KR101848699B1

KR101848699B1 - 용접 없이 기둥과 보의 접합이 가능한 접합부 코어 및 이를 이용한 기둥과 보의 접합 방법

Info

Publication number: KR101848699B1
Application number: KR1020170122432A
Authority: KR
Inventors: 진주호; 박구연; 김현숙; 김동준
Original assignee: (주)피에스테크
Priority date: 2017-09-22
Filing date: 2017-09-22
Publication date: 2018-04-16
Also published as: US20210207358A1; JP2020536190A; WO2019059480A1; US11098476B2; CN110291261A; CN110291261B; JP6948089B2

Abstract

본 발명은 간단한 공정으로도 우수한 강성을 확보할 수 있고, 용접도 필요 없는 기둥과 보의 접합부 코어 및 이를 이용한 접합 방법에 대한 것이다.
이를 위하여, 폐단면 기둥과 보를 접합하기 위한 접합부 코어로서, 폐단면 중간 기둥; 상기 중간 기둥 내벽에 결합되는 하나 이상의 내부 보강판; 및 상기 중간 기둥 상부 또는 하부에 결합되는 다이아프램을 포함하는 것을 특징으로 하는 기둥과 보의 접합부 코어를 제공한다. 또한 본 발명에서는, 상기 접합부 코어를 이용하는 기둥과 보의 접합 방법으로서, 내부 보강판, 다이아프램, 중간 기둥 및 외부 보강판을 조립하여 접합부 코어를 형성하는 단계; 상기 접합부 코어를 폐단면으로 이루어진 하부 기둥과 조립하는 단계; 상기 접합부 코어와 상기 하부 기둥의 결합체를 현장으로 운반하여 보를 결합시키는 단계; 상기 접합부 코어에 상부 기둥을 결합하는 단계; 상기 접합부 코어에 보를 결합하는 단계; 및 상기 접합부 코어에 보를 결합하는 단계 이후에, 상기 상부 기둥, 하부 기둥, 중간 기둥 내에 콘크리트를 타설하는 단계를 더 포함하는 기둥과 보의 접합 방법을 제공한다.
본 발명에 따르면, 폐단면 기둥과 보의 접합 시 종래에 비해 높은 강성이 확보된다. 또 폐단면 기둥과 보의 접합 시 용접 없이 조립이 가능하여 공정을 단축시키고 용이하게 접합이 가능하며 품질 또한 균일하게 된다.

Description

용접 없이 기둥과 보의 접합이 가능한 접합부 코어 및 이를 이용한 기둥과 보의 접합 방법{WELDLESS CONNECTING CORE FOR COLUMN-BEAM JOINT AND CONNECTION METHOD USING THE SAME}

본 발명은 기둥과 보의 접합부 코어에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기둥과 보를 접합할 때 종래에 비해 내력 특성이 우수하고 용이하게 조립할 수 있으며, 용접이 필요 없이도 접합이 가능한 기둥과 보의 접합부 코어에 관한 것이다.

건축물의 시공 시 많은 기둥과 보가 필요하다. 통상적으로 기둥과 보는 금속으로 만들어진다. 예를 들어 기둥은 내부가 빈 사각의 금속 파이프 형태일 수 있고, 보는 H형 형강일 수 있다.

이와 같은 기둥과 보를 서로 연결시켜 건축물의 뼈대를 만든 후, 이를 통해 건축물을 시공할 수 있다.

이처럼 건축물의 시공 시 많은 기둥과 보가 사용되며, 이들이 연결되어야 하기 때문에 이들을 접합시키기 위한 접합부 코어에 대한 다양한 기술이 알려져 있다.

이와 관련, 기둥과 보의 접합 부위에서 국부좌굴 등이 발생하여 어느 정도 골조가 에너지를 흡수한 후에 접합부의 취성파괴 발생되는 현상이 나타나기도 한다. 특히, 기존의 지진 피해 사례를 보면 접합부에서의 파괴, 보에서의 국부좌굴 후 접합부에서 취성파괴가 발생됨이 확인되었다.

특히 강구조 모멘트저항골조의 경우 모멘트 접합으로 처리하기 위해 기둥 플랜지-보 플랜지를 용접 또는 공장에서 수행하고 있어, 용접 이외의 접합 방법이 고려될 필요가 있다.

한편, 웹(web)과 플랜지(flange)를 포함하여 구성되는 H형강 기둥 같은 경우 개단면 형태로 접합의 처리가 간단하며, 폐단면 강관 기둥의 경우 강관이 가지는 폐단면이라는 형태적 특징 때문에 접합의 처리가 어려워 강도와 강성의 확보가 어렵다.

이러한 점들을 고려하여 현재 사용되고 있는 접합 방법 중에는 다이아프램(diaphragm)이라는 보강수단을 사용하여 기둥면의 변형방지, 보에 의한 휨하중에 대응하고 보와의 모멘트 접합이 가능하게 함으로써 접합부를 보강하는 방법이 많이 쓰이고 있다.

다이아프램은 관통형 다이아프램 형식, 내부 다이아프램 형식, 외부 다이아프램 형식 등이 있는데, 관통형 다이아프램 형식과 내부 다이아프램 형식은 강관 기둥을 절단한 후 보 플랜지 위치에 다이아프램을 관통시키거나 강관 내부에 다이아프램을 대고 다시 용접하는 형식이다. 이러한 형식은 외관이 단순하나 용접에 고도의 기술이 필요하며 용접검사에 따른 품질관리에 어려움이 많다. 외부 다이아프램 형식은 강관의 외부에 경사를 가진 모양의 다이아프램을 보강, 용접하는 형식으로서 용접작업이 용이하나, 강재량이 상대적으로 많이 소요되며 다이아프램의 제작, 가공에 비용이 많이 들며, 접합부 주변의 외관도 복잡하게 된다.

무엇보다도, 이러한 종래 다이아프램을 이용하는 방식에서는 16가지에까지 이르는 다수의 공정이 필요하며, 더욱이 용접이 필수적이다.

따라서 간단한 방식으로 우수한 강성을 유지할 수 있는 접합부 코어가 요구되고 있다.

한편, 종래 기둥-보 접합부의 경우 기둥에 2~3개층을 시공할 수 있게 하기 위해 브라켓이 설치되어 보를 접합한다. 이 경우는 기둥과 기둥을 연결하는 방식, 기둥과 보를 연결하는 방식 두 개의 방식을 같이 사용한다. 그러나 이와 같이 2~3개층의 기둥을 한번에 세워 보를 설치할 경우 고소작업으로 인하여 작업자에게 위험성이 발생된다.

한편, 콘크리트 충전 강관(CTF, Concrete-Filled Steel Tube)이란 폐단면 강관부재로서 휨모멘트를 부담하는 강관이 외측에 있고, 축력을 부담하는 콘크리트가 내측에 있어 강관이 내부 콘크리트를 구속하는 한편, 콘크리트가 강관의 국부좌굴을 막아주는 효과에 의해 강도와 에너지 흡수능력이 탁월한 구조시스템이다.

CFT구조는 폐쇄형의 강관 기둥 내부에 콘크리트를 충전한 구조로서, 강성, 내력, 변형 등 구조적으로 안정하고 내화, 시공 등에서 우수한 장점을 갖는 구조이다. 이와 같은 CFT구조는 그 소재인 강관이 특별한 제작설비를 갖춘 대형 공장에서 특별한 용접 과정을 통하여 생산되어야 하기 때문에 제작비용이 과다하다는 단점이 있으며, 이러한 경제적인 문제는 CFT구조의 적용성을 제한한다. 실제 CFT구조는 구조적인 안정성, 시공성 등의 이점에도 불구하고 아직까지 제한적으로 적용되고 있는 실정이다.

대한민국특허청 출원번호 제10-2016-0169734호

본 발명의 목적은 종래와 달리 간단한 공정으로도 우수한 강성을 확보할 수 있는, 폐단면 강관 기둥과 보를 연결하기 위한 접합부 코어 및 이를 이용한 기둥과 보의 접합 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 용접이 필요 없이도 폐단면 강관 기둥과 보를 연결할 수 있는 접합부 코어 및 이를 이용한 기둥과 보의 접합 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 기존 CFT 기둥 대비하여 폐단면 강관 내부까지 설치된 볼트에 의해 좌굴내력을 높이고, 콘크리트와 폐단면강관의 부착력을 향상시킬 수 있는 기둥과 보의 접합 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 콘크리트 충전기둥에 적용하는 경우 콘크리트의 구속력을 증대시킬 수 있는 조립식 폐쇄형 철골 부재를 제공할 수 있는 접합부 코어를 제공하는 것이다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에서는 아래와 같은 구성으로 이루어지는 접합부 코어를 제공한다.

폐단면 기둥과 보를 접합하기 위한 접합부 코어로서,

폐단면 중간 기둥;

상기 중간 기둥 내벽에 결합되는 하나 이상의 내부 보강판; 및

상기 중간 기둥 상부 또는 하부에 결합되는 다이아프램을 포함하여, 용접 없이 기둥과 보의 접합이 가능한 것을 특징으로 하는 기둥과 보의 접합부 코어.

내부 보강판은 판재 형태이며, 폐단면 강관 형태의 중간 기둥의 내면에 각각 부착되도록 4개로 구성될 수 있다. 내부 보강판은 관통형 다이아프램에 구속시켜, 기둥면의 변형 방지와 접합부 힘의 흐름을 원활하게 유도하는 기능을 한다. 내부 보강판에는 볼트 결합을 위한 관통구멍이 다수 형성된다.

다이아프램은 판형 강재로 형성되는 관통형 다이아프램이며, 접합부 힘의 흐름을 원활하게 해준다. 다이아프램 중앙에는 관통구멍이 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명의 바람직한 실시예에서 다이아프램에는 내부 보강판이 삽입되는 관통 슬릿이 형성될 수 있다.

이와 달리, 본 발명의 다른 실시예에서는 다이아프램은 네 모서리부가 돌출되도록 형성될 수 있다. 이 경우, 내부 보강판은 다이아프램의 4개 변에 접하면서 결합된다.

아울러, 다이아프램은 중간 기둥의 상부 및 하부에 각각 결합되도록 2개로 이루어지는 것이 더욱 바람직하다. 이때, 하부 다이아프램은 하부플랜지의 압축력에 저항하며, 상부 다이아프램은 상부플랜지 인장력 발생 시 내부 보강판 및 기둥면에 저항하여 높은 내력을 발휘한다.

내부 보강판이 다이아프램과 결합될 때, 다이아프램의 수직방향 위치 결정을 돕기 위해, 내부 보강판에는 스토퍼부가 형성되는 것이 바람직하다. 스토퍼부는 바람직한 실시예에서 단차부로서 형성된다. 즉 내부 보강판의 길이방향으로 일정 위치에서 폭을 다르게 함으로써 단차가 형성되고, 이 부분에 다이아프램이 걸려서 더 이상 이동하지 못하도록 할 수 있다.

중간 기둥은 폐단면 강관 형태이다. 중간 기둥의 내면에는 내부 보강판이 결합되며, 외면에는 외부 보강판이 결합된다. 이러한 결합을 위해 볼트 구멍이 다수 형성된다. 중간 기둥의 상부 및 하부에는 각각 다이아프램이 결합된다.

한편, 중간 기둥의 외벽에 결합되는 외부 보강판은 접합부 코어의 강성을 더욱 높여준다. 외부 보강판에도 볼트 결합을 위한 관통구멍이 다수 형성된다.

본 발명에 따른 접합부 코어에 연결되는 보는 일반적으로 H형강 보이나, 이에 한정되는 것은 아니다. 보의 구조적인 특징에 따라서 스티프너를 설치할 수도 있다.

한편, 본 발명은 전술한 접합부 코어를 이용하여, 아래와 같은 단계로 이루어지는 기둥과 보의 접합 방법을 제공한다.

내부 보강판, 다이아프램, 중간 기둥 및 외부 보강판을 조립하여 접합부 코어를 형성하는 단계;

상기 접합부 코어를 폐단면 강관으로 이루어진 하부 기둥과 조립하는 단계;

상기 접합부 코어와 상기 하부 기둥의 결합체를 현장으로 운반하여 보를 결합시키는 단계; 및

상기 접합부 코어에 상부 기둥을 결합하는 단계.

이때 공장에서는 접합부 코어까지만 사전 제작하여 현장으로 운반하고, 이후 공정은 현장에서 수행할 수도 있다.

이때 각 결합 공정은 볼트로만, 바람직하게는 원웨이 볼트로만 이루어질 수 있어 용접이 필요 없게 된다.

한편, 본 발명에서는 상기 접합부 코어에 보를 결합하는 단계 이후에, 상기 상부 기둥, 하부 기둥, 중간 기둥 내에 콘크리트를 타설하는 단계를 더 포함할 수 있다.

이 경우 폐단면 강관 내부에 콘크리트 타설로 인하여 콘크리트와 볼트간의 부착력으로 더 높은 구조성능을 발휘하게 된다. 또한 폐단면 강관 내부에 콘크리트 타설시 기존의 거푸집공정이 없어져 공기단축이 가능하다.

본 발명에 따르면, 폐단면 강관과 보의 접합 시 종래에 비해 높은 강성이 확보된다. 또 폐단면 강관과 보의 접합 시 용접 없이 조립이 가능하여 공정을 단축시키고 용이하게 접합이 가능하며 품질 또한 균일하게 된다.

또 본 발명에 따르면, 접합부 코어로 인해 하부기둥, 상부기둥, 보가 한 지점에서 접합되어 1개층씩 시공이 가능하다. 이에 따라 낮은 작업위치를 확보할 수 있어 직업이 매우 안전하며, 면적인 큰 건축물의 경우 효율적인 분리시공으로 공기단축도 가능하다.

또 본 발명에 따르면 기존 CFT기둥 대비하여 폐단면 강관 내부까지 설치된 볼트에 의해 좌굴내력이 높아지고, 콘크리트와 폐단면강관의 부착력도 향상된다.

또 본 발명에 따르면 콘크리트의 충진성 및 시공성이 확보될 수 있다.

또 본 발명에 따르면 용접작업 제거로 제작방식이 간편화된다.

또 본 발명에 따르면 철근배근, 거푸집작업이 필요 없이 공기가 단축된다.

또 본 발명에 따르면 일반적인 RC와 SRC구조에 비해 기둥 단면 축소에 따른 유효공간이 증대되며, 별도의 마감이 필요 없어 기둥 마감이 있는 건물에 경제적인 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따라 접합부 코어를 이용하여 기둥과 보를 결합하는 개념을 도시하는 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 다이아프램의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 접합부 코어의 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 접합부 코어의 평면도이다.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따라 기둥, 보, 접합부 코어가 결합된 상태를 나타내는 사시도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따라 스토퍼부가 형성된 내부 보강판을 나타내는 정면도이다.
도 7은 도 6의 (a)에 따른 내부 보강판의 스토퍼부에 다이아프램이 결합된 상태를 나타내는 정면도 및 부분 확대도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 접합부 코어의 분해 사시도이다.
도 9는 도 6의 (b)에 따른 내부 보강판의 스토퍼부에 다이아프램이 결합된 상태를 나타내는 정면도 및 부분 확대도이다.
도 10 내지 도 12는 본 발명의 실시예에 따라 접합부 코어에 의해 결합된 기둥과 보의 여러 예를 나타내는 사시도이다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 다이아프램의 사시도이다.
도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 접합부 코어의 분해 사시도이다.
도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 접합부 코어의 평면도이다.
도 16은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 접합부 코어의 분해 사시도이다.
도 17은 본 발명의 다른 실시예에 따라 접합부 코어를 이용하여 기둥과 보를 결합하는 개념을 도시하는 분해 사시도이다.
도 18은 본 발명의 한 실시예들에서 접합부 코어에 의해 기둥과 보를 결합한 후 콘크리트 타설을 수행한 상태를 나타내는 도면이다.
도 19는 본 발명의 한 실시예들에서 접합부 코어에 의해 기둥과 보를 결합한 후 콘크리트 타설을 수행한 상태를 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명을 첨부도면을 참고하여 보다 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따라 접합부 코어를 이용하여 기둥과 보를 결합하는 개념을 도시하는 분해 사시도이고, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 다이아프램의 사시도이고, 도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 접합부 코어의 분해 사시도이다.

도 1 및 도 3에서, 접합부 코어(10)는 내부 보강판(20), 다이아프램(30), 중간 기둥(40)을 포함하여 구성된다.

내부 보강판(20)은 강재이며 판형으로 형성된다. 본 실시예에서 내부 보강판(20)은 모두 4개이며, 각각은 이후 설명할 4각형 강관 형태의 중간 기둥(40) 내면에 각각 결합된다. 내부 보강판(20)에는 볼트 결합을 위한 구멍이 다수 형성되어 있다.

다이아프램(30)은 도 2에 나타난 것과 같이 4각 판형 강재이며, 한 변의 길이는 350mm로 형성된다. 다이아프램(30)의 중앙에는 관통구멍(32)이 형성되어 있다.

또 다이아프램(30)에는 내부 보강판(20)을 삽입하기 위한 관통 슬릿(34)이 형성되어 있다. 관통 슬릿(34)은 4개의 내부 보강판(20)이 모두 삽입될 수 있도록 다이아프램(30)의 네 가장자리에 각각 형성된다.

본 실시예에서 다이아프램(30)은 중간 기둥(40)의 상부 및 하부에 각각 결합될 수 있도록 2개이다.

중간 기둥(40)은 4각형 강관을 절단한 형태이다. 중간 기둥(40)의 내면에는 내부 보강판(20)이 결합된다. 결합을 위해, 중간 기둥(40)의 4개 면 각각에는 다수의 볼트 구멍이 형성된다. 볼트(90) 구멍의 크기는 24mm이다.

중간 기둥(40)의 상부 및 하부에는 각각 다이아프램(30)이 결합된다.

도면에서 외부 보강판(50)은 판재 형태이며, 중간 기둥(40)의 외벽에 결합된다. 외부 보강판(50)이 없어도 접합부 코어(10)는 원래의 목적을 달성할 수 있지만, 외부 보강판(50)이 결합되면 강성을 더욱 높여줄 수 있다.

외부 보강판(50)에도 볼트(90)와의 결합을 위한 관통 구멍이 다수 형성되어 있다.

도 3에서 접합부 코어(10)는 내부 보강판(20)과 하부 다이아프램(30)을 먼저 결합하고, 이어 중간 기둥(40)을 결합한 뒤, 마지막으로 상부 다이아프램(30)을 결합시킴으로써 조립된다.

도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 접합부 코어의 평면도이다.

도 4에서는 이해를 용이하게 하기 위해 볼트가 결합되지 않은 상태로 도시하였다. 도시된 바와 같이, 다이아프램(30)의 관통 슬릿(34)에는 내부 보강판(20)이 삽입되어 있고, 다이아프램(30)은 중간 기둥(40)에 끼워진 형태이다. 그리고 중간 기둥(40)의 외부에는 외부 보강판(50)이 접합된다.

도 5는 본 발명의 한 실시예에 따라 기둥, 보, 접합부 코어가 결합된 상태를 나타내는 사시도이다.

도시된 바와 같이, 접합부 코어(10)는 상부 기둥(60) 및 하부 기둥(70)과 연결되어 있고, 보(80)와도 결합되어 전체적으로 기둥과 보가 접합된 형태를 완성한다. 본 실시예에서 접합부 코어(10)에 연결되는 보(80)는 H형강제이지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 아울러, 보(80)에는 스티프너(82)가 형성되어 강성을 더욱 높여준다.

한편, 도 6은 본 발명의 실시예에 따라 스토퍼부(22)가 형성된 내부 보강판을 나타내는 정면도 및 부분 확대도이고, 도 7은 도 6의 스토퍼부에 다이아프램(30)이 결합된 상태를 나타내는 정면도이다.

도 6에 나타난 것과 같이 내부 보강판(20)이 다이아프램(30)의 관통 슬릿(34)을 통해 삽입될 때, 다이아프램(30)의 수직방향 위치 결정을 돕기 위해, 내부 보강판(20)에는 스토퍼부(22)가 형성될 수도 있다. 스토퍼부(22)는 본 실시예에서는 단차부로서 형성된다. 즉 내부 보강판(20)을 길이방향으로 일정 위치에서 그 폭이 약간 넓어지게 함으로써 형성된다. 스토퍼부(22)는 도 6의 (a)와 같이 한 곳에 형성될 수도 있고, 도 6의 (b)와 같이 두 곳에 형성될 수도 있다.

도 7은 도 6의 (a)와 같이 스토퍼부가 한 곳에 형성된 경우에 대한 접합부 코어의 분해 사시도이다. 스토퍼부(22)에 다이아프램(30)이 걸려서 더 이상 이동하지 못하게 되어, 정확한 결합 위치가 확보될 수 있다.

도 8은 스토퍼부가 2곳에 형성된 경우의 접합부 코어에 대한 분해 사시도이고, 도 9는 도 8에 따라 내부 보강판의 스토퍼부에 다이아프램이 결합된 상태를 나타내는 정면도 및 부분 확대도이다.

도면에 나타난 바와 같이 스토퍼부(22)가 내부 보강판(20)의 상부와 하부에 각각 형성된 경우, 다이아프램(30)은 내부 보강판(20)의 상부와 하부로부터 각각 결합되면서 스토퍼부(22)에서 걸려, 더 이상의 이동이 중지된다. 따라서 다이아프램(30)의 위치가 보다 정확하게 설정될 수 있다.

한편, 이와 같이 스토퍼부(22)가 내부 보강판(20)의 상부와 하부에 각각 형성된 경우에는 접합부 코어(10)의 조립 순서가 달라진다. 즉 도 8에 나타난 바와 같이, 하부 다이아프램(30)을 밑에서부터 밀어 올려 내부 보강판(20)의 하부 스토퍼부(22)에 접하도록 결합하고, 이어서 중간 기둥(40)을 결합한 뒤, 상부 다이아프램(30)을 위에서부터 끼워서 내부 보강판(20)의 상부 스토퍼부(22)에 결합함으로써 조립한다.

도 10 내지 도 12는 본 발명의 실시예에 따라 접합부 코어에 의해 결합된 기둥과 보의 여러 예를 나타내는 사시도이다.

중간 기둥(40)과 결합되는 보(80)는 도 10에서는 2개, 도 11에서는 3개, 도 12에서는 4개 등이며, 특정한 개수로 한정되지 않는다. 즉 도 10 내지 도 12에 각각 나타난 것처럼 보(80)는 중간 기둥(40)의 대향하는 양면, 또는 3면, 4면에서 접합될 수 있다.

한편 본 발명에서는 다이아프램(30)의 구조를 다양하게 변형하여 실시할 수 있다. 도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 다이아프램의 사시도이고, 도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 접합부 코어의 분해 사시도이며, 도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 접합부 코어의 평면도이다.

도 13에 나타난 바와 같이, 본 실시예에서도 다이아프램(30)은 4각 판형 강재이다. 다이아프램(30)의 중앙에는 관통구멍(32)이 형성되어 있다. 하지만 다이아프램(30)의 네 모서리부(36)가 돌출되도록 형성되어 있는 점에서 앞선 실시예와 다르다. 이에 따라, 각 모서리부(36)와 다른 모서리부(36) 사이의 변은 모서리에 비해 안으로 삽입된 구조가 된다. 따라서 각 내부 보강판(20)은 다이아프램(30)의 이러한 각 변에 접하여 결합된다.

다이아프램(30)은 도 14에 나타난 바와 같이 중간 기둥(40)의 상부 및 하부에 각각 결합될 수 있도록 2개일 수 있으며, 내부 보강판(20)과 결합된 뒤 중간 기둥(40)에 삽입되는데, 이때 스토퍼부(22)에 의해 정확한 위치가 결정된다. 접합부 코어(10)는 내부 보강판(20)과 하부 다이아프램(30)을 먼저 결합하고, 이어 중간 기둥(40)을 결합한 뒤, 마지막으로 상부 다이아프램(30)을 결합시킴으로써 조립된다.

다이아프램(30)이 내부 보강판(20)과 결합된 상태는 도 15의 평면도에서 명확히 알 수 있다. 도 15에서는 이해를 용이하게 하기 위해 볼트가 결합되지 않은 상태로 도시하였다. 다이아프램(30)의 한 모서리부(36)와 다른 모서리부(36) 사이의 변에 내부 보강판(20)이 접하여 결합되어 있다.

한편, 본 실시예에서도, 도 16에 나타난 바와 같이 스토퍼부(22)는 내부 보강판(20)의 상부와 하부 두 곳에 형성될 수 있다. 이에 따라, 상부와 하부로부터 각각 삽입되는 다이아프램(30) 각각이 스토퍼부(22)에서 이동이 중지되어 정확한 위치가 결정된다.

이와 같이 스토퍼부(22)가 내부 보강판(20)의 상부와 하부에 각각 형성된 경우에는 접합부 코어(10)의 조립 순서가 달라진다. 즉 도 16에 나타난 바와 같이, 하부 다이아프램(30)을 밑에서부터 밀어 올려 내부 보강판(20)의 하부 스토퍼부(22)에 접하도록 결합하고, 이어서 중간 기둥(40)을 결합한 뒤, 상부 다이아프램(30)을 위에서부터 끼워서 내부 보강판(20)의 상부 스토퍼부(22)에 결합함으로써 조립한다.

이하 전술한 본 발명의 접합부 코어의 조립 과정을 도 1을 참고하여 설명한다.

먼저, 접합부 코어(10)를 이루는 구성요소들, 즉 내부 보강판(20), 다이아프램(30), 중간 기둥(40), 외부 보강판(50) 등은 사전에 공장에서 제작한다.

구체적으로, 접합부 코어(10)는 기존의 용접과 달리 단순 조립으로 제작할 수 있다. 즉 레고와 같은 완구 블록을 조립하듯이 조립할 수 있다.

먼저, 4개의 내부 보강판(20)을 하부 다이아프램(30)의 관통 슬릿(34)으로 관통시킨다. 이때 하부 다이아프램(30)의 고정 위치는 내부 보강판(20)의 스토퍼부(22)에 의해 정확히 정해질 수 있다.

이어서 중간 기둥(40)을 내부 보강판(20)이 결합된 하부 다이아프램(30)과 결합한다.

다음으로, 상부 다이아프램(30)을 4개의 내부 보강판(20)에 끼워 설치한다.

이렇게 형성된 접합부 코어(10)를 각형강관으로 이루어진 하부 기둥(70)과 공장에서 가조립한 후, 외부 보강판(50)을 결합하여 현장으로 납품한다.

또는 접합부 코어의 조립은 도 17에 나타난 방식으로 이루어질 수도 있다.

즉 접합부 코어(10)만을 현장으로 납품한 뒤 현장에서 하부 기둥(70)과 가조립할 수도 있다.

이와 같이 접합부 코어(10)와 기둥이 연결되면, 이어서 보(80)를 결합한다.

각 부품의 결합은 볼트를 조임으로써 이루어진다. 이때 볼트(90)는 내부 보강판(20), 중간 기둥(40), 외부 보강판(50)을 동시에 결합할 수도 있고, 일부 볼트는 내부 보강판(20)과 하부 기둥(70)만을 결합하도록 할 수도 있다.

볼트는 도 1에서는 일반적인 볼트로서 도시되었지만, 원웨이 볼트(90)를 사용하는 것이 더욱 바람직하다. 원웨이 볼트(90)는 바깥쪽에서 한 방향(one way)으로만 조이면서도 충분한 체결력을 제공하는 볼트이다.

도 18 및 도 19는 본 발명의 실시예들에서 각각 도 2 및 도 13의 접합부 코어에 의해 기둥과 보를 결합한 후 콘크리트 타설을 수행한 상태를 나타내는 도면이다.

이와 같이 폐단면 강관 내부에 콘크리트(100)를 타설하면, 콘크리트(100)와 볼트(90)간의 부착력으로 더 높은 구조성능을 발휘하게 된다. 또한 폐단면 강관 내부에 콘크리트 타설시 기존의 거푸집공정이 없어져 공기단축이 가능하다.

이상 본 발명을 특정 실시예를 통해 구체적으로 설명하였으나, 본 발명은 전술한 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

10: 접합부 코어 20: 내부보강판
22: 스토퍼부 30: 다이아프램
32: 관통구멍 34: 관통 슬릿
36: 모서리부 40: 중간 기둥
50: 외부보강판 60: 상부 기둥
70: 하부 기둥 80: 보
82: 스티프너 90: 원웨이 볼트
100: 콘크리트

Claims

폐단면 기둥과 보를 접합하기 위한 접합부 코어로서,
폐단면 중간 기둥;
다이아프램; 및
내부 보강판을 포함하며,
상기 다이아프램에는 슬릿이 형성되어 있어 상기 내부 보강판이 삽입되며,
상기 다이아프램에 삽입된 내부 보강판이 상기 중간 기둥과 결합되는 것을 특징으로 하는 기둥과 보의 접합부 코어.
제1항에 있어서,
상기 중간 기둥의 외벽에 결합되는 외부 보강판을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 기둥과 보의 접합부 코어.
삭제
폐단면 기둥과 보를 접합하기 위한 접합부 코어로서,
폐단면 중간 기둥;
다이아프램; 및
내부 보강판을 포함하며,
상기 다이아프램은 각 모서리부가 돌출되도록 형성되어, 상기 모서리부 사이 다이아프램의 변에 상기 내부 보강판이 접하여 결합되며,
상기 다이아프램의 변에 접하여 결합된 내부 보강판이 상기 중간 기둥 내벽에 결합되는 것을 특징으로 하는 기둥과 보의 접합부 코어.
제1항에 있어서,
상기 다이아프램이 상기 중간 기둥의 상부 및 하부에 각각 결합되는 것을 특징으로 하는 기둥과 보의 접합부 코어.
제1항에 있어서,
상기 내부 보강판에는 상기 다이아프램의 이동을 멈추기 위한 스토퍼부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 기둥과 보의 접합부 코어.
제2항에 있어서,
상기 내부 보강판 및 상기 외부 보강판이 상기 중간 기둥에 볼트 결합되는 것을 특징으로 하는 기둥과 보의 접합부 코어.
삭제
제1항, 제2항, 제4항, 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 접합부 코어를 이용하는 기둥과 보의 접합 방법으로서,
내부 보강판, 다이아프램, 중간 기둥 및 외부 보강판을 조립하여 접합부 코어를 형성하는 단계;
상기 접합부 코어를 폐단면으로 이루어진 하부 기둥과 조립하는 단계;
상기 접합부 코어와 상기 하부 기둥의 결합체를 보와 결합시키는 단계;
상기 접합부 코어에 상부 기둥을 결합하는 단계; 및
상기 접합부 코어에 보를 결합하는 단계를 포함하여, 용접 없이 기둥과 보의
접합이 가능한 것을 특징으로 하는 기둥과 보의 접합 방법.
제1항, 제2항, 제4항, 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 접합부 코어를 이용하는 기둥과 보의 접합 방법으로서,
내부 보강판, 다이아프램, 중간 기둥 및 외부 보강판을 조립하여 접합부 코어를 형성하는 단계;
상기 접합부 코어를 폐단면으로 이루어진 하부 기둥과 조립하는 단계;
상기 접합부 코어에 상부 기둥을 연결하는 단계; 및
상기 접합부 코어에 보를 결합하는 단계를 포함하여, 용접 없이 기둥과 보의 접합이 가능한 것을 특징으로 하는 기둥과 보의 접합 방법.
청구항 9에 있어서,
상기 접합부 코어에 의해 상기 하부 기둥, 상부 기둥 및 보가 한 지점에서 접합되어 1개층씩도 시공이 가능한 것을 특징으로 하는 기둥과 보의 접합 방법.
청구항 10에 있어서,
상기 접합부 코어에 의해 상기 하부 기둥, 상부 기둥 및 보가 한 지점에서 접합되어 1개층씩도 시공이 가능한 것을 특징으로 하는 기둥과 보의 접합 방법.
청구항 9에 있어서,
상기 접합부 코어에 보를 결합하는 단계 이후에, 상기 상부 기둥, 하부 기둥, 중간 기둥 내에 콘크리트를 타설하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기둥과 보의 접합 방법.