WO2016056696A1 - 다이아프램이 없는 강관을 이용한 골조 연결구조 및 연결방법 - Google Patents

다이아프램이 없는 강관을 이용한 골조 연결구조 및 연결방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 강관을 이용한 골조 연결구조 및 연결방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다이아프램을 사용하지 않고도 강관을 이용해 골조를 용이하게 시공할 수 있도록 이루어진 강관을 이용한 골조 연결구조 및 연결방법에 관한 것이다. 본 발명 다이아프램이 없는 강관을 이용한 골조 연결구조는, 강관 기둥의 내부로 삽입되어 강관 기둥의 내측을 보강하는 내부 보강판; 내부 보강판이 강관 기둥 내부로 삽입되기 전 내부 보강판에 회전이 방지되게 고정되는 고정너트; 강관 기둥의 외측에 체결되는 외측판; 및 강관 기둥의 외부에서 외측판, 강관 기둥의 측면을 관통한 후 고정너트에 결합되어 외측판, 강관 기둥 및 내부 보강판을 일체로 체결하는 볼트;를 포함하여, 외측판이 보에 접합된 상태에서 강관 기둥의 외측에 체결되는 경우 강관 기둥과 보의 연결이 이루어지고, 길게 연결되는 두 강관 기둥의 연결부 내외측에 내부 보강판과 외측판이 각각 체결되는 경우 강관 기둥과 강관 기둥의 연결이 이루어진다.

Description

다이아프램이 없는 강관을 이용한 골조 연결구조 및 연결방법
본 발명은 강관을 이용한 골조 연결구조 및 연결방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다이아프램을 사용하지 않고도 강관을 이용해 골조를 용이하게 시공할 수 있도록 이루어진 강관을 이용한 골조 연결구조 및 연결방법에 관한 것이다.
일반적으로 건축 구조물의 골조는 H 형강과 같은 철재 기둥에 철골 보를 연결하는 구조로 이루어진다.
H 형강의 경우 양쪽으로 개방되어 있기 때문에 용접뿐만 아니라 볼트/너트, 리벳 등 다양한 형태의 체결부재를 이용해 부재들을 서로 연결할 수 있어 많이 사용되고 있다.
최근 들어서는 철재 기둥으로 강관이 사용되고 있으며, 강관 중에서도 방향성이나 구조 성능이 우수한 각형 강관이 사용되고 있다. 각형 강관의 경우, 지진 발생이 많은 관계로 내진 성능을 요구하는 일본 등에서 많이 적용되어 왔으나, 국내에서도 그 수요가 점차 증가하고 있는 실정이다.
각형 강관기둥에 H 형강보를 연결하는 경우 강관의 얇은 두께를 보강하기 위해 다이아프램이 적용되는데, 다이아프램은 크게 내부 다이아프램, 외부 다이아프램 및 관통형 다이아프램의 형태로 적용된다.
내부 다이아프램의 경우 각형 강관기둥의 내부에 삽입되어 용접에 의해 접합되는 형태이며, 외부 다이아프램의 경우 각형 강관기둥의 외측에 끼움된 후 용접에 의해 접합되는 형태이고, 관통형 다이아프램의 경우 각형 강관기둥을 절단한 후 절단된 각형 강관기둥 사이에 위치된 상태로 용접에 의해 접합되는 형태이다.
그러나, 위와 같은 다이아프램을 이용한 연결방식의 경우, 제작과 시공이 난이하며, 용접량이 많아 용접 불량이 발생되고, 이로 인해 취성 파단 등이 발생될 수 있으며, 내력 전달이 불명확한 문제점이 있다. 아울러, H 형강에 비하여 철골 보와 연결되는 접합부의 디테일이 복잡하여 제작과 시공이 어려운 단점이 있어 범용화에 한계를 갖고 있다.
본 발명의 목적은 전술한 바와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 다이아프램을 사용하지 않으면서도 강관의 우수성을 살리면서 제작 성능과 시공 성능을 향상시킬 수 있는 다이아프램이 없는 강관을 이용한 골조 연결구조 및 연결방법을 제공하는데 있다.
본 발명 다이아프램이 없는 강관을 이용한 골조 연결구조는, 강관 기둥의 내부로 삽입되어 강관 기둥의 내측을 보강하는 내부 보강판; 내부 보강판이 강관 기둥 내부로 삽입되기 전 내부 보강판에 회전이 방지되게 고정되는 고정너트; 강관 기둥의 외측에 체결되는 외측판; 및 강관 기둥의 외부에서 외측판, 강관 기둥의 측면을 관통한 후 고정너트에 결합되어 외측판, 강관 기둥 및 내부 보강판을 일체로 체결하는 볼트;를 포함하여, 외측판이 보에 접합된 상태에서 강관 기둥의 외측에 체결되는 경우 강관 기둥과 보의 연결이 이루어지고, 길게 연결되는 두 강관 기둥의 연결부 내외측에 내부 보강판과 외측판이 각각 체결되는 경우 강관 기둥과 강관 기둥의 연결이 이루어진다.
외측판으로 보에 접합되는 외측판과 두 강관 기둥의 연결부 외측에 체결되는 외측판이 각각 구비되어 강관 기둥과 보의 연결, 강관 기둥과 강관 기둥의 연결이 각각 이루어진다.
본 발명 다이아프램이 없는 강관을 이용한 골조 연결구조는, 서로 연결되는 두 강관 기둥 중 하부에 위치되는 하부 강관 기둥의 외측에 체결되며 보의 아래쪽에서 보를 지지하는 하부 브라켓; 및 보의 위쪽에서 하부 강관 기둥과 상부 강관 기둥의 연결부 외측면 모두를 커버하면서 일체로 체결되어 두 강관 기둥의 연결부 외측을 보강하고, 보를 지지하는 상부 브라켓;을 더 포함한다.
하부 브라켓은, 하부 강관 기둥의 외측면에 접촉되는 기둥 접촉판; 및 기둥 접촉판의 상단으로부터 수평하게 연장되어 보가 안착되는 보 안착판;을 포함한다.
상부 브라켓은, 하부 강관 기둥과 상부 강관 기둥의 연결부 외측에 접촉되어 두 기둥의 연결부 외측을 보강하는 외측판으로서의 외부 보강판; 및 외부 보강판의 하단으로부터 수평하게 연장되어 보의 상면에 접촉 체결되는 보 접촉판;을 포함한다.
보의 단부에는 외측판으로서 단부 보강판이 접합된다.
고정너트는, 외측면에 수직의 스플라인돌기가 형성되어 내부 보강판의 너트 고정홀에 억지 끼움되며, 중심에 볼트가 나사 결합하면서 관통하는 결합홀을 갖는 끼움부; 및 끼움부의 일단으로부터 연장되고 끼움부의 외경보다 큰 외경을 갖아 내부 보강판의 일면에 걸리며, 중심에 볼트가 나사 결합하면서 관통하는 결합홀을 갖는 걸림부;를 포함한다.
강관 기둥은 각형 강관이며, 내부 보강판은 강관 기둥의 내측면을 구성하는 평면에 각각 접촉되도록 평판 형태로 형성되거나, 이웃하는 두 개 이상의 평면과 동시에 접촉되도록 두 개 이상의 면이 벤딩 또는 접합된 형태로 형성된다.
본 발명 다이아프램이 없는 강관을 이용한 골조 연결구조는, 두 강관 기둥의 연결부 외측 중 보가 연결되지 않는 쪽에서 두 강관 기둥의 연결부를 커버하면서 연결부에 체결되어 두 강관 기둥의 연결부 외측을 보강하는 연결부 외측 보강판을 더 포함한다.
본 발명 다이아프램이 없는 강관을 이용한 골조 연결방법은, (a) 하부 강관 기둥을 설치하는 단계; (b) 내부 보강판에 고정너트를 회전이 방지되게 고정하는 단계; (c) 보의 단부에 단부 보강판을 접합하는 단계; (d) 하부 강관 기둥의 내측에 내부 보강판를 삽입하고, 하부 브라켓을 강관 기둥의 외측면에 접촉시킨 상태에서 볼트를 하부 브라켓의 기둥 접촉판과 하부 강관 기둥의 측면을 관통시킨 후 고정너트에 나사 결합하여 하부 강관 기둥의 내외측에 내부 보강판과 하부 브라켓을 체결하는 단계; 및 (e) 하부 브라켓에 보를 안착시키면서 단부 보강판을 하부 강관 기둥의 외측면에 접촉시키고, 볼트를 단부 보강판과 하부 강관 기둥을 관통시킨 후 고정너트에 나사 결합하여 하부 강관 기둥에 내부 보강판과 단부 보강판을 체결함에 의해 하부 강관 기둥에 보를 연결하는 단계;를 포함한다.
내부 보강판의 상단부는 하부 강관 기둥의 상단보다 상방으로 돌출되게 설치된다.
본 발명 다이아프램이 없는 강관을 이용한 골조 연결방법은, (f) 상기 하부 강관기둥의 상단보다 상방으로 돌출된 상기 내부 보강판의 상단부 외측에 상부 강관기둥을 끼우는 단계; 및 (g) 상부 브라켓을 보의 상부에 안착시키면서 상부 브라켓의 외부 보강판을 상부 강관 기둥의 외측면에 접촉시키고, 볼트를 외부 보강판과 상부 강관 기둥을 관통시킨 후 고정너트에 나사 결합하여, 상부 강관 기둥에 내부 보강판과 외부 보강판을 체결함에 의해 하부 강관 기둥에 상부 강관 기둥을 연결하는 단계;를 더 포함한다.
본 발명 다이아프램이 없는 강관을 이용한 골조 연결구조 및 연결방법에 따르면, 다이아프램 없이도 강관의 내측면과 외측면에 각각 접촉되는 판과 볼트 조립만을 통해 강관 기둥과 보를 연결하고 동시에 강관 기둥과 강관 기둥을 서로 연결하도록 이루어짐으로써, 시공이 용이하고 강관이 갖는 구조적 안정성을 확보할 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 강관을 이용한 골조 연결구조 및 연결방법에 의해 골조가 시공된 다양한 모습을 나타낸 평면도.
도 2는 도 1의 도면 중 강관 기둥의 네 면에 보가 연결된 모습을 나타낸 정면도.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 강관을 이용한 골조 연결구조에 의해 골조가 시공된 모습을 나타낸 사시도.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 강관을 이용한 골조 연결구조에 의해 골조가 시공된 모습을 나타낸 단면도.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 강관을 이용한 골조 연결구조에 의해 골조가 시공된 다른 예를 나타낸 사시도.
도 6은 하부 강관 기둥을 수직으로 입설한 모습을 개략적으로 나타낸 사시도.
도 7 내지 10은 내부 보강판에 고정너트를 고정한 모습을 나타낸 사시도.
도 11은 고정너트의 사시도.
도 12는 고정너트의 단면도.
도 13은 보의 단부에 단부 보강판을 접합한 모습을 나타낸 사시도.
도 14 내지 도 17은 하부 브라켓이 설치된 모습을 나타낸 사시도.
도 18은 강관 기둥에 보를 연결하는 모습을 나타낸 사시도.
도 19는 하부 강관 기둥의 상방으로 돌출된 내부 보강판의 상부에 상부 강관 기둥을 끼운 모습을 나타낸 사시도.
도 20은 상부 브라켓을 이용해 보의 상단을 지지하고 두 강관 기둥을 서로 연결한 모습을 사시도.
도 21은 상부 브라켓의 다양한 실시형태를 보인 도면.
도 22는 강관 기둥이 길이가 긴 장주인 경우 강관 기둥에 보가 연결되는 모습을 나타낸 사시도.
이하에서는 본 발명 다이아프램이 없는 강관을 이용한 골조 연결구조 및 연결방법에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 강관을 이용한 골조 연결구조 및 연결방법에 의해 골조가 시공된 다양한 모습을 나타낸 평면도이고, 도 2는 도 1의 도면 중 강관 기둥의 네 면에 보가 연결된 모습을 나타낸 정면도이다.
건축물 또는 구조물의 골조는 바닥에 수직하게 입설되는 복수 개의 강관 기둥(10)과, 강관 기둥(10) 사이에 수평하게 가로질러 설치되는 보(20)로 구성된다.
강관 기둥(10)은 단면이 사각인 사각 강관으로 구성되며 하부 강관 기둥(11)과 상부 강관 기둥(12)으로 구성된다. 하부 강관 기둥(11)과 상부 강관 기둥(12)은 보(20)를 강관 기둥(10)에 연결하는 연결구조를 통해 서로 연결된다.
도 1의 (a)에서는 강관 기둥(10)의 네 면에 보(20)가 연결된 모습을 보여주고 있고, 도 1의 (b)에서는 강관 기둥(10)의 세 면에 보(20)가 연결된 모습을 보여주고 있으며, 도 1의 (c)에서는 강관 기둥(10)의 두 면에 보(20)가 연결된 모습을 보여주고 있다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 강관을 이용한 골조 연결구조에 의해 골조가 시공된 모습을 나타낸 사시도이고, 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 강관을 이용한 골조 연결구조에 의해 골조가 시공된 모습을 나타낸 단면도이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 사각 강관으로 된 강관 기둥(10)의 네 면에 H 형강으로 된 보(20)가 각각 연결되며, 강관 기둥(10)도 동일 단면을 갖는 하부 강관 기둥(11)과 상부 강관 기둥(12)이 상하로 연결된다.
보(20)는 강관 기둥(10)의 외측면에 볼트(30)로 조립되며, 상하로 이격된 브라켓(40)(50) 사이에 삽입되어 지지된다. 보(20)는 브라켓(40)(50)과도 볼트(30)로 조립된다.
강관 기둥(10)의 내측에는 고정너트(60)가 고정된 내부 보강판(70)이 삽입되어 내부의 각 면에 접촉된다. 고정너트(60)는 강관 기둥(10)의 측면을 관통하는 볼트(30)의 단부와 나사 결합된다. 내부 보강판(70)은 고정너트(60)가 고정된 상태에서 강관 기둥(10)의 상부 내로 삽입되며, 하부 브라켓(40), 상부 브라켓(50) 및 보(20)를 강관 기둥(10)에 체결하는 과정에서 강관 기둥(10)의 외측면에 접촉되는 후술할 기둥 접촉판(41), 외부 보강판(51) 및 단부 보강판(21), 그리고 강관 기둥(10)의 측면을 관통하는 볼트(30)가 고정너트(60)에 나사 결합됨에 의해 강관 기둥(10)의 내측면에 체결된다.
보(20)의 단부에는 강관 기둥(10)의 외측면과 충분히 접촉하면서 볼트(30)가 관통할 수 있는 접촉면적을 확보할 수 있도록 사각판 형태로 형성된 단부 보강판(21)이 용접에 의해 접합된다.
한편, 도면에서 하부 강관 기둥(11)과 상부 강관 기둥(12)의 연결부는 내부 보강판(70)과 상부 브라켓(50)의 외부 보강판(51) 사이에 형성되는 공간에 위치되나 이에 한정되지 않고 현장 여건에 따라 그 위치를 달리할 수 있다.
상기와 같이 본 실시예에서 강관 기둥(10)과 보(20)의 연결, 하부 강관 기둥(11)과 상부 강관 기둥(12)의 연결은 용접에 의하지 아니하고 볼트 조립에 의해서만 이루어지기 때문에 용접시 발생될 수 있는 용접불량이나 취성 파단 등이 발생될 염려가 없으며, 시공이 매우 용이하기 때문에 시공 성능을 향상시킬 수 있다. 또한, 강관 기둥(10)과 보(20)의 연결 및 하부 강관 기둥(11)과 상부 강관 기둥(12)의 연결 작업이 함께 이루어지며 이 또한 시공 성능을 향상시킬 수 있는 요인으로 작용한다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 강관을 이용한 골조 연결구조에 의해 골조가 시공된 다른 예를 나타낸 사시도이다.
도 5의 (a)와 (b)에서와 같이 사각강관으로 된 강관 기둥(10)의 세 면 또는 두 면에만 보(20)가 연결되는 경우 보(20)가 연결되지 않는 면에는 하부 강관 기둥(11)과 상부 강관 기둥(12)의 연결부를 보강하기 위한 연결부 보강판(80)이 체결된다. 연결부 보강판(80)의 상단은 상부 브라켓(50)의 외부 보강판(51) 상단과 높이가 일치되게 설치된다.
내부 보강판(70)과 연결부 외측 보강판(80)이 강관 기둥(10)의 내측면과 외측면에 접촉된 상태에서, 연결부 외측 보강판(80)과 강관 기둥(10)의 측면을 관통하는 볼트(30)의 단부가 고정너트(60)에 나사 결합됨으로써 강관 기둥(10), 내부 보강판(70) 및 연결부 외측 보강판(80)이 일체로 볼트 체결된다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 강관을 이용한 골조 연결구조를 갖는 골조의 시공 과정을 상세히 설명하기로 한다.
도 6은 하부 강관 기둥을 수직으로 입설한 모습을 개략적으로 나타낸 사시도이다.
강관 기둥(10)을 구성하는 하부 강관 기둥(11)은 바닥에 수직으로 입설되며, 하부 강관 기둥(11)의 상부 네 면에는 볼트(30)가 관통되는 복수 개의 볼트 관통홀(11a)이 이격 형성된다.
도 7 내지 10은 내부 보강판에 고정너트를 고정한 모습을 나타낸 사시도이고, 도 11은 고정너트의 사시도이며, 도 12는 고정너트의 단면도이다.
내부 보강판(70)은 강관 기둥(10)의 내측면에 접촉되면서 강관 기둥(10)을 보강하는 역할을 한다. 특히, 강관 기둥(10)과 보(20)가 연결되는 부분, 그리고 하부 강관 기둥(11)과 상부 강관 기둥(12)이 연결되는 부분의 강도를 보강한다.
내부 보강판(70)은 강관 기둥(10)의 크기나 현장 여건 등을 고려하여 다양한 형태로 실시될 수 있다.
도 7에 도시된 내부 보강판(70)은 평판 형태로 형성되어 강관 기둥(10)의 내측면을 각각 커버하면서 접촉되는 형태이다. 도 8에 도시된 내부 보강판(70)은 ‘ㄴ’자 형태로 벤딩(또는 용접)되어 강관 기둥(10)의 내측면 중 이웃하는 두 면을 모두 커버하면서 접촉되는 형태이다. 도 9에 도시된 내부 보강판(70)은 ‘ㄴ’자 형태로 벤딩(또는 용접)되어 각 면이 강관 기둥(10)의 이웃하는 두 내측면의 절반을 커버하면서 접촉되는 형태이다. 도 10에 도시된 내부 보강판(70)은 ‘ㄷ’자 형태로 벤딩(또는 용접)되어 강관 기둥(10)의 내측 중 한 면 전체와 이웃하는 두 면의 절반과 접촉되는 형태이다.
사각강관으로 형성된 강관 기둥(10)의 상부 내측면을 모두 내부 보강판(70)으로 커버하기 위해서는 도 7 및 도 9에 도시된 내부 보강판(70)의 경우 네 개가 필요하며, 도 8 및 도 10에 도시된 내부 보강판(70)의 경우 두 개씩이 필요하다.
한편, 내부 보강판(70)은 도 7 내지 도 10과 같은 형태 외에 강관 기둥()의 내측면 전체와 접촉되는 사각관 형태도 가능하며, 이 외에도 다양한 형태로 실시될 수 있다.
내부 보강판(70)에는 고정너트(60)가 억지 끼움에 의해 고정되는 복수 개의 너트 고정홀(70a)이 이격 형성된다.
고정너트(60)는 내부 보강판(70)의 너트 고정홀(70a)에 억지 끼움되는 끼움부(61)와, 끼움부(61)로부터 연장되어 끼움부(61)가 너트 고정홀(70a)에 끼워질 때 내부 보강판(70)의 일면에 걸리는 걸림부(62)로 구성된다.
끼움부(61)의 중심에는 볼트(30)가 나사 결합하면서 관통하는 결합홀(61a)이 형성되며 외측면에는 너트 고정홀(70a) 내에서의 억지 끼움을 위한 스플라인돌기(61b)가 형성된다. 스플라인돌기(61b)는 끼움부(61)의 길이방향으로 수직하게 형성된다. 따라서, 너트 고정홀(70a)의 내경을 스플라인돌기(61b)를 포함한 끼움부(61)의 외경보다 작게 형성한 상태에서 끼움부(61)를 너트 고정홀(70a)에 강하게 삽입하면 끼움부(61)가 억지 끼움되며, 볼트(30)를 결합홀(61a)에 나사 결합하는 과정에서 원주방향으로 힘이 작용하더라도 스플라인돌기(61b)로 인해 끼움부(61)의 회전이 방지된다.
걸림부(62)는 끼움부(61)의 일단으로부터 연장되고 끼움부(61)의 외경보다 큰 외경을 갖기 때문에 끼움부(61)를 너트 고정홀(70a) 내에 삽입할 때 내부 보강판(70)의 일면에 걸리게 된다. 걸림부(62)의 중심에는 볼트(30)가 나사 결합하면서 관통하는 결합홀(62a)이 형성된다.
이와 같은 구성을 갖는 고정너트(60)는 내부 보강판(70)에 고정된 상태에서 내부 보강판(70)과 함께 강관 기둥(10) 내로 삽입된다.
도 13은 보의 단부에 단부 보강판을 접합한 모습을 나타낸 사시도이다.
H 형강으로 형성된 보(20)의 경우 단부가 강관 기둥(10)의 외측면에 접촉될 때 볼트 체결할 수 있는 면적이 확보되지 않을 뿐만 아니라 접촉면적이 작기 때문에 안정성 및 체결에 있어서 문제가 될 수 있다. 따라서, 강관 기둥(10)과 충분한 접촉 면적을 확보하기 위해 보(20)의 단부에 평판 형태의 단부 보강판(21)이 용접에 의해 접합된다.
보(20)의 상하면에는 브라켓(40)(50)과의 볼트 조립을 위한 복수 개의 볼트 관통홀(20a)이 형성되고, 단부 보강판(21)에도 볼트가 관통되는 복수 개의 볼트 관통홀(21a)이 형성된다.
도 14 내지 도 17은 하부 브라켓이 설치된 모습을 나타낸 사시도이다.
고정너트(60)가 고정된 내부 보강판(70)을 하부 강관 기둥(11)의 상부에 삽입하고, 하부 강관 기둥(11)의 상부 외측에 하부 브라켓(40)을 접촉시킨 상태에서, 볼트(30)로 하부 브라켓(40) 및 하부 강관 기둥(11)의 측면을 각각 관통한 후 고정너트(60)에 나사 결합시킴으로써, 내부 보강판(70)과 하부 브라켓(40)은 하부 강관 기둥(11)의 내측면 및 외측면에 각각 일체로 체결된다.
후속 공정에서 내부 보강판(70)의 상부 외측에 상부 강관 기둥(12)을 끼워 연결할 수 있도록 내부 보강판(70)은 일부만 하부 강관 기둥(11) 내로 삽입되고 나머지는 하부 강관 기둥(11)의 상방으로 돌출된다.
하부 브라켓(40)은 수직하게 형성되어 강관 기둥(10)의 외측면에 접촉되는 기둥 접촉판(41), 기둥 접촉판(41)의 상단으로부터 수평하게 연장되어 보(20)가 안착되는 보 안착판(42), 및 기둥 접촉판(41)과 보 안착판(42)이 만나는 부분의 중심(또는 양쪽)에 형성되는 보강리브(43)를 포함한다. 기둥 접촉판(41)과 보 안착판(42)에는 볼트(30)가 관통되는 볼트 관통홀(41a)(42a)이 각각 형성된다.
도 18은 강관 기둥에 보를 연결하는 모습을 나타낸 사시도이다.
하부 브라켓(40)의 설치가 완료되면, 하부 브라켓(40)의 보 안착판(42)에 보(20)의 단부를 안착시키고, 보(20)의 단부에 접합된 단부 보강판(21)을 강관 기둥(10)의 외측면에 밀착시킨다. 이후, 볼트(30)를 단부 보강판(21) 및 강관 기둥(10)을 관통한 후 내부 보강판(70)에 고정된 고정너트(60)에 나사 결합시키고, 볼트(30)와 너트를 이용해 하부 브라켓(40)의 보 안착판(42)과 보(20)의 저면을 체결함에 의해 보(20)의 연결이 이루어진다.
도 19는 하부 강관 기둥의 상방으로 돌출된 내부 보강판의 상부에 상부 강관 기둥을 끼운 모습을 나타낸 사시도이다.
도 18에서와 같이 보(20)를 하부 브라켓(40)에 안착시킨 후에는 하부 강관 기둥(11)의 상방으로 돌출되는 내부 보강판(70)의 상부에 상부 강관 기둥(12)을 끼운다.
상부 강관 기둥(12)의 하부에도 하부 강관 기둥(11)과 마찬가지로 볼트(30)가 관통되는 복수 개의 볼트 관통홀(12a)이 이격 형성된다.
도 20은 상부 브라켓을 이용해 보의 상단을 지지하고 두 강관 기둥을 서로 연결한 모습을 사시도이다.
보(20)의 상단은 상부 브라켓(50)을 이용해 지지되며, 하부 강관 기둥(11)과 상부 강관 기둥(12)은 상부 브라켓(50)을 이용해 연결된다.
상부 브라켓(50)은, 하부 강관 기둥(11)과 상부 강관 기둥(12)의 연결부 외측에 접촉되어 두 기둥(11)(12)의 연결부 외측면을 보강하는 외부 보강판(51), 외부 보강판(51)의 하단으로부터 수평하게 연장되어 보(20)의 상면에 접촉되는 보 접촉판(52), 및 외부 보강판(51)과 보 접촉판(52)이 만나는 부분의 중앙(또는 양쪽)에 형성되는 보강리브(53)를 포함한다. 외부 보강판(51)과 보 접촉판(52)에는 볼트(30)가 관통되는 볼트 관통홀(51a)(52a)이 각각 형성된다.
이와 같이 구성된 상부 브라켓(50)을 보(20)의 상면에 안착시킨 상태에서 외부 보강판(51)을 하부 강관 기둥(11)과 상부 강관 기둥(12)의 연결부 외측에 접촉시킨 후, 볼트(30)를 외부 보강판(51), 그리고 하부 강관 기둥(11) 및 상부 강관 기둥(12)을 관통시킨 후 내부 보강판(70)에 고정된 고정너트(60)에 나사 결합하고, 볼트(30)를 보 접촉판(52)과 보(20)의 상면을 관통시킨 후 너트로 체결함에 의해 상부 브라켓(50)은 강관 기둥(10)과 보(20)에 체결된다. 즉, 상부 브라켓(50)의 외부 보강판(51)은 하부 강관 기둥(11)과 상부 강관 기둥(12)에 체결되고, 보 접촉판(52)은 보(20)에 체결된다.
도 21은 상부 브라켓의 다양한 실시형태를 보인 도면이다.
상부 브라켓(50)은 강관 기둥(10)에 대하여 보(20)를 지지하는 역할도 하면서 하부 강관 기둥(11)과 상부 강관 기둥(12)을 서로 연결하는 역할도 한다. 이를 위해 상부 브라켓(50)의 외부 보강판(51)은 도 21의 (a)에서와 같이 보 접촉판(52)의 상방으로만 길게 형성되거나, 도 21의 (b)에서와 같이 보 접촉판(52)의 상방 및 하방으로 길게 형성될 수 있다. 도 21의 (b)와 같은 형태의 경우 강관 기둥(10)과 충분한 접촉면적을 확보할 수 있다.
도 22는 강관 기둥이 길이가 긴 장주인 경우 강관 기둥에 보가 연결되는 모습을 나타낸 사시도이다.
하부 강관 기둥(11) 또는 상부 강관 기둥(12)이 길이가 긴 장주인 경우 강관 기둥(11)(12)의 중간 중간에 보(20)를 연결할 수 있다. 이를 위해 내부 보강판(70)의 경우에도 길이가 길게 형성된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명 다이아프램이 없는 강관을 이용한 골조 연결구조 및 연결방법을 바람직한 실시예를 기초로 상세히 설명하였으나, 본 발명은 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 해당분야 통상의 지식을 가진 자에 의해 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다.

Claims (12)

  1. 강관 기둥의 내부로 삽입되어 강관 기둥의 내측을 보강하는 내부 보강판;
    상기 내부 보강판이 강관 기둥 내부로 삽입되기 전 내부 보강판에 회전이 방지되게 고정되는 고정너트;
    상기 강관 기둥의 외측에 체결되는 외측판; 및
    상기 강관 기둥의 외부에서 상기 외측판, 강관 기둥의 측면을 관통한 후 상기 고정너트에 결합되어 외측판, 강관 기둥 및 내부 보강판을 일체로 체결하는 볼트;를 포함하여,
    상기 외측판이 보에 접합된 상태에서 강관 기둥의 외측에 체결되는 경우 강관 기둥과 보의 연결이 이루어지고,
    길게 연결되는 두 강관 기둥의 연결부 내외측에 내부 보강판과 외측판이 각각 체결되는 경우 강관 기둥과 강관 기둥의 연결이 이루어지는 것을 특징으로 하는 다이아프램이 없는 강관을 이용한 골조 연결구조.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 외측판으로 보에 접합되는 외측판과 두 강관 기둥의 연결부 외측에 체결되는 외측판이 각각 구비되어 강관 기둥과 보의 연결, 강관 기둥과 강관 기둥의 연결이 각각 이루어지는 것을 특징으로 하는 다이아프램이 없는 강관을 이용한 골조 연결구조.
  3. 제2항에 있어서,
    서로 연결되는 두 강관 기둥 중 하부에 위치되는 하부 강관 기둥의 외측에 체결되며 보의 아래쪽에서 보를 지지하는 하부 브라켓; 및
    보의 위쪽에서 하부 강관 기둥과 상부 강관 기둥의 연결부 외측면 모두를 커버하면서 일체로 체결되어 두 강관 기둥의 연결부 외측을 보강하고, 보를 지지하는 상부 브라켓;을 더 포함하는 다이아프램이 없는 강관을 이용한 골조 연결구조.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 하부 브라켓은,
    하부 강관 기둥의 외측면에 접촉되는 기둥 접촉판; 및
    기둥 접촉판의 상단으로부터 수평하게 연장되어 보가 안착되는 보 안착판;을 포함하는 것을 특징으로 하는 다이아프램이 없는 강관을 이용한 골조 연결구조.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 상부 브라켓은,
    하부 강관 기둥과 상부 강관 기둥의 연결부 외측에 접촉되어 두 기둥의 연결부 외측을 보강하는 외측판으로서의 외부 보강판; 및
    상기 외부 보강판의 하단으로부터 수평하게 연장되어 보의 상면에 접촉 체결되는 보 접촉판;을 포함하는 것을 특징으로 하는 다이아프램이 없는 강관을 이용한 골조 연결구조.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 보의 단부에는 외측판으로서 단부 보강판이 접합되는 것을 특징으로 하는 다이아프램이 없는 강관을 이용한 골조 연결구조.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 고정너트는,
    외측면에 수직의 스플라인돌기가 형성되어 상기 내부 보강판의 너트 고정홀에 억지 끼움되며, 중심에 볼트가 나사 결합하면서 관통하는 결합홀을 갖는 끼움부; 및
    상기 끼움부의 일단으로부터 연장되고 끼움부의 외경보다 큰 외경을 갖아 내부 보강판의 일면에 걸리며, 중심에 볼트가 나사 결합하면서 관통하는 결합홀을 갖는 걸림부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 다이아프램이 없는 강관을 이용한 골조 연결구조.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 강관 기둥은 각형 강관이며, 상기 내부 보강판은 강관 기둥의 내측면을 구성하는 평면에 각각 접촉되도록 평판 형태로 형성되거나, 이웃하는 두 개 이상의 평면과 동시에 접촉되도록 두 개 이상의 면이 벤딩 또는 접합된 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 다이아프램이 없는 강관을 이용한 골조 연결구조.
  9. 제2항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    두 강관 기둥의 연결부 외측 중 보가 연결되지 않는 쪽에서 두 강관 기둥의 연결부를 커버하면서 연결부에 체결되어 두 강관 기둥의 연결부 외측을 보강하는 연결부 외측 보강판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다이아프램이 없는 강관을 이용한 골조 연결구조.
  10. (a) 하부 강관 기둥을 설치하는 단계;
    (b) 내부 보강판에 고정너트를 회전이 방지되게 고정하는 단계;
    (c) 보의 단부에 단부 보강판을 접합하는 단계;
    (d) 하부 강관 기둥의 내측에 내부 보강판를 삽입하고, 하부 브라켓을 강관 기둥의 외측면에 접촉시킨 상태에서 볼트를 하부 브라켓의 기둥 접촉판과 하부 강관 기둥의 측면을 관통시킨 후 고정너트에 나사 결합하여 하부 강관 기둥의 내외측에 내부 보강판과 하부 브라켓을 체결하는 단계; 및
    (e) 하부 브라켓에 보를 안착시키면서 단부 보강판을 하부 강관 기둥의 외측면에 접촉시키고, 볼트를 단부 보강판과 하부 강관 기둥을 관통시킨 후 고정너트에 나사 결합하여 하부 강관 기둥에 내부 보강판과 단부 보강판을 체결함에 의해 하부 강관 기둥에 보를 연결하는 단계;를 포함하는 다이아프램이 없는 강관을 이용한 골조 연결방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 내부 보강판의 상단부는 상기 하부 강관 기둥의 상단보다 상방으로 돌출되게 설치되는 것을 특징으로 하는 다이아프램이 없는 강관을 이용한 골조 연결방법.
  12. 제11항에 있어서,
    (f) 상기 하부 강관기둥의 상단보다 상방으로 돌출된 상기 내부 보강판의 상단부 외측에 상부 강관기둥을 끼우는 단계; 및
    (g) 상부 브라켓을 보의 상부에 안착시키면서 상부 브라켓의 외부 보강판을 상부 강관 기둥의 외측면에 접촉시키고, 볼트를 외부 보강판과 상부 강관 기둥을 관통시킨 후 고정너트에 나사 결합하여, 상부 강관 기둥에 내부 보강판과 외부 보강판을 체결함에 의해 하부 강관 기둥에 상부 강관 기둥을 연결하는 단계;를 더 포함하는 다이아프램이 없는 강관을 이용한 골조 연결방법.
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