KR100757960B1

KR100757960B1 - 2방향 중공형 슬래브 및 이의 시공방법

Info

Publication number: KR100757960B1
Application number: KR1020060129892A
Authority: KR
Inventors: 이기장; 이강건; 황현식
Original assignee: 삼성중공업 주식회사
Priority date: 2006-12-19
Filing date: 2006-12-19
Publication date: 2007-09-11

Abstract

본 발명은 유니트형 경량 성형재를 사용함으로 자중 감소를 유도한 중공형 슬래브 및 이의 시공방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 복수열 복수행으로 배치되는 유니트형 경량 성형재가 래티스근에 끼워진 상태로 콘크리트 슬래브에 매입되도록 함으로 2방향 저항특성을 발휘할 수 있게 된 중공형 슬래브와 이의 시공방법에 관한 것이다.

본 발명의 2방향 중공형 슬래브는 콘크리트 슬래브 내부에 유니트형 경량 성형재 다수개가 래티스근에 끼워진 상태로 복수열 복수행으로 이격 배치되면서 매입되는 것을 특징으로 한다. 유니트형 경량 성형재가 매입된 부분에는 콘크리트가 채워지지 않게 되므로 슬래브에 하중이 가해지면 하중은 유니트형 경량 성형재의 주변으로 이동하게 되며, 그 결과 전체적으로 본 발명의 2방향 중공형 슬래브는 트러스하중전달 메커니즘과 동일하게 된다. 이로써 본 발명의 2방향 중공형 슬래브는 2방향 저항특성을 가지게 되어 무량판, 장경간 구조물에 유용하게 적용할 수 있게 된다. 물론, 동일 내력 및 동일 자중을 가지면서 슬래브 단면두께를 증대시킬 수 있어 층간소음 저감에도 유리한 효과를 가지게 된다.

할로우 코아 슬래브, 중공형 슬래브, 2방향 슬래브

Description

2방향 중공형 슬래브 및 이의 시공방법{Two-way hollow core slab and construction method thereof}

도 1은 본 발명에 따른 2방향 중공형 슬래브의 일실시예를 도시한 도면이다.

도 2는 본 발명에 적용되는 유니트형 경량 성형재를 도시한 도면이다.

도 3 및 도 4는 본 발명에 적용되는 유니트형 경량 성형재와 래티스근의 결합과정과 완성된 상태를 보여주는 도면이다.

도 5 및 도 6은 도 1의 2방향 중공형 슬래브의 시공방법을 도시한 도면이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100: 2방향 중공형 슬래브

110: 하프PC슬래브 111: 하부슬래브철근

120: 유니트형 경량 성형재 121: 래티스근

150: 슬래브 콘크리트 151: 상부슬래브철근

중공형 슬래브(hollow core slab)는 중앙에 중공(hollow core)을 구비한 구조로서 패널 중량을 감소시킴에 따라 자중에 비해 비교적 우수한 단면 성능을 가지며, 이러한 중공형 슬래브는 장경간(long span)과 무량판(flat slab)의 구현은 물론 층간소음 저감에 유리한 장점을 가진다.

통상 중공형 슬래브는 중공 형성 등 현장작업이 어려워 공장에서 제작된 PC제품으로 채택하는 것이 일반적이다. 하지만, 공장제작의 중공형 슬래브는 별도의 기계설비가 요구될 뿐 아니라 중공 형성을 위한 제작과정이 상당히 복잡하며, 또한 제작과정상 철제 거푸집 사용이 곤란한 관계로 하부 마감면이 거칠게 마무리되어 외관상 좋지 않다는 점이 단점으로 지적된다. 아울러, 그 자체가 완전한 슬래브 구조체가 되기 때문에 일정 이상의 중량감을 가지는 것이 당연하므로 이의 운반 및 양중에 불편함이 있으며, 나아가 기둥 또는 보와의 일체 접합을 위해 중공형 슬래브의 단부 구성이 복잡해지는 문제가 있다.

이러한 문제를 해결하기 위해 중공을 스티로폼 등의 경량 성형재로 형성하는 방법이 제안되고 있다. 즉, 중공이 형성될 위치에 경량 성형재를 배치하여 콘크리 트에 매입되도록 한 것이다. 이와 같은 경량 성형재를 이용한 중공형 슬래브는 종래 공장제작의 중공형 슬래브와 비교할 때, 구조적인 성능면에서는 동일한 효과를 발휘하지만 현장작업으로도 간편하게 시공완성할 수 있다는 점에서 유리한 효과가 있다. 그러나, 지금까지는 경량 성형재를 막대형으로 사용하는데 머물러 1방향 저항 특성을 가지는 슬래브로만 완성되었으며, 아울러 경량 성형재를 고정하는 방법에 대해서는 제안되지 못하고 있는 실정이다.

이에, 본 발명자들은 막대형이 아닌 유니트(볼) 형태의 경량 성형재를 채택함과 동시에 경량 성형재를 래티스근에 결합한 상태로 이용함으로 2방향 저항특성을 발휘할 수 있게 한 중공형 슬래브를 개발하기에 이르렀다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 개선하고자 안출된 것으로서, 복수열 복수행으로 배치되는 유니트형 경량 성형재가 콘크리트 슬래브에 매입되도록 함으로 2방향 저항특성을 발휘할 수 있게 한 중공형 슬래브를 제공하는데 그 기술적 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 무량판 및 장경간 구조물은 물론 층간소음 저감을 위한 건축물에 유용하게 적용할 수 있는 2방향 중공형 슬래브 및 이의 시공방법을 제공하는 것이다.

상기한 목적달성을 위해 본 발명은 콘크리트 슬래브 내부에 유니트형 경량 성형재 다수개가 복수열 복수행으로 이격 배치되도록 매입되되, 상기 유니트형 경량 성형재 하부슬래브철근과 상부슬래브철근 사이에 배치된 래티스근에 끼워진 상태로 콘크리트에 완전히 매입되는 것을 특징으로 하는 2방향 중공형 슬래브를 제공한다.

또한, 본 발명은 래티스근에 끼워진 상태의 유니트형 경량 성형재를 고정 설치하는 단계; 슬래브 콘크리트를 타설 양생하는 단계;를 포함하여 이루어지되, 하부슬래브철근 배근에 앞서 슬래브 거푸집을 설치하고 슬래브 콘크리트를 타설 양생 후에 슬래브 거푸집 해체하는 단계가 선택적으로 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 2방향 중공형 슬래브의 시공방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 하부슬래브철근이 매입되도록 제작된 하프PC슬래브를 설치하는 단계; 상기 하프PC슬래브 위로 래티스근에 끼워진 상태의 유니트형 경량 성형재를 고정 설치하는 단계; 슬래브 콘크리트를 타설 양생하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 2방향 중공형 슬래브의 시공방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 하부슬래브철근이 매입되면서 래티스근에 끼워진 상태의 유니트형 경량 성형재가 외부로 노출되도록 일체 제작된 하프PC슬래브를 설치하는 단 계; 슬래브 콘크리트를 타설 양생하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 2방향 중공형 슬래브의 시공방법을 제공한다.

이하, 첨부한 도면 및 바람직한 실시예에 따라 본 발명을 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 2방향 중공형 슬래브(100)를 도시한 도면으로, 본 발명의 2방향 중공형 슬래브(100)는 콘크리트 슬래브 내부에 유니트형 경량 성형재(120) 다수개가 래티스근(121)에 끼워진 상태로 복수열 복수행으로 이격 배치되면서 매입되는 것을 특징으로 한다. 유니트형 경량 성형재(120)가 매입된 부분에는 콘크리트가 채워지지 않게 되므로 슬래브에 하중이 가해지면 하중은 유니트형 경량 성형재(120)의 주변으로 이동하게 되며, 그 결과 전체적으로 본 발명의 2방향 중공형 슬래브(100)는 트러스하중전달 메커니즘과 동일하게 된다.

즉, 슬래브에서 구조적인 내력은 콘크리트에서 발휘하게 될 것인데, 본 발명에 따른 2방향 중공형 슬래브(100)는 콘크리트가 유니트형 경량 성형재(120)의 위와 아래 그리고 유니트형 경량 성형재(120)의 좌우측면에 있게 되며 이는 트러스 구조에서 상현재와 하현재 그리고 웨브재와 동일한 형태인 바 구조적인 내력도 트러스와 동일하게 발휘하게 되는 것이다. 이로써 본 발명의 2방향 중공형 슬래브(100)는 2방향 저항특성을 가지게 되어 무량판, 장경간 구조물에 유용하게 적용할 수 있게 된다. 물론, 동일 내력 및 동일 자중을 가지면서 슬래브 두께를 두껍게 할 수 있으므로 층간소음 저감에도 유리한 효과를 가지게 된다.

도 2는 본 발명에 적용가능한 유니트형 경량 성형재(120)의 다양한 형태를 보여준다. 유니트형 경량 성형재(120)는 슬래브 구조체 내에 영구적으로 매입되어 그 설치공간에 최종적으로 슬래브 콘크리트(150)가 채워지지 않게 되므로 그 자체가 중공(hollow core)으로서 역할하게 된다. 이러한 역할을 고려하여 유니트형 경량 성형재(120)의 재료를 선택함이 바람직하며, 구체적으로 스티로폼, 중공형 플라스틱(hollow plastic), 중공형 스틸(hollow steel), 탄소섬유(carbon fiber), 메탈라스(metal lath) 중 어느 하나로 제작된 것을 채택하면 무방하겠다.

유니트형 경량 성형재(120)는 그 형태 또한 다양한 입체도형으로 자유롭게 선택할 수 있으며, 도 2에서는 육면체형, 구형, 항아리형, 주판알형, 36면체형 등을 보여주고 있다.

상기 유니트형 경량 성형재(120)는 하부슬래브철근(111)과 상부슬래브철근(151) 사이에 배치된 래티스근(121)에 끼워지게 되는데, 도 3 및 도 4는 래티스근(121)에 끼워진 상태의 유니트형 경량 성형재(120)의 집합체를 보여주고 있다. 본 발명에서 래티스근(121)은 유니트형 경량 성형재(120)를 구속하여 유니트형 경량 성형재(120)의 이동성을 제어하면서 고정하는 역할을 함과 동시에 슬래브 콘크리트(150)에 매입된 후에는 슬래브 콘크리트(150)에 구속되어 보강재로서 역할하게 된다. 이러한 역할을 고려하면 래티스근(121)은 철선 또는 철근을 가공하여 제작하도록 함이 바람직하다. 이와 같은 래티스근(121)은 하부슬래브철근(111)과 상부슬래브철근(151)을 연결하도록 접합하는 방법으로 설치할 수도 있다(도 3 참고).

특히, 도 3에서는 유니트형 경량 성형재(120)의 설치를 간편하게 하는 방법을 제안하고 있는데, 상기 유니트형 경량 성형재(120) 복수개를 일렬로 나란하게 배치한 후 철선을 끼워 파형으로 절곡시킴으로 연속적인 래티스근(121)에 끼워진 상태의 집합체 형태로 마련한 것이다. 이러한 집합체에서 래티스근(121)의 절곡점에 상부슬래브철근(151)과 하부슬래브철근(111)을 접합할 수 있으며, 이러한 상태의 집합체 다수개를 나란하게 나열한 후 상·하부슬래브철근(111, 151)에 각각 교차하는 상·하부슬래브철근(111, 151)을 접합하면 도 4와 같은 집합체가 완성된다.

도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 2방향 중공형 슬래브(100)의 시공방법을 도시한 도면으로, 도 5는 일반적인 거푸집 시스템으로 완성한 예이고 도 6은 하프PC슬래브(110)를 이용하여 완성한 예이다. 먼저 거푸집 시스템에서 완성하는 방법을 설명한 후 하프PC슬래브(110)를 이용하여 완성하는 방법을 설명하도록 한다.

(가) 거푸집 시스템으로 완성하는 방법

통상의 슬래브 시공방법과 동일하게 진행되며, 다만 슬래브 콘크리트(150) 타설 전에 유니트형 경량 성형재(120)를 설치하는 과정이 진행된다. 즉, 먼저 슬래브 거푸집을 설치한 다음, 슬래브 거푸집 위로 하부슬래브철근(111)을 배근하고, 이어 하부슬래브철근(111) 위로 래티스근(121)에 끼워진 유니트형 경량 성형재(120)를 고정 설치한 후, 슬래브 콘크리트(150)를 타설 양생하는 것이다. 물론, 슬래브 콘크리트(150) 타설 전에 보강근으로서 상부슬래브철근(151)을 배근할 수 있으며, 경우에 따라 래티스근(121)에 끼워진 유니트형 경량 성형재(120)를 도 4와 같은 집합체 형태로 준비하여 설치하면 상·하부슬래브철근(111, 151)의 배근작업을 간편하게 할 수 있다. 다만, 래티스근(121)으로 비교적 강도가 약한 철선을 택하다면 도 5에서와 같이 상·하부슬래브철근(111, 151)을 별도 마련하는 것이 바람직하겠다.

이와 같이 거푸집 시스템으로 완성하는 방법은 기초의 매트(mat)슬래브 시공에 유용하게 적용할 수 있을 것이며, 이 경우에는 슬래브 거푸집 설치와 해체공정이 불필요하겠다. 다만, 거푸집 시스템 방법은 슬래브 콘크리트(150)를 일괄적으로 타설하기 때문에 유니트형 경량 성형재(120)가 하부슬래브철근(111)이 콘크리트에 구속되는 것을 방해할 수도 있으므로, 시공시 이 점을 감안하여 계획하도록 할 것이다.

(나) 하프PC슬래브(110)를 이용하여 완성하는 방법

하프PC슬래브(110)를 이용하여 완성하는 방법은 전체적인 시공방법은 전술한 거푸집 시스템으로 적용하는 방법과 동일하나, 슬래브 거푸집을 설치하는 대신에 바로 하부슬래브철근(111)이 매입되도록 제작된 하프PC슬래브(110)를 이용한다는 점에서 차이가 있다. 이렇게 하프PC슬래브를 이용하는 것은 하부슬래브철근(111)이 미리 콘크리트에 완전히 구속되도록 함으로 내력 발휘에 문제가 없도록 한 것이다.

하프PC슬래브(110)는 하부슬래브철근(111)만 매입되도록 제작하거나 하부슬 래브철근(111)이 매입되면서 래티스근(121)에 끼워진 상태의 유니트형 경량 성형재(120)가 외부로 노출되도록 일체화 제작할 수 있다. 하부슬래브철근(111)만 매입되도록 제작된 경우에는 양중무게 감소에 따른 이점을 기대할 수 있을 것이며, 유니트형 경량 성형재(120)가 일체로 제작된 경우에는 시공위치에서 슬래브 콘크리트(150) 타설작업만 진행하면 되므로 작업성 향상을 기대할 수 있을 것이다.

특히, 유니트형 경량 성형재(120)가 일체화되는 하프PC슬래브(110)는 래티스근(121)를 하부슬래브철근(111)에 결속시킨 후 하부슬래브철근(111)이 매입되도록 콘크리트를 타설 양생하는 방법으로 제작하거나 하부슬래브철근(111)이 매입되도록 콘크리트를 타설한 후 양생 전에 래티스근(121)를 콘크리트에 꽂아 제작할 수 있다.

이상에서 본 발명은 기재된 실시예를 참조하여 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 당연한 것으로, 이와 같은 변형된 실시 형태들 역시 아래에 첨부한 특허청구범위에 의하여 정하여지는 본 발명의 보호 범위에 속하는 것으로 이해되어야 할 것이다.

이상과 같은 본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.

첫째, 복수열 복수행으로 배치되는 유니트형 경량 성형재가 래티스근에 끼워 진 상태로 콘크리트 슬래브에 매입되기 때문에 콘크리트 슬래브는 구조적으로 유리한 2방향 저항특성을 발휘하게 되고, 그 결과 장경간 구조물 또는 무량판 구조물에 유용하게 적용할 수 있게 된다.

둘째, 중공형 슬래브 시공에서 유니트형 경량 성형재를 래티스근에 끼운 상태로 이용하기 때문에 유니트형 경량 성형재의 설치가 용이해지고 래티스근의 보강작용으로 구조적인 성능을 강화시킬 수 있게 된다.

셋째, 중공형 슬래브이기 때문에 슬래브 자중을 줄이면서 단면크기를 키울 수 있어 층간소음 저감에 유리한 이점이 있다.

넷째, 기존의 하프PC슬래브와 같은 방식으로 시공이 가능하므로 특별한 기술적 어려움 없이 간편하게 바로 현장에서 적용가능한 것은 물론, 하부 마감면이 깨끗하여 별도의 마감 처리를 하지 않아도 되므로 시각적으로도 건축적인 요구를 만족시키기에 충분하다.

Claims

콘크리트 슬래브 내부에 유니트형 경량 성형재(120) 다수개가 복수열 복수행으로 이격 배치되도록 매입되되,

상기 유니트형 경량 성형재(120)는 하부슬래브철근(111)과 상부슬래브철근(151) 사이에 세워서 배치된 래티스근(121)에 끼워진 상태로 콘크리트에 완전히 매입되는 것을 특징으로 하는 2방향 중공형 슬래브.
제1항에서,

상기 래티스근(121)은 하부슬래브철근과 상부슬래브를 철근을 연결하도록 접합된 것임을 특징으로 하는 2방향 중공형 슬래브.
제2항에서,

상기 유니트형 경량 성형재(120)는 복수개를 일렬로 나란하게 배치한 후 철선을 끼워 파형으로 절곡시킴으로 연속적인 래티스근(121)에 끼워진 상태의 집합체 형태로 마련되며,

상기 래티스근(121)의 절곡점에 상부슬래브철근(151)과 하부슬래브철근(111)이 접합되는 것임을 특징으로 하는 2방향 중공형 슬래브.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에서

상기 유니트형 경량 성형재(120)는 스티로폼, 중공형 플라스틱, 중공형 스틸, 탄소섬유, 메탈라스 중 어느 하나로 제작된 것임을 특징으로 하는 2방향 중공형 슬래브.
래티스근(121)에 끼워진 상태의 유니트형 경량 성형재(120)를 고정 설치하는 단계;

슬래브 콘크리트(150)를 타설 양생하는 단계;

를 포함하여 이루어지되,

하부슬래브철근(111) 배근에 앞서 슬래브 거푸집을 설치하고 슬래브 콘크리트(150)를 타설 양생 후에 슬래브 거푸집 해체하는 단계;가 선택적으로 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 2방향 중공형 슬래브의 시공방법.
하부슬래브철근(111)이 매입되도록 제작된 하프PC슬래브(110)를 설치하는 단계;

상기 하프PC슬래브(110) 위로 래티스근(121)에 끼워진 상태의 유니트형 경량 성형재(120)를 고정 설치하는 단계;

슬래브 콘크리트(150)를 타설 양생하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 2방향 중공형 슬래브의 시공방법.
하부슬래브철근(111)이 매입되면서 래티스근(121)에 끼워진 상태의 유니트형 경량 성형재(120)가 외부로 노출되도록 일체 제작된 하프PC슬래브(110)를 설치하는 단계;

슬래브 콘크리트(150)를 타설 양생하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 2방향 중공형 슬래브의 시공방법.
제7항에서,

상기 하프PC슬래브(110)는

유니트형 경량 성형재(120)가 끼워진 래티스근(121)을 하부슬래브철근(111)에 결속시킨 후 하부슬래브철근이 매입되도록 콘크리트를 타설 양생하여 제작되거나,

하부슬래브철근(111)이 매입되도록 콘크리트를 타설한 후 양생 전에 유니트형 경량 성형재(120)가 끼워진 상태의 래티스근(121)을 콘크리트에 꽂아 제작된 것임을 특징으로 하는 2방향 중공형 슬래브의 시공방법.