KR20220030546A

KR20220030546A - 거더의 단면강성이 강화된 cft 구조체

Info

Publication number: KR20220030546A
Application number: KR1020200112048A
Authority: KR
Inventors: 이재수
Original assignee: 주식회사 충전공영개발
Priority date: 2020-09-03
Filing date: 2020-09-03
Publication date: 2022-03-11
Also published as: KR102420972B1

Abstract

본 발명은, 바닥에 기립 설치하고, 내측에 형성한 기둥부타설공간에 콘크리트를 유입하는 기둥; 및 중앙을 상기 기둥의 하부에 설치하여, 상기 중앙에 상기 기둥부타설공간에 유입한 콘크리트의 일부를 타설하고, 측단에는 슬래브를 설치하는 메인거더;를 포함하는 것을 특징으로 하는 거더의 단면강성이 강화된 CFT 구조체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 기둥 내부에 콘크리트를 타설시킴으로써 기둥의 단면강성 성능을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 기둥에 설치하는 거더의 단면강성 성능 또한 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
좀 더 구체적으로, 기둥 내부에 유입하는 콘크리트의 일부가 기둥에 설치되는 거더의 중앙 부분에 타설되도록 하고, 또한 중앙부분으로부터 연장 형성된 측단 부분에는 케이싱을 구비시켜 콘크리트를 타설시킴으로써, CFT 구조체의 기둥과 거더의 접합부분 및 슬래브 지지부분 모두의 단면강성 성능을 현저히 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

거더의 단면강성이 강화된 CFT 구조체{CONCRETE FILLED STEEL TUBE STRUCTURE WITH STRENGTHENS CROSS SECTION STIFFNESS OF GIRDER}

본 발명은 CFT(Concrete Filled Tube) 구조체에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 거더의 단면강성 성능이 향상된 CFT 구조체에 관한 것이다.

최근들어, 건축물의 시공시, 강성, 내력, 변형성능, 내화, 시공 등의 측면에서 우수한 특성을 발휘하며, 연성이 높고 시공이 비교적 단순한 CFT(Concrete Filled Tube) 구조를 적용하고 있는 추세이다.

이러한 CFT(Concrete Filled Tube)구조는, 충전 강관에 콘크리트를 타설함으로써, 구조물의 강성 및 내력 등이 향상될 뿐 아니라 시공이 비교적 단순한 장점이 있다.

이와 관련된 선행기술로 한국등록특허 제10-1809687호(등록일: 2017. 12. 11)에는 '철골콘크리트 기둥과 철골보의 접합부재 및 시공방법'이 개시되어 있다.

상기 한국등록특허는 수직기둥과, 수직기둥의 측면에 설치되는 복수의 철골보, 그리고 철골보의 사분면에 설치되는 다수의 접합부재를 포함함으로써, 철골보의 외측에 설치되는 별도의 거푸집 없이도 접합부재를 통해 철골보의 외측으로 콘크리트 간편하게 타설할 수 있으며, 이에 따라 수직기둥과 철골보의 단면강성이 향상된다는 장점이 있다.

하지만, 상기 한국등록특허의 경우, 수직기둥에만 콘크리트가 타설되는 구조상, 하중이 집중되는 수직기둥 부근 수평보의 단면강성을 보강하기 위해 수평보의 단면적을 집중적으로 키워야하는 문제점이 있다.

따라서, 수평보의 단면적이 집중적으로 커짐으로써, 구조물의 공간을 효율적으로 활용할 수 없으며, 수직기둥과 수평보에 배근되는 철근 및 철강재의 사용량이 가중됨에 따라 자재 사용량 및 이에 따른 탄소 배출량이 가중된다는 문제점이 있다.

한국등록특허 제10-1809687호(등록일: 2017. 12. 11)

이에 본 발명은 전술한 배경에서 안출된 것으로, 기둥 내부에 콘크리트를 타설시킴으로써 기둥의 단면강성 성능을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 케이싱이 결합한 거더에도 콘크리트를 타설시킴으로써, 기둥에 설치되는 거더의 단면강성 성능 또한 향상시킬 수 있는 CFT(Concrete Filled Tube) 구조체를 제공하는데 그 목적이 있다.

좀 더 구체적으로, 기둥 내부에 유입하는 콘크리트의 일부가 기둥에 설치되는 거더의 중앙 부분에 타설되도록 하고, 또한 중앙부분으로부터 연장 형성된 측단 부분에는 케이싱을 구비시켜 콘크리트를 타설시킴으로써, CFT 구조체의 기둥과 거더의 접합부분 및 슬래브 지지부분 모두의 단면강성 성능을 현저히 향상시킬 수 있는 CFT 구조체를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 목적은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일실시예는, 내측에 형성한 기둥부타설공간에 콘크리트를 유입하는 기둥; 및 중앙을 상기 기둥의 하부에 설치하여, 상기 중앙에 상기 기둥부타설공간에 유입한 콘크리트의 일부를 타설하고, 측단에는 슬래브를 설치하는 메인거더;를 포함하는 것을 특징으로 하는 거더의 단면강성이 강화된 CFT 구조체를 제공한다.

또한, 상기 기둥의 상부는 전면부에 인장철근을 관통 삽입하는 복수의 철근삽입홀을 형성하고, 후면부에는 상기 철근삽입홀을 관통한 상기 인장철근을 인출하는 철근인출홀을 형성하는 것을 특징으로 하는 거더의 단면강성이 강화된 CFT 구조체를 제공한다.

또한, 상기 기둥의 하부는 상기 메인거더 중앙의 측면에 결합하는 코너기둥; 및 상기 메인거더 중앙과 상기 코너기둥 사이에 위치하는 리브기둥;을 포함하는 것을 특징으로 하는 거더의 단면강성이 강화된 CFT 구조체를 제공한다.

또한, 상기 메인거더의 측단에 결합하여, 상기 메인거더의 측단에 콘크리트를 유입시키는 거더부타설공간을 형성하는 케이싱;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 거더의 단면강성이 강화된 CFT 구조체를 제공한다.

또한, 상기 메인거더의 측단에 결합하여 상기 거더부타설공간에 위치하면서, 상기 거더부타설공간에 위치하는 상기 메인거더의 측단과, 상기 거더부타설공간에 타설한 콘크리트를 일체로 구속하는 하부스터드;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 거더의 단면강성이 강화된 CFT 구조체를 제공한다.

본 발명의 일실시예에 의하면, 기둥 내부에 콘크리트를 타설시킴으로써 기둥의 단면강성 성능을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 기둥에 설치하는 거더의 단면강성 성능 또한 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

좀 더 구체적으로, 기둥 내부에 유입하는 콘크리트의 일부가 기둥에 설치되는 거더의 중앙 부분에 타설되도록 하고, 또한 중앙부분으로부터 연장 형성된 측단 부분에는 케이싱을 구비시켜 콘크리트를 타설시킴으로써, CFT 구조체의 기둥과 거더의 접합부분 및 슬래브 지지부분 모두의 단면강성 성능을 현저히 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 CFT 구조체의 전체 구성을 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 CFT 구조체의 일부 구성을 나타내는 분해사시도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 CFT 구조체의 전체 구성을 나타내는 분해사시도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 CFT 구조체의 전체 구성을 나타내는 분해사시도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 CFT 구조체의 전체 구성을 나타내는 분해사시도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 기둥 상부의 전면 및 후면을 나타내는 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 기둥 하부를 구성하는 코너기둥 및 리브기둥을 나타내는 분해사시도이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 메인거더 및 서브거더를 나타내는 분해사시도이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 케이싱을 구성하는 측부케이싱 및 마구리케이싱을 나타내는 사시도이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 인출홀커버를 나타내는 사시도 및 인출홀커버가 기둥에 설치된 모습을 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 제1인출홀커버 및 제2인출홀커버를 나타내는 사시도이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 제1인출홀커버 및 제2인출홀커버가 기둥에 설치된 모습을 나타내는 도면이다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기둥을 나타내는 도면이다.
도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기둥 상부의 전면 및 후면을 나타내는 사시도이다.
도 15는 본 발명의 일실시예에 따른 CFT 구조체의 인장철근, 수평철근 및 결속철근이 결합한 모습을 나타내는 도면이다.
도 16은 본 발명의 일실시예에 따른 CFT 구조체의 단면도이다.
도 17은 본 발명의 일실시예에 따른 CFT 구조체에 케이싱구속철근 및 상부스터드가 구비된 모습을 나타내는 사시도이다.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

도면에 도시된 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 거더의 단면강성이 강화된 CFT 구조체는 내측에 형성한 기둥부타설공간(S1)에 콘크리트를 유입하는 기둥(100); 및 중앙을 기둥(100)의 하부에 설치하여, 중앙에 기둥부타설공간(S1)에 유입한 콘크리트의 일부를 타설하고, 측단에는 슬래브(D)를 설치하는 메인거더(200);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 CFT(Concrete Filled Steel Tube) 구조체에 관한 것으로서, CFT 구조체는 원형 또는 각형 강관 내부에 콘트리트를 충전한 구조시스템이고, 일반적으로 기둥으로 많이 사용한다.

CFT 구조체는 강관이 내부의 콘크리트를 구속하고 있기 때문에 강성, 내력, 변형성능, 내화, 시공 등의 측면에서 우수한 특성을 발휘하는 구조시스템이며, 본 발명은 기둥뿐만 아니라, 기둥에 설치하는 거더에도 콘크리트를 타설함으로써 거더의 단면강성을 향상시킨 CFT 구조체에 관한 것이다.

본 발명은 내부에 콘크리트가 타설되는 기둥(100)과, 중앙이 기둥(100)에 설치되는 메인거더(200) 및 메인거더(200)의 측면에 설치되어 메인거더(200)의 측단에 콘크리트가 타설될 수 있도록 소정의 공간을 형성하는 케이싱(300)을 포함한다.

한편, 도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 일실시예를 설명함에 있어, 일측방향, 타측방향은 x축 방향을 의미하고, 상하방향은 y축 방향을 의미하며, 전후방향은 z축 방향을 의미한다.

이하, 도 1 내지 도 17을 참조하여, 본 발명의 각 구성에 대하여 상세히 설명한다.

먼저, 기둥(100)은 내측에 형성한 기둥부타설공간(S1)에 콘크리트를 유입한다.

기둥(100)은 원형 또는 각형 강관으로 형성될 수 있으며, 내부에 형성한 기둥부타설공간(S1)에 콘크리트가 타설된다.

본 발명에 따른 기둥(100)은 상부에 인장철근(511)이 설치되고, 하부에는 메인거더(200)가 설치되는데, 이에 관하여는 아래에서 상세하게 설명한다.

한편, 도 6에 도시된 바와 같이 기둥(100)의 상부는 전면부에 인장철근(511)을 관통 삽입하는 복수의 철근삽입홀(131)을 형성하고, 후면부에는 철근삽입홀(131)을 관통한 인장철근(511)을 인출하는 철근인출홀(133)을 형성하는 것을 특징으로 한다.

도 6(a)에 도시된 바와 같이 철근삽입홀(131)은 기둥(100) 상부의 전면부를 관통하여 형성될 수 있으며, 설치하는 인장철근(511)의 수에 따라 복수개가 형성될 수 있다.

또한, 도 6(b)에 도시된 바와 같이 철근인출홀(133)은 기둥(100) 상부의 후면부를 관통하여 형성될 수 있으며, 철근삽입홀(131)이 형성된 위치에 대응하는 위치에 형성될 수 있다.

인장철근(511)은 기둥(100)의 상부에 형성된 철근삽입홀(131) 및 철근인출홀(133)을 순차적으로 통과하여, 기둥(100)의 상부에 전후방향으로 설치될 수 있다.

이때, 본 발명의 일실시예에 따른 CFT 구조체는 도 10 내지 도 12에 도시된 바와 같이, 철근인출홀(133)에 결합하여, 기둥부타설공간(S1)에 유입한 콘크리트가 철근인출홀(133)을 통하여 외부로 유출하는 것을 방지하는 인출홀커버(150) 또는 제1인출홀커버(150') 및 제2인출홀커버(150")를 더 포함할 수 있다.

먼저, 본 발명의 일실시예에 따른 인출홀커버(150)는 도 10에 도시된 바와 같이, 철근인출홀(133)로부터 인출된 인장철근(511)을 통과시키는 커버홀(151a)을 내부에 형성하는 커버본체(151)와, 커버본체(151)의 상부에 결합하는 파지앵글(153)을 포함할 수 있다.

여기서, 커버본체(151)에 형성되는 커버홀(151a)은 철근삽입홀(131)의 형성 개수와 대응하는 개수로 형성될 수 있다.

이어서, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 기둥부타설공간(S1)에 유입한 콘크리트가 철근인출홀(133)을 통하여 외부로 유출하는 것을 방지하기 위하여 제1인출커버(150') 및 제2인출홀커버(150")를 포함할 수 있다.

제1인출홀커버(150')는 도 11(a)에 도시된 바와 같이, 소정의 길이를 갖는 본체바(151')와, 본체바(151')의 길이 방향을 따라 소정의 간격만큼 이격되어 본체바(151')의 하부 방향으로 연장 형성되는 복수개의 연장바(153') 및 본체바(151')에 결합하는 파지앵글(155')을 포함할 수 있다.

또한, 제2인출홀커버(150")는 도 11(b)에 도시된 바와 같이, 소정의 길이를 갖는 파지앵글(151") 및 파지앵글(151")의 길이 방향을 따라 소정의 간격만큼 이격되어 파지앵글(151")의 측부 방향으로 연장 형성되는 가로바(153")를 포함할 수 있다.

제1인출홀커버(150')는 철근인출홀(133)에 결합할 수 있으며, 철근인출홀(133)로부터 인출된 인장철근(511)은, 철근인출홀(133)에 결합한 제1인출홀커버(150')의 연장바(153') 사이를 통과하여 외부로 인출될 수 있다.

이때, 제2인출홀커버(150")의 가로바(153") 사이에 제1인출홀커버(150')의 연장바(153') 사이를 통과하여 외부로 인출된 인장철근(511)을 통과시켜, 제2인출홀커버(150")를 철근인출홀(133) 상에 설치할 수 있으며, 이로써 도 12에 도시된 바와 같이 기둥부타설공간(S1)에 유입한 콘크리트가 철근인출홀(133)을 통하여 외부로 유출하는 것을 방지할 수 있다.

한편, 도 2 및 도 5에 도시된 바와 같이, 기둥(100)의 하부는 메인거더(200) 중앙의 측면에 결합하는 코너기둥(111); 및 메인거더(200) 중앙과 코너기둥(111) 사이에 위치하는 리브기둥(113);을 포함하는 것을 특징으로 한다.

후술하는 메인거더(200)는 기둥(100)의 하부에 설치되는데, 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 기둥(100)의 하부는, 메인거더(200)의 중앙의 측면에 결합하는 코너기둥(111)과, 코너기둥(111) 및 메인거더(200) 사이에 위치하여, CFT 구조체에 가해지는 외부 충격에너지 내지 운동에너지가 기둥(100) 및 메인거더(200) 상호 간에 전달될 수 있도록 하는 리브기둥(113)으로 이루어질 수 있다.

좀 더 구체적으로, 도 7에 도시된 바와 같이 코너기둥(111)은 측부(111a)와, 측부(111a)의 양 단부로부터 메인거더(200) 방향으로 절곡 형성된 한 쌍의 절곡부(111b, 111c) 및 측부(111a)에 결합하여 서브거더(400)를 체결하는 거더체결부(111d)를 포함할 수 있다.

한편, 도 7에 도시된 바와 같이 리브기둥(113)은 한 쌍(113a, 113b)으로 구비되어, 코너기둥(111)의 한 쌍의 절곡부(111b, 111c) 및 메인거더(200) 사이에 각각 위치할 수 있다.

리브기둥(113a, 113b)은 코너기둥(111) 및 메인거더(200) 사이에 위치하며, 좀 더 구체적으로 도 5에 도시된 바와 같이 메인거더(200)의 상부플랜지(210), 하부플랜지(230) 및 웨브(250) 사이에 위치할 수 있다.

여기서, 도 7에는 리브기둥(113a, 113b)이 코너기둥(111)과 분리된 것으로 도시되었으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 리브기둥(113a, 113b)은 각각 코너기둥(111)의 절곡부(111b, 111c)로부터 연장 형성(즉, 코너기둥과 일체로 형성)될 수도 있음은 물론이다.

여기서, 도 7에 도시된 바와 같이 리브기둥(113a, 113b)이 코너기둥(111)과 분리되어 구비되는 경우에는, 리브기둥(113a, 113b)은 용접과 같은 방법으로 코너기둥(111) 및 메인거더(200)와 결합시킬 수 있다.

한편, 전술한 바와 같이 본 발명의 리브기둥(113a, 113b)은 CFT 구조체에 가해지는 외부 충격에너지 내지 운동에너지가 기둥(100) 및 메인거더(200) 상호 간에 전달될 수 있도록 하여, CFT 구조체에 가해지는 외부 충격에너지 내지 운동에너지를 분산시키는 기능을 수행하는데, 이때 외부 충격에너지 내지 운동에너지가 기둥(100) 및 메인거더(200) 상호 간에 더욱 효과적으로 전달될 수 있도록, 코너기둥(111)의 한 쌍의 절곡부(111b, 111c)와 리브기둥(113a, 113b)의 두께는 상호 동일하게 형성하는 것을 특징으로 한다.

이와 같이, 본 발명의 CFT 구조체는 CFT 구조체에 가해지는 외부 충격에너지 내지 운동에너지가 기둥(100) 및 메인거더(200) 상호 간에 전달될 수 있도록 하는 리브기둥(113a, 113b)을 구비함으로써, CFT 구조체의 안정성이 더욱 향상된다.

한편, 본 발명의 일실시예에 따른 기둥(100)은, 하부가 코너기둥(111) 및 리브기둥(113)으로 구비됨으로써, 메인거더(200)의 중앙을 기둥(100)에 설치하였을 때에, 기둥(100)과 메인거더(200)의 접합부에 기둥부타설공간(S1)이 형성되어 콘크리트를 타설할 수 있게 된다.

기둥(100)과 메인거더(200)의 접합부에 형성된 기둥부타설공간(S1)에 콘크리트가 타설됨으로써, 종국적으로는 메인거더(200)의 중앙에 콘크리트가 타설되게 되고, 이로써 메인거더(200) 중앙의 단면적은 증가하게 되어, 이에 따라 기둥(100)과 메인거더(200)의 접합부에 위치하는 메인거더(200)의 중앙의 단면강성 성능은 현저히 증가하게 된다.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 기둥(100')은 도 13 및 도 14에 도시된 바와 같이, 하부의 전면부에 메인거더(200)를 삽입하는 메인거더삽입홀(115')을 형성하고, 하부의 후면부에는 메인거더삽입홀(115')을 관통한 메인거더(200)를 인출하는 메인거더인출홀(117')을 메인거더삽입홀(115')과 대응하는 위치에 형성하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 기둥(100')은 전술한 본 발명의 일실시예에 따른 기둥(100)의 각 부분 중, 하부의 구성에서 차이가 있으며, 본 발명의 일실시예에 따른 기둥(100)의 하부는 설치된 메인거더(200)의 중앙에 결합하는 코너기둥(111) 및 리브기둥(113)으로 구성되지만, 본 발명의 다른 실시예에 따른 기둥(100')은 하부에 메인거더삽입홀(115') 및 메인거더인출홀(117')을 각각 형성하여, 메인거더(200)를 메인거더삽입홀(115') 및 메인거더인출홀(117')에 관통 삽입시킴으로써, 메인거더(200)의 중앙을 기둥(100')에 설치한다.

이때, 본 발명의 다른 실시예에 따른 기둥(100')은 메인거더삽입홀(115') 및 메인거더(200) 또는 메인거더인출홀(117') 및 메인거더(200)에 결합하는 리브기둥(119')을 더 포함할 수 있으며, 본 발명의 다른 실시예에 따른 기둥(100')이 더 포함하는 리브기둥(119')은 전술한 본 발명의 일실시예에 따른 기둥(100)의 리브기둥(113a, 113b)과 기능 및 작용이 동일하므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 기둥(100')은 본 발명의 일실시예에 따른 기둥(100)에 비하여, 좀 더 단순한 구성으로 메인거더(200)를 기둥(100')에 설치할 수 있는 이점이 있다.

한편, 도 14에 도시된 바와 같이 본 발명의 다른 실시예에 따른 기둥(100')의 상부에는 철근삽입홀(131') 및 철근인출홀(133')이 각각 형성될 수 있으며, 이는 전술한 본 발명의 일실시예에 따른 기둥(100)과 동일하므로 자세한 설명은 생략한다.

아울러, 전술한 인출홀커버(150) 또는 제1인출홀커버(150') 및 제2인출홀커버(150")가 본 발명의 다른 실시예에 따른 기둥(100')의 상부에 형성된 철근인출홀(133')에 결합할 수 있음은 물론이다.

이어서, 메인거더(200)는 중앙을 기둥(100)의 하부에 설치하여, 중앙에 기둥부타설공간(S1)에 유입한 콘크리트의 일부를 타설하고, 측단에는 슬래브(D)를 설치한다.

메인거더(200)는 일예로 H형강으로 구비될 수 있으며, 이에 따라 도 8에 도시된 바와 같이 상부플랜지(210), 하부플랜지(230) 및 상부플랜지(210)와 하부플랜지(230)를 연결하는 웨브(250)로 구성될 수 있다.

메인거더(200)의 중앙 부분은 전술한 기둥(100, 100')의 하부에 설치되며, 메인거더(200)의 중앙 부분으로부터 연장 형성되는 각각의 측단의 상부플랜지(210)에는 슬래브(D)가 설치될 수 있다.

기둥(100, 100')과 메인거더(200)의 접합부를 이루는 메인거더(200)의 중앙 부분은, 전술한 바와 같이 기둥(100, 100')의 기둥부타설공간(S1, S1')에 유입된 콘크리트에 의해 단면적이 증가되어, 단면강성 성능이 현저히 증가하게 되고, 슬래브(D)를 지지하는 메인거더(200)의 측단은 후술하는 케이싱(300)에 의해 형성되는 거더부타설공간(S2)에 타설되는 콘크리트에 의해 단면적이 증가되어, 단면강성 성능이 현저히 증가하게 된다.

한편, 본 발명의 일실시예에 따른 CFT 구조체는 기둥(100)의 하부에 결합하여 슬래브(D)를 지지하는 서브거더(400);를 더 포함할 수 있다.

서브거더(400)는 일예로 H형강으로 구비될 수 있으며, 이에 따라 도 8에 도시된 바와 같이 상부플랜지, 하부플랜지 및 상부플랜지와 하부플랜지를 연결하는 웨브로 구성될 수 있다.

서브거더(400)는 단부가 기둥(100, 100')의 하부에 결합하게 되며, 이때 서브거더(400)는 기둥(100, 100')에 용접으로 결합되거나, 본 발명의 일실시예에 따른 기둥(100)에 결합되는 경우, 코너기둥(111)에 형성된 거더체결부(111d)에 볼팅(bolting) 방식 의해 체결될 수 있다.

한편, 본 발명의 일실시예에 따른 CFT 구조체는 메인거더(200)의 측단에 결합하여, 메인거더(200)의 측단에 콘크리트를 유입시키는 거더부타설공간(S2)을 형성하는 케이싱(300);을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 메인거더(200)의 측단에 케이싱(300)이 결합함으로써, 메인거더(200)의 측단에는 메인거더(200) 및 케이싱(300)으로 둘러싸인 거더부타설공간(S2)이 형성되며, 거더부타설공간(S2)에 콘크리트를 타설시킴으로써 메인거더(200)의 단면적은 증가하게 되고, 이에 따라 메인거더(200)의 단면강성 성능은 현저히 향상되게 된다.

이때, 콘크리트는 케이싱(300) 상부와 메인거더(200)의 상부플랜지(210) 사이에 형성된 개방부를 통하여 거더부타설공간(S2)에 유입될 수 있다.

좀 더 구체적으로, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 케이싱(300)은 메인거더(200)의 측단에 결합하여, 메인거더(200) 측단의 길이 방향을 따라 거더부타설공간(S2)을 형성하는 측부케이싱(310); 및 측부케이싱(310)의 끝단에 결합하여, 거더부타설공간(S2)에 유입한 콘크리트가 외부로 유출하는 것을 방지하는 마구리케이싱(330);을 포함하는 것을 특징으로 한다.

먼저, 측부케이싱(310)은 도 9(a)에 도시된 바와 같이 소정의 길이를 갖는 플레이트부(311), 플레이트부(311)의 하단에서 메인거더(200) 방향으로 절곡된 내측절곡부(313) 및 플레이트부(311)의 상단에서 내측절곡부(313)의 절곡 방향과 반대 방향으로 절곡된 외측절곡부(315)를 포함할 수 있다.

이때, 측부케이싱(310)은 내측절곡부(313)의 상면이 메인거더(200) 측단의 하부플랜지(230)에 접합함으로써(용접 등에 의한 방식) 메인거더(200)의 측단에 결합할 수 있다.

이어서, 마구리케이싱(330)은 도 9(b)에 도시된 바와 같이 상부단턱(331a) 및 하부단턱(331b)를 형성하는 마구리판(331)과, 마구리판(331)의 단부에서 절곡 형성된 접합절곡부(333)를 포함한다.

이때 접합절곡부(333)는 용접 등에 의해 측부케이싱(310)의 플레이트부(311)에 접합될 수 있으며, 마구리판(331)의 상부단턱(331a) 및 하부단턱(331b)에는 각각 메인거더(200) 측단의 상부플랜지(210) 및 하부플랜지(230)가 결합하게 된다.

마구리케이싱(330)은 측부케이싱(310)의 끝단에 결합하여, 거더부타설공간(S2)에 유입한 콘크리트가 외부로 유출하는 것을 방지하게 된다.

이와 같이, 메인거더(200)의 측단에 측부케이싱(310) 및 마구리케이싱(330)이 결합함으로써, 메인거더(200)의 측단에는 메인거더(200)의 측단, 측부케이싱(310) 및 마구리케이싱(330)으로 둘러싸인 거더부타설공간(S2)가 형성되어, 슬래브(D)를 지지하는 메인거더(200)의 측단에 콘크리트를 타설할 수 있게 된다.

메인거더(200)의 측단에 콘크리트가 타설됨으로써, 메인거더(200)의 측단의 단면적은 증가하게 되고, 이에 따라 슬래브(D)를 지지하는 메인거더(200)의 측단의 단면강성 성능은 현저히 증가하게 된다.

이어서, 본 발명의 일실시예에 따른 CFT 구조체는 메인거더(200)의 측단에 결합하여 거더부타설공간(S2)에 위치하면서, 거더부타설공간(S2)에 위치하는 메인거더(200)의 측단과, 거더부타설공간(S2)에 타설한 콘크리트를 일체로 구속하는 하부스터드(610);를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

좀 더 구체적으로, 도 16에 도시된 바와 같이 하부스터드(610)는 메인거더(200)의 하부플랜지(230)의 상면에 기립하여 결합될 수 있다.

하부스터드(610)는 메인거더(200) 하부플랜지(230)의 길이 방향을 따라 소정의 간격만큼 이격되어 복수개가 구비될 수 있으며, 하부스터드(610)가 구비됨으로써, 거더부타설공간(S2)에 위치하는 메인거더(200)의 측단과 거더부타설공간(S2)에 타설된 콘크리트 사이의 결합강도를 향상시킬 수 있다.

한편, 도 16 및 도 17에 도시된 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 CFT 구조체는 메인거더(200)의 상부플랜지(210)에 결합하는 상부스터드(630);를 더 포함할 수 있으며, 이에 따라 메인거더(200)와, 메인거더(200) 주변에 타설되는 콘크리트 사이의 결합강도를 향상시킬 수 있게 된다.

이어서, 도 15에 도시된 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 CFT 구조체는 기둥(100, 100')의 상부에 설치하는 인장철근(511)에 결합하는 수평철근(513);을 더 포함할 수 있다.

좀 더 구체적으로, 수평철근(513)은 복수개의 인장철근(511)과 교차하도록 결합할 수 있으며, 용접 또는 철사 등의 부재로 인장철근(511)에 결합시킬 수 있다.

한편, 도 16 및 도 17에 도시된 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 CFT 구조체는, 일단이 케이싱(300)과 결합하고, 타단이 메인거더(200)의 측단과 결합하여, 거더부타설공간(S2)의 콘크리트 유입에 의한 케이싱(300)의 형상 변형을 방지하는 케이싱구속철근(530);을 더 포함할 수 있다.

좀 더 구체적으로, 본 발명의 일실시예에 따른 케이싱구속철근(530)은, 거더부타설공간(S2)에 위치하여 케이싱(300)에 결합하는 수직부(531) 및 수직부(531)로부터 메인거더(200) 방향으로 절곡되어 메인거더(200)에 결합하는 수평부(533)를 포함할 수 있다.

이때, 수직부(531)는 측부케이싱(310)의 플레이트부(311)에 결합하며, 수평부(533)는 메인거더(200)의 상부플랜지(210)에 결합할 수 있다.

이와 같이 케이싱구속철근(530)이 구비됨으로써, 거더부타설공간(S2)에 콘크리트가 타설되었을 때, 타설된 콘크리트의 압력에 의해 케이싱(300)이 외측 방향으로 벌어져 형상이 변형되는 것을 방지할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따르면, 기둥 내부에 콘크리트를 타설시킴으로써 기둥의 단면강성 성능을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 기둥에 설치하는 거더의 단면강성 성능 또한 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100, 100' : 기둥
200 : 메인거더
300 : 케이싱
400 : 서브거더
S1 : 기둥부타설공간
S2 : 거더부타설공간

Claims

내측에 형성한 기둥부타설공간에 콘크리트를 유입하는 기둥; 및
중앙을 상기 기둥의 하부에 설치하여, 상기 중앙에 상기 기둥부타설공간에 유입한 콘크리트의 일부를 타설하고, 측단에는 슬래브를 설치하는 메인거더;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 거더의 단면강성이 강화된 CFT 구조체.
제1항에 있어서,
상기 기둥의 상부는,
전면부에 인장철근을 관통 삽입하는 복수의 철근삽입홀을 형성하고, 후면부에는 상기 철근삽입홀을 관통한 상기 인장철근을 인출하는 철근인출홀을 형성하는 것을 특징으로 하는 거더의 단면강성이 강화된 CFT 구조체.
제1항에 있어서,
상기 기둥의 하부는,
상기 메인거더 중앙의 측면에 결합하는 코너기둥; 및
상기 메인거더 중앙과 상기 코너기둥 사이에 위치하는 리브기둥;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 거더의 단면강성이 강화된 CFT 구조체.
제1항에 있어서,
상기 메인거더의 측단에 결합하여, 상기 메인거더의 측단에 콘크리트를 유입시키는 거더부타설공간을 형성하는 케이싱;
을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 거더의 단면강성이 강화된 CFT 구조체.
제4항에 있어서,
상기 메인거더의 측단에 결합하여 상기 거더부타설공간에 위치하면서, 상기 거더부타설공간에 위치하는 상기 메인거더의 측단과, 상기 거더부타설공간에 타설한 콘크리트를 일체로 구속하는 하부스터드;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 거더의 단면강성이 강화된 CFT 구조체.