KR0137464Y1 - 철근 콘크리트 슬래브의 데크 거어더 - Google Patents

Abstract

본 고안은 철근 콘크리트 슬래브 축조에 사용되는 개선된 데크 거어더를 개시한다.

거푸집 공법과 데크 플레이트의 문제점을 해결하기 위해 제안된 데크 거어더의 용이한 제조와 설치를 위한 본 고안은 래티스재의 중간을 절곡하여 래티스재 상부간의 사이각이 저항용접에 적절한 간격을 유지하고 하부간의 사이각이 자동정합과 안정적 자립에 적절하도록 하였다.

Description

철근 콘크리트 슬래브의 데크 거어더

제1도 (a),(b)는 데크 플레이트의 구성과 배근을 보이는 사시도들.

제2도는 본원인의 선출원 데크 거어더의 구성과 설치 과정을 보이는 단면도.

제3도는 본 고안에 의한 데크 거어더의 구성과 그 설치과정을 보이는 분해사시도.

제4도는 본 고안 데크 거어더의 배근상태를 보이는 단면도.

제5도는 본 고안 데크 거어더에 의해 구성된 데크 패널을 보이는 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

D : 데크 플레이트(deck plate) D1 : 인입부

1 : 데크 거어더(deck girder) 2 : 래티스(lattice)재

2a,2b : 상부 및 하부 3,4 : 상부 및 하부철근

본 고안은 철근 콘크리트 슬래브(slab) 구조물에 관한 것으로, 특히 데크 플레이트(deck plate) 등에 거어더(girder)로 사용될 수 있는 데크 거어더에 관한 것이다.

철근 콘크리트 구조는 압축재인 콘크리트와 인장재인 철근을 함께 사용하는 복합구조로서, 일반적인 건축구조물의 주종을 이루고 있다.

이러한 철근 콘크리트 구조를 축조하는 가장 일반적인 방법은 콘크리트의 외면을 형성해줄 거푸집을 가설(假設)하고 거푸집상에 철근을 배근(配筋)한 뒤, 콘크리트를 주입하여 그 양생(養生)이 완료되면 거푸집을 제거하는 과정으로 이루어진다.

이러한 거푸집은 일반적인 합판과 각재등으로 가설되는데 거푸집상에서 철근의 배근등의 작업을 수행해야 하므로 상당한 내력(耐力)을 가져야 한다. 따라서 거푸집의 가설자체가 일종의 가구(架構) 구조물의 축조공사가 되며 콘크리트의 양생후 거푸집의 제거도 구조물 해체공사가 되어 상당한 공기(工期)를 소요한다.

특히 콘크리트 표면과 거푸집이 부착되기 쉬워 그 해체에 많은 어려움이 있으며, 이에 따라 구조물의 표면이 불량해져 별도의 마감공사가 필요해지고 내구력이 약한 거푸집이 손상되어 공사완료후 다량의 폐자재를 발생시킨다.

이러한 거푸집 사용의 문제는 대략 두가지 방향으로 개선방안이 진행되어 왔다. 한가지 방안은 거푸집 자체의 개선으로 용이한 가설이나 해체, 마감공사가 불필요한 미려한 표면형성, 큰 내구력에 의한 반복사용 등에 대한 개선이다.

또 한가지 방안은 거푸집을 사용하지 않는 방법, 즉 콘크리트의 외면형성에 사용했던 구조물을 그대로 철근 콘크리트 구조물의 일부로 사용하는 방법이다.

이러한 무(無) 거푸집공법에서 가장 널리 사용되고 있는 것이 제1도에 도시된 바와 같이 데크 플레이트(D)이다. 데크 플레이트(D)는 도시된 바와 같이 단차(段差)가 큰 코러게이트(corrugate) 단면을 가져 휨 및 전단강성이 크므로 보사이에 걸치는 것만으로 작업자가 그 위에서 작업을 수행할 수 있는 데크를 형성하게 된다.

이러한 데크 플레이트(D)는 거푸집과 같은 가설 및 해체가 불필요하고, 하부의 굴곡에 전기설비나 공조설비 등의 배선과 배관을 설치할 수 있으며, 별도의 마감공사가 불필요하고, 작업자에게 안전한 작업공간을 제공하여 별도의 안전망 설치도 불필요하여 공기를 크게 단축할 수 있다는 장점으로 최근 대형 빌딩의 슬래브(slab) 바닥의 축조에 활발히 사용되기 시작하였다. 이외에도 데크 플레이트(D)가 큰 단면계수를 가지므로 주(主)철근의 배근이 불필요하여 구조물의 중량을 줄일 수 있다는 장점도 알려져 있다.

그런데 이러한 데크 플레이트(D)의 실제 사용에 있어서는 다음과 같은 여러 가지 문제가 발견되었다. 먼저 콘크리트 자체의 마감은 불필요하지만 데크 플레이트(D) 자체가 강판이므로 부식방지를 위해 그 노출면에 도장공사를 행하지 않으면 안되며, 주철근도 별도로 배근되지 않으면 안되고 평(平) 슬래브보다 오히려 중(重)구조가 될 수밖에 없다.

즉 철근 콘크리트가 복합재료로 기능하기 위해서는 철근과 콘크리트간에 정착(錠着)이 이루어져야 하는데, 평활면인 데크 플레이트(D)의 표면과 콘크리트간에는 강한 정착이 이루어지기 어려워, 결국 별도의 주철근이 배근되지 않으면 안되는 것이다. 또한 슬래브의 평면을 지지하기 위해 데크 플레이트(D) 및 주철근 상에는 다시 격자(格子)형태의 철근망(網)이 배근되어야 하는 바, 철근망의 정착을 위해 그 상하의 콘크리트 표면과 소정두께 이상의 덮개를 가져야 하므로, 결국 데크 플레이트(D)의 하부로부터 슬래브 상면까지의 두께가 일반적인 평슬래브에 비해 상당히 커지게 된다.

이러한 슬래브 두께의 증가는 철근과 콘크리트의 사용량을 증대시켜 축조원가를 상승시킬 뿐아니라 구조물의 중량이 커져 기둥과 기초의 부담을 가중시키고, 층(層)높이를 감소시켜 구조물의 효용을 크게 감소시키게 된다.

이러한 문제는 또한 덕트나 배관등의 설치시 더욱 가중되는 바, 데크 플레이트(D)의 골방향에 평행하게 배열되는 덕트등은 설치가 용이하지만, 이에 교차되는 경우는 데크 플레이트(D)를 절개하지 않으면 덕트등이 크게 돌출하여 층 높이를 더욱 감소시키게 된다.

제1도의 (a) 및 (b)에는 각각 이러한 데크 플레이트(D)상의 배근구조를 도시하였다.

먼저 (a)에서는 주철근(T)들이 후우프(hoop) 철근(H)으로 지지되어 데크 플레이트(D)의 골(D1)에 설치되고, 철근망을 구성할 종철근(L)과 횡철근(S)이 그 상부에 순차적으로 얹혀 철선등으로 결속(結束)되어 배근된다.

이때 덮개의 유지를 위해 데크 플레이트(D)와 주철근(T), 그리고 주철근(T)과 철근망 사이에는 각각 대략 Ω형태의 스페이서(spacer; S1)가 설치된다.

한편 (b)에서는 철근망(W)이 미리 격자형태로 용접된 와이어 메시(wire mesh)로 구성되어 있고 주철근(T)은 이 철근망(W)에 S자형의 스페이서(S2)로 현수(hanging)되어 있다. 별도로 도시되지는 않았지만 철근망(W)은 데크 플레이트(D)에 대해 Ω형의 스페이서(S1)등으로 지지되어 전체적인 현수구조를 유지하게 된다.

이와 같이 데크 플레이트(D)는 다만 거푸집의 설치 및 해체공사가 불필요할뿐, 그 구조는 오히려 중구조가 되고 부가적인 공수의 투입이 불가결할 뿐아니라 배근과정을 일반적인 거푸집 공정에서와 다를바 없이 다대한 공수를 소요하게 되는 것이다.

이에 따라 본원인은 제2도에 도시된 바와 같은 데크 거어더를 구상하여 본원과 동일한 제명하에 1995년 실용신안등록출원 제45099호(1995. 12. 21출원)로 출원한 바 있다.

이 데크 거어더(1)는 지그재그 형태로 연장되는 두 래티스(lattice)재(2)로 상부철근(3)과 하부철근(4)을 접합하여 구성한 것으로, 데크 플레이트(D)의 인입부(D1)에 거치시킨 뒤 그 상부에 망철근(W)을 얹으면 슬래브의 배근이 완료될 수 있다.

그런데 이러한 선원 데크 거어더(1)에 있어서는 두 래티스재(2)의 하단간의 거리가 데크 플레이트(D)의 인입부(D1) 내측 간격보다 좁으므로 데크 거어더(1)의 설치시 그 접합(align)과 지지를 위해 별도의 스페이서(spacer)등이 필요해지는 번거로움이 있다. 또한 거푸집 등의 바닥면에 설치할때도 외력에 의해 쉽게 넘어지므로 별도의 고정이 필요하게 된다.

이러한 문제는 두 래티스재(2)의 하단간의 간격을 벌려주면 해결되나 이 경우 두 래티스재(2)간의 각도가 벌어지므로 상부철근(3)과의 접합이 곤란해진다. 즉 상부철근(3)과 두 래티스재(2)를 저항용접으로 접합하기 위해서는 가압전극의 가압중심선과 상부철근(3) 및 래티스재(2)간의 접촉면이 동축(同軸)상에 위치하는 것이 바람직한 바, 래티스재(2)간의 각도가 커지면 저항용접이 불가능해져 부득이 번거롭고 고가인 필러(filler)용접으로 접합할 수 밖에 없게 된다.

이와 같은 종래의 문제점을 감안하여 본 고안의 목적은 데크 플레이트 등에 설치시 자동적인 정합이 보장되고 안정되게 설치될 수 있으면서도 상부철근과 래티스재의 접합이 저항용접등으로 이루어질 수 있는 데크 거어더를 제공하는 것이다.

상술한 목적의 달성을 위해 본 고안에 의한 데크 거어더는 래티스재가 상부와 하부로 절곡 형성되어 상부철근과의 접합시 두 래티스재의 상부간의 사이각이 하부간의 사이각보다 작은 것을 특징으로 한다.

이러한 구성에 의하면 래티스재의 하단간의 간격이 커져 데크 플레이트의 설치시 자동적인 정합이나 데크 거어더의 안정적인 자립(自立)이 가능해지면서도, 상부철근과 두 래티스재간의 각도가 작아 저항용접으로 간편하게 제조될 수 있게 된다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

제3도 및 제4도에서, 지그재그 형태로 연장되는 래티스재(2)는 그 중간이 절곡되어 상부(2a)와 하부(2b)가 소정의 경사각을 이루게 된다. 이에따라 두 래티스재(2)의 상단 사이에 상부철근(3)을 접합하게 되면 두 래티스재(2)의 상부(2a)간의 사이각(θ1)이 하부(2b)간의 사이각(θ2)보다 작아지게 된다.

여기서 래티스재(2)의 하부(2b)간의 사이각(θ2)은 바람직하기로 하부(2b)의 하단간의 간격이 데크 플레이트(D)의 인입부(D1)의 내단 간격에 대응하도록 설정된다. 그러면 본 고안 데크 거어더(1)를 데크 플레이트(D)의 인입부(D1)에 진입시키는 것만으로 데크 거어더(1)는 자동적으로 정합되어 안정된 상태를 유지하게 된다.

이때 래티스재(2)의 상부(2a)간의 사이각(θ1)은 바람직하기로 저항용접이 가능한 적절한 각도로 설정될 수 있게 되는 바, 이에 따라 번거롭고 원가가 높은 필러용접을 행할 필요없이 저항용접만으로 데크 거어더(1)의 구성이 가능하게 된다. 한편 두 하부철근(4)의 래티스재(2) 외측의 적절한 높이에 접합된다.

이와 같은 본 고안 데크 거어더(1)를 데크 플레이트(D)의 인입부(D1)내에 진입시킨 뒤 그 상부에 망철근(W)을 얹으면 배근이 완료되어 바로 콘크리트(C)를 타설할 수 있는 상태가 되므로 철근 콘크리트 슬래브의 축조를 크게 용이하게 한다.

한편 제5도에는 복수의 본고안 데크 거어더(1)를 마감판(11)에 접합하여 데크 패널(10)을 구성한 실시예가 도시되어 있다. 여기서 마감판(11)은 도감강판등으로 구성되고 데크 거어더(1)의 접합과 종방향의 보강을 위한 비이드(bead)부(11c)가 배열되고, 인접 데크패널(10)과의 연결을 위한 랩(lap)부(11a,11b)가 양단에 형성되어 있다.

한편 데크 패널(10)의 횡강도의 보강을 위해 각 데크 거어더(1)의 하부에는 돌출부(embossing; 13)가 형성된 단차부(段差部; 12)가 형성되어 있고, 마감판(11)상의 적어도 한 위치에는 배관등의 설비를 매달아 지지할 행거(hanger)를 설치하기 위한 쐐기홈(14)이 형성되어 있다.

이상과 같이 본 고안에 의하면 안정적 자립이 가능하고 데크 플레이트에 자동적으로 정합될 뿐아니라 그 제조도 용이하고 저렴한 데크 거어더가 제공된다.

Claims (2)

1. 각각 하측에 하부철근이 접합된 지그재그형의 두 래티스재의 상단간에 상부철근이 접합되어 구성된 철근 콘크리트 슬래브 축조용의 데크 거어더에 있어서, 상기 래티스재(2)의 중간이 절곡되어 상부(2a)와 하부(2b)를 형성하고, 상기 상부철근(3)과의 접합시 상기 두 래티스재(2)의 상부(2a)간의 사이각(θ1)이 하부(2b)간의 사이각(θ2)보다 작은 것을 특징으로 하는 철근 콘크리트 슬래브의 데크 거어더.
2. 제1항에 있어서, 상기 두 래티스재(2)의 하부(2b) 하단간의 간격이 데크 플레이트(D)의 인입부(D1) 내단간의 간격에 대응하는 것을 특징으로 하는 철근 콘크리트 슬래브의 데크 거어더.