KR102044719B1

KR102044719B1 - 합성pc보와 합성pc기둥의 연결구조

Info

Publication number: KR102044719B1
Application number: KR1020190014493A
Authority: KR
Inventors: 장소림; 김기영; 손영권
Original assignee: (주)다온엔지니어링건축사사무소
Priority date: 2019-02-07
Filing date: 2019-02-07
Publication date: 2019-11-14

Abstract

본 발명은 합성PC보(B)와 합성PC기둥(C)의 연결구조에서,
상기 합성PC기둥(C)은 상기 합성PC보(B)의 연결부에 수직으로 설치된 기둥철골(CS)과 상기 기둥철골(CS)에 수평으로 설치된 기둥브래킷(CB) 그리고 수직으로 설치된 기둥철근(CSS)을 포함하여 구성되고, 상기 합성PC보(B)는 보콘크리트(BC) 단부의 상부 및 하부로 각각 노출된 보브래킷(BB)과 보하부철근(BS)을 포함하여 구성되며, 보연결철근(RB)이 상기 연결부를 관통하여 설치되며 상기 보하부철근(BS)의 노출된 단부에 일단이 커플러(CP)로 체결되는 것을 특징으로 하고, 상기 연결부는 슬래브콘크리트(미도시)와 동시에 충진되는 것을 특징으로 하는 합성PC보와 합성PC기둥의 연결구조를 제공한다.
더불어 상기 보연결철근(RB)은, 상기 연결부의 중앙에서 타단이 절단되고 절단된 부위에 기둥삽입앵커(RA)가 체결되는 보연결철근(RB`);인 것을 특징으로 하는 합성PC보와 합성PC기둥의 연결구조를 제공하며,
또한 상기 보연결철근(RB)은, 상기 연결부의 중앙에서 상기 기둥철골(CS)을 지나서 수평으로 절곡된 후 절단되어 절곡된 부위가 꺽임부(BRB``)가 되는 보연결철근(RB``);인 것을 특징으로 하는 합성PC보와 합성PC기둥의 연결구조를 제공한다.

Description

합성PC보와 합성PC기둥의 연결구조{the connection structure between composite precast beam and composite precast column}

본 발명은 합성PC보와 합성PC기둥의 연결구조에 관한 것으로, 합성PC보의 보하부철근의 길이를 짧게하여 합성PC기둥과의 간섭을 방지하므로 시공성 및 안전성을 확보하고, 상기 보하부철근의 연장수단으로 보연결철근을 이용하여 철근을 기둥내부까지 연장하여야 한다는 건축구조기준을 만족시키는 합성PC보와 합성PC기둥의 연결구조에 관한 것이다.

도 12는 종래의 합성PC보와 합성PC기둥의 연결구조를 도시한 것이고, 아래는 <건축구조기준>중 일부를 발췌한 것이다.

<건축구조기준>

0508.5.2 정모멘트철근의 정착

(1) 단순부재에서 정모멘트철근의 1/3 이상, 연속부재에서 정모멘트 철근의 1/4 이상을 부재의 같은 면을 따라 받침부까지 연장하여야 한다. 보의 경우는 이러한 철근을 받침부 내로 150mm 이상 연장하여야 한다.

(2) 휨부재가 횡하중을 지지하는 주구조물의 일부일 때

0508.5.2(1)에 따라 받침부 내로 연장되어야 할 정모멘트 철근은 받침부의 전면에서 설계기준항복강도

를 발휘할 수 있도록 정착되어야 한다.

철골로 연결되는 합성PC기둥과 합성PC보의 연결부에서 보하부철근은 건축구조기준에 따라 도 12(a)와 같이 관통되거나, 기준에서 제시된 것과 같이 정모멘트의 철근 1/3 또는 1/4 이상의 철근을 기둥내부까지 연장하여야 한다(도 12(b)). 그러나 도 12(a) 및 (b)와 같이 합성PC기둥과 합성PC보를 연결할 경우에 보하부철근의 간섭으로 인하여 시공에 대한 어려움이 발생한다.

합성PC보의 보하부철근은 보에 매입되어있는 상태이므로 보하부철근이 기둥 안쪽으로 들어가지 않아야 보의 설치가 가능하므로 시공상 어려움이 지적되어 왔다.

따라서 상기 건축구조기준을 만족시키면서 미숙련공도 간편히 시공할 수 있는 공법의 개발이 시급한 실정이다.

[문헌 1] 대한민국 공개특허 제10-2010-0046685호 ‘Ｈ형강 보와 각형 강관 기둥의 접합부 연결구조’, 2010년05월07일 [문헌 2] 대한민국 공개특허 제10-2011-0023989호 ‘적층 가능한 조립식 건축물의 보와 기둥의 연결 매개체 및 이를 이용한 조립식 건축물의 시공방법’, 2011년03월09일

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해서 제시되는 것이다. 그 목적은 철골로 연결되는 합성PC기둥과 합성PC보의 연결부에서 보하부철근을 건축구조기준에 따라 합성PC기둥을 관통하거나 정모멘트의 철근 1/3 또는 1/4 이상의 철근을 기둥내부까지 연장하지 않고, 별도의 보연결철근을 기계적 결합으로 연장하여 건축기준기준을 만족시키는 합성PC보와 합성PC기둥의 연결구조를 제공하고자 한다.

상기한 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명은 합성PC보(B)와 합성PC기둥(C)의 연결구조에서,

상기 합성PC기둥(C)은 상기 합성PC보(B)의 연결부에 수직으로 설치된 기둥철골(CS)과 상기 기둥철골(CS)에 수평으로 설치된 기둥브래킷(CB) 그리고 수직으로 설치된 기둥철근(CSS)을 포함하여 구성되고, 상기 합성PC보(B)는 보콘크리트(BC) 단부의 상부 및 하부로 각각 노출된 보브래킷(BB)과 보하부철근(BS)을 포함하여 구성되며, 보연결철근(RB)이 상기 연결부를 관통하여 설치되며 상기 보하부철근(BS)의 노출된 단부에 일단이 커플러(CP)로 체결되는 것을 특징으로 하고, 상기 연결부는 슬래브콘크리트(미도시)와 동시에 충진되는 것을 특징으로 하는 합성PC보와 합성PC기둥의 연결구조를 제공한다.

더불어 상기 보연결철근(RB)은, 상기 연결부의 중앙에서 타단이 절단되고 절단된 부위에 기둥삽입앵커(RA)가 체결되는 보연결철근(RB`);인 것을 특징으로 하는 합성PC보와 합성PC기둥의 연결구조를 제공하며,

또한 상기 보연결철근(RB)은, 상기 연결부의 중앙에서 상기 기둥철골(CS)을 지나서 수평으로 절곡된 후 절단되어 절곡된 부위가 꺽임부(BRB``)가 되는 보연결철근(RB``);인 것을 특징으로 하는 합성PC보와 합성PC기둥의 연결구조를 제공한다.

본 발명에 따르면 철골로 연결되는 합성PC기둥과 합성PC보의 연결부에서 보하부철근을 건축구조기준에 따라 합성PC기둥을 관통하거나 정모멘트의 철근 1/3 또는 1/4 이상의 철근을 기둥내부까지 연장하지 않고, 별도의 보연결철근을 기계적 결합으로 연장하여 건축기준기준을 만족시키는 합성PC보와 합성PC기둥의 연결구조를 제공한다.

도 1은 본 발명에 사용되는 합성PC보의 사시도이다.
도 2는 본 발명에 사용되는 합성PC기둥의 사시도이다.
도 3 내지 5는 본 발명의 합성PC보와 합성PC기둥의 연결구조의 제1실시예의 시공과정을 도시한 것이다.
도 6 내지 7은 본 발명의 합성PC보와 합성PC기둥의 연결구조의 제2실시예의 시공과정을 도시한 것이다.
도 8 내지 9는 본 발명의 합성PC보와 합성PC기둥의 연결구조의 제3실시예의 시공과정을 도시한 것이다.
도 10 내지 11은 본 발명의 합성PC보와 합성PC기둥의 연결구조의 제4실시예의 시공과정을 도시한 것이다.
도 12는 종래의 합성PC보와 합성PC기둥의 연결구조를 도시한 것이다.
도 13은 도 11에 사용된 보연결철근의 구조 개념도이다.
도 14는 도 13에서 사용되는 철근받침대를 도시한 것이다.

이하 첨부한 도면과 함께 상기와 같은 본 발명의 개념이 바람직하게 구현된 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 사용되는 합성PC보의 사시도이고, 도 2는 본 발명에 사용되는 합성PC기둥의 사시도이며, 도 3 내지 5는 본 발명의 합성PC보와 합성PC기둥의 연결구조의 제1실시예의 시공과정을 도시한 것이다.

본 발명에서,

'합성PC보와 합성PC기둥의 연결구조', '개량형 합성PC보와 합성PC기둥의 연결구조', '철골연결부를 가진 합성PC보와 합성PC기둥의 연결구조' 및 '개량형 철골연결부를 가진 합성PC보와 합성PC기둥의 연결구조' 등으로 발명의 명칭을 달리하고 있으나 모두 '합성PC보와 합성PC기둥의 연결구조'의 실시예이고 모두 혼용되어 사용될 수 있음을 미리 밝혀둔다.
즉, 합성PC보(B)는 4개로 구성되어, 4개의 합성PC보(B)가 1개의 합성PC기둥(C)에 연결되되, 마주하는 2개의 합성PC보(B)와 다른 마주하는 2개의 합성PC보(B)는 각각 상기 실시예가 독립적으로 적용되어 혼용된다.

본 발명의 합성PC보와 합성PC기둥의 연결구조의 제1실시예는 합성PC보(B)와 합성PC기둥(C)의 연결구조에서,

상기 합성PC기둥(C)은 상기 합성PC보(B)의 연결부에 수직으로 설치된 기둥철골(CS)과 상기 기둥철골(CS)에 수평으로 설치된 기둥브래킷(CB) 그리고 수직으로 설치된 기둥철근(CSS)을 포함하여 구성되고,

상기 합성PC보(B)는 보콘크리트(BC) 단부의 상부 및 하부로 각각 노출된 보브래킷(BB)과 보하부철근(BS)을 포함하여 구성되며,

보연결철근(RB)이 상기 연결부를 관통하여 설치되며 상기 보하부철근(BS)의 노출된 단부에 일단이 커플러(CP)로 체결되는 것을 특징으로 하고,

상기 연결부는 슬래브콘크리트(미도시)와 동시에 충진되는 것을 특징으로 한다.

그리고 도시된 바와 같이,

상기 합성PC보(B)는 4개로 구성되어,

4개의 상기 합성PC보(B)가 1개의 합성PC기둥(C)에 연결되되,

마주하는 2개의 합성PC보(B)를 연결하는 보연결철근(RB) 위에 다른 쪽에서 마주하는 2개의 합성PC보(B)를 연결하는 보연결철근(RB)이 거치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 합성PC보와 합성PC기둥의 연결구조의 제1실시예는 소위 커플러 이음 방식으로 도 3 내지 5에 도시된 바와 같이,

보하부철근(BS)을 합성PC기둥(C)을 관통하는 별도의 보연결철근(RB)과 커플러(C) 이음을 사용하는 방식이다. 이는 커플러(C)를 사용한 기계적 철근이음이며 설계기준 항복강도가 만족되는 커플러(C)를 사용하는 경우 도 12(a)와 같이 보하부철근이 기둥을 관통한 것과 같은 구조적 성능을 발휘하는 특징이 있다.

도 6 내지 7은 본 발명의 합성PC보와 합성PC기둥의 연결구조의 제2실시예의 시공과정을 도시한 것이다.

본 발명의 합성PC보와 합성PC기둥의 연결구조의 제2실시예는 상기 제1실시예에서 상기 보연결철근(RB)은,

상기 연결부의 중앙에서 타단이 절단되고 절단된 부위에 기둥삽입앵커(RA)가 체결되는 보연결철근(RB`);인 것을 특징으로 한 것이다.

본 발명의 합성PC보와 합성PC기둥의 연결구조의 제2실시예는 건축구조기준에서 제시된 것과 같이 정모멘트의 철근 1/3 또는 1/4 이상의 철근을 받침부까지 연장한 것이다.

즉 커플러(C)를 이용하여 압축철근의 기계적 이음을 활용하고 확대머리 철근 혹은 너트형 정착도구와 같은 기둥삽입앵커(RA)를 사용하여 도 12(b)와 같은 구조적 성능을 발휘하는 방식이다.

커플러 이음에 대해서는 기계적 이음이므로 건축구조기준을 만족한다.

단, 건축구조기준에 따라 하부철근을 기둥에 150mm 이상 정착한다면 상기 기둥삽입앵커(RA)의 사용 없이 정착이 가능하다.

그리고 도시되지는 않았으나,

상기 기둥삽입앵커(RA)가 체결된 상기 보연결철근(RB`)의 단부는 수평 또는 수직으로 90도 절곡되는 것은 특징으로 한다.

또한 상기 보연결철근(RB`)에 상기 기둥삽입앵커(RA)가 제외될 수 있다.

도 8 내지 9는 본 발명의 합성PC보와 합성PC기둥의 연결구조의 제3실시예의 시공과정을 도시한 것이다.

본 발명의 합성PC보와 합성PC기둥의 연결구조의 제3실시예는 상기 제1실시예에서 상기 보연결철근(RB)은,

상기 연결부의 중앙에서 상기 기둥철골(CS)을 지나서 수평으로 절곡된 후 절단되어 절곡된 부위가 꺽임부(BRB``)가 되는 보연결철근(RB``);인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 합성PC보와 합성PC기둥의 연결구조의 제3실시예는 커플러를 이용하여 철근의 기계적 이음을 활용하고 90°의 꺽임부(BRB``)를 갖는 갈고리를 사용하여 도 12(b)와 같은 구조적 성능을 발휘하는 방식이다.

본 발명의 제2실시예와 제3실시예의 차이는 압축철근과 인장철근의 차이이다.

압축철근의 경우 인장철근보다 정착 및 이음길이가 짧으며, 기준상에도 150mm이상 매입되면 정착된 것으로 인정한다.

그러나 건축구조기준에 따라 내진설계를 적용할 경우 보 하부철근의 경우에도 인장철근에 준하여 이음 및 정착이 수행되어야 한다.

따라서 본 발명의 제3실시예는 도 8 내지 9와 같이 90°의 꺽임부(BRB``)를 갖는 갈고리를 사용하여 보하부철근(BS) 및 보연결철근(RB``)을 인장철근에 준하도록 기둥에 정착하는 방식이다.

그리고 상기 보연결철근(RB)은,

상기 연결부의 중앙에서 상기 기둥철골(CS)을 지나서 수평으로 절곡되는 대신에 수직 상방으로 절곡되는 것을 특징으로 할 수 있다.

도 10 내지 11은 본 발명의 합성PC보와 합성PC기둥의 연결구조의 제4실시예의 시공과정을 도시한 것이다.

본 발명의 합성PC보와 합성PC기둥의 연결구조의 제4실시예는 상기 제1실시예에서,

상기 커플러(CP)는 생략되고,

상기 보연결철근(RB)은,

상기 연결부의 중앙을 관통하면서 상기 보하부철근(BS)과 중첩되는 중첩부(A)를 형성하고 단부가 수직으로 절곡된 후 절단되어 절곡된 부위가 꺽임부(BRB```)가 되는 보연결철근(RB```);인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제4실시예는 소위 U형 정착방식으로 보하부철근(BS)과 보연결철근(RB```)을 중첩부(A)가 형성되도록 겹침이음하며 U형정착철근 즉, 보연결철근(RB```)의 90° 갈고리를 통하여 정착성능을 추가적으로 확보하는 방식이다.

보하부철근(BS)과 보연결철근(RB```)의 이음길이는 건축구조기준에 따른 이음길이를 만족시켜야 하므로 보콘크리트(BS)와 합성PC기둥(C) 사이의 길이는 중첩부(A) 즉, 이음길이보다 크게 설계되어야 한다.

U형정착철근 즉, 보연결철근(RB```)의 90° 꺽임부(BRB```)를 갖는 갈고리는 건축구조기준에 따른 내진설계 적용시 추가적인 구조성능 확보가 가능하다.

도 13은 도 11에 사용된 보연결철근의 구조 개념도이다.

도 13(a)에 도시된 바와 같이,

4방향에서 교차하는 보연결철근(RB```)을 간섭없이 동일한 레벨을 유지하기 위하여 일부의 보연결철근(RB```) 중단을 절곡할 수 있다.

그리고 도 13(b)에 도시된 바와 같이,

상기 꺽임부(BRB```)의 상단은 상기 보브래킷(BB) 방향으로 수평으로 절곡되는 것을 특징으로 한다.

이 경우 구조적 안정성을 확보함과 동시에 절곡된 상기 꺽임부(BRB```)의 상단이 상기 보브래킷(BB)에 거치되어 설치과정에서 편의성을 도모한다.

도 14는 도 13에서 사용되는 철근받침대를 도시한 것이다.

도 13에서 4방향에서 교차하는 보연결철근(RB```)의 교차부위에 상기 보연결철근(RB```)이 삽입되어 고정되는 홈이 형성된 철근받침대(100)를 추가로 구성하면 철근의 설치공정에서 편의성을 도모할 수 있으며, 콘크리트 타설시 철근의 위치 변동을 방지할 수 있다.

그리고 상기 철근받침대(100)를 도시된 바와 같이 상하 두 부분으로 구성하여 나사결합 등 통상적인 높이 조절수단을 적용하면 상기 보연결철근(RB```)의 레벨링이 가능해지는 장점이 있다.

상술한 모든 실시예는 상호 중복하여 적용할 수 있다.

결론으로, 본 발명에 따르면 철골로 연결되는 합성PC기둥과 합성PC보의 연결부에서 보하부철근을 건축구조기준에 따라 합성PC기둥을 관통하거나 정모멘트의 철근 1/3 또는 1/4 이상의 철근을 기둥내부까지 연장하지 않고, 별도의 보연결철근을 기계적 결합으로 연장하여 건축기준기준을 만족시키는 합성PC보와 합성PC기둥의 연결구조를 제공한다.

본 발명은 상기에서 언급한 바와 같이 바람직한 실시예와 관련하여 설명되었으나, 본 발명의 요지를 벗어남이 없는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하며, 다양한 분야에서 사용 가능하다.

따라서 본 발명의 청구범위는 이건 발명의 진정한 범위 내에 속하는 수정 및 변형을 포함한다.

B: 합성PC보
BC: 보콘크리트
BB: 보브래킷
BS: 보하부철근
C: 합성PC기둥
CS: 기둥철골
CB: 기둥브래킷
CSS: 기둥철근
RB, RB`, RB``, RB```: 보연결철근
BRB``, BRB```: 꺽임부
RA: 기둥삽입앵커
CP: 커플러
A: 중첩부
100: 철근받침대

Claims

합성PC보(B)와 합성PC기둥(C)의 연결구조에서,
상기 합성PC기둥(C)은 상기 합성PC보(B)의 연결부에 수직으로 설치된 기둥철골(CS)과 상기 기둥철골(CS)에 수평으로 설치된 기둥브래킷(CB) 그리고 수직으로 설치된 기둥철근(CSS)을 포함하여 구성되고,
상기 합성PC보(B)는 보콘크리트(BC) 단부의 상부 및 하부로 각각 노출된 보브래킷(BB)과 보하부철근(BS)을 포함하여 구성되며,
상기 합성PC보(B)는 4개로 구성되어, 4개의 상기 합성PC보(B)가 1개의 상기 합성PC기둥(C)에 연결되되,
마주하는 2개의 합성PC보(B)는 보연결철근(RB)이 상기 연결부를 관통하여 설치되며 상기 보하부철근(BS)의 노출된 단부에 일단이 커플러(CP)로 체결되는 것을 특징으로 하고,
다른 마주하는 2개의 합성PC보(B)는 상기 보연결철근(RB)이 상기 연결부의 중앙을 관통하면서 상기 보하부철근(BS)과 중첩되는 중첩부(A)를 형성하고 단부가 수직으로 절곡된 후 절단되어 절곡된 부위가 꺽임부(BRB```)가 되는 보연결철근(RB```);인 것을 특징으로 하며, 상기 꺽임부(BRB```)의 상단은 상기 보브래킷(BB) 방향으로 수평으로 절곡되는 것을 특징으로 하는 합성PC보와 합성PC기둥의 연결구조.
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