KR20220138722A - 접합용 수직부재를 이용한 프리캐스트 콘크리트 합성기둥의 매입형 접합부 구조 - Google Patents

접합용 수직부재를 이용한 프리캐스트 콘크리트 합성기둥의 매입형 접합부 구조 Download PDF

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Abstract

본 발명은 각형강관과 각형강관의 외부에 외부 콘크리트로 구성되는 합성기둥의 하단부에는 슬리브를 형성하여 이음하고, 기둥간의 수직 접합부의 내부에 접합용 수직부재를 구성하고 각형강관의 내부에 콘크리트가 타설되도록 하여 기둥간 이음시에 용접작업을 배제하면서도 기둥간 접합부의 이음이 가능하도록 하는 접합용 수직부재를 이용한 프리캐스트 콘크리트 합성기둥의 매입형 접합부 구조에 관한 것이다.
본 발명의 바람직한 일 실시예는 내부가 비어 있는 사각형 단면의 일정길이의 관형상의 각형강관과, 각형강관의 외부에 일정두께의 프리캐스트 콘크리트로 제작되는 외부 콘크리트로 이루어지는 기둥과 기둥간의 수직 접합부 구조에 있어서, 기둥의 외부 콘크리트에는 슬리브의 하단부가 외부 콘크리트의 하부면에 노출되고 슬리브의 상단부에는 수직으로 수직철근이 구성되어 수직철근의 상단부는 각형강관의 상부면에서 일정길이 돌출되도록 외부 콘크리트에 매립되어 구성되어, 기둥 간의 수직 접합시에 하부 기둥의 돌출된 수직철근이 상부 기둥의 슬리브에 삽입되도록 하고 슬리브의 내부에 무수축 콘크리트를 타설하도록 하며, 일정 길이의 선재(線材)로 이루어지는 접합용 수직부재가, 상부 기둥과 하부 기둥 간의 접합부의 일정구간에 위치하도록 각형강관의 내부에서 각형강관의 내측면과 일정거리 이격된 상태에서 일정간격으로 복수개가 수직으로 배치되도록 한다.

Description

접합용 수직부재를 이용한 프리캐스트 콘크리트 합성기둥의 매입형 접합부 구조{Connection Structure Between Steel-Concrete Hybrid Columns Using Vetical Member}
본 발명은 접합용 수직부재를 이용한 프리캐스트 콘크리트 합성기둥의 매입형 접합부 구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 각형강관과 각형강관의 외부에 외부 콘크리트로 구성되는 합성기둥의 하단부에는 슬리브를 형성하여 이음하고, 기둥간의 수직 접합부의 내부에 접합용 수직부재를 구성하고 각형강관의 내부에 콘크리트가 타설되도록 하여 기둥간 이음시에 용접작업을 배제하면서도 기둥간 접합부의 이음이 가능하도록 하는 접합용 수직부재를 이용한 프리캐스트 콘크리트 합성기둥의 매입형 접합부 구조에 관한 것이다.
건물이 고층화되면서 구조시스템은 수직하중은 물론 바람, 지진 등의 수평하중을 더욱 효율적으로 지지할 수 있어야 하며, 이것은 단면의 증가율에 비해서 내력의 증가율이 높은 기둥부재를 요구하는 것이다. 이러한 점에서 합성기둥을 사용하면 단면의 증가없이도 내력과 변형능력을 크게 증가시킬 수 있으므로 효율성이 높은 구조물을 얻을 수 있다. 이러한 요인에서 H형강이나 강관이 매입된 합성기둥이 많이 사용되며 콘크리트 충전 강관 구조가 많은 주목을 받고 있으며, 초고층 구조물에서 기둥 부재를 설계함에 있어서는 철골 기둥이나 철골 부재를 고강도 콘크리트로 보강한 합성기둥(Hybrid Column)이 건물의 내부 공간을 효과적으로 사용할 수 있도록 적절한 크기로 계획될 수 있으므로 자주 사용되고 있다.
그러나 이와 같은 강재와 콘크리트로 이루어지는 합성기둥의 경우에는 현장에서 수직접합시에 용접작업이 선행되어야 하며, 이러한 용접작업은 수행하는 작업자에 따라 품질이 차이 나기 때문에 품질 유지가 어려울 뿐만 아니라, 용접작업으로 인한 화재 등의 위험도 증가 등의 문제가 있었다.
본 발명의 배경이 되는 기술로는 특허등록 제1180575호 "각형강관을 이용한 프리캐스트 콘크리트 합성기둥과 보 접합부 구조"(특허문헌 1)이 있다. 상기 배경기술에서는 상부 합성기둥과 하부 합성기둥을 수직으로 결합하고 상부 합성기둥과 하부 합성기둥의 결합부재의 측면에 결합되는 H형강 보로 이루어지는 기둥과 보 접합부 구조에 있어서, 단면이 중공이 형성된 사각형의 형상의 각형강관과 상기 각형강관의 상하단부에 모서리에 방사형으로 결합구성되는 패널존 보강플레이트와 상기 패널존 보강플레이트의 외측면에 결합구성되는 결합강판 및 상기 각형강관의 외부에 프리캐스트로 제작되는 외부콘크리트로 구성되어, 상부 합성기둥의 하단부에 구성된 결합강판의 하단부와 하부 합성기둥의 상단부에 구성된 결합강판의 상단부가 상호 결합되며, 중앙부에 수직방향으로 이음판이 결합구성되어 보의 웨브와 결합되고, 상부 합성기둥의 하단부에 구성된 패널존 보강플레이트와 하부 합성기둥의 상단부에 구성된 패널존 보강플레이트가 각각 보의 상부 플랜지 및 하부 플랜지에 결합되어 형성되는 구조로, 결합부재 구조가 매우 단순하면서도 별도의 다이어프램의 제작없이도 내부 다이어프램과 외부 다이어프램의 장점을 모두 가지도록 한다.
그러나 상기 배경기술 역시 기둥간 수직 접합시에 용접작업이 필요할 뿐만 아니라 수직도 유지가 어려워 시공이 어려운 문제점이 있었다.
특허등록 제1180575호 "각형강관을 이용한 프리캐스트 콘크리트 합성기둥과 보 접합부 구조"
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 각형강관과 각형강관의 외부에 외부 콘크리트로 구성되는 합성기둥의 내부에 매입형의 접합부재를 구성하도록 하여 시공이 용이하고 외부에서 용접작업을 배제하여 품질 유지 및 화재 등의 안전상의 문제를 제거할 수 있도록 하는 접합용 수직부재를 이용한 프리캐스트 콘크리트 합성기둥의 매입형 접합부 구조를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 내부가 비어 있는 사각형 단면의 일정길이의 관형상의 각형강관과, 각형강관의 외부에 일정두께의 프리캐스트 콘크리트로 제작되는 외부 콘크리트로 이루어지는 기둥과 기둥간의 수직 접합부 구조에 있어서, 기둥의 외부 콘크리트에는 슬리브의 하단부가 외부 콘크리트의 하부면에 노출되고 슬리브의 상단부에는 수직으로 수직철근이 구성되어 수직철근의 상단부는 각형강관의 상부면에서 일정길이 돌출되도록 외부 콘크리트에 매립되어 구성되어, 기둥 간의 수직 접합시에 하부 기둥의 돌출된 수직철근이 상부 기둥의 슬리브에 삽입되도록 하고 슬리브의 내부에 무수축 콘크리트를 타설하도록 하며, 일정 길이의 선재(線材)로 이루어지는 접합용 수직부재가, 상부 기둥과 하부 기둥 간의 접합부의 일정구간에 위치하도록 각형강관의 내부에서 각형강관의 내측면과 일정거리 이격된 상태에서 일정간격으로 복수개가 수직으로 배치되는 것을 특징으로 하는 접합용 수직부재를 이용한 프리캐스트 콘크리트 합성기둥의 매입형 접합부 구조를 제공하고자 한다.
또한, 접합용 수직부재는 접합용 수직부재의 단면의 크기보다 큰 단면을 갖는 정착부재가 구성되는 것을 특징으로 하는 접합용 수직부재를 이용한 프리캐스트 콘크리트 합성기둥의 매입형 접합부 구조를 제공하고자 한다.
또한, 기둥 간의 접합부의 일정구간에는 각형강관의 내측면에 복수의 전단연결재가 구성되는 것을 특징으로 하는 접합용 수직부재를 이용한 프리캐스트 콘크리트 합성기둥의 매입형 접합부 구조를 제공하고자 한다.
또한, 각형강관의 외측면에는 복수의 전단연결재가 구성되는 것을 특징으로 하는 접합용 수직부재를 이용한 프리캐스트 콘크리트 합성기둥의 매입형 접합부 구조를 제공하고자 한다.
또한, 접합용 수직부재의 하단부의 높이의 각형강관의 내측면에는 돌출하여 지지부재가 형성되고, 지지부재의 상부에 접합용 수직부재가 거치되어 지지되도록 하는 것을 특징으로 하는 접합용 수직부재를 이용한 프리캐스트 콘크리트 합성기둥의 매입형 접합부 구조를 제공하고자 한다.
또한, 복수의 접합용 수직부재는 중앙부에는 복수의 접합용 수직부재를 수평방향으로 감싸 연결하도록 하는 1개 이상의 후프근이 구성되는 것을 특징으로 하는 접합용 수직부재를 이용한 프리캐스트 콘크리트 합성기둥의 매입형 접합부 구조를 제공하고자 한다.
또한, 기둥은 외부 콘크리트의 상단부에서 각형강관이 일정 길이 상부로 더 돌출하도록 구성되며, 상부에 돌출된 각형강관에는 관통구가 통공되어 형성되도록 하고, 하부 기둥의 상부에 보가 거치되도록 하고, 보 연속화를 위한 연속화 철근이 관통구를 관통하여 배근되고, 보의 상부에서 하부 기둥의 돌출된 수직철근이 상부 기둥의 슬리브에 삽입되도록 하고 슬리브의 내부에 무수축 콘크리트를 타설하도록 하는 것을 특징으로 하는 접합용 수직부재를 이용한 프리캐스트 콘크리트 합성기둥의 매입형 접합부 구조를 제공하고자 한다.
또한, 내부가 비어 있는 사각형 단면의 일정길이의 관형상의 각형강관(20)과, 각형강관(20)의 외부에 일정두께의 프리캐스트 콘크리트로 제작되는 외부 콘크리트(10)로 이루어지는 기둥(1)과 기둥(1) 간의 수직 접합부 구조에 있어서, 기둥(1)의 외부 콘크리트(10)에는 슬리브(50)의 하단부가 외부 콘크리트(10)의 하부면에 노출되고 슬리브(50)의 상단부에는 수직으로 수직철근(13)이 구성되어 수직철근(13)의 상단부는 각형강관(20)의 상부면에서 일정길이 돌출되도록 외부 콘크리트(10)에 매립되어 구성되어, 기둥(1) 간의 수직 접합시에 하부 기둥(1)의 돌출된 수직철근(13)이 상부 기둥(1)의 슬리브(50)에 삽입되도록 하고 슬리브(50)의 내부에 무수축 콘크리트를 타설하도록 하며, 하부 기둥(1)의 각형강관(20)의 내측면에는 상단부에서 하부로 일정높이에서 내측으로 돌출하여 지지부재(23)가 형성되고, H형강으로 이루어지는 접합용 수직부재(30)가, 지지부재(23)의 상부에 수직으로 거치되어 상부 기둥과 하부 기둥 간의 접합부의 일정구간에 위치하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 접합용 수직부재를 이용한 프리캐스트 콘크리트 합성기둥의 매입형 접합부 구조를 제공하고자 한다.
또한, 기둥 간의 접합부의 일정구간에는 각형강관의 내측면에 복수의 전단연결재가 구성되는 것을 특징으로 하는 접합용 수직부재를 이용한 프리캐스트 콘크리트 합성기둥의 매입형 접합부 구조를 제공하고자 한다.
또한, 각형강관의 외측면에는 복수의 전단연결재가 구성되는 것을 특징으로 하는 접합용 수직부재를 이용한 프리캐스트 콘크리트 합성기둥의 매입형 접합부 구조를 제공하고자 한다.
또한, 접합용 수직부재의 외측면에는 복수의 전단연결재가 구성되는 것을 특징으로 하는 접합용 수직부재를 이용한 프리캐스트 콘크리트 합성기둥의 매입형 접합부 구조를 제공하고자 한다.
본 발명의 접합용 수직부재를 이용한 프리캐스트 콘크리트 합성기둥의 매입형 접합부 구조는 각형강관과 각형강관의 외부에 외부 콘크리트로 구성되는 합성기둥의 하단부에는 슬리브를 구성하여 기둥간 접합부에서의 압축력과 인장력은 슬리브로 이음된 철근으로 저항하도록 하고, 기둥간의 수직 접합부의 내부에 접합용 수직부재를 구성하여 각형강관의 내부에 콘크리트가 타설되도록 하여 시공이 용이하고 외부에서 용접작업을 배제하여 품질 유지 및 화재 등의 안전상의 문제를 제거할 수 있도록 하는 매우 유용한 효과가 있다.
또한, 각형관관을 외부 콘크리트 상부로 돌출시키고 관통구가 통공되어 형성되도록 하여 보 연속화를 위한 연속화 철근이 관통구 및 기둥을 관통할 수 있도록 함으로써 기둥 양측의 보를 연속화 할 수 있도록 하면서도 콘크리트와의 부착력을 증대시키도록 할 수 있는 효과도 있다.
본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 첨부한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 접합용 수직부재를 이용한 프리캐스트 콘크리트 합성기둥의 매입형 접합부 구조의 제1 실시예의 측단면도이다.
도 2는 상기 도 1의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 접합용 수직부재를 이용한 프리캐스트 콘크리트 합성기둥의 매입형 접합부 구조의 제2 실시예의 측단면도이다.
도 4는 상기 도 3의 평면도이다.
도 5는 본 발명의 접합용 수직부재를 이용한 프리캐스트 콘크리트 합성기둥의 매입형 접합부 구조의 제3 실시예의 측단면도이다.
도 6은 상기 도 5의 평면도이다.
도 7은 본 발명의 접합용 수직부재를 이용한 프리캐스트 콘크리트 합성기둥의 매입형 접합부 구조의 제4 실시예의 측단면도이다.
도 8은 상기 도 7의 평면도이다.
아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 제시된 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 예시적인 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
이하 바람직한 실시예에 따라 본 발명의 기술적 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 접합용 수직부재를 이용한 프리캐스트 콘크리트 합성기둥의 매입형 접합부 구조의 제1 실시예의 측단면도이고, 도 2는 상기 도 1의 평면도이며, 도 3은 본 발명의 접합용 수직부재를 이용한 프리캐스트 콘크리트 합성기둥의 매입형 접합부 구조의 제2 실시예의 측단면도이고, 도 4는 상기 도 3의 평면도이다.
본 발명의 기둥(1)은 도 1에 도시된 바와 같이, 내부가 비어 있는 사각형 단면의 일정길이의 관형상의 각형강관(20)과, 각형강관(20)의 외부에 일정두께의 프리캐스트 콘크리트로 제작되는 외부 콘크리트(10)로 이루어진다.
각형강관(20)에는 외측면에 복수의 스터드 등의 전단연결재(21) 등이 구성될 수 있으며, 전단연결재(21)는 각형강관(20)의 외측면 전체에 일정간격으로 설치되거나, 일부 구간에만 형성되도록 할 수 있다.
본 발명에서의 기둥(1) 간의 접합은 슬리브(50)를 이용하여 접합하고, 기둥(1) 내부에는 별도의 접합용 수직부재(30)를 구성하여 접합하도록 한다.
슬리브(50)는 내부가 비어 있는 관체 형상으로 상부에는 수직철근(13)이 구성되도록 하며, 기둥(1)의 외부 콘크리트(10)에는 슬리브(50)의 하단부가 외부 콘크리트(10)의 하부면에 노출되고 슬리브(50)의 상단부에는 수직으로 수직철근(13)이 구성되어 수직철근(13)의 상단부는 각형강관(20)의 상부면에서 일정길이 돌출되도록 외부 콘크리트(10)에 매립되어 구성된다.
수직철근(13)은 외부 콘크리트(10)의 전체 높이에 구성되도록 할 수도 있으며, 슬리브(50)의 상부와 외부 콘크리트(10)의 상부에 각각 따로 구성되도록 할 수도 있다.
이와 같이 슬리브(50)가 구성되면, 도 1에서와 같이, 기둥(1) 간의 수직 접합시에 하부 기둥(1)의 돌출된 수직철근(13)이 상부 기둥(1)의 슬리브(50)에 삽입되도록 하고 슬리브(50)의 내부에 무수축 콘크리트를 타설하도록 하여, 기둥(1) 간 접합부에서의 압축력과 인장력은 슬리브(1)로 이음된 수직철근(13)으로 저항하도록 한다.
슬리브(50)는 무수축 콘크리트의 주입을 위하여 별도의 주입구 등이 슬리브(50)와 연통하도록 외부 콘크리트(10)를 관통하여 외부로 노출되도록 할 수 있다.
특히, 본 발명에서는 기둥(1) 간의 접합부의 내부에 별도의 접합용 수직부재(30)를 구성하도록 하여 각형강관(20)의 내부에 콘크리트 타설시에 기둥(1) 간의 접합을 하도록 하는데, 이와 같은 접합용 수직부재(30)는 철근, 강봉 등 일정 길이의 선재(線材)로 이루어지도록 한다.
접합용 수직부재(30)는 상단부는 상부 기둥(1)에 위치하고 하단부는 하부 기둥(1)에 위치하도록 각형 강관(20)의 내부에서 수직방향으로 구성되며, 각형강관(20)의 내측면과 일정한 거리를 유지하도록 하며, 접합용 수직부재(30)간의 수평방향의 거리도 일정하게 유지하도록 하여 균일한 품질을 확보할 수 있도록 한다.
특히, 본 발명에서는 접합용 수직부재(30)의 단면의 크기보다 큰 단면을 갖는 정착부재(33)를 접합용 수직부재(30)의 양단부에 구성하도록 함으로써, 각형강관(20)의 내부에 콘크리트 타설시에 접합용 수직부재(30)를 콘크리트와 일체화시켜 전단력 확보 및 일체성을 확보하도록 하며, 이와 같이 정착부재(33)를 구성하도록 함으로써 접합용 수직부재(30)의 길이를 짧게 구성할 수도 있다.
이와 같은 정착부재(33)는 접합용 수직부재(30)의 단부에 용접 등의 방법으로 접합하도록 하거나, 접합용 수직부재(30)의 외주면에 나사산을 가공하도록 하고, 너트 등을 정착부재(33)로 활용하여 접합용 수직부재(30)에 나사 결합되도록 할 수 있으며, 도시되지는 않았지만 접합용 수직부재(30)의 양단부 이외에도 필요한 위치에 추가로 정착부재(33)를 구성할 수도 있다.
이때, 기둥(1) 간의 접합부는 내부에서 접합용 수직부재(30)를 구성하고 콘크리트를 타설하여 접합되지만 추가로 기둥(1) 간의 접합부의 일정구간에는 각형강관(20)의 내측면에 복수의 전단연결재(22)가 구성되도록 하여 전단력 및 일체성을 추가 확보하도록 할 수도 있다.
전단연결재(22)는 접합용 수직부재(30)가 형성된 전체 구간에 형성될 수도 있고, 일부 구간에만 형성되도록 할 수도 있으며, 필요에 따라서는 접합용 수직부재(30)가 설치된 구간을 벗어난 부분에도 형성될 수도 있다.
특히, 본 발명에서는 기둥(1)과 기둥(1)의 접합부의 내부의 일정 높이에 접합용 수직부재(30)를 위치시키도록 하는데, 이때에는 일정한 높이에 접합용 수직부재(30)의 설치가 용이하지 않을 수 있기 때문에, 도 3에서와 같이, 접합용 수직부재(30)의 하단부의 높이의 각형강관(20)의 내측면에는 돌출하여 지지부재(23)가 형성되도록 하고, 지지부재(23)의 상부에 접합용 수직부재(30)가 거치되어 지지되도록 할 수 있다.
지지부재(23)는 수평판 형상으이 플레이트, u형 단면 부재나 각형강관 등 다양한 부재로 이루어질 수 있으며, 도 3에 도시된 바와 같이 ㄴ 단면을 갖는 앵글을 각형강관(20)의 내측면에 수평판이 접합되도록 하여 수평판의 상부에 접합용 수직부재(30)의 하단부를 거치함으로써 접합용 수직부재(30)를 정확하게 설치할 수 있으며, 하단부가 외측으로 벗어나지 않도록 할 수 있다.
특히, 본 발명에서는 접합용 수직부재(30)가 복수개가 일정 간격으로 설치되기 때문에 시공성을 높이면서도 기둥(1) 간의 접합부를 보강하기 위하여, 도 3 및 도 4에서와 같이, 접합용 수직부재(30)의 중앙부에는 복수의 접합용 수직부재(30)를 수평방향으로 감싸 연결하도록 하는 1개 이상의 후프근(22)이 구성되도록 할 수 있다.
이와 같이 복수의 접합용 수직부재(30)를 후프근(22)으로 미리 조립하도록 하여 하나의 조립체로 형성하도록 함으로써 기둥(1)의 각형강관(20) 내부로의 설치가 매우 용이할 뿐만 아니라, 후프근(22)이 기둥(1) 간의 접합부에 위치하도록 하여 접합부를 보강하도록 하는 역할을 한다.
이와 같은 후프근(22)은 하나만 용접 등의 방법으로 설치되어 복수의 접합용 수직부재(30)를 묶어 조립체를 형성하도록 할 수도 있으며, 도시된 바와 같이, 상부로 일정거리 이격되어 한 쌍이 구성되거나 그 이상이 형성되도록 할 수도 있다.
도 5는 본 발명의 접합용 수직부재를 이용한 프리캐스트 콘크리트 합성기둥의 매입형 접합부 구조의 제3 실시예의 측단면도이고, 도 6은 상기 도 5의 평면도이다.
상술한 실시예에서는 기둥(1)과 기둥(1) 간의 수직 접합시의 실시예를 중심으로 설명하였으며, 본 실시예에서는 기둥(1)과 기둥(1)의 접합부에 보(7)가 거치되는 경우의 실시예를 설명하기로 한다.
우선 본 실시예에서의 기둥(1)은 보(7)가 거치되기 위하여 외부 콘크리트(10)의 상부에는 주두부(10a)가 형성되도록 하여 보(7)의 거치가 가능하도록 하며, 특히, 기둥(1)은 외부 콘크리트(10)의 상단부에서 각형강관(20)이 일정 길이 상부로 더 돌출하도록 구성한다. 즉, 보(7)가 거치된 높이만큼 각형강관(20)이 외부 콘크리트(10)의 상단부에서 더 돌출되는 것이다.
이와 같이, 각형강관(20)이 외부로 노출되도록 돌출되면, 돌출된 각형강관(20)에는 관통구(26)가 통공되어 형성되도록 하여, 보(7) 연속화를 위한 연속화 철근(71)이 관통구(26) 및 기둥(1)을 관통할 수 있도록 함으로써 기둥(1) 양측의 보(7)를 연속화 할 수 있도록 하면서도, 외부 콘크리트(10)의 상단부에서 돌출된 각형강관(20)의 콘크리트와의 부착력을 증대시키도록 할 수 있다.
관통구(26)는 사각형, 원형 등 다양한 형상으로 이루어질 수 있으며, 일정 간격으로 복수개가 통공되거나 하나만 형성되도록 할 수도 있다.
이와 같이 구성되는 기둥(1) 간의 이음은 보(7)의 상부에서 하부 기둥(1)의 돌출된 수직철근(13)이 상부 기둥(1)의 슬리브(50)에 삽입되도록 하고 슬리브(50)의 내부에 무수축 콘크리트를 타설하도록 하며, 기둥(1) 간 접합부의 내부에는 접합용 수직부재(30)가 구성된다.
도 7은 본 발명의 접합용 수직부재를 이용한 프리캐스트 콘크리트 합성기둥의 매입형 접합부 구조의 제4 실시예의 측단면도이고, 도 8은 상기 도 7의 평면도이다.
본 발명의 기둥(1)은 도 7에 도시된 바와 같이, 내부가 비어 있는 사각형 단면의 일정길이의 관형상의 각형강관(20)과, 각형강관(20)의 외부에 일정두께의 프리캐스트 콘크리트로 제작되는 외부 콘크리트(10)로 이루어진다.
각형강관(20)에는 외측면에 복수의 스터드 등의 전단연결재(21) 등이 구성될 수 있으며, 전단연결재(21)는 각형강관(20)의 외측면 전체에 일정간격으로 설치되거나, 일부 구간에만 형성되도록 할 수 있다.
본 발명에서의 기둥(1) 간의 접합은 슬리브(50)를 이용하여 접합하고, 기둥(1) 내부에는 별도의 접합용 수직부재(30)를 구성하여 접합하도록 한다.
슬리브(50)는 내부가 비어 있는 관체 형상으로 상부에는 수직철근(13)이 구성되도록 하며, 기둥(1)의 외부 콘크리트(10)에는 슬리브(50)의 하단부가 외부 콘크리트(10)의 하부면에 노출되고 슬리브(50)의 상단부에는 수직으로 수직철근(13)이 구성되어 수직철근(13)의 상단부는 각형강관(20)의 상부면에서 일정길이 돌출되도록 외부 콘크리트(10)에 매립되어 구성된다.
수직철근(13)은 외부 콘크리트(10)의 전체 높이에 구성되도록 할 수도 있으며, 슬리브(50)의 상부와 외부 콘크리트(10)의 상부에 각각 따로 구성되도록 할 수도 있다.
이와 같이 슬리브(50)가 구성되면, 도 7에서와 같이, 기둥(1) 간의 수직 접합시에 하부 기둥(1)의 돌출된 수직철근(13)이 상부 기둥(1)의 슬리브(50)에 삽입되도록 하고 슬리브(50)의 내부에 무수축 콘크리트를 타설하도록 하여, 기둥(1) 간 접합부에서의 압축력과 인장력은 슬리브(1)로 이음된 수직철근(13)으로 저항하도록 한다.
슬리브(50)는 무수축 콘크리트의 주입을 위하여 별도의 주입구 등이 슬리브(50)와 연통하도록 외부 콘크리트(10)를 관통하여 외부로 노출되도록 할 수 있다.
특히, 본 발명에서는 기둥(1) 간의 접합부의 내부에 별도의 접합용 수직부재(30)를 구성하도록 하여 각형강관(20)의 내부에 콘크리트 타설시에 기둥(1) 간의 접합을 하도록 하는데, 이와 같은 접합용 수직부재(30)는 H형강으로 이루어지도록 한다.
특히, 본 발명에서는 H형강으로 이루어지는 접합용 수직부재(30)가 각형강관(20)의 단면의 중심에 위치하도록 하는데, 기둥(1)과 기둥(1)의 접합부에서 일정한 높이에 용이하게 설치될 수 있도록 하부 기둥(1)의 각형강관(20)의 내측면에는 상단부에서 하부로 일정높이에서 내측으로 돌출하여 지지부재(23)가 형성되도록 하고, H형강으로 이루어지는 접합용 수직부재(30)가, 지지부재(23)의 상부에 수직으로 거치되어 상부 기둥(1)과 하부 기둥(1) 간의 접합부의 일정구간에 위치하도록 형성되도록 할 수 있다.
지지부재(23)는 다양한 형상으로 이루어질 수 있으며, 각형강관(20)의 내부면에 볼트 접합 등 다양한 방법으로 고정되도록 할 수 있다.
특히, 접합용 수직부재(30)의 외측면에는 복수의 전단연결재(31)가 구성도록 할 수 있으며, 전단력 및 일체성을 추가 확보하도록 할 수도 있다.
이때, 기둥(1) 간의 접합부는 내부에서 접합용 수직부재(30)를 구성하고 콘크리트를 타설하여 접합되지만 추가로 기둥(1) 간의 접합부의 일정구간에는 각형강관(20)의 내측면에 복수의 전단연결재(22)가 구성되도록 하여 전단력 및 일체성을 추가 확보하도록 할 수도 있다.
전단연결재(22)는 접합용 수직부재(30)가 형성된 전체 구간에 형성될 수도 있고, 일부 구간에만 형성되도록 할 수도 있으며, 필요에 따라서는 접합용 수직부재(30)가 설치된 구간을 벗어난 부분에도 형성될 수도 있다.
상기와 같은 본 발명의 접합용 수직부재를 이용한 프리캐스트 콘크리트 합성기둥의 매입형 접합부 구조는 각형강관과 각형강관의 외부에 외부 콘크리트로 구성되는 합성기둥의 하단부에는 슬리브를 구성하여 기둥간 접합부에서의 압축력과 인장력은 슬리브로 이음된 철근으로 저항하도록 하고, 기둥간의 수직 접합부의 내부에 접합용 수직부재를 구성하여 각형강관의 내부에 콘크리트가 타설되도록 하여 시공이 용이하고 외부에서 용접작업을 배제하여 품질 유지 및 화재 등의 안전상의 문제를 제거할 수 있도록 하는 매우 유용한 효과가 있으며, 또한, 각형관관을 외부 콘크리트 상부로 돌출시키고 관통구가 통공되어 형성되도록 하여 보 연속화를 위한 연속화 철근이 관통구 및 기둥을 관통할 수 있도록 함으로써 기둥 양측의 보를 연속화 할 수 있도록 하면서도 콘크리트와의 부착력을 증대시키도록 할 수 있는 효과도 있다.
지금까지 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.
1 : 기둥
10 : 외부 콘크리트
13 : 수직철근
20 : 각형강관
21, 22 : 전단연결재
23 : 지지부재
30 : 접합용 수직부재
33 : 정착부재
50 : 슬리브

Claims (11)

  1. 내부가 비어 있는 사각형 단면의 일정길이의 관형상의 각형강관(20)과, 각형강관(20)의 외부에 일정두께의 프리캐스트 콘크리트로 제작되는 외부 콘크리트(10)로 이루어지는 기둥(1)과 기둥(1)간의 수직 접합부 구조에 있어서,
    기둥(1)의 외부 콘크리트(10)에는 슬리브(50)의 하단부가 외부 콘크리트(10)의 하부면에 노출되고 슬리브(50)의 상단부에는 수직으로 수직철근(13)이 구성되어 수직철근(13)의 상단부는 각형강관(20)의 상부면에서 일정길이 돌출되도록 외부 콘크리트(10)에 매립되어 구성되어, 기둥(1) 간의 수직 접합시에 하부 기둥(1)의 돌출된 수직철근(13)이 상부 기둥(1)의 슬리브(50)에 삽입되도록 하고 슬리브(50)의 내부에 무수축 콘크리트를 타설하도록 하며,
    일정 길이의 선재(線材)로 이루어지는 접합용 수직부재(30)가, 상부 기둥(1)과 하부 기둥(1) 간의 접합부의 일정구간에 위치하도록 각형강관(20)의 내부에서 각형강관(20)의 내측면과 일정거리 이격된 상태에서 일정간격으로 복수개가 수직으로 배치되는 것을 특징으로 하는 접합용 수직부재를 이용한 프리캐스트 콘크리트 합성기둥의 매입형 접합부 구조.
  2. 청구항 1에 있어서,
    접합용 수직부재(30)는 접합용 수직부재(30)의 단면의 크기보다 큰 단면을 갖는 정착부재(33)가 구성되는 것을 특징으로 하는 접합용 수직부재를 이용한 프리캐스트 콘크리트 합성기둥의 매입형 접합부 구조.
  3. 청구항 1에 있어서,
    기둥(1) 간의 접합부의 일정구간에는 각형강관(20)의 내측면에 복수의 전단연결재(22)가 구성되는 것을 특징으로 하는 접합용 수직부재를 이용한 프리캐스트 콘크리트 합성기둥의 매입형 접합부 구조.
  4. 청구항 1에 있어서,
    각형강관(20)의 외측면에는 복수의 전단연결재(21)가 구성되는 것을 특징으로 하는 접합용 수직부재를 이용한 프리캐스트 콘크리트 합성기둥의 매입형 접합부 구조.
  5. 청구항 1에 있어서,
    접합용 수직부재(30)의 하단부의 높이의 각형강관(20)의 내측면에는 돌출하여 지지부재(23)가 형성되고, 지지부재(23)의 상부에 접합용 수직부재(30)가 거치되어 지지되도록 하는 것을 특징으로 하는 접합용 수직부재를 이용한 프리캐스트 콘크리트 합성기둥의 매입형 접합부 구조.
  6. 청구항 1에 있어서,
    복수의 접합용 수직부재(30)는 중앙부에는 복수의 접합용 수직부재(30)를 수평방향으로 감싸 연결하도록 하는 1개 이상의 후프근(22)이 구성되는 것을 특징으로 하는 접합용 수직부재를 이용한 프리캐스트 콘크리트 합성기둥의 매입형 접합부 구조.
  7. 청구항 1에 있어서,
    기둥(1)은 외부 콘크리트(10)의 상단부에서 각형강관(20)이 일정 길이 상부로 더 돌출하도록 구성되며, 상부에 돌출된 각형강관(20)에는 관통구(26)가 통공되어 형성되도록 하고,
    하부 기둥(1)의 상부에 보(7)가 거치되도록 하고, 보(7) 연속화를 위한 연속화 철근(71)이 관통구(26)를 관통하여 배근되고,
    보(7)의 상부에서 하부 기둥(1)의 돌출된 수직철근(13)이 상부 기둥(1)의 슬리브(50)에 삽입되도록 하고 슬리브(50)의 내부에 무수축 콘크리트를 타설하도록 하는 것을 특징으로 하는 접합용 수직부재를 이용한 프리캐스트 콘크리트 합성기둥의 매입형 접합부 구조.
  8. 내부가 비어 있는 사각형 단면의 일정길이의 관형상의 각형강관(20)과, 각형강관(20)의 외부에 일정두께의 프리캐스트 콘크리트로 제작되는 외부 콘크리트(10)로 이루어지는 기둥(1)과 기둥(1)간의 수직 접합부 구조에 있어서,
    기둥(1)의 외부 콘크리트(10)에는 슬리브(50)의 하단부가 외부 콘크리트(10)의 하부면에 노출되고 슬리브(50)의 상단부에는 수직으로 수직철근(13)이 구성되어 수직철근(13)의 상단부는 각형강관(20)의 상부면에서 일정길이 돌출되도록 외부 콘크리트(10)에 매립되어 구성되어, 기둥(1) 간의 수직 접합시에 하부 기둥(1)의 돌출된 수직철근(13)이 상부 기둥(1)의 슬리브(50)에 삽입되도록 하고 슬리브(50)의 내부에 무수축 콘크리트를 타설하도록 하며,
    하부 기둥(1)의 각형강관(20)의 내측면에는 상단부에서 하부로 일정높이에서 내측으로 돌출하여 지지부재(23)가 형성되고,
    H형강으로 이루어지는 접합용 수직부재(30)가, 지지부재(23)의 상부에 수직으로 거치되어 상부 기둥(1)과 하부 기둥(1) 간의 접합부의 일정구간에 위치하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 접합용 수직부재를 이용한 프리캐스트 콘크리트 합성기둥의 매입형 접합부 구조.
  9. 청구항 7에 있어서,
    기둥(1) 간의 접합부의 일정구간에는 각형강관(20)의 내측면에 복수의 전단연결재(22)가 구성되는 것을 특징으로 하는 접합용 수직부재를 이용한 프리캐스트 콘크리트 합성기둥의 매입형 접합부 구조.
  10. 청구항 7에 있어서,
    각형강관(20)의 외측면에는 복수의 전단연결재(21)가 구성되는 것을 특징으로 하는 접합용 수직부재를 이용한 프리캐스트 콘크리트 합성기둥의 매입형 접합부 구조.
  11. 청구항 7에 있어서,
    접합용 수직부재(30)의 외측면에는 복수의 전단연결재(31)가 구성되는 것을 특징으로 하는 접합용 수직부재를 이용한 프리캐스트 콘크리트 합성기둥의 매입형 접합부 구조.





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