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KR101429984B1 - 가새 접합구조물 - Google Patents

가새 접합구조물 Download PDF

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KR101429984B1
KR101429984B1 KR1020120156146A KR20120156146A KR101429984B1 KR 101429984 B1 KR101429984 B1 KR 101429984B1 KR 1020120156146 A KR1020120156146 A KR 1020120156146A KR 20120156146 A KR20120156146 A KR 20120156146A KR 101429984 B1 KR101429984 B1 KR 101429984B1
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reinforcing
stiffener
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joint
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이동규
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재단법인 포항산업과학연구원
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Abstract

본 발명은 가새 접합구조물을 제공한다.
상기 가새 접합구조물은, 건축물 가새부재와, 상기 건축물 가새부재에 가새접합모듈을 매개로 연결되며, 상기 가새접합모듈과 연계되는 보강재를 구비하는 수평부재 및, 상기 수평부재의 하부에 수직으로 결합되며, 상기 보강재와 연계되도록 접합되어 상기 건축물 가새부재의 하중 전달이 용이하도록 접합되는 수직부재로 구성될 수 있다.

Description

가새 접합구조물{DIAGRID JOINING STRUCTURE}
본 발명은 가새 접합구조물에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 가새부재를 포함한 건축물에서 시공성과 구조적 안정성이 확보되는 가새 접합구조물에 관한 것이다.
대공간구조물의 기초부분의 단위 기둥은 사이즈가 변화되면서 저층부 및 중, 상층부를 수직으로 연결하는 메인 골조의 기둥 역할을 하고 있다. 이러한 기둥들은 보와 기둥이 수직으로 만나는 박스형 프레임에 적절하여 디테일이 단순하고 시공하기에도 편리하다. 다이아그리드 구조는 면적대비 공간효율성이 높아 식물공장과 같은 대량생산 시스템이 가능한 구조물에 적용성이 높다.
그런데, 다이아그리드 구조와 같이, 경사(가새)부재가 기둥과 보의 역할을 동시에 하는 경우에는, 지면에 수직으로 설치되는 기둥부재와 경사부재가 연결되는 접합부의 구조가 중요한 요인이 될 수 있다. 즉 단면이 다른 기둥부재와 경사부재가 접합되는 부분에서, 구조적인 안정성 및 시공효율성을 위해 하중의 흐름에 순응하는 적절한 연결방식의 디테일이 필요한 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 해소하기 위하여 제안된 것으로서 그 목적 측면은, 가새부재와 각도 및 단면이 다른 부재들을 연결하는 경우에 부재들의 유기적인 연결로 인하여 응력전달이나 분산이 효과적으로 구현되어 접합부위의 구조적 안정성이 확보되는 가새 접합구조물을 제공하는 데에 있다.
또한, 본 발명은 일 측면으로써, 주요 구조부재가 가새부재와 수평부재 및 수직부재로 이루어진 다양한 형태의 건축물로 구성되는 것이 가능한 가새 접합구조물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 일 측면으로써, 가새부재에서 수직부재로 내려오는 하중을 원활하게 흐르게 함과 동시에, 수직부재의 강성을 증대시키는 가새 접합구조물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적인 측면으로서 본 발명은, 건축물 가새부재; 상기 건축물 가새부재에 가새접합모듈을 매개로 연결되며, 상기 가새접합모듈과 연계되는 보강재를 구비하는 수평부재; 및 상기 수평부재의 하부에 수직으로 결합되며, 상기 보강재와 연계되도록 접합되는 플레이트부재를 포함하여 상기 건축물 가새부재의 하중이 원활하게 전달되도록 하는 보강모듈과, 상기 보강모듈이 매립되도록 상기 수평부재의 하부에 타설되는 콘크리트부를 구비한 수직부재를 포함하는 가새 접합구조물을 제공한다.
바람직하게, 상기 가새접합모듈은, 상기 건축물 가새부재의 단부가 접합되는 가새접합판; 상기 가새접합판이 접합되고, 상기 수평부재의 상면에 접합되는 수직접합판; 및 상기 가새접합판과 상기 수직접합판에 접합되며, 상기 건축물 가새부재에서 전달되는 응력을 상기 수평부재로 원활하게 전달하도록 상기 건축물 가새부재와 동일한 경사각도로 경사지게 접합되는 접합스티프너를 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 보강재는, 상기 수평부재의 하부로 갈수록 외측으로 경사지게 접합되며, 상단부가 상기 접합스티프너의 단부와 이어지게 연계접합되는 경사스티프너; 및 상기 수평부재에 수직으로 접합되는 수직스티프너를 포함할 수 있다.
삭제
바람직하게, 상기 보강모듈은, 상기 경사스티프너의 단부와 이어지도록 상기 수평부재의 하측면에 접합되며 소정 간격으로 복수의 관통공이 형성된 제1플레이트; 상기 제1플레이트에 수직한 방향으로 배치되고, 상기 수평부재에 접합되며 관통공이 형성된 제2플레이트; 및 상기 제1플레이트와 상기 제2플레이트의 관통공에 관통되어 설치되는 보강철근을 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 보강모듈은, 상기 보강철근에 끼워짐으로써 상기 관통공에 상기 보강철근의 위치를 고정하기 위한 철근고정부재를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은, 건축물 가새부재; 상기 건축물 가새부재에 가새접합모듈을 매개로 연결되며, 상기 가새접합모듈과 연계되는 보강재를 구비하는 수평부재; 및 상기 수평부재의 하부에 수직으로 결합되며, H형강 기둥으로 형성되고, 상기 H형강 기둥의 플랜지가 상기 보강재에 구비된 경사스티프너의 단부와 이어지게 되어 상기 건축물 가새부재의 하중이 원활하게 전달되도록 된 수직부재를 포함하는 가새 접합구조물을 제공한다.
삭제
이와 같이 구성된 본 발명의 일실시예에 의한 가새 접합구조물은, 건축물 가새부재가 수평부재를 매개로 단면이 다른 수직부재인 기둥과 접합되는 경우에, 부재들의 유기적인 연결로 인하여 응력전달이나 분산이 효과적으로 구현되어 접합부위의 구조적 안정성을 확보할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 의하면, 건축물 가새부재로부터 단면이 다른 수직부재로 내려오는 하중의 원활한 흐름이 구현되어 구조물이 요구하는 내력이 안정적으로 유지되도록 할 수 있으므로, 건축물의 주요 구조부재가 가새부재와 수평부재 및 수직부재로 이루어진 다양한 형태의 건축물을 구성할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 수직부재에 가새접합모듈 및 보강재와 유기적으로 연계되는 보강모듈을 구비하여, 가새부재에서 수직부재로 내려오는 하중을 원활하게 흐르게 함과 동시에, 수직부재의 강성을 증대시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 가새 접합구조물을 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 가새 접합구조물의 부분 단면도이다.
도 3은 도 2의 A-A 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 가새 접합구조물에 적용되는 보강모듈의 분해사시도이다
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 의한 가새 접합구조물을 나타내는 사시도이다.
이하, 첨부된 도면에 따라 본 발명을 상세하게 설명한다.
먼저, 이하에서 설명되는 실시예들은 본 발명인 가새 접합구조물의 기술적인 특징을 이해시키기에 적합한 실시예들이다. 다만, 본 발명이 이하에서 설명되는 실시예에 한정하여 적용되거나 설명되는 실시예들에 의하여 본 발명의 기술적 특징이 제한되는 것이 아니며, 본 발명의 기술 범위 내에서 다양한 변형 실시가 가능하다.
본 발명의 일실시예에 의한 가새 접합구조물(100)은, 도 1 내지 도 4에 도시된 실시예와 같이, 건축물 가새부재(200); 상기 건축물 가새부재(200)에 가새접합모듈(300)을 매개로 연결되며, 상기 가새접합모듈(300)과 연계되는 보강재(410)를 구비하는 수평부재(400); 및 상기 수평부재(400)의 하부에 수직으로 결합되며, 상기 보강재(410)와 연계되도록 접합되어 상기 건축물 가새부재(200)의 하중 전달이 용이하도록 접합되는 수직부재(500)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 건축물 가새부재(200)는 도시된 실시예와 같이 강관으로 제공될 수 있으며, 경사지게 형성되어 건축물의 주요 구조부재로서 하중을 지지할 수 있다.
상기 수평부재(400)는 건축물의 수평하중을 지지하며, 수평으로 배치될 수 있다면 그 구조에는 한정이 없다. 예를 들어 도시된 실시예와 같이, 상기 수평부재(400)는 상부플랜지와 하부플랜지 및 웨브를 포함하는 H형강의 보로 이루어질 수 있다. 다만, 이하에서는 설명의 편의상 상기 수평부재(400)가 H형강의 보로 이루어진 경우를 일 예로 설명한다.
상기 가새접합모듈(300)은, 상기 건축물 가새부재(200)와 상기 수평부재(400)를 연결토록 제공되며, 상기 수평부재(400)에 접합되는 보강재(410)와 하중 전달이 용이하도록 주요부재들이 연계되도록 구성되어 상기 건축물 가새부재(200)로부터 전달되는 하중을 상기 수평부재(400)로 원활하게 전달하도록 구성될 수 있다.
상기 수직부재(500)는 일반적인 기둥부재와 같이, 수직으로 설치될 수 있으며, 상기 수직부재(500)를 이루는 요소들이 상기 보강재(410)와 연계되도록 구성될 수 있다.
이와 같이 구성된 본 발명의 일실시예에 의한 가새 접합구조물(100)은, 건축물 가새부재(200)가 수평부재(400)를 매개로 단면이 다른 수직부재(500)인 기둥과 접합되는 경우에, 부재들의 유기적인 연결로 인하여 응력전달이나 분산이 효과적으로 구현되어 접합부위의 구조적 안정성을 확보할 수 있다.
또한, 건축물 가새부재(200)로부터 단면이 다른 수직부재(500)로 내려오는 하중의 원활한 흐름이 구현되어 구조물이 요구하는 내력이 안정적으로 유지되도록 할 수 있으므로, 건축물의 주요 구조부재가 건축물 가새부재(200)와 수평부재(400) 및 수직부재(500)로 이루어진 다양한 형태의 건축물을 구성할 수 있다.
한편, 상기 가새접합모듈(300)은, 상기 건축물 가새부재(200)의 단부가 접합되는 가새접합판(310); 상기 가새접합판(310)이 접합되고, 상기 수평부재(400)의 상면에 접합되는 수직접합판(330); 및 상기 가새접합판(310)과 상기 수직접합판(330)에 접합되며, 상기 건축물 가새부재(200)에서 전달되는 응력을 상기 수평부재(400)로 원활하게 전달하도록 건축물 가새부재(200)와 동일한 경사각도로 경사지게 접합되는 접합스티프너(350)를 포함하여 구성될 수 있다.
즉, 도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 수직접합판(330)은 상기 수평부재(400)의 상부플랜지 상면에 수직으로 접합될 수 있다. 그리고, 상기 접합스티프너(350)는 상기 수직접합판(330)의 전, 후면에 수직으로 접합되되 상기 건축물 가새부재(200)의 경사각도에 대응되게 접합될 수 있다. 그리고, 상기 가새접합판(310)은 상기 수직접합판(330)과 상기 접합스티프너(350)가 접합된 십자형태의 단부에 용접 등으로 접합될 수 있다. 상기 가새접합판(310)은, 상기 수직접합판(330)과 접합되지 않은 일면에 상기 건축물 가새부재(200)가 접합될 수 있다.
이때, 상기 가새접합모듈(300) 및 상기 건축물 가새부재(200)와 상기 수평부재(400)는 용접 등으로 접합되어 하나의 일체화된 접합디테일을 구성할 수 있다.
상기 보강재(410)는, 상기 수평부재(400)에 하부로 갈수록 외측으로 경사지게 접합되며, 상단부가 상기 접합스티프너(350)의 단부와 이어지게 연계접합되는 경사스티프너(411)와; 상기 수평부재(400)에 수직으로 접합되는 수직스티프너(413)를 포함하여 구성될 수 있다.
즉, 상기 보강재(410)는 상기 수평부재(400)가 H형강 보로 이루어진 경우에 상부플랜지(401)와 하부플랜지(402) 및 웨브(403)에 접합되어 상기 수평부재(400)의 접합부의 강성을 보강토록 접합될 수 있다.
이때, 상기 경사스티프너(411)는 외측으로 경사지게 접합될 수 있다. 또한, 바람직하게는 한 쌍으로 이루어질 수 있으며 상기 한 쌍의 경사스티프너(411)는 하부로 갈수록 벌어지도록 구성될 수 있다. 그리고, 상기 경사스티프너(411)는 상단부가 상기 접합스티프너(350)와 이어지도록 접합되고 하단부가 후술하는 수직부재(500)의 플레이트부재에 이어지도록 접합될 수 있다.
또한, 상기 수직스티프너(413)는 상기 상부플랜지(401) 및 하부플랜지(402)에 수직으로 접합되어 상기 경사스티프너(411)의 좌굴을 방지할 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 실시예는 상기 건축물 가새부재(200)로 가해지는 하중이 상기 접합스티프너(350)와 상기 경사스티프너(411)를 통하여 원활하게 상기 수직부재(500)로 흐르면서 응력분산을 효과적으로 구현시킬 수 있다.
본 발명의 실시예에 의한 가새 접합구조물(100)에서, 상기 수직부재(500)는 다양한 형태로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 수직부재(500)는, 도 1 내지 도 4에 도시된 실시예와 같이, 철근 철골 콘크리트 구조로 이루어질 수도 있으며, 도 5에 도시된 실시예와 같이, H형강 기둥으로 이루어질 수도 있다.
먼저, 도 1 내지 도 4를 참조하여, 상기 수직부재(500)의 일 실시예를 설명한다.
즉, 본 발명에 적용되는 일실시예에 의한 상기 수직부재(500)는, 상기 보강재(410)와 연계되도록 접합되는 플레이트부재를 포함하여 상기 건축물 가새부재(200)의 하중이 원활하게 전달되도록 하는 보강모듈(510)과, 상기 보강모듈(510)이 매립되도록 상기 수평부재(400)의 하부에 타설되는 콘크리트부(530)를 포함하여 구성될 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 일실시예에 의한 수직부재(500)는 보강모듈에 의해 상기 가새접합모듈(300) 및 보강재(410)와 유기적으로 연결되므로, 상기 건축물 가새부재(200)로부터 상기 수직부재(500)로 내려오는 하중이 원활하게 전달됨과 동시에, 상기 수직부재(500)의 접합부 강성을 증대시킬 수 있다.
한편, 상기 보강모듈(510)은, 상기 경사스티프너(411)의 단부와 이어지도록 상기 수평부재(400)의 하측면에 접합되며 소정 간격으로 복수의 관통공(514)이 형성된 제1플레이트(511); 상기 제1플레이트(511)에 수직한 방향으로 배치되고, 상기 수평부재(400)에 접합되며 관통공(514)이 형성된 제2플레이트(513); 및 상기 제1플레이트(511)와 상기 제2플레이트(513)의 관통공(514)에 관통되어 설치되는 보강철근(515)을 포함하여 구성될 수 있다.
즉, 상기 제1플레이트(511)는 상기 경사스티프너(411)의 단부와 이어지게 접합됨으로써 상기 접합스티프너(350) 및 상기 경사스티프너(411)를 통해 전달되는 상기 건축물 가새부재(200)로부터 가해진 하중을 상기 수직부재(500)로 원활하게 전달되도록 할 수 있다.
또한, 상기 제1플레이트(511)와 상기 제2플레이트(513)에는 관통공(514)이 형성되어 상기 보강철근(515)과의 간섭이 배제되도록 함과 동시에, 상기 콘크리트부(530)가 타설되기 전에 상기 보강철근(515)의 위치를 고정시켜 상기 보강철근(515)의 설치를 용이하게 할 수 있다.
상기 보강모듈(510)은, 상기 보강철근(515)에 끼워짐으로써 상기 관통공(514)에 상기 보강철근(515)의 위치를 고정하기 위한 철근고정부재(517)를 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 철근고정부재(517)는, 상기 콘크리트부(530)가 타설되기 전까지 상기 보강철근(515)을 상기 관통공(514)의 적절한 위치에 고정할 수 있다면, 다양한 변형실시가 가능하다.
예를 들어, 상기 철근고정부재(517)는 고정링 등으로 제공되어 상기 보강철근(515)이 관통설치된 상태에서 상기 제1플레이트(511) 및 상기 제2플레이트(513)의 양면에서 고정될 수 있다. 이때, 상기 철근고정부재(517)는 상기 콘크리트부(530)가 타설되기 전까지 상기 보강철근(515)의 위치를 고정시키면 되므로 볼트고정이나 용접 등으로 견고하게 고정시킬 필요는 없으며, 상기 고정링은 예를 들어 고무링 등으로 제공될 수도 있다. 다만, 상술한 바와 같이, 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 변형실시가 가능하다.
이하에서는 도 5를 참조하여 상기 수직부재(500)의 다른 실시예로 H 형강 기둥이 제공되는 경우의 접합상세를 설명한다.
상기 H형강 기둥으로 제공되는 상기 수직부재(500)에서, 상기 H형강 기둥의 플랜지(550)는 상기 수평부재(400)에 구비된 상기 경사스티프너(411)의 단부와 이어지도록 상기 수평부재(400)에 접합될 수 있다.
이에 따라, 상기 건축물 가새부재(200)로부터 내려오는 하중은 상기 접합스티프너(350)와 상기 경사스티프너(411) 및 상기 수직부재(500)의 플랜지(550)를 통해 원활하게 분산될 수 있으므로, 단면과 설치각도가 다른 부재들을 연결하는 경우에도 구조적인 안정성을 확보할 수 있다. 도 5에서 미설명부호 560은 웨브를 표시한다.
이와 같이 구성된 본 발명의 일실시예에 의한 가새 접합구조물은, 건축물 가새부재가 수평부재를 매개로 단면이 다른 수직부재인 기둥과 접합되는 경우에, 부재들의 유기적인 연결로 인하여 응력전달이나 분산이 효과적으로 구현되어 접합부위의 구조적 안정성을 확보할 수 있다.
또한, 건축물 가새부재로부터 단면이 다른 수직부재로 내려오는 하중의 원활한 흐름이 구현되어 구조물이 요구하는 내력이 안정적으로 유지되도록 할 수 있으므로, 건축물의 주요 구조부재가 가새부재와 수평부재 및 수직부재로 이루어진 다양한 형태의 건축물을 구성할 수 있다.
그리고, 수직부재에 가새접합모듈 및 보강재와 유기적으로 연계되는 보강모듈을 구비하여, 가새부재에서 수직부재로 내려오는 하중을 원활하게 흐르게 함과 동시에, 수직부재의 강성을 증대시킬 수 있다.
본 발명은 지금까지 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 알 수 있음을 밝혀두고자 한다.
100 : 가새 접합구조물 200 : 건축물 가새부재
300 : 가새접합모듈 310 : 가새접합판
330 : 수직접합판 350 : 접합스티프너
400 : 수평부재 410 : 보강재
411 : 경사스티프너 413 : 수직스티프너
500 : 수직부재 510 : 보강모듈
511 : 제1플레이트 513 : 제2플레이트
515 : 보강철근 517 : 철근고정부재
530 : 콘크리트부

Claims (7)

  1. 건축물 가새부재;
    상기 건축물 가새부재에 가새접합모듈을 매개로 연결되며, 상기 가새접합모듈과 연계되는 보강재를 구비하는 수평부재; 및
    상기 수평부재의 하부에 수직으로 결합되며, 상기 보강재와 연계되도록 접합되는 플레이트부재를 포함하여 상기 건축물 가새부재의 하중이 원활하게 전달되도록 하는 보강모듈과, 상기 보강모듈이 매립되도록 상기 수평부재의 하부에 타설되는 콘크리트부를 구비한 수직부재
    를 포함하는 가새 접합구조물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 가새접합모듈은,
    상기 건축물 가새부재의 단부가 접합되는 가새접합판;
    상기 가새접합판이 접합되고, 상기 수평부재의 상면에 접합되는 수직접합판; 및
    상기 가새접합판과 상기 수직접합판에 접합되며, 상기 건축물 가새부재에서 전달되는 응력을 상기 수평부재로 원활하게 전달하도록 상기 건축물 가새부재와 동일한 경사각도로 경사지게 접합되는 접합스티프너
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 가새 접합구조물.
  3. 제2항에 있어서, 상기 보강재는,
    상기 수평부재의 하부로 갈수록 외측으로 경사지게 접합되며, 상단부가 상기 접합스티프너의 단부와 이어지게 연계접합되는 경사스티프너; 및
    상기 수평부재에 수직으로 접합되는 수직스티프너
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 가새 접합구조물.
  4. 삭제
  5. 제3항에 있어서, 상기 보강모듈은,
    상기 경사스티프너의 단부와 이어지도록 상기 수평부재의 하측면에 접합되며 일정 간격으로 복수의 관통공이 형성된 제1플레이트;
    상기 제1플레이트에 수직한 방향으로 배치되고, 상기 수평부재에 접합되며 관통공이 형성된 제2플레이트; 및
    상기 제1플레이트와 상기 제2플레이트의 관통공에 관통되어 설치되는 보강철근
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 가새 접합구조물.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 보강모듈은, 상기 보강철근에 끼워짐으로써 상기 관통공에 상기 보강철근의 위치를 고정하기 위한 철근고정부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가새 접합구조물.
  7. 건축물 가새부재;
    상기 건축물 가새부재에 가새접합모듈을 매개로 연결되며, 상기 가새접합모듈과 연계되는 보강재를 구비하는 수평부재; 및
    상기 수평부재의 하부에 수직으로 결합되며, H형강 기둥으로 형성되고, 상기 H형강 기둥의 플랜지가 상기 보강재에 구비된 경사스티프너의 단부와 이어지게 되어 상기 건축물 가새부재의 하중이 원활하게 전달되도록 된 수직부재
    를 포함하는 가새 접합구조물.
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