KR20050065915A - 프리캐스트 콘크리트 패널이 결합된 강판 전단벽 - Google Patents

Abstract

본 발명은 철골구조물에서 하중재하시 강판에 발생되는 국부좌굴을 방지하며 내화성능을 향상시키도록 그 양 면에 프리캐스트(precast) 콘크리트 패널이 결합되는 강판 전단벽에 관한 것이다. 이런 강판 전단벽(30)과 콘크리트 패널(40)에는 그 내면에 일정 간격으로 제1, 제2 체결공(31, 41)이 관통되게 각각 형성되어, 강판 전단벽(30)과 콘크리트 패널(40)은 제1, 제2 체결공(31, 41)을 통해 체결수단인 볼트(50)가 삽입 고정됨으로써, 일체로 결합되는 것을 특징으로 한다. 따라서, 본 발명은 상기와 같이 강판 전단벽(30)의 양 면에 프리캐스트 콘크리트 패널(40)이 결합됨으로써, 국부좌굴로 인한 강판 전단벽의 휨, 압축변형 등이 방지되며, 별도의 내화피복작업을 실시하지 않고도, 내화성이 향상되는 장점이 있다.

Description

프리캐스트 콘크리트 패널이 결합된 강판 전단벽{Steel Plate Shear Wall with Precast Concrete Panel}

본 발명은 철골구조물에 설치되는 강판 전단벽에 관한 것이며, 특히, 하중재하시 강판에 발생되는 국부좌굴을 방지하며 내화성능을 향상시키도록 강판의 양 면에 프리캐스트(precast) 콘크리트 패널이 결합되는 강판 전단벽에 관한 것이다.

도 1 및 도 2는 종래기술에 따른 강판이 설치된 전단벽 구조를 나타낸 정면도 및 분해 사시도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 철골구조물은 구조물의 수직하중을 지지하는 기둥(10)과 이런 기둥(10) 사이를 연결하는 보(20)로 구성되고, 횡력에 의한 변형을 감소시키기 위해 기둥(10)과 보(20) 사이에 전단벽(30)이 설치된다.

철골구조물의 강판 전단벽(30)은 건식공법으로 철골구조물의 기둥(10)과 보(20)에 용이하게 접합 연결되어, 철골구조물의 내진성능을 향상시키는 역할을 한다. 이로 인해, 미국, 일본 등의 신축구조물 또는 기존구조물의 보강작업에는 강판 전단벽(30)의 사용이 점차 확대되고 있는 추세이다.

하지만, 이러한 강판 전단벽(30)도 국부좌굴이 발생되는 경우에 구조적으로 횡력에 대한 내진성능이 저하되며, 강철 재질로 인해 내화성능이 약한 단점이 있다. 그래서, 종래기술의 강판 전단벽(30)에는 내화성능 향상을 위해 내화피복작업이 실시되지만, 이렇게 추가적인 내화피복작업은 시공성을 저하시키는 요인으로 작용하며, 국부변형에는 효과적으로 대처할 수 없다.

본 발명은 앞서 설명한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 제공된 것으로서, 강판 전단벽의 양 면에 프리캐스트 콘크리트 패널이 부착되고, 강판 전단벽과 콘크리트 패널이 볼트결합에 의해 일체로 결합됨으로써, 강판의 국부좌굴을 방지하면서도 그 내화성능을 향상시키는 프리캐스트 콘크리트 패널이 결합된 강판 전단벽을 제공하는 데 그 목적이 있다.

앞서 설명한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 프리캐스트 콘크리트가 결합된 강판 전단벽은 철골구조물에서 기둥과 보 사이에 설치되며, 그 양 면에 프리캐스트 공법으로 제작된 콘크리트 패널이 각각 부착된다. 이런 상기 강판 전단벽과 상기 콘크리트 패널에는 그 내면에 일정 간격으로 제1, 제2 체결공이 관통되게 각각 형성되어, 상기 강판 전단벽과 상기 콘크리트 패널은 상기 제1, 제2 체결공을 통해 체결수단이 삽입 고정됨으로써, 일체로 결합되는 것을 특징으로 한다.

아래에서는 본 발명에 따른 프리캐스트 콘크리트 패널이 결합된 강판 전단벽의 양호한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명하겠다.

도 3 및 도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 프리캐스트 콘크리트 패널이 결합된 강판 전단벽의 분해된 상태와 결합된 상태를 각각 나타낸 사시도이고, 도 5는 도 4에 도시된 강판 전단벽의 일부를 확대하여 나타낸 개략도이고, 도 6 및 도 7은 도 5에 도시된 프리캐스트 콘크리트 패널이 결합된 강판 전단벽의 일부를 길이방향으로 절단한 것으로서, 볼트결합이 되지 않은 상태와 볼트결합이 된 상태를 각각 나타낸 단면도이다.

도 3 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 프리캐스트 콘크리트 패널이 결합된 강판 전단벽은 기둥(10)과 보(20) 사이에 부착 연결되는데, 이런 강판 전단벽(30)의 양 면에 프리캐스트 콘크리트 패널(40)이 체결용 볼트(50)에 의해 일체로 결합된다. 이 때, 강판 전단벽(30)과 콘크리트 패널(40)에는 상기 볼트(50)가 관통하는 제1, 제2 체결공(31, 41)이 형성된다. 이와 같은 구성으로 인해, 본 발명에 따른 프리캐스트 콘크리트 패널이 결합된 강판 전단벽은 강판의 양 면에 콘크리트 패널(40)이 밀착되게 결합됨으로써, 강판에 발생될 수 있는 국부좌굴이 억제되며, 구조물의 내화성능도 향상된다. 이 때, 본 발명의 콘크리트 패널(40)은 사전에 일정 크기 형상으로 제작되기 때문에, 종래에 비해 시공성의 큰 저하없이도 건식공법으로 강판 전단벽(30)에 용이하게 설치된다.

본 발명의 강판 전단벽(30)은 구조물의 기둥(10)과 보(20)의 사이에서 횡력에 대한 내진성능을 향상시키기 위해 설치된다. 이런 강판 전단벽(30)은 그 내측부위에 볼트(50)가 삽입 체결되는 제1 체결공(31)이 일정 간격으로 형성된다.

강판 전단벽(30)에 결합되는 콘크리트 패널(40)은 사전에 제작되는 프리캐스트 패널로서, 콘크리트의 내부에 자체 강도향상과 인장력에 대한 저항능력을 향상시키기 위해 와이어 메시 또는 보강철근이 삽입된다. 그리고, 콘크리트 패널(40)은 강판의 국부좌굴 방지와 내화성능의 향상을 위해서 약 50mm 두께로 제작되며, 인력 또는 소형운반장비로 운반이 가능하며 시공도 용이한 일정 크기로 제작된다. 그리고, 콘크리트 패널(40)에는 그 내측면에 강판 전단벽(30)의 제1 체결공(31)과 동일한 간격으로 볼트(50)가 삽입되는 제2 체결공(41)과, 그 외면으로 볼트(50)의 헤드부 또는 너트(51)가 돌출되지 않도록 볼트(50)의 헤드부 또는 너트(51)가 위치하는 제3 체결공(43)이 동일선상에 각각 형성된다. 또한, 본 발명의 콘크리트 패널(40)에는 볼트(50)의 체결력으로 인해 균열이 발생되는 것을 방지하기 위해 제3 체결공(43)의 내측부위에 와셔 플레이트(42)가 내설된다.

아래에서는 상기와 같이 구성되는 본 발명의 프리캐스트 콘크리트 패널이 결합된 강판 전단벽의 설치순서에 대해 설명하겠다.

먼저, 강판 전단벽(30)을 양중이 가능한 크기로 절단 분할하고, 철골 구조물의 바닥 슬래브가 시공된 후에 기둥(10)과 보(20) 사이에 강판 전단벽(30)을 용접결합 또는 볼트결합시킨다.

그리고, 프리캐스트 공법으로 제작된 콘크리트 패널(40)을 일정 크기로 분할하여, 강판 전단벽(30)의 양 면에 각각 부착한다. 이 때, 콘크리트 패널(40)에는 경화단계 이전상태에서 콘크리트의 내부에 와이어 메시 또는 보강철근을 매설하고, 볼트(50)가 체결될 제2 체결공(41)과 제3 체결공(43)의 사이에 와셔 플레이트(42)도 매설한다.

그런 다음에는 강판 전단벽(30)의 제1 체결공(31)과 콘크리트 패널(40)의 제2 체결공(41)이 일직선상에 위치하게 조정한 후에, 제1, 제2 체결공(31, 41)을 통해 체결용 볼트(50)를 삽입한다. 이 때, 볼트(50)는 프리스트레스(prestress) 인장력이 가해진 상태에서 너트(51)에 의해 조여짐으로써, 강판 전단벽(30)과 콘크리트 패널(40)을 보다 견고하게 결합시킨다.

그리고, 본 발명의 마무리 설치작업으로 패널과 패널사이 또는 패널과 철골조 사이에는 내화재를 충진시키고, 그 표면을 마감처리한다.

앞서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 강판 전단벽의 양 면에 프리캐스트 콘크리트 패널이 결합됨으로써, 국부좌굴로 인한 강판 전단벽의 휨, 압축변형 등이 방지되는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 별도의 내화피복작업을 실시하지 않아도, 건식공법으로 용이하게 콘크리트 패널이 설치됨으로써, 내화성이 향상되는 장점이 있다.

이상에서 본 발명에 따른 프리캐스트 콘크리트 패널이 결합된 강판 전단벽에 대한 기술사상을 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 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.

도 1 및 도 2는 종래기술에 따른 강판이 설치된 전단벽 구조를 나타낸 정면도 및 분해 사시도이고,

도 3 및 도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 프리캐스트 콘크리트 패널이 결합된 강판 전단벽의 분해 사시도 및 결합 사시도이고,

도 5는 도 4에 도시된 프리캐스트 콘크리트 패널이 결합된 강판 전단벽의 일부를 확대하여 나타낸 개략도이고,

도 6 및 도 7은 도 5에 도시된 프리캐스트 콘크리트 패널이 결합된 강판 전단벽의 일부를 길이방향으로 절단한 것으로서, 볼트결합이 되지 않은 상태와 볼트결합이 된 상태를 각각 나타낸 단면도이다.

♠ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ♠

10 : 기둥 20 : 보

30 : 전단벽 40 : 콘크리트 패널

50 : 볼트

Claims (4)

1. 철골구조물에서 기둥과 보 사이에 설치되는 강판 전단벽에 있어서,

   상기 강판 전단벽의 양 면에는 프리캐스트 공법으로 제작된 콘크리트 패널이 각각 부착되며, 상기 강판 전단벽과 상기 콘크리트 패널에는 그 내면에 일정 간격으로 제1, 제2 체결공이 관통되게 각각 형성되어, 상기 강판 전단벽과 상기 콘크리트 패널은 상기 제1, 제2 체결공을 통해 체결수단이 삽입 고정됨으로써, 일체로 결합되는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 콘크리트 패널이 결합된 강판 전단벽.
2. 제 1항에 있어서, 상기 체결수단은 상기 제1, 제2 체결공을 통해 삽입되는 프리스트레스 상태의 볼트와, 상기 볼트에 체결되는 너트로 구성되는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 콘크리트 패널이 결합된 강판 전단벽.
3. 제 2항에 있어서, 상기 콘크리트 패널에는 상기 제2 체결공과 동일선상에서 그 내부에 와셔 플레이트가 매설되는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 콘크리트 패널이 결합된 강판 전단벽.
4. 제 1항에 있어서, 상기 콘크리트 패널에는 와이어 메시 또는 보강철근이 매설되는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 콘크리트 패널이 결합된 강판 전단벽.