KR20040020445A - 강재와 고강도 콘크리트의 연결용 커넥터 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 합성구조에서 고강도 콘크리트와 강재의 일체성 확보를 위해 일측이 강재에 접합된 후 고강도 콘크리트에 함몰되는 강재와 고강도 콘크리트의 연결용 커넥터에 관한 것으로서, 본 발명의 커넥터는 일정 높이를 갖는 원형 기둥(41)과, 원형 기둥의 양 단부에 각각 결합되어 일측은 강재에 결합되고 타측은 고강도 콘크리트와의 결합을 견고히 하는 결합부(42, 46)를 각각 구비하며, 원형 기둥의 타측 하부에는 나사산(43)이 가공되어 있고, 나사산(43)에는 내측에 나사산(45)이 형성되고 외측에 돌출부가 다단으로 형성된 링형 보강부재(44)가 나사결합되어 있다. 본 발명은 강재와 접합되는 하부부위를 다수의 돌출부를 갖는 링형 보강부재로 보강함으로써 접합면의 단면저항성이 강화되어 내력이 향상되고, 접합면에 작용하는 전단응력을 커넥터에 작용하는 인장력으로 분산시킴으로써 전단파괴를 방지하는 효과가 있다.
Description
본 발명은 커넥터에 관한 것이며, 특히, 고강도 콘크리트 슬래브와 철골보의 이음부 등 합성구조에서 고강도 콘크리트와 강재의 일체성 확보를 위해 설치되는 강재와 고강도 콘크리트의 연결용 커넥터에 관한 것이다.
최근 고강도 콘크리트의 사용이 건설현장에서 부쩍 증가하고 있다. 따라서, 이러한 고강도 콘크리트와 강재를 서로 연결하기 위한 다양한 종류의 커넥터가 요구되고 있다.
도 1에는 커넥터를 사용하여 강재와 고강도 콘크리트를 연결한 형태가 도시되어 있다. 즉, 커넥터(10)는 도 1에 도시된 바와 같이 강재 플레이트(11)와 그 상부에 채워지는 고강도 콘크리트층(12)을 연결하는 데 사용된다.
도 1과 같이 커넥터(10)를 사용하여 고강도 콘크리트와 강재를 조합한 합성구조는 각자의 재료가 충분한 강도를 발휘하도록 연결되어야 한다. 즉, 강재와 고강도 콘크리트를 연결하는 커넥터를 적절하게 설계함으로써, 강재에 가해지는 응력을 고강도 콘크리트의 내부로 원활하게 전달함과 아울러, 커넥터의 조기 전단파괴를 예방하여야 한다.
도 2에는 종래기술에 따른 강재와 고강도 콘크리트의 연결용 커넥터가 개략적으로 도시되어 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 종래의 커넥터(20)는 일정 높이를 갖는 원형 기둥(21)과, 이 원형 기둥(21)의 양 단부에 용접 접합되는 원형 결합부(22, 23)로 구성된다. 상기 원형 결합부(22, 23)는 원형 기둥(21) 보다 큰 직경을 갖는 것으로서, 일측의 원형 결합부(23)는 강재에 용접되어 고정되고, 타측의 원형 결합부(22)는 원형 기둥(21)과 함께 고강도 콘크리트에 함몰되어 고정된다.
상기와 같이 구성된 종래의 커넥터(20)로 강재와 고강도 콘크리트를 연결하여 사용할 경우에는, 콘크리트의 강도가 매우 높아 보통콘크리트를 사용한 경우처럼 커넥터 부근에서 콘크리트 지압파괴를 동반한 커넥터의 인장 및 전단저항이 발생하기 어렵고, 도 3에 도시된 바와 같은 거동을 하게 된다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 콘크리트의 파괴전에 강재(30)와 접합되는 접합면 부분에 전단응력만이 집중되어, 커넥터(20)의 원형 기둥(21)의 하부가 점점 전단 파괴되고, 또한 하부의 고강도 콘크리트(31)가 들뜨는 현상이 발생한다. 그로 인해, 강재와 고강도 콘크리트의 연결부분이 취약해지는 단점이 발생하였다.
이에 본 발명자는 그간의 연구결과를 고찰하여 고강도 콘크리트를 사용한 합성구조의 연결부에서 발생하는 커넥터의 파괴 메커니즘에 대응할 수 있는 커넥터를 설계함으로써, 본 발명을 완성하게 되었다.
따라서, 본 발명은 앞서 설명한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 강재와 접합되는 하단부위를 보강함으로써 전단파괴를 방지함과 더불어 충분한 내력을 갖는 강재와 고강도 콘크리트의 연결용 커넥터를 제공하는 데 그 목적이 있다.
도 1은 커넥터를 사용하여 강재와 고강도 콘크리트를 연결한 형태를 각각 도시한 개략도이고,
도 2는 종래기술에 따른 강재와 고강도 콘크리트의 연결용 커넥터의 개략도이고,
도 3은 도 2에 도시된 커넥터의 파괴 메커니즘을 나타낸 개념도이고,
도 4a는 본 발명의 한 실시예에 따른 강재와 고강도 콘크리트의 연결용 커넥터의 구성관계를 나타낸 분해 사시도이며,
도 4b는 도 4a에 도시된 커넥터의 결합 사시도이다.
♠ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ♠
40 : 커넥터 41 : 원형 기둥
42, 46 : 원형 결합부 43, 45 : 나사산
44 : 링형 결합부재
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르면, 합성구조에서 고강도 콘크리트와 강재의 일체성 확보를 위해 일측이 강재에 접합된 후 고강도 콘크리트에 함몰되는 것으로서, 일정 높이를 갖는 기둥과, 상기 기둥의 양 단부에 각각 결합되어일측은 상기 강재에 결합되고 타측은 상기 고강도 콘크리트와의 결합을 견고히 하는 결합부를 각각 구비한 커넥터에 있어서, 상기 기둥의 타측 하부에는 나사산이 가공되어 있고, 상기 나사산에는 내측에 나사산이 형성되고 외측에 돌출부가 다단으로 형성된 보강부재가 상기 결합부의 상면과 접하도록 나사결합되는 것을 특징으로 한다.
아래에서, 본 발명에 따른 강재와 고강도 콘크리트의 연결용 커넥터의 양호한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명하겠다.
도 4a는 본 발명의 한 실시예에 따른 강재와 고강도 콘크리트의 연결용 커넥터의 구성관계를 나타낸 분해 사시도이고, 도 4b는 도 4a에 도시된 커넥터의 결합 사시도이다.
도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 커넥터(40)는 일정 높이를 갖는 원형 기둥(41)을 포함한다. 이 원형 기둥(41)의 일측 단부에는 제1 원형 결합부(42)가 용접 접합되어 있다. 또한, 원형 기둥(41)의 타측 하부에는 나사산(43)이 가공되어 있고, 이 나사산(43)에는 내측에 나사산(45)이 형성된 링형 보강부재(44)가 나사결합되어 있다. 그리고, 원형 기둥(41)의 타측 단부에는 제2 원형 결합부(46)가 용접 접합되어 있다. 이 때, 링형 보강부재(44)의 하면이 제2 원형 결합부(46)의 상면에 접하도록 결합하는 것이 바람직하다.
상기 원형 결합부(42, 46)는 원형 기둥(41) 보다 큰 직경을 갖는 것으로서, 제2 원형 결합부(46)는 강재에 용접되어 고정되고, 제1 원형 결합부(42)는 원형 기둥(21)과 함께 고강도 콘크리트에 함몰되어 고정된다.
그리고, 링형 보강부재(44)는 직경이 다른 2종류의 링을 순차적으로 적층결합한 다단 형태로 구성하여 다단의 돌출부를 갖는 것으로서, 이러한 링형 보강부재(44)에 의해 커넥터(40)의 하부 단면적이 증가되어 단면저항성이 강화되고 그로 인해 내력이 향상된다.
이러한 링형 보강보재(44)를 직경이 다른 2종류의 링을 순차적으로 적층결합하여 구성하는 것은 링의 사이사이에 고강도 콘크리트가 충진됨에 따라 링형 보강부재(44)가 고강도 콘크리트에 견고하게 고정될 뿐만 아니라, 전단응력이 작용하여 바닥면에서 고강도 콘크리트의 일부분이 들릴 경우, 그 힘이 링과 링 사이에 응력으로 작용하고 그 응력이 링형 보강부재(44)의 반력으로 작용하여 커넥터(40)의 인장력을 유도함으로써, 전단응력을 분산시키는 효과가 있기 때문이다. 즉, 상기와 같은 형태로 링형 보강부재(44)를 구성함으로써, 커넥터(40)의 접합면에서 대부분 작용하는 전단응력을 커넥터(40)의 인장력으로 분산 유도하고, 그로 인해 접합면에서의 전단응력을 완화시키게 된다.
따라서, 본 발명의 커넥터(40)는 링형 보강부재(44)를 통해 접합면에서의 전단응력을 완화시킴으로써, 전단파괴를 방지하게 된다.
상기 실시예에서는 보강부재(44)를 직경이 다른 2종류의 링을 이용하여 구성한 일예에 대해 설명했지만, 외측 크기가 다른 2종류의 부재를 이용하여 구성하여도 무방하다. 또한, 보강부재(44)는 외측 크기 또는 외경이 다른 여러 종류의 부재를 이용하여 구성하여도 무방하다.
아래에서는, 앞서 설명한 바와 같이 구성된 본 발명의 강재와 고강도 콘크리트의 연결용 커넥터의 제작과정에 대해 상세히 설명하겠다.
도 4a에 도시된 바와 같이, 일정 높이를 갖는 원형 기둥(41)의 일측에 제1 원형 결합부(42)를 용접 접합하고, 타측의 하부에 나사산(44)을 가공한다. 이 때, 타측에 나사산(44)이 가공된 원형 기둥(41)의 일측에 제1 원형 결합부(42)를 용접 접합하는 형태로 제작하여도 무방하다.
그런 다음, 내측에 나사산이 각각 형성되며 직경이 다른 2종류의 링을 순차적으로 적층결합하여 링형 보강부재(44)를 제작한다. 이러한 링형 보강부재(44)는 도 4a와 같은 형태를 갖도록 주물로 제작하고 그 내측에 나사산을 가공하여도 무방하다.
그리고, 원형 기둥(41)의 나사산에 링형 보강부재(44)를 나사결합하여 체결하고, 원형 기둥(41)의 타측 단부에 제2 원형 결합부(46)를 용접 접합하여, 도 4b와 같은 본 발명의 커넥터(40)를 완성한다. 이 때, 링형 보강부재(44)의 하면이 제2 원형 결합부(46)의 상면에 접하도록 결합하는 것이 바람직하다.
이렇게 결합 구성된 본 발명의 커넥터(40)는 도 1에 도시된 바와 같이 강재 플레이트(11)와 그 상부에 채워지는 고강도 콘크리트층(12)을 연결하는 데 사용된다.
앞서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명의 강재와 고강도 콘크리트의 연결용 커넥터는 강재와 접합되는 하부부위를 다수의 돌출부를 갖는 링형 보강부재로 보강함으로써 접합면의 단면저항성이 강화되어 내력이 향상되고, 접합면에 작용하는 전단응력을 커넥터에 작용하는 인장력으로 분산시킴으로써 전단파괴를 방지하는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 커넥터는 간단한 나사결합을 통해 링형 보강부재를 보강할 수 있으므로, 종래와 동일 유사한 시공성을 가지면서도 월등한 단면보강 효과와 전단응력 완화효과를 갖는다.
이상에서 본 발명의 강재와 고강도 콘크리트의 연결용 커넥터에 대한 기술사항을 첨부도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
또한, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않고 첨부한 특허청구의 범위내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.
Claims (2)
- 합성구조에서 고강도 콘크리트와 강재의 일체성 확보를 위해 일측이 강재에 접합된 후 고강도 콘크리트에 함몰되는 것으로서, 일정 높이를 갖는 기둥과, 상기 기둥의 양 단부에 각각 결합되어 일측은 상기 강재에 결합되고 타측은 상기 고강도 콘크리트와의 결합을 견고히 하는 결합부를 각각 구비한 커넥터에 있어서,상기 기둥의 타측 하부에는 나사산이 가공되어 있고,상기 나사산에는 내측에 나사산이 형성되고 외측에 돌출부가 다단으로 형성된 보강부재가 상기 결합부의 상면과 접하도록 나사결합되는 것을 특징으로 하는 강재와 고강도 콘크리트의 연결용 커넥터.
- 제1항에 있어서, 상기 보강부재는 내측에 나사산이 각각 형성되며 직경이 다른 2종류의 링을 순차적으로 적층결합하여 다단으로 구성한 것을 특징으로 하는 강재와 고강도 콘크리트의 연결용 커넥터.
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| KR1020020052049A KR20040020445A (ko) | 2002-08-30 | 2002-08-30 | 강재와 고강도 콘크리트의 연결용 커넥터 |
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Cited By (1)
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| KR101066838B1 (ko) * | 2011-04-11 | 2011-09-26 | 고문혜 | 이중합성 강박스 거더 및 그 시공방법 |
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2002
- 2002-08-30 KR KR1020020052049A patent/KR20040020445A/ko not_active Application Discontinuation
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