KR20170066192A - 콘크리트 합성기둥 및 콘크리트 합성기둥의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 일측 제1외벽을 이루는 제1플랜지와, 제1외벽과 마주보는 타측 제2외벽을 이루는 제2플랜지와, 양단이 제1플랜지와 제2플랜지 각각에 직각으로 연결되는 웨브를 포함하는 H형빔, H형빔 일측 사이에 콘크리트가 충진되는 제1충진공간을 형성하도록 일단은 제1플랜지의 일측 단부와 접합하고, 타단은 제2플랜지의 일측 단부와 접합하여 제3외벽을 이루는 제1외벽부재, H형빔 타측 사이에 콘크리트가 충진되는 제2충진공간을 형성하도록 일단은 제1플랜지의 타측 단부와 접합하고, 타단은 제2플랜지의 타측 단부와 접합하여 제4외벽을 이루는 제2외벽부재 및 제1충진공간과 제2충진공간 각각에 타설되는 충진 콘크리트를 포함하는 콘크리트 합성기둥을 제공한다.
상기한 바에 따르면 외부에서 제작하는 H형빔 기성품을 이용하기 때문에 제작이 용이하며 제작시간을 단축시킬 수 있음은 물론 기존의 특수기계를 이용하여 강판을 성형하여 제작하던 것과는 달리 강판을 그대로 용접하여 제작하기 때문에 일반 철골업체에서도 생산이 가능하여 제작비를 저감할 수 있어 생산성 및 경제성을 향상시킬 수 있다.

Description

콘크리트 합성기둥 및 콘크리트 합성기둥의 제조방법{CONCRETE COMPOSITE COLUMN AND JOINT STRUCTURE OF COMPOSITE COLUMN AN BEAM AND MANUFACTURING METHOD OF CONCRETE COMPOSITE COLUMN}

본 발명은 콘크리트 합성기둥 및 콘크리트 합성기둥의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 제작이 용이하고 제작시간을 단축시킬 수 있음은 물론 구조적 성능을 확보 할 수 있는 콘크리트 합성기둥 및 콘크리트 합성기둥의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 콘크리트 충전 강관기둥(Concrete Filled Steel Tube Column)은, 고축력에 저항하도록 한 구조로서, 강관이 콘크리트를 구속함으로써 강성, 내력, 변형 등의 구조적인 면뿐만 아니라 내화 및 시공 등 다방면에서 우수한 성능을 발휘할 수 있다.

한편, 충전 강관기둥 구조에서는 기둥을 구성하는 부재로서 주로 각형 또는 원형 강관을 사용하고 있다. 그런데, 이와 같은 강관이 외력을 받게 되면 면외 변형을 일으키기 쉬우므로 강접합으로 설계하는 경우에 있어서는 기둥 및 보의 접합부가 충분한 강성 및 내력을 갖도록 적절한 보강을 필수적으로 해야 한다.

이에 상기한 충전 강관기둥과 보의 접합부를 보강하기 위하여 다이어프램을 설치하고 있으며, 이러한 다이어프램으로는 내부 다이어프램과 외부 다이어프램이 있다.

그런데, 종래의 충전 강관기둥은 강판을 접어 외부 틀을 만드는 방식을 적용하기 때문에 제작비가 고가이고 제작 시간이 많이 소요되는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 충전 강관기둥은 내부 콘크리트 충진 문제로 주로 외부 다이어프램으로 설치가 되는데, 지상의 경우에는 선제작하여 외부 다이어프램 설치가 가능하나, 지하층 역타 기둥의 경우 외부 다이어프램은 시공순서상 적용이 불가능한 문제점이 있었으며, 지하 기둥의 경우 지상과 달리 보 접합부 수직 오차가 매우 크기 때문에 정확한 보 접합이 힘들고, 시공 중 발생하는 오차를 잡을 수 없어 별도의 T형 접합부를 적용해야 하는 문제점이 있었다.

대한민국 등록특허 제10-1397991호

본 발명은 콘크리트 합성기둥 및 콘크리트 합성기둥의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 제작이 용이하고 제작시간을 단축시킬 수 있음은 물론 제작비를 절감할 수 있어 경제적이며, 내부 다이어프램이 가능하고 시공 중 발생하는 시공오차에 대하여 극복 가능한 콘크리트 합성기둥 및 콘크리트 합성기둥의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기의 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일실시예에 따르면, 일측 제1외벽을 이루는 제1플랜지와, 상기 제1외벽과 마주보는 타측 제2외벽을 이루는 제2플랜지와, 양단이 상기 제1플랜지와 상기 제2플랜지 각각에 직각으로 연결되는 웨브를 포함하는 H형빔, 상기 H형빔 일측 사이에 콘크리트가 충진되는 제1충진공간을 형성하도록 일단은 상기 제1플랜지의 일측 단부와 접합하고, 타단은 상기 제2플랜지의 일측 단부와 접합하여 제3외벽을 이루는 제1외벽부재, 상기 H형빔 타측 사이에 콘크리트가 충진되는 제2충진공간을 형성하도록 일단은 상기 제1플랜지의 타측 단부와 접합하고, 타단은 상기 제2플랜지의 타측 단부와 접합하여 제4외벽을 이루는 제2외벽부재 및 상기 제1충진공간과 상기 제2충진공간 각각에 타설되는 충진 콘크리트를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 일실시예에 따르면, 일측 제1외벽을 이루는 제1플랜지와, 상기 제1외벽과 마주보는 타측 제2외벽을 이루는 제2플랜지와, 양단이 상기 제1플랜지와 상기 제2플랜지 각각에 직각으로 연결되는 웨브를 포함하는 H형빔을 준비하는 단계, 접합되는 보의 위치에 대응하여 상기 웨브의 양측에 각각 스티프너를 접합하는 단계, 상기 H형빔의 일측 사이에 콘크리트가 충진되는 제1충진공간을 형성하도록 상기 제1플랜지와 상기 제2플랜지 각각의 일측 단부에 제1외벽부재를 접합하는 단계, 상기 H형빔 타측 사이에 콘크리트가 충진되는 제2충진공간을 형성하도록 상기 제1플랜지와 상기 제2플랜지 각각의 타측 단부에 제2외벽부재를 접합하는 단계 및 상기 제1충진공간과 상기 제2충진공간에 각각 충진 콘크리트를 타설하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

한편 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있으며, 특정 실시예들은 도면에 예시하고 상세한 설명에서 구체적으로 설명한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해서 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 도면부호를 사용하였다.

또한 본 발명에서 사용하는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, “포함하다”또는 “가지다” 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명에 따른 콘크리트 합성기둥 및 콘크리트 합성기둥의 제조방법은 다음과 같은 효과를 제공한다.

첫째, 외부에서 제작하는 H형빔 기성품을 이용할 수 있기 때문에 제작이 용이하며 제작시간을 단축시킬 수 있음은 물론 기존의 특수기계를 이용하여 강판을 성형하여 제작하던 것과는 달리 강판을 그대로 용접하여 제작하기 때문에 일반 철골업체에서도 생산이 가능하여 제작비를 저감할 수 있어 생산성 및 경제성을 향상시킬 수 있다.

둘째, 내부 콘크리트 충진형 합성기둥으로 기존에는 내부 타설문제 및 제작상의 이유로 내부 다이어프램 설치가 어려웠던 것에 반해, 내부 다이어프램 설치가 가능하다.

셋째, 기존의 경우 지하층 역타 기둥 적용 시 시공 중의 수직 오차를 극복하기 힘든 것에 반해, 제1스티프너와 제2스티프너를 통하여 지하기둥 설치 시 보접합부 수직 오차가 크더라도 이를 충분히 극복할 수 있어 구조적 성능 확보가 가능하다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 콘크리트 합성기둥의 사시도,
도 2는 도 1의 콘크리트 합성기둥의 분해사시도,
도 3은 도 1의 콘크리트 합성기둥의 스티프너를 나타내는 사시도,
도 4는 도 1의 콘크리트 합성기둥의 다른 실시예를 나타내는 사시도,
도 5는 도 1의 콘크리트 합성기둥의 또 다른 실시예를 나타내는 사시도,
도 6 내지 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 콘크리트 합성기둥의 제조방법을 나타내는 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 상세히 설명하기로 한다.

먼저, 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 콘크리트 합성기둥(600)은, H형빔(100)과, 제1외벽부재(200)와, 제2외벽부재(300)와, 충진 콘크리트(400)와, 스티프너(500)를 포함한다.

상기 H형빔(100)은 일측 제1외벽을 이루는 제1플랜지(110)와, 상기 제1외벽과 마주보는 타측 제2외벽을 이루는 제2플랜지(120)와, 양단이 상기 제1플랜지(110)와 상기 제2플랜지(120) 각각에 직각으로 연결되는 웨브(130)를 포함한다.

여기서, 상기 H형빔(100)은, 외부의 일반 철골업체에서도 제작이 가능한 H형 형강 기성품(Roll beam)을 적용할 수 있다. 때문에, 강판을 성형하여 제작하는 종래와는 달리 제작기간 및 제작 시간을 단축할 수 있다.

상기 제1외벽부재(200)는, 일단은 상기 제1플랜지(110)의 일측 단부와 접합하고, 타단은 상기 제2플랜지(120)의 일측 단부와 접합하여 제3외벽을 이루고, 상기 H형빔(100) 일측 사이에 콘크리트가 충진되는 제1충진공간(201)을 형성한다.

상기 제2외벽부재(300)는, 일단은 상기 제1플랜지(110)의 타측 단부와 접합하고, 타단은 상기 제2플랜지(120)의 타측 단부와 접합하여 제4외벽을 이루고, 상기 H형빔(100) 타측 사이에 콘크리트가 충진되는 제2충진공간(301)을 형성한다.

상세하게, 상기 제1외벽부재(200)와 상기 제2외벽부재(300)는, 각각 횡단면이‘ㄷ’형상의 강판 플레이트로 이루어져 있으며, 제1강판플레이트(210)와 제2강판플레이트(220)를 포함하고 있다. 상기 제1강판플레이트(210)는 상기 웨브(130)와 평행하게 위치한다. 상기 제2강판플레이트(220)는, 한 쌍으로 상기 제1강판플레이트(210)의 양단부에 일체로 결합되며, 일단부는 상기 제1강판플레이트(210)의 단부에 직각으로 각각 일체로 접합되고 타단부는 상기 제1플랜지(110)와 상기 제2플랜지(120)의 단부와 각각 접합된다.

한편, 상기 제1외벽부재(200)와 상기 제2외벽부재(300)는 도시된 바와 같이 상기 H형빔(100)과 사각기둥 형상을 이루도록 직각으로 절곡 형성된 경우를 실시예로 나타내었으나, 이는 일 실시예로 상기 H형빔(100)의 형상에 따라 다양하게 그 형태를 변경할 수 있음은 물론이며, 사각기둥 외 원형기둥과 같이 라운드 형상이나 다양한 각도로 절곡 형성되어 다각형 기둥을 이룰 수 있도록 함으로써 다양한 건축설계에도 대응할 수 있도록 할 수 있다.

상기 충진 콘크리트(400)는 상기 제1충진공간(201)과 상기 제2충진공간(301) 각각에 타설되며, 공지의 콘크리트로서 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

한편, 상기 콘크리트 합성기둥의 성능 확보에서 강접합의 구현 여부는 매우 중요한 요소이다. 특히 콘크리트 충진형 합성기둥의 경우 강접합을 만들기 위해서는 외부 다이어프램 또는 내부 다이어프램이 필요하나, 이중 내부 다이어프램은 내부 타설문제 및 제작상의 어려움으로 인하여 주로 사용하지 못하고 있는 실정이다.

이에, 상기 콘크리트 합성기둥의 경우 외부 다이어프램을 통하여 강접합을 이루나, 지상의 경우 선제작하여 외부 다이어프램 형태로 제작 가능하나 지하층 역타 기둥의 경우 외부 다이어프램은 시공 순서상 적용이 불가능한 문제점이 있다.

이에, 상기 콘크리트 합성기둥(600)은 상기 H형빔(100)을 사용하고, 상기 H형빔(100)에 상기 스티프너(500)를 설치함으로써 1방향에 대하여 별도의 외부 다이어프램 없이도 1방향의 강접합이 가능하도록 되어 있다. 또한, 상기 콘크리트 합성기둥(600)은 상기 스티프너(500)에 의하여 구조적 성능 확보에 매우 유리할 뿐만 아니라 제작 및 운반에서도 유리하여 공사비를 절감할 수 있다. 이하에서는 상기 스티프너(500)에 대하여 상세하게 살펴보기로 한다.

도 3을 참조하면, 상기 스티프너(500)는, 상기 제1외벽과 상기 제2외벽을 이루는 상기 제1플랜지(110)와 상기 제2플랜지(120)에 접합하는 보에 대응하여 위치하고, 상기 웨브(130)의 일측 또는 양측에 수평방향으로 접합된다. 상기 스티프너(500)는, 플레이트 형상으로 폭 방향 양측 단부는 상기 제1플랜지(110)와 상기 제2플랜지(120)에 각각 접합되고 길이 방향 일측면은 상기 웨브(130)의 측면에 접합된다.

상세하게, 상기 스티프너(500)는 보접합부에 위치하여 시공 중 발생하는 수직 오차를 흡수하도록 서로 이격되게 설치되는 제1스티프너(510)와 제2스티프너(520)를 포함하는 한 쌍의 더블 스티프너 방식으로 형성된다.

상기 제1스티프너(510)는, 상기 제1외벽과 상기 제2외벽에 접합하는 보에 대응하여 위치하고, 상기 웨브(130)의 일측 또는 양측에 수평방향으로 접합되며, 플레이트 형상으로 폭 방향 양측 단부는 상기 제1플랜지(110)와 상기 제2플랜지(120)에 접합되고 길이 방향 일측면은 상기 웨브(130)의 측면에 접합된다.

상기 제2스티프너(520)는, 상기 제1스티프너(510)에 대하여 상기 웨브(130)의 길이방향으로 인접하게 이격 배치되며 플레이트 형상으로 폭 방향 양측 단부는 상기 제1플랜지(110)와 상기 제2플랜지(120)에 접합되고 길이 방향 일측면은 상기 웨브(130)에 접합된다. 여기서, 상기 제2스티프너(520)는 시공 시 발생하는 수직오차에 대응하여 상기 제1스티프너(510)로부터 이격되게 위치하며, 이격거리는 해당 건축설계에 따라 선택적으로 적용될 수 있다.

한편, 상기 스티프너(500)는 상기 콘크리트 합성기둥(600)이 지상에 설치되는 경우 상기 제1스티프너(510)만 설치할 수도 있으며, 지하 역타시공에 적용할 경우 수직 오차가 발생할 수 있으므로 상기한 제1스티프너(510)와 제2스티프너(520)를 설치하여 시공 오차를 흡수하도록 할 수 있다.

여기서, 상기 스티프너(500)는 도시된 바와 같이 상부와 하부 각각의 보접합부에 대하여 상기 제1스티프너(510)와 제2스티프너(520)를 포함하는 더블 스티프너를 접합한 경우를 실시예로 나타내었지만, 지하 역타 시공과 같은 경우 하부 보 접합부에 대해서는 상기 제2스티프너(520)의 접합을 생략하고 상기 제1스티프너(510) 하나만 접합할 수 있다.

상기한 바에 따르면, 상기 스티프너(500)는 제1스티프너(510)와 상기 제2스티프너(520)로 이루어져 있기 때문에 지하층의 경우 지상층과 같이 시공 중 발생하는 큰 수직 오차도 수용할 수 있어, 기존과 같이 스티프너를 현장에서 용접하거나 별도의 T형 접합부를 적용할 필요가 없으며, 공장 제작이 가능하며 구조적 성능 또한 확보할 수 있는 효과를 제공한다.

한편, 상기 스티프너(500)는, 상기한 바와 같이 각각의 구성으로 이루어진 상기 제1스티프너(510)와 상기 제2스티프너(520)를 포함하여 상기 웨브(130)에 서로 이격되게 용접하는 실시예 외에, 도시하지 않았지만, 하나의 플레이트 강판을‘ㄷ’자형으로 절곡시켜 양단부를 각각 상기 제1스티프너(510)와 상기 제2스티프너(520)가 되게 하고, 저면을 상기 웨브(130)에 접합할 수 있다. 이러면 상기 웨브(130)에 용접하는 작업성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 구조적 강성 또한 향상시키 수 있다.

상기 콘크리트 합성기둥(600)은 충진 콘크리트(400)와의 접합성 및 강성 보강을 위하여 상기 H형빔(100)에 스터드와 같은 구성을 추가 접합할 수 있다.

나아가, 상기 H형빔(100)은, 기성품을 이용할 경우 제작 종류에 따라 다양한 형태로 제작될 수 있는데, 도 1과 같은 플랜지의 폭이 짧은 형태가 아닌 도 4에 나타난 바와 같이 플랜지의 폭이 긴 경우 상기 H형빔(100a)의 형태에 따라 상기 제1외벽부재(200a)와 상기 제2외벽부재(300a)의 형태 또한 달리할 수 있다.

도 4를 참조하면, 상기 H형빔(100a)은 플랜지의 폭의 길이가 길어 제1 및 제2외벽 전부를 이룰 수 있는 경우로서, 이러한 경우 상기 제1외벽부재(200a)와 상기 제2외벽부재(300a)는, 플레이트 형상의 강판플레이트를 상기 제1플랜지(110a)와 상기 제2플랜지(120a) 각각에 대하여 직각으로 접합한다.

도 5는 도 1의 콘크리트 합성기둥의 또 다른 실시예를 나타내는 사시도이다.

우선, 일반적으로 기둥의 축하중은 하부로 갈수록 커지므로 실제 합성기둥의 효과가 가장 높은 구간은 저층부임에도 불구하고 기존의 콘크리트 합성기둥의 경우 시공 중간에 형태를 변경할 수 없으므로 불가피하게 최하층부터 1층 바닥까지 전층 기둥 전체를 충진해야 하는 문제점이 있었다.

이에, 상기한 문제점을 극복하기 위하여, 상기 콘크리트 합성기둥(600b)은 축하중이 큰 하부공간(532)만 콘크리트를 충진할 수 있도록 하여 불필요한 콘크리트 충진량을 줄일 수 있어 경제성을 확보할 수 있다.

이를 위해 상기 콘크리트 합성기둥(600b)은 상기 제1충진공간(201)과 상기 제2충진공간(301)에 각각 횡 방향으로 설치되는 격벽부재(530)를 포함한다. 상기 격벽부재(530)는 상기 제1충진공간(201)과 상기 제2충진공간(301)을 상부공간(531)과 하부공간(532)으로 각각 구분하며, 이에 작업자는 상기 하부공간(532)에 콘크리트를 충진한다.

여기서, 상기 격벽부재(530)는 건축물의 설계 등을 고려하여 콘크리트 충진이 필요한 높이에 대응하여 그 설치위치를 변경할 수 있으며, 재질은 상기 스티프너와 동일한 재질 등 다양하게 적용가능하다.

상기한 바에 따르면, 역타 기둥 시공 후 발생하는 오차를 보정하기 위하여 대형 장비를 이용, 힘을 가하여 기둥을 이동시키는데 일반 철골 기중은 변형에 강한 강재의 특성상 문제가 발생하지 않지만, 일반 합성기둥은 1층 바닥까지 콘크리트가 충진되므로 변형에 매우 취약한 콘크리트로 인해 기둥 오차 보정 시 내부 콘크리트의 균열이나 파괴가 일어나는 경우가 많아 그 내부의 구조적 성능이 저하될 수 있으며 그 성능이 저하되더라도 확인 및 보강할 다른 방법이 없었다.

이에 반해, 상기 콘크리트 합성기둥(600b)은 필요한 위치까지만 충진할 수 있으므로 시공 후 오차 보정구간인 1층에서는 일반 H형강과 동일하게 시공이 가능하다.

또한, 기존의 경우 합성기둥과 일반 H형강의 접합은 하중의 전달을 위하여 그 사이에 30mm 내지 60mm 두께의 두꺼운 강판으로 이루어진 접합부를 두어 용접하기 때문에 그 틈새에 콘크리트 충진이 어려워 시공성이 저하되고 그 접합부의 내력에 의한 확보가 어려운 경우가 많은 반면, 상기 콘크리트 합성기둥(600b)은 별도의 접합부 없이 필요한 위치까지만 콘크리트를 타설하면 되므로, 시공이 매우 용이하고 공사비도 절감할 수 있다.

한편, 상기 격벽부재(530)는 도 4의 콘크리트 합성기둥(600a)의 실시예에 적용한 경우를 나타내었으나 이는 일 실시예로 도 1의 콘크리트 합성기둥(600)에 적용할 수 있음은 물론이다.

또한, 도 5에는 제1외벽부재(200a)와 제2외벽부재(300a)가 도시되어 있지 않으나, 이는 내부의 격벽부재(530)를 나타내기 위하여 미도시한 것이다.

상기한 바와 같이 상기 콘크리트 합성기둥(600,600a)은, 제작이 용이하고 외부에서 제작 가능한 H형빔(100,100a)을 이용하기 때문에 제작시간을 단축시킬 수 있음은 물론 제작비를 저감할 수 있어 생산성 및 경제성을 향상시킬 수 있으며, 내부 다이어프램 설치가 가능하고, 상기 제1스티프너(510)와 제2스티프너(520)를 포함하는 스티프너(500)를 통하여 지하기둥 설치 시 보접합부 수직 오차가 커더라도 이를 충분히 극복할 수 있어 구조적 성능 확보가 가능하다.

이하에서는, 도 5 내지 도 8을 참조하여 상기한 콘크리트 합성기둥의 제조방법에 대하여 살펴보기로 한다. 한편, 이하에서는 도 1의 콘크리트 합성기둥(600)을 예로 하여 제조방법을 살펴보기로 하며, 동일한 참조번호의 부재는 동일한 구성으로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

먼저, 도 5를 참조하면, 상기 H형빔(100)을 준비한다. 이때 상기 H형빔(100)은 상기한 구조를 이루도록 철골업체에서 강판을 접합하여 제작할 수도 있지만, 외부에서 제작되는 H형빔(100) 기성품을 이용할 수 있다.

그런 다음, 접합되는 보의 위치에 대하여 상부 보접합부와 하부 보접합부에 대응하는 위치에 각각 상기 웨브(130)의 양측 측면으로 플레이트 형상의 스티프너(500)를 접합한다. 이때, 상기 스티프너(500)는, 상기 웨브(130)의 양측으로 수평한 방향으로 접합하되, 폭 방향 양측 단부는 상기 제1플랜지(110)와 상기 제2플랜지(120)에 각각 접합하고 길이 방향 일측면은 상기 웨브(130)의 측면에 접합한다.

상세하게, 도시된 바와 같이 상기 스티프너(500)는 상기 제1스티프너(510)와이상기 제2스티프너(520)를 포함하는 더블 스티프너 방식으로 하여, 상기 제1스티프너(510)에 대하여 설정된 이격거리에 따라 상기 웨브(130)의 길이방향으로 인접하게 상기 제2스티프너(520)를 이격되게 접합한다. 이때 상기 제1스티프너(510)와 상기 제2스티프너(520)의 접합방식은 전술한 스티프너 접합과 동일하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.

상기 스티프너(500)의 접합은 지상의 시공되는 경우와 지하에 시공되는 경우에 따라 그 설치를 선택적으로 할 수 있다. 가령, 지상의 경우 상부 보접합부는 상기 제1스티프너(510)만 설치할 수 있으며, 지하의 경우 상부 보접합부에는 시공 오차를 흡수할 수 있도록 상기 제1스티프너(510)와 상기 제2스티프너(520)를 접합하고, 하부 보접합부에는 상기 스티프너(500)의 접합을 생략할 수 있다.

상기한 바에 따라, 상기 H형빔(100)에 스티프너(500)를 접합한 후에는, 도 6에 나타난 바와 같이 상기 H형빔(100)의 양측으로 상기 제1외벽부재(200)와 상기 제2외벽부재(300)를 각각 용접 접합한다. 여기서, 상기 제1외벽부재(200)와 상기 제2외벽부재(300)는 코일(Coil)형태의 판재를 이용 및 가공하여 필요한 크기로 제작할 수 있다.

이렇게, 상기 H형빔(100)과 상기 제1외벽부재(200)와 상기 제2외벽부재(300)의 제조가 완료되면, 상기 제1충진공간(201)과 상기 제2충진공간(301)에 트래미관 등을 이용하여 충진 콘크리트(400)를 타설한다(도 7참조).

상기한 바에 따라 콘크리트 합성기둥(600)이 제조되면, 도 8에 나타난 바와 같이 상기 콘크리트 합성기둥(600)의 측면으로 보를 접합한다. 이때 현장에서 상기 보는 필요시 브라켓 타입으로도 제작 가능하다.

이하에서는 도 5의 콘크리트 합성기둥(600b)을 예로 하여 제조방법을 살펴보기로 한다.

상기 콘크리트 합성기둥(600b)을 제조하는 방법은, H형빔(100b)을 준비하는 단계와, 스티프너(500)를 접합하는 단계와, 격벽부재(530)를 설치하는 단계와, 제1외벽부재(200a)를 접합하는 단계와, 제2외벽부재(300a)를 접합하는 단계와, 충진 콘크리트(400)를 타설하는 단계를 포함한다.

여기서, 상기 H형빔(100b)을 준비하는 단계와, 스티프너(500)를 접합하는 단계와, 제1외벽부재(200a)를 접합하는 단계와, 제2외벽부재(300a)를 접합하는 단계는 전술한 콘크리트 합성기둥 제조방법과 실질적으로 동일하므로 상세한 설명은 생략하기로 하며, 이에 대별되는 제조방법을 중점적으로 살펴보기로 한다.

상기 콘크리트 합성기둥(600b)을 제조하는 방법은, 상기 제1외벽부재(200a)를 접합하기 전 상기 제1충진공간(201)과 상기 제2충진공간(301) 각각에 격벽부재(530)를 설치한다.

여기서, 상기 격벽부재(530)는 상기 제1충진공간(201)과 상기 제2충진공간(301)에 각각 하부로부터 설정된 높이에 횡 방향을 따라 위치시켜 설치하고, 상기 제1충진공간(201)과 상기 제2충진공간(301)을 상부공간(531)과 하부공간(532)으로 각각 구분하도록 한다.

상기한 바에 따라 상기 격벽부재(530)를 통하여 상기 제1충진공간과 상기 제2충진공간을 상부공간(531)과 하부공간(532)으로 각각 구분한 후에는 상기 하부공간(532)에만 충진 콘크리트(400)를 타설하고, 상기 제1외벽부재(200a)와 상기 제2외벽부재(300a)를 접합한다.

여기서, 상기 격벽부재(530)를 설치 후 상기 충진 콘크리트(400)는 도시하지 않았지만 상기 격벽부재(530)에 형성된 충진홀 등을 이용하여 상기 하부공간(532)에 타설될 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

100, 100a, 100b : H형빔 110, 110a, 110b : 제1플랜지
120, 120a, 120b : 제2플랜지 130, 130a, 130b : 웨브
200, 200a : 제1외벽부재 201 : 제1충진공간
210, 310 : 제1강판플레이트 220, 320 : 제2강판플레이트
300, 300a : 제2외벽부재 301 : 제2충진공간
400 : 충진 콘크리트 500 : 스티프너
510 : 제1스티프너 520 : 제2스티프너
530 : 격벽부재 531 : 상부공간
532 : 하부공간 600, 600a, 600b : 콘크리트 합성기둥

Claims (13)

1. 일측 제1외벽을 이루는 제1플랜지와, 상기 제1외벽과 마주보는 타측 제2외벽을 이루는 제2플랜지와, 양단이 상기 제1플랜지와 상기 제2플랜지 각각에 직각으로 연결되는 웨브를 포함하는 H형빔;
   상기 H형빔 일측 사이에 콘크리트가 충진되는 제1충진공간을 형성하도록 일단은 상기 제1플랜지의 일측 단부와 접합하고, 타단은 상기 제2플랜지의 일측 단부와 접합하여 제3외벽을 이루는 제1외벽부재;
   상기 H형빔 타측 사이에 콘크리트가 충진되는 제2충진공간을 형성하도록 일단은 상기 제1플랜지의 타측 단부와 접합하고, 타단은 상기 제2플랜지의 타측 단부와 접합하여 제4외벽을 이루는 제2외벽부재; 및
   상기 제1충진공간과 상기 제2충진공간 각각에 타설되는 충진 콘크리트를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 합성기둥
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 H형빔은 외부에서 제작되는 H형 형강 기성품으로 형성되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 합성기둥
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 제1외벽부재 또는 상기 제2외벽부재는 강판플레이트로 형성되어 상기 제1플랜지와 상기 제2플랜지 각각에 대하여 직각으로 접합되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 합성기둥
   
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 제1외벽부재 또는 상기 제2외벽부재는 횡단면이‘ㄷ’형상으로 절곡 형성되어, 상기 웨브와 평행하게 위치하는 제1강판플레이트와, 일단부는 상기 제1강판플레이트의 양단부에 직각으로 절곡되고, 타단부는 상기 제1플랜지와 상기 제2플랜지의 단부와 각각 접합되는 한 쌍의 제2강판플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 합성기둥
   
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 제1외벽부재 또는 상기 제2외벽부재는 횡단면이 ‘ㄷ’형상으로, 상기 웨브와 평행하게 위치하는 제1강판플레이트와, 일단부는 상기 제1강판플레이트의 양단부에 직각 방향으로 일체로 접합되고, 타단부는 상기 제1플랜지와 상기 제2플랜지의 단부와 각각 접합되는 한 쌍의 제2강판플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 합성기둥
   
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제1외벽과 상기 제2외벽에 접합하는 보에 대응하여 위치하고, 상기 웨브의 일측 또는 양측에 수평방향으로 접합되며, 플레이트 형상으로 폭 방향 양측 단부는 상기 제1플랜지와 상기 제2플랜지에 접합되고 길이 방향 일측면은 상기 웨브의 측면에 접합되는 스티프너를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 합성기둥
   
7. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제1외벽과 상기 제2외벽에 접합하는 보에 대응하여 위치하고, 상기 웨브의 일측 또는 양측에 수평방향으로 접합되며, 플레이트 형상으로 폭 방향 양측 단부는 상기 제1플랜지와 상기 제2플랜지에 접합되고 길이 방향 일측면은 상기 웨브의 측면에 접합되는 제1스티프너와,
   상기 제1스티프너에 대하여 상기 웨브의 길이방향으로 인접하게 이격 배치되며 플레이트 형상으로 폭 방향 양측 단부는 상기 제1플랜지와 상기 제2플랜지에 접합되고 길이 방향 일측면은 상기 웨브에 접합되는 제2스티프너를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 합성기둥
   
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 제1충진공간과 상기 제2충진공간에 각각 횡 방향으로 설치되어, 상기 제1충진공간과 상기 제2충진공간을 상부공간과 상기 콘크리트가 충진되는 하부공간으로 각각 구분하는 격벽부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 합성기둥
   
9. 일측 제1외벽을 이루는 제1플랜지와, 상기 제1외벽과 마주보는 타측 제2외벽을 이루는 제2플랜지와, 양단이 상기 제1플랜지와 상기 제2플랜지 각각에 직각으로 연결되는 웨브를 포함하는 H형빔을 준비하는 단계;
   접합되는 보의 위치에 대응하여 상기 웨브의 양측에 각각 스티프너를 접합하는 단계;
   상기 H형빔의 일측 사이에 콘크리트가 충진되는 제1충진공간을 형성하도록 상기 제1플랜지와 상기 제2플랜지 각각의 일측 단부에 제1외벽부재를 접합하는 단계;
   상기 H형빔 타측 사이에 콘크리트가 충진되는 제2충진공간을 형성하도록 상기 제1플랜지와 상기 제2플랜지 각각의 타측 단부에 제2외벽부재를 접합하는 단계; 및
   상기 제1충진공간과 상기 제2충진공간에 각각 충진 콘크리트를 타설하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 합성기둥의 제조방법
   
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 스티프너를 접합하는 단계는 플레이트 형상의 상기 스티프너를 상기 웨브의 양측에 수평방향으로 접합하되, 폭 방향 양측 단부는 상기 제1플랜지와 상기 제2플랜지에 접합하고 길이 방향 일측면은 상기 웨브의 측면에 접합하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 합성기둥의 제조방법
    
11. 제 9 항에 있어서,
    상기 스티프너를 접합하는 단계는 플레이트 형상의 제1스티프너를 상기 웨브의 양측에 수평방향으로 접합하되, 폭 방향 양측 단부는 상기 제1플랜지와 상기 제2플랜지에 접합하고 길이 방향 일측면은 상기 웨브의 측면에 접합하고,
    플레이트 형상의 제2스티프너를 상기 제1스티프너에 대하여 상기 웨브의 길이방향으로 인접하게 이격 배치하여 접합하되, 폭 방향 양측 단부는 상기 제1플랜지와 상기 제2플랜지에 접합하고 길이 방향 일측면은 상기 웨브에 접합하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 합성기둥의 제조방법
    
12. 제 9 항에 있어서,
    상기 H형빔은, 외부에서 제작되는 H형빔 기성품으로 준비하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 합성기둥의 제조방법
    
13. 제 9 항에 있어서,
    상기 제1외벽부재를 접합하기 전, 상기 제1충진공간과 상기 제2충진공간에 각각 하부로부터 설정된 높이에 횡 방향을 따라 위치하고, 상기 제1충진공간과 상기 제2충진공간을 상부공간과 하부공간으로 각각 구분하는 격벽부재를 설치하는 단계를 더 포함하고,
    상기 제1충진공간과 상기 제2충진공간에 각각 상기 콘크리트를 타설하는 단계는, 상기 제1충진공간과 상기 제2충진공간 각각의 상기 하부공간에 충진 콘크리트를 타설하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 합성기둥의 제조방법

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