KR100340115B1

KR100340115B1 - 티형 피씨 슬래브 댑단부 및 이를 이용하여 구조물을 축조하는 방법

Info

Publication number: KR100340115B1
Application number: KR1019990050286A
Authority: KR
Inventors: 류재천; 유승룡
Original assignee: 유승룡; 배종렬; 삼성물산 주식회사
Priority date: 1999-11-12
Filing date: 1999-11-12
Publication date: 2002-06-10
Also published as: KR20010046494A

Abstract

본 발명은 고하중·장스팬 슬래브 구조시스템으로 주로 활용되고 있는 T형 PC 슬래브 단부에 관한 것으로서, 구조적으로 우수하며 경제성 있는 T형 PC 슬래브 단부 및 이를 이용하여 구조물을 축조하는 방법에 관한 것이다.

바닥 또는 지붕재료로서 T형 부재는 건축물의 층고를 줄이기 위하여 댑단부(Dapped End)로 설계해야 할 경우가 있다. 도1 A에서 티 슬래브에 일반적으로 적용되는 PCI(Prestressed Concrete Institute)에서 제안한 PC슬래브(Precast Concrete Slab)를 볼 수 있다. PCI 권장기준에서 이 댑단부는 보 깊이의 50％까지 축소가 가능하며, 높은 인구밀도로 인한 토지이용률이 매우 높은 우리 나라에서 흔히 선택되는 단면이다.

이 경우 축소된 보 깊이는 복잡한 응력을 유발하며, 댑단부 전단내력 저하는 보의 휨 효율성을 저해하는 치명적인 요소가 될 수 있다. 댑단부 니브(Nib)부위에 (도1 A 참조) 과도한 응력집중으로 인한 전단 파괴를 막기 위하여, 복잡한 철근배근과 전체 PC깊이의 50％이상의 H₂(도1 B참조)가 요구되므로 본 발명에서는 이에 대한 개선을 도2와 같이 제안하였다.

본 발명의 T형 PC 슬래브(5)는 도 2의 A와 같이 PC 보에 지지되는 양 단부의 두께가 보 중앙부의 두께보다 더 두꺼운 직사각형판 형상의 플랜지(6) 및 상기 플랜지 하부 면에 직각으로 형성되고, 길이가 상기 플랜지 보다 길게 형성된 웨브(7)로 구성된다.

본 발명의 T형 PC 슬래브(5)를 이용하여 구조물을 구축하는 방법은 다수개의 PC 기둥을 세우는 단계, 이 PC 기둥의 상부 면에 다수의 구형 또는 역티형 PC 보를 조립하는 단계, 이 PC 보 상부에 본 발명의 T형 PC 슬래브 댑을 조립하는 단계 및 상기 PC 기둥, PC 보 및 T형 PC 슬래브의 상부에 용접철망을 배근한 후 현장타설 콘크리트를 적용하는 단계로 구성된다.

본 발명의 T형 PC 슬래브 단부 및 이를 이용하여 구조물을 구축하는 방법은 전단력에 의한 댑모서리 응력집중을 복잡한 철근배근으로 해결한 기존의 PCI댑과는 다르게 콘크리트 유효단면을 크게 함으로써 전단강도를 획기적으로 개선할 수 있으며, 구형보와 함께 그 접합부를 고정단으로 유도하기 편리한 대안으로 제안되었다.

Description

티형 피씨 슬래브 댑단부 및 이를 이용하여 구조물을 축조하는 방법{T-shape PC slab dap end and method for constructing structure using the same}

본 발명은 "T형 PC 슬래브 댑단부 및 이를 이용하여 구조물을 구축하는 방법"에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 장스팬, 고하중 구조재로서 이용되는 것으로서, PC 보에 지지되는 플랜지(6) 양 단부의 두께를 중간부의 두께보다 두껍게 하고, 웨브(7)의 전체 길이를 상기 플랜지(6)의 양 단부로부터 안쪽으로 일정길이 만큼 들어온 위치에서 형성시켜 상기 플랜지(6)의 양 단부에서 'ㄱ'형상의 댑(8)을 형성시키는 것을 특징으로 한다.

1998년 가을 한국 건설 산업 연구원의 보고서에 의하면 2005년까지 총 90여개의 신규 할인점이 개설 예정이며, 이 신규 할인점은 더블티 슬래브 시스템으로 시공될 예정이다. 그 건설 시장 규모는 2조 8천 3백70억원 대에 이를 것으로 전망된다.

기존의 더블티 매장은 국내 PC업체에 의하여 이미 수십여개의 할인점이 완공내지 시공 중에 있다. 국내 시공업자의 언급에 의하면 기존 시공된 할인 매장의 문제점은 크게 4가지로 다음과 같이 요약될 수 있다. 1) 프리캐스트 더블티 단부와 현장타설 콘크리트에서 발생하는 슬래브 균열에 대한 방어 대책, 2) 차량이 지나갈때 프리캐스트 더블티의 과도한 처짐과 출렁거림, 3) 댑단부에서의 과도한 철근배근으로 인한 생산의 난이성, 4) 지하공사 등에서 층고 축소를 위한 최소깊이 더블티 모델 개발이 필요하다.종래의 T형 PC 슬래브(1)는 도1A에서 도시된 PCI(Prestressed Concrete Institute) 댑단부(4)는 웨브에서 잘려서 형성되며, 상기 플랜지(2)와 댑단부를 포함한 웨브(3)로 구성된다. 이 PCI 댑(4)은 PC 보(9)에 설치할 때 층고 축소를 위하여 양단부의 웨브 하단부에 'ㄱ' 자 형상으로 절단된 댑이 형성된다. 이 PCI 댑은 일반적으로 역티형보(9)에 의하여 지지된다. 도 2B에서 도시된 바와 같이 상기 종래의 댑(4)이 형성된 T형 PC 슬래브(1)는 댑(4)을 형성시키기 위하여 웨브(3)의 깊이를 줄인 'H₁' 만큼 층고를 감축시키는 효과는 있지만, 다음과 같이 문제점이 있다. 1) 역티형보의 상부 돌출부위로 인하여 PC 보(9)에 종래의 T형 PC 슬래브(1)는 통상 단순지지되기 때문에 상기 종래의 T형 PC 슬래브(1)의 중앙에 단순지지 최대 정모멘트가 발생하여 전체적으로 두께가 두꺼운 T형 PC 슬래브를 제작해야 한다. 2) 역티형보는 구형보보다 제작 설치가 난해하다. 3) PCI가 제안한 축소된 니브(Nib)의 깊이 (도1B H₂참조) 는 보 전체 깊이의 50％이상이어야 하므로 층고 축소에 제한이 있다. 4) 단순지지로 인한 PC콘크리트와 현장 타설콘크리트 접합면 상부에 일반적으로 균열이 발생한다. 5) 얇은 웨브(3)의 파괴특성인 T형 PC 슬래브의 웨브(3)에서 발생된 웨브 전단균열에 의해 강선의 조기 정착파괴를 유발 할 수 있고, 또한 과도한 중앙부 모멘트의 결과로 처짐, 진동 및 균열에 대한 부재의 사용성 측면에서도 불리하다는 문제점이 있다. 6) 또한 종래의 T형 PC 슬래브(1)의 댑(4)에 전단력에 의한 응력집중이 이 부분에 가해져 강선, 주철근, U형 스터럽, 보조철근 및 보강판 등이 결집되므로 생산의 정밀도와 생산성을 저하하는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 웨브에 별도의 댑을 형성시키지 않으면서 T형 PC 슬래브의 양 단부의 플랜지 깊이(도2B H2＇참조)를 종래의 T형 PC 슬래브의 깊이보다 크게 함으로서 상기 플랜지의 전체 단면이 외부하중에 의한 전단력을 지탱할 수 있도록 하고, 나아가 전단강도를 개선할 수 있는 T형 PC 슬래브 및 이를 이용하여 구조물을 축조하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 T형 PC 슬래브를 PC 보에 단순지지 시키지 않고, 도2B에 도시된 바와 같이 T형 PC 슬래브를 구형 PC 보에 설치시킨 후 상기 T형 PC 슬래브와 PC 보의 상부에 슬래브 콘크리트를 타설하여 일체화시킴으로서 T형 PC 슬래브가 구형 PC 보에 고정지지 되도록 하여 T형 PC 슬래브의 정모멘트를 감소시켜 웨브의 두께를 줄임으로서 층고를 감축하고, 나아가 처짐, 진동 및 균열의 감축이 가능한 T형 PC 슬래브 및 이를 이용하여 구조물을 구축하는 방법을 제공하는 것이다.

도1A는 기존 T형 PC 슬래브의 사시도이다.

도1B는 기존 T형 PC 슬래브의 댑과 PC 보와의 접합부 입면도이다.

도2A는 본 발명의 T형 PC 슬래브의 사시도이다.

도2B는 본 발명의 T형 PC 슬래브의 댑과 PC 보와의 접합부의 입면도이다.

도3A 내지 도3D는 본 발명의 T형 PC 슬래브를 설치하여 지하 또는 지상의 바닥판을 시공하는 방법의 구성도이다.

<도면의 부호에 대한 간단한 설명>

1: 종래의 T형 PC 슬래브 2: 종래의 T형 PC 슬래브의 플랜지

3: 종래의 T형 PC 슬래브의 웨브 4: 종래의 T형 PC 슬래브의 댑단부

5: 본 발명의 T형 PC 슬래브 6: 본 발명의 T형 PC 슬래브의 플랜지

7: 본 발명의 T형 PC 슬래브의 웨브

8: 본 발명의 T형 PC 슬래브의 댑단부

9: PC 보 10: PC 기둥

도면에 따라 본 발명을 설명한다.

본 발명의 T형 PC 슬래브는 하나의 플랜지(6) 및 하나 또는 복수개의 웨브(7)로 구성된다. 도2A는 웨브(7)가 두 개인 T형 PC 슬래브(5)의 구체적인 사시도를 예로 나타낸 것으로서 이를 기준으로 본 발명의 T형 PC 슬래브(5)를 설명한다.

상기 플랜지(6)는 구형 PC 보(9)에 지지되는 양 단부의 두께가 중간부의 두께보다 두꺼운 직사각형 형상의 콘크리트 판이다. 본 발명의 T형 PC 슬래브(5)의 플랜지(6)의 양 단부가 외부 하중에 의한 전단력을 부담하게 되어 종래의 T형 PC 슬래브(1)에 비해 전단강도가 개선된다. 그러므로, 상기 플랜지(6)의 양 단부의 두께(H2')가 구조적으로 취약한 종래의 PCI T형 PC 슬래브(1)의 댑(4)의 두께(H2)보다 얇게 형성된다. 상기 플랜지(6)의 두께가 변화하는 부분은 45°로 경사지게 형성되는 것이 바람직하다. 또한 상기 플랜지(6)의 상부 면에 현장타설 콘크리트와 PC 콘크리트(11)와의 일체성을 위하여 단변방향으로 깊이 1.5cm이상 갈퀴질을 하여 표면을 거칠게 함으로써 수평방향 전단력에 저항할 수 있도록 한다.

이 티형 슬래브의 웨브(7)는 웨브 하부 수평면에 직각으로 형성되거나 웨브 하부면에서 일정각도로 경사진 부재이다. 본 발명의 T형 PC 슬래브(5)가 구형 PC 보(9)에 설치될 수 있도록, 상기 웨브(7)는 전체길이가 상기 플랜지(6)의 양 단부로부터 안쪽으로 일정 길이만큼 들어온 위치에서 형성되어 상기 플랜지(6)의 양 단부에서 댑(8)을 형성한다. 본 발명의 T형 PC 슬래브(5)와 PC 보(9)은 핀에 의해 단순지지 형태로 결합되지 않고, T형 PC 슬래브(5)를 상기 구형 PC 보(9)위에 설치시킨 후, 매립철근 후크나 커플링에 의해 양쪽 슬래브의 철근을 연속화시키고, 구형PC 보(9)과 T형 PC슬래브(5) 상부 면에 현장타설 콘크리트를 적용하여 일체화시킨다. 따라서 상기 결합부는 고정단화하여 부 모멘트가 발생하므로 보 중앙에 발생하는 정모멘트가 감소되어 보 깊이를 감소시킬 수 있어 층고를 줄일 수 있다.

도2B는 본 발명의 T형 PC 슬래브의 댑(8)과 구형 PC 빔(9)의 결합부의 입면도이다. 본 발명은 PCI댑에서와 같이 웨브(7)에 별도로 'ㄱ' 자 형상의 댑을 형성시키는 것이 아니며, 플랜지(6)의 양 단부와 웨브(7)의 전체적인 결합형상에 의해서 댑(8)이 형성된다. 상기 플랜지(6) 및 웨브(7)의 내부에는 웨브(3)가 형성되는 방향으로 주근, U형 철근 및 강선이 배근되며 상기 웨브(3)가 형성되는 방향과 직각으로 U형 스트럽 및 보조철근이 배근된다.

도3A에서 도3D는 본 발명의 T형 PC 슬래브(5)를 이용하여 구조물을 축조하는 방법의 구성도이다.

도3A는 지하 또는 지상의 기초 또는 바닥판 위에 공장에서 제작된 다수개의 PC 기둥(10)을 크레인을 이용하여 기초판위에 볼트등을 이용하여 수직으로 세우는 단계이다.

도3B는 상기 다수개의 PC 기둥(10)의 상부 면 또는 기둥의 코오벨부에 PC 기둥(10)과 직각으로, 공장에서 제작된 다수개의 구형 PC 보(9)을 격자형으로 설치하는 단계이다. 상기 PC 보(9) 상부에는 상부 콘크리트와의 결합을 위하여 전단연결재가 형성될 수 있다.

도3C는 상기 다수개의 PC 보(9)과 PC 보(9) 사이에 본 발명의 다수개의 T형 PC 슬래브(5)를 크레인을 이용해서 연속하여 설치하는 단계이다. 상기 PC 보(9)의 모서리에 본 발명의 T형 PC 슬래브의 댑(8)이 결합된다.

도3D는 상기 다수개의 PC 기둥(10), PC 보(9) 및 본 발명의 T형 PC 슬래브(5)를 커플링 또는 후크(도 4 A, B)에 의하여 연속화 시키고 슬래브 상부에 용접철망을 배근한 후 현장타설 콘크리트(11)에 의하여 일체화되는 단계이다.

본 발명의 T형 PC 슬래브 및 이를 이용하여 구조물을 축조하는 방법은 PC 보 사이에 상기 T형 PC 슬래브가 고정지지 되도록 설치하여 지하 또는 지상의 바닥판 사이의 층고를 감축하고, 나아가 균열, 처짐 및 진동에 대한 부재의 사용성을 개선한다. 또한 종래의 구조적으로 취약한 T형 PC 슬래브 웨브의 양 단부에 댑을 형성시키지 않고 플랜지의 두께를 상기 웨브의 두께보다 크게 함으로서 상기 콘크리트 플랜지의 전체 단면이 외부하중에 의한 전단력을 지탱할 수 있으므로 전단강도가 개선된다. 본 발명에서 적용할 수 있는 구형보는 보다 제작 설치가 용이하며, 구형보 위에 놓여지는 댑단부의 니브(Nib)는 구형보 콘크리트면 위에 등분포하중으로 그대로 놓여 시공이 용이하며, 니브의 마구리는 틈새가 없는 거푸집 역할을 하므로 부수적인 시설의 첨가없이 직접 콘크리트를 타설할 수 있다. 또한 넓은 댑부위로 철근배근이 보다 용이하여, 생산의 정밀도와 생산성을 개선할 수 있다.

Claims

직사각형 형상의 판으로서 PC 보(9)에 지지되는 양 단부의 두께가 보 중간부의 두께보다 더 두껍게 형성되는 플랜지(6); 및

상기 플랜지(6)의 하부 면에 직각으로 형성되며, 길이가 상기 플랜지(6)의 길이보다 짧아 상기 플랜지(6)의 양 단부에서 안쪽으로 일정 길이만큼 들어온 위치에서 형성되는 웨브(7);

로 구성되는 것을 특징으로 하는 T형 PC 슬래브.
제1항에서, 상기 플랜지(6)의 상부 면에 상기 플랜지(6)의 위로 타설되는 슬래브 콘크리트(11)와의 결합을 위한 전단연결재가 더 설치되는 것을 특징으로 하는 T형 PC 슬래브.
제2항에서, 전단연결재는 카이저트러스 철근, 수직트러스 철근 또는 H형강 중의 하나인 것을 특징으로 하는 T형 PC 슬래브.
지하 또는 지상의 기초 또는 바닥판 위에 공장에서 제작된 다수개의 PC 기둥(10)을 크레인을 이용하여 기초판 위에 볼트 등을 이용하여 수직으로 세우는 단계;

상기 다수개의 PC 기둥(10)의 상부면 또는 기둥의 코오벨부에 PC 기둥(10)과 직각으로 공장에서 제작된 다수개의 구형 PC 보(9)를 격자형으로 설치하는 단계;

상기 다수개의 PC 보(9)와 PC 보(9) 사이에 제1항의 다수개의 T형 PC 슬래브(5)를 크레인을 이용해서 연속하여 설치하는 단계; 및,

상기 다수개의 PC 기둥(10), PC 보(9) 및 T형 PC 슬래브(5)의 상부에 상부 철근을 배근하고 슬래브 콘크리트(11)를 타설하는 단계;

로 구성되는 것을 특징으로 하는 T형 PC 슬래브를 이용하여 구조물을 구축하는 방법.