KR100731593B1 - 선조립 콘크리트구조물용 거푸집 구조체 및 이를 이용한 시공방법 - Google Patents

선조립 콘크리트구조물용 거푸집 구조체 및 이를 이용한 시공방법 Download PDF

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Abstract

일반적으로 철근콘크리트 구조물의 골조공사는 콘크리트와 철근으로 구성된 결과물을 만들어내는 과정이며, 유체인 콘크리트를 일정한 틀에 가두어놓기 위한 형틀 작업과, 그와 병행하는 철근배근 작업이 주요 공정이다. 추가적으로 콘크리트 양생 후 형틀을 제거하는 가설재 해체공정은 안전관리와 경제성에 막대한 영향을 끼친다.
종래의 재래식 골조공사는 대부분 건설현장에서 다수의 작업인원으로 이루어진다. 따라서 재래식 공법은 쉽게 기후의 영향을 받으며, 과다한 현장 작업인원은 공정관리, 인력관리, 안전관리, 품질관리 등의 측면에서 열악할 수밖에 없었다. 절실히 요구되는 공기단축을 위해서는 더 많은 작업인원을 투입해야하며 위와 같은 악순환은 피할 수가 없는 것이었다.
본 발명은 건설현장에서 진행되는 대부분의 공정 즉 형틀 작업과 철근배근 작업을 공장 또는 건설현장 내 별도의 조립장으로 끌어들이는 선조립 공법으로써 규격화에 따라 대형 부재의 주문 및 대량 생산이 가능하도록 하였으며 현장 안전관리 및 품질관리를 기본으로 획기적인 공기단축은 물론 공사인력까지도 대폭 낮출 수 있게 되었다.
본 발명의 핵심은 첫째, 운반 및 양중 시에 제품의 변형을 방지할 수 있도록 하는 거푸집(이하, "플레이트" 라고 칭함)과 철근조립체의 일체화 방법, 둘째, 대량 생산을 가능하게 하는 철근조립체의 제작 형태, 셋째, 손쉬운 탈형과 플레이트 의 재활용 횟수를 증가시킬 수 있는 결속 방법에 있다.
또한, 슬래브나 벽체와 같은 판형 골조부재에 있어서는 삼각형 또는 사다리꼴 형태의 래티스로 구성된 철근조립체가 생산, 운반, 양중 및 가설공정의 축소 등 다방면으로 적합하다. 래티스로 구성된 철근조립체 즉, 철근트러스의 연속성 및 강성의 증가로 인해 대형 판재의 대량 생산과 운반이 가능해진다.
한편, 기둥이나 보와 같은 선형 골조부재에 있어서는 종래의 재래식 철근조립체에 마주보는 플레이트와 관통하는 결속재를 철근조립체에 용접 생산하여 일체화를 위한 결속을 하게 된다. 이러한 선조립 선형 골조부재 또한 현장작업을 최소화시키며, 공장생산을 통한 높은 품질을 확보할 수 있게 된다.
본 발명의 플레이트와 철근조립체의 일체화를 위한 결속 수단은 생산성, 탈형의 용이성 및 탈형 후 콘크리트면의 용도에 따라 볼트형과 관통형으로 결정된다. 첫째, 볼트 체결형의 경우는 단위 철근조립체 생산 시 철근조립체의 외측 철근에 일정한 간격마다 종래의 스페이서를 대용할 수 있는 너트를 용접하여 일괄 생산하게 된다. 볼트와 너트에 의한 단순한 결속 과정은 플레이트의 해체 시 볼트를 푸는 작업만으로 진행할 수 있어서 비숙련공이라도 작업이 가능하며, 탈형된 플레이트 또한 손상 비율이 낮으므로 재사용 횟수가 대단히 증가하게 된다. 또한 탈형된 콘크리트의 외면은 일정 간격의 인서트용 너트가 노출되므로, 종래의 천정틀, 외벽 마감 등의 공사 시에 인서트 작업을 위한 공정이나 작업인원이 불필요하고, 종래의 인서트 작업에 따른 구조체의 손상을 막을 수 있어서 품질저하를 원천적으로 막을 수 있다. 둘째, 래티스 관통형의 경우는 판형 골조부재에 있어서 철근조립체의 구 성요소인 래티스를 플레이트를 관통시킨 후에 핀이나, 띠장 등으로 결속시키는 것으로 몰탈 마감을 하는 철근콘크리트 구조물에 접합하다.
이상과 같이 본 발명은 목적하는 바가 근래의 건설현장이 가장 우선시하고 있는 안전관리 및 품질관리에 최적의 효과를 나타내게 되며, 공기단축이나 원가절감이라는 경제적 이익까지 확보할 수 있는 신개념 공법이라 하겠다.
슬라브,벽면,시공

Description

선조립 콘크리트구조물용 거푸집 구조체 및 이를 이용한 시공방법{A pre-fabricating forms for concrete-structure and the construction method thereof}
도 1은 종래의 재래식골조 공사에서 이용되는 장선재 및 멍에재를 나타내는 도면.
도 2는 종래의 재래식골조 공사에서 이용되는 세퍼레이터를 나타내는 도면.
도 3은 본 발명에의한 일실시예로서 선조립에 의하여 제품화된 콘크리트구조물 시공시스템의 분리사시도.
도 4는 본 발명에의한 일실시예로서 선조립에 의하여 제품화된 콘크리트 구조물 시공시스템의 결합상태를 나타내는 도면.
도 5는 본 발명에의한 일실시예로서 선조립에 의하여 제품화된 콘크리트 구조물 시공시스템의 벽체 측면이 개방된 상태를 나타내는 도면.
도 6은 도 4의 측단면도.
도 7은 본 발명에 의한 일실시예로서 선조립에 의하여 제품화된 콘크리트구조물 시공시스템에 의하여 슬라브를 시공하는 상태를 나타내는 도면.
도 8은 본발명에의한 일실시예로서 선조립에 의하여 제품화된 콘크리트구조 물 시공시스템에 의하여 벽체와 슬라브를 동시에 시공하는 상태를 나타내는 도면.
도 9는 본 발명의 일실시예에 의한 콘크리트구조물 시공시스템에 의하여 기둥을 시공하는 상태를 나타내는 도면.
도 10은 본 발명의 또다른 실시예에 의한 벽체용 콘크리트구조물 시공시스템을 나타내는 도면.
도 11은 본 발명의 또다른 실시예에 의한 슬라브용 콘크리트구조물 시공시스템을 나타내는 도면.
도 12는 본 발명의 또다른 실시예에 의한 기둥용 콘크리트구조물 시공시스템을 나타내는 도면.
도 13은 본 발명의 결속수단을 확대한 도면.
도 14는 벽체와 슬라브를 함께 시공하는 경우를 설명하는 도면.
도 15는 본 발명의 또다른 실시예에 의하여 보를 시공하는 상태를 설명하기 위한 도면.
도 16은 결속수단에 결착구를 형성한 상태를 나타내는 도면.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10, 20: 플레이트 30,30a: 래티스
34: 결속수단으로서 바 200: 결속수단
60: 수도배관 61: 전기배선
본 발명은 선조립 콘크리트구조물용 거푸집 구조체 및 이를 이용한 시공방법에 관한 것으로, 특히, 건설현장에서 철근배근 작업, 복잡한 플레이트 설치작업, 플레이트를 지지하기 위한 지지대설치/제거작업을 최소화하기 위하여 건설현장이 아닌 공장에서 미리 일체로 조립되어진 규격제품화된 거푸집과 철근조립체를 이송하여 건축하므로서 공기(工期)를 획기적으로 단축할 수 있도록 하는 선조립에 의하여 제품화된 콘크리트구조물 시공시스템 및 이를 이용한 시공방법에 관한 것이다.
일반적으로 철근콘크리트 구조물의 골조공사는 콘크리트와 철근으로 구성된 결과물을 만들어내는 과정이며, 유체인 콘크리트를 일정한 틀에 가두어놓기 위한 형틀 작업과, 그와 병행하는 철근 배근 작업이 대표적인 주요 공정이다. 추가적으로 콘크리트 양생 후 형틀을 제거하는 가설재 해체공정은 안전관리와 경제성에 막대한 영향을 끼친다.
도 1은 종래의 재래식골조 공사에서 이용되는 장선재(300) 및 멍에재(301)를 나타내는 도면이고, 도 2는 종래의 재래식골조 공사에서 이용되는 세퍼레이터(302), 폼타이(303), 스페이서(304)를 나타내는 도면으로서, 세퍼레이터(302)는 철근과 플레이트를 분리하는 수단이고, 폼타이(303)는 플레이트의 외측에서 플레이트가 양측으로 벌어지는 것을 방지하는 것이고, 스페이서(304)는 플레이트 간의 간격을 유지하는 수단으로서, 종래의 재래식 골조공사는 이러한 거푸집(합판등의 플레 이트로 이루어짐), 띠장, 멍에재, 장선재, 서포트 및 폼타이 등 많은 형틀자재가 필요하고, 이를 연결하는 작업이 필요하다.
또한, 철근작업도 플레이트와의 간격 유지를 위한 스페이서, 철근 상호 간의 간격 유지를 위한 세퍼레이터 등 부자재를 포함하는 철근 전개 작업이 필요하다. 또한 전기나 설비라인도 골조공사시에 병행되며, 이상과 같은 일체의 작업은 대부분 건설현장에서 다수의 작업인원으로 이루어진다. 따라서 재래식 공법은 쉽게 기후의 영향을 받으며, 과다한 현장 작업인원은 공정관리, 인력관리, 안전관리, 품질관리 등의 측면에서 열악할 수밖에 없었다. 절실히 요구되는 공기단축을 위해서는 더 많은 작업인원을 투입해야하며 위와 같은 악순환은 피할 수가 없는 것이었다.
이와 같은 종래 재래식 골조공사의 현장작업 최소화를 위한 노력의 일환으로 PC 공법, 시스템폼, 철근일체형 데크 등이 출현하였으며, 이러한 개선안들 또한 대량생산, 시공성, 경제성 등의 제반 조건에서 자유로울 수 없었다.
PC 공법은 기둥, 보, 슬래브, 벽체 등 철근콘크리트 구조물의 주요 구성 부재를 공장생산을 통해 콘크리트 양중까지 수행한 상태에서 현장에 반입하게 되며, 각 부재의 조립이 주요 현장작업이다. 그러나 대단히 고가이며, 과도한 중량으로 인한 운반 및 양중의 어려움과 조립 부위의 일체성 확보에 따른 단점으로 현장적용에 어려움이 있어왔다.
일부 대형 공사현장의 경우 소위 시스템폼이라 칭하는 형틀을 선조립하는 공법을 채택하여 적용하고 있으나 주요 재료가 철재로써 과도한 중량물이고 변형에 따른 신축적인 대응이 어려우며, 고가임에 따른 경제성 등의 문제로 인해 제한적일 수밖에 없었다. 또한 이와 같은 선조립 형틀 공법의 경우에는 별도의 철근작업을 필요로 한다.
슬래브에 국한하여서는 일정한 크기의 일회용 철재 거푸집에 철근트러스를 용접하여 자재화한 공장 생산품이 있으며 소위 철근일체형 데크라 불린다. 이러한 슬래브 자재는 건설현장에서 판개작업, 잔여 철근작업 등을 통해 콘크리트 타설 직전의 부재를 형성하게 되며 여전히 상당 부분의 현장 작업이 요구된다. 또한 고가의 일회용 거푸집 재료를 사용하므로 써 공사비가 상승할 뿐 아니라, 콘크리트 양생 후 균열, 누수 등의 하자를 발견하기 어려웠다.
이와 같이 종래의 건설현장에서 현장작업을 줄여보려는 노력은 계속되었으나 철근콘크리트 구조물이 주는 특수성으로 인해 제한적일 수밖에 없었으며, 여러 가지 개선안들 조차도 범용화 되기 어려운 실정이었다.
본 발명의 목적은 래티스에 의하여 플레이트와 철근을 꿰매듯 고정한 후 콘크리트를 타설, 양생하므로서 거푸집과 양생후 건물의 강도를 크게 증가시킴은 물론, 콘크리트 타설후 마주하는 양측의 플레이트가 외측으로 밀리는 것을 방지하고, 철근배근 및 거푸집작업에 소요되는 공기를 단축하기 위하여 철근조립체 및 플레이트를 미리 공장에서 조립하므로서 공기를 획기적으로 단축할 수 있도록 하는 목적이 있다.
종래의 철근콘크리트 구조물의 골조공사 업계는 건설현장에 과다한 작업인원 을 투입하는 현장작업을 최소화하려는 방안을 찾으려는 노력을 지속적으로 해왔다. 이는 건설현장의 작업인원 최소화가 합리적 공정관리, 적절한 인력관리, 안전관리, 품질관리, 공기단축 등을 위한 필수 요소로 인식되고 있기 때문이다.
종래의 건설현장에서 이루어지고 있는 현장작업의 최소화 노력은 철근콘크리트 구조물의 특수성, 즉 형틀 작업 및 철근배근 작업의 과다로 인해 제한적일 수밖에 없었으며, 종래의 재래식 골조공사를 개선할 목적으로 출현한 공법 즉, PC 공법, 시스템폼 등과 슬래브의 경우 철근일체형 데크 등도 원가 상승, 과도한 중량, 비효율적인 시공성 등으로 인해 범용화 되지 못하고 있는 실정이었다.
본 발명이 구현하는 공업화 생산에 의한 골조부재의 공급은 현장작업의 최소화를 목표로 하고 있으며, 공업화 생산에 의한 건설공사가 성공하기 위해서는 첫째, 주요 골조부재의 대량 생산과 운반을 가능하게 하고, 둘째, 현장반입 후 손쉬운 시공을 할 수 있도록 하며, 셋째, 콘크리트 양생 후 거푸집의 탈형이 원활하도록 하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명의 구성요소 중 철근조립체는 슬래브나 벽체와 같은 판형 골조부재에 있어서 철근트러스 형태로 만들어지는데, 트러스(truss)를 구성하는 래티스(lattice)의 절곡과 절곡된 래티스를 철근에 전기저항용접을 하는 일련의 과정이 가지고 있는 연속성으로 인해 공장 설비에 의한 대량생산을 가능하게 하는데 그 목적이 있다. 또한, 판재용 철근트러스는 설계도에 따라 플레이트와 일체화를 이루면서 대형판으로 선조립되는데, 이 철근트러스의 강성으로 인해 운반이나 양생시의 뒤틀림을 방지할 수 있도록 하는 데 목적이 있다. 또한, 기둥이나 보와 같은 선형 골조부재에 있어서는 철근조립체 외면의 3면 또는 4면이 플레이트와 결속되어 있어 운반이나 양생이 원활하여 지도록 하는데 목적이 있다.
또한, 주문에 의해 선조립된 부재는 재고나 운송을 위해 적재시킬 때 슬래브, 벽체, 기둥, 보 등 종류별로 최소의 부피를 차지하도록 계획될 수 있으며, 콘크리트를 현장 타설하게 되므로 경량이다. 본 발명이 구현하는 선조립품의 무게는 종래의 같은 부피의 PC 제품과 비교하면 대략 10% 내외에 불과하여 작업성이 획기적으로 개선됨을 알 수 있다.
공장 생산되어 건설현장에 배송 되었거나, 건설현장 내의 별도의 조립장에서 생산 완료된 선조립 완성품은 이미 대부분의 형틀 작업과 철근배근 작업이 완료된 상태이며, 건설현장 내에 일반적으로 보유하고있는 타워크레인 등 인양장비를 이용하여 조립한 후 콘크리트를 타설하므로써 주요 공정을 손쉽게 마칠 수 있도록 하는데 목적이 있다.
또한, 타설된 콘크리트 양생 후 탈형 작업을 위한 본 발명의 결속재는 해체 시에 비숙련공도 안전하고 쉽게 작업할 수 있으며, 탈형된 거푸집 또한 손상 비율이 낮으므로 재사용 횟수를 증가시키는데 목적이 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성에 대하여 설명한다.
본 발명은 양생전의 콘크리트를 가둘 수 있는 플레이트를 구비하고, 상기 콘크리트가 양생된 후 강도를 유지하도록 하기 위하여 상기 플레이트 사이 또는 상기 플레이트 상부에서 상기 플레이트와 조립되는 철근조립체와, 상기 철근조립체와 상기 플레이트를 결속하여 상기 플레이트 간의 간격이 유지되도록 하는 결속수단을 포함하여 이루어진다.
플레이트는 합판 또는 플라스틱 등 다양한 재료를 이용할수 있으며, 다수의 개수를 형성할수도 있다. 또한, 플레이트는 슬라브를 시공하는 경우에는 한장이 수평방향으로 놓여진후 철근조립체가 올려지고, 벽체의 경우에는 플레이트가 두장이 마주하여 시공되고, 보의 경우에는 3장의 플레이트가 "
Figure 112005016970125-pat00001
" 형태로 조립되고, 기둥의 경우에는 4장의 플레이트를 평면형상이 "□" 와 같이 조립할 수 있다.
철근조립체는 수직철근 및 수평철근 및 래티스로 이루어지는데, 시공 조건에 따라서 래티스를 제외하고 수직철근 및 수평철근만으로 구성할수도 있다. 한편, 상기 수직 및 수평철근 그리고 래티스는 쇠끈, 용접등에 의하여 고정되며, 상기 래티스의 형상은 지그재그, 사다리꼴 등 다양하게 구성할수 있다. 한편, 래티스는 그 외측 단부가 상기 플레이트의 개구를 관통하여 외측으로 노출될 수 도 있으며, 벽체의 경우에는 마주하는 플레이트 사이, 슬라브의 경우에는 한장의 플레이트 상부에 조립될 수 있다.
결속수단은 상기 콘크리트가 양생될때까지 상기 플레이트가 콘크리트 외측에서 콘크리트를 가둘 수 있도록, 상기 철근조립체와 플레이트를 일시적으로 고정한후 상기 플레이트를 상기 콘크리트 외벽에서 해체될 수 있도록 하기 위한 것으로서, 볼트/너트에 의하여 구성할수도 있고, 수평 또는 수직바에 의하여 구성할 수 도 있는데 바를 사용할 경우에는 상기 래티스의 절곡단부가 상기 플레이트의 개구외측으로 노출되도록 한다. 한편, 결속수단의 또 다른 예로서, 결속수단의 단부에 결착구를 구성할수도 있다(도 16). 이와 같이 구성된 본 발명의 실시예를 구체적으로 설명한다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 콘크리트구조물 시공시스템의 분리사시도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 콘크리트 구조물 시공시스템의 결합상태를 나타내는 도면이고, 도 5은 본 발명의 일실시예에 의한 콘크리트 구조물 시공시스템의 벽체 측면이 개방된 상태를 나타내는 도면이고, 도 6은 도 4의 측단면도이다. 본 발명에 의하여 벽체, 슬라브, 기둥을 각각 시공가능한데, 우선, 벽체에 대하여 설명하기로 한다.
벽 체
벽체를 구성하기 위한 본 발명은 양생전의 콘크리트를 가둘 수 있는 플레이트(10,20)와, 상기 콘크리트가 양생된 후 강도를 유지하도록 하기 위하여 상기 플레이트(10,20) 사이에서 상기 플레이트와 조립되는 철근조립체(33)와, 상기 철근조립체와 상기 플레이트를 연결하여 상기 플레이트 간의 간격이 유지되도록 하는 결속수단을 포함하여 이루어진다. 이하, 각각의 부재에 대하여 상세히 설명한다.
플레이트(10,20)에는 다수의 개구(11,21)가 형성되어 있으며, 개구(11,21)는 후술하는 래티스(30)의 절곡된 단부가 플레이트(10)의 개구(11)를 통하여 개구(11)와 대각선 방향으로 지그재그로 교차한 후 바(34)에 의하여 고정되도록 한다. 한편, 플레이트는 공지의 NT구조용합판(슬라브용 콘크리트 거푸집)을 이용한다. 또한, 플레이트의 재질은 합판, 플라스틱, 합성재료등 다양한 재료를 이용할수 있으므로 NT구조용합판에 한정하지는 않는다.
철근조립체(33)는 수직철근(31)과, 상기 수직철근(31)상에 수평방향으로 교차하여 고정되는 수평철근(32), 상기 수직 및 수평 철근사이를 지그재그로 교차하여 상기 수평 또는 수직철근상에 고정되는 래티스(30)로 이루어져 있다. 한편, 각각의 수직철근(31)과 수평철근(32) 및 래티스(30)는 용접 또는 철사 등에 고정할 수 있다. 래티스(30)는 두꺼운 철사로 이루어져 있으며, 상기 플레이트 사이를 지그재그로 관통하게 된다. 한편, 래티스(30)의 절곡된 단부는 상기 플레이트의 개구(11,21)사이로 노출되며, 노출된 래티스(30) 부분에는 바(34)가 삽입되어져 상기 래티스(30)가 상기 플레이트(10,20)와 일시적으로 고정되도록 한다. 한편, 래티스는 굳이 지그재그 형태로 한정하지 않으며, "
Figure 112006010829213-pat00002
" "
Figure 112006010829213-pat00003
" "
Figure 112006010829213-pat00004
" 와 같은 모양을 포함하여 다양하게 구성할 수 있다. 또한, 후술하는 기둥을 시공하기 위한 래티스(30a)는 그 형태가 고무밴드 모양을 이루고 있다.
한편, 상기 플레이트(10)상에 형성된 개구(11)상에 절곡된 래티스(30)의 단부를 노출시킨 후, 노출된 단부에 고정바(34)를 삽입하므로서 조립이 완성된다. 이와 같은 조립은 별도의 공장에서 조립이 이루어지게 된다. 또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 벽체의 내부에는 필요할 경우, 전기배선(61)과 수도배관(60)을 일체로 조립하여 별도의 전기배선작업 및 배관작업의 필요성이 없도록 하였으며, 시공 후 추가로 공사를 하더라도 시공시간을 단축할 수 있도록 하였다. 이하, 설명되는 슬라브 및 기둥의 경우에도 마찬가지이다.
슬라브
도 7는 본 발명의 일실시예에 의한 콘크리트구조물용 거푸집 구조체에 의하여 슬라브를 시공하는 상태를 나타내는 도면이고, 도 8은 본 발명의 일실시예에 의한 콘크리트구조물용 거푸집 구조체에 의하여 벽체와 슬라브를 함께 시공하는 상태를 나타내는 도면으로서, 본 발명의 일실시예를 슬라브에 적용하고자 할 경우에는 상술한 플레이트(10, 20) 중 어느한 플레이트(10)를 수평방향으로 놓고, 상기 래티스(30)의 상하단에 상부 및 하부 주철근(35)을 용접으로 고정시킨후, 래티스(30)의 절곡된 단부를 플레이트의 개구(11)를 통하여 외부로 노출되도록 한다. 이후, 상기 주철근(35)에 대하여 서로 교차하도록 상부 및 하부 배력근(36)을 용접으로 고정한다. 이후, 핀(34)을 개구(11)를 통하여 외부로 노출된 래티스(30)에 삽입하므로서 완성된다.
기 둥
도 9는 본발명의 일실시예에 의한 콘크리트구조물용 거푸집 구조체에 의하여 기둥을 시공하는 상태를 나타내는 도면으로서, 기둥을 시공하기 위한 본 발명에 의한 거푸집 구조체는 수직으로 고정되는 다수의 수직철근(31)과, 상기 수직철근의 외측을 수직으로 둘러싸되 서로 마주하도록 배치되는 다수의 플레이트(10)와, 상기 마주하는 플레이트(10)간을 관통함과 동시에 상기 수직철근(31)에도 고정되어 상기 수직철근 및 상기 플레이트(10)를 일체로 고정시키는 래티스(30a)와, 상기 플레이트(10)의 개구를 통하여 플레이트의 외부로 노출된 상기 래티스에 삽입되는 바(34)로 구성된다. 한편, 기둥에서는 상기 래티스(30a)가 수평철근의 역활을 대신하게 된다.
이하, 본 발명의 일실시예에 구체적인 시공순서를 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 의한 시공방법은 생산현장에서 가까운 공장에서 거푸집 일체가 완전하게 선조립된 후 건설현장에서는 단지 각각의 벽, 기둥, 슬라브 시공위치에 세워서 연결만하고, 곧바로 콘크리트를 타설하게 된다.
이를 구체적으로 살펴보면, 먼저 본 발명의 벽체용 콘크리트구조물 시공 방법에 의하여 벽체를 시공하고자 할 경우, 제품화된 별도의 벽체용 콘크리트 구조물 용 거푸집 구조체(도 2)를 운반하여 작업 위치로 이송시킨다. 이후, 벽 시공위치에 세우고 플레이트(10,20)내에 콘크리트를 타설한다. 이후, 콘크리트가 양생될 때 까지 기다린다. 양생이 되면, 바(34)를 제거하고, 상기 바(34)의 제거에 의하여 자유로워진 플레이트(10,20)를 콘크리트 면으로부터 분리하므로서 간단히 시공이 종료된다.
슬라브를 시공하고자 할 경우에는 슬라브만을 별도로 하거나 벽체와 동시에 시공할 수 도 있는데, 도 8을 통하여 벽체와 슬라브를 함께 시공하는 경우를 설명하면, 먼저, 벽체용 콘크리트 구조물용 거푸집 구조체(도4) 및 슬라브용 콘크리트구조물용 구조체(도5)를 별도의 공장에서 완전히 조립하여 운반 설치하면 된다. 벽체용 콘크리트구조물용 거푸집 구조체를 원하는 위치에 세우고, 이 벽체용 콘크리트구조물용 거푸집 구조체의 상부에 슬라브용 콘크리트구조물용 거푸집 구조체를 올린다. 이후에 상부에서 콘크리트를 타설하게 되면, 콘크리트가 벽체와 슬라브에 주입되고, 이후 양생시킨다. 양생이 종료되면, 바(34)를 제거하고 자유로워진 플레이트(10,20)를 콘크리트로부터 분리하므로서 간단히 시공하게 된다.
기둥을 시공하고자 할 경우에는 먼저, 기둥용 콘크리트 구조물용 거푸집 구조체(도7)를 별도의 공장에서 완전히 조립하여 현장으로 운반한다. 이후, 기둥용 콘크리트구조물용 거푸집 구조체를 설치하고자 하는 위치에 세우고, 상부에서 콘크리트를 타설 후 양생시킨다. 양생이 종료되면, 바(34)를 제거하고 자유로워진 플레이트(10)를 콘크리트로부터 분리하므로서 간단히 시공하게 된다.
이하, 도 10 ~ 도 13은 본 발명의 또다른 실시예를 나타내고 있는 도면으로서, 도 10은 본 발명의 또다른 실시예에 의한 벽체용 콘크리트구조물용 거푸집 구조체를 나타내는 도면이다.
벽 체
다른 실시예로서 벽체를 구성하기 위한 본 발명은 양생전의 콘크리트를 가둘 수 있는 플레이트(10,20)와, 상기 콘크리트가 양생된 후 강도를 유지하도록 하기 위하여 상기 플레이트(10,20) 사이에서 상기 플레이트와 조립되는 철근조립체(33)와, 상기 철근조립체(33)와 상기 플레이트(10,20)를 연결하여 상기 플레이트 간의 간격이 유지되도록 하는 결속수단(200)을 포함하여 이루어진다. 이하, 각각의 부재에 대하여 상세히 설명한다.
플레이트(10,20)에는 다수의 개구(11,21)가 형성되어 있다. 플레이트는 공지의 NT구조용합판(슬라브용 콘크리트 거푸집)을 이용한다. 또한, 플레이트의 재질은 합판, 플라스틱, 합성재료등 다양한 재료를 이용할수 있으므로 NT구조용합판에 한 정하지는 않는다.
철근조립체(33)는 상기 플레이트 사이에 위치하게 되는데, 수직철근(31)과, 상기 수직철근(31) 상에 수평방향으로 교차하여 고정되는 수평철근(32)(이하 수직철근과 수평철근을 주철근으로 통칭하기로 함)과, 상기 수직 및 수평 철근 사이를 지그재그로 교차하여 상기 수평철근(32) 또는 수직철근(31) 상에 고정되는 래티스(30)로 이루어져 있다. 한편, 각각의 수직철근(31)과 수평철근(32) 및 래티스(30)는 용접 또는 철사 등에 의하여 고정할 수 있으며, 래티스(30)는 두꺼운 철사로 이루어져 있다. 한편, 래티스는 지그재그 형태로 구성할 수도 있으나, 굳이 지그재그 형태에 한정하지 않으며, "
Figure 712006001267710-pat00005
" "
Figure 712006001267710-pat00006
" "
Figure 712006001267710-pat00007
" 와 같은 모양을 포함하여 다양하게 구성할 수 있다.
결속수단(200)은 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 철근조립체(33)의 수직철근(31)(주철근)상에 수평 또는 수직방향으로 고정되는 너트(201)와 상기 플레이트(10)를 관통하여 상기 너트(201)에 체결되는 볼트(202)로 이루어져 있다. 한편, 볼트(202)의 상단 즉 두부에는 와셔(203)가 형성되어 있어서,와셔(203)에 의하여 플레이트(10)의 이탈을 방지한다.
또한, 또 다른 실시예에서는 도시하지 않았으나, 일실시예의 도 4에서와 같이, 또 다른 실시예에서도 벽체의 내부에는 필요할 경우, 전기배선과 수도배관을 일체로 미리 조립하여 별도의 전기배선작업 및 배관작업의 필요성이 없도록 하였으며, 시공후 추가로 공사를 하더라도 시공시간을 단축할 수 있도록 하였다. 한편, 결속수단(200)중 너트(201)의 외경은 플레이트에 형성된 개구의 내경보다 예를 들어 2~3mm 정도 더 크다. 또한, 결속수단(200)인 너트(201)부분은 철근조립체(33)와 플레이트(10,20)간의 간격을 일정하게 유지시켜주는 역활을 하며, 너트(201)부분의 외경이 상기 플레이트(10,20)의 개구 내경보다 크게 하므로서 상기 너트(201)와 플레이트의 개구사이로 콘트리트가 스며 나오지 못하게 한다. 이를 통하여 너트(201)부분이 플레이트(10,20)에 달라붙지 않으므로 양생후 플레이트가 용이하게 분리될 수 있도록 한다.
또한, 결속수단(200)의 재질은 스틸 또는 플라스틱으로 구성할 수 있다. 결속수단(200)은 도 16과 같이 단부에 결착구(204)를 형성하는 구조로도 실시할 수 있으며, 이경우의 재질은 플라스틱으로 이루어져 있다. 즉, 플라스틱으로 이루어져 양생 후 외측에서 플레이트를 일측으로부터 잡아당길경우 와셔(203) 부분이 쉽게 파손되면서 플레이트를 분리할 수 있으며, 콘크리트의 외측으로 노출된 와셔 부분에 피스나 못을 박아서 외장재 공사를 용이하게 할 수 있다. 이하, 설명되는 슬라브 및 기둥의 경우에도 마찬가지이다.
슬라브
도 11은 본 발명의 또다른 실시예에 의한 슬라브용 콘크리트구조물용 거푸집 구조체를 나타내는 도면으로서, 본 발명의 또다른 실시예를 슬라브에 적용하고자 할 경우에는 상술한 플레이트(10)를 수평방향으로 놓고, 플레이트(10)의 상부에 래티스(30)를 배열한 후, 상기 래티스(30)의 상하단에 수평철근(32)인 주철근을 고정시키고, 상기 수평철근(32)에 대하여 직각으로 교차하도록 상하로 배력근(36)을 고정시킨다. 이후 상기 수평철근(32) 상에 결속수단(200)의 너트(201)를 일정한 간격으로 용접 고정시킨다. 이후, 플레이트의 개구(11)를 관통한 상태에서 볼트(202)를 체결하므로서 조립이 완료된다.
기 둥
도 12는 본 발명의 또다른 실시예에 의한 기둥용 콘크리트구조물용 거푸집 구조체를 나타내는 도면으로서, 기둥을 시공하기 위한 본 발명에 의한 시공방법은 수직으로 고정되는 다수의 수직철근(31)과, 상기 수직철근(31)의 외측을 수직으로 둘러싸되 서로 마주하도록 배치되는 다수의 플레이트(10)와, 상기 마주하는 플레이트(10)사이에서 서로 마주하고 있는 수직철근(31)간을 서로 연결하는 래티스(30a)와, 상기 수직철근(31)상에 고정되되 상기 플레이트(10)의 외측으로부터 관통되어 상기 플레이트(10)와 상기 수직철근(31)을 결합시키는 결속수단(200)으로 구성된다. 또한, 기둥을 시공하기 위한 래티스(30a)는 그 형태가 고무밴드 모양을 이루고 있다.
이하, 본 발명에 의한 또다른 실시예에 의한 시공순서를 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 또다른 실시예 역시 생산현장에서 가까운 공장에서 거푸집일체가 완전하게 선조립되어진 후 건설현장에서는 단지 각각의 벽, 기둥, 슬라브 시공위치에 세워서 연결만하고, 곧바로 콘크리트를 타설하게 된다.
이를 구체적으로 살펴보면, 먼저 벽체에 적용되는 콘크리트구조물용 거푸집 구조체에 의하여 벽체를 시공하고자 할 경우, 제품화된 별도의 벽체용 콘크리트 구조물용 거푸집 구조체(도 8)를 작업 위치로 운반한다. 이후, 벽 시공위치에 세우고 플레이트(10,20)내에 콘크리트를 타설한다. 이후, 콘크리트가 양생될때 까지 기다린다. 양생이 되면, 볼트(202)를 해제하여 제거하고, 볼트(202)의 제거에 의하여 자유로워진 플레이트(10,20)를 콘크리트에서 분리하므로서 간단히 시공이 종료된다.
또 다른 실시예에 의하여 슬라브를 시공하고자 할 경우에는 슬라브만을 별도로 하거나 벽체와 동시에 시공할 수 있는데, 도 14를 참조하여, 벽체와 슬라브를 함께 시공하는 경우를 설명하면, 먼저, 벽체에 적용될 수 있는 콘크리트 구조물용 거푸집 구조체(도8) 및 슬라브용 콘크리트구조물용 거푸집 구조체(도11)를 별도의 공장에서 완전히 조립하여 운반한다. 이후, 벽체용 콘크리트구조물용 거푸집 구조체(도8)를 원하는 위치에 세우고, 벽체용 콘크리트구조물용 거푸집 구조체의 상부에 슬라브용 콘크리트구조물용 거푸집 구조체(도 11)를 올린다. 이후, 상부에서 콘크리트를 타설하게 되면, 콘크리트가 벽체와 슬라브에 주입되고, 이후 양생시킨다. 양생이 종료되면, 각각의 플레이트(10,20)를 통과하여 체결된 볼트(202)를 제거하고 자유로워진 플레이트(10,20)를 콘크리트로부터 분리하므로서 간단히 시공하게 된다.
또다른 실시예에 의하여 기둥을 시공하고자 할 경우에는 먼저, 기둥용 콘크리트 구조물용 거푸집 구조체(도12)를 별도의 공장에서 완전히 조립하여 현장으로 운반한다. 이후, 기둥용 콘크리트구조물용 거푸집 구조체를 원하는 위치에 세우고, 상부에서 콘크리트를 타설 후 양생시킨다. 양생이 종료되면, 외측에서 결속수단(200)의 볼트(202)를 제거하고, 자유로워진 플레이트(10)를 콘크리트로부터 분리하므로서 간단히 시공하게 된다.
한편, 본 발명은 적용예는 상술한 설명에 한정하지 않으며, 각종보 즉, 양팔보, 외팔보등과 토목구조물에도 그대로 적용할 수 있음은 물론이다.
도 15는 본 발명의 또다른 실시예에 의하여 보를 시공하는 상태를 설명하기 위한 도면으로서, A 부분은 도 12의 기둥을 시공하기 위한 시공시스템을 나타내는 도면으로서, 도 15에서는 상세한 구성을 생략하고 보와 기둥의 연결상태만을 나타내어 보의 시공상태만을 도시하고자 한다. B 부분은 보 부분으로서, 도 11에 나타난 본 발명의 적용예(슬라브)를 적용하게 되는데, 기둥부분과 보 부분을 연결하기 위하여 늑골(70)을 사용하여 연결하게 된다.
본 발명의 선조립 거푸집 구조체는는 이미 대부분의 형틀 작업과 철근배근 작업이 완료된 상태로 건설현장에 반입되며, 일반적으로 건설현장내에 보유하고 있는 타워크레인 등 인양장비를 이용하여 설치한 후 콘크리트를 타설하므로써 주요 공정을 손쉽게 마칠 수 있다. 이는 종래의 재래식 건설현장 작업의 대부분을 차지하는 형틀작업과 철근작업을 공장이나 건설현장 내의 별도의 조립장으로 끌어들이게 됨을 의미한다. 현장작업의 최소화는 곧바로 작업인원의 최소화를 의미하며 인력관리, 안전관리의 극대화를 이룰 수 있게 된다.
본 발명에 의한 선조립 생산품을 구성하는 소재의 생산은 래티스 절곡기, 전기저항용접기, 합판재단기 등의 특수한 생산설비와 결속재용 부자재의 생산 등 종 래의 재래식 골조공사 현장에서 볼 수 없었던 규격제품화에 의하게 된다. 그리하여 생산된 철근조립체의 형태 및 플레이트와의 일체화를 위한 결속방법에 의해 종래의 재래식 현장에서 사용하던 대부분의 부자재 및 그 작업이 최소화된다. 본 발명으로 불필요해진 작업으로는 철근과 플레이트간의 간격 유지를 위한 스페이서, 철근 상호 간의 간격 유지를 위한 세퍼레이터, 플레이트 상호간의 간격 유지를 위한 폼타이 등인데, 이는 철근의 피복두께, 간격 등 철근콘크리트 구조물의 품질, 즉 구조물의 수명에 직결된 것으로 종래의 건설현장에서 인력에 의한 품질 향상은 기대하기 어려웠었다.
본 발명에 의한 선조립 생산품은 부피에 비해 대단히 경량이며, 플레이트에 일체화된 철근조립체의 강성으로 인해 대형화가 가능하다. 대형화의 정도로는 기둥이나 보와 같은 선형 골조부재에서는 층고 또는 스팬으로 구획될 수 있으며, 슬래브나 벽체와 같은 판형 골조부재에서는 층고 또는 기둥이나 보로 구획된 대형판을 생산하게된다. 이와 같은 대형 선조립 생산품은 적절한 공기에 맞추어 재고생산이 가능하며, 일거에 건설현장에 투입하여 획기적인 공기단축의 효과를 볼 수 있게 된다.
본 발명에 의한 선조립 생산품은 플레이트에 일체화시킨 철근조립체의 강성으로 인해 종래의 재래식 골조공사에서 필요했던 형틀작업 시의 가설공사 공정과 그에 필요한 부자재를 대폭 감소시킨다. 종래의 재래식 골조공사에서 작업자들이 수공으로 진행했던 스페이서, 세퍼레이터, 폼타이 등의 생략은 품질 향상뿐만 아니라 원가절감에도 크게 일조하며, 종래의 재래식 골조공사에서 단순한 철근콘크리트 구조물의 구성 요소로만 여겨왔던 철근을 철근조립체로 구성하여 종래의 형틀공사를 위해 필요했던 멍에, 장선, 동바리, 수직, 수평 띠장 등의 가설재 및 가설공사 공정을 없애거나 크게 줄이므로 원가절감을 하게 된다.
본 발명의 플레이트와 철근조립체의 일체화를 위한 결속 수단은 생산성, 탈형의 용이성 및 탈형 후 콘크리트면의 용도에 따라 재질과 형태가 결정되는데, 결속수단을 이용할 경우, 단위 철근조립체 생산 시 철근조립체의 외측 철근에 일정한 간격마다 너트를 용접하여 일괄 생산하게 된다. 이 너트는 생산 시에 녹막이 도금 처리되며, 외측 철근의 피복두께와 일치하는 목두께를 가지므로 종래의 스페이서의 역할을 한다. 재단 및 펀칭 등 가공된 플레이트의 펀칭면을 너트에 밀착시키고 볼트를 체결하는 단순한 결속 과정은 콘크리트 양생 후 플레이트의 해체 시 볼트를 푸는 작업만으로 진행할 수 있어서 비숙련공이라도 작업이 가능하며, 탈형된 플레이트 또한 손상 비율이 낮으므로 재사용 횟수가 대단히 증가하게 된다.
또한 탈형된 콘크리트의 외면은 일정 간격의 인서트용 너트가 노출되므로, 종래의 천정틀, 외벽 마감 등의 공사 시에 인서트 작업을 위한 공정이나 작업인원이 불필요하고, 종래의 인서트 작업에 따른 구조체의 손상을 막을 수 있어서 품질저하를 원천적으로 막을 수 있다.
이상과 같이 본 발명은 목적하는 바가 근래의 건설현장이 가장 우선시하고 있는 안전관리 및 품질관리에 최적의 효과를 나타내게 되며, 공기단축이나 원가절
감이라는 경제적 이익까지 확보할 수 있는 신개념 공법이라 하겠다.
본 발명의 결속수단(200)의 너트(201)부분은 철근조립체와 플레이트간의 간 격을 일정하게 유지시켜주는 역활을 하며, 너트(201)부분의 외경이 개구의 내경보다 크게 하므로서 너트가 강제로 삽입되어 지고 이로 인하여 너트(201)와 플레이트의 개구사이로 콘트리트가 스며들지 못하게 하는 우수한 효과가 있다. 또한, 이를 통하여 너트(201)부분이 플레이트에 달라붙지 않으므로 양생후 플레이트가 용이하게 분리될수 있도록 하는 우수한 효과가 있다.

Claims (12)

  1. 삭제
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  5. 양생전의 콘크리트를 가둘 수 있는 플레이트(10,20)와, 상기 콘크리트가 양생된 후 강도를 유지할 수 있도록 상기 플레이트 사이 또는 상기 플레이트 상부에서 상기 플레이트와 조립되는 철근조립체(33)를 포함하되, 이 철근조립체(33)는 수직 또는 수평으로 고정되는 주철근(31,32)과, 상기 주철근(31,32)에 대하여 지그재그로 교차하는 래티스(30,30a)로 이루어지고, 상기 철근조립체(33)와 플레이트(10,20)를 결속하는 결속수단(200)을 포함하여 이루어진 콘크리트 구조물용 거푸집 구조체에 있어서,
    상기 철근조립체(33)의 주철근(31,32)상에 일정한 간격으로 상기 플레이트의 개구(11)와 일치되게 설치된 너트(201)를 맞대어 용접 고정하여 상기 플레이트(10,20)와 상기 철근조립체(33) 간에 일정한 간격을 유지시키는 동시에 상기 플레이트(10,20) 해체 후 상기 너트(201)의 단부가 외부로 노출되도록 하고, 상기 볼트(202)의 머리부와 플레이트 사이에는 와셔(203)가 삽입되어 상기 플레이트(10,20)가 외부로 이탈되는 것을 방지하며, 상기 너트(201)의 외경은 상기 플레이트(10,20)의 개구(11) 내경보다 크게 형성하여 타설된 콘크리트가 상기 플레이트(10,20)의 개구(11)를 통하여 외부로 누설되는 것을 방지되도록 하는 것을 특징으로 하는 선조립 콘크리트구조물용 거푸집 구조체.
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  12. 제5항 기재의 선조립 콘크리트 구조물용 거푸집 구조체를 슬라브, 기둥, 벽체에 동시에 적용하거나 또는 어느 하나의 구조물에 선택적으로 적용하여 시공하는 것을 특징으로 하는 선조립 콘크리트 구조물용 거푸집 구조체를 이용한 시공방법.
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