KR100864211B1 - 역삼각 단면 형상의 프리캐스트 콘크리트 계단 단위 구조체 및 이를 이용한 계단 - Google Patents

역삼각 단면 형상의 프리캐스트 콘크리트 계단 단위 구조체 및 이를 이용한 계단 Download PDF

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Abstract

본 발명은 역삼각 단면 형상의 프리캐스트 콘크리트 계단 단위 구조체 및 이를 이용한 계단과 그 시공방법에 관한 것으로서, 본 발명에 따르면 디딤면 및 챌면과 경사 저면, 그리고 역삼각형의 양 측면을 가지며, 상기한 디딤면의 하방에는 적어도 2개의 강화바가 상호 평행하게 매설되어 있는 역삼각 단면 형상의 프리캐스트 콘크리트 계단 단위 구조체와; 전술한 프리캐스트 콘크리트 계단 단위 구조체와, 2개의 금속제 측판으로 구성되며, 다수의 상기한 프리캐스트 콘크리트 계단 단위 구조체가 연속적으로 이어져 계단을 형성하도록 상기한 각각의 프리캐스트 콘크리트 계단 단위 구조체 내에 매설된 각각의 강화바의 양단이 상기한 금속제 측판에 고정되어 있는 프리캐스트 콘크리트 계단 및 그 시공방법이 제공되며, 본 발명은 고강도 콘크리트는 물론, 통상의 콘크리트도 무리 없이 이용할 수가 있으며 경량의 굵은 골재 사용이 가능하여 경제적이면서도 슬래브 부존재로 인한 무게 경감, 소음 흡수, 허용 변형량 증가의 장점을 가지며, 그 형태가 간단하여 저가 대량 생산이 용이하고, 현장에서 간단한 거치 작업 후, 측판을 벽체 타설용 거푸집의 일부로 활용 가능하므로 인건비 절감 및 시공 기간 단축에 따른 공사비 절감, 제작비 및 운송비 절감과 공기 단축을 도모할 수가 있다.
계단, 프리캐스트, 역삼각 단면, 계단단위구조체

Description

역삼각 단면 형상의 프리캐스트 콘크리트 계단 단위 구조체 및 이를 이용한 계단{Precast Concrete Unit Structure having Inverted Triangular Sectional Shape for Stairs, Fabricated Stairway Using the Same}
본 발명은 역삼각 단면 형상의 프리캐스트 콘크리트 계단 단위 구조체 및 이를 이용한 계단과 그 시공방법에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 제작이 간단하고 용이하며 구성 재료 선택이 자유로워 저비용 생산이 가능한 역삼각 단면 형상의 프리캐스트 콘크리트 계단 단위 구조체와, 이를 연속하여 측판에 고정시킨 구조를 채택함으로써 조립이 용이하고 경제적이며 우수한 구조적 내하성과 내구성을 갖는 경량의 프리캐스트 조립 계단과, 이를 이용한 경제적이고 효율적이며 양호한 시공 품질을 보장할 수가 있는 프리캐스트 콘크리트 조립 계단의 시공방법에 관한 것이다.
일반적으로 건물, 특히 아파트와 같은 고층 건물의 상하 수직 동선 연결은 엘리베이터와 함께 계단의 설치에 의해 이루어지게 되나, 계단은 좁은 계단실 공간 내에서 층참 및 중간참 슬래브(landing slab)와 연결시켜야 하고 그 형태도 상하 사선 형태로 복잡하므로 슬래브나 상하 벽체와 같은 일반적인 건축 구조와는 달리 시공에 따른 작업 조건이 상대적으로 까다롭고 번거롭다.
주거용 또는 주거 사무 복합형 아파트나 사무용 또는 상가용의 저층 또는 고층 건물의 경우, 철근콘크리트 일체형 계단을 만드는 방법이 현재 대부분 시행되고 있는 건축방법이다.
그러나 철근콘크리트조로 계단을 시공하는 작업은 경사진 계단 슬래브의 거푸집 조립, 철근 배근, 계단 디딤판 거푸집 조립 등 까다롭고 공기가 요구되는 공정이다. 또한 디딤판 거푸집 탈영 후 고르지 못한 디딤판 면을 마감하거나 미장하는 공사 역시 필수적인 공정이다. 인건비가 상승하는 요즘 추세에서 볼 때, 투입 인력 비율이 높은 공사 형식보다는 프리캐스트 콘크리트 계단을 현장에서 적은 인력으로 간단히 조립하는 효율적인 공사 형식이 당업계에 요청되어 왔다.
따라서, 종래 이러한 요청에 부응하고자 한국특허 제0487893호는 특수한 형태의 층참 및 중간참을 벽체에 고정한 후 프리캐스트 철근콘크리트조 계단을 거치하고 모르타르로 접합시키는 시공방법을 제안하고 있다. 그러나 상기한 프리캐스트 철근콘크리트조 계단은 도 6에 나타낸 바와 같이 디딤면(11)과 챌면(12)으로 구성되는 연속된 계단과 두께 t가 약 25cm 정도이고 경사 철근이 배근되어 있는 계단 슬래브(19)를 갖는 통상적인 현장 타설 철근콘크리트조 계단(10′)과 동일한 형태로서 체적 및 중량 감소를 전혀 이루지 못하고 있으므로 이동 거치식 프리캐스트 계단으로서 적용성의 한계가 있다. 구체적으로는 하나의 층을 이루는 높이 약 2.9m 공간 내에 계단 2개가 1조로 설치되는 폭 약 1.2m의 계단 하나의 중량이 약 2.5ton 정도이므로 운반 및 시공이 대단히 번거롭고 불편하다는 문제점이 있었다. 또한, 그 시공방법은 계단실을 시공한 다음, 프리캐스트 중간참과 층참을 설치하고, 프리캐스트 계단을 거치한 후, 이를 모르타르로 고정시키는 방안을 제안하고 있으나, 이 방법은 슬래브와 벽체 타설이 동시에 이루어지지 않으므로 시공 중 프리캐스트 계단을 이용한 작업 공간과 동선을 제공하지 못하므로 시공에 있어 여전히 많은 불편이 있으므로 현장에서 원활히 적용되고 있지 못함이 현실이다.
종래의 계단에서는 계단슬래브의 두께가 약 25cm 정도로서 계단 총 중량의 약 2/3를 점유하며, 여기서 계단의 중량 감소를 위하여 계단슬래브의 두께를 얇게 시공하면 경사 철근과 수평 늑근(stirrup)을 배근한다 하더라도 도저히 휨모멘트와 전단력을 감내할 수 없는 상태가 되므로 종래 이러한 구조는 현실적으로 전혀 가능하지 않은 것으로 여겨져 왔다.
이러한 관점에서 계단슬래브가 존재하지 않는 철근콘크리트조 계단은 더 더욱 상상하기 곤란한 것이었다.
통상적인 현장 시공 철근콘크리트 계단의 시공방법 상의 문제점을 해소하기 위한 종래의 방법으로서 한국특허공개 제0500306호는 조립식 철골계단 연결 구조 및 그 시공방법을 제안하고 있으나, 철골조 고층건물에 철골재의 유닛을 결합하여 제작된 계단을 건물의 구조체에 연결하는 방법은 가설의 용이함은 있지만 계단의 제작 시 디딤판 유닛을 일일이 용접하는 고비용 작업과 용접열에 따른 철골계단의 변형이 발생하는 등 제작 초기의 문제점을 가지고 있다. 또한 완성된 철골계단은 금속재료 속성상 하중에 의한 소음이 발생하며, 판의 두께가 얇은 관계로 단면 2차 모멘트가 감소하여 하중에 의한 처짐이 발생하는 등 사용상의 문제점을 가지고 있 다.
따라서, 상기한 철골계단의 일부 문제점을 해소하기 위한 방안으로서 한국실용신안등록 제0343325호는 2중의 디딤판 유닛을 겹 이음 함으로써 이동 하중에 의한 소음을 저감시키고 처짐 현상을 감소시킨 개선된 철골계단을 제안하고 있다. 또한 개선된 철골 계단은 디딤판 유닛과 양 측판을 볼트 체결할 수 있도록 하여 제작과 가설의 수월성과 기능성을 제고시켰으나 계단 제작 단가 면에서 종래의 철근콘크리트 계단에 대해 압도적인 우월성을 가지고 있지는 못하며, 철골 계단이라는 소재의 특성상 사용 및 시각적 관점에서 감성 친화적이지 못하다는 문제점은 여전하다.
전술한 바와 같이, 철근콘크리트 건물에서 철근콘크리트 계단의 시공은 정밀성과 많은 시간을 요하는 노동집약적인 난공사임에도 지금까지 이를 대체할만한 충분히 만족스러운 정도의 경제성과 효율성, 그리고 양호한 품질 특성을 갖는 마땅한 기술은 제시되어 있지 못한 실정이다.
종래 이러한 문제점을 해소하고자 본 출원인에 의한 한국특허 제707872호(고강도 섬유보강 시멘트 복합체 프리캐스트 계단 단위 구조체와 그 제조방법 및 계단 단위 구조체를 이용한 계단과 그 시공방법) 및 제707873호(초고강도 섬유보강 시멘트 복합체 프리캐스트 계단 단위 구조체와 그 제조방법 및 계단 단위 구조체를 이용한 계단과 그 시공방법)와 한국특허출원 제10-2006-0049829호(2006.06.02일 출원: 프리캐스트 계단 및 그 단위 구조체와 이를 이용한 계단의 시공방법)는 슬래브를 갖지 않는 단속(斷續) 체결형의 'ㄱ'자 형 또는 'ㄴ'자 형 계단 단위 구조체 및 이들의 일체 연속(連續) 연결형 계단 단위 구조체와 이를 이용한 고강도 및 초고강도 프리캐스트 계단을 개시(開示)하고 있다.
상기한 프리캐스트 계단은 연성 거동과 수밀성 및 내구성이 양호하고 시공방법도 효율적인 장점은 있으나, 박판의 디딤판과 챌판으로 형성되는 계단 단위 구조체의 제조에 있어 고강도 내지 초고강도 시멘트를 사용하여야 하고 강섬유가 많이 소요되어 제작비용 증가 요인이 되며, 디딤판으로서 박판을 사용함으로 인하여 균열 및 처짐에 의한 사용성에 있어 문제 우려가 있고, 디딤판 및 챌판의 배면 형태가 기존의 현장시공 콘크리트 계단과는 파격적일 정도로 상이하여 시각적 관점에서 감성 친화적이지 못하며, 측판과 계단 디딤판을 고강도 콘크리트를 타설하기 위한 거푸집의 규모가 커서 대량 생산 시 비용 소모가 크다는 문제점과 아울러, 대규모 타설 장소와 양생시설이 필요하여 초기 시설비용이 많이 소요되고, 특히 디딤판으로서의 박판 제조를 위한 거푸집 제작이 용이하지 않다는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명의 첫 번째 목적은 슬래브가 존재하지 않는 경량의 프리캐스트 조립 계단을 용이하게 제작할 수가 있는 경량의 프리캐스트 콘크리트 계단 단위 구조체를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 두 번째 목적은 고강도 콘크리트는 물론, 통상의 콘크리트도 무리 없이 이용할 수가 있는 경제적인 프리캐스트 콘크리트 계단 단위 구조체를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 세 번째 목적은 직경 5㎜ 이하의 경량의 굵은 골재 사용이 가능하여 무게 경감, 소음 흡수, 허용 변형량 증가의 장점을 갖는 프리캐스트 콘크리트 계단 단위 구조체를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 네 번째 목적은 그 형태가 간단하여 생산을 위한 거푸집 제작이 용이하므로 저가로 대량 생산하기 용이한 프리캐스트 콘크리트 계단 단위 구조체를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다섯 번째 목적은 상기한 첫 번째 내지 네 번째 목적에 따른 프리캐스트 콘크리트 계단 단위 구조체를 이용하여, 자중 또는 계단 하중을 충분히 견딜 수 있는 내하력을 가짐과 동시에, 보행 시 소음이 현장 시공 콘크리트 정도에 불과하여 소음 문제가 없는 프리캐스트 콘크리트 시스템 계단을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 여섯 번째 목적은 현장에서 계단 자체에 대한 거푸집 공사나 동바리공사 없이 간단한 거치 작업만으로 설치가 가능하여, 인건비 절감 및 시공 기간 단축에 따른 공사비 절감, 그리고 공기 단축을 도모할 수가 있는 우수한 시공 특성을 갖는 프리캐스트 콘크리트 시스템 계단을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일곱 번째 목적은 조립식의 프리캐스트 콘크리트 시스템 계단을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 여덟 번째 목적은 제작비 및 운송비 절감을 도모할 수가 있는 조립식의 프리캐스트 콘크리트 시스템 계단을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 아홉 번째 목적은 상기한 다섯 번째 내지 여덟 번째 목적에 따른 프리캐스트 콘크리트 계단의 경제적이고도 효율적인 시공방법을 제공하기 위한 것이다.
상기한 본 발명의 첫 번째 내지 네 번째 목적을 원활히 달성하기 위한 바람직한 첫 번째 양태(樣態)에 따르면, 디딤면 및 챌면과 경사 저면, 그리고 챌면 쪽으로부터 후방으로 갈수록 두께가 감소되는 역삼각형의 양 측면을 가지며, 상기한 디딤면의 하방에 그 길이 방향을 따라 적어도 2개의 강화 바가 상호 평행하게 매설되어 있는 역삼각 단면 형상의 프리캐스트 콘크리트 계단 단위 구조체가 제공된다.
상기한 본 발명의 첫 번째 내지 네 번째 목적을 원활히 달성하기 위한 바람직한 두 번째 양태에 따르면, 상기한 양태에 있어서 상기한 강화 바가 3개 매설되며 그 중 2개는 디딤면의 전후방에 동일 깊이로 매설되고 나머지 1개는 챌면의 하방에 인접한 영역에 매설되되 상기한 디딤면의 전방에 매설된 강화 바와 챌면으로부터 동일 깊이에 매설되는 역삼각 단면 형상의 프리캐스트 콘크리트 계단 단위 구조체가 제공된다.
상기한 본 발명의 첫 번째 내지 네 번째 목적을 원활히 달성하기 위한 바람직한 세 번째 양태에 따르면, 상기한 양태에 있어서 상기한 디딤면과 경사저면 사이에 제1 모따냄면을 가지며, 상기한 챌면과 경사저면 사이에 제2 모따냄면을 가지고, 상기 제1 및 제2 모따냄면의 모따냄 각도가 동일한 역삼각 단면 형상의 프리캐스트 콘크리트 계단 단위 구조체가 제공된다.
상기한 본 발명의 첫 번째 내지 네 번째 목적을 원활히 달성하기 위한 바람직한 네 번째 양태에 따르면, 상기한 양태에 있어서 상기한 각각의 강화 바의 양단부가 너트부재로 형성되고 상기한 각각의 너트부재의 일단이 역삼각 측면에 노출되어 있는 역삼각 단면 형상의 프리캐스트 콘크리트 계단 단위 구조체가 제공된다.
상기한 본 발명의 첫 번째 내지 네 번째 목적을 원활히 달성하기 위한 바람직한 다섯 번째 양태에 따르면, 상기한 양태에 있어서 상기한 디딤면의 전방에 그 길이 방향을 따라 복수개의 상호 평행한 미끄럼 방지홈이 형성되어 있는 역삼각 단면 형상의 프리캐스트 콘크리트 계단 단위 구조체가 제공된다.
상기한 본 발명의 첫 번째 내지 네 번째 목적을 원활히 달성하기 위한 바람직한 여섯 번째 양태에 따르면, 디딤면; 챌면; 경사 저면; 챌면 쪽으로부터 후방으로 갈수록 두께가 감소되는 역삼각형의 양 측면; 그리고 너트공을 갖는 연결부와, 지지부, 그리고 연장부로 형성되는 복수개의 보강구의 상기한 지지부와 연장부가 매설되고 상기한 복수개의 보강구가 상기한 디딤면 하방의 그 길이 방향을 따라 상호 평행하게 매설되어 있는 적어도 2개의 강화 바에 의해 연결 고정되는 상측 슬래브 연결 부재로 구성되는 프리캐스트 콘크리트 계단 단위 구조체가 제공된다.
상기한 본 발명의 첫 번째 내지 네 번째 목적을 원활히 달성하기 위한 바람직한 일곱 번째 양태에 따르면, 상기한 양태에 있어서 상기한 계단 단위 구조체가 통상적인 공지의 임의의 콘크리트로 제작되거나, 또는 시멘트, 굵은 골재, 일반 모래, 세사, 충전재, 실리카 흄과 같은 미분(微粉) 세라믹, 섬유 및, 물의 배합비가 중량비로 1: 0.7∼2.0: 0.6∼1.5: 0.2∼0.5: 0.1∼0.3: 0.05∼0.1: 0.01∼0.2:0.2∼0.45로 구성되는 압축강도 55∼80㎫인 콘크리트로 제작되거나, 또는 시멘트, 굵은 골재, 일반 모래, 섬유 및, 물의 배합비가 중량비로 1: 0.7∼2.0: 0.6∼1.5: 0.01∼0.2:0.2∼0.45로 구성되는 압축강도 40∼55㎫인 콘크리트로 제작되는 역삼각 단면 형상의 프리캐스트 콘크리트 계단 단위 구조체가 제공된다.
상기한 본 발명의 다섯 번째 내지 여덟 번째 목적을 원활히 달성하기 위한 바람직한 첫 번째 양태에 따르면, 전술한 양태의 프리캐스트 콘크리트 계단 단위 구조체와; 2개의 금속제 측판으로 구성되며: 다수의 상기한 프리캐스트 콘크리트 계단 단위 구조체가 연속적으로 이어져 계단을 형성하도록 상기한 각각의 프리캐스트 콘크리트 계단 단위 구조체 내에 매설된 각각의 강화 바의 양단이 상기한 금속제 측판에 고정되어 있는 프리캐스트 콘크리트 계단이 제공된다.
상기한 본 발명의 다섯 번째 내지 여덟 번째 목적을 원활히 달성하기 위한 바람직한 두 번째 양태에 따르면, 상기한 양태에 있어서 프리캐스트 콘크리트 계단 단위 구조체가 제1 및 제2 모따냄면을 가지며, 하나의 프리캐스트 콘크리트 계단 단위 구조체의 제1 모따냄면과 다른 프리캐스트 콘크리트 계단 단위 구조체의 제2 모따냄면이 상호 당접(當接)하는 프리캐스트 콘크리트 계단이 제공된다.
상기한 본 발명의 다섯 번째 내지 여덟 번째 목적을 원활히 달성하기 위한 바람직한 세 번째 양태에 따르면, 상기한 양태에 있어서 하나의 프리캐스트 콘크리트 계단 단위 구조체의 제1 모따냄면과 다른 프리캐스트 콘크리트 계단 단위 구조체의 제2 모따냄면의 상호 당접면에 실리콘이나 라텍스 등과 같은 탄성 수지가 개재(介在)되어 있는 프리캐스트 콘크리트 계단이 제공된다.
상기한 본 발명의 다섯 번째 내지 여덟 번째 목적을 원활히 달성하기 위한 바람직한 네 번째 양태에 따르면, 상기한 양태에 있어서 프리캐스트 단위 구조체의 강화 바의 상기한 금속제 측판에의 고정이 벽체로부터 유리된 측판은 볼트에 의해 고정되고 벽체 쪽 측판은 볼트 헤드 바에 의해 고정되며, 상측 슬래브 연결부재의 각각의 고정구의 연결부의 너트공에는 헤디드 바((headed bar)가 고정되고, 양 금속제 측판의 하단부에는 헤디드 바가 연결되는 체결구를 갖는 인서트 바(insert bar)로 구성되는 하측 슬래브 연결부재가 결합되는 프리캐스트 콘크리트 계단이 제공된다.
상기한 본 발명의 다섯 번째 내지 여덟 번째 목적을 원활히 달성하기 위한 바람직한 다섯 번째 양태에 따르면, 상기한 양태에 있어서 상기한 계단 단위 구조체가 통상적인 공지의 임의의 콘크리트로 제작되거나, 또는 시멘트, 굵은 골재, 일반 모래, 세사, 충전재, 실리카 흄과 같은 미분(微粉) 세라믹, 섬유 및, 물의 배합비가 중량비로 1: 0.7∼2.0: 0.6∼1.5: 0.2∼0.5: 0.1∼0.3: 0.05∼0.1: 0.01∼0.2:0.2∼0.45로 구성되는 압축강도 55∼80㎫인 콘크리트로 제작되거나, 또는 시멘트, 굵은 골재, 일반 모래, 섬유 및, 물의 배합비가 중량비로 1: 0.7∼2.0: 0.6∼1.5: 0.01∼0.2:0.2∼0.45로 구성되는 압축강도 40∼55㎫인 콘크리트로 제작되는 프리캐스트 콘크리트 계단이 제공된다.
상기한 본 발명의 아홉 번째 목적을 원활히 달성하기 위한 바람직한 일 양태에 따르면, 상기한 양태에 따른 프리캐스트 콘크리트 계단을 층참 및 중간참 형성 부분의 동바리(support)로 지지된 거푸집 바닥판 상에 거치시키는 단계; 상기한 측판 하방의 빈 공간을 막기 위한 막음 거푸집을 설치하는 단계; 층참과 중간참 및 벽체 시공용 거푸집을 조립하되, 벽체 쪽 측판이 시공될 벽체 내에 고정될 수 있는 위치에서 거푸집으로 기능할 수 있도록 하는 거푸집 조립 단계; 프리캐스트 콘크리트 계단의 상측 및 하측 슬래브 연결 부재에 콘크리트를 타설하여 층참과 중간참을 형성시킴과 동시에, 벽체용 거푸집 내의 볼트 헤디드 바에 콘크리트를 타설하여 벽체를 형성시키는 단계로 구성되는 프리캐스트 콘크리트 계단의 시공방법이 제공된다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 역삼각 단면 형상의 프리캐스트 콘크리트 계단 단위 구조체는 고강도 콘크리트는 물론, 통상의 콘크리트도 무리 없이 이용할 수가 있으며 직경 5㎜ 이하의 경량의 굵은 골재 사용이 가능하여 경제적이면서도 무게 경감, 소음 흡수, 허용 변형량 증가의 장점을 가지며, 그 형태가 간단하여 생산을 위한 거푸집 제작이 용이하므로 저가로 대량 생산하기 용이하고, 본 발명에 따른 프리캐스트 콘크리트 계단 단위 구조체를 이용하여 조립되는 계단은 슬래브가 존재하지 않으므로 계단의 현격한 중량 감소를 이룰 수 있음에도 자중 또는 계단 하중을 충분히 견딜 수 있는 내하력을 가짐과 동시에, 보행 시 소음이 현장 시공 콘크리트 정도에 불과하여 소음 문제가 없으며, 현장에서 계단 자체에 대한 거푸집 공사나 동바리공사 없이 간단한 거치 작업 후, 측판을 벽체 타설용 거푸집의 일부로 활용함으로써 벽체와 계단참의 거푸집을 조립하고 콘크리트를 동시에 타설하여 이들을 일체로 형성할 수가 있음과 동시에, 그 과정에서 프리캐스트 콘크리트 계단이 작업 통로가 될 수 있을 뿐만 아니라 경사 측판의 하중을 벽체가 지지할 수 있으므로 인건비 절감 및 시공 기간 단축에 따른 공사비 절감, 제작비 및 운송비 절감, 그리고 공기 단축을 도모할 수가 있으므로, 노동집약적이고 공기가 요구되는 계단 설치 작업을 본 발명에 따른 조립식 프리캐스트 시스템 계단으로 대치함으로써 제작비용 면과 공기절감 면에서 획기적인 전환점을 제공하게 될 것이며, 기존의 철근콘크리트 계단이나 철골 계단을 효과적으로 대체할 것으로 기대된다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 관하여 더욱 상세히 설명하기로 한다.
먼저, 도 1a 및 도 1b는 각각 발명에 따른 역삼각 단면 형상의 프리캐스트 콘크리트 계단 단위 구조체(10)에 대한 사시도 및 평면도로서, 편의상 함께 설명하면, 그 기본 구조는 디딤면(11) 및 챌면(12)과 경사 저면(14), 그리고 챌면(12) 쪽으로부터 후방으로 갈수록 두께가 감소되는 역삼각형의 양 측면(13)을 가지며, 상기한 디딤면(11)의 하방에 그 길이 방향을 따라 적어도 2개의 강화 바(15)가 상호 평행하게 매설되어 있는 형태이다.
한편, 도시된 예에서는 강화 바(15)가 3개 매설된 구조를 나타내고 있으며, 여기서 2개는 디딤면(11)의 전후방에 동일 깊이로 매설되고 나머지 1개는 챌면(12)의 하방에 인접한 영역에 매설되되 상기한 디딤면(11)의 전방에 매설된 강화 바(15)와 챌면(12)으로부터 동일 깊이에 매설된다. 이러한 3점지지 구조는 매우 견고하므로 계단으로 조립 시 자중 또는 계단 하중을 충분히 견딜 수 있는 내하력을 지니게 된다.
상기한 강화 바(15)의 배치 개소 및 배치 개수는 본 발명에 있어 임의적이며 절대적인 것은 아니나 2개 내지 3개가 통상적이다.
또한, 도시된 예에서는 선택적으로 상기한 디딤면(11)과 경사저면(14) 사이에 제1 모따냄면(11a)을 가지며, 상기한 챌면(12)과 경사저면(14) 사이에 제2 모따냄면(12a)을 가지고, 상기 제1 및 제2 모따냄면(11a,12a)의 모따냄 각도는 상호 동일하게 되며, 이에 의해 다수의 프리캐스트 콘크리트 계단 단위 구조체(10)를 연속적으로 연결할 때 하나의 프리캐스트 콘크리트 계단 단위 구조체(10)의 제1 모따냄면(11a)과 다른 프리캐스트 콘크리트 계단 단위 구조체(10)의 제2 모따냄면(12a)이 상호 밀접하게 일치하는 당접면(17)(도 2b 및 도 4 참조)을 형성하게 된다.
또한, 도시하지는 않았으나, 상기 제1 및 제2 모따냄면(11a,12a)의 양방에 그 길이 방향을 따라 스트립 형상의 오목부를 형성하고 그에 탄성 수지체를 끼워 놓을 수도 있으며, 어느 한쪽에는 긴 스트립 형상의 볼록부를 형성하고 다른 한 쪽에는 긴 스트립 형상의 오목부를 형성하고 상호 계합 시에는 상기한 오목부 내에 탄성 수지체를 끼워 놓을 수도 있으며, 또한 선택적으로는 상기 제1 및 제2 모따냄면(11a, 12a)을 평활면으로 형성하고 그 당접면(17)에 실리콘 등으로 틈새를 밀접하게 폐색 처리할 수도 있으며, 이 모두는 본 발명의 영역 내이다.
상기한 각각의 강화 바(15)의 양 단부는 너트부재(16)로 형성되고 상기한 각각의 너트부재(16)의 일단은 역삼각 측면(13)에 노출되어 후술하는 금속제 측판과의 고정, 예컨대 나사결합에 이용된다.
또한 선택적으로는 상기한 디딤면(11)의 전방에 그 길이 방향을 따라 복수개의 상호 평행한 미끄럼 방지홈(18)을 형성할 수도 있다.
도면 중 미설명 부호 12b는 디딤면(11)과 챌면(12)의 경계를 이루는 직각 모서리이다.
상기한 본 발명에 따르는 프리캐스트 콘크리트 계단 단위 구조체(10)는 비용 절감 측면에서 통상적인 공지의 임의의 콘크리트로 제작되어도 무방하나, 경우에 따라서는 시멘트, 굵은 골재, 일반 모래, 세사, 충전재, 실리카 흄과 같은 미분(微粉) 세라믹, 섬유 및, 물의 배합비가 중량비로 1: 0.7∼2.0: 0.6∼1.5: 0.2∼0.5: 0.1∼0.3: 0.05∼0.1: 0.01∼0.2:0.2∼0.45로 구성되는 압축강도 55∼80㎫인 콘크리트가 충분한 강도 및 내하력 부여를 위하여 바람직할 수도 있으며, 또는 시멘트, 굵은 골재, 일반 모래, 섬유 및, 물의 배합비가 중량비로 1: 0.7∼2.0: 0.6∼1.5: 0.01∼0.2:0.2∼0.45로 구성되는 압축강도 40∼55㎫인 콘크리트로 제작하는 것도 필요에 따라 바람직할 수 있다.
한편, 도 5를 함께 참조하여 설명하면, 상측 슬래브에 연결되는 본 발명에 따르는 프리캐스트 콘크리트 계단 단위 구조체(10a)는 상측 슬래브 연결 부재(30)를 갖는다는 점에서 다른 부분의 프리캐스트 콘크리트 계단 단위 구조체(10)와는 약간 상이한 구조로서 도 5를 함께 참조하여 이에 대하여 설명하면, 디딤면(11); 챌면(12); 경사 저면(14); 챌면(12) 쪽으로부터 후방으로 갈수록 두께가 감소되는 역삼각형의 양 측면(13); 그리고 너트공(32a)을 갖는 연결부(32)와, 지지부(33), 그리고 연장부(34)로 형성되는 복수개의 보강구(31)의 상기한 지지부(33)와 연장부(34)가 매설되고 상기한 복수개의 보강구(31)가 상기한 디딤면(11) 하방의 그 길이 방향을 따라 상호 평행하게 매설되어 있는 적어도 2개의 강화 바(35)(도 2c 참조)에 의해 연결 고정되는 상측 슬래브 연결 부재(30)로 구성된다.
상기한 상측 슬래브 연결 부재(30)를 구성하는 복수개의 보강구(31)의 노출된 연결부(32)의 너트공(32a)에는 헤디드 바(36)가 나사 결합 고정된다.
강화 바(15 또는 35)는 도시된 예에서와 같이 3개로 형성될 수도 있으며 상기한 보강구(31)의 지지부(33)에는 상측 연결공(33a) 및 하측 연결공(33b)이 형성되고 연장부(34)에는 연결공(34a)가 형성되어 있으므로 이들을 각각 관통함으로써 복수개의 보강구(31)를 상호 연결 고정시키는 외에, 그 양단부가 양 역삼각 측면(13)에 너트부(16)를 개재하여 노출될 수 있음은 물론이다.
본 발명에 따른 프리캐스트 콘크리트 계단 단위 구조체(10,10a)는 통상적인 시멘트를 사용하더라도 무방함은 이미 언급한 바 있으나, 각 구성 소재에 대하여 부연하면 다음과 같다.
상기한 배합 구성 성분에 있어서의 굵은 골재는 제한적인 것은 아니나, 평균 입경 19㎜ 이하, 통상적으로는 13㎜ 이하, 바람직하게는 5㎜ 이하의 경량 골재가 사용될 수 있다.
일반모래는 당업계에 관용되는 통상적인 모래로서 이에 대한 특별한 제한은 없다.
세사는 제한적인 것은 아니나, 평균 입경 0.7㎜ 이하, 통상적으로는 0.1∼0.7㎜의 규사(SiO2) 성분이 90% 이상, 통상적으로는 90∼99.9%인 골재를 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 상기한 배합 구성 성분에 있어서의 충전재는 제한적인 것은 아니나, 평균 입경 20㎛ 이하, 통상적으로는 3∼20㎛이고, 규사(SiO2) 성분이 97% 이상, 통상적으로는 97∼99.9%인 것을 사용하는 것이 바람직하다.
상기한 배합 구성 성분에 있어서의 미분 세라믹으로서는 제한적인 것은 아니나, 실리카 흄(fume), 고로슬래그, 플라이 애쉬(fly ash), 석회석 미분체, 또는 이 들의 임의의 혼합물을 들 수 있으며, 실리카 흄이 바람직할 수 있다.
삭제
또한 상기한 배합 구성 성분에 있어서의 섬유는 제한적인 것은 아니나, 평균 길이가 30㎜ 이하, 통상적으로는 0.3∼30㎜이고, 평균 직경이 0.5㎜ 이하, 통상적으로는 0.1∼0.5㎜이며, 형상 계수가 약 60∼70, 바람직하게는 65 정도인 것이 사용되며, 금속재 와이어나 합성수지재 섬유라면 특별한 제한은 없으며, 이러한 섬유의 혼입은 콘크리트에 내재된 취성 거동을 완화시키고 연성 거동 특성을 부여하게 된다.
상기한 프리캐스트 콘크리트 계단 단위 구조체(10)는 습식 또는 건식의 어느 것으로도 손쉽게 제작할 수 있다.
도 2a, 도 2b 및, 도 2c는 각각 도 1a의 프리캐스트 콘크리트 계단 단위 구조체(10)를 이용한 본 발명의 프리캐스트 콘크리트 계단(1)의 조립 상태를 설명하는 일부 분해 사시도, 측면도 및, 평면도이며, 도 3은 본 발명의 조립된 프리캐스트 콘크리트 계단(1)의 사시도로서, 함께 언급하기로 한다.
본 발명의 조립된 프리캐스트 콘크리트 계단(1)은 연속된 형태의 계단을 형성하도록 본 발명에 따른 다수개의 역삼각 단면 형상의 프리캐스트 콘크리트 계단 단위 구조체(10)가 두 개의 금속제 측판(20)에 나사 결합되며, 프리캐스트 콘크리트 계단 단위 구조체(10)의 역삼각 측면(13)에 노출된 너트부재(16)와 벽체와 이격한 측판(20)은 통상적인 형태의 볼트(50)로 고정되고 벽체에 삽입되는 쪽의 측판(20)은 볼트 헤드 바(51)로 고정되어 상기한 볼트 헤드 바(51)의 바 부분(헤디드 바 형태로 형성됨이 바람직함)이 측판(20)의 외측으로 연장되어 형성될 벽체 내에 위치하게 된다.
한편, 상측 슬래브 연결 부재(30)는 복수개의 보강구(31)와 이를 연결하는 강화 바(15 또는 35) 및 상기한 보강구(31)에 연결되는 헤디드 바(36)로 구성되며, 상기한 보강구(31)의 일부는 프리캐스트 콘크리트 계단 단위 구조체(10a)에 매설된다.
하측 슬래브 연결 부재(40)는 양 측판(20)의 하단부에 설치되어 양 측판(20)을 상호 연결하며, 헤디드 바(43)가 연결된 체결구(42)를 갖는 인서트 바(41)로 구성된다.
한편, 금속제 측판(20)의 형태에 관하여 언급하면, 경사 상면(24)과 경사 저면(25)을 가지며, 그 상측은 예각 모서리(23a)와 둔각 모서리(23b)를 가지는 수평 상면(23)이 형성되고, 그 하측은 수직면(26)과 수평 저면(27)을 형성한다.
본 발명에 따른 프리캐스트 콘크리트 계단(1)의 전체적인 형태에 있어서 주목하여야 할 점은, 프리캐스트 콘크리트 계단 단위 구조체(10,10a)의 각각의 경사저면(14)은 상기한 금속제 측판(20)의 경사 저면(25)과 일치하므로(즉, 동일 평면상에 위치) 계단(1)의 저면은 통상의 계단에서의 슬래브 저면과 다름없는 경사 평활면으로 형성되므로 시공업계나 보행자에 거부감이 없이 사용 정서상 친화적이라는 것이며, 측판(20)의 수평 상면(23)은 프리캐스트 콘크리트 계단 단위 구조체(10a)의 디딤면(11)과 일치(즉, 동일 평면상에 위치)한다는 것이다.
또한 필요하다면, 상기한 측판(20)의 상면 또는 그에 인접한 디딤면(11)에는 노약자를 위한 가이드 바 또는 안전 펜스를 설치할 수도 있음은 물론이다.
도 4는 본 발명에 따른 프리캐스트 콘크리트 계단(1)의 시공방법을 나타내는 측면도로서, 본 발명에 따른 프리캐스트 콘크리트 계단(1)은 역삼각 단면 형상을 갖는 복수개의 연속된 계단 단위 구조체(10)와 두 개의 금속제 측판(20), 그리고 상측 슬래브 연결 부재(30)와 하측 슬래브 연결 부재(40)로 구성되며, 프리캐스트 형태로 공사 현장에 제공되므로 계단 시공비의 원가 절감과, 복잡한 계단 시공 절차를 간소화함에 따른 인건비 절감 및 시공기간단축으로 인한 공사비 절감의 효과를 가지며, 계단 단위 구조체를 조립한 시스템 계단으로 구현함으로써 이동 가능한 무게의 프리캐스트 콘크리트 계단을 만들어 현장에서 거푸집 공사, 동바리공사 없이 간단하게 거치시키는 작업으로 설치할 수가 있다.
본 발명에 따른 프리캐스트 콘크리트 계단(1)은 그 조립 완료 후 현장의 계단 거치 장소로 크레인으로 이동시켜 거치함이 통상적일 것이나, 필요하다면, 대단위 아파트 공사 현장 등에서의 현장에서 간단히 조립하여 크레인으로 거치할 수도 있음은 물론이다.
상기한 본 발명에 따른 프리캐스트 콘크리트 계단(1)은 동바리(support)(61, 60)에 의해 지지되는 거푸집 바닥판(71, 70)을 이용하여 상측 및 하측 슬래브 연결 부재(30, 40)를 임시 지지하고, 상기 상측 및 하측 슬래브 연결 부재(30, 40)로부터 노출된 다수의 헤디드 바(36, 43) 부분에 거푸집을 만들고 이에 콘크리트를 타설하여 슬래브를 형성하는 것으로 본 발명에 따른 프리캐스트 콘크리트 계단(1)이 시공되며, 이 때 하측 슬래브 연결 부재(40)가 위치하는 배후 측에의 열려진 공간부에는 막음 거푸집(72)을 설치하여 타설된 콘크리트가 누설되지 않게 할 필요가 있다. 전술한 바와 같이 하여 프리캐스트 콘크리트 계단(1)의 상하 단부와 슬래브가 일체로 빈 틈 없이 연결되게 된다.
부연하면, 본 발명에 따른 프리캐스트 콘크리트 계단 단위 구조체를 성형함에 있어서는 당업계 공지의 다양한 유기 또는 무기 안료를 미리 혼합하고 교반한 후, 성형, 양생하는 것에 의해 다양한 칼라로 제조함으로써, 계단 완성 후 칼라 마감 작업을 간편화 또는 생략 가능하게 할 수도 있다.
도 1a 및 도 1b는 각각 발명에 따른 역삼각 단면 형상의 프리캐스트 콘크리트 계단 단위 구조체에 대한 사시도 및 평면도이다.
도 2a, 도 2b 및, 도 2c는 각각 도 1a의 프리캐스트 콘크리트 계단 단위 구조체를 이용한 본 발명의 프리캐스트 콘크리트 계단의 조립 상태를 설명하는 일부 분해 사시도, 측면도 및, 평면도이다.
도 3은 본 발명의 조립된 프리캐스트 콘크리트 계단의 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 프리캐스트 콘크리트 계단의 시공방법을 나타내는 측면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 프리캐스트 콘크리트 계단의 최상방에 위치하는 프리캐스트 콘크리트 계단 단위 구조체와 층참 또는 중간참의 연결을 위한 슬래브 연결 부재를 나타내는측면도이다.
도 6은 종래의 일반적인 계단의 측면도이다.
- 도면 중 주요부에 대한 부호의 설명 -
1: 본 발명에 따른 프리캐스트 콘크리트 계단
10: 본 발명에 따른 역삼각 단면 형상의 프리캐스트 콘크리트 계단 단위 구조체
11: 디딤면 11a: 제1 모따냄면
12: 챌면 12a: 제2 모따냄면
12b: 직각 모서리 13: 역삼각 측면
14: 경사 저면 15: 강화 바(reinforcing bar)
16: 너트부재 16a: 너트공
17: 당접면 18: 미끄럼 방지홈(anti-slip groove)
20: 측판 21: 체결공
22: 고정공 23: 수평 상면
23a: 모따냄면 23b: 둔각 모서리
24: 경사 상면 25: 경사 저면
26: 수직면 27: 수평 저면
30: 상측 슬래브 연결 부재(member)
31: 보강구(補强具: insert) 32: 연결부
32a: 너트공 33: 지지부
33a: 상측 연결공 33b: 하측 연결공
34: 연장부 34a: 연결공
35: 강화 바 36: 헤디드 바(headed bar)
40: 하측 슬래브 연결 부재
41: 인서트 바 42: 체결구
43: 헤디드 바
50: 볼트 51: 볼트 헤드 바
60, 61: 동바리 70, 71: 거푸집 바닥판
72: 막음 거푸집

Claims (20)

  1. 삭제
  2. 디딤면 및 챌면과;
    경사 저면과;
    챌면 쪽으로부터 후방으로 갈수록 두께가 감소되는 역삼각형의 양 측면; 그리고
    너트공을 갖는 연결부와, 지지부, 그리고 연장부로 형성되는 복수개의 보강구의 상기한 지지부와 연장부가 매설되고 상기한 복수개의 보강구가 상기한 디딤면 하방의 그 길이 방향을 따라 상호 평행하게 매설되어 있는 적어도 2개의 강화 바에 의해 연결 고정되는 상측 슬래브 연결 부재로 구성되는 역삼각 단면 형상의 프리캐스트 콘크리트 계단 단위 구조체.
  3. 제2항에 있어서, 상기한 강화 바가 3개 매설되며 그 중 2개는 디딤면의 전후방에 동일 깊이로 매설되고 나머지 1개는 챌면의 하방에 인접한 영역에 매설되되 상기한 디딤면의 전방에 매설된 강화 바와 챌면으로부터 동일 깊이에 매설되는 역삼각 단면 형상의 프리캐스트 콘크리트 계단 단위 구조체.
  4. 제2항에 있어서, 상기한 디딤면과 경사저면 사이에 제1 모따냄면을 가지며, 상기한 챌면과 경사저면 사이에 제2 모따냄면을 가지고, 상기 제1 및 제2 모따냄면의 모따냄 각도가 동일한 역삼각 단면 형상의 프리캐스트 콘크리트 계단 단위 구조체.
  5. 제2항에 있어서, 상기한 각각의 강화 바의 양단부가 너트부재로 형성되고 상기한 각각의 너트부재의 일단이 역삼각 측면에 노출되어 있는 역삼각 단면 형상의 프리캐스트 콘크리트 계단 단위 구조체.
  6. 제2항에 있어서, 상기한 디딤면의 전방에 그 길이 방향을 따라 복수개의 상호 평행한 미끄럼 방지홈이 형성되어 있는 역삼각 단면 형상의 프리캐스트 콘크리트 계단 단위 구조체.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제4항에 있어서, 상기 제1 및 제2 모따냄면의 양방에 그 길이 방향을 따라 탄성 수지체 협지용의 스트립 형상 오목부가 형성되거나, 또는 상기 제1 및 제2 모따냄면 중 어느 한쪽에는 그 길이 방향을 따라 스트립 형상의 볼록부를 형성하고 다른 한 쪽에는 그 길이 방향을 따라 탄성 수지체 협지용의 스트립 형상의 오목부가 형성되는 역삼각 단면 형상의 프리캐스트 콘크리트 계단 단위 구조체.
  10. 디딤면 및 챌면과 경사 저면, 그리고 챌면 쪽으로부터 후방으로 갈수록 두께가 감소되는 역삼각형의 양 측면을 가지며,
    상기한 디딤면의 하방에 그 길이 방향을 따라 적어도 2개의 강화 바가 상호 평행하게 매설되어 있는 역삼각 단면 형상으로 이루어진 다수의 프리캐스트 콘크리트 계단 단위 구조체와;
    2개의 금속제 측판;으로 구성되며,
    상기한 다수의 프리캐스트 콘크리트 계단 단위 구조체가 연속적으로 이어져 계단을 형성하도록 상기한 각각의 프리캐스트 콘크리트 계단 단위 구조체 내에 매설된 각각의 강화 바의 양단이 상기한 금속제 측판에 고정되어 있는 프리캐스트 콘크리트 계단.
  11. 제10항에 있어서, 다수의 프리캐스트 콘크리트 계단 단위 구조체 중 최상방에 위치하고 층참 또는 중간참 슬래브와 연결되는 프리캐스트 콘크리트 계단 단위 구조체가 디딤면 및 챌면과, 경사 저면과, 챌면 쪽으로부터 후방으로 갈수록 두께가 감소되는 역삼각형의 양 측면, 그리고 상측 슬래브 연결 부재를 가지며; 상기한 상측 슬래브 연결 부재는 헤디드 바가 연결되는 너트공을 갖는 연결부와, 지지부, 그리고 연장부로 형성되는 복수개의 보강구를 가지며 상기한 복수개의 보강구는 상기한 디딤면 하방의 길이 방향을 따라 상호 평행하게 매설되어 있는 상기 적어도 2개의 강화 바에 의해 상호 연결 고정되고; 상기한 보강구의 지지부와 연장부가 상기한 최상방에 위치하는 프리캐스트 콘크리트 계단 단위 구조체 내에 매설되어 있는 프리캐스트 콘크리트 계단.
  12. 제10항에 있어서, 양 측판의 하단부에 헤디드 바가 연결된 복수의 체결구를 갖는 인서트 바로 구성되며 양 측판을 상호 연결하는 하측 슬래브 연결 부재를 갖는 프리캐스트 콘크리트 계단.
  13. 제10항에 있어서, 상기한 프리캐스트 콘크리트 계단 단위 구조체 중에 매설된 강화 바의 상기한 금속제 측판에의 고정이 벽체로부터 유리된 측판은 볼트에 의해 고정되고 벽체 쪽 측판은 볼트 헤드 바에 의해 고정되는 프리캐스트 콘크리트 계단.
  14. 제10항에 있어서, 상기한 프리캐스트 콘크리트 계단 단위 구조체가 디딤면과 경사저면 사이의 제1 모따냄면과 챌면과 경사저면 사이의 제2 모따냄면을 가지며, 하나의 프리캐스트 콘크리트 계단 단위 구조체의 제1 모따냄면과 다른 프리캐스트 콘크리트 계단 단위 구조체의 제2 모따냄면이 상호 당접하는 프리캐스트 콘크리트 계단.
  15. 제14항에 있어서, 하나의 프리캐스트 콘크리트 계단 단위 구조체의 제1 모따냄면과 다른 프리캐스트 콘크리트 계단 단위 구조체의 제2 모따냄면의 상호 당접면에 실리콘 또는 라텍스로 된 탄성 수지가 개재(介在)되어 있는 프리캐스트 콘크리트 계단.
  16. 제10항에 있어서, 상기한 측판이 경사 상면 및 경사 저면을 가지며, 그 상방측은 예각 모서리 및 둔각 모서리에 의해 한정되는 수평 상면을 가지고, 그 하방측은 수직면과 수평 저면을 가지며; 상기한 측판의 수평 상면과 최상방의 프리캐스트 콘크리트 계단 단위 구조체의 디딤면이 상호 동일 평면상에 위치하고; 상기한 측판의 경사 저면과 모든 프리캐스트 콘크리트 계단 단위 구조체의 경사 저면이 상호 동일 평면상에 위치하는 프리캐스트 콘크리트 계단.
  17. 디딤면 및 챌면과 경사 저면, 그리고 챌면 쪽으로부터 후방으로 갈수록 두께가 감소되는 역삼각형의 양 측면을 가지며,
    상기한 디딤면의 하방에 그 길이 방향을 따라 적어도 2개의 강화 바가 상호 평행하게 매설되고,
    상기한 디딤면과 경사저면 사이에 제1 모따냄면을 가지며, 상기한 챌면과 경사저면 사이에 제2 모따냄면을 가지고, 상기 제1 및 제2 모따냄면의 모따냄 각도가 동일한 역삼각 단면 형상의 프리캐스트 콘크리트 계단 단위 구조체.
  18. 디딤면 및 챌면과 경사 저면, 그리고 챌면 쪽으로부터 후방으로 갈수록 두께가 감소되는 역삼각형의 양 측면을 가지며,
    상기한 디딤면의 하방에 그 길이 방향을 따라 적어도 2개의 강화 바가 상호 평행하게 매설되고,
    상기한 각각의 강화 바의 양단부가 너트부재로 형성되고 상기한 각각의 너트부재의 일단이 역삼각 측면에 노출되어 있는 역삼각 단면 형상의 프리캐스트 콘크리트 계단 단위 구조체.
  19. 제17항에 있어서, 상기 제1 및 제2 모따냄면의 양방에 그 길이 방향을 따라 탄성 수지체 협지용의 스트립 형상 오목부가 형성되거나, 또는 상기 제1 및 제2 모따냄면 중 어느 한쪽에는 그 길이 방향을 따라 스트립 형상의 볼록부를 형성하고 다른 한 쪽에는 그 길이 방향을 따라 탄성 수지체 협지용의 스트립 형상의 오목부가 형성되는 역삼각 단면 형상의 프리캐스트 콘크리트 계단 단위 구조체.
  20. 삭제
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