KR101059028B1 - Correction of eccentric, inclined and twisted columns in the basement downward process - Google Patents

Abstract

본 발명은 지하실 하향공법 과정에서 필연적으로 잘못 시공된 편심, 경사, 비틀어진 철골기둥을 그대로 수용하면서도 후속 공정인 보를 설계상 목표했던 바대로 축선에 맞춰서 시공할 수 있는 기둥과 보의 접합 방법을 제시한다.The present invention proposes a method of joining columns and beams that can be constructed in line with the axis as the design target was intended, while accommodating eccentricity, inclination, and twisted steel pillars that were necessarily constructed incorrectly in the basement downhole process. do.

기둥자재는 철골구조에서 가장 많이 사용하는 H형강(10) 대신 원형강관(40)으로 하여 앞의 3가지 오차 중 기둥의 비틀림 문제점을 해소하고 기둥의 패널존 보강은 4분강관토막(44)을 덧대는 방법으로 간략화하고 보를 단일본으로 제작하는 대신 양단에 브라킷(Bracket)을 부착하고 표준길이로 제작한 중간토막을 재래식 공법으로 현장 조립하게 한다. 기둥 중심이 설계 도면상의 위치를 벗어나서 보의 길이가 달라지는 것은 브라킷의 길이로 조정하고 중심이 벗어나면서 기울어진 기둥과 보 브라킷의 접합은 브라킷의 내단부와 4분강관토막(44)과의 공장 편심용접으로 해결한다. 강관 기둥 내부의 빈 공간에 콘크리트(41)를 채우는 것은 상향공법을 적용하기 이전에 완료하며 콘크리트의 초기경화수축을 고려하여 높이 6m 이내 마다 단계적으로 분리 타설한다.The pillar material is a circular steel pipe 40 instead of the H-shaped steel 10 most used in steel structure to solve the torsional problems of the pillars of the previous three errors, and the panel zone reinforcement of the columns is divided into four-quarter steel pipe 44. Instead of simplifying the padding method and making the beam into a single piece, the brackets are attached at both ends and the middle piece manufactured to the standard length is assembled by the conventional method. The change in the length of the beam by changing the center of the column out of the position on the design drawing is adjusted to the length of the bracket. The joint of the inclined column and the beam bracket when the center is out of line is the factory eccentricity between the inner end of the bracket and the quarter-pipe pipe 44. Solve by welding. Filling the concrete (41) in the empty space inside the steel pipe column is completed before applying the upward method and is poured step by step every 6m or less in consideration of the initial hardening shrinkage of the concrete.

4분 강관토막, 지하실 하향 공법, 비틀림 4-minute steel pipe, basement downhole, torsion

Description

지하실 하향 공법 과정에서 편심, 경사, 비틀리게 시공된 기둥을 수정하는 공법{Adjusting Method of Eccentrically, Inclined and/or twisted Column during Downward Construction of Basement}Adjusting method of eccentrically, inclined and / or twisted column during downward construction of basement

전 세계적으로 우리나라는 지하실의 연면적이 가장 많고 지하실 깊이도 가장 깊다. 따라서 지하실 하향공법을 적용한 실적도 가장 많을 것인데 지금도 이 같은 공사 과정에서 기둥이 바로서지 못하여 어려움을 겪는 현장이 상존하고 있다. 지하실 하향공법은 지하실 공사를 위한 흙파기 공사를 먼저 시행하는 정상적인 공법(Open cut)과는 달리 지상에서 기둥을 설치할 위치지반에 구멍을 뚫어 공사 중 상부 하중을 지탱할 기초와 지하실 철골기둥과 지하실 벽체(주로 연속벽공법)를 먼저 설치한 후에 땅을 1개층씩 파내려가면서 보를 기둥에 부착하고 바닥판을 타설하는 방법을 반복해 내려간다. 이렇게 마련한 보와 바닥판은 지하실 벽체에 가하는 토압과 수압을 수평방향으로 안전하게 지탱해 주므로 별도 흙막이 공사를 하지 않아도 주변 건물에 유발하는 피해를 최소한으로 줄이는 장점이 있다.Globally, Korea has the highest total floor area and the deepest basement depth. As a result, the basement downlink method will be the most successful, and there are still sites that suffer from difficulties in the construction of such columns. Unlike the open cut, which is the first to perform the digging work for the basement, the basement downhole is drilled in the ground where the column is to be installed on the ground to support the upper load during construction, the basement steel pillar and the basement wall ( After the installation of the continuous wall method, the first step is to dig the ground one by one, attaching the beams to the columns and placing the bottom plate. Thus, the beams and the floor plate prepared in this way can safely support the earth pressure and the water pressure applied to the basement walls in the horizontal direction, which has the advantage of minimizing the damage caused to the surrounding buildings without the need for a separate earthquake construction.

이 공법은 바닥 판을 선시공한 상태에서 그 하부의 흙을 파 내려가야 하며 직상부 기둥과 벽체 콘크리트가 선시공된 상태에서 그 하부 수직재(기둥, 벽 등)에 콘크리트를 부어 넣어야 하는 거꾸로 된 공사의 번거로움 때문에 공사 기간이 늘어 나는 단점이 있다. 따라서 이를 만회하기 위하여 지상 1층을 기준으로 지하 1층 → 지하 8층 등의 순서로 하향 시공하는 동시에, 지상 2층 → 15층 등 상부로도 시공하는 이른바 TOP-DOWN 공사를 시행함으로 인하여 늘어나는 하향 지하실 공사의 공기를 만회하기도 한다,This method requires the digging of the soil under the foundation of the bottom plate, and the inverted construction of pouring the concrete into the lower vertical materials (columns, walls, etc.) while the upper column and the wall concrete are pre-installed. There is a disadvantage in that the construction period is extended due to the nature. Therefore, in order to make up for this, downward construction is performed in the order of 1st basement floor → 8 basement floors in order, and the so-called top-down construction which is also applied to the upper floors such as 2nd floor and 15th floor. It also makes up for the air in basement construction,

지하실 흙파기 공사를 하기에 앞서 지상에서 기둥 위치에 구멍을 뚫는 장비로 가장 많이 사용하는 것은 대구경 천공장비인 RCD나 중대구경 천공장비 PRD가 일반적인데 이들을 적용하는 기둥 설치의 수직도 목표치는 기둥 길이의 1/500 (지하실 깊이 30m일 경우 6cm)이나, 실제 현장실정은 편심거리가 20cm에 다다를 때도 있다. 또한 대부분의 지하실은 주차장으로 사용하는데 건축사는 제한된 평면 내에 주차 대수를 최대한으로 확보하기 위하여 기둥 중심 간격에서 단 1cm 도 여유 없이 설계하는 경향이 있으므로 시공도중 기둥 위치가 조금이라도 정위치를 이탈하면 준공검사를 받지 못하게 된다. 그러므로 대부분의 경우는 지하실 기둥을 철골 철근콘크리트로 설계하여 단면 중앙에 배치한 철골기둥의 편심 오차를 주변에 감싸는 철근콘크리트로 보정하는 기법을 사용한다. 여기서 사용하는 철골기둥은 1960년대 말에 일본에서 개발한 고하중(高荷重) 기둥 전용 400시리즈 H형강인데 이는 외곽크기가 40cm 내외로 작은 반면 두께가 두꺼워서 단면적은 크지만 길이가 긴 기둥일 경우 약축 방향의 단면2차반경이 작아 좌굴 위험이 있는 것이 큰 단점이다.The most commonly used equipment for drilling holes on the ground before digging a basement is to use large-diameter drilling equipment, RCD or medium-diameter drilling equipment PRD. 1/500 (6cm for a basement depth of 30m), but in practice the eccentricity sometimes reaches 20cm. In addition, most basements are used as parking lots. Architects tend to design only 1 cm from the center of the column to secure maximum parking within a limited plane. Will not receive. Therefore, in most cases, the basement column is designed with steel reinforced concrete to compensate for the eccentricity of the steel pillars placed in the center of the section with the reinforced concrete wrapping around. The steel column used here is a 400 series H-shaped steel for heavy load columns developed in Japan in the late 1960's. Its outer size is around 40cm, while its thickness is large, its cross section is large, but its length is weak. A small disadvantage is that there is a risk of buckling because the cross-sectional secondary radius in the direction is small.

TOP-DOWN 공사의 순서는 공사 기간이 긴 하향 지하실 공사를 하는 동안 비교적 공사 기간이 짧은 지상층 상향 공사를 될수록 많이 해야 전체 공기를 단축할 수 있다. 그러나 지하실 굴토공사 지연으로 철골기둥 주변에 철근콘크리트 피복을 하 기도 전에 너무 큰 상재(上載) 하중이 작용하면 철골기둥이 좌굴할 염려가 있어서 상향 공사시기를 의도적으로 지연시키거나 지하실 기둥을 임시로 보강해야 한다. 지하실 기둥은 시공 과정에서도 한층 한층 누적되는 상부 하중을 전부 안전하게 지탱하여야 하는 주요 구조부재이므로 소홀히 다루면 대형 안전사고로 이어질 수 있기 때문이다.The order of the TOP-DOWN construction is to increase the construction of the ground floor with a relatively short construction period during the downward basement construction, which has a long construction period. However, if there is too much material load before applying reinforced concrete around the steel column due to the delay of underground construction, there is a possibility that the steel column may buckle, which intentionally delays the upward construction period or temporarily reinforces the basement column. Should be. The basement column is a major structural member that must safely support all the upper loads accumulated even in the construction process, and if neglected, it can lead to a large safety accident.

H형 기둥은 땅속 깊이 삽입하는 과정에서 중심 위치를 벗어나고(수평방향으로) 기울어지기도 하지만(수직방향에서) 꼬임 현상으로 인해 4각형인 외형이 비틀리기도 한다. 그러나 중심위치 이탈, 기울어지고 비틀리는 등 정상 위치에서 벗어난 기둥에 그대로 보를 접합하면 그 후속 공사는 잘못된 첫 단추에 따라 다음 단추를 계속 잘못 끼우는 격이 되어서 점점 더 부실한 공사로 이어지는 결과를 초래한다(도3). 따라서 이를 비교적 쉽게 보완하기 위하여 철근콘크리트 구조로는 무리한 기둥스팬과 큰 하중을 지지해야 하는 구조임에도 불구하고 철골보 대신 철근콘크리트보로 설계하는 경향이 있다.The H-shaped column is oriented (horizontal) and tilted (horizontally) out of its central position during insertion into the depth of the ground, but the twisting phenomena is also distorted by the twisting phenomenon. However, joining beams to columns that are out of the normal position, such as deviating from the center position, tilting and twisting, can lead to more and more unsuccessful construction, as the subsequent construction will continue to insert the next button according to the wrong first button. 3). Therefore, in order to compensate for this relatively easily, the reinforced concrete structure tends to be designed as reinforced concrete beams instead of steel beams, despite being a structure that must support excessive column spans and large loads.

지하실 공사를 TOP-DOWN 방식으로 시행하면 지하실은 굴토심의에서 자동적으로 흙막이 공사를 허가를 받을 수 있을 정도로 안전성이 보장된다. 그러나 철골공사 업체는 지하실 공사를 하는 동안 항상 손해를 감수한다고 알려져 있다. 그 이유는 철골공사의 특성상 적어도 3개층 정도를 1개 절(節)로 제작, 운반 조립하는 능률을 기본으로 하는데 하향공법에서는 층마다 기둥중심 위치와 수직도 및 평면상 X, Y축을 벗어나 비틀어지기 때문에 공사가 진행되는 과정에서 매층 현장 실측한 후 철구공장에서 제작도(Shop Drawing)를 작성하고 패널존의 보강 부재들과 보를 이형(異形)으로 정밀 재단하여 현장에 반입 설치하여야 한다. (도2) 지하실 보를 설치하는 것도 상부 바닥이 완성된 상태이므로 보를 타워크레인으로 들어서(揚重) 지하실 기둥에 조립할 수 없고, 제한된 인입구를 통해 지하실에 반입하여 굴삭기, 지게차 등 별도 장비를 동원하여 비뚤어진 기둥에 현장 맞춤을 하여야 하는 어려움이 있다. 그 때문에 철골구조라야 타당한 장스팬, 고하중(高荷重) 보임에도 불구하고 무리하게 철근콘크리트 구조로 선회하는 것이다.If the basement construction is carried out in a top-down manner, the basement is secured to the extent that the earthquake deliberation permits construction of the earthquake automatically. However, steel frame companies are known to always lose money during basement construction. The reason is based on the efficiency of fabricating and transporting at least three floors in one section due to the nature of steel construction. In the down-hole method, each floor is twisted out of the column center position, verticality, and planar X, Y axis. Therefore, after the construction of each floor site during the construction process, the shop drawing should be made in the steel ball factory, and the reinforcing members and beams of the panel zone should be precisely cut into molds and brought into the site. (Fig. 2) The installation of the basement beams is also completed, so the beams cannot be assembled to the basement column by lifting the tower crane, and brought into the basement through the limited entry port, and the use of additional equipment such as excavators and forklifts makes the crooked. There is a difficulty in making field alignment to the column. For this reason, the steel frame structure makes it possible to turn to the reinforced concrete structure even though it has a reasonable long span and high load.

기둥재로 가장 흔하게 사용하는 강재는 H형강이다. H형강은 열간압연재이고, 강관은 후판을 이용하여 2차 가공하므로 H형강이 강관에 비해 단위 단가가 낮기 때문이다. 한편 강관을 기둥재료로 활용하면 외형이 천공장비가 뚫는 구멍과 같이 원형이므로 필요하면 천공시 사용하는 케이싱으로도 겸용할 수 있다. 또한 강관은 비틀림 저항 내력이 크며 방향성이 없기 때문에 설치 과정에서 다소간 비틀려도 외관상 아무런 영향을 주지 않고, 강관 내부에 콘크리트(41)를 채우면 압축력을 더 많이 받을 수 있는 장점이 있다. 강관은 점대칭 단면이어서 어느 방향으로도 단면2차반경이 일치하며 크다. 따라서 압축재로 사용하기에 가장 합리적이며 높이가 높아도 임시 보강 없이 큰 상재하중을 받으면서 하향 공사를 할 수 있는 장점도 갖추고 있다.The most commonly used steel for pillars is H-beams. H-shaped steel is a hot rolled material, and the steel pipe is secondary processing using a thick plate, so the unit cost of H-shaped steel is lower than steel pipe. On the other hand, if the steel pipe is used as the pillar material, the outer shape is round like the hole drilled by the drilling equipment, so it can also be used as a casing used when drilling. In addition, the steel pipe has a large torsional resistance and no directivity, and thus, the steel pipe may have more compressive force if the concrete 41 is filled in the steel pipe without any influence on the appearance even when the steel pipe is twisted somewhat. The steel pipe is point symmetrical in cross section, so the cross-section secondary radius is large in all directions. Therefore, it is the most rational to use as a compression material, and even if the height is high, it also has the advantage of being able to carry out the downward construction while receiving a large load of material without temporary reinforcement.

마지막으로 한 가지 더 비교의 대상이 되는 것은 기둥이 지상층과 같이 제 위치에 제대로 시공하는 것이 당연할 때는 지금까지 보편화된 H형 기둥과 보가 만나는 패널존 보강에 아무런 어려움이 없지만 하향공법에서는 원형강관 패널존 보강 이 더 간편한 것임에 관심을 기울일 필요가 있다.Finally, one more comparison is that when the column is properly installed in place like the ground floor, there is no difficulty in reinforcing the panel zone where the H-shaped column and the beam meet each other. It is worth noting that zone reinforcement is simpler.

철골구조에서 가장 중요하게 다루는 사항은 각 부재의 접합 상세다. 특별한 경우를 제외하면 기둥은 수직, 보는 수평 방향으로 배열하며 기둥과 보는 가로세로 직각 방향으로 배열한다. 간혹 기울어진 기둥이나 직각을 벗어난 보로 설계하기도 하지만 이는 설계 당시부터 그렇게 한 것이어서 어렵기는 하지만 도면에 따라 사전 준비하여 제작 조립하는 순서를 따르면 된다. 그러나 하향공법은 층마다 기둥의 위치와 각도가 설계 도면과 달라질 뿐만 아니라 매 층 서로 불일치하게 정상위치를 벗어나고 기울어지고 비틀린 상태인 것을 땅을 판 후에라야 정확하게 파악할 수 있다. 또한 이렇게 잘못 설치된 기둥을 바로잡는 것이 불가능하여 이를 수용할 수밖에 없는 것이 하향 공법의 단점이며 특성이다. 철구공장에서 작업 능률을 올리려면 같은 규격의 부재를 반복 작업으로 제작 가공해야 하는데 오랜 기다림 끝에 한개층 굴토를 하여 실측한 기둥의 상태가 층마다 달라 매번 별도로 제작도를 재작성하고 각기 다른 길이와 서로 다른 양단부 각도로 부재를 절단하고 구멍을 뚫어 현장 반입 조립하는 것은 손실의 지름길이 되므로 이를 개선하여야 한다.The most important issue in the steel structure is the connection details of each member. Except in special cases, the columns should be arranged vertically and horizontally, with the columns and beams arranged at right angles. Sometimes it is designed as a tilted column or beam that is out of the right angle, but it is difficult to do so at the time of design, but it is difficult to follow the order of preparation and assembly according to the drawings. However, not only can the down-hole method differ from the design drawing of the columns in each floor, but also after the ground has been dug out of the normal position, inclined and distorted in every floor. In addition, it is impossible to correct such a wrongly installed column, and it is necessary to accept it. In order to improve the work efficiency in the steel ball factory, it is necessary to make and process the same sized parts by repeating work. Cutting and drilling of members at different end angles and on-site assembly are shortcuts to losses and should be improved.

H형 기둥은 단면의 외곽부 형태에 굴곡이 많아 패널존 보강에 많은 노력이 필요하다. 더구나 원래 중심위치를 벗어나 수직도가 맞지 않고, 평면상 X, Y축에서 이탈하여 비틀어진 경우는 더 복잡해진다. 따라서 이를 간단히 해결할 수 있는 기둥 단면을 찾아내는 것도 해결하여야 할 과제이다. H형 기둥은 약축 방향의 좌굴에 취약하므로 이를 개선해야 한다, 또한 하향공법 특성상 제한된 인입구를 통해 보를 지하실에 반입하여 조립하므로 보 길이를 줄이고, 보 규격을 통일하여 제작 및 적재, 운반 후 선별 조립이 용이해야 한다. 물론 접합부의 제작과 운반, 현장 부착도 용이해야 한다.H-shaped columns have a lot of bending in the outer shape of the cross-section, so much effort is required for panel zone reinforcement. In addition, it is more complicated if the verticality does not fit beyond the original center position, and is distorted from the X and Y axes in the plane. Therefore, finding the column cross section that can solve this problem is also a problem to be solved. Since the H-shaped column is vulnerable to buckling in the weak axis direction, this should be improved.In addition, due to the characteristics of the downward method, the beam is brought into the basement and assembled through a limited inlet, so that the beam length is reduced, and the beam standard is uniformly manufactured, loaded, and sorted after transportation. It should be easy. Of course, the joints must be easy to manufacture, transport, and field attach.

기둥이 기울어져서 중심점을 이탈하고 수직도를 벗어나고 평면상 X, Y 축을 이탈하여 비틀어진 H형강(10) 기둥에 보를 설계상 원하는 제 위치에 접합시키려면, 보 길이는 정상보다 길게 또는 짧게 준비해야 하고, 단부를 직각으로 절단하는 대신 다른 각도로 제작하여 거기에 맞춰 볼트구멍을 뚫어야 한다(도2). 또한 기둥의 패널존에는 위 이형(異形)보 단부와 접합하기 위한 별도의 이형 스티프너 및 플랜지를 부착하여야 접합이 가능하다. 이는 매우 번거로운 일이어서 "철골공사답지 않다".If the beam is to be tilted off the center point, off the vertical plane and off the plane X, Y axis to join the beam to the desired position in design by twisting the H-beam 10 column, the beam length must be prepared longer or shorter than normal. Instead of cutting the end at right angles, it should be manufactured at a different angle to fit the bolt holes in accordance with it (Figure 2). In addition, in the panel zone of the column, a separate release stiffener and a flange for attaching to the upper beam end can be attached. This is very cumbersome and "not like steel construction."

따라서 보 단부 일부분(브라킷)을 절단 후 고정단만 이형(異形)으로 별도 제작하여 기둥에 접합하게 하고 보의 나머지 중간 긴 토막은 정상적인 규격대로의 제작 현장조립이 가능하도록 유도하는 것이 본 발명에서 추구하는 과제의 해결 수단이다. (도5) 또한 대부분 현장에서 사용하는 H형강(10) 기둥은 개략 외형이 4각형이므로 비틀어져서 평면상 X, Y 축을 벗어나면 거기에 접합할 보의 단부 각도가 달라져야 하므로 단위 중량당 단가가 높음에도 불구하고 원형강관을 기둥으로 활용하기로 한다. 일반적인 H형강 기둥은 400 Series 단면이며 TOP DOWN 공사 중 철골기둥이 상부 하중 전부를 지탱하여야 하므로 부담스럽지만 강관을 기둥으로 활용하면 사전에 강관 단면의 내부 공간을 콘크리트(41)로 채우면 상재 하중을 합성단면이 공동으로 부담하게 되므로 더 경제적인 설계가 가능하다. 또한 강관은 재래식 외다이아프램(External Diaphragm) 방식으로의 패널존 보강 대신 강관 외부에 4분강관토막(44) 덧댐 방식을 적용하여 간략화 하기로 한다.Therefore, after cutting a part of the beam end (bracket), only the fixed end is produced by the release (異 形) separately to be bonded to the pillar and the rest of the middle of the beam to induce the manufacturing site assembly in accordance with the normal specifications to pursue in the present invention It is a means of solving the problem. (Fig. 5) In addition, since most of the H-beams (10) columns used in the field are roughly rectangular in shape, the end angles of beams to be joined to them must be different if they are twisted out of the X and Y axes in the plane, so the unit cost per unit weight is high. Nevertheless, we will use circular steel as a column. The general H-shaped steel column is 400 Series cross section, and it is burdensome because the steel column must support all the upper loads during the TOP DOWN construction. This common burden allows for more economical design. In addition, instead of reinforcing the panel zone in the conventional external diaphragm method, the steel pipe will be simplified by applying a four-part steel pipe 44 overlay method to the outside of the steel pipe.

지상에서 천공 장비를 이용하여 땅속 깊이 구멍을 뚫고 그 구멍에 기초 콘크리트와 철골기둥을 정확히 설치하는 것이 어렵다는 것을 인정할 수밖에 없다면 이를 적극적으로 수용하면서도 품질저하를 최소화하는 공법이 필요하다. 아래 설명하는 내용은 하향공법에서 강관을 기둥 재료로 활용할 때 기대할 수 있는 효과들이다.If you have to admit that it is difficult to drill holes deep in the ground using drilling equipment from the ground and install the foundation concrete and steel pillars in the holes, you need to actively accept them and minimize the quality deterioration. Below are some of the effects that can be expected when using steel pipe as a pillar material in the downward process.

1. 점대칭 단면이어서 기둥축이 평면상 X, Y 방향에서 벗어나게 비틀린다 해도 외관상 아무런 차이가 없으며, 강관은 단면 특성상 비틀림 저항이 큰 것이 장점이다.1. Because it is a point symmetrical cross section, even if the column axis is twisted out of the X, Y direction on the plane, there is no difference in appearance, and the steel pipe has the advantage of large torsional resistance due to the cross-sectional characteristics.

2. 단면2차반경이 크며 일정하여, 기둥 길이가 길어도 좌굴 영향을 적게 받는다.2. The secondary radius of the cross section is large and constant, so the buckling effect is less affected by the long column length.

3. 단면 내부에 폐쇄된 빈 공간에 콘크리트(41)를 채우면 더 큰 압축력을 받을 수 있다. 또한 강관 외부에 철근콘크리트를 추가하여 기둥크기를 확대하면, 평면상 보가 차지하는 면적을 제외한 4구석 부분의 면적이 커서(넓은 작업공간) 철근 배근과 콘크리트를 부어 넣기에 편리하다(도 11).3. Filling the concrete 41 in the closed space inside the cross section can receive a greater compressive force. In addition, when the column size is expanded by adding reinforced concrete to the outside of the steel pipe, the area of the four corners excluding the area occupied by the planar beam is large (wide working space), which is convenient to pour the reinforcement and concrete (FIG. 11).

4. 기둥 위치에 지반 천공시 삽입한 케이싱 강관을 기둥으로 겸용할 수 있 다.4. Casing steel pipe inserted when drilling the ground at the location of column can be used as column.

5. 강관 외부에 4분강관토막(44)을 용접하는 간단한 방법으로 패널존을 보강할 수 있다. 이 때 강관을 4등분하여 기둥에 용접하면 용접장이 길어져서 보강 효과가 크다. (도8b)5. The panel zone can be reinforced by a simple method of welding the quarter-section steel pipe 44 to the outside of the steel pipe. At this time, if the steel pipe is divided into 4 parts and welded to the column, the welding field is long and the reinforcing effect is large. (Fig. 8b)

6. 중심축을 벗어나거나 수직도를 벗어난 기둥에도 4분강관토막(44)을 덧대는 방식의 패널존 보강을 하면 단부 브라킷을 손쉽게 부착할 수 있으므로 공기 지연을 만회할 수 있다.6. Panel zone reinforcement of 4 way steel pipe 44 is added to off-center pillars or off-vertical columns, so that end brackets can be easily attached to make up for air delay.

7. 이상 장점들을 적극 활용하면 강관이 H형강에 비하여 고가임에도 불구하고 결과적으로는 경제적인 설계가 가능하다.7. Utilizing the above advantages, even though steel pipes are more expensive than H-beams, they can be economically designed.

하향공법으로 지하실 기둥을 시공하는 과정에서 필연적으로 발생하는 편심(중심위치 이탈), 수직도를 벗어난 기울어짐, 평면상 X, Y 축선을 벗어나고 비틀어짐이 있음에도 불구하고 최소한의 부분 조치만으로 후속 공사인 보 설치를 정상으로 시행하게 하는 방법에 관한 것이다. 먼저 기둥 단면은 원형강관(40)을 선택하여 평면상 X, Y 축선을 벗어나고 비틀어짐 문제를 원천적으로 해결한다. 원형강관은 점대칭으로 방향성이 없기 때문에 축방향이 비틀어진다 해도 외관상 아무런 영향을 주지 않는다.Despite the fact that there is an eccentricity (deviation of the center position) that occurs inevitably in the process of constructing the basement column by the downward construction method, the inclination out of the vertical plane, and the deviation from the X, Y axis on the plane It is about how to make beam installation work normally. First, the column cross section solves the problem of the original twisted out of the X, Y axis on the plane by selecting the circular steel pipe (40). Circular steel pipes are point-symmetric and have no directivity, so even if they are axially distorted, they have no effect on appearance.

편심시공오차는 단부 브라킷의 길이로 조정한다. 보의 길이 즉 기둥과 기둥 사이 길이가 천차만별인 것을 그대로 제작, 적재 보관했다가는 중량, 장척물을 찾아서 운반 및 그 후 현장에서 또다시 찾아서 제 위치에 조립하는 것은 매우 어려운 일이다. 그러므로 보 길이의 대부분을 차지하는 중간토막을 동일한 표준 길이로 사전 제작하고, 길이에 차이가 나는 부분을 브라킷에서 흡수하게 하도록 현장 실측 결과를 단부 브라킷 제작에만 반영하여 제작하면 브라킷은 부재 크기가 작으므로 보관 및 선별하기도 용이하다. 또 한가지 장점은 하향공법의 특성상 좁은 반입구를 통해 기둥과 기둥 사이 전 길이의 무거운 보를 운반 조립하는 것이 어려운 점을 감안하여 보를 절단했다가 현장 조립하는 것이 필수적일 경우가 많은 것을 감안하여 그 방법을 적극적으로 활용하는 것이다. (도5)The eccentric construction error is adjusted to the length of the end bracket. It is very difficult to find, transport, and find and assemble in place after the length of the beam, that is, the length of the beam and the length of the column. Therefore, pre-fabrication of the middle part, which takes up the majority of the beam length, to the same standard length, and if the field measurement results are reflected only in the end bracket production so that the part with different lengths can be absorbed by the bracket, the bracket is small in size. And also easy to sort. Another advantage is that it is difficult to transport and assemble heavy beams of full length between pillars through narrow entrances due to the nature of the downhole method. It is actively used. (Figure 5)

기둥이 기울어졌음에도 불구하고 보의 브라킷은 축선에 맞추어 접합할 수 있도록 브라킷 내단부를 4분강관토막(1/4 원통형)과 공장용접하고 현장에서는 4분강관토막(44)을 기둥에 현장 용접하는 간단한 방법을 사용한다. 이렇게 하면 강관기둥 내부는 원형 상태 그대로 이므로 후에 콘크리트(41)를 채우면 CFT(Concrete Filled Tube)가 되어 큰 압축력을 받을 수 있게 된다. 보의 좌우 브라킷 자유단 사이에 중간토막 표준형 보를 부착하는 것은 재래식 공법과 동일하다. 공사방법은 다음과 같다.Although the pillar is inclined, the beam's bracket is factory welded to the inner end of the bracket with a quarter-quarter steel pipe (1/4 cylinder) so that the beam can be joined along the axis. Use a simple method. In this case, since the inside of the steel pipe column is in a circular state, when the concrete 41 is filled later, it becomes a CFT (Concrete Filled Tube), thereby receiving a large compressive force. Attaching a standard membrane beam between the left and right bracket free ends of the beam is the same as the conventional method. The construction method is as follows.

a) 도면에 표기된 기둥 위치를 확인하여 표시하고, 천공한다(필요하면 케이싱을 삽입한다).a) Identify, mark and drill the column positions as indicated in the drawing (insert casing if necessary).

b) 기둥재로 적용할 원형강관(40)을 천공한 구멍에 삽입한다.b) Insert the round steel pipe 40 to be applied as a pillar material into the drilled hole.

c) 원형강관의 기둥에 보가 부착되는 위치인 패널존에 접합하기 위해 원형강관 기둥의 외경과 일치하는 내경을 갖는 1/4 강관토막을 제작한다.c) Manufacture 1/4 piece of steel pipe with an inner diameter that matches the outer diameter of the circular steel pipe column to join the panel zone where the beam is attached to the circular steel pipe column.

d) 4분강관토막에서 원형강관기둥 패널존에 용접할 폭 만큼의 여유공간을 절 단개선하며, 이것을 4분강관토막(44)으로 사용한다.d) Cut and improve the amount of free space to be welded to the round steel tube column panel zone in the quarter-section pipe section, and use it as the quarter-section pipe section 44.

e) 4분강관토막(44)은 기둥으로 사용하는 원형강관(40)과 동등 이상의 재질과 두께로 하고, 보 춤 보다 상·하 각각 50mm 이상씩 크게 한다.e) The four-minute steel pipe mound 44 is made of a material and thickness equivalent to that of the circular steel pipe 40 used as a pillar, and is larger than the beams by 50 mm or more.

f) 4분강관토막 외면에 기둥중심이 이동함으로 인한 보 길이를 보정할 수 있는 브라킷을 부착하기 위해 기둥 수직도 기울기와 평면상 보 축선과 직각방향의 수평이동을 동시에 흡수할 수 있는 궤적을 컴퓨터 프로그램으로 확인한다.f) To attach the bracket that can correct the beam length due to the movement of the center of the column on the outer surface of the quarter-pipe pipe, the trajectory that can simultaneously absorb the vertical slope of the column and the horizontal movement of the beam axis and the plane in the direction perpendicular to the computer. Check with the program.

g) 기둥이 중심에서 벗어난 것을 감안하여 좌·우 브라킷 길이와 각도대로 마킹, 절단하여 브라킷 고정단을 완성한다.g) Mark the column off the center and mark and cut it to the left and right bracket length and angle to complete the bracket fixing end.

h) 브라킷은 TSC 보의 경우 □형, H형강 보의 경우 H형으로 가공한다.h) Brackets shall be machined with □ for TSC beams and H for H beams.

i) 보 전체 길이에서 좌·우 브라킷 길이를 제외한 중앙부의 표준길이 보를 계산하여 절단한다.i) Calculate and cut the standard length beam in the center of the beam except the length of the left and right brackets.

j) 브라킷의 고정단을 4분강관토막(44)에 공장용접 한다.j) Factory weld the fixed end of the bracket to the quarter-pipe pipe 44.

k) 브라킷이 달린 4분강관토막을 패널존에 현장용점 한다.k) Spot the 4 part steel pipe with bracket in the panel zone.

l) 브라킷 자유단에 중앙부 표준길이 보를 현장 볼트접합 한다.l) Bolt the center standard length beam to the free end of the bracket.

m) 각 접합부를 검사하여 확인하고, 원형강관(40) 기둥 내부에 콘크리트(41)를 타설한다.m) Check each joint and check it, and pour concrete 41 inside the round steel pipe 40 column.

도 1은 일반적인 철골구조의 기둥-보 골조평면도,1 is a column-beam skeleton plan view of a typical steel structure,

도 2는 지하실 하향공법 적용시 기둥 평면상 X, Y 축 이동 및 비틀림을 무시한 정상적인 골조평면도,Figure 2 is a normal skeleton plan view ignoring the X and Y axis movement and torsion on the column plane when applying the basement downhole method,

도 3은 지하실 하향공법 적용시 평면상 X, Y 축 이동 및 비틀림을 수용한 비정상적인 이형골조 평면도3 is a plan view of an abnormal heterostructure that accommodates X and Y axis movement and torsion in a planar basement method;

도 4는 정상 시공된 원형강관(40) 기둥에 브라킷과 중간토막보를 접합한 골조평면도,4 is a skeleton plan view of the bracket and the intermediate stub to the circular steel pipe 40 pillars constructed normally,

도 5는 지하실 하향공법 적용시 잘못 시공된 원형강관(40)기둥에 브라킷 접합한 골조평면도,Figure 5 is a plan view of the frame bonded to the bracket of the incorrectly constructed circular steel pipe 40 pillars when applying the basement downward construction method,

도 6은 지하실 하향공법에서 원형강관기둥에 4 분강관토막과 브라킷을 적용한 것으로 도 6(a)와 6(b)는 각각 ㅁ형 브라킷(45)과 H형 브라킷(46)을 기둥에 적용한 접합부 평면도,FIG. 6 is a view showing the application of a quarter-pipe pipe and a bracket to a circular steel pipe column in a basement downward method. FIGS. 6 (a) and 6 (b) show a plan view of a joint in which a K-type bracket 45 and an H-type bracket 46 are applied to a column, respectively. ,

도 7은 지하실 하향공법에서 원형강관기둥에 4분 강관토막과 브라킷을 부착한 단면도,7 is a cross-sectional view of the steel pipe studs and brackets attached to the round steel pipe pillar in the basement downhole method,

도 8은 지하실 하향공법에서 잘못 시공된 원형강관(40)기둥에 TSC보와 H형강보를 적용한 기둥-보 접합부 상세 평면도,8 is a detailed plan view of the column-beam joint applying the TSC beam and the H-shaped beam to the pillar of the round steel pipe 40 incorrectly constructed in the basement downward construction method,

도 8(a)은 TSC보에 ㅁ형 브라킷(45)을 적용한 기둥-보 접합부 상세,Figure 8 (a) is a column-beam connection in which the ㅁ type bracket 45 is applied to the TSC beam,

도 8(b)은 H형강보에 H형 브라킷(46)을 적용한 기둥-보 접합부 상세,Figure 8 (b) is a column-beam connection in which the H-shaped bracket 46 is applied to the H-beam,

도 9는 지하실 하향공법에서 정상 시공된 원형강관(40)기둥에 TSC보와 H형강 보를 적용한 기둥-보 접합부 상세 단면도,9 is a detailed cross-sectional view of the column-beam joint applying the TSC beam and the H-beam beam to the column of the round steel pipe 40, which is normally constructed in the basement downward construction method,

도 10은 원형강관(40)기둥에 상·하부 외다이아프램(42, 43)을 적용한 재래식 기둥-보 접합부 상세,10 shows a conventional column-beam connection in which upper and lower outer diaphragms 42 and 43 are applied to a circular steel pipe 40 pillar,

도 11은 원형강관과 H형 기둥 외부에 철근콘크리트 기둥을 감싼 비교평면도이다.11 is a comparative plan view of a reinforced concrete column wrapped around a circular steel pipe and an H-shaped column.

＜도면의 부호에 대한 간단한 설명＞<Brief description of the symbols in the drawings>

10 ; H형강 20 ; 큰보 (거더)10; H section steel 20; Great beam (girder)

21 ; 상부판 22 ; 하부판21; Upper plate 22; Bottom plate

23 ; 측판 30 ; 보 (빔)23; Shroud 30; Beam (beam)

40 ; 원형강관 41 ; 콘크리트40; Round steel pipe 41; concrete

42 ; 상부 외다이아프램 43 ; 하부 외다이아프램42; Upper outer diaphragm 43; Lower diaphragm

44 ; 4분 강관토막 45 ; ㅁ형 브라킷44; 4 minutes steel pipe 45; ㅁ Type Bracket

46 ; H형 브라킷46; H-bracket

Claims (2)

지하실 하향공법으로 기둥을 설치하는 과정에 있어서 ;In the process of installing the columns in the basement downhole method; a) 도면에 표기된 위치에 천공장비로 구멍을 뚫고, 그 구멍에 원형강관을 삽입하는 단계 ;a) drilling a hole with a drilling equipment at the position indicated in the drawing, and inserting a circular steel pipe into the hole; b) 원형강관(40) 기둥에 보가 부착되는 위치인 패널존에 부착할 4분강관토막(44)을 제작하는 단계 ;b) a step of producing a four-minute steel pipe stud 44 to be attached to the panel zone where the beam is attached to the circular steel pipe 40; c) 4분강관토막 외면에 기둥중심이 이동함으로 인한 보 길이와 각도를 보정할 수 있는 브라킷을 부착하기 위해 기둥 수직도 기울기와 평면상 보 축선과 직각방향의 수평이동을 동시에 흡수할 수 있는 궤적을 확인하는 단계 ;c) The trajectory that can absorb the vertical slope of the column and the horizontal movement of the beam axis and the planar direction at the same time to attach the bracket that can correct the beam length and angle due to the movement of the pillar center on the outer surface of the quarter-pipe. Confirming the steps; d) 기둥이 중심에서 벗어난 것을 감안하여 좌·우 브라킷 길이를 계산 절단하고, 브라킷의 이형(異形) 고정단을 가공하는 단계 ;d) calculating the length of the left and right brackets in consideration of the deviation from the center of the column, and processing the deformed fixed end of the bracket; e) 보 전체 길이에서 좌·우 브라킷 길이를 제외한 중앙부의 표준길이 보를 계산하여 절단하고, 브라킷 고정단을 4분강관토막(44) 외면에 공장용접 하는 단계 ;e) calculating and cutting the standard length beam in the center of the beam, excluding the length of the left and right brackets, and factory-welding the fixed end of the bracket to the outer surface of the four-hole steel pipe 44; f) 브라킷은 TSC 보의 경우 □형, H형강 보의 경우 H형으로 가공하는 단계 ;f) the bracket is processed into a □ type for TSC beams and an H type for H beams; g) 브라킷이 달린 4분강관토막을 패널존에 현장용점 하고, 브라킷 자유단에 중앙부 표준길이 보를 현장 볼트접합 하는 단계 ;g) spotting the quarter-section steel pipe with the bracket in the panel zone, and bolting the center standard length beam to the free end of the bracket; h) 각 접합부를 검사하여 확인하고, 원형강관(40) 기둥 내부에 콘크리트(41)를 타설하는 단계 ;h) checking and verifying each joint, and placing concrete 41 inside the circular steel pipe 40 column; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 지하실 하향 공법 과정에서 편심, 경사, 비틀리게 시공된 기둥을 수정하는 공법Method for correcting the eccentric, sloped, twisted pillars in the basement downward process, characterized in that it comprises a 제1항에 있어서,The method of claim 1, 4분강관토막은 기둥으로 사용하는 원형강관(40)과 동일 강종으로 원형강관을 1/4 토막으로 절단 후, 용접 여유공간을 고려하여 절단 개선하며 ; 및The four-piece steel pipe chip is the same steel type as the circular steel pipe 40 used as a column and cut the circular steel pipe into 1/4 pieces, and improve the cutting in consideration of the welding space; And 보 춤 보다 상·하 각각 50mm 이상 크고, 기둥 외경과 동일한 내경으로 제작하여 원형기둥에 용접접합 되는 것을 특징으로 하는 지하실 하향 공법 과정에서 편심, 경사, 비틀리게 시공된 기둥을 수정하는 공법A method for correcting eccentric, inclined, twisted columns in the basement downward process, characterized in that they are welded to a circular column by fabricating the inner diameter equal to or greater than 50mm larger than the beams and having the same inner diameter as the column outer diameter.

Images