KR100652896B1 - Connection system with headed reinforcements for precast concrete beam-column joint - Google Patents
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Abstract
본 발명은 프리캐스트 콘크리트(Precast Concrete,이하 "PC"라 한다)를 이용한 보-기둥의 라멘구조에 있어서, 헤드철근의 수직 비접촉 겹침이음과 기계적 정착을 이용하여 PC 보와 PC 기둥을 접합시키도록 하는 프리캐스트 보-기둥의 접합부 연결 시스템에 관한 것이다.The present invention provides a beam-column ramen structure using precast concrete (hereinafter referred to as "PC"), to join a PC beam and a PC column by using vertical non-contact overlapping joints and mechanical fixing of the head reinforcement. To a joint connection system of a precast beam-column.
이러한 본 발명의 주된 요지는 PC 보의 하부철근을 보의 단부 밖으로 돌출시키지 않고 보 내부에서 매립시키고 현장에서 PC 보의 선단 내부에 양단으로 헤드부가 형성된 헤드철근을 설치하여 보와 기둥을 접합시키는 연결시스템을 제공하고자 하는 것으로서, 여기서 PC 보의 하부철근과 PC 보에서 현장 타설되는 콘크리트 내부에 배치되는 헤드철근은 콘크리트의 지압에 의하여 겹침 이음됨으로써 기존 부착방식에 따른 철근의 겹침 이음길이를 대폭 축소시키는 한편 시공성을 향상시키는 것이다.The main gist of the present invention is to connect the beam and the pillar by embedding the head reinforcing rods at both ends in the interior of the beam without embedding the lower reinforcement of the PC beam without protruding from the end of the beam at the site. In order to provide a system, the lower reinforcement of the PC beam and the head reinforcing bar placed inside the concrete cast in the site of the PC beam is overlapped by the pressure of the concrete, thereby significantly reducing the overlapping length of the reinforcing bars according to the existing attachment method On the other hand, the workability is improved.
보-기둥, 접합부, 프리캐스트 콘크리트, 헤드철근 Beam to Column, Connection, Precast Concrete, Head Reinforcement
Description
도 1 은 기존 프리캐스트 보-기둥의 접합부 시공상태를 나타낸 단면도1 is a cross-sectional view showing the construction state of the joint of the existing precast beam-column
도 2 는 기존 프리캐스트 보-기둥의 접합부 다른 시공상태를 나타낸 단면도Figure 2 is a cross-sectional view showing another construction state of the connection portion of the existing precast beam-column
도 3 은 본 발명에 따른 일실시예를 도시한 보-기둥의 접합부 분해 사시도Figure 3 is an exploded perspective view of the junction of the beam-pillar showing an embodiment according to the present invention
도 4 는 본 발명에서 접합부에 헤드철근의 설치상태를 나타낸 단면도Figure 4 is a cross-sectional view showing the installation state of the head reinforcement to the junction in the present invention
도 5 는 본 발명에서 헤드철근과 상부철근이 설치된 상태를 나타낸 사시도Figure 5 is a perspective view showing a state in which the head reinforcement and the upper reinforcement is installed in the present invention
도 6 은 본 발명에 따른 접합부의 시공상태를 나타낸 단면도6 is a cross-sectional view showing a construction state of the joint portion according to the present invention;
도 7 은 본 발명에 따른 프리캐스트 보의 측단면도7 is a side cross-sectional view of a precast beam in accordance with the present invention.
도 8 은 본 발명에 따른 접합부의 시공된 상태를 나타낸 단면도8 is a cross-sectional view showing a construction state of the junction according to the invention
도 9 는 본 발명에 따른 프리캐스트 보의 시공된 상태의 측단면도9 is a side cross-sectional view of the constructed state of the precast beam according to the present invention;
도 10 은 본 발명에 따른 접합부의 다른 시공상태를 나타낸 단면도10 is a cross-sectional view showing another construction state of the joint portion according to the present invention;
도 11 과 도 12 는 본 발명에 따른 접합부의 다른 시공상태를 나타낸 평면도11 and 12 are a plan view showing another construction state of the joint portion according to the present invention
[도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명][Description of Symbols for Main Parts of Drawing]
1: 프리캐스트 콘크리트(PC) 기둥 2: 프리캐스트 콘크리트(PC) 보1: Precast Concrete (PC) Column 2: Precast Concrete (PC) Beam
3: 하부철근 4: 덧침 콘크리트3: lower reinforcing bar 4: overlay concrete
5: 상부철근 6: 헤드철근5: upper rebar 6: head rebar
7: 스터럽 8: 횡보강근7: Stirrup 8: Lateral reinforcement
9: 기둥주근9: column
본 발명은 프리캐스트 콘크리트(Precast Concrete,이하 "PC"라 한다)를 이용한 보-기둥의 라멘구조에 있어서, 헤드철근의 수직 비접촉 겹침이음과 기계적 정착을 이용하여 PC 보와 PC 기둥을 접합시키도록 하는 프리캐스트 보-기둥의 접합부 연결 시스템에 관한 것이다.The present invention provides a beam-column ramen structure using precast concrete (hereinafter referred to as "PC"), to join a PC beam and a PC column by using vertical non-contact overlapping joints and mechanical fixing of the head reinforcement. To a joint connection system of a precast beam-column.
일반적으로 건축물의 보-기둥 내부의 접합부 시공에서 프리캐스트 기둥에 프리캐스트 보를 접합하기 위해서는 프리캐스트 보에 매립되어 있는 보의 하부철근을 보-기둥 접합부 내에 소정길이 이상 정착시키는 방법을 적용하여 시공하고 있다.In general, in order to join the precast beams to the precast column in the construction of the joint inside the beam-column of the building, construct by applying the method of fixing the lower reinforcing bar of the beam embedded in the precast beam to the beam-column joint over a predetermined length. have.
종래 PC 보-기둥의 접합부는 도면에서 도 1과 같이, 프리캐스트(PC) 보(2)의 바깥으로 90°의 각도로 표준 갈고리 형태로 돌출된 프리캐스트(PC) 보(2)의 하부철근(3)을 프리캐스트(PC) 기둥(1) 위의 접합부 부분에 배치하고, 상부철근을 배근하여 현장에서 콘크리트를 타설함으로써 프리캐스트(PC) 보(2)와 프리캐스트(PC) 기둥(1)을 접합 시공하고 있다.The joint of the conventional PC beam-column is the lower reinforcement of the precast (PC)
이러한 경우 기둥 위에 배치되는 2~4개의 보 하부철근들이 서로 겹치게 됨으로써 PC 보와 기둥의 조립에 대한 시공성이 크게 떨어지게 되고, 접합부의 상세 설계에 많은 시간과 노력이 요구되며, 또한 도면에서 도 2와 같이 보의 하부철근(3) 을 용접할 경우 마주보는 PC 보(2)의 하부철근(3)들이 정확히 일치하여야 하는데 제작과정에서 시공오차로 인하여 일치하지 못하는 경우가 많고 현장용접에 어려운 문제점이 있었다.In this case, the two to four beam lower reinforcing bars arranged on the column overlap each other, greatly reducing the workability of the assembly of the PC beam and the column, and much time and effort are required for the detailed design of the joint. When welding the lower reinforcing bar (3) of the beam together, the lower reinforcing bar (3) of the PC beam (2) facing each other should be exactly matched, but there are many cases that do not match due to construction errors in the manufacturing process and difficult to spot welding .
이러한 종래 PC 보-기둥 접합부의 시공성을 향상시키기 위하여 기둥 양측에 배치될 프리캐스트 보의 하부철근을 기둥의 중심선 근처에서 90°로 절곡하여 정착하되, 정착내력의 부족을 보완하기 위하여 90°로 절곡된 프리캐스트 보의 하부철근들에 지지대를 대고 이를 볼트로 체결하여 정착하는 프리캐스트 보의 철근 정착장치 및 방법이 대한민국 특허 제0308757호로 선 등록 되었다.In order to improve the constructability of the conventional PC beam-column junction, the lower reinforcing bars of the precast beams to be arranged on both sides of the pillars are bent by 90 ° near the center line of the column, and bent by 90 ° to compensate for the lack of fixing strength. The rebar fixing device and method of precast beams for attaching the support to the lower rebars of the precast beams and fastening them with bolts have been registered as Korean Patent No. 0308757.
기존 선 등록된 기술에서 제시되고 있는 PC 보-기둥 접합부의 상세는 다음과 같은 불합리한 문제점들이 있었다.The details of the PC beam-column junction proposed in the existing pre-registered technology have the following unreasonable problems.
먼저 기둥의 양면에 보가 접합되는 내부 접합부에만 적용할 수 있으며, 또한 기둥에 4개의 보가 접합될 경우 마주보는 2개의 보에만 이러한 상세를 적용할 수 있는 것이다.First, it can be applied only to the inner joint where the beams are joined to both sides of the column. Also, if the four beams are joined to the column, these details can be applied to only two beams facing each other.
다음으로 접합에 사용되는 추가적인 철물(부품)이 많아 경제성이 떨어지고, 추가적인 철물을 현장에서 조립함으로써 이로 인하여 시공공정이 추가되는 문제점들이 있는 것이다.Next, there are a lot of additional hardware (parts) used for joining, the economy is low, and there is a problem that the construction process is added to this by assembling additional hardware in the field.
다음으로 PC 기둥이 건축물의 층 중간에서 이음되는 시스템에서는 접합부의 기둥주근 상하에 PC 기둥이 배치됨으로 보를 측면에서 설치할 시에는 보의 하부철근이 돌출되어 있는 기존 상세로는 접합이 불가능한 문제점이 있는 것이다.Next, in the system where the PC column is connected in the middle of the floor of the building, the PC column is arranged above and below the column root of the joint, so when the beam is installed from the side, there is a problem in that the existing details in which the lower reinforcing bar of the beam protrudes are impossible. .
본 발명은 상기와 같은 기존 프리캐스트 보-기둥의 접합방식에 따른 문제점들을 해소하고자 안출된 것으로서, PC 보의 하부철근을 보의 단부 밖으로 돌출시키지 않고 보 내부에서 매립시키고 현장에서 PC 보의 선단 내부에 양단으로 헤드부가 형성된 헤드철근을 설치하여 보와 기둥을 접합시키는 연결시스템을 제공하고자 하는 것으로서, 여기서 PC 보의 하부철근과 PC 보에서 현장 타설되는 콘크리트 내부에 배치되는 헤드철근은 콘크리트의 지압에 의하여 겹침 이음됨으로써 기존 부착방식에 따른 철근의 겹침 이음길이를 대폭 축소시키게 된다.The present invention has been made to solve the problems caused by the conventional method of joining the precast beam-column, embedded in the beam without protruding the lower reinforcement of the PC beam outside the end of the beam and inside the front of the PC beam in the field It is intended to provide a connection system for joining beams and columns by installing head reinforcement heads formed at both ends of the head reinforcement. By overlapping joints, the length of overlapping joints of rebars according to the existing attachment method is greatly reduced.
또한 보-기둥의 외부 접합부에 사용될 경우 접합부 판넬존에서 헤드철근에 의해 기계적 정착됨으로 정착길이의 축소와 함께 기존 90°표준 갈고리 형태의 정착상세에 비하여 접합부 내의 배근상세가 매우 간단하여 시공성을 크게 향상시키는 접합부 연결시스템을 제공하는 것을 본 발명의 주된 목적으로 하는 것이다.In addition, when used in the outer joint of the beam-column, it is mechanically fixed by the head reinforcement in the joint panel zone, which reduces the anchoring length and greatly improves the workability as the reinforcement details in the joint are much simpler than the conventional 90 ° standard hook type fixing details. It is a main object of the present invention to provide a joint connection system.
본 발명은 PC 보의 내부에 양단으로 헤드부가 형성된 헤드철근을 설치하여 보와 기둥을 접합시키는 연결시스템을 제공하고자 하는 것으로서, 도면에 도시된 도 3 내지 도 12 에서 본 발명에 따른 실시예의 구성을 자세히 나타내고 있다.The present invention is to provide a connection system for joining a beam and a pillar by installing a head reinforcing head reinforcement at both ends inside the PC beam, the configuration of an embodiment according to the invention in Figures 3 to 12 shown in the drawings It is shown in detail.
본 발명에 따른 실시예의 주된 특징은 PC 기둥(1)의 접합부(1a) 양측에 배치될 PC 보(2)의 하부철근(3)을 기둥의 중심선 근처에서 90°로 절곡하여 정착하되, 90°로 절곡된 PC 보(2)의 하부철근(3)에 지지대를 대고 이를 볼트로 체결하여 정착하는 프리캐스트 보의 철근 정착장치에 있어서,The main feature of the embodiment according to the invention is to be fixed by bending the lower reinforcement (3) of the PC beam (2) to be arranged on both sides of the junction (1a) of the PC column (1) at 90 ° near the center line of the column, 90 ° In the reinforcing bar fixing device of the precast beams to support the lower reinforcing bar (3) of the PC beam (2) bent with a bolt and fasten it with a bolt,
PC 기둥(1)의 접합부(1a)에 배치되는 선단부에 함몰된 접합홈(2a)이 형성되 고 하부철근(3)이 선단 내부에 매립 설치된 한편 상단부로 노출되게 스터럽(7) 철근이 배근 설치된 PC 보(2)와; 상기 PC 보(2)의 접합홈(2a)에 한쪽 단부가 배치되고 다른 한쪽 단부는 PC 기둥(1)의 접합부(1a)에 배치되는 소정길이의 헤드철근(6)과; 상기 PC 보(2)의 상단부에서 스터럽(7) 철근과 PC 기둥(1)의 접합부(1a)에 배치되게 배근 설치되는 상부철근(5)과; 상기 PC 보(2)에서 상부철근(5)이 설치된 상단부와 헤드철근(6)이 배치된 선단부의 접합홈(2a)과 PC 기둥(1)의 접합부(1a)에 덧침 콘크리트(4)가 타설 시공된 것을 특징으로 하는 것이다.A PC in which a reinforcing bar is installed so that a
본 발명에서 PC 보(2)는 하측으로 수개의 하부철근(3)을 배근하여 설치하되, 선단부에서 내부로 매설되게 하부철근(3)을 설치하고, 상단부로 노출되게 폭 방향으로 다수개의 스터럽(7) 철근을 일정한 간격으로 매설하여 설치하며, PC 기둥(1)의 접합부(1a)에 배치되는 PC 보(2)의 선단부에는 아래로 함몰되게 접합홈(2a)이 형성된다.In the present invention, the PC beam (2) is installed by placing a plurality of lower reinforcement (3) to the lower side, the lower reinforcement (3) is installed to be embedded in the interior from the tip portion, a plurality of stirrups in the width direction to be exposed to the upper end ( 7) Reinforcing bars are installed at regular intervals, and the joining
상기에서 PC 보(2)의 선단부에 형성되는 접합홈(2a)은 적당한 길이와 폭으로 형성하고, 상부가 개방되게 ∪형상으로 함몰되도록 형성하며, 이러한 구성으로 제작된 PC 보(2)의 선단부가 PC 기둥(1)의 접합부(1a)에 올려져 배치된다.The joining
일반적으로 건축물에서 PC 기둥(1)은 내부에 사각형태나 또는 원형의 형태를 이루게 수개의 기둥주근(9)인 철근이 매설 시공되며, 이러한 PC 기둥(1)의 접합부(1a)에 2~4방향으로 PC 보(2)가 연결 설치된다.In general, the PC pillar (1) in the building is embedded in the reinforcing bars of several pillars (9) to form a rectangular shape or round inside, 2 to 4 at the junction (1a) of such a PC pillar (1)
본 발명에서 주된 특징은 헤드철근(6)을 사용하여 수직 비접촉 겹침이음과 기계적 정착을 이용해 PC 기둥(1)의 접합부(1a)에 PC 보(2)를 접합시켜 연결 설치 하는 것으로서, 여기서 헤드철근(6)은 소정길이로 제작하되, 양측 선단부에 비교적 직경이 큰 원형상이나 또는 사각형상의 헤드부(6a)를 형성하여 제작된다.The main feature of the present invention is to use the head reinforcement (6) to connect the PC beam (2) to the joint (1a) of the PC column (1) using a vertical non-contact overlapping joint and mechanical fixing, where the head reinforcement (6) is manufactured to a predetermined length, but is formed by forming a round or
상기에서 양측 선단부에 헤드부(6a)가 형성된 헤드철근(6)은 한쪽 단부가 PC 보(2)의 접합홈(2a)안에 배치되고, 다른 한쪽 단부는 PC 기둥(1)의 접합부(1a)안에 복수개로 배치되어 수직 비접촉 겹침이음되며, PC 보(2)의 상단부에서 스터럽(7) 철근과 PC 기둥(1)의 접합부(1a)로 수개의 상부철근(5)을 배근하여 설치하며, 접합부(1a)에 배근 설치된 상부철근(5)의 선단부에 비교적 직경이 큰 원형상이나 또는 사각형상의 헤드부(5a)를 형성하여 설치한다.The
이러한 구성으로 이루어진 본 발명의 실시예에 따른 시공과정을 살펴보면 다음과 같다.Looking at the construction process according to an embodiment of the present invention made of such a configuration as follows.
먼저 도면에서 도 4 내지 도 6 과 같이, 수개의 하부철근(3)이 선단부 내부에 매설되고 다수개의 스터럽(7) 철근이 상단부로 노출되게 제작된 한편 선단부에 상부가 개방된 ∪형상의 접합홈(2a)이 형성된 PC 보(2)의 선단부를 PC 기둥(1)의 한쪽 접합부(1a)에 올려 배치한 상태에서 양측 단부에 헤드부(6a)가 형성된 복수개의 헤드철근(6)을 PC 보(2)의 접합홈(2a)과 PC 기둥(1)의 접합부(1a)에 배치하고, 선단부에 헤드부(5a)가 형성된 상부철근(5)을 PC 보(2)와 PC 기둥(1)에 배근하여 설치한 다음 접합부(1a)의 기둥주근(9)에 횡보강근(8)을 배근하여 설치하고, 도면에서 도 8 과 도 9 와 같이 PC 보(2)의 상부와 PC 기둥(1)의 접합부(1a)에 덧침 콘크리트(4)를 타설하여 시공하게 된다.First, as shown in FIGS. 4 to 6, several
상기에서 PC 보(2)와 PC 기둥(1)의 접합부(1a)에 상부철근(5)을 배근하여 설 치한 다음 별도의 거푸집을 PC 보(2)와 PC 기둥(1)에 설치하고, 거푸집 안에 덧침 콘크리트(4)를 타설하여 시공되며, 헤드철근(6)이 배치된 PC 보(2)의 접합홈(2a)과 PC 기둥(1)의 접합부(1a)에 덧침 콘크리트(4)가 타설 시공됨에 따라 PC 보(2)와 PC 기둥(1)에 수직 비접촉 배치된 헤드철근(6)이 콘크리트의 지압을 받아 겹침이음됨으로써 강한 정착내력을 보유하게 되는 것이다.In the above, installed by placing the upper reinforcing bar (5) to the junction (1a) of the PC beam (2) and PC pillar (1), and then install a separate formwork on the PC beam (2) and PC pillar (1), It is constructed by pouring the concrete (4) inside, and the concrete (4) is poured into the joint groove (2a) of the PC beam (2) on which the head reinforcement (6) is disposed and the joint (1a) of the PC column (1). As the construction is performed, the
한편 도면에서 도 10 은 PC 기둥(1)의 접합부(1a)에 PC 보(2)가 2방향으로 설치된 시공상태를 나타낸 것으로서, PC 기둥(1)의 접합부(1a) 양측단에 PC 보(2)의 선단부를 올려 배치한 다음 헤드철근(6)의 한쪽 단부를 일측에 배치된 PC 보(2)의 접합홈(2a)에 배치하고, 헤드철근(6)의 다른 한쪽 단부를 접합부(1a)에서 대향쪽에 배치된 다른 PC 보(2)의 접합홈(2a)에 배치한 다음 PC 보(2)와 PC 기둥(1)에 거푸집을 설치하고 덧침 콘크리트(4)를 타설하여 시공하는 것이다.10 shows a construction state in which the
또한 도면에서 도 11 과 도 12 는 본 발명의 다른 시공상태를 나타낸 것으로서, PC 기둥(1)의 접합부(1a)에 PC 보(2)가 3~4방향으로 설치된 시공상태를 나타낸 것으로 PC 기둥(1)의 접합부(1a)에 PC 보(2)의 선단부를 3방향이나 또는 4방향으로 배치하고, 다수개의 헤드철근(6)을 PC 기둥(1)과 PC 보(2)에 배치하거나 또는 상호 대향하는 PC 보(2)의 접합홈(2a)에 배치하여 설치한 다음 거푸집을 설치하고 덧침 콘크리트(4)를 타설하여 시공하는 것이다.In addition, Figure 11 and Figure 12 shows another construction state of the present invention, showing the construction state in which the
이러한 본 발명은 PC 기둥(1)의 접합부(1a)와 PC 보(2)에 헤드철근(6)이 배치되고, 상부철근(5)이 배근작업으로 설치됨에 따라 PC 기둥(1)에서 접합부(1a) 내의 배근상세가 매우 간단하여 시공성을 크게 향상시키는 한편 PC 기둥(1)의 접합부 (1a)에서 PC 보(2)가 4방향으로 설치가 가능함으로서 시공작업과 설계가 간편한 것이다.In the present invention, the
상기에서 본 발명의 바람직한 실시예를 참고로 설명하였으며, 상기의 실시예에 한정되지 아니하고, 상기의 실시예를 통해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변경으로 실시할 수 있는 것이다.The preferred embodiments of the present invention have been described above with reference to the present invention, but are not limited to the above embodiments, and those skilled in the art through the above embodiments do not depart from the gist of the present invention. Can be implemented in a variety of changes.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 의하면, PC 보-기둥의 접합부를 헤드철근을 이용하여 접합 연결시킴으로써 접합상세가 간략화되고 접합부에서 교차하는 PC 보의 하부철근들의 간섭을 원천적으로 해결하는 한편 이로 인하여 현장 조립시공이 크게 향상되어 접합부의 설계비용 및 공사비용을 절감시킬 수 있는 것이다.As described above, according to the present invention, by connecting the connection of the PC beam-column using the head reinforcement, the connection details are simplified, and the interference between the lower reinforcing bars of the PC beams intersecting at the connection is solved at the same time. The assembly construction is greatly improved to reduce the design cost and construction cost of the joint.
또한 PC 보의 하부철근이 외부로 돌출되지 않음으로써 공장에서 PC 보의 형틀 제작이 쉽고 제작공정이 단순화되어 제조단가가 저렴한 한편 PC 보의 길이가 감소함으로써 공사 현장으로의 운반작업이 용이하게 이루어지는 것이다.In addition, since the lower reinforcing bar of the PC beam does not protrude to the outside, it is easy to manufacture the mold of the PC beam in the factory, and the manufacturing process is simplified and the manufacturing cost is low, while the length of the PC beam is reduced, so that the transport work to the construction site is easy .
또한 기존 시공이 어려운 층 중간에서 이음되는 접합부에서도 하부철근이 돌출되지 않은 PC 보를 보-기둥의 접합부 옆면에서 끼워넣을 수 있어 시공이 가능하여 시공에 따른 적용대상을 크게 확대할 수 있는 한편 헤드철근을 이용하여 겹침이음길이를 감소시킴으로써 철근의 사용량을 줄일 수 있고 보-기둥의 접합부 면적이 좁은 장소에서도 사용이 가능한 효과를 제공하는 것이다.In addition, PC beams without lower reinforcing bars can be inserted from the side of the joint of beam-column even at the joint jointed in the middle of the existing difficult construction floor, which enables construction and greatly expands the applicable object according to construction. By reducing the length of overlap joint, the amount of rebar can be reduced and it can be used even in the place where the beam-column junction area is narrow.
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