KR100946573B1 - 레벨 조절 기능을 갖는 강구조의 주각 구조 및 시공방법 - Google Patents

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본 발명은 레벨 조절 기능을 갖고 앵커볼트에 발생하는 인발력에 의해 기초 콘크리트면에 균열이 발생하는 것을 방지할 수 있는 강구조의 주각 구조 및 시공방법에 관한 것이다.
본 발명의 적절한 실시형태에 따르면, 기초 콘크리트; 기초 콘크리트에 매입되는 복수의 앵커볼트; 앵커볼트의 하단에 결합되는 앵커플레이트; 기초 콘크리트의 상면에 설치되는 안착판; 안착판 상면에 설치되며 상부에 개구가 형성되고 양측면에 주름이 형성된 충전팩 본체와, 충전팩 본체의 개구를 폐쇄하도록 결합된 받침판과, 충전팩 본체를 관통하여 기초 콘크리트에 매입되고 앵커볼트가 관통하는 복수의 케이싱과, 충전팩 본체에 충전되는 모르타르를 포함하는 충전팩 베이스; 및 충전팩 베이스의 받침판을 관통해 상부로 노출된 앵커볼트를 통해 충전팩 베이스 상부에 고정되는 강재 기둥을 포함하는 것을 특징으로 하는 강구조의 주각 구조가 제공된다.
주각, 강구조, 레벨 조절, 충전팩 베이스, 케이싱

Description

레벨 조절 기능을 갖는 강구조의 주각 구조 및 시공방법{Steel base with adjusting leveling and construction method using the same}
본 발명은 레벨 조절 기능을 갖고 앵커볼트에 발생하는 인발력에 의해 기초 콘크리트면에 균열이 발생하는 것을 방지할 수 있는 강구조의 주각 구조 및 시공방법에 관한 것이다.
주각(柱脚))은 기둥을 타고 내려온 하중을 기초에 전달하는 부분을 말한다. 강구조에서 주각은 강재와 기초 콘크리트라는 서로 다른 재료끼리의 접합이기 때문에 응력해석도 복잡하고 시공 또한 까다로운 편이다. 강구조의 주각은 기둥의 하중과 모멘트를 기초에 전달하는 방법에 따라 핀주각, 고정주각 및 매입형 주각 등의 형식이 있다. 주각은 기둥의 하중과 모멘트를 기초를 통하여 지지지반에 전달하고 기초 콘크리트에 지압응력이 잘 분포되도록 충분한 면적과 두께를 갖는 베이스 플레이트를 필요로 한다.
기둥의 축방향력을 기초에 전달하기 위해서는 베이스 플레이트와 기초면의 밀착이 중요하다. 그러나 기초 콘크리트면은 일반적으로 평활하지 않으므로 베이스 플레이트를 직접 기초 콘크리트면에 밀착시키는 것은 곤란하다. 일반적으로 베이스 플레이트를 앵커볼트에 가조립한 후 베이스 플레이트 밑면에 무수축 모르타르를 충전시켜 기초 콘크리트와 베이스 플레이트를 밀착시킨다. 그러나 이러한 모르타르의 충전에 따라 주각의 성능에 크게 영향을 미치기 때문에 시공시 상당한 주의가 필요하다.
또한, 앵커볼트에 인발력이 작용할 경우 기초 콘크리트면에 균열이 발생하여 기초 콘크리트의 지압응력이 떨어지고 심각한 경우 기초 콘크리트가 파괴되어 구조적으로 심각한 문제를 야기시킨다.
본 발명은 기초 콘크리트면이 평활하지 않게 되어 베이스 플레이트를 직접 기초 콘크리트에 밀착시키는 것이 곤란한 문제를 해결하고 건조수축과 크리프에 의해 기초 콘크리트면이 낮아지는 것을 보상하며 앵커볼트에 작용하는 인발력에 의해 기초 콘크리트면에 균열이 발생하는 것을 방지할 수 있는 강구조의 주각 구조 및 시공방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 적절한 실시형태에 따르면, 기초 콘크리트; 기초 콘크리트에 매입되는 복수의 앵커볼트; 앵커볼트의 하단에 결합되는 앵커플레이트; 기초 콘크리트의 상면에 설치되는 안착판; 안착판 상면에 설치되며 상부에 개구가 형성되고 양측면에 주름이 형성된 충전팩 본체와, 충전팩 본체의 개구를 폐쇄하도록 결합된 받침판과, 충전팩 본체를 관통하여 기초 콘크리트에 매입되고 앵커볼트가 관통하는 복수의 케이싱과, 충전팩 본체에 충전되는 모르타르를 포함하는 충전팩 베이스; 및 충전팩 베이스의 받침판을 관통해 상부로 노출된 앵커볼트를 통해 충전팩 베이스 상부에 고정되는 강재 기둥을 포함하는 것을 특징으로 하는 강구조의 주각 구조가 제공된다.
본 발명의 다른 적절한 실시형태에 따르면, 안착판과 충전팩 베이스의 측면 사이에는 고무가 더 설치된다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시형태에 따르면, 복수의 앵커볼트의 단부에 앵 커플레이트를 고정하는 단계; 안착판과 충전팩 베이스를 앵커볼트의 상부에 조립하는 단계; 기초 콘크리트 거푸집을 조립하고 기초 콘크리트를 타설하는 단계; 기초 콘크리트 경화 후 충전팩 베이스의 충전팩 본체 내부에 모르타르를 충전하는 단계; 및 충전팩 본체 내부에 충전된 모르타르가 완전히 경화된 후 강재 기둥을 충전팩 베이스 상부에 고정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 강구조의 주각 시공방법이 제공된다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시형태에 따르면, 강재 기둥을 고정하기 전 또는 후에 충전팩 베이스와 안착판 사이에 고무를 설치하는 단계를 더 포함한다.
본 발명에 따르면 안착판과 충전팩 베이스를 이용해 베이스 플레이트를 충전팩 베이스에 밀착시키는 것이 가능하다.
또한 건조수축과 크리프에 의해 기초 콘크리트면이 낮아지는 것을 레벨 조절이 가능한 충전팩 베이스를 통해 보상할 수 있다.
또한 충전팩 본체를 관통하여 기초 콘크리트에 매입되는 케이싱을 통해 앵커볼트에 작용하는 인발력에 의해 기초 콘크리트면에 균열이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 도면들 중, 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호를 표기하며, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 강구조의 주각 구조를 나타낸 단면도이고, 도 2는 충전팩 베이스를 나타낸 사시도이다.
도 1에 나타낸 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 강구조의 주각 구조는, 기초 콘크리트(10), 기초 콘크리트(10)에 매입되는 복수의 앵커볼트(20), 앵커볼트(20)의 하단에 결합되는 앵커플레이트(30), 기초 콘크리트(10)의 상면에 설치되는 안착판(40), 안착판(40) 상면에 설치되며 상부에 개구가 형성되고 측면에 주름(512)이 형성된 충전팩 본체(51)와 충전팩 본체(51)의 개구(511)를 폐쇄하도록 결합된 받침판(52)과 충전팩 본체(51)를 관통하여 기초 콘크리트(10)에 매입되고 앵커볼트(20)가 관통하는 복수의 케이싱(53)과 충전팩 본체(51)에 충전되는 모르타르(54)를 포함하는 충전팩 베이스(50) 및 앵커볼트(20)를 통해 받침판(52)에 고정되는 강재 기둥(60)으로 구성된다.
기초 콘크리트(10), 기초 콘크리트(10)에 매입되는 복수의 앵커볼트(20) 및 앵커볼트(20)의 하단에 결합되는 앵커플레이트(30)의 구성은 이 발명이 속하는 기술분야에서 공지된 기술구성에서 임의로 선택될 수 있다.
안착판(40)은 기초 콘크리트(10) 상면의 평활하지 않은 면을 처리한 다음 설치되는 것으로, 종래 평활하지 않은 기초 콘크리트면으로 인해 베이스 플레이트를 직접 기초 콘크리트면에 밀착시키는 것이 곤란한 문제를 해결한다. 안착판(40)과 충전팩 베이스(50)의 측면 사이에는 고무(70)가 설치될 수 있고, 이에 따라 주각 설치시 발생할 수 있는 수평오차를 흡수하게 된다.
충전팩 베이스(50)는 안착판(40) 상면에 설치되어 건조수축과 크리프에 의해 기초 콘크리트 상면이 침하되어 설계면보다 낮아지는 것을 보상함과 아울러 앵커볼트에 작용하는 인발력에 의해 기초 콘크리트면에 균열이 발생하는 것을 방지한다. 충전팩 베이스(50)는 충전팩 본체(51), 충전팩 본체(51)의 상부에 결합되는 받침판(52), 충전팩 본체(51)를 관통하는 케이싱(53) 및 충전팩 본체(51) 내부에 충전되는 모르타르(54)로 이루어진다.
충전팩 본체(51)는 얇은 강판을 조립하여 상부에 개구가 형성된 상자형으로 구성되는 것으로 측면에는 주름(512)이 형성되어 있다. 이 주름(512)은 충전팩 본체(51) 내부에 모르타르를 충전할 때 그 압력에 의해 펼쳐져 충전팩 본체(51)의 전체 높이가 주름이 펼쳐진 높이만큼 증가하도록 구성된 것으로서 건조수축과 크리프에 의해 기초 콘크리트 상면이 침하되어 설계면보다 낮아진 것을 보상한다. 충전팩 본체(51)의 일측면에는 모르타르를 주입하기 위한 주입구멍(513)이 천공된다.
충전팩 본체(51)의 개구(511)에는 받침판(52)을 설치하여 개구(511)를 폐쇄한다. 받침판(52)에는 앵커볼트(20)가 관통되는 구멍(521)이 천공되고 강재 기둥(60)의 베이스 플레이트가 앵커볼트(20)를 이용해 고정된다.
케이싱(53)은 충전팩 본체(51)의 바닥면을 관통하여 기초 콘크리트에 일정 길이가 매입되는 길이를 갖는다. 케이싱(53)은 앵커볼트(20)에 인발력이 작용시 기초 콘크리트(10)와 부착응력이 발생하지 않도록 하여 기초 콘크리트(10)가 파괴되지 않도록 유도한다. 즉, 케이싱(53)은 앵커볼트(20)의 자유장 구간과 정착장 구간을 구분하여 인발력을 받은 앵커볼트(20)에 의해 기초 콘크리트(10)가 콘(Cone) 형상으로 파괴되는 것을 방지한다. 기초 콘크리트(10)에 매입되는 길이는 앵커볼 트(20)가 직접 기초 콘크리트에 매입될 경우 앵커볼트(20)에 작용하는 인발력에 의해 기초 콘크리트(10)에 발생하는 파괴각도(θ)을 고려하여 결정된다. 앵커볼트(20)는 케이싱(53)을 관통하여 받침판(52) 상면으로 노출되도록 설치된다. 케이싱(53)은 앵커볼트(20)의 직경보다 더 큰 내경을 갖는 파이프나 주름관으로 구성될 수 있다. 주름관을 케이싱(53)으로 사용할 경우 기초 콘크리트와의 부착력을 높일 수 있다.
충전팩 본체(51)의 내부에는 모르타르(54)가 충전된다. 모르타르(54)는 일정한 압력으로 충전팩 본체(51) 내부로 주입되어 모르타르(54)의 충전과 동시에 충전팩 본체(51)의 측면에 형성된 주름(512)이 펴지도록 한다. 이에 따라 기초 콘크리트와 강재 기둥 사이의 레벨 조절이 이루어진다.
충전팩 베이스(50)의 받침판(52) 상부로 노출된 앵커볼트(20)를 통해 강재 기둥(60)이 설치된다. 강재 기둥(60)의 하단에는 베이스 플레이트(61)가 결합되어 있고 앵커볼트(20)가 베이스 플레이트(61)를 관통하며 베이스 플레이트(61) 상부로 노출된 앵커볼트(20)에 너트(62)를 체결함으로써 강재 기둥(60)이 충전팩 베이스 (50)상에 고정된다. 강재 기둥(60)으로는 H형강 기둥이나 강관 기둥이 사용될 수 있으며 강재 기둥의 내부에 콘크리트가 충전된 충전강관기둥이 적용될 수 있음은 물론이다.
도 3a 내지 도 3e는 본 발명에 따른 강구조의 주각 구조를 시공하는 방법을 순서대로 나타낸 것이다.
먼저, 도 3a에서와 같이 복수의 앵커볼트(20)의 하단부에 앵커플레이트(30) 를 고정한다. 앵커플레이트(30)는 평판, 앵글 또는 채널 등으로 구성될 수 있고 복수의 앵커볼트(20)의 위치를 고정함과 동시에 추가적인 정착력을 갖기 위해 앵커볼트(20)의 단부에 두는 갈고리와 같은 기능을 한다.
다음으로, 도 3b에서와 같이 안착판(40)과 충전팩 베이스(50)를 앵커볼트(20)의 상부에 가조립한다. 이때 충전팩 베이스(50)의 내부에는 모르타르가 충전되어 있지 않다.
다음으로, 도 3c에서와 같이 기초 콘크리트 거푸집을 조립하고 기초 콘크리트(10)를 타설한 다음 양생한다.
다음으로, 도 3d에서와 같이 충전팩 베이스(50)의 충전팩 본체 내부에 모르타르(54)를 충전한다. 모르타르는 일정한 압력으로 충전팩 본체 내부에 주입되며 이에 따라 충전팩 본체의 양측면에 형성된 주름이 펼쳐지면서 충전팩 베이스의 높이가 상승하게 된다.
마지막으로 충전팩 본체 내부에 충전된 모르타르가 완전히 경화된 후 도 3e에서와 같이 강재 기둥의 베이스 플레이트를 충전팩 베이스 상부로 노출된 앵커볼트에 끼우고 너트를 체결하여 고정한다. 그리고 충전팩 베이스와 안착판 사이에 고무를 설치한다.
지금까지 본 발명을 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시 예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있다.
본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 첨부한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 강구조의 주각 구조를 나타낸 단면도이고, 도 2는 충전팩 베이스를 나타낸 사시도이다.
도 3a 내지 도 3e는 본 발명에 따른 강구조의 주각 구조를 시공하는 방법을 순서대로 나타낸 것이다.

Claims (4)

  1. 기초 콘크리트(10);
    기초 콘크리트(10)에 매입되는 복수의 앵커볼트(20);
    앵커볼트(20)의 하단에 결합되는 앵커플레이트(30);
    기초 콘크리트(10)의 상면에 설치되는 안착판(40);
    안착판(40) 상면에 설치되며 상부에 개구(511)가 형성되고 양측면에 주름(512)이 형성된 충전팩 본체(51)와, 충전팩 본체(51)의 개구(511)를 폐쇄하도록 결합된 받침판(52)과, 충전팩 본체(51)를 관통하여 기초 콘크리트(10)에 매입되고 앵커볼트(20)가 관통하는 복수의 케이싱(53)과, 충전팩 본체(51)에 충전되는 모르타르(54)를 포함하는 충전팩 베이스(50); 및
    충전팩 베이스(50)의 받침판(52)을 관통해 상부로 노출된 앵커볼트(20)를 통해 충전팩 베이스(50) 상부에 고정되는 강재 기둥(60)을 포함하는 것을 특징으로 하는 강구조의 주각 구조.
  2. 청구항 1에 있어서,
    안착판(40)과 충전팩 베이스(50)의 측면 사이에는 고무(70)가 더 설치된 것을 특징으로 하는 강구조의 주각 구조.
  3. 복수의 앵커볼트의 단부에 앵커플레이트를 고정하는 단계;
    청구항 1에 기재된 안착판과 충전팩 베이스를 앵커볼트의 상부에 조립하는 단계;
    기초 콘크리트 거푸집을 조립하고 기초 콘크리트를 타설하는 단계;
    기초 콘크리트 경화 후 충전팩 베이스의 충전팩 본체 내부에 모르타르를 충전하는 단계; 및
    충전팩 본체 내부에 충전된 모르타르가 완전히 경화된 후 강재 기둥을 충전팩 베이스 상부에 고정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 강구조의 주각 시공방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    강재 기둥을 고정하기 전 또는 후에 충전팩 베이스와 안착판 사이에 고무를 설치하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 강구조의 주각 시공방법.
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