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KR101518622B1 - 합성기둥과 보의 접합부 구조 - Google Patents

합성기둥과 보의 접합부 구조 Download PDF

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Publication number
KR101518622B1
KR101518622B1 KR1020130145685A KR20130145685A KR101518622B1 KR 101518622 B1 KR101518622 B1 KR 101518622B1 KR 1020130145685 A KR1020130145685 A KR 1020130145685A KR 20130145685 A KR20130145685 A KR 20130145685A KR 101518622 B1 KR101518622 B1 KR 101518622B1
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KR
South Korea
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steel pipe
inner steel
joining
joined
flange
Prior art date
Application number
KR1020130145685A
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English (en)
Inventor
최인락
박성순
정성욱
정경수
이명
박홍근
Original Assignee
주식회사 포스코
신세계건설(주)
재단법인 포항산업과학연구원
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Publication date
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Abstract

본 발명은 합성기둥과 보의 접합부 구조를 제공한다.
상기 합성기둥과 보의 접합부 구조는, 내부강관과 상기 내부강관의 외부에 타설된 외부콘크리트부로 이루어진 기둥부재와, 보부재가 접합되는 합성기둥과 보의 접합부 구조에 있어서, 단부에 절개된 삽입홈부를 구비하고, 내부에 중공부가 형성된 상기 내부강관;과, 상기 내부강관의 외부에 상기 내부강관의 단부가 노출되게 타설되는 상기 외부콘크리트부; 및, 상기 내부강관의 단부에 상기 내부강관의 내외부를 관통하게 설치되고 상기 외부콘크리트부에 안착되어 지지되며, 상기 보부재가 접합되는 접합부재;를 포함하되, 상기 접합부재는, 상기 삽입홈부에 삽입되어 상기 내부강관을 관통하도록 설치되며, 상부플랜지와 하부플랜지 및 웨브가 구비된 H형강부재;를 구비할 수 있다.

Description

합성기둥과 보의 접합부 구조{JOINT STRUCTURE OF COMPISITE COLUMN AND BEAM}
본 발명은 합성기둥과 보의 접합부 구조에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 간단한 구조로 이루어져 기둥-보 접합시 현장시공성이 향상된 합성기둥과 보의 접합부 구조에 관한 것이다.
강관을 사용한 기둥구조는 일반 H형강을 사용한 기둥부재에 비해 강축,약축이 없으므로, 구조적으로 효율적인 단면으로 강재량 절감 및 도장면적 감소 등 많은 장점이 있다.
그러나 강관이 폐단면이라는 특성으로 접합부 설계가 복잡하고 접합부 제작비용이 증가하는 등 단점이 있다. 국내에서는 강관 기둥이 접합부 제작에 따른 경제성 부족, 접합 디테일 부족 및 시공경험 부족으로 현장적용에 어려움이 있다.
일반적으로 강관구조에서 기둥 단면이 원형이나 각형인 경우 기둥과 보의 접합부는 보강재의 형식에 따라 1) 내부 다이어프램, 2) 관통 다이어프램, 3) 외부 다이어프램으로 구분할 수 있다.
그러나, 강관은 폐단면을 형성되므로, 강관기둥에 보를 접합하는 경우에 접합부의 설계가 복잡해지고 제작시 비용이 증대되어 경제성이 감소되며, 접합 디테일 부족 및 시공경험 부족으로 시공성이 저하되는 문제가 있다.
종래에는 이러한 강관기둥에 수평부재를 접합하기 위해 접합부의 기둥에 다이어프램을 설치하고 있다. 상기 다이어프램은 보강재의 접합방법에 따라, 내부다이어프램과, 관통다이어프램과 외부다이어프램으로 구분할 수 있다.
내부다이어프램 방식은 강관 내부에 다이어프램을 삽입하여 강관과 용접하는 형식으로서, 외관이 단순하여 다이어프램의 제작이 용이하고 응력전달이 명확한 장점이 있다. 그러나, 빌트업(Built-up) 강관 형식이 아닌 기존의 냉간성형 각형 강관을 사용할 경우 내부 다이어프램을 삽입하기가 어려워 강관을 다시 잘라서 용접하여야 하기 때문에 시공이 복잡할 뿐 아니라, 보의 플랜지 두께가 기둥의 두께에 비하여 상대적으로 큰 경우에는 보와 맞닿는 강관 표면에 두께 방향으로 과도한 인장응력이 발생하여 접합부가 조기 취성파단을 일으킬 수 있다는 단점이 존재한다.
한편, 관통다이어프램 방식은 강관을 횡방향으로 잘라낸 후 다이어프램을 관통시켜 강관과 용접하는 형식으로 외관이 단순하여 다이어프램의 제작이 용이하나 이러한 구조는 다이어프램이 강관 기둥을 횡으로 분할하는 형식이므로 접합부에서의 기둥 가공의 작업량이 증대되며, 시공의 복잡성과 현장용접이 필요하므로 보 춤이 다른 보를 사용할 때 압축측 접합부 상세가 상당히 복잡하여 시공성이 떨어지고 접합부 단가가 상승한다는 단점이 있다.
또한, 외부다이어프램 방식은, 강관 기둥의 외부 둘레를 따라 철골보가 접합되는 부분에 접합되는 철골보의 형상에 맞추어 별도의 접합구를 용접 등의 방법으로 설치하는 방식이다. 이는 외관이 복잡하여 다이어프램의 제작 및 설치가 용이하지 않고 마감 공사 등의 후속 작업에 난점이 있다는 단점이 있다.
이외에도 최근에는 이중강관구조 등이 사용되고 있으나, 접합부의 구성이 복잡하고 접합 디테일이나 시공방법 등에 충분한 현장경험이 필요하므로, 시공성과 경제성이 떨어지는 문제가 있다.
따라서, 기둥-보 접합부에서 간단한 구조를 통해 시공성과 경제성을 도모하면서 구조적 안정성이 동시에 확보되는 접합 상세가 필요한 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 해소하기 위하여 제안된 것으로서 그 목적 측면은, 보부재에서 전달되는 하중이 내부강관뿐만 아니라 외부콘크리트부에 의해서도 지지되므로, 합성기둥과 보의 접합부의 구조적 안정성을 도모하고, 간단한 구조로 이루어져 현장시공성이 향상된 합성기둥과 보의 접합부 구조를 제공하는 데에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적인 측면으로서 본 발명은, 내부강관과 상기 내부강관의 외부에 타설된 외부콘크리트부로 이루어진 기둥부재와, 보부재가 접합되는 합성기둥과 보의 접합부 구조에 있어서, 단부에 절개된 삽입홈부를 구비하고, 내부에 중공부가 형성된 상기 내부강관;과, 상기 내부강관의 외부에 상기 내부강관의 단부가 노출되게 타설되는 상기 외부콘크리트부; 및, 상기 내부강관의 단부에 상기 내부강관의 내외부를 관통하게 설치되고 상기 외부콘크리트부에 안착되어 지지되며, 상기 보부재가 접합되는 접합부재;를 포함하되, 상기 접합부재는, 상기 삽입홈부에 삽입되어 상기 내부강관을 관통하도록 설치되며, 상부플랜지와 하부플랜지 및 웨브가 구비된 H형강부재;를 구비하는 것을 특징으로 하는 합성기둥과 보의 접합부 구조를 제공한다.
바람직하게, 상기 내부강관은 원형으로 이루어질 수 있다.
바람직하게, 상기 H형강부재는, 상기 내부강관 내부에 콘크리트의 타설이 용이하도록, 상기 상부플랜지와 상기 하부플랜지의 상기 내부강관에 삽입되는 부분에 내측으로 절개된 절개부;가 형성될 수 있다.
바람직하게, 상기 접합부재는, 상기 내부강관의 외부에 상기 접합부재가 매립되도록 타설되는 콘크리트의 타설을 위한 거푸집 설치가 용이하도록, 상기 거푸집이 설치되는 면에 연장되고 상기 H형강 부재의 상부플랜지와 하부플랜지 및 상기 웨브에 수직하게 접합되는 보강플레이트;를 포함될 수 있다.
바람직하게, 상기 내부강관은 길이방향으로 길게 형성된 슬롯이 구비되며, 상기 접합부재는, 상기 슬롯을 통해 상기 내부강관의 내외부를 관통하도록 수직으로 설치되며, 강판을 절곡하여 형성되고, 보부재가 접합되는 복수의 절곡플레이트를 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 절곡플레이트는, 상기 내부강관의 내부에 삽입되는 몸체부;와, 상기 몸체부로부터 일체로 절곡되어 형성되며, 상기 슬롯을 관통하여 배치되는 관통부; 및, 상기 관통부와 일체로 형성되며, 상기 외부콘크리트부 외부로 돌출되고 상기 보부재가 접합되는 돌출부;를 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 보부재의 플랜지에는 상기 돌출부가 삽입되는 슬릿홈이 형성되며, 상기 보부재의 웨브는 상기 돌출부와 면접촉되어 접합될 수 있다.
바람직하게, 상기 몸체부와 관통부의 높이는, 상기 보부재의 높이보다 크게 형성되며, 상기 돌출부는 상기 기둥부재에서 멀어질수록 높이가 낮아지는 테이퍼 형상을 가질 수 있다.
바람직하게, 상기 내부강관은 단부에 길이방향으로 절개된 절개홈부;가 구비되며, 상기 접합부재는, 상기 절개홈부에 삽입되며 상기 내부강관의 내외부를 관통하는 십자형의 관통플레이트;와, 상기 내부강관의 외주면에 수평으로 접합되며 상기 관통플레이트의 상하부에 결합되는 플랜지부재;를 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 플랜지부재는, 상기 내부강관이 관통되는 관통구를 구비하여, 상기 관통플레이트의 상하부에 수평으로 접합되도록 상기 내부강관에 끼워질 수 있다.
바람직하게, 상기 보부재는, 웨브와 상기 웨브의 상부에 접합되는 상부플랜지와 상기 웨브의 하부에 접합되는 하부플랜지를 구비하며, 상기 접합부재는, 상기 내부강관에 관통형성된 슬릿부를 통해 상기 내부강관의 내외부를 관통하여 설치되며, 상기 보부재의 상부플랜지와 하부플랜지의 단부 양측에 접합되고, 강판을 절곡하여 띠형상으로 형성된 복수의 접합플레이트;를 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 슬릿부는, 상부슬릿홀과, 상기 상부슬릿홀의 하부에 형성된 하부슬릿홀을 구비하며, 상기 접합플레이트는, 상기 상부슬릿홀에 관통설치되며 상기 보부재의 상부플랜지에 접합되는 제1접합판;과, 상기 하부슬릿홀에 관통설치되고 상기 제1접합판의 하부에 이격되게 배치되며 상기 보부재의 하부플랜지에 접합되는 제2접합판;을 포함할 수 있다.
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이와 같은 본 발명의 일실시예에 의한 합성기둥과 보의 접합부 구조에 의하면, 접합부재에 보부재를 접합하거나 슬래브 콘크리트를 타설할 때의 시공하중과 설치후의 하중이 내부강관뿐만 아니라 외부콘크리트부에 의해서도 지지되므로, 합성기둥과 보의 접합부의 구조적 안정성을 도모할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 의하면, 접합부재는, 내부강관의 내부와 외부를 관통하게 설치되어, 내부강관에 설치되는 내부콘크리트에 매립됨과 동시에 합성기둥과 보의 접합부에 타설되는 접합부콘크리트에도 매립되므로, 보부재에서 전달되는 하중을 합성기둥으로 원활하게 전달하여 기둥-보 접합부의 강성이 증대시키는 효과를 제공한다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 의한 합성기둥과 보의 접합부 구조를 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1에서 하부기둥의 상단부를 나타내는 사시도이다.
도 3은 도 2의 부분 분해사시도이다.
도 4는 도 2를 상부에서 바라본 평면도이다.
도 5는 본 발명의 제2실시예에 의한 합성기둥과 보의 접합부 구조를 나타내는 부분 분해사시도이다.
도 6은 도 5에 도시된 내부강관과 절곡플레이트의 결합을 나타내는 사시도이다.
도 7은 본 발명의 제2실시예에 의한 합성기둥과 보의 접합부구조를 상부에서 바라본 평면도이다.
도 8은 본 발명의 제3실시예에 의한 합성기둥과 보의 접합부 구조를 나타내는 사시도이다.
도 9는 도 8의 분해사시도이다.
도 10은 도 8을 상부에서 바라본 평면도이다.
도 11은 본 발명의 제4실시예에 의한 합성기둥과 보의 접합부구조를 상부에서 바라본 평면도이다.
도 12는 도 11의 사시도이다.
도 13은 도 11의 내부강관과 접합플레이트의 분해사시도이다.
이하, 첨부된 도면에 따라 본 발명을 상세하게 설명한다.
먼저, 이하에서 설명되는 실시예들은 본 발명인 합성기둥과 보의 접합부 구조의 기술적인 특징을 이해시키기에 적합한 실시예들이다. 다만, 본 발명이 이하에서 설명되는 실시예에 한정하여 적용되거나 설명되는 실시예들에 의하여 본 발명의 기술적 특징이 제한되는 것이 아니며, 본 발명의 기술 범위 내에서 다양한 변형 실시가 가능하다.
본 발명의 일실시예 의한 합성기둥과 보의 접합부 구조는, 내부강관과 상기 내부강관의 외부에 타설된 외부콘크리트부로 이루어진 기둥부재와 보부재가 접합되는 것을 기초로 한다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 의한 합성기둥과 보의 접합부 구조(100)는, 내부에 중공부가 형성된 상기 내부강관(200)과, 상기 내부강관(200)의 외부에 상기 내부강관(200)의 단부가 노출되게 타설되는 상기 외부콘크리트부(300)와, 상기 내부강관(200)의 단부에 상기 내부강관(200)의 내외부를 관통하게 설치되고 상기 외부콘크리트부(300)에 안착되어 지지되며, 상기 보부재가 접합되는 접합부재(400)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 내부강관(200)은, 내부에 중공부가 형성될 수 있으며, 상기 중공부에는 현장에서 타설되는 콘크리트가 설치될 수 있다. 이때, 상기 내부강관(200)은 원형강관으로 이루어질 수 있다. 다만, 상기 원형강관의 형상은 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 외부콘크리트부(300)는, 상기 내부강관(200)의 외부에 상기 내부강관(200)의 단부가 노출되게 타설될 수 있다.
즉, 상기 외부콘크리트부(300)는 상기 내부강관(200)의 외주면에 일체로 타설될 수 있으며, 내부에는 주철근(310)이 수직으로 배근될 수 있다.
이때, 상기 외부콘크리트부(300)는 상기 내부강관(200)의 단부가 노출되도록, 상기 내부강관(200)의 단부 소정길이를 제외하고 타설될 수 있다. 이는 상기 내부강관(200)의 노출된 부분을 통해 복수의 상기 합성기둥을 연결하고 보부재를 수평으로 접합하기 위한 것이다.
한편, 상기 접합부재(400)는, 상기 내부강관(200)의 단부에 상기 내부강관(200)의 내외부를 관통하게 설치되고 상기 외부콘크리트부(300)에 안착되어 지지되며, 상기 보부재가 접합될 수 있다.
즉, 상기 접합부재(400)는, 상기 내부강관(200)을 관통하여 설치되며 상기 보부재 접합되어, 상기 보부재를 상기 합성기둥에 접합할 수 있다. 이때, 상기 접합부재(400)는 외주면에 외부콘크리트부(300)가 타설되지 않고 노출된 내부강관(200)을 관통하도록 설치될 수 있다.
그리고, 상기 접합부재(400)가 설치된 후, 상기 합성기둥과 상기 보부재의 접합부는 슬래브의 콘크리트가 타설될 때 상기 접합부가 매립되도록 상기 내부강관(200)의 외주면에 콘크리트가 타설될 수 있다.
그리고, 상기 접합부재(400)는 상기 내부강관(200)을 관통함과 동시에, 상기 외부콘크리트부(300)에 일부가 안착되도록 설치되어, 상기 내부강관(200)뿐만 아니라, 상기 외부콘크리트부(300)에 의해서도 지지될 수 있다.
이에 따라, 상기 접합부재(400)에 상기 보부재를 접합하거나 슬래브 콘크리트를 타설할 때의 시공하중과 설치후의 하중이 상기 내부강관(200)뿐만 아니라 상기 외부콘크리트부(300)에 의해서도 지지되므로, 합성기둥과 보의 접합부 구조(100)의 구조적 안정성을 도모할 수 있다.
또한, 상기 접합부재(400)는,상기 내부강관(200)의 내부와 외부를 관통하게 설치되어, 상기 내부강관(200)에 설치되는 내부콘크리트에 매립됨과 동시에 상기 합성기둥과 보의 접합부에 타설되는 접합부콘크리트(미도시)에도 매립되므로, 상기 보부재에서 전달되는 하중을 상기 합성기둥으로 원활하게 전달할 수 있다. 따라서, 접합부의 강성이 증대될 수 있다.
한편, 이하에서는 도 1 내지 도 13을 참조하여 상기 접합부재(400)의 다양한 실시예에 대하여 설명한다.
먼저, 도 1 내지 도 4에 도시된 실시예를 참조하여, 본 발명의 제1실시예에 의한 합성기둥과 보의 접합부 구조(100)를 설명한다.
본 발명의 제1실시예에 의한 합성기둥과 보의 접합부 구조(100)는, 상기 내부강관(200)은 단부에 소정의 폭으로 절개된 삽입홈부(210)가 구비되며, 상기 접합부재(400)는, 상기 삽입홈부(210)에 삽입되어 상기 내부강관(200)을 관통하도록 설치되며, 상부플랜지(411)와 하부플랜지(412) 및 웨브(413)가 구비된 H형강부재(410)를 포함할 수 있다.
상기 삽입홈부(210)는 상기 합성기둥을 공장에서 제작할 때, 상기 내부강관(200)에 미리 절개하여 형성할 수 있으며, 상기 H형강부재(410)가 설치되는 부위에 형성될 수 있다. 그리고, 상기 접합부재(400)는 상기 보부재의 접합위치에 대응되게 상기 H형강부재(410)를 교차하여 형성할 수 있다.
이와 같이, 상기 H형강부재(410)는, 미리 절개된 상기 내부강관(200)의 삽입홈부(210)에 삽입됨으로써 상기 내부강관(200)의 내외부에 관통되도록 설치될 수 있다.
한편, 상기 H형강부재(410)는, 상기 내부강관(200) 내부에 콘크리트의 타설이 용이하도록, 상기 상부플랜지(411)와 상기 하부플랜지(412)의 상기 내부강관(200)에 삽입되는 부분에 내측으로 절개된 절개부(414)가 형성될 수 있다.
즉 상기 절개부(414)는, 상기 상부플랜지(411)와 상기 하부플랜지(412)의 중앙부분을 내측으로 절개하여 상부플랜지(411)와 하부플랜지(412)의 단면을 축소하도록 구비될 수 있다. 이에 따라, 상기 H형강부재(410)는 상기 내부강관(200) 내부에 상하부를 관통하도록 설치될 수 있다.
따라서, 상기 절개부(414)에 의해, 상기 내부강관(200)의 내부에 콘크리트 타설을 원활히 할 수 있다. 또한, 상기 내부강관(200)에 형성되는 삽입홈부(210)의 폭을 최소화할 수 있으므로, 상기 내부강관(200)의 단면적을 최대한 확보할 수 있다.
한편, 상기 접합부재(400)는, 상기 내부강관(200)의 외부에 상기 접합부재(400)가 매립되도록 타설되는 콘크리트의 타설을 위한 거푸집 설치가 용이하도록, 상기 거푸집이 설치되는 면에 연장되고 상기 H형강부재(410)의 상부플랜지(411)와 하부플랜지(412) 및 상기 웨브(413)에 수직하게 접합되는 보강플레이트(420)를 포함할 수 있다.
즉, 상기한 바와 같이, 상기 접합부재(400)에는 상기 외부콘크리트부(300)와 대응되는 단면을 가지도록 내부강관(200)을 외부에 현장에서 접합부콘크리트가 타설되며, 이때 상기 접합부재(400)에는 상기 접합부콘크리트를 설치하기 위한 거푸집이 타설될 수 있다.
상기 보강플레이트(420)는 상기 거푸집의 설치가 용이하도록 거푸집이 설치되는 며에 연장되게 상기 H형강부재(410)에 설치될 수 있다. 예를 들어, 상기 보강플레이트(420)는 상기 H형강부재(410)의 상부플랜지(411)와 하부플랜지(412) 및 상기 웨브(413)에 수직하게 접합되게 설치될 수 있다.
이에 따라, 상기 보강플레이트(420)에 의해 상기 거푸집의 설치가 용이해지므로, 상기 접합부에 콘크리트를 타설하는 작업이 용이해지므로, 시공성이 향상될 수 있다.
한편, 도 5 내지 도 7에 도시된 실시예를 참조하여 본 발명의 제2실시예에 의한 합성기둥과 보의 접합부 구조(100)를 설명한다.
본 발명의 제2실시예에 의한 합성기둥과 보의 접합부 구조(100)에 의하면, 상기 내부강관(200)은 길이방향으로 길게 형성된 슬롯(230)이 구비될 수 있다.
그리고, 상기 접합부재(400)는, 상기 슬롯(230)을 통해 상기 내부강관(200)의 내외부를 관통하도록 수직으로 설치되며, 강판을 절곡하여 형성되고, 보부재가 접합되는 복수의 절곡플레이트(430)를 포함할 수 있다.
상기 슬롯(230)은 상기 내부강관(200) 중 상기 접합부재(400)가 설치될 부분에 미리 공장에서 형성될 수 있으며, 상기 내부강관(200)의 길이방향으로 길게 절개될 수 있다.
그리고, 상기 절곡플레이트(430)는 상기 슬롯(230)을 통해 상기 내부강관(200)의 내외부를 관통하도록 수직으로 설치될 수 있으며, 강판을 절곡하여 형성할 수 있다. 또한, 상기 슬롯(230)은 기둥에 보부재(10)가 접합되는 위치에 복수 개가 설치될 수 있고, 상기 절곡플레이트(430)는 상기 내부강관(200)의 상기 슬롯(230)을 관통하여 복수로 구비될 수 있다.
이때, 상기 절곡플레이트(430)는, 상기 내부강관(200)의 내부에 삽입되는 몸체부(431)와, 상기 몸체부(431)로부터 일체로 절곡되어 형성되며, 상기 슬롯(230)을 관통하여 배치되는 관통부(432)와, 상기 관통부(432)와 일체로 형성되며, 상기 외부콘크리트부(300) 외부로 돌출되고 상기 보부재(10)가 접합되는 돌출부(433)를 포함할 수 있다.
즉, 상기 절곡플레이트(430)는 강판을 절곡하여 몸체부(431)와 관통부(432) 및 돌출부(433)를 형성할 수 있다. 그리고, 상기 몸체부(431)는 상기 내부강관(200)의 내부에 배치되어 상기 내부콘크리트에 매립될 수 있다. 또한, 상기 관통부(432)는 상기 몸체부(431)로부터 절곡되어 일체로 형성되고 상기 슬롯(230)에 관통되어 내부강관(200)의 내부와 외부에 걸쳐 관통되도록 설치될 수 있다.
한편, 상기 돌출부(433)는 상기 관통부(432)와 일체로 형성되되, 상기 외부콘크리트 외부로 돌출되게 설치될 수 있다. 그리고, 상기 돌출부(433)는 상기 보부재(10)의 웨브(11)와 면접촉되어 접합될 수 있다. 이때, 상기 돌출부(433)에는 도시된 실시예와 같이, 볼트공이 형성될 수 있으며, 상기 보부재(10)의 웨브(11)에는 상기 돌출부(433)의 볼트공에 대응되는 볼트공이 형성될 수 있다.
그리고, 도 7에 도시된 실시예와 같이, 상기 보부재(10)의 상부플랜지와 하부플랜지에는 상기 돌출부(433)가 삽입되는 슬릿홈(260)이 형성될 수 있다. 그리고, 상기 돌출부(433)는 상기 보부재(10)의 플랜지(13)에 삽입됨으로써 상기 웨브(11)와 중첩으로 면접촉되게 접합될 수 있다.
한편 더욱 바람직하게, 상기 몸체부(431)와 관통부(432)의 높이는, 상기 보부재(10)의 높이보다 크게 형성될 수 있다. 그리고, 상기 돌출부(433)는 상기 기둥부재에서 멀어질수록 높이가 낮아지는 테이퍼 형상을 갖도록 구비될 수 있다.
이에 따라, 상기 접합부재의 춤이 상기 보부재(10)의 춤보다 커짐으로써, 상기 접합부재가 상기 내부콘크리트와 외부콘크리트부(300)에 매립되는 면적이 넓어지게 되어, 상기 보부재(10)에서 전달되는 하중을 상기 기둥부재로 전달하기 용이해질 수 있다. 따라서, 상기 기둥부재와 상기 보부재(10)의 접합부의 강성이 더욱 증대될 수 있다.
그리고, 상기 돌출부(433)는 상기 관통부(432)에서 멀어질수록 높이가 낮아지는 테이퍼진 형상을 갖도록 형성될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 제2실시예에 적용되는 상기 접합부재는, 상기 절곡플레이트(430)가 상기 슬롯(230)을 통해 관통되어 상기 내부강관(200)에 설치되므로, 접합부재를 설치하기 위해 상기 내부강관(200)을 횡으로 절단하지 않아도 상기 접합부재를 용이하게 설치할 수 있다.
즉, 본 발명의 제2실시예는, 상기 제1실시예와 달리, 상기 내부강관(200)을 절단하지 않고도 상기 접합부재를 설치할 수 있으므로, 상기 합성기둥의 중앙부분과 상기 보부재(10)를 연결하는 경우에 효과적으로 이용될 수 있다.
한편, 도 8 내지 도 10에 도시된 실시예를 참조하여 본 발명의 제3실시예에 의한 합성기둥과 보의 접합부 구조(100)를 설명한다.
본 발명의 제3실시예에 의한 합성기둥과 보의 접합부 구조(100)에 의하면, 상기 내부강관(200)은 단부에 길이방향으로 절개된 절개홈부(250)가 구비되며, 상기 접합부재(400)는, 상기 절개홈부(250)에 삽입되며 상기 내부강관(200)의 내외부를 관통하는 십자형의 관통플레이트(451)와, 상기 내부강관(200)의 외주면에 수평으로 접합되며 상기 관통플레이트(451)의 상하부에 결합되는 플랜지부재(453)를 포함할 수 있다.
상기 절개홈부(250)는, 상기 합성기둥 제작시에 공장에서 미리 상기 내부강관(200)에 길이방향으로 절개하여 형성할 수 있다. 이때, 상기 절개홈부(250)의 폭은 상기 관통플레이트(451)에 대응되게 형성할 수 있다.
상기 관통플레이트(451)는 강판을 교차하여 십자형으로 형성할 수 있으며, 강판이 상기 절개홉부에 삽입됨으로써 상기 내부강관(200)의 내외부를 관통하도록 설치할 수 있다.
또한, 상기 플랜지부재(453)는, 상기 내부강관(200)이 관통되는 관통구(454)가 관통형성될 수 있으며, 상기 관통플레이트(451)의 상하부에 수평으로 접합되도록 상기 내부강관(200)에 끼워질 수 있다.
이에 따라, 상기 관통플레이트(451)에서, 상기 내부강관(200)의 내부에 배치된 부분은 상기 내부콘크리트에 매립되며, 상기 관통플레이트(451)에서 상기 내부강관(200)의 외부에 배치된 부분은 상기 내부강관(200)의 외부에 타설되는 접합부 콘크리트에 매립될 수 있다.
그리고, 상기 관통플레이트(451)와 상기 플랜지부재(453)에는 상기 보부재가 접합될 수 있다.
따라서, 본 발명의 제3실시예에 적용되는 접합부재(400)는, 상기 보부재에서 전달되는 하중을 상기 외부콘크리트부(300)와 상기 내부강관(200) 및 상기 내부강관(200)의 내부에 타설되는 콘크리트에 효과적을 전달하여 기둥-보 접합부의 구조적 안전성을 확보할 수 있다.
한편, 도 11 내지 도 13에 도시된 실시예를 참조하여 본 발명의 제4실시예에 의한 합성기둥과 보의 접합부 구조(100)를 설명한다.
본 발명의 제4실시예에 의한 합성기둥과 보의 접합부 구조(100)에 의하면, 상기 보부재(10)는, 웨브(11)와 상기 웨브(11)의 상부에 접합되는 상부플랜지와 상기 웨브(11)의 하부에 접합되는 하부플랜지(15)를 구비할 수 있다.
상기 접합부재는, 상기 내부강관에 관통형성된 슬릿부(270)를 통해 상기 내부강관의 내외부를 관통하여 설치되며, 상기 보부재(10)의 상부플랜지와 하부플랜지(15)의 단부 양측에 접합되고, 강판을 절곡하여 띠형상으로 형성된 복수의 접합플레이트(470)를 포함할 수 있다.
한편 더욱 바람직하게는, 도시된 실시예와 같이, 상기 접합플레이트(470)는 상기 보부재(10)의 상부플랜지(14)와 하부플랜지(15)에 대응되는 위치에만 배치되도록 상하로 이격되게 설치될 수 있다.
구체적으로, 상기 슬릿부(270)는, 상부슬릿홀(271)과, 상기 상부슬릿홀(271)의 하부에 형성된 하부슬릿홀(273)을 구비할 수 있다.
그리고, 상기 접합플레이트(470)는, 상기 상부슬릿홀(271)에 관통설치되며 상기 보부재(10)의 상부플랜지(14)에 접합되는 제1접합판(471)과, 상기 하부슬릿홀(273)에 관통설치되고 상기 제1접합판(471)의 하부에 이격되게 배치되며 상기 보부재(10)의 하부플랜지(15)에 접합되는 제2접합판(473)을 포함할 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 제4실시예에 적용되는 접합부재는, 상기 접합플레이트(470)를 통해, 상기 보부재(10)의 상부플랜지(14) 및 하부플랜지(15)와 상기 기둥부재를 연결함으로서 상기 보부재(10)와 기둥부재를 접합할 수 있다.
따라서, 상기 접합플레이트(470)는, 상기 보부재(10)에서 하중의 대부분을 부담하는 플랜지부분을 직접 기둥부재에 연결함으로써, 상기 보부재(10)의 하중을 상기 기둥부재로 효과적으로 전달할 수 있다.
또한, 상기 접합플레이트(470)가, 상기 보부재(10)의 높이 대응되는 높이로 형성된 것이 아닌, 상기 보부재(10)의 상부플랜지(14)와 상기 하부플랜지(15)에만 접합되도록 상하로 이격되고 낮은 높이의 띠형상으로 형성되므로, 접합플레이트(470)에 소요되는 강판의 자재비를 절감할 수 있고, 경량화로 내부강관에 설치가 용이한 이점이 있다.
그리고, 상기 접합플레이트(470)는, 상기 제2실시예와 같이, 상기 내부강관을 절단하지 않고도 상기 접합부재를 설치할 수 있으므로, 상기 기둥부재의 중앙부분과 상기 보부재를 연결하는 경우에 시공성이 향상될 수 있다.
이와 같은 본 발명의 일실시예에 의한 합성기둥과 보의 접합부 구조에 의하면, 접합부재에 보부재를 접합하거나 슬래브 콘크리트를 타설할 때의 시공하중과 설치후의 하중이 내부강관뿐만 아니라 외부콘크리트부에 의해서도 지지되므로, 합성기둥과 보의 접합부의 구조적 안정성을 도모할 수 있다.
또한, 접합부재는, 내부강관의 내부와 외부를 관통하게 설치되어, 내부강관에 설치되는 내부콘크리트에 매립됨과 동시에 합성기둥과 보의 접합부에 타설되는 접합부콘크리트에도 매립되므로, 보부재에서 전달되는 하중을 합성기둥으로 원활하게 전달하여 기둥-보 접합부의 강성이 증대시키는 효과를 제공한다.
본 발명은 지금까지 특정한 실시 예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한 도내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 알 수 있음을 밝혀두고자 한다.
100 : 합성기둥과 보의 접합부 구조 200 : 내부강관
210 : 삽입홈부 230 : 슬롯
250 : 절개홈부 260 : 슬릿홈
270 : 슬릿부 300 : 외부콘크리트부
310 : 주철근 400 : 접합부재
410 : H형강부재 414 : 절개부
420 : 보강플레이트 430 : 절곡플레이트
431 : 몸체부 432 : 관통부
433 : 돌출부 451 : 관통플레이트
453 : 플랜지부재 470 : 접합플레이트
471 : 제1접합판 473 : 제2접합판

Claims (13)

  1. 내부강관과 상기 내부강관의 외부에 타설된 외부콘크리트부로 이루어진 기둥부재와, 보부재가 접합되는 합성기둥과 보의 접합부 구조에 있어서,
    단부에 절개된 삽입홈부를 구비하고, 내부에 중공부가 형성된 상기 내부강관;
    상기 내부강관의 외부에 상기 내부강관의 단부가 노출되게 타설되는 상기 외부콘크리트부; 및,
    상기 내부강관의 단부에 상기 내부강관의 내외부를 관통하게 설치되고 상기 외부콘크리트부에 안착되어 지지되며, 상기 보부재가 접합되는 접합부재;를 포함하되,
    상기 접합부재는,
    상기 삽입홈부에 삽입되어 상기 내부강관을 관통하도록 설치되며, 상부플랜지와 하부플랜지 및 웨브가 구비된 H형강부재;를 구비하는 것을 특징으로 하는 합성기둥과 보의 접합부 구조.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 내부강관은 원형으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 합성기둥과 보의 접합부 구조.
  3. 삭제
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 H형강부재는, 상기 내부강관 내부에 콘크리트의 타설이 용이하도록, 상기 상부플랜지와 상기 하부플랜지의 상기 내부강관에 삽입되는 부분에 내측으로 절개된 절개부;가 형성된 것을 특징으로 하는 합성기둥과 보의 접합부 구조.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 접합부재는, 상기 내부강관의 외부에 상기 접합부재가 매립되도록 타설되는 콘크리트의 타설을 위한 거푸집 설치가 용이하도록, 상기 거푸집이 설치되는 면에 연장되고 상기 H형강 부재의 상부플랜지와 하부플랜지 및 상기 웨브에 수직하게 접합되는 보강플레이트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 합성기둥과 보의 접합부 구조.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 내부강관은 길이방향으로 길게 형성된 슬롯이 구비되며,
    상기 접합부재는, 상기 슬롯을 통해 상기 내부강관의 내외부를 관통하도록 수직으로 설치되며, 강판을 절곡하여 형성되고, 보부재가 접합되는 복수의 절곡플레이트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 합성기둥과 보의 접합부 구조.
  7. 제6항에 있어서, 상기 절곡플레이트는
    상기 내부강관의 내부에 삽입되는 몸체부;
    상기 몸체부로부터 일체로 절곡되어 형성되며, 상기 슬롯을 관통하여 배치되는 관통부; 및,
    상기 관통부와 일체로 형성되며, 상기 외부콘크리트부 외부로 돌출되고 상기 보부재가 접합되는 돌출부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 합성기둥과 보의 접합부 구조.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 보부재의 플랜지에는 상기 돌출부가 삽입되는 슬릿홈이 형성되며, 상기 보부재의 웨브는 상기 돌출부와 면접촉되어 접합되는 것을 특징으로 하는 합성기둥과 보의 접합부 구조.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 몸체부와 관통부의 높이는, 상기 보부재의 높이보다 크게 형성되며,
    상기 돌출부는 상기 기둥부재에서 멀어질수록 높이가 낮아지는 테이퍼 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 합성기둥과 보의 접합부 구조.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 내부강관은 단부에 길이방향으로 절개된 절개홈부;가 구비되며,
    상기 접합부재는, 상기 절개홈부에 삽입되며 상기 내부강관의 내외부를 관통하는 십자형의 관통플레이트;와, 상기 내부강관의 외주면에 수평으로 접합되며 상기 관통플레이트의 상하부에 결합되는 플랜지부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 합성기둥과 보의 접합부 구조.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 플랜지부재는, 상기 내부강관이 관통되는 관통구를 구비하여, 상기 관통플레이트의 상하부에 수평으로 접합되도록 상기 내부강관에 끼워지는 것을 특징으로 하는 합성기둥과 보의 접합부 구조.
  12. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 보부재는, 웨브와 상기 웨브의 상부에 접합되는 상부플랜지와 상기 웨브의 하부에 접합되는 하부플랜지를 구비하며,
    상기 접합부재는,
    상기 내부강관에 관통형성된 슬릿부를 통해 상기 내부강관의 내외부를 관통하여 설치되며, 상기 보부재의 상부플랜지와 하부플랜지의 단부 양측에 접합되고, 강판을 절곡하여 띠형상으로 형성된 복수의 접합플레이트;를 포함하는 합성기둥과 보의 접합부 구조.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 슬릿부는, 상부슬릿홀과, 상기 상부슬릿홀의 하부에 형성된 하부슬릿홀을 구비하며,
    상기 접합플레이트는, 상기 상부슬릿홀에 관통설치되며 상기 보부재의 상부플랜지에 접합되는 제1접합판;과, 상기 하부슬릿홀에 관통설치되고 상기 제1접합판의 하부에 이격되게 배치되며 상기 보부재의 하부플랜지에 접합되는 제2접합판;을 포함하는 것을 특징으로 하는 합성기둥과 보의 접합부 구조.
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