KR100664965B1 - 카본-유리섬유 복합 거푸집 및 이를 이용한 건축물 시공방법 - Google Patents

카본-유리섬유 복합 거푸집 및 이를 이용한 건축물 시공방법 Download PDF

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Abstract

카본 섬유, 유리 섬유, 케블라 또는 이들의 혼합 섬유 또는 FRP 섬유로 이루어지며, 장방형의 바닥과, 상기 바닥 양측에 나란하게 형성된 측벽을 포함하는 재킷 본체; 상기 재킷 본체의 바닥의 적어도 일측 단부에 고정되며, 복수의 결합공이 형성된 금속 소재의 제1 결합편; 및 상기 재킷 본체의 측벽 단부 에지에 구비되는 슬래브 거치용 앵글;을 포함하는 복합 거푸집과 이를 이용한 건축물 시공방법이 개시된다.
복합 거푸집, 카본 튜브

Description

카본-유리섬유 복합 거푸집 및 이를 이용한 건축물 시공 방법{Carbon-glass fiber composite concrete mold, its manufacturing method and construction method}
본 발명은 아래 도면들에 의해 구체적으로 설명될 것이지만, 이러한 도면은 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸 것이므로 본 발명의 기술사상이 그 도면에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 카본-유리섬유 복합 거푸집의 외관을 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 카본-유리섬유 복합 거푸집을 사용하여 건축물을 시공하는 모습을 설명하기 위한 측단면도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 카본-유리섬유 복합 거푸집을 사용하여 건축물을 시공하는 모습을 설명하기 위한 측단면도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 카본-유리섬유 복합 거푸집을 사용하여 보와 보 사이의 연결보를 시공하는 모습을 설명하기 위한 평면도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 카본-유리섬유 복합 거푸집을 사용하여 건축물을 시공하는 모습을 설명하기 위한 측단면도이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 카본-유리섬유 복합 거푸집을 사 용하여 건축물을 시공하는 모습을 설명하기 위한 측단면도이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 카본-유리섬유 복합 거푸집을 사용하여 건축물 시공에 있어서 보 구조물의 단면을 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 카본-유리섬유 복합 거푸집을 사용하여 건축물을 시공하는 모습을 설명하기 위한 평면도이다.
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 카본-유리섬유 복합 거푸집을 사용하여 소위 업-업 공법에 의해 건축물을 시공하는 모습을 설명하기 위한 측단면도이다.
도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 카본-유리섬유 복합 거푸집을 사용하여 소위 탑-다운 공법에 의해 건축물을 시공하는 모습을 설명하기 위한 측단면도이다.
본 발명은 복합 거푸집에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 내식성이 우수하며 설치가 간편하고, 콘크리트 타설 후에도 해체하지 않고 영구 구조물로서 사용할 수 있는 카본-유리섬유 복합 거푸집에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 그러한 복합 거푸집을 사용하여 건축물을 시공하는 방법에 관한 것이기도 하다.
일반적인 철근콘크리트건물은 콘크리트와 철근의 합성재료를 부재로 건축된다. 콘크리트는 높은 압축강도를 가지고 있어 압축재료로는 유용하나 그 인장강도 는 압축강도의 8 ~ 15%에 불과하여 구조재로 사용되는 데에는 한계가 있다. 특히, 건물의 기둥구조물로 사용되는 데에는 문제가 없으나 보와 같은 횡방향 인장 구조물로 사용될 경우에는 상기와 같은 단점들로 인해 여러가지 문제가 발생할 수 있다. 따라서 기존의 시공방법에 있어서는 콘크리트의 이러한 단점을 극복하기 위해 더 많은 보강 철근을 배근하는 등의 보완책이 뒤따라야만 한다.
또한, 콘크리트가 타설될 때에는 반죽상태이기 때문에 필연적으로 형태를 유지시키는 거푸집의 사전 설치가 요구된다. 이러한 콘크리트 거푸집 제작 과정은 매우 복잡하고 번거롭기 때문에 건축 공기 및 공사비의 상당 부분을 차지할 뿐만 아니라 콘크리트 양생후에 다시 이를 철거하여야 하는데, 몇 번 재사용 후 철거된 거푸집은 재활용이 거의 이루어질 수 없어서 폐자재를 유발시킴으로써 환경에 악영향을 끼치게 된다. 또한, 거푸집 설치 후 콘크리트가 충분히 양생되기 전에는 거푸집을 지지하는 동바리 등의 부속물로 인해 작업 공간에 여유가 없어서 후속적인 시공이 보류되거나 지연되는 문제가 있었다.
또한, 종래의 건축물 시공 방법에 있어서, 소위 '탑-다운(Top-Down)' 시공 방법은 지하 구조물을 시공하는 동시에 지상 구조물을 시공하는 것이다. 이와 같은 종래의 시공 방법에서는, 지상 구조물의 하중을 지지하기 위해 각 지층별로 전체 슬래브를 타설하면서 내려가야 하기 때문에 공기가 길어지는 문제가 있었다. 또한, 타설되는 슬래브의 하중을 견딜 수 있도록 기둥에 사용되는 H형강의 크기가 충분히 커야만 했는데, 이것은 자재 마련과 시공에 어려움을 가중시키고 시공 비용을 추가로 상승시키는 요인이 되었다.
한편, 종래의 소위 '업-업(Up-Up)' 시공 방법은, 지하 터파기를 진행하면서 일단 스트러트 등의 가시설물을 설치하여 토압에 저항하도록 한 다음, 기둥과 보를 듬성듬성 설치하고 지하 바닥으로부터 올라오면서 각 층마다 전체 슬래브와 보를 타설하는 동시에 지상 구조물의 시공을 진행하는 방법이다. 그런데, 이 경우 토압에 저항하는 스트러트를 별도로 설치하여야 하므로 후속 공정에 방해 요인으로 작용하고, 또한 지하층의 슬래브 타설 완료시 스트러트를 제거해야 하는 번거로움도 상존하고 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 철근콘크리트 구조물에 있어서 철근의 역할을 보완하는 동시에 그 자체로서 거푸집 역할을 할 수 있는 카본-유리섬유 복합 거푸집을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 콘크리트 타설 후에도 철거할 필요없이 영구구조물로서 사용될 수 있는 카본-유리섬유 복합 거푸집을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 그 설치 및 시공이 매우 간편하고, 동바리와 같은 별도의 지지수단 없이도 콘크리트를 양생할 수 있도록 함으로써 후속 공정이 원활히 진행되도록 한 카본-유리섬유 복합 거푸집을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기와 같이 제작된 카본-유리섬유 복합 거푸집을 이용하여 건축물을 시공하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 전체 슬래브를 타설할 필요없이 보 또는 보와 슬래브의 일부만 타설하면서 지하층을 예비적으로 시공한 다음 지상과 동시에 본시공 을 진행함으로써 지하 기둥 구조물이 과도한 하중을 지지할 필요가 없도록 하고 그에 따라 자재의 소형화 및 시공 비용의 절감이 가능한 건축물 시공 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, 전체 슬래브를 타설할 필요없이 보 또는 보와 슬래브의 일부만 타설하면서 지상과 동시에 지하층을 시공하는 방법을 이용할 수도 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 복합 거푸집을 이용하여 견고하고 토압을 견딜 수 있는 보 구조물을 시공함으로써 스트러트 등의 별도 가설물을 설치할 필요가 없는 건축물 시공 방법을 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 카본-유리섬유 복합 거푸집은, 카본 섬유, 유리 섬유, 케블라 또는 이들의 혼합 섬유 또는 FRP 섬유로 이루어지며, 장방형의 바닥과, 상기 바닥 양측에 나란하게 형성된 측벽을 포함하는 재킷 본체; 상기 재킷 본체의 바닥의 적어도 일측 단부에 고정되며, 복수의 결합공이 형성된 금속 소재의 제1 결합편; 및 상기 재킷 본체의 측벽 단부 에지에 구비되는 슬래브 거치용 앵글;을 포함한다.
바람직하게, 상기 제1 결합편은 상기 바닥의 전면 또는 배면 중 적어도 일측에 고정된다.
바람직하게, 상기 슬래브 거치용 앵글은, 상기 측벽의 단부 에지와 접촉하여 결합되는 결합부; 및 상기 결합부로부터 수평으로 연장되는 지지부를 포함한다.
더욱 바람직하게, 상기 결합부에는 상기 측벽과의 결합을 위한 복수의 결합 공이 형성될 수 있다.
본 발명에 따르면, 상기 결합부는 에폭시 수지 접착제 또는 볼트에 의해 상기 측벽에 접착된다.
또한, 상기 결합부에는 복수의 행잉용 통공이 형성될 수 있다.
대안으로서, 본 발명은 상기 측벽의 단부 에지에 그 길이 방향으로 고정되며, 복수의 행잉용 통공이 형성된 금속 소재의 행잉용 금속스트립을 더 포함한다.
여기서, 상기 행잉용 금속스트립은 상기 슬래브 거치용 앵글과 일체로 형성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 측벽에는 보와 보를 상호 연결하기 위해 그 일부가 절개된 절개부가 형성되며, 상기 절개부가 형성된 부분의 바닥의 전면 또는 배면 중 적어도 일측에는 복수의 결합공이 형성된 제2 결합편이 구비된다.
바람직하게, 본 발명은 상기 재킷 본체의 바닥의 전면 또는 배면 중 적어도 일측에는 복수의 관통공이 형성된 금속 소재로 된 적어도 하나 이상의 행잉용 금속편이 부착된다.
또한, 상기 재킷 본체의 바닥 단부 근처에는 적어도 하나 이상의 철근통과공이 형성된다.
바람직하게, 상기 재킷 본체의 바닥에 단차를 두고 형성된 주름돌기부를 더 포함한다.
나아가, 상기 재킷 본체의 바닥에 강성 강화를 위해 부착된 보강부재를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, (a) 건축물의 기둥 위치 및 흙막이벽 내의 보의 상응 위치에 복수의 형강을 타립하여 설치하는 단계; (b) 상기 형강의 일부가 드러나도록 소정 지하층의 깊이까지 터파기를 진행하는 단계; (c) 카본 섬유, 유리 섬유, 케블라 또는 이들의 혼합 섬유 또는 FRP 섬유로 이루어지며, 장방형의 바닥과, 상기 바닥 양측에 나란하게 형성된 측벽을 포함하는 재킷 본체와, 상기 재킷 본체의 바닥의 적어도 일측 단부에 고정되며, 복수의 결합공이 형성된 금속 소재의 제1 결합편과, 상기 재킷 본체의 측벽 단부 에지에 구비되는 슬래브 거치용 앵글;을 포함하는 복합 거푸집을 상기 형강 사이에 설치하는 단계; (d) 상기 복합 거푸집의 내부에 보강 철근을 배근하는 단계; (e) 상기 복합 거푸집에 콘크리트를 투입하여 보 또는 보 및 슬래브 일부를 타설하는 단계; (f) 소정 지하층까지 추가로 터파기를 진행하여 상기 형강을 추가적으로 노출시키는 단계; (g) 노출된 형강 사이에 상기 단계(c)의 복합 거푸집을 설치하는 단계; 및 (h) 위 단계(d) 내지 (g)를 선택적으로 반복함으로써 지하층의 보 또는 보 및 슬래브 일부를 타설하는 단계;를 포함하는 건축물 시공방법이 제공된다.
상기 단계(c) 또는 단계(g)는, 상기 형강의 일측에 거푸집 지지용 브라켓을 설치하는 단계; 상기 브라켓 위에 상기 복합 거푸집의 일단을 올려서 거치시키는 단계; 및 상기 제1 결합편의 결합공에 체결부재를 삽입하여 상기 브라켓과 결합시키는 단계;를 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 슬래브 거치용 앵글은, 상기 측벽의 단부 에지와 접촉하여 결합되는 결합부; 및 상기 결합부로부터 수평으로 연장되는 지지부를 포함하고, 상기 슬래브 거치용 앵글 위에 상기 보 및 슬래브 일부를 타설하기 위한 추가 거푸집을 설치하는 단계를 더 포함한다.
바람직하게, 본 발명은, 상기 슬래브 거치용 앵글의 지지부 위에 데크 플레이트를 거치시키는 단계; 및 상기 보의 양측에 있는 슬래브의 일부 영역에 대해서만 메탈래스를 설치하는 단계;를 포함한다.
더욱 바람직하게, 상기 보강철근은 후프철근을 포함한다.
또한, 상기 보 및 슬래브 일부와 함께 지하외벽의 일부가 동시에 타설된다.
본 발명의 방법에 따르면, 상기 복합 거푸집의 측벽에는 보와 보를 상호 연결하기 위해 그 일부가 절개된 절개부가 형성되며, 상기 절개부가 형성된 부분의 바닥의 전면 또는 배면 중 적어도 일측에는 복수의 결합공이 형성된 제2 결합편이 구비될 수 있다.
나아가, 본 발명의 방법은 제1 복합 거푸집의 상기 절개부를 통해 또 다른 제2 복합 거푸집의 단부를 삽입시키는 단계; 및 상기 제2 복합 거푸집의 단부를 체결부재에 의해 상기 제1 복합 거푸집의 제2 결합편에 고정시키는 단계;를 더 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 기둥과 나란한 수직 철근은 복합 거푸집의 단부에 형성된 철근통과공을 관통해 연장된다.
더욱 바람직하게, 상기 콘크리트 타설시 상기 기둥 부분에는 상기 철근통과공을 통해 콘크리트가 투입될 수 있다.
바람직하게, 상기 측벽의 단부 에지에 그 길이 방향으로 고정되며, 복수의 행잉용 통공이 형성된 금속 소재의 행잉용 금속스트립이 구비되고, 상기 단계(g) 이후의 복합 거푸집을 설치하는 단계에서, 상기 행잉용 통공에 금속 와이어를 연결하여 상기 복합 거푸집이 매달리도록 한다.
본 발명에 따르면, 상기 복합 거푸집의 재킷 본체의 바닥의 전면 또는 배면 중 적어도 일측에는 복수의 관통공이 형성된 금속 소재로 된 적어도 하나 이상의 행잉용 금속편이 부착되고, 상기 단계(g) 이후의 복합 거푸집을 설치하는 단계에서, 상기 행잉용 금속편의 관통공에 금속 와이어를 연결하여 상기 복합 거푸집이 매달리도록 한다.
바람직하게, 상기 지하 바닥층의 콘크리트 타설이 완료된 후, 바닥층에서부터 위로 올라오면서 슬래브와 지하 벽면을 시공하는 동시에, 지상층의 공사를 병행할 수 있다.
또 다른 대안으로서, 지상층의 바닥에 대한 보와 일부 슬래브 시공이 완료된 후, 지하층 터파기 및 지하층 시공과 동시에 지상층 시공을 병행할 수 있다.
이하, 첨부된 도면들을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1에는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 카본-유리섬유 복합 거푸집의 구성이 도시되어 있다.
도면을 참조하면, 본 발명의 카본-유리섬유 복합 거푸집은 그 내부에 콘크리트가 타설되는 장방형의 재킷 본체(10)를 포함한다. 상기 재킷 본체(10)는 장방형의 바닥(11)과, 상기 바닥(11) 양측에 나란하게 형성된 측벽(12)(13)으로 구성되며, 바람직하게 그 상면은 개방되어 콘크리트 주입이 이루어지도록 구성된다.
상기 재킷 본체(10)는 그 내부에 유리 섬유, 카본 섬유, 케블라 또는 이들의 혼합 섬유 또는 FRP 섬유가 와인딩되어 형성되며, 복수개의 레이어로 형성될 수도 있다.
상기 재킷 본체(10)의 바닥(11) 적어도 일측 단부에는 제1 결합편(20)이 부착된다. 바람직하게, 상기 결합편(20)은 재킷 본체(10)의 전면과 배면 중 적어도 하나에 설치될 수 있다. 상기 결합편(20)은 복수개의 결합공(20a)이 형성된 금속 소재로 이루어지며, 상기 결합공(20a)은 재킷 본체(10)를 관통하여 연결되도록 형성된다. 상기 제1 결합편(20)은 후술하는 바와 같이 기둥에 거푸집을 설치할 경우, 기둥에 설치된 브라켓과의 결합을 위해 사용된다. 또 다른 대안으로서, 상기 결합공(20a)은 후술하는 바와 같이 행잉용 통공으로서 기능할 수도 있다.
또한, 재킷 본체(10)의 바닥(11) 단부 근처에는 적어도 하나 이상의 철근통 과공(21)이 형성되어 있는데, 이것은 기둥에 배근되는 수직 철근이 통과할 수 있도록 마련된 것이며, 기둥 형성을 위한 콘크리트 타설시 타설 통로로도 이용될 수 있다.
바람직하게, 상기 바닥(11)에는 복수의 주름돌기부(30)가 형성되는데, 이것은 콘크리트 타설시 콘크리트와의 결합력을 높이기 위한 것이다. 상기 주름돌기부(30)는 재킷 본체(10)의 바닥(11)을 가로질러서 소정 간격으로 이격된 채로 형성되고, 바람직하게 카본 섬유 및/또는 유리 섬유를 와인딩 할 경우 몰드 표면에 단차를 두어서 형성될 수 있다.
또한, 상기 바닥(11)에는 본체(10)의 강성 강화를 위해 카본 FRP 등으로 이루어진 보강부재(31)를 더 부착할 수 있다. 상기 보강부재(31)는 카본 섬유 및/또는 유리 섬유 재질로 제작되어 에폭시 수지 접착제 등에 의해 접착되는 것이 바람직하다.
상기 보강부재(31)는 거푸집의 강성을 향상시키는 동시에 거푸집이 타설되는 콘크리트와 함께 일체화되도록 한다. 상기 보강부재(31)의 단면은 비록 플레이트 형태로 도시되었으나 이것에 한정되지 않고 전술한 바와 같은 기능을 달성하기 위해 다양한 형상으로 설계될 수 있다.
본 발명에 따르면, 재킷 본체(10)의 측벽(12)(13) 단부 에지에는 슬래브 거치용 앵글(40)이 설치된다. 상기 슬래브 거치용 앵글(40)은 바람직하게, 측벽(12)(13)의 단부 에지와 접촉하여 결합되는 결합부(41)와, 상기 결합부(41)로부터 수평으로 연장되어 그 위에 거치되는 예컨대, 슬래브 데크 등을 지지하는 지지부 (42)를 포함한다.
상기 결합부(41)는 다양한 방법으로 측벽(12)(13)에 결합될 수 있는데, 바람직하게 결합부(41)에 복수의 결합공이 형성되고 여기에 볼트 등을 체결함으로써 또는 에폭시 수지 접착제에 의해 접착됨으로써 재킷 본체(10)의 측벽(12)(13)에 결합될 수 있다.
상기 측벽(12)(13)의 단부 에지에는 그 길이 방향으로 행잉(hanging)용 금속스트립(43)이 구비된다. 상기 행잉용 금속스트립(43)은 길고 연속적인 형태의 금속 플레이트로서, 복수개의 행잉용 통공(44)이 형성되어 있다. 상기 행잉용 금속스트립(43)은 본 발명에 따른 복합 거푸집을 공중에 매달 경우, 이를 지지하는 지지체로 작용함으로써 재킷이 손상되거나 파열되는 것을 방지한다.
상기 행잉용 통공(44)은 측벽(12)(13)을 관통해 슬래브 거치용 앵글(40)의 결합부(41)에도 형성된다. 더욱, 바람직하게, 상기 행잉용 통공(44)은 전술한 결합공의 기능을 동시에 수행할 수 있다.
바람직하게, 본 발명에 따르면, 상기 행잉용 금속스트립(43)은 슬래브 거치용 앵글(40)과 일체로 형성될 수도 있다.
비록 본 실시예에서, 상기 행잉용 금속스트립(43)을 별개로 설명하였으나, 상기 슬래브 거치용 앵글(40)의 결합부(41)만으로도 행잉용 금속스트립(43)의 지지 기능을 수행할 수 있음은 물론이다.
본 발명에 따르면, 상기 측벽(12)(13)에는 그 일부가 절개된 절개부(12a)(13a)가 형성되는데, 이러한 절개부(12a)(13a)는 또 다른 복합 거푸집(미도 시)의 단부가 삽입됨으로써 보와 보를 상호 연결시키기 위함이다.
상기 절개부(12a)(13a)가 형성된 부분의 바닥(11)에는 또 다른 복합 거푸집의 단부와의 결합을 위한 금속 소재로 된 제2 결합편(22)이 마련된다. 바람직하게, 상기 제2 결합편(22)은 바닥(11)의 전면 또는 배면 중 적어도 일측에 구비된다. 상기 제2 결합편(22)에는 복수의 결합공(22a)이 형성되어 후술하는 바와 같이 또 다른 복합 거푸집의 단부와 결합되도록 구성된다.
또한, 본 발명의 재킷 본체(10)의 바닥(11)에는 복수의 관통공(23a)이 형성된 금속 소재로 된 적어도 하나 이상의 행잉용 금속편(23)이 부착되어 있다. 바람직하게, 상기 금속편(23)은 재킷 본체(10) 바닥(11)의 전면 또는 배면 중 적어도 일측에 구비된다.
그러면, 이상과 같은 구성을 가진 카본-유리섬유 복합 거푸집의 제조 과정을 살펴보기로 한다.
먼저, 본 발명의 카본-유리섬유 복합 거푸집을 제조하기 위해 거푸집 형상에 상응하는 몰드(미도시)를 준비한다. 예를 들어, 상기 몰드는 단면이 사각형인 튜브인 것이 바람직하다. 이때, 전술한 바와 같이 거푸집 내측면에 주름돌기부(30) 등을 형성하기 위해서 몰드 자체에도 이러한 형상에 대응하는 홈이 형성되어 있는 것이 바람직하다. 또 다른 대안으로서, 상기 주름돌기부(30)는 보강부재와 마찬가지로 별도로 제조하여 부착시킬 수도 있다.
이어서, 상기 몰드의 표면에 비닐 시트 등을 덮어씌워 커버링한다. 이것은 후술하는 바와 같이 완성된 거푸집을 탈형하기에 용이하도록 하기 위함이다.
상기와 같이 준비과정이 끝나면, 상기 몰드를 회전시키면서 유리섬유 및/또는 카본 섬유를 그 외표면에 와인딩한다. 이때, 섬유의 공급과 함께 에폭시 수지 접착제를 공급하여 상기 몰드 외표면에 와인딩되는 섬유가 단단하게 결착되도록 한다.
소정 두께까지 섬유의 와인딩이 이루어지면, 이를 건조시켜 탈형하게 된다. 이때, 몰드와 재킷층 사이에는 비닐지 등이 삽입되어 있으므로 건조된 재킷 본체는 쉽게 분리될 수 있다.
이어서, 탈형된 재킷 본체의 형상은 예컨대, 사각형 튜브 형상이므로 이를 거푸집으로 활용하기 위해 적절한 형상으로 예컨대, 길이 방향을 따라 이등분 절단한다.
재킷 본체가 완성되면, 보 연결을 위해 측벽(12)(13)의 일부를 절개한 다음, 미리 제작된 보강부재(30)를 바닥(11)에 부착하고, 동시에 슬래브 거치용 앵글(40)과 제1 및 제2 결합편(20)(22), 행잉용 금속스트립(43) 및 행잉용 금속편(23) 등을 부착하고, 철근통과공(21)을 천공한다.
이상과 같은 공정을 거쳐 본 발명에 따른 카본-유리섬유 복합 거푸집이 완성된다.
그러면, 본 발명에 따른 카본-유리섬유 복합 거푸집을 이용한 건축구조물 시공방법에 대해서 살펴보기로 한다.
본 발명에 따른 카본-유리섬유 복합 거푸집은 보 구조물 시공을 위한 거푸집으로서 효과적으로 채용될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 건축물의 기둥이 될 위치의 지면(100)에 복수의 형강(110)(111)을 타립하여 설치한다. 여기서, 상기 형강(110)(111)은 흙막이벽 내의 보에 상응하는 위치에 설치되는 형강을 포함한다.
이어서, 소정 지하층까지 터파기를 진행하여 상기 형강(110)(111)의 상부 일부가 드러나도록 한다.
다음으로, 보를 시공하기 위해 본 발명에 따른 복합 거푸집을 상기 형강(110)(111) 사이에 설치한다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 형강(110)의 일측에 거푸집 지지용 브라켓(50)을 설치하고 그 위에 본 발명에 따른 복합 거푸집(200)의 일단을 올려서 거치시킨다. 이때, 상기 복합 거푸집(200)의 바닥(11)의 단부 근처에 구비된 제1 결합편(20)의 결합공(20a)에 볼트와 같은 체결부재(60)를 삽입하여 브라켓(50)과 결합시킴으로써 거푸집(200)이 안정적으로 고정될 수 있다.
또한, 상기 복합 거푸집(200)을 보다 안정적으로 지지하기 위해 그 하부에 동바리를 추가로 설치할 수 있다.
한편으로, 도 4에 도시된 바와 같이, 보와 보 사이의 연결보를 시공하기 위해, 설치된 복합 거푸집(200) 사이에 또 다른 복합 거푸집(300)을 설치한다. 구체적으로, 제1 복합 거푸집(200)의 절개부(12a)(13a)를 통해 또 다른 제2 및 제3의 복합 거푸집(300)(400)의 단부를 삽입시킨 다음, 상기 제2 및 제3 복합 거푸집(300)(400)의 단부를 체결볼트(미도시) 등에 의해 제1 복합 거푸집(200)의 제2 결합편(22)에 각각 고정시킨다.
상기와 같이 복합 거푸집의 설치가 끝나면, 그 내부에 보강 철근을 배근한다. 이때, 기둥과 나란한 수직 철근(도 5 및 도 6의 500 참조)은 복합 거푸집(200)의 단부에 형성된 철근통과공(21)을 관통해 연장될 수 있다. 또한, 수평철근(600)은 형강(110) 또는 기둥 CFT(110')를 비껴서 지나가도록 배근된다.
이상과 같이 보강철근의 배근과 함께, 보 상부 슬래브(S) 및 기둥의 일부를 콘크리트 타설하기 위해 추가 거푸집을 설치한다.
이때, 추가 거푸집은 복합 거푸집의 측벽(12)(13)에 설치된 슬래브 거치용 앵글(40)위에 거치시킬 수 있다.
본 발명의 또 다른 대안에 따르면, 도 7에 도시된 바와 같이, 향후 슬래브 타설을 위해 슬래브 거치용 앵글(40)의 지지부(42) 위에 기존의 데크 플레이트(700)를 거치시키고, 보의 양측에 있는 슬래브의 일부 영역에 대해서만 메탈래스(metal lath)를 설치한다. 상기 데크 플레이트 자체의 무게는 경량이므로 슬래브를 타설하지 않는 한 선시공되는 기둥에는 그다지 큰 하중을 전달하지는 않는다. 이때, 복합 거푸집에 의해 설치되는 보는 토압에 의해 축력을 받게 되므로 기둥 설계 방법과 같이 단면 내에 후프철근(810)이 설치되어야 하며, 슬래브 수평철근(800)도 연장 설치되어야 한다. 참조부호 820은 보의 길이방향으로 배근되는 보강철근이다.
이어서, 본 발명에 따른 카본-유리섬유 복합 거푸집의 설치가 완료되면, 그 위에 콘크리트를 타설하고 양생한다. 이때, 기둥의 콘크리트는 바람직하게 철근통과공(21)을 통해 타설된다.
상기 콘크리트가 양생된 후에는, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 기둥과 기둥 사이의 보 및 측면의 슬래브(S)의 일부만 타설되어 소위 "T"자 단면의 보 구조물이 형성된다. 그 사이의 나머지 영역은 추후 슬래브가 타설되어야 할 영역으로 남아 있게 된다. 상기 카본-유리섬유 복합 거푸집은 해체되지 않으며 콘크리트와 일체화되어 영구 구조물로서 사용된다.
본 발명에 따르면, 상기와 같이 복합 거푸집에 의해 보의 콘크리트 타설이 완료되면, 이러한 보가 토압을 충분히 견딜 수 있게 되므로, 종래의 스트러트와 같은 별도의 가설물을 설치할 필요가 없다.
이로써, 지상층 바닥(1ST)의 보 시공이 완료되고, 이어서 지하 1층의 바닥 시공을 위해, 도 9에 도시된 바와 같이 추가로 터파기를 한 후, 전술한 바와 마찬가지로 복합 거푸집을 설치한다. 다만, 지하 1층의 바닥(B1)에 해당하는 보 시공을 위해 복합 거푸집을 설치할 경우에는, 그 단부에 있는 제1 결합편(20)에 의해 고정시키는 외에, 금속와이어(미도시) 등을 사용하여 상기 복합 거푸집을 추가로 매달 수 있다.
즉, 이미 완성된 지상층의 바닥(1ST) 구조물을 지지체로 하여 금속와이어를 상기 행잉용 통공(44)에 연결하거나 및/또는 재킷 본체(10)의 바닥(11)에 고정된 행잉용 금속편(23)에 연결함으로써, 복합 거푸집을 공중에 매달 수 있다.
이상과 같이, 복합 거푸집을 공중에 부양되도록 함으로써 그 하부에 동바리 등의 지지물을 추가로 설치할 필요성이 없어지게 되고, 따라서 그 하부의 작업 공간을 충분히 확보할 수 있게 된다.
상술한 복합 거푸집의 설치와 콘크리트의 타설 공정은 지하층 바닥까지 연속 적으로 행해지며, 예컨대 지하3층의 바닥(B3)까지 콘크리트 타설과 양생이 완료되면, 이어서 지하 바닥층에서부터 위로 올라오면서 슬래브와 지하 벽면을 시공하게 된다.
본 발명에 따른 건축물의 시공방법은 다양하게 적용될 수 있는데, 예를 들어, 상기 지하층의 보 구조물을 전층이 아닌 일부층에만 듬성듬성하게 시공하고 바닥층의 콘크리트 타설이 완료된 후에 나머지 층에 대한 슬래브와 보 시공을 할 수도 있다. 이때, 바닥층에서부터 위로 올라오면서 슬래브와 지하 벽면을 시공하는 동시에 지상층의 공사도 함께 진행함으로써 소위 '업-업(Up-Up) 공법'에 따라 시공을 할 수 있다.
또 다른 대안으로서, 지상층의 바닥(1ST)에 대한 보와 일부 슬래브(S) 시공이 완료된 후, 지하층 터파기와 지하층 시공을 하면서 동시에 지상층 시공을 병행함으로써, 소위 '탑-다운(Top-Dopwn) 공법'에도 적용가능하다. 도 10에는 본 발명이 탑-다운 공법에 적용된 예가 나타나 있다. 여기에서, 참조부호 900은 "T"자형 단면 보 구조물을 나타낸다. 도면에 도시된 바와 같이 지하층 터파기와 보 시공을 진행하면서 지상층의 보와 슬래브 시공이 병행되고 있다.
이러한, 시공법이 가능한 것은 본 발명에 따른 복합 거푸집을 이용하여 보를 시공할 경우 토압에 충분히 저항할 수 있기 때문이다.
본 발명의 카본-유리섬유 복합 거푸집에 따르면, 보에 상응하는 형상으로 미리 제작된 거푸집을 간단하게 설치하기만 하면 되므로, 종래와 같이 건축 현장에서 거푸집을 일일이 제작하는데 소요되었던 불필요한 공기를 단축시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 카본-유리섬유 복합 거푸집은 콘크리트를 타설하고 양생한 후에도 이를 제거하지 않고 영구 구조물의 일부로 사용하게 되므로, 기존의 거푸집 철거나 해체에 따른 시간과 노력을 제거하고, 나아가 폐자재가 발생하지 않으므로 환경에도 유리하다.
나아가, 본 발명의 카본-유리섬유 복합 거푸집은 그 설치 및 시공이 매우 간편하고, 거푸집을 매달아 시공을 함으로써 하부의 작업 공간을 확보하여 후속 공정이 원활히 진행되도록 한다.
무엇보다도, 본 발명의 카본-유리섬유 복합 거푸집에 의한 시공법은, 전체 슬래브를 타설할 필요없이 보 또는 보와 슬래브의 일부만 타설하면서 지하층을 예비적으로 시공한 다음 지상과 동시에 본시공을 진행함으로써 공기의 단축 및 시공 비용의 절감이 가능하도록 한다.
또한, 본 발명에 따르면, 지하층의 슬래브 전체를 타설할 필요없이 보 또는 보와 슬래브 일부만 타설하면서 지상부와 동시에 시공을 진행함으로써 추가적인 공기의 단축 및 시공 비용을 절감할 수 있다.

Claims (28)

  1. 카본 섬유, 유리 섬유, 케블라 또는 이들의 혼합 섬유 또는 FRP 섬유로 이루어지며, 장방형의 바닥과, 상기 바닥 양측에 나란하게 형성된 측벽을 포함하는 재킷 본체;
    상기 재킷 본체의 바닥의 적어도 일측 단부에 고정되며, 복수의 결합공이 형성된 금속 소재의 제1 결합편; 및
    상기 재킷 본체의 측벽 단부 에지에 구비되는 슬래브 거치용 앵글;을 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 거푸집.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 결합편은 상기 바닥의 전면 또는 배면 중 적어도 일측에 고정되는 것을 특징으로 하는 복합 거푸집.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 슬래브 거치용 앵글은,
    상기 측벽의 단부 에지와 접촉하여 결합되는 결합부; 및
    상기 결합부로부터 수평으로 연장되는 지지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 거푸집.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 결합부에는 상기 측벽과의 결합을 위한 복수의 결합공이 형성된 것을 특징으로 하는 복합 거푸집.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 결합부는 에폭시 수지 접착제 또는 볼트에 의해 상기 측벽에 접착되는 것을 특징으로 하는 복합 거푸집.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 결합부에는 복수의 행잉용 통공이 형성된 것을 특징으로 하는 복합 거푸집.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 측벽의 단부 에지에 그 길이 방향으로 고정되며, 복수의 행잉용 통공이 형성된 금속 소재의 행잉용 금속스트립을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 거푸집.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 행잉용 금속스트립은 상기 슬래브 거치용 앵글과 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 복합 거푸집.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 측벽에는 보와 보를 상호 연결하기 위해 그 일부가 절개된 절개부가 형성되며,
    상기 절개부가 형성된 부분의 바닥의 전면 또는 배면 중 적어도 일측에는 복수의 결합공이 형성된 제2 결합편이 구비된 것을 특징으로 하는 복합 거푸집.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 재킷 본체의 바닥의 전면 또는 배면 중 적어도 일측에는 복수의 관통공이 형성된 금속 소재로 된 적어도 하나 이상의 행잉용 금속편이 부착된 것을 특징으로 하는 복합 거푸집.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 재킷 본체의 바닥 단부 근처에는 적어도 하나 이상의 철근통과공이 형성된 것을 특징으로 하는 복합 거푸집.
  12. 제1항 또는 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 재킷 본체의 바닥에 단차를 두고 형성된 주름돌기부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 거푸집.
  13. 제1항 또는 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 재킷 본체의 바닥에 강성 강화를 위해 부착된 보강부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 거푸집.
  14. (a) 건축물의 기둥 위치 및 흙막이벽 내의 보의 상응 위치에 복수의 형강을 타립하여 설치하는 단계;
    (b) 상기 형강의 일부가 드러나도록 소정 지하층의 깊이까지 터파기를 진행하는 단계;
    (c) 카본 섬유, 유리 섬유, 케블라 또는 이들의 혼합 섬유 또는 FRP 섬유로 이루어지며, 장방형의 바닥과, 상기 바닥 양측에 나란하게 형성된 측벽을 포함하는 재킷 본체와, 상기 재킷 본체의 바닥의 적어도 일측 단부에 고정되며, 복수의 결합공이 형성된 금속 소재의 제1 결합편과, 상기 재킷 본체의 측벽 단부 에지에 구비되는 슬래브 거치용 앵글;을 포함하는 복합 거푸집을 상기 형강 사이에 설치하는 단계;
    (d) 상기 복합 거푸집의 내부에 보강 철근을 배근하는 단계;
    (e) 상기 복합 거푸집에 콘크리트를 투입하여 보 또는 보 및 슬래브 일부를 타설하는 단계;
    (f) 소정 지하층까지 추가로 터파기를 진행하여 상기 형강을 추가적으로 노출시키는 단계;
    (g) 노출된 형강 사이에 상기 단계(c)의 복합 거푸집을 설치하는 단계; 및
    (h) 위 단계(d) 내지 (g)를 선택적으로 반복함으로써 지하층의 보 또는 보 및 슬래브 일부를 타설하는 단계;를 포함하는 건축물 시공방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 단계(c) 또는 단계(g)는,
    상기 형강의 일측에 거푸집 지지용 브라켓을 설치하는 단계;
    상기 브라켓 위에 상기 복합 거푸집의 일단을 올려서 거치시키는 단계; 및
    상기 제1 결합편의 결합공에 체결부재를 삽입하여 상기 브라켓과 결합시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 건축물 시공방법.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 슬래브 거치용 앵글은,
    상기 측벽의 단부 에지와 접촉하여 결합되는 결합부; 및
    상기 결합부로부터 수평으로 연장되는 지지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 건축물 시공방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 슬래브 거치용 앵글 위에 상기 보 및 슬래브 일부를 타설하기 위한 추가 거푸집을 설치하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 건축물 시공방법.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 슬래브 거치용 앵글의 지지부 위에 데크 플레이트를 거치시키는 단계; 및
    상기 보의 양측에 있는 슬래브의 일부 영역에 대해서만 메탈래스를 설치하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 건축물 시공방법.
  19. 제14항에 있어서,
    상기 보강철근은 후프철근을 포함하는 것을 특징으로 하는 건축물 시공방법.
  20. 제17항에 있어서,
    상기 보 및 슬래브 일부와 함께 지하외벽의 일부도 동시에 타설되는 것을 특징으로 하는 건축물 시공방법.
  21. 제14항에 있어서,
    상기 복합 거푸집의 측벽에는 보와 보를 상호 연결하기 위해 그 일부가 절개된 절개부가 형성되며,
    상기 절개부가 형성된 부분의 바닥의 전면 또는 배면 중 적어도 일측에는 복수의 결합공이 형성된 제2 결합편이 구비된 것을 특징으로 하는 건축물 시공방법.
  22. 제21항에 있어서,
    제1 복합 거푸집의 상기 절개부를 통해 또 다른 제2 복합 거푸집의 단부를 삽입시키는 단계; 및
    상기 제2 복합 거푸집의 단부를 체결부재에 의해 상기 제1 복합 거푸집의 제2 결합편에 고정시키는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 건축물 시공방법.
  23. 제14항에 있어서,
    상기 기둥과 나란한 수직 철근은 복합 거푸집의 단부에 형성된 철근통과공을 관통해 연장되는 것을 특징으로 하는 건축물 시공방법.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 콘크리트 타설시 상기 기둥 부분에는 상기 철근통과공을 통해 콘크리트가 투입되는 것을 특징으로 하는 건축물 시공방법.
  25. 제14항에 있어서,
    상기 측벽의 단부 에지에 그 길이 방향으로 고정되며, 복수의 행잉용 통공이 형성된 금속 소재의 행잉용 금속스트립이 구비되고,
    상기 단계(g) 이후의 복합 거푸집을 설치하는 단계에서, 상기 행잉용 통공에 금속 와이어를 연결하여 상기 복합 거푸집이 매달리도록 하는 것을 특징으로 하는 건축물 시공방법.
  26. 제14항에 있어서,
    상기 복합 거푸집의 재킷 본체의 바닥의 전면 또는 배면 중 적어도 일측에는 복수의 관통공이 형성된 금속 소재로 된 적어도 하나 이상의 행잉용 금속편이 부착되고,
    상기 단계(g) 이후의 복합 거푸집을 설치하는 단계에서, 상기 행잉용 금속편의 관통공에 금속 와이어를 연결하여 상기 복합 거푸집이 매달리도록 하는 것을 특징으로 하는 건축물 시공방법.
  27. 제14항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지하 바닥층의 콘크리트 타설이 완료된 후, 바닥층에서부터 위로 올라오면서 슬래브와 지하 벽면을 시공하는 동시에, 지상층의 공사를 병행하는 것을 특징으로 하는 건축물 시공방법.
  28. 제14항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서,
    지상층의 바닥에 대한 보와 일부 슬래브 시공이 완료된 후, 지하층 터파기 및 지하층 시공과 동시에 지상층 시공을 병행하는 것을 특징으로 하는 건축물 시공방법.
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