다이어프램(401)과, 상기 하부플랜지(230)에 설치되는 하부다이어프램(405)을 포함할 수 있다.
도 3 및, 도 4에 도시된 바와 같이, 상부플랜지(210)의 상면과 연결되는 상부다이어프램(401)과, 상기 하부플랜지(230)의 하면과 연결되는 하부다이어프램(405)을 연결될 수 있다.
상부다이어프램(401)은 상기 상부플랜지(210)의 상부에 배치된 상태에서 연결되고, 하부다이어프램(405)은 상기 하부플랜지(230)의 하부플랜지(230)에 배치된 상태에서 연결될 수 있다.
도 5 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 상부다이어프램(401)은, 상기 상부플랜지(210)의 상면에 연결되는 제1 상부다이어프램(402)과, 상기 상부플랜지(210)의 하면에 배치되는 제2 상부다이어프램(403)을 구비하고, 상기 제1 상부다이어프램(402)과 상기 제2 상부다이어프램(403)의 사이에 상기 보부재(200)가 삽입 고정될 수 있다.
제1 상부다이어프램(402)과 상기 제2 상부다이어프램(403)의 사이에 보부재(200)의 상부플랜지(210)가 삽입되어 볼트 체결되면서 고정될 수 있다.
상기 하부다이어프램(405)은, 상기 하부플랜지(230)의 상면에 연결되는 제1 하부다이어프램(406)과, 상기 하부플랜지(230)의 하면에 배치되는 제2 하부다이어프램(407)을 구비하고, 상기 제1 하부다이어프램(406)과 상기 제2 하부다이어프램(407)의 사이에 상기 보부재(200)가 삽입 고정될 수 있다.
제1 하부다이어프램(406)과 상기 제2 하부다이어프램(407)의 사이에 하부플랜지(230)가 삽입되어 볼트 체결되면서 고정될 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 보부재(200)의 상부플랜지(210)가 기둥부재(100)의 외주면에 접하는 부분까지 연장 형성되고, 보부재(200)와 전단플레이트(300)는 상기 보부재(200)의 웨브(250)와 겹쳐지게 배치된 상태에서 연결될 수 있다.
이때, 전단플레이트(300)와 웨브(250)의 연결은 전단플레이트(300)와 웨브(250)에 형성된 접합홀에 결합부재(B)를 체결하여 고정될 수 있다.
또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 상부다이어프램(402)과 제2 상부다어프램(403)은 양자의 프레임부재(410)가 반대방향으로 배치된 상태에서 결합부재에 의해 상부플랜지(210)에 고정될 수 있다.
이와 같이, 제1 상부다이어프램(402)과 제2 상부다이어프램(403)은 상부플랜지(210)와 밀착된 상태에서 결합부재(B)가 체결되어 견고하게 고정될 수 있다.
또한, 상부플랜지(210)의 양면에 제1 상부다이어프램(402)과 제2 상부다이어프램(403)이 설치되고, 기둥부재(100)의 외주면과 접합되는 면이 충분히 확보되어, 기둥부재(100)와 보부재(200)의 접합부분의 전단지압력이 충분히 확보될 수 있는 효과가 있다.
제1 하부다이어프램(406)과 제2 하부다어프램(407)의 경우도 양자의 프레임부재(410)가 반대방향으로 배치된 상태에서 결합부재에 의해 상부플래지(210)에 고정될 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 전단플레이트(300)와 보부재(200)의 웨브(250)의 단부가 맞대진 상태에서 연결되고, 전단플레이트(300)와 웨브(250)의 연결부분을 덮는 형태로 보강플레이트(500)가 배치될 수 있고, 전단플레이트(300)와 보강플레이트(500)는 결합부재(B)에 의해 체결될 수 있다.
또한, 도 7에 도시된 바와 같이, 제1 상부다이어프램(402)과 제2 상부다어프램(403)은 양자의 프레임부재(410)가 동일방향으로 배치된 상태에서 결합부재에 의해 상부플랜지(210)에 고정될 수 있다.
이에 의해, 제2 상부다이어프램(403)의 프레임부재(410)의 높이만큼 이격공간이 확보될 수 있고, 이격공간에 상부플랜지(210)가 삽입되면서, 제1 상부다이어프램(402), 상부플랜지(210), 제2 상부다이어프램(403)이 결합부재(B)에 의해 체결될 수 있다.
제1 하부다이어프램(406)과 제2 하부다어프램(407)의 경우도 양자의 프레임부재(410)가 동일방향으로 배치된 상태에서 결합부재에 의해 상부플래지(210)에 고정될 수 있다.
도 6, 도 8 및, 도 9에 도시된 바와 같이, 제1 상부다이어프램(402)과, 제2 하부다이어프램(407)은 기둥부재(100)를 둘러싸는 형태의 단일의 부재로 구성될 수 있다.
상부플랜지(210)의 상면에 연결되는 제1 상부다이어프램(402)과 하부플랜지(230)의 하면에 배치되는 제2 하부다이어프램(407)은 보부재(200)의 웨브(250)와 간섭될 가능성이 없는 점에서 단일의 부재로 구성하는 것이 시공성의 관점에서 유리할 수 있다.
물론, 제1 상부다이어프램(402)과 제2 하부다이어프램(407)을 복수 개의 분할형 다이어프램부재로 구성할 수 있으나, 이 경우, 다이어프램(400)이 기둥부재(100)의 둘레방향의 이탈을 방지하는 역할을 하기 위해서는 분할형 다이어프램부재 상호 간에 별도의 체결이 필요하다.
도 6 , 도 8 및, 도 10에 도시된 바와 같이, 제2 상부다이어프램(403)과, 상기 제1 하부다이어프램(406)은 상기 기둥부재(100)의 외주면을 둘러싸는 형태로 구비되는 복수 개의 분할형 다이어프램부재가 연결되어 형성될 수 있다.
상부플랜지(210)의 하면에 연결되는 제2 상부다이어프램(403)과 하부플랜지(230)의 상면에 배치되는 제1 하부다이어프램(406)은 보부재(200)의 웨브(250)와 간섭이 발생하여, 다이어프램(400)을 단일의 부재로 구성하는 것이 곤란한바, 분할형의 다이어프램부재를 연결하여 설치할 수 있다.
기둥부재(100)를 둘러싸는 다이어프램(400)의 분할형 다이어프램부재의 수는 기둥부재(100)에 연결되는 보부재(200)의 수에 따라 분할의 수를 결정될 수 있다.
도 6 및 도 8에는, 기둥부재(100)에 4개의 보부재(200)가 연결되는 기둥부재와 보부재의 연결구조에서, 전방의 2곳에 보부재(200)가 설치된 상태를 도시한 도면이다.
이와 같이, 기둥부재(100)에 4개의 보부재(200)가 연결되는 기둥부재와 보부재의 연결구조에서는 제2 상부다이어프램(403)과, 상기 제1 하부다이어프램(406)은 적어도 4개의 다이어프램부재로 분할하여 시공하여야 한다.
도 10의 상측에 도시된 다이어프램부재는 제2 상부다이어프램(403)과, 상기 제1 하부다이어프램(406)이 4개의 다이어프램부재로 분할하여 시공되는 개별 다이어프램부재를 도시한 도면이고, 이는 기둥부재(100)의 둘레방향에 180도 각도로 2개의 보부재(200)가 연결되는 기둥부재와 보부재의 연결구조의 경우에 적용될 수 있다.
도 10의 하측에 도시된 다이어프램부재는 제2 상부다이어프램(403)과, 상기 제1 하부다이어프램(406)이 4개의 다이어프램부재로 분할하여 시공되는 개별 다이어프램부재를 도시한 도면이고, 이는 기둥부재(100)의 둘레방향에 90도의 각도로 4개의 보부재(200)가 연결되는 기둥부재와 보부재의 연결구조의 경우에 적용될 수 있다.
또한, 기둥부재(100)를 둘러싸는 다이어프램(400)의 분할형 다이어프램부재의 수는 다이어프램부재의 중량에 따른 시공성의 관점에서 분할의 수를 결정할 수 있다. 다이어프램부재의 중량이 과대해지면 시공성이 저하되기 때문에, 시공성의 관점에서 다이어프램(400)의 중량이 커지면 분할의 수를 증가시킬 수 있다.
먼저, 이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.
100: 기둥부재 200: 보부재
210: 상부플랜지 230: 하부플랜지
250: 웨브 300: 전단플레이트
400: 다이어프램 401: 상부다이어프램
402: 제1 상부다이어프램 403: 제2 상부다이어프램
405: 하부다이어프램 406: 제1 하부다이어프램
407: 제2 하부다이어프램 410: 프레임부재
430: 연장접합부재 500: 보강플레이트
B: 결합부재 W: 용접부

Claims (11)

  1. 기둥부재;
    상기 기둥부재에 수평방향으로 설치되며, 웨브와 상부플랜지 및 하부플랜지를 구비하는 보부재;
    상기 기둥부재의 외주면에 연결되고, 상기 보부재에 연결되는 전단플레이트; 및,
    상기 기둥부재의 외주면을 둘러싸는 형태로 구비되고, 상기 보부재와 연결되는 다이어프램;을 포함하는 기둥부재와 보부재의 연결구조.
  2. 제1항에 있어서, 상기 기둥부재와 보부재의 연결구조는,
    상기 전단플레이트와 상기 기둥부재의 제1 연결부분, 상기 보부재와 상기 전단플레이트의 제2 연결부분 및, 상기 보부재와 상기 다이어프램의 제3 연결부분을 포함하고,
    상기 제1 연결부분은 용접 방식에 의해 접합되고,
    상기 제2 연결부분 및, 상기 제3 연결부분 중 적어도 어느 하나는 결합부재에 의해 기계적 방식에 의해 연결되는 것을 특징으로 하는 기둥부재와 보부재의 연결구조.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제2 연결부분와, 상기 제3 연결부분 중 적어도 어느 하나에 설치되는 보강플레이트;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기둥부재와 보부재의 연결구조.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 결합부재는 나사산이 형성된 볼트부재로 구비되고,
    상기 보부재, 상기 전단플레이트, 상기 다이어프램 및, 상기 보강플레이트 중에서 선택된 적어도 2 이상에는 상기 볼트부재가 체결되는 접합홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 기둥부재와 보부재의 연결구조.
  5. 제1항에 있어서, 상기 다이어프램은,
    상기 기둥부재의 외주면을 둘러싸는 형태로 구비되는 프레임부재와,
    상기 프레임부재의 외주면에서 상기 보부재 방향으로 연장되어, 상기 보부재와의 연결부분을 제공하는 연장접합부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 기둥부재와 보부재의 연결구조.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 다이어프램과 상기 상부플랜지 및, 하부플랜지의 단부가 맞대진 상태에서 연결되고,
    상기 전단플레이트와 상기 웨브의 단부가 맞대진 상태에서 연결되는 것을 특징으로 하는 기둥부재와 보부재의 연결구조.
  7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전단플레이트는 상기 보부재의 웨브와 겹쳐지게 배치된 상태에서 연결되는 것을 특징으로 하는 기둥부재와 보부재의 연결구조.
  8. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보부재는, 상기 상부플랜지와 상기 하부플랜지의 사이에 상기 웨브가 제거된 개방공간이 구비되고,
    상기 전단플레이트는 상기 개방공간에 삽입된 상태에서 연결되는 것을 특징으로 하는 기둥부재와 보부재의 연결구조.
  9. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 다이어프램은,
    상기 상부플랜지에 설치되는 상부다이어프램과, 상기 하부플랜지에 설치되는 하부다이어프램을 포함하는 것을 특징으로 하는 기둥부재와 보부재의 연결구조.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 상부다이어프램은,
    상기 상부플랜지의 상면에 연결되는 제1 상부다이어프램과, 상기 상부플랜지의 하면에 배치되는 제2 상부다이어프램을 구비하고,
    상기 제1 상부다이어프램과 상기 제2 상부다이어프램의 사이에 상기 보부재가 삽입 고정되고,
    상기 하부다이어프램은,
    상기 하부플랜지의 상면에 연결되는 제1 하부다이어프램과, 상기 하부플랜지의 하면에 배치되는 제2 하부다이어프램을 구비하고,
    상기 제1 하부다이어프램과 상기 제2 하부다이어프램의 사이에 상기 보부재가 삽입 고정되는 것을 특징으로 하는 기둥부재와 보부재의 연결구조.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제2 상부다이어프램과, 상기 제1 하부다이어프램은,
    상기 기둥부재의 외주면을 둘러싸는 형태로 구비되는 복수 개의 분할형 다이어프램부재가 연결되어 형성되는 것을 특징으로 하는 기둥부재와 보부재의 연결구조.
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