WO2019208936A1 - 선조립 철골조립체의 빔-거더 접합부 - Google Patents

선조립 철골조립체의 빔-거더 접합부 Download PDF

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WO2019208936A1
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steel
girder
cast
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frame assembly
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PCT/KR2019/003426
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Inventor
이창남
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(주)센벡스
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    • E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/18—Structures comprising elongated load-supporting parts, e.g. columns, girders, skeletons
    • E04B1/30—Structures comprising elongated load-supporting parts, e.g. columns, girders, skeletons the supporting parts being composed of two or more materials; Composite steel and concrete constructions
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C3/00—Structural elongated elements designed for load-supporting
    • E04C3/02—Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces
    • E04C3/29—Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces built-up from parts of different material, i.e. composite structures
    • E04C3/293—Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces built-up from parts of different material, i.e. composite structures the materials being steel and concrete
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C5/00—Reinforcing elements, e.g. for concrete; Auxiliary elements therefor
    • E04C5/01—Reinforcing elements of metal, e.g. with non-structural coatings
    • E04C5/06—Reinforcing elements of metal, e.g. with non-structural coatings of high bending resistance, i.e. of essentially three-dimensional extent, e.g. lattice girders

Definitions

  • the beam-girder of a pre-assembled steel assembly capable of effectively supporting the parent moment at the joint end of the beam by reducing the beam dancing by inducing the joint end and the center moment values of the beam similarly by tightly joining the beam and the girder. For the junction.
  • a steel-concrete composite member that combines steel and concrete to express the strength of both steel and concrete in structural members such as columns or beams is provided with shear connectors such as studs on the surface of I or H-beams.
  • Representative is a member in which concrete is poured after welding.
  • prefabricated composite members are often used for factory-welding steel reinforcing bars or lattice-shaped reinforcing bars on a or c-shaped steel surfaces, and then for placing concrete on site (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-0005431). 10-1274999).
  • the welded portion is increased compared to the conventional composite member, and in the case of the high-carbon steel reinforcement, it is chemically vulnerable to welding, thereby ensuring reliability of the welded portion. It causes various problems for producers and structural designers as required.
  • the beam bonded to a pillar is called a girder G
  • the beam joined to the girder G is called a beam B.
  • the girders G are arranged in the x-axis direction in which the span is short, and the beams B are adjacent to the girders G in the y-axis direction in the long direction. Has been bonded. Arrows in Figure 1 indicate the load transfer path of the deck plate.
  • the beam B since the beam B is installed in the long side direction, the length of the beam B becomes long, and as shown in the bending moment diagram of FIG. 1, due to the pin bonding of the girder G and the beam B, Since the central moment M 0 of the beam B increases in size, the volume of the beam B increases, which is often uneconomical.
  • the present invention provides a beam-girder joint of a prefabricated steel assembly which can induce a beam end of the beam and a girder and similarly induce a joint moment and a central moment value, thereby reducing the dance of the beam.
  • the present invention is composed of a girder steel assembly for constituting a girder and a beam steel assembly for constituting a beam coupled in a direction orthogonal to one side of the girder, the girder steel assembly is a longitudinal angle of the member
  • the first cast steel is disposed on the corner and the first connecting steel is coupled to one side of the first cast steel to interconnect the adjacent first cast steel
  • the beam steel assembly is disposed at each corner in the longitudinal direction of the member It is composed of a second connection steel material coupled to one side of the second mold steel to interconnect the second mold steel and the neighboring second mold steel
  • the first mold steel of the girder steel assembly is the second mold steel of the beam steel assembly It provides a beam-girder joint of the pre-fabricated steel assembly, characterized in that the cutting through.
  • each cut end of the first cast steel is provided with a first connecting plate in close contact with an outer surface of the second cast steel, and the connecting steel bars facing the second cast steel face each other.
  • a beam-girder joint of a pre-fabricated steel assembly is provided by interconnecting and supporting a first connection plate.
  • an upper first auxiliary steel is coupled to an upper portion of the first cast steel at a beam-girder joint
  • an upper second auxiliary steel is coupled to an upper portion of the second cast steel.
  • the second auxiliary steel is cut and formed so that the upper first auxiliary steel is penetrated, and each cut end of the upper second auxiliary steel is provided with a second connection plate which is in close contact with an outer surface of the upper first auxiliary steel. It provides a beam-girder joint of the pre-fabricated steel assembly, characterized in that the connecting rods penetrating the first auxiliary steel to support the second connecting plate facing each other.
  • the present invention according to another preferred embodiment provides a beam-girder joint of the pre-fabricated steel assembly, characterized in that the joining plate inclined outwardly downwardly coupled to the end of the upper second cast steel and the lower second cast steel. .
  • the first cast steel disposed in the longitudinal direction of the member at the member edge of the girder steel assembly is cut so that the second cast steel disposed in the longitudinal direction of the member penetrates the member edge of the beam steel assembly so as to pass through the outside of the second cast steel.
  • beams and girders can be tightly joined. Accordingly, it is possible to provide a beam-girder joint of the pre-assembled steel assembly which can reduce the dancing of the beam by inducing the joint end and the central moment value of the beam similarly, thereby saving the amount of steel.
  • 1 is a plan view showing a conventional slab bottom frame.
  • FIG. 2 is a plan view showing a slab bottom frame to which the present invention is applied.
  • Figure 3 is a perspective view showing the beam-girder junction of the present invention steel assembly.
  • FIG. 4 is a perspective view illustrating a girder steel assembly.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view along the A direction in FIG. 3.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view taken along a direction B in FIG. 3.
  • FIG. 8 is a perspective view showing a column frame to which the beam-girder joint of the present invention pre-fabricated steel assembly is applied.
  • FIG. 9 is a perspective view showing a state in which the wire is bent in the beam steel frame assembly.
  • Beam-girder junction of the pre-assembled steel frame assembly of the present invention in order to achieve the above object consists of a girder steel frame assembly for constituting a girder and a beam steel frame assembly for constituting a beam coupled in a direction perpendicular to one side of the girder
  • the girder steel assembly is configured of a first connection steel material coupled to one side of the first mold steel to interconnect the first mold steel and neighboring first mold steel disposed at each corner in the longitudinal direction of the member, and Beam steel frame assembly is composed of a second cast steel disposed on each corner in the longitudinal direction of the member and the second connection steel is coupled to one side of the second cast steel to interconnect the second cast steel, the girder steel assembly
  • the first cast steel is characterized in that the second cast steel of the beam steel assembly is cut through.
  • Figure 2 is a plan view showing a slab bottom frame to which the present invention is applied
  • Figure 3 is a perspective view showing a beam-girder joint of the prefabricated steel frame assembly of the present invention.
  • FIG. 4 and 5 are perspective views showing the girder steel frame assembly and the beam steel frame assembly, respectively,
  • FIG. 6 is a cross-sectional view in the A direction of FIG. 3
  • FIG. 7 is a cross-sectional view in the B direction of FIG. 3.
  • the beam-girder junction of the pre-assembled steel frame assembly of the present invention coupled to the girder steel frame assembly 1 and one side of the girder (G) in an orthogonal direction to form a girder (G)
  • the girder steel frame assembly (1) is a first cast steel (11a, 11b) and neighboring agent disposed at each corner in the longitudinal direction of the member It is composed of a first connection type steel (12) coupled to one side of the first cast steel (11a, 11b) to interconnect the one cast steel (11a, 11b)
  • the beam steel assembly (2) is a longitudinal angle of the member
  • the second connection type steel 22 coupled to one side of the second mold steels 21a and 21b so as to interconnect the second mold steels 21a and 21b and the adjacent second mold steels 21a and 21b disposed at the corners.
  • the first cast steel (11a, 11b) of the girder steel assembly (1) is passed through the second cast steel (
  • the present invention reduces the dancing of the beam (B) by strongly joining the beam (B) and the girder (G) to similarly induce the joint and central moment values of the beam (B), and the parent at the junction of the beam (B) It is intended to provide a beam-girder joint of a prefabricated steel assembly that can effectively support the cement.
  • Beam-girder junction of the present invention pre-assembled steel frame assembly comprises a girder steel frame assembly (1) and a beam steel frame assembly (2), the girder steel frame assembly (1) and the beam steel frame assembly (2) are each girder ( G) and the beam B are constituted.
  • the beam steel frame assembly 2 is coupled to one side of the girder (G) in an orthogonal direction.
  • the girder steel assembly 1 is configured to interconnect the first mold steels 11a and 11b and the neighboring first mold steels 11a and 11b disposed at each corner in the longitudinal direction of the member. It consists of a first connection type steel (12) coupled to one side of the first cast steel (11a, 11b).
  • first cast steels 11a are disposed on an upper portion of the member, and a pair of first cast steels 11b are disposed on a lower portion of the member so as to be spaced apart from the first cast steels 11a by a predetermined distance. ) Is placed.
  • the pair of first cast steels 11a on the upper part of the neighboring members, the pair of first cast steels 11b on the lower part of the member, and the vertically adjacent first mold steels 11a and 11b are respectively connected to the first connection type.
  • the steel 12 can be combined with a bolt or the like.
  • the beam steel assembly 2 interconnects second mold steels 21a and 21b and neighboring second mold steels 21a and 21b disposed at each corner in the longitudinal direction of the member. It is composed of a second connection steel 22 is coupled to one side of the second cast steel (21a, 21b).
  • a pair of second cast steels 21a are disposed on the upper part of the member, and a pair of second cast steels 21b are disposed on the lower part of the member so as to be spaced apart from the second mold steels 21a by a predetermined interval. ) Is placed.
  • the pair of second mold steels 21a on the upper part of the neighboring members, the pair of second mold steels 21b on the lower part of the member, and the second mold steels 21a and 21b adjacent to each other are respectively connected to the second connection type.
  • the steel material 22 can be combined with a bolt or the like.
  • the first cast steels 11a and 11b of the girder steel assembly 1 are cut to penetrate the second cast steels 21a and 21b of the beam steel assembly 2.
  • a girder G is installed in a long side direction (y direction) and a beam (between adjacent girders G in a short side direction (x direction)).
  • B) can be combined with a rigid joint. Accordingly, the length of the beam B and the central moment value M 2 of the beam B can be reduced, thereby economically designing the composite steel member.
  • the beam-girder joints are configured such that the beam steel assembly 2 penetrates the girder steel assembly 1 without segmenting the second cast steels 21a and 21b of the beam steel assembly 2.
  • the first cast steel (11a, 11b) of the girder steel assembly (1) is a portion through which the beam steel frame assembly 2 is cut is supported on the outer surface of the second cast steel (21a, 21b).
  • the amount of steel can be saved by greatly reducing the dance of the beam B.
  • the first cast steels 11a and 11b and the second cast steels 21a and 21b may preferably use a-beams so as to correspond to edge shapes of the members.
  • A-beams are easy to combine with other steels.
  • the first connection type steel 12 and the second connection type steel 22 may be disposed vertically or inclined.
  • first connection steels 12 may interfere with each other at the joints, the first connection steels 12 may be coupled to the inner and outer surfaces of the first cast steels 11a and 11b to avoid interference.
  • first connection type steel 12 of the upper part connecting the first cast steel 11a of the upper part and the first connection type steel 12 of the side connecting the upper and lower first mold steels 11a and 11b may be provided. May interfere with each other. Accordingly, the upper first connection type steel 12 interconnects the adjacent first cast steel 11a at the inner side of the member, and the first connection type steel 12 at the side is adjacent to the first outer side of the member. The cast steels 11a and 11b can be joined together.
  • each cutting end of the first cast steels 11a, 11b is provided with a first connecting plate 13 in close contact with the outer surface of the second cast steels 21a, 21b.
  • the connecting rods 14 penetrating the second cast steels 21a and 21b may be connected to each other to support the first connecting plate 13 facing each other.
  • the first cast steels 11a and 11b are welded to the first connecting plate 13 at each cut end to transfer stress at the cut portion.
  • the first connecting plate 13 is connected to each other by a connecting steel bar (14). Accordingly, the tensile strength can be smoothly transmitted by the connecting steel bar 14.
  • first connecting plate 13 and the second cast steel (21a, 21b) may be formed in advance through holes through which the connecting steel bar 14 can pass.
  • the connecting steel bar 14 penetrates through the first connecting plate 13 and the second cast steel 21a or 21b, and then fastens a nut to the connecting steel bar 14 from the outside of the second cast steel 21a or 21b. Can be fixed.
  • the connecting steel bar 14 may be formed with a screw thread for coupling the nut on the outside of the end.
  • the connecting steel bar 14 is preferably arranged in pairs to the left and right of each of the first cast steel (11a, 11b) so that eccentricity does not occur when the tensile force is transmitted.
  • each of the first connecting plates 13 may be coupled to the cut ends of the first cast steels 11a and 11b in a T-shape so as to extend to both sides of the cut ends of the first cast steels 11a and 11b. .
  • an upper first auxiliary steel 15a is coupled to an upper portion of the first cast steel 11a at the beam-girder joint, and the second cast steel 21a.
  • the upper second auxiliary steel 23 is coupled to the upper portion of the upper), the upper second auxiliary steel 23 is formed to cut through the upper first auxiliary steel (15a), the upper second auxiliary
  • Each cutting end of the steel 23 is provided with a second connecting plate 24 in close contact with the outer surface of the upper first auxiliary steel (15a), the connecting steel bar (120) through the upper first auxiliary steel (15a) 25 may be configured to interconnect and support the second connection plate 24 facing each other.
  • beam B At the beam-girder junction, beam B generates a parent moment and therefore requires tensile reinforcement on top of the member.
  • the upper secondary auxiliary steel material 23 may be combined with and reinforced to the upper portion of the upper second cast steel material 21 a.
  • the girder (G) is mainly generated a constant moment at the beam-girder junction, the compression force acts on the top. Therefore, the upper first subsidiary steel 15a is not cut to transmit the compressive force, and instead cuts the upper second subsidiary steel 23 of the beam steel frame assembly 2. Accordingly, the cutting portion of the upper secondary auxiliary steel 23 may be connected to the connecting steel bar 25 so as to smoothly transmit the tensile force.
  • the upper second auxiliary steel 23 may be provided over the entire length of the member, but may be provided only in a predetermined section near the beam-girder junction where the parent moment occurs.
  • the upper first auxiliary steel material 15a may be provided only at a predetermined section near the beam-girder junction. However, since a greater load is applied to the girder G than the beam B, the upper first auxiliary steel 15a is provided over the entire length of the girder G to secure the dance of the girder G. You may.
  • the lower first auxiliary steel (15b) can be combined to support the lower tension reinforcement and shear force of the lower girder steel assembly (1) of the lower first cast steel (11b) of the girder steel assembly (1).
  • joining plates 26a and 26b inclined outwardly are coupled to ends of the upper second cast steel 21a and the lower second cast steel 21b, respectively. Can be.
  • the intermediate beams are positioned so that the lower joining plates of the intermediate beams are between the upper and lower joining plates 26a and 26b of the second cast steels 21a and 21b when the intermediate beams (not shown) are installed.
  • the joining plates can be constructed to abut each other while moving in the lateral direction and the lower direction.
  • the combined construction of the intermediate beam is easy, and the air shortening is possible.
  • the joining plates are in close contact with each other at the member joining surface, the shear force is directly transmitted, so that the bolt for joining does not have to bear the shearing force, and it is sufficient to join only the tension bolt. Therefore, the number of bolts to be joined can be greatly reduced and it is economical.
  • the bolt transmits only the tensile force, the size of the bolt coupling holes can be afforded, which is advantageous in absorbing construction errors.
  • Inclined joining plates 16a and 16b may also be coupled to end portions of the first cast steels 11a and 11b of the girder steel assembly 1.
  • FIG. 8 is a perspective view showing a column frame to which the beam-girder joint of the present invention pre-fabricated steel assembly is applied.
  • the beam-girder junction of the prefabricated steel frame assembly of the present invention is also applicable to the pillar panel zone.
  • the column steel assembly (3) is to be composed of a column cast steel 31 and a horizontal support member 32 for connecting the neighboring column cast steel 31 arranged in the vertical direction along the column edge along the column surface. Can be.
  • the beam steel frame assembly 2 and the girder steel frame assembly 1 can be coupled between the horizontally supporting members 32 adjacent to each other up and down, the column-beam connection is easy in the panel zone.
  • FIG. 9 is a perspective view showing a state in which the wire is bent in the beam steel frame assembly.
  • prestress can be introduced with a wire W on top of the beam steel assembly 2.
  • the fixing plate 27, the wire (W) is fixed by the fixing unit 28 is coupled to the upper portion of the upper second cast steel (21a) of the beam steel frame assembly (2) Can be.
  • the fixing plate 27 is coupled to the upper part of the upper second auxiliary steel 23 and the wire W Can be installed through the upper first auxiliary steel (15a).
  • a portion of the center upper portion of the bonding plate 26a may be cut out so that there is no interference when the wire W is disposed.
  • the bend bar 29 is coupled to the inside of the neighboring upper second cast steel 21a and the inside of the neighboring lower second cast steel 21b, respectively, and the wire W is bent at the bent bar 29. can do.
  • the wire (W) is disposed so as to be positioned at the upper portion in the continuous portion of the beam-girder junction, bent downward from the portion of the bending bar 29 positioned at the upper side, and bent again at the portion of the bending bar 29 positioned at the lower portion.
  • the wire W may be disposed below.
  • the beam-girder joint of the pre-fabricated steel assembly of the present invention can reduce the dancing of the beam by inducing the joint end portion and the center moment value of the beam similarly, thereby reducing the amount of steel, and effectively supporting the parent moment at the joint end of the beam. It can be used industrially in that it can.

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Abstract

본 발명은 빔과 거더를 강접합함으로써 빔의 접합 단부와 중앙부 모멘트 값을 비슷하게 유도하여 빔의 춤을 감소시키고, 빔의 접합 단부에서 부모멘트를 효과적으로 지지할 수 있는 선조립 철골조립체의 빔-거더 접합부에 대한 것이다. 본 발명 선조립 철골조립체의 빔-거더 접합부는 거더를 구성하기 위한 거더철골조립체 및 상기 거더의 일측에 직교 방향으로 결합되는 빔을 구성하기 위한 빔철골조립체로 구성되는 것으로, 상기 거더철골조립체는 부재의 길이 방향 각 모서리에 배치되는 제1주형강재 및 이웃하는 제1주형강재를 상호 연결하도록 제1주형강재의 일측에 결합되는 제1연결형강재로 구성되고, 상기 빔철골조립체는 부재의 길이 방향 각 모서리에 배치되는 제2주형강재 및 이웃하는 제2주형강재를 상호 연결하도록 제2주형강재의 일측에 결합되는 제2연결형강재로 구성되며, 상기 거더철골조립체의 제1주형강재는 빔철골조립체의 제2주형강재가 관통되도록 절단되는 것을 특징으로 한다.

Description

선조립 철골조립체의 빔-거더 접합부
본 발명은 빔과 거더를 강접합함으로써 빔의 접합 단부와 중앙부 모멘트 값을 비슷하게 유도하여 빔의 춤을 감소시키고, 빔의 접합 단부에서 부모멘트를 효과적으로 지지할 수 있는 선조립 철골조립체의 빔-거더 접합부에 대한 것이다.
강재와 콘크리트를 합성하여 기둥 또는 보 등의 구조부재 내에서 강재와 콘크리트의 강도를 모두 발현할 수 있도록 한 강-콘크리트 합성 부재로는 I 또는 H 형강 표면에 스터드 등의 전단연결재(shear connector)를 용접 부착한 다음 콘크리트를 타설한 부재가 대표적이다. 그리고 최근에는 띠철근 또는 래티스 형태의 철근을 ㄱ 또는 ㄷ형강 표면에 공장 용접한 다음, 현장에서 콘크리트를 타설할 수 있도록 한 선조립 합성 부재가 종종 사용되고 있다(공개특허 특2001-0005431, 등록특허 제10-1274999호).
그러나 상기 선조립 합성 부재는 띠철근 또는 래티스 부재를 ㄱ형강 등에 용접 결합하기 때문에 종래 합성 부재에 비하여 용접 부위가 증가하고, 고탄소강 철근의 경우 화학적으로 용접에 취약하여 용접 부위에 대한 신뢰성 확보가 더욱 요구되는 등 생산자 및 구조 설계자에게 다양한 문제점을 유발한다.
한편, 일반적으로 기둥과 접합되는 보를 거더(G)라 하고 거더(G)에 접합되는 보를 빔(B)이라 한다.
종래 철골 구조, 철근철골콘크리트 구조, 부재 모서리에 배치되는 철근 또는 ㄱ형강에 횡방향 철근을 공장에서 선조립하고 현장에서 콘크리트를 타설할 수 있도록 한 PRC(Prefabricated Reinforced Concrete) 또는 PSRC(Prefabricated Steel Reinforced Concrete) 구조, 띠철근 또는 래티스 형태의 철근을 형강 표면에 용접하고 현장에서 콘크리트를 타설할 수 있도록 한 선조립 합성 부재를 이용한 골조(공개특허 특2001-0005431, 등록특허 제10-1274999호) 등에서 빔은 거더에 단순보로 접합하고 슬래브와의 합성빔으로 설계하여 왔다.
그리고 일반적으로 슬래브 골조 설계시에는 도 1에 도시된 바와 같이 스팬이 짧은 단변 방향인 x축 방향으로 거더(G)를 배열하고, 장변 방향인 y축 방향으로 인접 거더(G)에 보(B)를 접합하여 왔다. 도 1에서 화살표는 데크플레이트의 하중 전달 경로를 나타낸다.
그러나 이 경우 빔(B)을 장변 방향으로 설치하기 때문에 빔(B)의 길이가 길어지고, 도 1의 휨모멘트도에서 볼 수 있는 바와 같이 거더(G)와 빔(B)의 핀 접합으로 인하여 빔(B)의 중앙부 모멘트(M 0) 크기가 커지므로, 오히려 빔(B)의 물량이 증가하여 비경제적인 경우가 많았다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 빔과 거더를 강접합함으로써 빔의 접합 단부와 중앙부 모멘트 값을 비슷하게 유도하여 결과적으로 빔의 춤을 감소시킬 수 있는 선조립 철골조립체의 빔-거더 접합부를 제공하고자 한다.
바람직한 실시예에 따른 본 발명은 거더를 구성하기 위한 거더철골조립체 및 상기 거더의 일측에 직교 방향으로 결합되는 빔을 구성하기 위한 빔철골조립체로 구성되는 것으로, 상기 거더철골조립체는 부재의 길이 방향 각 모서리에 배치되는 제1주형강재 및 이웃하는 제1주형강재를 상호 연결하도록 제1주형강재의 일측에 결합되는 제1연결형강재로 구성되고, 상기 빔철골조립체는 부재의 길이 방향 각 모서리에 배치되는 제2주형강재 및 이웃하는 제2주형강재를 상호 연결하도록 제2주형강재의 일측에 결합되는 제2연결형강재로 구성되며, 상기 거더철골조립체의 제1주형강재는 빔철골조립체의 제2주형강재가 관통되도록 절단되는 것을 특징으로 하는 선조립 철골조립체의 빔-거더 접합부를 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 제1주형강재의 각 절단 단부에는 제2주형강재의 외측면에 밀착되는 제1연결플레이트가 구비되고, 상기 제2주형강재를 관통하는 연결강봉이 마주보는 제1연결플레이트를 상호 연결하여 지지하는 것을 특징으로 하는 선조립 철골조립체의 빔-거더 접합부를 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 빔-거더 접합부에서 상기 제1주형강재의 상부에는 상부 제1보조형강재가 결합되고, 상기 제2주형강재의 상부에는 상부 제2보조형강재가 결합되되, 상기 상부 제2보조형강재는 상기 상부 제1보조형강재가 관통되도록 절단 형성되고, 상부 제2보조형강재의 각 절단 단부에는 상부 제1보조형강재의 외측면에 밀착되는 제2연결플레이트가 구비되며, 상부 제1보조형강재를 관통하는 연결강봉이 마주보는 제2연결플레이트를 상호 연결하여 지지하는 것을 특징으로 하는 선조립 철골조립체의 빔-거더 접합부를 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상부 제2주형강재와 하부 제2주형강재의 단부에는 외측 하향으로 경사진 접합플레이트가 각각 결합되는 것을 특징으로 하는 선조립 철골조립체의 빔-거더 접합부를 제공한다.
본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 거더철골조립체의 부재 모서리에 부재의 길이 방향으로 배치되는 제1주형강재를 빔철골조립체의 부재 모서리에 부재의 길이 방향으로 배치되는 제2주형강재가 관통되도록 절단하여 제2주형강재의 외측면에 지지함으로써 빔과 거더를 강접합할 수 있다. 이에 따라 빔의 접합 단부와 중앙부 모멘트 값을 비슷하게 유도하여 빔의 춤을 감소시켜 강재량을 절약할 수 있는 선조립 철골조립체의 빔-거더 접합부를 제공할 수 있다.
둘째, 빔철골조립체의 상부 제2주형강재의 상부에 제2보조형강재를 결합하여 인장 보강함으로써, 빔-거더 접합부에서 빔의 접합 단부에 발생하는 부모멘트를 효과적으로 지지할 수 있다.
도 1은 종래 슬래브 바닥 골조를 도시하는 평면도.
도 2는 본 발명을 적용한 슬래브 바닥 골조를 도시하는 평면도.
도 3은 본 발명 선조립 철골조립체의 빔-거더 접합부를 도시하는 사시도.
도 4는 거더철골조립체를 도시하는 사시도.
도 5는 빔철골조립체를 도시하는 사시도.
도 6은 도 3의 A 방향 단면도.
도 7은 도 3의 B 방향 단면도.
도 8은 본 발명 선조립 철골조립체의 빔-거더 접합부가 적용된 기둥 골조를 도시하는 사시도.
도 9는 빔철골조립체 내에 와이어가 절곡된 상태를 도시하는 사시도.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 선조립 철골조립체의 빔-거더 접합부는 거더를 구성하기 위한 거더철골조립체 및 상기 거더의 일측에 직교 방향으로 결합되는 빔을 구성하기 위한 빔철골조립체로 구성되는 것으로, 상기 거더철골조립체는 부재의 길이 방향 각 모서리에 배치되는 제1주형강재 및 이웃하는 제1주형강재를 상호 연결하도록 제1주형강재의 일측에 결합되는 제1연결형강재로 구성되고, 상기 빔철골조립체는 부재의 길이 방향 각 모서리에 배치되는 제2주형강재 및 이웃하는 제2주형강재를 상호 연결하도록 제2주형강재의 일측에 결합되는 제2연결형강재로 구성되며, 상기 거더철골조립체의 제1주형강재는 빔철골조립체의 제2주형강재가 관통되도록 절단되는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부한 도면 및 바람직한 실시예에 따라 본 발명을 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명을 적용한 슬래브 바닥 골조를 도시하는 평면도이고, 도 3은 본 발명 선조립 철골조립체의 빔-거더 접합부를 도시하는 사시도이다.
그리고 도 4와 도 5는 각각 거더철골조립체와 빔철골조립체를 도시하는 사시도이고, 도 6은 도 3의 A 방향 단면도이며, 도 7은 도 3의 B 방향 단면도이다..
도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명 선조립 철골조립체의 빔-거더 접합부는 거더(G)를 구성하기 위한 거더철골조립체(1) 및 상기 거더(G)의 일측에 직교 방향으로 결합되는 빔(B)을 구성하기 위한 빔철골조립체(2)로 구성되는 것으로, 상기 거더철골조립체(1)는 부재의 길이 방향 각 모서리에 배치되는 제1주형강재(11a, 11b) 및 이웃하는 제1주형강재(11a, 11b)를 상호 연결하도록 제1주형강재(11a, 11b)의 일측에 결합되는 제1연결형강재(12)로 구성되고, 상기 빔철골조립체(2)는 부재의 길이 방향 각 모서리에 배치되는 제2주형강재(21a, 21b) 및 이웃하는 제2주형강재(21a, 21b)를 상호 연결하도록 제2주형강재(21a, 21b)의 일측에 결합되는 제2연결형강재(22)로 구성되며, 상기 거더철골조립체(1)의 제1주형강재(11a, 11b)는 빔철골조립체(2)의 제2주형강재(21a, 21b)가 관통되도록 절단되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 빔(B)과 거더(G)를 강접합함으로써 빔(B)의 접합 단부와 중앙부 모멘트 값을 비슷하게 유도하여 빔(B)의 춤을 감소시키고, 빔(B)의 접합 단부에서 부모멘트를 효과적으로 지지할 수 있는 선조립 철골조립체의 빔-거더 접합부를 제공하고자 한다.
본 발명 선조립 철골조립체의 빔-거더 접합부는 거더철골조립체(1)와 빔철골조립체(2)를 포함하여 구성되는 것으로, 상기 거더철골조립체(1)와 빔철골조립체(2)는 각각 거더(G)와 빔(B)을 구성한다.
상기 빔철골조립체(2)는 거더(G)의 일측에 직교 방향으로 결합된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 거더철골조립체(1)는 부재의 길이 방향 각 모서리에 배치되는 제1주형강재(11a, 11b) 및 이웃하는 제1주형강재(11a, 11b)를 상호 연결하도록 제1주형강재(11a, 11b)의 일측에 결합되는 제1연결형강재(12)로 구성된다.
도 4 등에서는 부재의 상부에 한 쌍의 제1주형강재(11a)가 배치되고, 상기 제1주형강재(11a)와 하부로 일정 간격 이격되도록 부재의 하부에 한 쌍의 제1주형강재(11b)가 배치된다.
그리고 상호 이웃하는 부재 상부의 한 쌍의 제1주형강재(11a), 부재 하부의 한 쌍의 제1주형강재(11b) 및 상하로 이웃하는 제1주형강재(11a, 11b)는 각각 제1연결형강재(12)로 볼트 등으로 결합 가능하다.
그리고 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 빔철골조립체(2)는 부재의 길이 방향 각 모서리에 배치되는 제2주형강재(21a, 21b) 및 이웃하는 제2주형강재(21a, 21b)를 상호 연결하도록 제2주형강재(21a, 21b)의 일측에 결합되는 제2연결형강재(22)로 구성된다.
도 5 등에서는 부재의 상부에 한 쌍의 제2주형강재(21a)가 배치되고, 상기 제2주형강재(21a)와 하부로 일정 간격 이격되도록 부재의 하부에 한 쌍의 제2주형강재(21b)가 배치된다.
그리고 상호 이웃하는 부재 상부의 한 쌍의 제2주형강재(21a), 부재 하부의 한 쌍의 제2주형강재(21b) 및 상하로 이웃하는 제2주형강재(21a, 21b)는 각각 제2연결형강재(22)로 볼트 등으로 결합 가능하다.
상기 거더철골조립체(1)의 제1주형강재(11a, 11b)는 빔철골조립체(2)의 제2주형강재(21a, 21b)가 관통되도록 절단된다.
도 2와 같이, 본 발명 선조립 철골조립체의 빔-거더 접합부 적용시에는 장변 방향(y 방향)으로 거더(G)를 설치하고, 단변 방향(x 방향)으로 인접 거더(G) 사이에 빔(B)을 강접으로 결합할 수 있다. 이에 따라 빔(B)의 길이와 빔(B)의 중앙부 모멘트 값(M 2)을 줄일 수 있어 강합성 콘크리트 부재를 경제적으로 설계할 수 있다.
이를 위해 빔-거더 접합부에서는 빔철골조립체(2)의 제2주형강재(21a, 21b)를 분절하지 않고, 빔철골조립체(2)가 거더철골조립체(1)를 관통하도록 구성한다.
이때, 상기 거더철골조립체(1)의 제1주형강재(11a, 11b)는 빔철골조립체(2)가 관통되는 부분이 절단되어 제2주형강재(21a, 21b)의 외측면에 지지된다.
이에 따라 빔(B)의 춤을 대폭 감소시켜 강재량을 절약할 수 있다.
도 2에서 화살표는 데크플레이트의 하중 전달 경로를 나타낸다.
상기 제1주형강재(11a, 11b)와 제2주형강재(21a, 21b)는 부재의 모서리 형상에 대응되도록 ㄱ형강을 사용하는 것이 바람직하다.
ㄱ형강은 타 형강재와의 결합에도 용이하다.
상기 제1연결형강재(12)와 제2연결형강재(22)는 수직 또는 경사지게 배치 가능하다.
상호 직교하는 제1연결형강재(12)는 접합부에서 서로 간섭될 수 있으므로, 제1주형강재(11a, 11b)의 내측면과 외측면에 각각 결합하여 간섭을 피할 수 있다.
예를 들어, 부재 상부의 제1주형강재(11a)를 연결하는 상부의 제1연결형강재(12)와 상하 제1주형강재(11a, 11b)를 연결하는 측면의 제1연결형강재(12)는 서로 간섭될 수 있다. 이에 따라 상부의 제1연결형강재(12)는 부재의 내측면에서 이웃하는 제1주형강재(11a)를 상호 연결하고, 측면의 제1연결형강재(12)는 부재의 외측면에서 이웃하는 제1주형강재(11a, 11b)를 상호 연결하도록 결합할 수 있다.
마찬가지로 상호 직교하는 제2연결형강재(22)도 접합부에서 서로 간섭될 수 있으므로, 제2주형강재(21a, 21b)의 내측면과 외측면에 각각 결합하여 간섭을 피할 수 있다.
도 3, 도 5 등에 도시된 바와 같이, 상기 제1주형강재(11a, 11b)의 각 절단 단부에는 제2주형강재(21a, 21b)의 외측면에 밀착되는 제1연결플레이트(13)가 구비되고, 상기 제2주형강재(21a, 21b)를 관통하는 연결강봉(14)이 마주보는 제1연결플레이트(13)를 상호 연결하여 지지하도록 구성할 수 있다.
상기 제1주형강재(11a, 11b)는 절단 부위에서 응력을 전달하기 위해 각 절단 단부에 제1연결플레이트(13)가 용접 결합된다.
그리고 마주보는 제1연결플레이트(13)는 연결강봉(14)에 의하여 상호 연결된다. 이에 따라 연결강봉(14)에 의하여 인장력을 원활하게 전달할 수 있다.
이를 위하여 상기 제1연결플레이트(13)와 제2주형강재(21a, 21b)에는 연결강봉(14)이 관통될 수 있는 관통공을 미리 형성할 수 있다.
상기 연결강봉(14)은 제1연결플레이트(13)와 제2주형강재(21a 또는 21b)에 관통시킨 후, 제2주형강재(21a 또는 21b)의 외측에서 연결강봉(14)에 너트를 체결하여 고정할 수 있다.
이에 상기 연결강봉(14)은 단부 외측에 너트 결합을 위한 나사산이 형성될 수 있다.
상기 연결강봉(14)은 인장력 전달시 편심이 발생하지 않도록 각 제1주형강재(11a, 11b)의 좌우로 한 쌍씩 배치하는 것이 바람직하다.
이러한 점을 고려하여 각 제1연결플레이트(13)는 제1주형강재(11a, 11b)의 절단 단부 양측으로 연장되도록 제1주형강재(11a, 11b)의 절단 단부와 T형으로 결합할 수 있다.
도 3, 도 5, 도 7 등에 도시된 바와 같이, 빔-거더 접합부에서 상기 제1주형강재(11a)의 상부에는 상부 제1보조형강재(15a)가 결합되고, 상기 제2주형강재(21a)의 상부에는 상부 제2보조형강재(23)가 결합되되, 상기 상부 제2보조형강재(23)는 상기 상부 제1보조형강재(15a)가 관통되도록 절단 형성되고, 상부 제2보조형강재(23)의 각 절단 단부에는 상부 제1보조형강재(15a)의 외측면에 밀착되는 제2연결플레이트(24)가 구비되며, 상부 제1보조형강재(15a)를 관통하는 연결강봉(25)이 마주보는 제2연결플레이트(24)를 상호 연결하여 지지하도록 구성할 수 있다.
빔-거더 접합부에서 빔(B)은 부모멘트가 발생하므로 부재 상부에 인장 보강이 필요하다.
이를 위해 상부의 제2주형강재(21a) 상부에 상부 제2보조형강재(23)를 결합하여 보강할 수 있다.
다만, 거더(G)는 빔-거더 접합부에서 정모멘트가 주로 발생하여 상부에 압축력이 작용한다. 그러므로 상부 제1보조형강재(15a)는 압축력 전달을 위해 절단되지 않도록 하고, 대신 빔철골조립체(2)의 상부 제2보조형강재(23)를 절단한다. 이에 따라 상부 제2보조형강재(23)의 절단 부위를 연결강봉(25)으로 연결하여 인장력을 원할하게 전달하도록 구성할 수 있다.
상기 상부 제2보조형강재(23)는 부재 길이 전체에 걸쳐 구비될 수 있으나 부모멘트가 발생하는 빔-거더 접합부 부근 일정 구간에만 구비되어도 무방하다.
마찬가지로 상기 상부 제1보조형강재(15a)도 빔-거더 접합부 부근 일정 구간에만 구비될 수 있다. 다만, 거더(G)에는 빔(B)보다 더 큰 하중이 작용하므로, 거더(G)의 춤을 확보하기 위해 상부 제1보조형강재(15a)는 거더(G)의 길이 전체에 걸쳐 구비되도록 할 수도 있다.
한편, 상기 거더철골조립체(1)의 하부 제1주형강재(11b)의 하부에도 거더철골조립체(1)의 하부 인장 보강 및 전단력 지지를 위하여 하부 제1보조형강재(15b)를 결합 가능하다.
도 3, 도 5, 도 7 등에 도시된 바와 같이, 상부 제2주형강재(21a)와 하부 제2주형강재(21b)의 단부에는 외측 하향으로 경사진 접합플레이트(26a, 26b)가 각각 결합될 수 있다.
상기 접합플레이트(26a, 26b)가 구비되면, 중간 빔(미도시) 설치시 중간 빔의 하부 접합플레이트가 제2주형강재(21a, 21b)의 상하부 접합플레이트(26a, 26b) 사이에 오도록 중간 빔을 양중한 후 측 방향 및 하부 방향으로 이동하면서 접합플레이트가 서로 맞닿도록 시공할 수 있다.
이에 따라 중간 빔의 결합 시공이 용이하고, 공기 단축이 가능하다.
뿐만 아니라 부재 접합면에서 접합플레이트가 서로 밀착되어 전단력이 직접 전달되므로, 접합을 위한 볼트가 전단력을 부담할 필요가 없고 인장볼트만 결합하면 충분하다. 따라서 접합되는 볼트의 개수를 대폭 감소시킬 수 있어 경제적이다.
아울러 볼트가 인장력만 전달하므로 볼트 결합공의 크기에 여유를 둘 수 있어 시공오차 흡수에도 유리하다.
상기 거더철골조립체(1)의 제1주형강재(11a, 11b) 단부에도 경사진 접합플레이트(16a, 16b)를 결합할 수 있다.
도 8은 본 발명 선조립 철골조립체의 빔-거더 접합부가 적용된 기둥 골조를 도시하는 사시도이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명 선조립 철골조립체의 빔-거더 접합부는 기둥 패널존에도 적용 가능하다.
이때, 기둥철골조립체(3)는 기둥면을 따라 기둥 모서리에 수직 방향으로 배치되는 기둥주형강재(31) 및 이웃하는 기둥주형강재(31)를 횡방향으로 연결하는 횡지지부재(32)로 구성할 수 있다.
상하로 이웃하는 횡지지부재(32)의 사이에 빔철골조립체(2)와 거더철골조립체(1)를 관통시켜 결합 가능하므로, 패널존에서 기둥-보 접합이 용이하다.
도 9는 빔철골조립체 내에 와이어가 절곡된 상태를 도시하는 사시도이다.
빔-거더 접합부에서 빔 연속부에 작용하는 부모멘트를 지지하기 위해, 빔철골조립체(2)의 상부에 와이어(W)를 구비하여 프리스트레스를 도입할 수 있다.
이를 위해 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 빔철골조립체(2)의 상부 제2주형강재(21a) 상부에는 와이어(W)가 정착구(28)에 의해 정착되는 정착플레이트(27)가 결합될 수 있다.
상부 제2보조형강재(23) 및 상부 제1보조형강재(15a)가 구비되는 경우, 상기 정착플레이트(27)는 상부 제2보조형강재(23)의 상부에 결합하고, 와이어(W)는 상부 제1보조형강재(15a)를 관통하여 설치될 수 있다.
아울러 접합플레이트(26a)가 구비된 경우, 접합플레이트(26a)의 중앙 상부를 일부 절취하여 와이어(W) 배치시 간섭이 없도록 구성할 수 있다.
한편, 상기 빔철골조립체(2)는 내부가 비워져 있으므로, 와이어(W)의 절곡 배치에 유리하다.
이웃하는 상부 제2주형강재(21a)의 내측 및 이웃하는 하부 제2주형강재(21b)의 내측에 각각 절곡바(29)를 결합하고, 절곡바(29) 부분에서 와이어(W)를 절곡 배치할 수 있다.
상기 와이어(W)는 빔-거더 접합부의 연속부에서 상부에 위치하도록 배치하되 상부에 위치하는 절곡바(29) 부분에서 하부로 절곡하며, 하부에 위치하는 절곡바(29) 부분에서 다시 절곡하여 빔 중앙부에서는 와이어(W)가 하부에 배치되도록 할 수 있다.
본 발명의 선조립 철골조립체의 빔-거더 접합부는 빔의 접합 단부와 중앙부 모멘트 값을 비슷하게 유도하여 빔의 춤을 감소시켜 강재량을 절약할 수 있고, 빔의 접합 단부에서 부모멘트를 효과적으로 지지할 수 있다는 점에서 산업상 이용 가능성이 있다.

Claims (4)

  1. 거더(G)를 구성하기 위한 거더철골조립체(1) 및 상기 거더(G)의 일측에 직교 방향으로 결합되는 빔(B)을 구성하기 위한 빔철골조립체(2)로 구성되는 것으로,
    상기 거더철골조립체(1)는 부재의 길이 방향 각 모서리에 배치되는 제1주형강재(11a, 11b) 및 이웃하는 제1주형강재(11a, 11b)를 상호 연결하도록 제1주형강재(11a, 11b)의 일측에 결합되는 제1연결형강재(12)로 구성되고,
    상기 빔철골조립체(2)는 부재의 길이 방향 각 모서리에 배치되는 제2주형강재(21a, 21b) 및 이웃하는 제2주형강재(21a, 21b)를 상호 연결하도록 제2주형강재(21a, 21b)의 일측에 결합되는 제2연결형강재(22)로 구성되며,
    상기 거더철골조립체(1)의 제1주형강재(11a, 11b)는 빔철골조립체(2)의 제2주형강재(21a, 21b)가 관통되도록 절단되는 것을 특징으로 하는 선조립 철골조립체의 빔-거더 접합부.
  2. 제1항에서,
    상기 제1주형강재(11a, 11b)의 각 절단 단부에는 제2주형강재(21a, 21b)의 외측면에 밀착되는 제1연결플레이트(13)가 구비되고, 상기 제2주형강재(21a, 21b)를 관통하는 연결강봉(14)이 마주보는 제1연결플레이트(13)를 상호 연결하여 지지하는 것을 특징으로 하는 선조립 철골조립체의 빔-거더 접합부.
  3. 제2항에서,
    빔-거더 접합부에서 상기 제1주형강재(11a)의 상부에는 상부 제1보조형강재(15a)가 결합되고, 상기 제2주형강재(21a)의 상부에는 상부 제2보조형강재(23)가 결합되되, 상기 상부 제2보조형강재(23)는 상기 상부 제1보조형강재(15a)가 관통되도록 절단 형성되고, 상부 제2보조형강재(23)의 각 절단 단부에는 상부 제1보조형강재(15a)의 외측면에 밀착되는 제2연결플레이트(24)가 구비되며, 상부 제1보조형강재(15a)를 관통하는 연결강봉(25)이 마주보는 제2연결플레이트(24)를 상호 연결하여 지지하는 것을 특징으로 하는 선조립 철골조립체의 빔-거더 접합부.
  4. 제1항에서,
    상부 제2주형강재(21a)와 하부 제2주형강재(21b)의 단부에는 외측 하향으로 경사진 접합플레이트(26a, 26b)가 각각 결합되는 것을 특징으로 하는 선조립 철골조립체의 빔-거더 접합부.
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