KR100585581B1 - The hybrid structure system - Google Patents

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Abstract

본 발명은 철근 콘크리트 기둥과 철골 보로 구성된 복합구조의 접합부위를 개발 및 개선하기 위한 시스템에 관한 것으로써, 수직으로 철근 콘크리트 기둥을 형성하고 수평방향으로 철골 보를 연결하되, 제 1 · 2 연결부재와 결합부재를 이용하여 연결함으로써 접합부위의 강성이 향상되고, 이로 인해 장스팬화가 가능하며, 내진성이 향상된 특징이 있다.The present invention relates to a system for developing and improving a joint structure of a composite structure consisting of reinforced concrete columns and steel beams, wherein the reinforced concrete columns are formed vertically and the steel beams are connected in a horizontal direction. By using a coupling member to connect the rigidity of the joint is improved, thereby making it possible to increase the span, it is characterized by improved shock resistance.

본 발명은 크게 철근 콘크리트 기둥(10)과 철골 보(20), 연결 부재(30) 및 결합 부재(40) 등으로 구성되며, 철근 콘크리트 기둥(10)과 그 상부 수평방향으로 돌출부(13)가 형성되도록 거푸집을 설치하고, 기둥 철근(11)과 띠근(12)을 이용하여 철근 콘크리트 기둥(10)의 뼈대를 완성하며, 일정 거리 이격된 위치에 철골 보(20)를 설치하되, 철골 보(20)의 양측으로 제 1 연결부재(31)와 제 2 연결부재(32)를 결합부재(40)를 이용하여 설치하고, 그 후 콘크리트를 부어 양생하되, 철골 보(20)와 연결되는 부위에는 제 1 · 2 연결부재(31, 32)를 감싸도록 돌출부(13)를 형성시킴으로써 접합부위의 강도가 향상될 수 있는 대략적인 구성을 갖는다.The present invention is largely composed of a reinforced concrete column 10 and steel beams 20, the connection member 30 and the coupling member 40, etc., the reinforced concrete column 10 and the projection 13 in the upper horizontal direction Install the formwork to form, to complete the skeleton of the reinforced concrete column 10 using the column reinforcement (11) and the band 12, and install the steel beams (20) at a certain distance apart from the steel beams ( On both sides of the 20, the first connecting member 31 and the second connecting member 32 are installed using the coupling member 40, and then poured concrete to cure, but the portion connected to the steel beam 20 By forming the protrusions 13 to surround the first and second connecting members 31 and 32, the strength of the joining portion can be improved.

상기와 같이 구성을 갖는 본 발명은, 우선 기둥 철근을 수직방향으로 입설하고, 그 둘레에 띠근을 둘러 서로 움직이지 않도록 결속하고, 일정위치에 제 1 · 2 연결부재를 설치한 후, 제 1 · 2 연결부재와 철골 보를 결합부재로 결속한 다음 콘크리트를 타설함으로써 철근 콘크리트 기둥과 철골 보의 장점을 동시에 살려서 강성을 확보하면서 경량화를 이룰 수 있는 효과가 있다.In the present invention having the configuration as described above, first, the column reinforcing bars are erected in the vertical direction, bound around the band bars so as not to move with each other, and the first and second connecting members are provided at a predetermined position. 2 By binding the connecting member and the steel beam as a joining member and then placing concrete, it is possible to achieve the weight reduction while securing the rigidity by utilizing the advantages of the reinforced concrete column and the steel beam at the same time.

또한, 콘크리트의 타설 시 철골 보가 연결되는 부위에는 돌출부를 형성시켜서 철골 보의 응력을 콘크리트 기둥으로 전달될 수 있도록 하여 기둥의 국부적인 손상의 우려가 없으며, 이를 통해 장스팬의 수평 구조물을 제작할 수 있도록 하며, 이를 대상으로 반복재하 실험을 통해 역학적 특성과 내력 및 구조성능을 평가하고, 연결부의 응력전달 경로를 규명하여 내진성을 향상시킬 수 있는 또 다른 효과가 있다.In addition, when the concrete is placed, the steel beam is connected to the site where the steel beam is formed so that the stress of the steel beam can be transmitted to the concrete column so that there is no fear of local damage of the column. In addition, this study has another effect of evaluating the mechanical properties, strength and structural performance through repeated load tests, and identifying the stress transmission path of the joint to improve the seismic resistance.

복합보, 콘크리트 기둥, 철골 보, 장스팬, 응력전달, 전단보강, 내진성능, 전단내력, 접합부Composite beam, concrete column, steel beam, long span, stress transfer, shear reinforcement, seismic performance, shear strength, joint

Description

복합구조 시스템 { The hybrid structure system }The hybrid structure system

도 1은 본 발명의 사시도1 is a perspective view of the present invention

도 2는 본 발명의 정단면도2 is a front cross-sectional view of the present invention.

도 3은 본 발명의 평단면도3 is a plan cross-sectional view of the present invention.

도 4는 본 발명의 측단면도4 is a side cross-sectional view of the present invention.

도 5a, 도 5b, 도 5c는 본 발명 접합부의 응력 분포를 나타낸 예시도5A, 5B and 5C are exemplary views showing the stress distribution of the joint of the present invention.

도 6은 본 발명의 응력전달 모델을 나타낸 예시도6 is an exemplary view showing a stress transfer model of the present invention

[도면의 주요부분에 대한 부호의 설명][Explanation of symbols on the main parts of the drawings]

10 : 철근 콘크리트 기둥 11 : 기둥 철근10: reinforced concrete column 11: column reinforced

12 : 띠근 13 : 돌출부12: strip root 13: protrusion

20 : 철골 보 30 : 연결부재20: steel beam 30: connection member

31 : 제 1연결부재 32 : 제 1연결부재31: first connecting member 32: first connecting member

40 : 결합부재40: coupling member

본 발명은 철근 콘크리트 기둥과 철골 보로 구성된 복합구조의 접합부위를 보강하기 위한 시스템에 관한 것으로써, 더욱 상세하게 설명하면, 수직으로 철근 콘크리트 기둥을 형성하고 수평방향으로 철골 보를 연결하되, 제 1 · 2 연결부재와 결합부재를 이용하여 상호 연결함으로써 접합부위의 강성이 향상되고, 이로 인해 장스팬화가 가능하며, 내진성이 향상된 복합구조 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a system for reinforcing the joint portion of a composite structure consisting of reinforced concrete columns and steel beams, in more detail, to form a reinforced concrete column vertically and to connect the steel beams in the horizontal direction, 2 is connected to each other by using the connecting member and the coupling member to improve the rigidity of the joint portion, and thus it is possible to increase the span, and to a composite structure system with improved seismic resistance.

근래에 들어서 건축 구조물은 구조부재의 특성을 보다 효과적으로 사용하고, 시공성 향상 및 장스팬화, 고층화, 다기능화, 경량화를 위하여 복합구조 시스템에 관한 다양한 발명 및 연구가 수행되고 있다.In recent years, various inventions and researches on composite structure systems have been carried out in order to more effectively use the characteristics of structural members, to improve workability, to increase span, to increase height, to increase functionality, and to reduce weight.

그 중 가장 기초적인 방법에는, 철근을 배근하고 앵커볼트를 철근에 고정한 다음 콘크리트를 타설하여 철근 콘크리트 기둥을 형성하며, 콘크리트가 양생이 완료되면 앵커볼트에 베이스 플레이트를 설치한 후, 베이스 플레이트 위에 철골 보를 설치하는 대략적인 형태로 구성된다.The most basic of these methods is to reinforce the reinforcing bars, fix the anchor bolts to the reinforcing bars, and then cast concrete to form reinforced concrete columns.When the concrete is cured, the base plate is installed on the anchor bolts, and then the steel frame on the base plate. It consists of a rough form of installing the beam.

그러나, 철근이 배근된 상태에서 앵커볼트를 하나하나 레벨과 위치를 맞추어 설치하는 것이 용이하지 않았고, 설치된 앵커볼트가 콘크리트 타설 과정에서 변형될 우려가 높은 문제점이 있었다.However, it is not easy to install the anchor bolt to match the level and position one by one in the reinforcement state, there was a high problem that the installed anchor bolt is deformed during the concrete placing process.

또한, 앵커볼트는 통상 4개 이상을 설치해야 하며, 각각의 앵커볼트를 설치하기 위해서 철근의 배근이 완료된 다음, 혹은 철근의 배근 중에 철근에 앵커볼트를 가고정하고 레벨을 정확하게 조정한 후 다시 철근에 앵커볼트를 용접하여 고정하여야 하는 바, 앵커볼트의 설치 작업이 매우 번거로운 문제를 내포하고 있었다.In addition, four or more anchor bolts should be installed.In order to install each anchor bolt, after the reinforcement of the reinforcement is completed, or during the reinforcement of the reinforcement, anchor bolts are temporarily fixed to the reinforcing bars and the level is adjusted correctly. To be fixed by welding the anchor bolt, the installation of the anchor bolt was a very cumbersome problem.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 발명한 것으로써, 철근 콘크리트 기둥과 돌출부의 거푸집을 설치한 후, 기둥 철근을 수직방향으로 입설하고, 그 둘레에 띠근을 둘러 서로 움직이지 않도록 결속하여 기둥의 뼈대를 형성하고, 일정위치에 제 1 · 2 연결부재를 설치한 후, 제 1 · 2 연결부재와 철골 보를 결합부재로 결속한 다음 콘크리트를 타설함으로써 철근 콘크리트 기둥과 철골 보의 장점을 동시에 살려서 강성을 확보하면서 경량화를 이를 수 있도록 함을 목적으로 한다.Accordingly, the present invention has been invented in view of the above problems, and after installing the formwork of the reinforced concrete column and the protrusion, the column reinforcement in the vertical direction, and bound around the band reinforcement so as not to move with each other After forming the skeleton of the first and second connecting members in a certain position, and then binding the first and second connecting members and steel beams as coupling members, and then cast concrete to take advantage of the advantages of reinforced concrete columns and steel beams at the same time It aims to be lightweight while securing rigidity.

또한, 콘크리트의 타설 시 철골 보가 연결되는 부위에는 돌출부를 형성시켜서 철골 보의 끝단에 형성되는 압축력을 콘크리트 기둥으로 전달될 수 있도록 하여 국부적인 손상의 우려가 없으며, 이를 통해 장스팬의 수평 구조물을 제작할 수 있도록 하며, 이를 대상으로 반복재하 실험을 통해 역학적 특성과 내력 및 구조성능을 평가하고, 연결부의 응력전달 경로를 규명할 수 있도록 하여 내진성을 향상시킬 수 있도록 함을 또 다른 목적으로 한다.
In addition, there is no fear of local damage by forming a protrusion at the site where the steel beam is connected so that the compressive force formed at the end of the steel beam can be transferred to the concrete column when concrete is poured. The purpose of this study is to evaluate the mechanical properties, strength and structural performance through repeated load tests, and to identify the stress transmission path of the connection to improve the seismic resistance.

본 발명은 철근 콘크리트 기둥과 철골 보로 구성된 복합구조의 접합부위를 개선하기 위한 시스템에 관한 것으로써, 수직으로 철근 콘크리트 기둥을 형성하고 수평방향으로 철골 보를 연결하되, 제 1 · 2 연결부재와 결합부재를 이용하여 연결함으로써 접합부위의 강성이 향상되고, 이로 인해 장스팬화가 가능하며, 내진성이 향상된 특징이 있다.The present invention relates to a system for improving the joint portion of a composite structure consisting of reinforced concrete columns and steel beams, to form a reinforced concrete column vertically and to connect the steel beams in the horizontal direction, the first and second connecting members and coupling members By using the connection to improve the rigidity of the joint, it is possible to increase the span, it is characterized by improved shock resistance.

본 발명은 크게 철근 콘크리트 기둥(10)과 철골 보(20), 연결 부재(30) 및 결합 부재(40) 등으로 구성되며, 철근 콘크리트 기둥(10)과 그 상부 수평방향으로 돌출부(13)가 형성되도록 거푸집을 설치하고, 기둥 철근(11)과 띠근(12)을 이용하여 철근 콘크리트 기둥(10)의 뼈대를 완성하며, 일정 거리 이격된 위치에 철골 보(20)를 설치하되, 철골 보(20)의 양측으로 제 1 연결부재(31)와 제 2 연결부재(32)를 결합부재(40)를 이용하여 설치하고, 그 후 콘크리트를 부어 양생하되, 철골 보(20)와 연결되는 부위에는 제 1 · 2 연결부재(31, 32)를 감싸도록 돌출부(13)를 형성시킴으로써 접합부위의 강도가 향상될 수 있는 대략적인 구성을 갖는다.The present invention is largely composed of a reinforced concrete column 10 and steel beams 20, the connection member 30 and the coupling member 40, etc., the reinforced concrete column 10 and the projection 13 in the upper horizontal direction Install the formwork to form, to complete the skeleton of the reinforced concrete column 10 using the column reinforcement (11) and the band 12, and install the steel beams (20) at a certain distance apart from the steel beams ( On both sides of the 20, the first connecting member 31 and the second connecting member 32 are installed using the coupling member 40, and then poured concrete to cure, but the portion connected to the steel beam 20 By forming the protrusions 13 to surround the first and second connecting members 31 and 32, the strength of the joining portion can be improved.

이하 본 발명의 상세한 실시 예를 도면을 통해 살펴보면 다음과 같다.Hereinafter, a detailed embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 사시도를 나타낸 것으로써, 도시한 바와 같이, 수직으로는 철근 콘크리트 기둥(10)이 형성되고, 그와 수평방향으로는 철골 보(20)가 결합되 되, 철근 콘크리트 기둥(10)과 연결되는 부위에는 돌출부(13)가 형성된 구성을 갖는다.1 is a perspective view of the present invention, as shown, the reinforced concrete column 10 is formed vertically, and the steel beam 20 is coupled to the horizontal direction, the reinforced concrete column ( 10) has a configuration in which a protrusion 13 is formed.

상기 철근 콘크리트 기둥(10)과 철골 보(20)가 결합되는 형태를 도 2의 정단면도와 도 3의 평단면도를 통해 제작과정의 순서로 살펴보면, 우선, 철근 콘크리트 기둥(10)과 그의 일측에 형성된 돌출부(13)를 형성하기 위하여 거푸집 공사를 시행하는 바, 거푸집은 목재, 합판, 철재 등으로 제작하여 콘크리트가 응결, 경화하는 동안 일정한 형상과 치수의 유지 및 경화에 필요한 수분의 누출을 방지하는 것으로써, 철근 콘크리트 기둥(10)과 돌출부(13)의 형태를 결정하는 구성을 갖는다.Looking at the form of the reinforced concrete column 10 and the steel beams 20 is combined in the order of the manufacturing process through the front sectional view of Figure 2 and the planar sectional view of Figure 3, first, on the reinforced concrete column 10 and one side thereof The formwork is carried out to form the formed protrusions 13, and the formwork is made of wood, plywood, steel, etc. to prevent the leakage of moisture required for maintaining and maintaining a constant shape and dimensions during concrete condensation and curing. It has a structure which determines the form of the reinforced concrete pillar 10 and the protrusion part 13 by doing so.

상기 거푸집 공사를 완료한 후에는 철근 공사를 실시하는 바, 철근 콘크리트 기둥(10)은 기둥 철근(11)을 수직으로 입설하고, 입설된 기둥 철근(11)의 둘레에 띠근(12)을 둘러서 철사 등의 결속수단을 통해 서로 움직이지 않도록 결속하여 철근 콘크리트 기둥(10)의 뼈대를 완성한다.After the formwork is completed, the reinforcing bar is carried out. The reinforced concrete column 10 vertically installs the column reinforcing bars 11 and surrounds the band bars 12 around the installed column reinforcing bars 11. Bind so as not to move with each other through the binding means such as to complete the skeleton of the reinforced concrete column (10).

그런 다음, 철근 콘크리트 기둥(10) 뼈대의 일정 높이에 철골 보(20)를 결합하되, 우선, 'ㄱ'자 형태의 제 2 연결부재(32)를 철골 보(20)가 결합되는 지점의 끝단까지 설치하고, 'I'형 철골 보(20)의 상단과 하단에 각각 두 개씩 결합되는 형태로 구성된다.Then, the steel beam 20 is coupled to a certain height of the reinforced concrete column 10 skeleton, first, the end of the point where the steel beam 20 is coupled to the second connection member 32 of the 'b' shape It is installed up to, 'I' type steel frame beam 20 is configured in the form of being coupled to each of the top and bottom two.

또한, '

Figure 112004050693674-pat00001
' 형태의 제 1연결부재(31)는 상기 제 2 연결부재(32)보다 더 연장된 지점까지 설치하되, 'I'형 철골 보(20)의 양측부에 각각 결합되는 형태로 구성되는 바, 직사각 형태의 결합부재(40)를 이용하여 철골 보(20)와 제 1연결부재(31)를 결속시킬 수 있도록 구성된다.Also, '
Figure 112004050693674-pat00001
The first connection member 31 of the 'shape is installed to a point extending further than the second connection member 32, but is configured in the form of being respectively coupled to both sides of the' I 'type steel beam 20, It is configured to bind the steel beam 20 and the first connection member 31 by using the coupling member 40 of the rectangular shape.

상기 결속되는 형태가 도 4의 측면도에 잘 도시된 바, 'I'형 철골 보(20)의 좌측과 그 철골 보(20)의 우측에 설치된 제 1 연결부재(31)가 직사각 형태의 결합부재(40)를 통해 결속되고, 'I'형 철골 보(20)의 우측과 그 철골 보(20)의 좌측에 설치된 제 1연결부재(31)가 직사각 형태의 결합부재(40)를 통해 상호 견고하게 결속되는 형태로 구성된다.The binding form is well illustrated in the side view of FIG. 4, wherein the first connection member 31 installed on the left side of the 'I' type steel beam 20 and the right side of the steel beam 20 has a rectangular coupling member. Binding through the 40, the first connection member 31 installed on the right side of the 'I' type steel beam 20 and the left side of the steel beam 20 is firmly mutually through the coupling member 40 of the rectangular shape It is composed in the form of a solid bond.

그 후, 철근 콘크리트 기둥(10)의 뼈대와 그에 결합되는 철골 보(20)의 연결부위에 콘크리트를 타설하는 바, 시멘트, 골재, 물 등을 적당한 비율로 혼합하여 상기 거푸집의 내부로 부어 넣은 다음, 시멘트와 물의 화학 작용으로 견고한 경화체로 형성시키는 양생과정을 통해 철근 콘크리트 기둥(10)과 그와 연결된 돌출부(13)를 형성함으로써 본 발명의 제작을 완료한다.Subsequently, the concrete is poured into the framework of the reinforced concrete column 10 and the connection portion of the steel beam 20 coupled thereto, and the cement, aggregate, water, and the like are mixed at an appropriate ratio and poured into the interior of the formwork. , Through the curing process to form a solid hardening body by the chemical action of cement and water to form the reinforced concrete column 10 and the protrusion 13 connected thereto to complete the manufacture of the present invention.

본 발명은 상기 실시되는 시공방법에 국한되지 아니하고, 현장의 여건에 따라 다양한 형태로 실시가 가능하며, 본 발명의 기술적 사상이 적용되는 모든 시공방법에 적용됨을 밝혀둔다.The present invention is not limited to the construction method to be carried out above, it can be carried out in various forms depending on the conditions of the site, it will be found that the technical idea of the present invention is applied to all construction methods applied.

상기와 같이 제작된 본 발명은 기존에 고안된 기존의 복합보 구조에 비해 높 은 강성을 갖게 되는 바, 그 구체적인 예를 다수 번의 실험과 본 발명인이 신규로 제안하는 제안식을 통해 살펴보면 다음과 같다.The present invention produced as described above will have a high rigidity compared to the conventional composite beam structure designed before, looking at the specific example through a number of experiments and the proposed formula newly proposed by the inventors are as follows.

우선, 철근 콘크리트 기둥(10)과 철골 보(20)의 접합부의 응력분포를 살펴보면, 도 5a에 도시된 바와 같이 접합부의 길이를 L2, 철근 콘크리트 기둥(10) 단부에서 하중작용점까지의 거리를 L3라 할 때 하중 Qu에 의한 응력분포를 도 5b와 같이 표현하면, 분포된 응력의 합력 sQ와 rQ로 간단히 하여 Qu와 평형을 이루는 것으로 가정한다.First, when looking at the stress distribution of the joint of the reinforced concrete column 10 and the steel beam 20, as shown in Figure 5a, the length of the connection L 2 , the distance from the end of the reinforced concrete column 10 to the load point When L 3 is expressed as the stress distribution by the load Q u as shown in FIG. 5B, it is assumed that the stress s Q and r Q of the distributed stress are simply balanced to Q u .

여기서 sQ는 콘크리트의 전단내력(crQ)과 전단보강근에 의한 내력의 합으로 평가되며 콘크리트의 전단내력에 의한 강재의 지렛대 반력의 구속효과를 고려하여 rQ는 아래의 식과 같이 제안된다.The evaluation of the sum of Q s is the strength of the shear strength (cr Q) and the shear reinforcement of concrete, and in consideration of the confinement effect of the leverage force of the steel according to the shear capacity of the concrete is proposed as the following equation Q r is.

Figure 112004050693674-pat00002
Figure 112004050693674-pat00002

그러므로 철근 콘크리트 부분의 전단내력은 rQ 이상이 되도록 전단보강근 혹은 기타 보강방법에 의하여 설계하는 것으로 한다.Therefore, the shear strength of reinforced concrete parts is to be designed by shear reinforcement or other reinforcement methods so that r Q or more.

한편, 기존의 응력전달 모델은 실험결과와 비교해 볼 때 내력차이가 있는 것으로 보고되고 있으므로, 도 6에 나타낸 바와 같이 본 발명의 응력전달 모델을 살 펴보면, Mcom은 철근 콘크리트의 전단내력에 의한 저항모멘트이고, 본 발명의 응력전달 모델에 의한 복합보의 종국전단내력은 다음 식과 같다.On the other hand, the conventional stress transfer model is reported to have a difference in strength when compared with the experimental results, look at the stress transfer model of the present invention as shown in Figure 6, M com is due to the shear strength of reinforced concrete The ultimate shear strength of the composite beam according to the moment of resistance and the stress transfer model of the present invention is as follows.

Figure 112004050693674-pat00003
Figure 112004050693674-pat00003

또, 철근 콘크리트 기둥(10)과 철골 보(20)의 접합부분의 철근 콘크리트 단면과 철골단면에 각각 작용하는 전단력 sQ , rQ 는 다음 식과 같다.In addition, the shear forces s Q and r Q acting on the reinforced concrete cross section and the steel cross section of the joint portion of the reinforced concrete column 10 and the steel beam 20 are as follows.

Figure 112004050693674-pat00004
Figure 112004050693674-pat00004

Figure 112004050693674-pat00005
Figure 112004050693674-pat00005

여기서,here,

Figure 112004050693674-pat00006
Figure 112004050693674-pat00006

sMp : 철골단면의 전소성모멘트. s M p : Total plastic moment of steel cross section.

cMu : 철근 콘크리트 단면의 극한 휨내력. c M u : Ultimate flexural strength of reinforced concrete section.

Mcom : 철근 콘크리트 전단내력에 의한 저항 모멘트.M com : Resistive moment due to reinforced concrete shear strength.

crQ : 철근 콘크리트 균열시의 공칭전단응력. cr Q: Nominal shear stress in reinforced concrete cracking.

ds : 철근 콘크리트 보의 피복두께를 제외한 높이.d s : Height excluding cover thickness of reinforced concrete beams.

D : 철근 콘크리트 보의 춤. d` : 피복두께.D: Dance of reinforced concrete beams. d`: coating thickness.

접합부분의 양단에서 전단력 변화는 전단보강근이 부담한다고 가정하면, 철골 측과 철근 콘크리트 측의 전단보강근 소요개수 n은 다음과 같다.Assuming that the shear reinforcement is burdened by the shear reinforcement at both ends of the joint, the required number of shear reinforcement n on the steel side and the reinforced concrete side is as follows.

Figure 112004050693674-pat00007
(철골측) ,
Figure 112004050693674-pat00008
(철근 콘크리트측)
Figure 112004050693674-pat00007
(Steel side),
Figure 112004050693674-pat00008
(Reinforced concrete side)

여기서,here,

wσy : 전단보강근의 항복응력. w σ y : Yield stress of the shear reinforcement.

wα : 전단보강근 한 개의 단면적. w α: Cross section of one shear reinforcement.

한편, 다양한 형태로 실험을 실시하되, 실험에 의해 얻어진 값과, 일본국의 SCR규준 및 기존의 계산식으로 얻어진 값과, 본 발명에 의해 제안된 계산식으로 얻어진 값과 비교한 결과 다음과 같다.On the other hand, the experiment is carried out in various forms, but the value obtained by the experiment, the value obtained by the SCR standard and the existing calculation formula of Japan, and the value obtained by the calculation formula proposed by the present invention as follows.

아래의 < 표 1 >은 실험체의 일람표를 나타낸 것으로써 표상에 나타난 실험체의 표기 형식은,<Table 1> below shows a list of specimens.

W40 : 용접 주근량(용접철근의 항복모멘트 / 종국모멘트 %),W40: Weld freckage (yield moment / final moment% of welded rebar),

C : 시어코넥터 설치, H : 고강도 콘크리트,C: Shear connector installation, H: High strength concrete,

U : 상 · 하 주근을 일체로 배근함, F : 정착판 부착.U: Integrate upper and lower stratums integrally, F: With fixing plate.

으로 표시하였다.Marked as.

실험번호Experiment number 실험체명Subject name 인장철근량Tensile rebar (콘크리트강도)(Concrete strength) 용접주근량Weld Frequencies (%)(%) RC단부보강RC end reinforcement 비고Remarks 1One W40 W40 6-HD10 (210kg/cm2) 6-HD10 (210kg / cm 2 ) 40 40 무   radish 주근용접형 Major welding type 22 W60 W60 60 60 주근용접형 Major welding type 33 W80 W80 80 80 주근용접형 Major welding type 44 W60F W60F 60 60 정착판 Fixing plate 정착판 보강형Fixture Plate Reinforced Type 55 W50HU W50HU 2-D19 2-D16 (270kg/cm2)2-D19 2-D16 (270kg / cm 2) 50 50 상·하 주근 일체 배근All upper and lower back muscles 주근 용접형 Freckle welding type 66 W50HF W50HF 50 50 정착판 Fixing plate 정착판 보강형Fixture Plate Reinforced Type 77 CHU1 CHU1 0 0 상·하 주근 일체 배근 All upper and lower back muscles 시어코넥터형 Shea Connector Type 88 CHU2 CHU2 0 0 시어코넥터형 Shea Connector Type

상기와 같은 실험체에 변위계를 설치하고 하중 가력장치를 이용하여 반복 재하실험을 최종 파괴가 발생할 때 까지 실시함으로써 다음과 같은 결과 값을 얻을 수 있었다.By installing a displacement meter on the specimen as described above, and carrying out the repeated loading test using the load-bearing device until the final failure occurred, the following results were obtained.

아래의 < 표 2 >는 각 실험체별 내력을 비교하는 표로써,<Table 2> below is a table comparing the strength of each specimen.

실험체명Subject name 항복내력(tf)Yield strength (tf) 종국내력(tf)Final strength (tf) 실험값Experimental value 일본규준Japanese Standard 실험값Experimental value 일본규준Japanese Standard 종래제안식Conventional proposal 본발명의Invention 제안값Suggested value W40W40 3.9 3.9 3.43 3.43 5.63 5.63 6.08 6.08 4.0 4.0 5.225.22 W60W60 4.2 4.2 3.43 3.43 4.73 4.73 6.08 6.08 4.0 4.0 5.225.22 W80W80 4.2 4.2 3.43 3.43 5.76 5.76 6.08 6.08 4.0 4.0 5.225.22 W60FW60F 4.2 4.2 3.43 3.43 5.31 5.31 6.08 6.08 4.0 4.0 5.225.22 W50HUW50HU 5.0 5.0 4.75 4.75 8.08 8.08 8.81 8.81 6.09 6.09 7.727.72 W50HFW50HF 4.8 4.8 4.75 4.75 8.12 8.12 8.81 8.81 6.09 6.09 7.727.72 CHU1CHU1 5.5 5.5 5.03 5.03 8.41 8.41 9.1 9.1 6.09 6.09 7.727.72 CHU2CHU2 5.8 5.8 5.03 5.03 8.17 8.17 9.1 9.1 6.09 6.09 7.727.72

일본국 SRC 규준 :

Figure 112004050693674-pat00009
Japanese SRC Standards:
Figure 112004050693674-pat00009

단, rQu : 철근 콘크리트의 종국전단내력, sQu : 철골의 종국전단내력Where r Q u : ultimate shear strength of reinforced concrete, s Q u : final shear strength of steel

기존의 제안식 :

Figure 112004050693674-pat00010
,
Figure 112004050693674-pat00011
Existing proposal:
Figure 112004050693674-pat00010
,
Figure 112004050693674-pat00011

단,

Figure 112004050693674-pat00012
, only,
Figure 112004050693674-pat00012
,

Figure 112004050693674-pat00013
Figure 112004050693674-pat00013

sMp : 철골의 전소성 휨내력, Mu : RC의 휨내력 s M p : Total plastic flexural strength of steel, M u : RC flexural strength

상기와 같은 결과를 토대로 하여 계산식에 의한 값과 실험결과에 대한 비를 보면 평균적으로 일본규준은 약 11%를 상회하는 것으로 나타났고, 기존의 제안식은 24% 정도 낮게 평가하는 것으로 나타났지만, 본 발명에 의한 제안식은 평균 5% 이내의 오차에서 평가되고 있어서 보다 신뢰할 수 있는 결과를 얻기에 충분한 것이다.On the basis of the above results, the ratio of the values calculated by the formula and the experimental results was found that on average, the Japanese standard exceeds about 11%, and the existing proposed formula is estimated to be as low as 24%. The proposed formula is evaluated at an error within 5% on average and is sufficient to obtain more reliable results.

즉, 상기 < 표 2 >의 값을 이용하여 실험값을 계산 값으로 나눈 결과가 1에 가까울수록 신뢰할 수 있는 것으로 아래의 그래프를 통해 볼 때 더욱 명확하게 그 결과를 예측할 수 있는 구성을 갖는다.That is, as the result of dividing the experimental value by the calculated value using the value of <Table 2> is closer to 1, the result is more reliable when viewed through the graph below.

Figure 112004050693674-pat00014
Figure 112004050693674-pat00014

상기와 같이 구성을 갖는 본 발명은, 우선 기둥 철근을 수직방향으로 입설하고, 그 둘레에 띠근을 둘러 서로 움직이지 않도록 결속하고, 일정위치에 제 1 · 2 연결부재를 설치한 후, 제 1 · 2 연결부재와 철골 보를 결합부재로 결속한 다음 콘크리트를 타설함으로써 철근 콘크리트 기둥과 철골 보의 장점을 동시에 살려서 강성을 확보하면서 경량화를 이룰 수 있는 효과가 있다.In the present invention having the configuration as described above, first, the column reinforcing bars are erected in the vertical direction, bound around the band bars so as not to move with each other, and the first and second connecting members are provided at a predetermined position. 2 By binding the connecting member and the steel beam as a joining member and then placing concrete, it is possible to achieve the weight reduction while securing the rigidity by utilizing the advantages of the reinforced concrete column and the steel beam at the same time.

또한, 콘크리트의 타설 시 철골 보가 연결되는 부위에는 돌출부를 형성시켜서 철골 보의 응력을 콘크리트 기둥으로 전달될 수 있도록 하여 국부적인 손상의 우려가 없으며, 이를 통해 장스팬의 수평 구조물을 제작할 수 있도록 하며, 이를 대상으로 반복재하 실험을 통해 역학적 특성과 내력 및 구조성능을 평가하고, 연결 부의 응력전달 경로를 규명할 수 있도록 하여 내진성을 향상시킬 수 있는 또 다른 효과가 있다.
In addition, when the concrete is placed, the steel beam is connected to the site where the steel beam is formed so that the stress of the steel beam can be transmitted to the concrete column so that there is no fear of local damage, thereby making the horizontal structure of the long span. This study has another effect of improving the seismic resistance by evaluating mechanical properties, strength and structural performance through repeated load tests, and by identifying the stress transmission path of the joint.

Claims (3)

복합구조 시스템에 있어서,In a composite structure system, 철근 콘크리트 기둥(10)과 그 상부 수평방향으로 돌출부(13)가 형성되도록 거푸집을 설치하고,Install the formwork so that the reinforced concrete column 10 and the protrusion 13 in the upper horizontal direction, 기둥 철근(11)과 띠근(12)을 이용하여 철근 콘크리트 기둥(10)의 뼈대를 완성하며,Using the column reinforcement (11) and the band reinforcement (12) to complete the skeleton of the reinforced concrete column (10), 상기 돌출부(13)에 철골 보(20)를 설치하되, 제 1 연결부재(31)와 제 2 연결부재(32)를 결합부재(40)를 통해 설치하고,The steel beam 20 is installed on the protruding portion 13, and the first connecting member 31 and the second connecting member 32 are installed through the coupling member 40. 그 후 거푸집 내로 콘크리트를 부어 양생함으로써 철근 콘크리트 기둥(10)과 돌출부(13)가 형성되고, 철골 보(20)와 연결된 제 1 · 2 연결부재(31, 32)가 콘크리트에 의해 감싸지도록 구성되어,Thereafter, by pouring concrete into the form and curing, the reinforced concrete column 10 and the protrusion 13 are formed, and the first and second connecting members 31 and 32 connected to the steel beams 20 are configured to be surrounded by concrete. , 복합 보의 강성이 증대되고 경량화 및 장스팬화가 구현될 수 있도록 함을 특징으로 하는 복합구조 시스템.A composite structure system, characterized in that the rigidity of the composite beam can be increased and the weight and long span can be realized. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 제 2연결부재(32)는, 'ㄱ'자 형태로 절곡된 철근으로 구성되되, 철골 보(20)의 끝단 상 · 하부에 각각 두 개씩 결합됨을 특징으로 하는 복합구조 시스템.The second connecting member 32 is composed of reinforcing bars bent in a '-' shape, complex structure system characterized in that the two are respectively coupled to the upper and lower ends of the steel beam (20). 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 제 1연결부재(31)는, '
Figure 112004050693674-pat00015
' 형태로 절곡된 철근으로써, 철골 보(20)의 양측부에 각각 결합되되,The first connection member 31,
Figure 112004050693674-pat00015
'Bent in the form of reinforcing bars, respectively, are coupled to both sides of the steel beam 20, 직사각 형태의 결합부재(40)를 이용하여 철골 보(20)의 일측과 그 철골 보(20)의 타측에 설치된 제 1 연결부재(31)를 결속시키고,Bonding the first connection member 31 installed on one side of the steel beam 20 and the other side of the steel beam 20 by using the coupling member 40 of the rectangular shape, 결합부재(40)를 이용하여 철골 보(20)의 타측과 그 철골 보(20)의 일측에 설치된 제 1연결부재(31)를 결속시켜서 상호 견고하게 결속됨을 특징으로 하는 복합구조 시스템.Composite structure system characterized in that by using the coupling member 40 to bind the other side of the steel beams (20) and the first connection member 31 installed on one side of the steel beams (20) to be firmly bonded to each other.
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