KR100626543B1

KR100626543B1 - 프리캐스트 콘크리트 보와 철골보의 합성구조 및, 철골보접합용 브라켓이 구비된 프리캐스트 콘크리트 보

Info

Publication number: KR100626543B1
Application number: KR1020050000372A
Authority: KR
Inventors: 이치노헤 히데오; 이중근; 유영기
Original assignee: 삼성물산 주식회사
Priority date: 2005-01-04
Filing date: 2005-01-04
Publication date: 2006-09-21
Also published as: KR20060079949A

Abstract

본 발명에 따르면 프리캐스트 콘크리트 보와 철골보의 접합 구조 시스템 및, 이 접합 구조 시스템에 적용되는 철골보 접합용 브라켓이 구비된 프리캐스트 콘크리트 보에 관한 개선된 기술이 개시된다. 본 발명은 내화피복 및 내화피복커버 작업으로 인해 시공성과 경제성에 불리한 점이 있던 기존 철골구조에 대하여 철골보 중 작은보들을 프리캐스트 콘크리트(PC)화함으로써 내화피복 작업량을 감소시킴에 의해 시공성 및 경제성을 현저히 향상시킬 수 있는 프리캐스트 콘크리트 보와 철골보의 접합 구조 시스템 및, 이 접합 구조 시스템에 적용되는 프리캐스트 콘크리트 보로서 철골보와의 전단 접합을 위해 단부측에 접합 브라켓이 매설됨으로써 간편한 시공에 의해 안정된 접합을 이룰 수 있는 프리캐스트 콘크리트 보를 제공하는 것을 목적으로 하는 발명으로서,

이와 같은 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명에서 제공하는 프리캐스트 콘크리트 보와 철골보의 합성구조는, 수직 구조부재로서의 기둥과, 수평 구조부재로서의 보에 의해 구조물의 프레임을 구축 형성하는 통상적인 건축물의 구조 시스템에 있어서, 평면 계획상 소정의 위치에 입설되는 다수개의 기둥부재와; 슬래브 하부를 지지하도록 설치되며 사용하중 및 고정하중을 상기 기둥부재로 전달하기 위한 구조부재로서, 통상의 철골 부재를 사용하여 가설(架設)되는 다수개의 철골보; 및, 콘크리트를 타설하여 이루어진 보 부재로서 단부측에는 철골 부재와 접합이 가능하도록 접합 브라켓이 매립되어 있으며, 상기 접합 브라켓을 매개로 하여 상기 철골보와 철골보 사이를 가로지르도록 철골보의 측면에 접합 설치되는 프리캐스트 콘크리트 보;를 포함하여 이루어짐을 그 기본적인 구성상의 특징으로 한다.

프리캐스트 콘크리트, 철골 구조, 내화피복, 전단 연결, 접합, 브라켓

Description

프리캐스트 콘크리트 보와 철골보의 합성구조 및, 철골보 접합용 브라켓이 구비된 프리캐스트 콘크리트 보 {HYBRID STRUCTURE SYSTEM OF PRECAST CONCRETE BEAM AND STEEL BEAM, PRECAST CONCRETE BEAM WITH BRACKET FOR CONNECTION WITH STEEL BEAM}

도1은 본 발명의 프리캐스트 콘크리트 보와 철골보의 합성구조에 있어 프리캐스트 콘크리트 보와 철골보의 접합부 디테일에 대한 바람직한 일 실시예를 도시한 도면이다.

도2는 도1에 도시된 접합부 실시예에서 사용된 프리캐스트 콘크리트 보의 전체 구성을 도시한 사시도이다.

도3은 도2에 도시된 프리캐스트 콘크리트 보에 매립 설치된 접합 브라켓에 대한 상세 구성을 도시한 도면이다.

도4는 본 발명의 프리캐스트 콘크리트 보와 철골보의 합성구조에 있어 프리캐스트 콘크리트 보와 철골보의 접합부 디테일에 대한 다른 실시예를 도시한 도면이다.

도5는 도4에 도시된 접합부 실시예에서 사용된 프리캐스트 콘크리트 보의 전체 구성을 도시한 사시도이다.

도6은 도5에 도시된 프리캐스트 콘크리트 보에 매립 설치된 접합 브라켓에 대한 상세 구성을 도시한 도면이다.

도7은 본 발명의 프리캐스트 콘크리트 보와 철골보의 합성구조에 있어 프리캐스트 콘크리트 보와 철골보의 접합부 디테일에 대한 또 다른 실시예를 도시한 도면이다.

도8은 도7에 도시된 접합부 실시예에서 사용된 프리캐스트 콘크리트 보의 전체 구성을 도시한 사시도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 본 발명의 프리캐스트 콘크리트 보

10, 20 : 접합 브라켓 11 : 수평철판

12 : 수직철판 12' : 노출접합부

13 : 마구리철판 14, 24: 볼트공

15, 25 : 스터드 볼트 21 : 수평접합철판

21' : 돌출접합부 30 : 콘크리트 본체

32, 34 : 단턱부 35 : 후프근

50 : 받침플레이트 60 : 지지플레이트

65 : 받침스티프너 100 : 철골보

본 발명은 프리캐스트 콘크리트 보와 철골보의 접합 구조 시스템 및, 이 접합 구조 시스템에 적용되는 철골보 접합용 브라켓이 구비된 프리캐스트 콘크리트 보에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 내화피복 및 내화피복커버 작업으로 인해 시공성과 경제성에 불리한 점이 있던 기존 철골구조에 대하여 철골보 중 작은보들을 프리캐스트 콘크리트(PC)화함으로써 내화피복 작업량을 감소시킴에 의해 시공성 및 경제성을 현저히 향상시킬 수 있는 프리캐스트 콘크리트 보와 철골보의 접합 구조 시스템 및, 이 접합 구조 시스템에 적용되는 프리캐스트 콘크리트 보로서 철골보와의 전단 접합을 위해 단부측에 접합 브라켓이 매설됨으로써 간편한 시공에 의해 안정된 접합을 이룰 수 있는 프리캐스트 콘크리트 보에 관한 것이다.

최근 들어 건축 분야에서도 건설 생산성의 향상을 통한 공기 단축 및 경제성 제고의 관점에서 기존의 습식 콘크리트 현장 타설 방식에 근간한 재래식 공법에서 탈피, 보 또는 기둥과 같은 주요 구조부재들을 단위 부재화하고 현장에서는 이들을 조립하여 건축물을 구축함으로써 시공 효율성의 향상과 함께 품질 관리의 용이, 인력 절감 등의 효과를 얻을 수 있는 구조 형식들이 다양하게 적용되어 오고 있다.

상기와 같은 구조 형식으로는 철골 구조를 대표적으로 들 수 있으며, 최근에 국내에서 건설되는 중층(약 10층) 규모 이상의 중대형 건축물들은 거의 철골 구조로 건설되고 있는 추세이다. 주지하는 바와 같이 철골 구조라 함은 건축물의 주요 구조 부재로서 공장(경우에 따라서는 현장)에서 제작한 철골 부재를 리벳, 볼트 또는 용접 등의 접합방식에 의해 조립하여 이루어진 구조를 말하는 것으로, 이와 같은 철골 구조에 따르게 되면 크레인 등의 양중 장비에 의해 조립식으로 시공함에 의해 공기를 단축할 수 있음은 물론, 고층 건물 및 대규모 스팬 건축물에 적합하여 설계 및 내부 평면구성이 자유롭고 증,개축이 용이하다는 등의 장점이 있게 된다.

그러나 한편으로 철골 구조의 경우 상기와 같은 장점이 있는 반면, 다른 구조형식에 비하여 자재비가 비교적 고가라는 단점이 있고, 철강재로 이루어지는 관계로 녹이 슬 염려가 있어 적절한 방청처리를 필요로 하며, 무엇보다도 상기 철골구조는 화기(火氣)에 취약하여 화재 시에 붕괴의 위험이 있으므로 이를 방지하기 위하여 구축 후에는 철골 부재의 외면에 내화피복 시공을 하는 것이 반드시 필요하다는 문제점이 있었다. 특히, 반도체 공장, LCD 공장과 같이 분진 발생량의 저감이 요구되는 크린룸(clean room)시설의 경우에는 상기와 같이 철골 구조체 위에 시공된 내화피복이 떨어져 비산되는 방지할 수 있도록 별도의 내화피복 커버 작업을 필요로 하며, 이러한 추가 작업의 실시에 따라 시공성 및 경제성이 현저히 저하되고 있는 문제가 있었다.

따라서, 본 발명은 전술과 같은 종래의 철골 구조 형식에서 나타난 문제점을 극복하기 위하여 안출된 것으로, 더욱 구체적으로 본 발명은 철골 구조에서의 전체 보 부재 중 작은 보들을 프리캐스트 콘크리트화 하여 공법을 합리화함으로써 내화피복 및 내화피복 커버에 드는 비용과 시간을 감소시킴에 의해 시공성 및 경제성을 현저하게 향상시킬 수 있는 새로운 형태의 프리캐스트 콘크리트 보와 철골보의 접합 구조 시스템을 제공하는 것을 그 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.

이와 더불어 본 발명은, 상기와 같은 접합 구조 시스템에 바람직하게 적용될 수 있는 프리캐스트 콘크리트 보로서, 단부측에 접합 브라켓이 매립 설치(embeded) 되어 있음으로써 철골보와 볼팅 등의 방식에 의해 접합이 가능하므로 간편한 접합이 가능해질 뿐 아니라 철골보와 콘크리트 보라는 서로 다른 이질 부재들 간에도 일체성이 확보되고 구조적 안정성을 이룰 수 있는 개선된 형태의 프리캐스트 콘크리트 보를 제공하는 것을 또 다른 기술적 과제로 한다.

상기와 같은 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명에서는 하기와 같은 구성의 프리캐스트 콘크리트 보와 철골보의 접합 구조 시스템을 제공하며, 이는 수직 구조부재로서의 기둥과, 수평 구조부재로서의 보에 의해 구조물의 프레임을 구축 형성하는 통상적인 건축물의 구조 시스템에 있어서,

평면 계획상 소정의 위치에 입설되는 다수개의 기둥부재와; 슬래브 하부를 지지하도록 설치되며 사용하중 및 고정하중을 상기 기둥부재로 전달하기 위한 구조부재로서, 통상의 철골 부재를 사용하여 가설(架設)되는 다수개의 철골보; 및,

콘크리트를 타설하여 이루어진 보 부재로서 단부측에는 철골 부재와 접합이 가능하도록 접합 브라켓이 매립되어 있으며, 상기 접합 브라켓을 매개로 하여 상기 철골보와 철골보 사이를 가로지르도록 철골보의 측면에 접합 설치되는 프리캐스트 콘크리트 보;를 포함하여 이루어진 프리캐스트 콘크리트 보와 철골보의 합성구조임을 그 기본적인 구성상의 특징으로 한다.

상기와 같이 본 발명에서 제공하는 프리캐스트 콘크리트 보와 철골보의 합성구조를 기존의 일반적인 철골 구조와 비교하여 보게 되면, 본 발명은 기존의 기둥철골과 기둥철골 사이에 철골 거더(Girder)를 설치하고 상기 거더들 사이에 역시 철골부재로 된 철골 빔(Beam)을 설치함에 의해 구조 프레임을 구성하였던 통상의 철골 구조 형식에 대하여 전체 철골보들 중 거더와 거더 사이에 설치되는 작은 보 부재들을 철골 부재 대신 프리캐스트 콘크리트 보를 사용하여 구성하고 있다는 점에서 종래 기술과 구별되는 구성상의 특징을 가진다.

그리고, 본 발명은 상기와 같은 구성을 가짐에 따라 종래의 철골 구조에 있어 불가피하게 발생하는 내화피복 관련 작업량을 감소시키고 철골량을 줄일 수 있음으로써 공사비 절감, 공기 단축과 같은 유리한 효과를 나타내게 된다. 즉, 종래의 일반적인 철골 구조 형식의 경우에는 주요 구조부재인 기둥과 보(거더 및 빔 포함) 전체를 H-형강과 같은 철골 부재를 사용하여 구성함으로써 자재비가 높아짐과 아울러 화재에 취약한 철골 부재들의 재료 특성상 철골보를 내화재료로 피복하는 내화피복공사 및 내화피복커버(크린룸 내부의 경우)를 필요로 함에 따라 후속 작업량이 많아지고 공사비 및 공사 기간이 증가하는 문제점이 있었다.

이에 비해, 상기에서 설명한 것과 같은 본 발명의 프리캐스트 콘크리트 보 - 철골보 합성구조에 의하면 기존 철골 구조를 구성하는 전체 철골보들 중에서 구조적인 면에서 비교적 낮은 중요성을 갖는 작은보들을 철골 부재에 비해 비교적 저렴하면서도 별도의 내화피복을 필요로 하지 않는 재료인 프리캐스트 콘크리트 보로 치환 구성함에 따라 자재비를 상당 부분 절감할 수 있음과 동시에, 전체적인 내화피복 및 내화피복커버 작업량을 현저히 줄임으로써 공사 비용을 감소시키고 공사 기간을 대폭 단축할 수 있는 합리적인 공법의 구현이 가능하게 되는 것이다.

한편, 상기와 같이 프리캐스트 콘크리트 보와 철골보를 주요 구성으로 하여 이루어진 본 발명의 바람직한 구현을 위해서는 여러 가지 실제적인 문제가 있을 수 있으며, 특히 본 발명에서 제공하는 합성 접합 구조 시스템의 경우 미리 공장 생산된 프리캐스트 콘크리트 보 부재와 철골 부재를 현장 조립에 의해 구축 시공하는 방식에 따르고 있는 바 이들 각각의 부재들을 상호 일체성 있게 결합할 수 있는 접합부의 처리 디테일이 매우 중요한 문제로 부각된다. 그리고, 이와 같은 접합 디테일의 경우 각 부재에 대한 공장 제작의 용이성 및 경제성, 현장 조립에 있어서의 시공 합리성 등을 종합적으로 고려하여 적절하게 제시되어야 할 것이며, 특히 본 발명의 주요 특징에 따르게 되면 철골보와 콘크리트 보 사이에 접합 연결이 이루어지는 바 이와 같이 서로 다른 이질 부재간에 일체성 있는 접합을 확보할 수 있는 적절한 구조 내지 접합 방식이 요구된다고 할 수 있다.

이와 같은 요구에 대하여 본 발명에서는 철골보 사이에 접합 시공되는 프리 캐스트 콘크리트 보를 구성함에 있어 그 단부측에 철골보와의 전단접합을 위한 수단으로서 접합 브라켓이 일체로 매립 설치된 형태의 프리캐스트 콘크리트 보를 제안하고 이와 같은 구성의 프리캐스트 콘크리트 보의 접합 브라켓을 사용하여 철골보와 접합할 수 있게 하는 기술을 제시하고 있다. 이 때, 상기와 같은 접합 브라켓과 철골보를 접합하는 방식으로는 기존에 철골 부재간의 접합 방식으로 널리 알려진 방식들, 예컨대 용접이나 볼트 접합, 고력 볼트 접합 등이 구체적인 설계에 따라 적절하게 사용될 수 있으며, 일반적인 경우에 있어서는 시공의 편의성 및 접합부 연성 확보 등의 측면에서 볼 때 볼트 접합이 가장 바람직한 접합 방식으로서 적용될 수 있을 것이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 상기와 같은 본 발명이 바람직하게 구현된 실시예들을 제시하고 이를 통해 본 발명을 더욱 상세하게 설명하기로 한다. 다만 이는 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 더욱 명확하게 이해하고 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위한 것으로 본 발명의 범위를 하기 사항에 한정하고자 하는 것은 아니며, 전술한 사항들 이외에 본 발명이 가지는 또 다른 기술적 특징 및 장점들은 후술하는 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 대한 설명을 통하여 당업자에게 더욱 확실하게 이해될 수 있을 것이다.

[실시예 1]

도1은 본 발명의 프리캐스트 콘크리트 보와 철골보의 합성구조에 있어 프리 캐스트 콘크리트 보와 철골보의 접합부 디테일에 대한 바람직한 일 실시예를 도시한 도면이며, 도2는 상기와 같은 접합부 실시예에 있어 사용된 프리캐스트 콘크리트 보의 전체 구성을 도시한 사시도이며, 도3은 상기 도2에 도시된 프리캐스트 콘크리트 보에 매립 설치된 접합 브라켓에 대한 상세 구성을 도시한 도면이다.

도1 내지 도3을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 프리캐스트 콘크리트 보(1)는 전체적으로 콘크리트를 타설하여 이루어진 콘크리트 본체(30)와 상기 콘크리트 본체(30)의 양단부에 매립 설치된 접합 브라켓(10)을 포함하여 이루어져 있는 것임을 알 수 있다. 여기서, 상기 콘크리트 본체(30)는 도시된 바와 같이 전체적으로 일정한 단면(통상 사각 단면)을 갖는 보의 형상으로 이루어져 있으며, 그 단부에는 상부측에 비해 하부측이 더 돌출되게 단턱부(32)가 형성되어 있다.

그리고, 상기 접합 브라켓(10)은 콘크리트 본체(30)의 단부측에 일체로 매립 설치되어 상기 철골보(100)와 연결 접합되는 수단으로서 기능하는 것으로, 본 실시예에서 상기 접합 브라켓(10)은 도3에 상세하게 도시된 바와 같이 전체적으로 지면과 평행을 이루면서 보의 길이방향을 따라 설치되는 수평철판(11)과 상기 수평철판(11)의 상면에 연직으로 세워 설치된 수직철판(12)을 포함하여 구성된다. 또한, 상기 수평철판(11)의 양 측면으로는 마구리철판(13)이 직각 방향으로 돌출되게 부착 형성됨으로써 평면상으로 볼 때 상기 수직철판(12)과 마구리철판(13)이 십자형의 배치를 이루면서 수평철판(11) 상에 세워져 설치되도록 구성하고 있다.

여기서, 상기 접합 브라켓(10)은 프리캐스트 콘크리트 보(1) 단부측에 설치됨에 있어 그 수평철판(11)이 상기 콘크리트 본체(30)의 단턱부(32) 높이에 위치되 게 하고 상기 마구리철판(13)의 일면이 콘크리트 본체(30) 단턱부(32) 상단면과 대략 일치하게 설치됨으로써 수평철판(11) 상부에 입설된 수직철판(12)이 일정 길이만큼 보의 외부로 노출되어 노출접합부(12')가 형성될 수 있도록 되어 있다. 상기와 같이 보 외측으로 노출된 노출접합부(12')는 본 발명의 프리캐스트 콘크리트 보(1)를 철골보(100)에 일체 접합될 수 있게 하는 연결부로서의 기능을 수행하며, 이 때의 연결 접합 방식에 대한 바람직한 예로서 본 실시예에서는 볼트 접합에 의한 연결을 들고 있다.

이를 위하여 상기 노출접합부(12')에는 도3에 도시된 바와 같이 철골보와의 접합을 위한 볼트공(14)이 다수 형성되도록 구성하고 있으며, 이와 함께, 도1의 도시로부터 알 수 있는 바와 같이 상기 철골보(100)의 웨브 측면에는 세로 방향의 접합스티프너(120)를 설치하여 두고 상기 철골보(100)의 접합스티프너(120)와 프리캐스트 콘크리트 보(1)의 접합 브라켓 노출접합부(12') 사이에 별도의 연결용 철판부재로서 연결철판(200)을 겹침되게 하여 볼팅에 의한 접합이 이루어질 수 있도록 하고 있다.

한편, 상기 접합 브라켓(10)은 그 재질면에서 통상적으로 사용되는 철판을 사용하여 용접에 의해 제작 구성하고, 이를 콘크리트 본체(30) 내에 매립 설치함에 의해 본 발명에 따른 접합 브라켓이 구비된 프리캐스트 콘크리트 보를 제작할 수 있다. 이 때, 전술한 바와 같이 본 발명에 있어 프리캐스트 콘크리트 보(1)와 철골보(100)의 접합 연결은 보 단부에 매립된 접합 브라켓(10)에 의해 이루어지며 시공 후 보에 걸리는 하중은 상기 접합 브라켓(10)과의 전단 연결을 통해 철골보 (100)로 전달되는 것인 바, 이러한 점에서 볼 때 상기 접합 브라켓(10)은 구조적 안정성을 위해 콘크리트 본체(30)에 견고하게 결합되어야 할 것이 반드시 요구된다. 따라서, 상기 접합 브라켓에 있어 콘크리트 본체(30)내에 매립된 부분들의 경우 콘크리트와의 부착력 강화를 위해 쉬어 커넥터(shear connector)를 설치함이 바람직하며, 이와 같은 쉬어 커넥터로는 도3에 도시된 바와 같이 통상의 스터드 볼트(15)를 용접 접합하는 것이 적당하다.

한편, 도1에서 식별부호 50은 철골보(100)의 웨브 측면에 설치된 받침플레이트를 나타낸 것으로, 이와 같은 받침플레이트(50)를 설치함에 의해 본 발명에 따른 프리캐스트 콘크리트 보(1)의 설치 시공에 있어 시공성과 정확성을 향상시킬 수 있게 된다. 즉, 본 발명의 프리캐스트 콘크리트 보(1)의 실제 시공에 있어서는 도1의 도시와 같이 철골보(1) 웨브 측면에 외향 돌출되게 용접 설치한 받침플레이트(50) 상에 프리캐스트 콘크리트 보(1)를 임시로 거치한 상태에서 접합 브라켓(10)과 철골보(1)를 접합 연결하게 되면 안정된 상태에서 작업할 수 있게 되는 바 시공 작업이 용이해지고 작업 능률을 향상시킬 수 있게 되는 장점이 있다. 이 때, 상기 받침플레이트(50)는 프리캐스트 콘크리트 보(1)를 완전히 본고정시킬 때까지 임시로 거치하기 위한 수단에 해당되는 것이므로 필요 이상으로 두꺼운 철판을 사용한다거나 추가로 내화피복 등을 할 필요는 없을 것이다.

[실시예 2]

도4 내지 도6은 본 발명의 프리캐스트 콘크리트 보를 철골보에 접합하여 이 루어진 합성구조의 다른 실시예를 나타낸 도면들로서, 도4는 본 발명의 프리캐스트 콘크리트 보 - 철골보 합성구조에서 프리캐스트 콘크리트 보와 철골보의 접합부 디테일에 대한 다른 예를 도시한 도면이고, 도5는 상기와 같은 접합부 실시예에서 사용된 프리캐스트 콘크리트 보의 전체 구성을 도시한 사시도이며, 도6은 상기 도5에 도시된 프리캐스트 콘크리트 보에 매립 설치된 접합 브라켓에 대한 상세 구성을 도시한 도면이다.

상기 도4 내지 도6을 참조하면, 본 실시예에 따른 프리캐스트 콘크리트 보(1)는 전체적으로, 콘크리트를 타설하여 이루어진 콘크리트 본체(30)와 상기 콘크리트 본체(30)의 양단부 하부측에 매립 설치된 접합 브라켓(20)을 포함하여 이루어짐을 알 수 있다. 이 때, 상기 접합 브라켓(20)은 도5 및 도6에 도시된 바와 같이 전체적으로 길이가 긴 평판상의 부재인 수평접합철판(21)으로 구성되며, 이 수평접합철판(21)은 상기 콘크리트 본체(30)의 폭보다 더 긴 길이를 가짐으로써 그 설치된 상태에서 상기 콘크리트 본체(30)의 양측면으로 소정 길이 이상 돌출한 돌출접합부(21')가 형성될 수 있도록 구성되어 있다.

또한, 상기 수평접합철판(21)은 콘크리트 본체(30) 내에 매립 설치됨에 있어 콘크리트와의 부착력을 증가시킴으로써 프리캐스트 콘크리트 보(1)에 작용하는 하중을 철골보(100)로 안정되게 전달하기 위하여 쉬어 커넥터(25)를 설치하는 것이 바람직하며, 이 때, 상기와 같은 쉬어 커넥터로서 스터드 볼트를 용접 사용할 수 있음은 앞서 설명한 실시예1에서와 동일하다.

아울러, 도5 및 도6에 도시된 바와 같이 상기 돌출접합부(21')에는 철골보 (100)와 볼트 접합이 가능하도록 볼트공(24)이 형성되는 것이 바람직하다. 이 때, 상기와 같은 볼트공은 도시된 바와 같이 장공형(長空形)으로 형성됨으로써 실제 시공상에서 발생할 수 있는 다소간의 제조 및 시공 편차를 흡수할 수 있도록 하는 것이 더욱 바람직한 구성으로서 제시될 수 있다.

도5는 도6에 도시된 것과 같은 구성의 프리캐스트 콘크리트 보(1)를 철골보(100)에 접합 연결한 접합부 디테일을 상세하게 도시한 도면이다. 상기 도6을 참조하면, 본 실시예에 따른 접합부 디테일의 경우, 철골보(100)의 웨브 측면에 지지플레이트(60)를 수평 방향으로 외향 돌출되게 설치하여 놓고 이 지지플레이트(60) 상에 도6에 도시된 형태의 프리캐스트 콘크리트 보(1)를 거치한 상태에서 상기 프리캐스트 콘크리트 보(1)의 수평접합철판(21) 돌출접합부(21')를 상기 지지플레이트(60)에 고정함에 의해 양 부재간의 접합 연결이 이루어진 것임을 알 수 있다.

여기서, 상기 돌출접합부(21')를 지지플레이트(60)에 고정하는 방식으로는 예컨대 용접을 비롯하여 기타 철재 부재 간 접합 방식으로서 알려진 다양한 방식들을 적용할 수 있지만, 앞서 설명한 바와 같이 상기 돌출접합부(21')에 장공형의 볼트공(24)을 형성하고 이를 통해 볼트 접합에 의하는 것이 시공의 편의성이나 경제성 등의 면에서 더욱 바람직하다고 할 수 있다.

한편, 본 실시예에 따른 접합부 디테일에 있어 철골보(100)의 웨브에는 본 발명의 프리캐스트 콘크리트 보(1)를 받침 지지할 수 있도록 지지플레이트(60)가 설치되는데, 이 지지플레이트(60)는 앞서 설명한 실시예1에서의 임시 거치 수단인 받침플레이트(50)와 비교할 때 실제로 프리캐스트 콘크리트 보(1)가 받는 하중을 지지하여 철골보(1)로 전달할 수 있게 하는 전단 지지 수단으로서 기능하고 있다는 점에서 차이를 보인다. 즉, 도1에 도시된 접합부 구조의 경우 하중 전달이 접합 브라켓(10)과 철골보(100) 사이의 결합부를 통해 철골보(100)로 전달되고 받침플레이트(50)는 본고정시까지 프리캐스트 콘크리트 보(1)를 임시로 거치할 수 있는 받침대로서만 기능하고 있던 반면, 본 실시예의 경우에서는 프리캐스트 콘크리트 보(1)에 대한 지지가 기본적으로 상기한 지지플레이트(60)에 의해서 이루어지고 이 지지플레이트(60)와 철골보(100)와의 전단 결합부를 통해 하중 전달이 이루어지는 것이다.

따라서, 본 실시예에 있어 상기 지지플레이트(60)는 상기와 같은 관점에서 구조적 안정성이 확보될 수 있도록 적절하게 보강 설계되어야 하며, 본 실시예에서는 이를 위해 지지플레이트(60) 하부에 받침스티프너(65)를 설치하여 상기 지지플레이트(60)에 가해지는 하중을 더욱 안정적으로 지지할 수 있도록 구성하고 있다. 이와 같은 받침스티프너(65)로는 통상의 구조용 철판을 철골보(100)에 용접함에 의해 구성할 수 있으며, 그 설치 간격은 하중 조건에 따라 적절한 간격으로 배치하도록 한다.

[실시예 3]

도7과 도8은 본 발명의 프리캐스트 콘크리트 보를 철골보에 접합하여 이루어진 합성구조의 또 다른 실시예를 나타낸 도면들로서, 도7은 본 발명의 프리캐스트 콘크리트 보 - 철골보 합성구조에 있어 프리캐스트 콘크리트 보와 철골보의 접합부 디테일에 대한 또 다른 예를 도시한 도면이고, 도8은 상기와 같은 접합부 실시예에 서 사용된 프리캐스트 콘크리트 보의 전체 구성을 도시한 사시도이다.

도8을 참조하면, 본 실시예에 따른 프리캐스트 콘크리트 보(1)는 접합 브라켓(20)의 형태 등, 기본적으로 도5에 도시된 형태의 프리캐스트 콘크리트 보와 거의 동일한 구성으로 이루어져 있으나, 그 단부 형상에 있어 상부측에 일정한 단턱부(34)가 형성되어 있다는 점에서 앞서 설명한 실시예2의 프리캐스트 콘크리트 보와 구성 형태상으로 구별된다.

즉, 도8에 도시에 따르면, 본 실시예에서의 프리캐스트 콘크리트 보는 콘크리트 본체(30)의 상부측에 단부로부터 수평 방향으로 소정 길이만큼 절취해 낸 형태의 단턱부(34)가 형성되어 있으며, 하부측에는 앞서 설명한 실시예2에서와 동일한 형태의 접합 브라켓(20)이 매립 설치되어 있음을 알 수 있다. 여기서, 상기 접합 브라켓(20)은 도시와 같이 수평접합철판(21)을 상기 콘크리트 본체(30)의 양측면으로 소정 길이 이상 돌출하게 매립 설치하여 된 것으로서 그 구체적인 상세는 도6에 도시된 접합 브라켓과 동일한 것이므로 이에 대한 반복 설명은 생략하기로 한다.

도7은 본 발명에 따른 프리캐스트 콘크리트 보와 철골보의 접합 상세에 대한 또 다른 예를 도시한 것으로서, 이 역시 도4에 도시된 접합 상세와 거의 동일한 구성을 가지고 있지만 접합되는 프리캐스트 콘크리트 보(1)의 구체적인 형태에서 다 소 차이가 있는 바, 그 접합 상세 및 이로 인한 효과의 면에서 차이점을 보이게 된다.

즉, 도7의 도시를 참조하면, 본 실시예에 따른 접합 상세는 전체적으로 철골보(100)의 측면에 지지플레이트(60)를 돌출되게 부설하고, 이 지지플레이트(60)에 의해 단부 지지된 프리캐스트 콘크리트 보(1)의 접합 브라켓(20)을 상기 지지플레이트(60)와 접합 고정시킴으로써 양 보 부재간의 접합 시공이 이루어지도록 한 점에서 실시예2와 기본적인 공통점이 있다. 하지만, 도8의 도시와 같이 본 실시예에서 사용된 프리캐스트 콘크리트 보의 경우 그 단부측 상부에 일정하게 절취된 형태의 단턱부(34)를 가지고 있는 바 이와 같은 형태의 콘크리트 보를 지지플레이트(60) 상부에 설치하게 되면 상기와 같은 단턱부(34)로 인하여 프리캐스트 콘크리트 보(1)를 철골보(100)에 더욱 근접하게 설치할 수 있게 된다.

다시 말하여, 예컨대 도5에 도시된 형태의 프리캐스트 콘크리트 보에서와 같이 일반적인 단부 형상을 갖는 보의 경우, 그 설치된 상태에서 보의 상단 높이가 철골보(100)의 상부 플랜지 높이보다 높게 위치되게 되면 이 상부 플랜지의 간섭으로 인해 콘크리트 보를 철골보(100)쪽으로 상부 플랜지의 측단부 위치 이상 근접하여 설치할 수 없게 된다. 이에 따라 프리캐스트 콘크리트 보(1)를 받침 지지하는 지지플레이트(60)의 길이 역시 길어지게 되어 소요 자재량이 증가하는 것은 물론, 보의 하중으로 인한 지지플레이트(60)에 작용하는 모멘트 역시 상당히 증가하게 되는 단점이 있다.

이에 비하여 본 실시예의 경우 도7에 도시된 바로부터 알 수 있는 바와 같이 프리캐스트 콘크리트 보(1)의 상단부측에 일정하게 단턱부(34)가 형성되어 있는 바, 그 설치에 있어 철골보(100)의 상부 플랜지(UF)가 상기 단턱부(34)의 상부에 위치됨으로써 상부 플랜지의 간섭 없이 프리캐스트 콘크리트 보(1)를 철골보(1) 측에 최대한 근접하여 설치할 수 있게 되는 것이다. 따라서, 이와 같은 본 실시예의 특징적인 구성에 따르면, 프리캐스트 콘크리트 보(1)를 받침 지지하기 위한 지지플레이트(60)의 크기를 줄일 수 있는 것은 물론, 구조적인 면에서도 지지플레이트(60)에 작용하는 모멘트를 줄일 수 있어 더욱 안정된 접합을 이룰 수 있게 되는 효과가 있다.

한편, 도2, 도5 및 도8에 도시된 프리캐스트 콘크리트 보들의 경우 각 도면들을 참조하면, 콘크리트 본체(30)의 상부면에 후프(35; HOOP)근이 돌출되게 노출된, 이른바 하프 프리캐스트 콘크리트 보로 되어 있음을 알 수 있다. 이는 잘 알려진 바와 같이 그 상부에 슬래브 콘크리트를 타설하여 슬래브 구조체를 형성함에 있어 구조적 일체성을 높일 수 있도록 한 것으로서, 단지 이는 프리캐스트 콘크리트 보의 일 형태를 예시한 것일 뿐 이와 같은 형태 이외에도 일반적인 형식의 PC보나 기타 다른 형태로서 변형 실시될 수 있음은 당업자에게 명백하다 할 것이다.

이상에서 본 발명은 기재된 실시예들에 의하여 상세히 설명되었으나, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기에서 설명된 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 부가 및 변형이 가능할 것임은 당 연한 것으로, 이와 같은 변형된 실시 형태들 역시 아래에 첨부한 특허청구범위에 의하여 정하여지는 본 발명의 보호 범위에 속하는 것으로 이해되어야 할 것이다.

상기에서 상세하게 설명한 본 발명에 따르면 기존의 일반적인 철골 구조에 대하여 전체 보 부재 중 작은 보들을 프리캐스트 콘크리트화 하여 공법을 합리화함으로써 내화피복 및 내화피복 커버에 드는 비용과 시간을 현저하게 감소시킴에 의해 시공성 및 경제성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다. 따라서, 이와 같은 본 발명은 반도체 공장이나 LCD 공장과 같이 내부 분진 발생량 저감 요구에 따라 내화피복커버 등 내화피복과 관련된 공사비가 많이 소요되는 하이테크 시설 공사에서 적극적인 활용이 가능할 것으로 기대된다.

Claims

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수직 구조부재로서의 기둥과, 수평 구조부재로서의 보에 의해 구조물의 프레임을 구축 형성하는 통상적인 건축물의 구조 시스템에 있어서,

평면 계획상 소정의 위치에 입설되는 다수개의 기둥부재와;

슬래브 하부를 지지하도록 설치되며 사용하중 및 고정하중을 상기 기둥부재로 전달하기 위한 구조부재로서, 통상의 철골 부재를 사용하여 가설(架設)되는 다수개의 철골보; 및,

콘크리트를 타설하여 이루어진 보 부재로서 단부측에는 철골 부재와 접합이 가능하도록 접합 브라켓이 매립되어 있으며, 상기 접합 브라켓을 매개로 하여 상기 철골보와 철골보 사이를 가로지르도록 철골보의 측면에 접합 설치되는 프리캐스트 콘크리트 보;를 포함하여 이루어지되,

상기 프리캐스트 보의 양단부는 그 상부측보다 하부측이 더 돌출되도록 단턱부가 형성되고,

상기 접합 브라켓은 상기 프리캐스트 보의 단턱부 높이에 지면과 평행을 이루며 보의 길이방향을 따라 설치되는 수평철판과; 상기 수평철판의 상면에 연직으로 세워짐과 동시에 전체 길이 중 소정 길이만큼 보 외측으로 노출되게 노출접합부가 형성된 수직철판;을 포함하여 이루어지며,

상기 프리캐스트 콘크리트 보는 철골보의 측면에 연결 설치됨에 있어 상기 수직철판의 노출접합부가 철골보의 웨브에 접합되는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 콘크리트 보와 철골보의 합성구조.
제2항에서, 상기 수직철판의 노출접합부에는 철골보와의 볼트 접합을 위한 볼트공이 형성되고, 상기 프리캐스트 콘크리트 보는 상기 철골보와 볼트 접합에 의해 연결되는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 콘크리트 보와 철골보의 합성구조.
제3항에서, 상기 철골보의 웨브 측면에는 세로 방향의 접합스티프너가 더 설치되며, 상기 프리캐스트 콘크리트 보를 철골보에 접합함에 있어서는 상기 접합스티프너와 상기 접합브라켓의 노출접합부 사이에 별도 부재로서의 연결철판을 겹침되게 하여 볼팅에 의해 접합이 이루어지도록 한 것을 특징으로 하는 프리캐스트 콘크리트 보와 철골보의 합성구조.
제2항에서, 상기 수직철판의 측면에는 마구리철판이 직각 방향으로 돌출되게 더 형성되고, 상기 마구리철판은 그 한쪽 평면이 보 외부면으로 노출되게 보 내부에 매립 설치되는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 콘크리트 보와 철골보의 합성구조.
제2항에서, 상기 수평철판과 수직철판이 프리캐스트 콘크리트 보 내부에 매 립되는 부위에는 콘크리트와의 부착력을 증가시키기 위한 쉬어커넥터가 더 설치되는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 콘크리트 보와 철골보의 합성구조.
제6항에서, 상기 쉬어커넥터는 스터드 볼트인 것을 특징으로 하는 프리캐스트 콘크리트 보와 철골보의 합성구조.
제2항 내지 제7항 중 어느 한 항에서, 상기 철골보의 웨브 측면에는 수평으로 외향 돌출되게 받침플레이트가 더 형성되며, 상기 프리캐스트 콘크리트 보는 그 하단부가 상기 받침플레이트 상부에 얹혀져 설치되는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 콘크리트 보와 철골보의 합성구조.
수직 구조부재로서의 기둥과, 수평 구조부재로서의 보에 의해 구조물의 프레임을 구축 형성하는 통상적인 건축물의 구조 시스템에 있어서,

평면 계획상 소정의 위치에 입설되는 다수개의 기둥부재와;

슬래브 하부를 지지하도록 설치되며 사용하중 및 고정하중을 상기 기둥부재로 전달하기 위한 구조부재로서, 통상의 철골 부재를 사용하여 가설(架設)되는 다수개의 철골보; 및,

콘크리트를 타설하여 이루어진 보 부재로서 단부측에는 철골 부재와 접합이 가능하도록 접합 브라켓이 매립되어 있으며, 상기 접합 브라켓을 매개로 하여 상기 철골보와 철골보 사이를 가로지르도록 철골보의 측면에 접합 설치되는 프리캐스트 콘크리트 보;를 포함하여 이루어지되,

상기 철골보의 웨브 측면에는 수평으로 외향 돌출되게 지지플레이트가 일체로 형성되고,

상기 접합브라켓은 프리캐스트 콘크리트 보의 하부측에 매립 설치되는 평판형 부재로서 상기 프리캐스트 콘크리트 보의 양 측면으로 돌출되게 돌출접합부가 형성된 수평접합철판;을 포함하여 이루어지며,

상기 프리캐스트 콘크리트 보는 그 하단부가 상기 지지플레이트 상부에 얹혀진 상태에서 상기 수평접합철판의 돌출접합부와 상기 지지플레이트 간의 접합에 의하여 설치되는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 콘크리트 보와 철골보의 합성구조.
제9항에서, 상기 접합브라켓의 돌출접합부에는 철골보와의 볼트 접합을 위한 볼트공이 형성되고, 상기 프리캐스트 콘크리트 보의 돌출접합부는 상기 철골보의 지지플레이트와 볼트 접합에 의해 연결되는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 콘크리트 보와 철골보의 합성구조.
제10항에서, 상기 볼트공은 장공형으로 형성된 것을 특징으로 하는 프리캐스트 콘크리트 보와 철골보의 합성구조.
제11항에서, 상기 수평접합철판의 프리캐스트 콘크리트 보 내부에 매립되는 부위에는 콘크리트와의 부착력을 증가시키기 위한 쉬어커넥터가 더 설치되는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 콘크리트 보와 철골보의 합성구조.
제12항에서, 상기 쉬어커넥터는 스터드 볼트인 것을 특징으로 하는 프리캐스트 콘크리트 보와 철골보의 합성구조.
제9항에서, 상기 프리캐스트 콘크리트 보의 상부측에는 단부로부터 수평으로 소정 길이만큼 절취된 형태의 단턱부가 더 형성됨과 동시에, 상기 프리캐스트 콘크리트 보를 철골보에 접합 설치한 상태에서 상기 철골보의 상부 플랜지가 상기 단턱부의 상부측에 위치되도록 설치되는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 콘크리트 보와 철골보의 합성구조.
제9항 내지 제14항 중 어느 한 항에서, 상기 철골보의 하부측에는 상기 지지플레이트의 하부를 지지할 수 있도록 받침스티프너가 더 설치 형성되는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 콘크리트 보와 철골보의 합성구조.
철골보의 측면에 접합 시공될 수 있도록 단부측에 접합 브라켓이 일체로 매립 형성된 프리캐스트 콘크리트 보에 있어서,

콘크리트를 타설하여 보 부재의 형태로 형성되며 그 단부에는 상부측보다 하부측이 소정 길이만큼 돌출되게 단턱부가 형성된 콘크리트 본체;

상기 콘크리트 본체의 단턱부 높이에 지면과 평행을 이루며 보의 길이방향을 따라 설치되는 수평철판과; 상기 수평철판의 상면에 연직으로 세워짐과 동시에 전체 길이 중 소정 길이만큼 보 외측으로 노출되게 노출접합부가 형성된 수직철판;을 포함하는 접합 브라켓;

을 포함하여 구성된 철골보 접합용 브라켓이 구비된 프리캐스트 콘크리트 보.
제16항에서, 상기 수직철판의 노출접합부에는 철골보와의 볼트 접합을 위한 볼트공이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 철골보 접합용 브라켓이 구비된 프리캐스트 콘크리트 보.
제16항 또는 제17항에서, 상기 수직철판의 측면에는 마구리철판이 직각 방향으로 돌출되게 더 형성되고, 상기 마구리철판은 그 한쪽 평면이 보 외부로 노출되게 보 내부에 매립 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 철골보 접합용 브라켓이 구비된 프리캐스트 콘크리트 보.
제16항 또는 제17항에서, 상기 수평철판과 수직철판이 콘크리트 보 내부에 매립되는 부위에는 콘크리트와의 부착력을 증가시키기 위한 쉬어 커넥터가 더 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 철골보 접합용 브라켓이 구비된 프리캐스트 콘크리트 보.
제19항에서, 상기 쉬어 커넥터는 스터드 볼트인 것을 특징으로 하는 철골보 접합용 브라켓이 구비된 프리캐스트 콘크리트 보.
철골보의 측면에 접합 시공될 수 있도록 단부측에 접합 브라켓이 일체로 매립 형성된 프리캐스트 콘크리트 보에 있어서,

콘크리트를 타설하여 보 부재의 형태로 형성된 콘크리트 본체; 및,

상기 콘크리트 본체의 하부측에 매립 설치되는 평판형 부재로서 상기 콘크리트 본체의 양 측면으로 돌출되게 돌출접합부가 형성된 수평접합철판;을 포함하는 접합 브라켓;

을 포함하여 구성된 철골보 접합용 브라켓이 구비된 프리캐스트 콘크리트 보 .
제21항에서, 상기 수평접합철판의 돌출접합부에는 철골보와의 볼트 접합을 위한 볼트공이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 철골보 접합용 브라켓이 구비된 프리캐스트 콘크리트 보.
제22항에서, 상기 볼트공은 장공형으로 형성된 것을 특징으로 하는 철골보 접합용 브라켓이 구비된 프리캐스트 콘크리트 보.
제21항에서, 상기 수평접합철판의 콘크리트 본체 내부에 매립되는 부위에는 콘크리트와의 부착력을 증가시키기 위한 쉬어커넥터가 더 설치되는 것을 특징으로 하는 철골보 접합용 브라켓이 구비된 프리캐스트 콘크리트 보.
제24항에서, 상기 쉬어커넥터는 스터드 볼트인 것을 특징으로 하는 철골보 접합용 브라켓이 구비된 프리캐스트 콘크리트 보.
제21항 내지 제25항 중 어느 한 항에서, 상기 프리캐스트 콘크리트 보는 상부측에 끝단으로부터 수평으로 소정 길이만큼 절취된 형태의 단턱부가 더 형성되어 있는 것을 특징으로 철골보 접합용 브라켓이 구비된 프리캐스트 콘크리트 보.
제16항 또는 제21항에서, 상기 콘크리트 본체는 상면에 후프근이 돌출되게 노출 형성된 하프 프리캐스트 콘크리트 보임을 특징으로 하는 철골보 접합용 브라켓이 구비된 프리캐스트 콘크리트 보.