KR100974528B1 - 철골 보를 이용한 2방향 슬래브 및 그 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 철골보를 이용하여 2방향 슬래브를 구성할 수 있는 2방향 슬래브 및 그 시공방법에 관한 것으로서, 길이방향으로 소정 간격으로 배치되는 주근과, 상기 주근의 배치방향과 직교하는 방향으로 배치되는 위치고정 철근을 가지는 복수의 1방향 하프PC와; 상기 복수의 1방향 하프PC의 끝단이 얹혀놓여지는 철골보와; 상기 복수의 1방향 하프PC의 상부면에 걸쳐서 상기 주근의 배치방향과 직교하는 방향으로 배치되는 하부 배력근과, 상기 복수의 1방향 하프PC에 걸쳐서 배치되는 상부 철근과, 상기 1방향 하프PC의 상부에 현장에서 타설되는 상부콘크리트층을 포함하여 구성되어, 철골보에 하프PC를 용이하게 설치할 수 있으므로 슬래브의 시공이 더욱 용이하고, 1방향 하프PC를 이용하여 2방향 슬래브로 시공함으로써, 1방향 슬래브에 필요한 보를 필요로 하지 않기 때문에 시공성이 용이하고, 공기를 단축할 수 있는 무량판 구조를 적용할 수 있고, 거푸집 설치에 소요되는 시간과 노력 및 비용을 절감할 수 있고, 종래의 2방향 슬래브에서 1방향 PC슬래브를 활용함에 따라 소요되는 과다한 연결철근의 낭비를 줄일 수 있다.

또한, 1방향 하프PC에 대체하여, 내측으로 절곡되어 형성된 돌기부를 가지는 1방향 데크플레이트를 이용함으로써, 데크 플레이트의 돌기부분을 철근을 대신하는 구조배근으로 활용하고 돌기의 직교방향에 배력근을 배근하여 2방향 슬래브로 구성함으로써, 1방향 데크플레이트를 이용하면서도 2방향 슬래브의 장점을 확보할 수 있고, 경량체를 배치하여 슬래브의 두께를 확보하고 슬래브판이 직접 기둥에 하중 을 전달하는 플랫 플레이트 형태로 철골보를 최소화 할 수 있어 경제성을 추구할 수 있다.

철골보, 하프PC, 데크 플레이트, 1방향 슬래브, 2방향 슬래브

Description

철골 보를 이용한 2방향 슬래브 및 그 시공방법{2 WAY SLAB USING STEEL BEAM, CONSTRUCTION METHOD FOR THE SAME}

본 발명은 2방향 슬래브 및 그 시공방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 철골보와 1방향 하프PC 또는 데크 플레이트와 중공 경량체를 이용하여 2방향 슬래브를 구성할 수 있는 2방향 슬래브 및 그 시공방법에 관한 것이다.

일반적으로, 슬래브는 기둥들 사이에 설치되는 판 형상의 건축구조물로서, 콘크리트 바닥 슬래브를 시공하는 방식에는 거푸집을 설치하고 철근을 배근한 후 현장에서 직접 콘크리트를 타설하는 현장 타설 공법과, 공장에서 미리 철근이 배근된 일정 규격의 콘크리트 단위부재를 제작하고 현장에서는 이를 연이어 조립하여 구조체를 형성하는 PC공법(Precast Concrete공법)을 들 수 있다.

현장 타설 공법은 거푸집의 제작 해체에 따른 많은 인력과 자재 및 시간이 소요되는 단점이 있어서, 최근에는 거푸집 공사 및 콘크리트 타설 작업을 필요로 하지 않는 PC 공법을 채택하여 부재의 표준화, 공정의 간소화, 노동 생산성 등을 추구하고 있는 추세이다.

한편, 슬래브는 1방향 슬래브와 2방향 슬래브로 구분할 수 있는 바, 1방향 슬래브는 단변 대 장변의 비가 2이상인 것으로서, 대부분의 하중을 단변방향으로 전달하기 때문에, 슬래브의 하부에 보(beam)을 설치하여 상부로부터의 하중을 전달하고 있다. 2방향 슬래브는 단변 대 장변의 비가 2이하인 것으로서, 비정형 및 곡선형태의 평면설계에 적합하고 하부에 작은 보가 필요없으므로 시공이 용이하고 공기를 단축할 수 있다는 장점이 있을 뿐만 아니라 보가 전혀 없는 플랫 플레이트 또는 플랫 슬래브 구조에 적합하다는 장점이 있다.

그러나 프리캐스트 콘크리트를 이용하여 슬래브를 시공하는 경우, 종래에는 주로 1방향 PC슬래브로 시공하고 있다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 공장에서 미리 제작한 프리캐스트 콘크리트의 운반조건, 즉 도로폭 등의 조건을 고려하면 대략 1.5 ~ 2.6m 폭으로 제작되고 있고, 이러한 제약에 의해 PC슬래브는 보통 1방향 슬래브로 제조되고 있다.

프리캐스트 콘크리트 슬래브를 1방향 슬래브로 하는 경우, 도 1에 나타낸 바와 같이, 슬래브의 하부에 보의 설치가 필수적이고, 이로 인해 보의 설치에 따른 보의 개수가 증가함에 따라 시공기간, 공수 등의 증가에 따라 시공비가 증가하고 있는 문제점이 있었다. 또한, 이러한 1방향 PC슬래브를 이용하여 2방향 슬래브로 시공하고자 하는 경우, 예를 들면 F19의 배력근을 배근하는 경우, PC의 폭은 대략 2m 내외인 것에 비해 이음길이는 90cm에 달하고 PC의 양측을 고려하면 이음길이는 1.8m에 달하게 되어 연결철근이 과다하게 소요되어 비경제적이 되는 문제점이 있었다.

한편, 최근에는 동바리와 거푸집을 사용하지 않고, 도 2에 나타낸 바와 같이, 철골보와 거푸집 역할을 하는 춤이 깊은 데크 플레이트를 이용하여 철근콘크리트 구조물의 슬래브를 형성하는 공법이 사용되고 있다.

이러한 데크플레이트를 이용한 슬래브 시공방법은 건물의 층고를 낮출 수있다는 장점 외에 데크 플레이트의 춤이 깊기 때문에 우수한 단면 성능을 제공하고 처짐에 대한 저항력이 크기 때문에 장스팬의 시공이 가능하며, 작은 보와 거푸집 설치의 생략으로 공사기간의 단축 및 공사비를 절감할 수 있어서 많이 사용되고 있다.

그러나, 이러한 철골보를 이용한 슬래브나 데크 플레이트를 이용한 슬래브는, 대부분 1방향 슬래브로서 이방향성을 갖는 장방형의 경간에서도 데크 플레이트의 골방향으로 인위적인 일방향의 하중경로를 갖도록 설계하는 것이 일반적이지만, 이에 직교하는 방향으로의 하중흐름에 의한 초기 균열의 발생이 쉽다고 하는 문제점이 있었다. 또한, 춤이 큰 데크 플레이트의 하중이 데크 플레이트의 골방향에 직교하는 방향의 철골보로만 가해져, 철골보에 가해지는 하중부담이 크며, 또한 천정고를 줄이기 위해 춤을 최소화한 보로서 상대적으로 강성확보가 어려운 문제점이 있었다.

본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하고자 하는 것으로서, 철골보와 1방향 프리캐스트 콘크리트 패널을 이용하면서도 연결철근을 과다하게 사용하지 않는 2방향 슬래브로 시공할 수 있도록 구성하여 하부에 보가 필요없는 플랫 슬래브에 적용 가능한 2방향 PC슬래브를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 1방향 프리캐스트 콘크리트 패널 대신 1방향 데크 플레이트를 사용한 2방향 슬래브를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 철골보를 이용한 2방향 슬래브는, 길이방향으로 소정 간격으로 배치되는 주근과, 상기 주근의 배치방향과 직교하는 방향으로 배치되는 위치고정 철근을 가지는 복수의 1방향 하프PC와; 상기 복수의 1방향 하프PC의 끝단이 얹혀놓여지는 철골보와; 상기 복수의 1방향 하프PC의 상부면에 걸쳐서 상기 주근의 배치방향과 직교하는 방향으로 배치되는 하부 배력근과, 상기 복수의 1방향 하프PC에 걸쳐서 배치되는 상부 철근과, 상기 1방향 하프PC의 상부에 현장에서 타설되는 상부콘크리트층을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 하부 배력근의 상부에 배치되는 경량체를 더욱 포함하여 구성되며, 상기 경량체는, 상기 하부배력근의 상부에 배치되는 하부 와이어 메쉬와, 상 기 하부 와이어 메쉬 상부에 배치되는 복수의 경량체 본체와, 상기 경량체 본체의 상부에 배치되는 상부 와이어 메쉬와, 상기 상부 와이어 메쉬와 상기 하부 와이어 메쉬에 고정되는 트러스 부재를 포함하여 구성되며, 상기 하부 와이어메쉬와 상기 경량체와 상기 상부 와이어메쉬와 상기 트러스부재는 공장에서 미리 조립되는 유니트형 경량체인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 1방향 하프PC의 상부면 가장자리는 경사지게 형성하여 인접한 1방향 하프PC와의 사이에서 모따기부를 마련하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 1방향 하프PC의 하부면에는 하부측을 향하여 돌출 형성되며 상기 1방향 하프PC의 길이방향을 따라 단변방향에 일정간격으로 설치되는 돌출 지지부를 더욱 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 철골보를 이용한 2방향 슬래브는, 내측으로 절곡되어 형성된 돌기부를 가지는 1방향 데크플레이트와, 상기 돌기부의 길이방향과 직교하는 방향으로 배치되는 하부배력근과, 상기 1방향 데크플레이트의 끝단이 얹혀놓여지는 철골보와; 상기 하부배력근의 상부에 배치되는 복수의 경량체와, 상기 경량체의 상부에 배치되는 상부 철근과, 상기 1방향 데크플레이트, 상기 경량체의 상부에 현장에서 타설되는 상부콘크리트층을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 돌기부의 상부에 체결되는 부력방지부재를 더욱 구비하며, 상기 부력방지부재는, 내측에 삽입구멍이 마련된 상부고정부와, 상기 상부고정부의 하부에 일체로 형성되며 상기 상부고정부보다 작은 두께를 가지는 몸체부와, 상기 몸체부의 하부에 일체로 형성되는 하부삽입부로 구성되며, 상기 하부삽입부는 끝단 이 뾰족하게 형성된 첨단을 이루며 탄성력에 의해 상기 몸체부로부터 하부측을 향하여 외측으로 벌어지도록 형성된 복수의 피스로 구성되며, 상기 복수의 피스의 첨단의 반대측에는 상부측을 향하여 경사지게 돌출되도록 형성된 걸림첨단이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 부력방지부재는, 상부끝단이 슬래브의 상부철근에 결속선 등을 통해 고정되는 상부고정부와, 상기 상부고정부의 하부에 일체로 형성되며 상기 상부고정부보다 큰 둘레를 가지는 하부고정부와, 상기 하부고정부의 끝단에서 내측 상부를 향하여 절곡되어 형성되며, 상기 돌기부의 하부면에 걸림고정되는 걸림고정부와, 상기 상부고정부의 중간부분에 설치되어 상기 걸림고정부가 상기 돌기부의 하부면에 더욱 안정되게 걸림고정되도록 가압하는 조임밴드로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 철골보 및 1방향 하프PC를 이용한 2방향 슬래브의 시공방법은, 위치고정철근을 배치하고 상기 위치고정철근에 직교하는 길이방향으로 주근을 배치한 후 콘크리트를 타설하여 공장에서 미리 단위폭으로 제작되는 1방향 하프PC를 준비하는 단계와, 상기 1방향 하프PC를 현장에 운반하는 단계와, 구조물의 기둥과 기둥사이에 설치된 철골보에 상기 1방향 하프PC의 끝단을 얹어놓고 설치하는 단계와, 상기 설치된 복수의 1방향 하프PC에 걸쳐서 상기 주근과 직교하는 방향으로 상기 1방향 하프PC의 상부면에 하부배력근을 배치하는 단계와, 상기 철골보 및 복수의 1방향 하프PC에 걸쳐서 상부 철근을 배치하는 단계와, 상기 1방향 하프PC의 상부에 상기 하부 배력근과 상기 상부 철근을 덮도록 현장에서 콘크리트 를 타설하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 하부 와이어 메쉬와, 복수의 경량체 본체와, 상부 와이어 메쉬와, 상기 상부 와이어 메쉬와, 트러스 부재가 미리 조립된 유니트형 경량체를 상기 하부배력근의 상부에 배치하는 단계와, 상기 1방향 하프PC의 상부면으로 돌출되도록 형성되어 부력방지용 고정철근을 상기 1방향 하프PC에 매설하고, 상기 유니트형 경량체를 배치한 후 상기 트러스부재 또는 상기 상부철근에 상기 부력방지용 고정철근을 연결하는 단계를 더욱 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 철골보 및 1방향 데크 플레이트를 이용한 2방향 슬래브의 시공방법은, 내측으로 절곡되어 형성된 돌기부를 가지는 1방향 데크플레이트를 준비하는 단계와, 상기 1방향 데크플레이트를 현장에 운반하는 단계와, 구조물의 기둥과 기둥사이에 설치된 철골보에 상기 1방향 데크플레이트의 끝단을 얹어놓고 설치하는 단계와, 상기 설치된 복수의 1방향 데크플레이트에 걸쳐서 상기 돌기부와 직교하는 방향으로 상기 1방향 데크플레이트의 상부면에 하부배력근을 배치하는 단계와, 상기 철골보 및 복수의 1방향 데크플레이트에 걸쳐서 상부 철근을 배치하는 단계와, 상기 1방향 데크플레이트의 상부에 상기 하부배력근과 상기 상부 철근을 덮도록 현장에서 콘크리트를 타설하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 하부 와이어 메쉬와, 복수의 경량체 본체와, 상부 와이어 메쉬와, 상기 상부 와이어 메쉬와, 트러스 부재가 미리 조립된 유니트형 경량체를 상기 하부배력근의 상부에 배치하는 단계와, 걸림첨단이 형성된 부력방지부재를 상기 돌기부에 체결하고, 상기 유니트형 경량체를 배치한 후 상기 부력방지부재의 상부끝 단을 상기 상부철근에 고정하는 단계를 더욱 구비하는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의하면, 철골보에 하프PC를 용이하게 설치할 수 있으므로 슬래브의 시공이 더욱 용이하고, 1방향 하프PC를 이용하여 2방향 슬래브로 시공함으로써, 1방향 슬래브에 필요한 보를 필요로 하지 않기 때문에 시공성이 용이하고, 공기를 단축할 수 있는 무량판 구조를 적용할 수 있는 이점이 있다.

또한, 하프 PC를 이용하여 종래의 슬래브 시공에서 필요로 하는 거푸집 설치에 소요되는 시간과 노력 및 비용을 절감할 수 있고, 종래의 2방향 슬래브에서 1방향 PC슬래브를 활용함에 따라 소요되는 과다한 연결철근의 낭비를 줄일 수 있다.

또한, 1방향 하프PC판 대신에 1방향 데크 플레이트를 사용한 경우에도 데크의 돌기부분을 철근을 대신하는 구조배근으로 활용하고 돌기의 직교방향에 배력근을 배근하여 2방향 슬래브로 구성함으로써, 1방향 데크플레이트를 이용하면서도 2방향 슬래브의 장점을 확보할 수 있다.

더욱이 경량체를 배치하여 슬래브의 두께를 확보하고 슬래브판이 직접 기둥에 하중을 전달하는 플랫 플레이트 형태로 철골보를 최소화 할 수 있어 경제성을 추구할 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 철골보를 이용한 2방향 슬래브 및 그 시공방법에 대하여 상세하게 설명한다.

도 3는 본 발명에 의한 2방향 슬래브를 나타내는 도면, 도 4는 도 3의 A-A를 따라 본 단면도, 도 5는 도 3의 B-B를 따라 본 단면도, 도 6은 본 발명의 1방향 하프PC를 나타내는 도면, 도 7은 본 발명의 유니트형 경량체를 나타내는 도면, 도 8은 본 발명의 다양한 철골보를 나타내는 도면이다.

도 3 내지 도 8에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 의한 하프PC를 이용한 2방향 슬래브(1)는, 철골보(2)와, 1방향 하프PC(10)와, 하부배력근(20)과, 유니트형 경량체(30)와, 상부 철근(40)과, 현장타설 콘크리트층(50)으로 구성된다.

상기 1방향 하프PC(10)는, 주근(11)과, 위치고정철근(12)과, 오목홈(13)으로 구성되어 있고, 공장에서 미리 제조되어 원하는 현장에 반입되어 설치된다.

상기 주근(11)은 종래의 슬래브의 하부철근의 주근에 해당되며, 상기 주근은 하프PC의 길이방향으로 일정간격으로 배치되어 있다. 상기 주근은 주열대(C.S)와 주간대(M.S)를 구분하여 일방향으로만 배근된다. 본 명세서에 있어서, 기둥 바로 위의 유한폭대를 주열대라 칭하고, 주열대 사이의 유한폭대를 주간대라 칭한다. 상기 주근은 슬래브에 가해지는 하중을 고려한 설계에 따라 적절한 직경의 것을 사용하지만, 본 실시예에 있어서는 Φ19의 것을 예로 한다.

상기 주근의 배치방향과 직교하는 방향으로 상기 주근을 소정위치에 어긋남이 없이 위치시키도록 위치고정철근(12)을 배치한다. 상기 위치고정철근은 하중을 부담하는 철근으로서 기능하는 것이 아니므로, 상기 주근의 위치를 고정하기에 충분한 직경의 것을 사용하며, 본 실시예에 있어서는 Φ6의 것을 사용한다.

상기 1방향 하프PC의 상부면에는 오목하게 형성된 오목홈(13)이 복수개 형성되어, 현장에서 타설되는 현장타설 콘크리트(50)와 맞물려서 상기 1방향 하프PC가 현장타설 콘크리트와 일체로 거동하는 전단키(shear key)로서 기능하도록 구성된다.

또한, 상기 1방향 하프PC의 상부면 가장자리는 경사지게 형성하여 인접한 1방향 하프PC와의 사이에서 모따기부(10a)를 마련한다. 상기 모따기부(10a)에는 후술하는 현장타설 콘크리트가 충진되어, 인접한 1방향 하프PC 사이의 이음부분에 수분을 함유한 외부공기가 침투하여 상기 1방향 하프PC의 상부에 배근되는 철근이 부식되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 상기 1방향 하프PC는 부력방지용 고정철근(14)을 더욱 구비한다. 상기 부력방지용 고정철근(14)은, 트러스형상이 연속된 철근으로 형성되며, 상부는 상기 1방향 하프PC의 상부면으로 돌출되도록 형성되며, 하부는 후술하는 돌출지지부에 매설된다. 상기 1방향 하프PC의 상부면으로 돌출된 상기 부력방지용 고정철근(14)은 후술하는 유니트형 경량체의 트러스부재 또는 상부 철근에 고정되어, 상기 경량체에 작용하는 부력에 의해 유니트형 경량체를 제위치에 고정시켜 부력에 의해 부상하려는 유니트형 경량체를 제위치에 고정시킨다.

또한, 상기 1방향 하프PC에는 전단키 철근(16)을 더욱 마련할 수 있다. 상 기 전단키 철근은, 상기 1방향 하프PC의 단변방향을 따라 배치되고, 상기 1방향 하프PC의 상부면으로 돌출되도록 형성되며, 상기 1방향 하프PC에 매설된다. 종래의 전단키 철근은 PC의 장변방향으로 배치되어 전단키 철근의 설치로 인하여 배력근의 설치를 일정간격으로 하는 경우 상기 전단키 설치와의 중복된 위치로 인하여 설치가 곤란하다고 하는 문제점이 있었으나, 본 발명에서는 상기 전단키 철근을 PC의 단변방향으로 배치함으로써, 하프PC에 미리 매설하더라도 현장에서 상기 배력근의 설치에 지장이 없도록 구성된다.

상술한 바와 같이 일방향으로 주근만을 배근하여 제조된 상기 1방향 하프PC는 일정 단위폭으로 제조된다. 상기 단위폭은 하프PC의 운반조건 등을 고려하여, 예를 들면 2 ~ 2.6m 정도의 일정폭으로 제조된다.

한편, 상기 1방향 하프PC의 하부면에는 하부측을 향하여 돌출 형성된 돌출 지지부(15)를 더욱 마련할 수 있다. 본 실시예에 있어서, 상기 돌출지지부(15)는 상기 1방향 하프PC의 길이방향을 따라 단변방향에 2개가 설치된다.

상기 1방향 하프PC는 판 형상으로 형성되어 있기 때문에, 공장에서 제조하여 탈형하거나 제조후 운반시에, 또는 상기 1방향 하프PC의 상부면에 설치된 설치용 후크에 걸어 크레인 등으로 인양하여 현장에서 설치할 때에 크랙이 발생하거나 파손될 염려가 있다. 이에 따라, 상기 1방향 하프PC의 저면에 상기 돌출지지부를 형성함으로써, 탈형, 운반시 휨이나 뒤틀림 변형에 대한 저항할 수 있도록 구성된다. 상기 돌출지지부(15)가 설치되는 위치는 상기 1방향 하프PC에 변형이 가지 않는 범 위내에서 적당한 위치, 예를 들면 돌출지지부 사이의 거리가 2m정도로 위치시키고, 제조 및 운반되어야 할 1방향 하프PC의 2.2 ~ 2.6m폭의 범위를 수용할 수 있도록 구성된다.

상술한 바와 같이 제조된 1방향 하프PC(10)는 철골보에 설치된다. 상기 철골보(2)는, 도 8a에 나타낸 바와 같이, 상부플레이트(2a)와 웨브(2b)와 하부플레이트(2c)로 구성된 H형강으로 제조된다. 또한, 상기 하부플레이트(2c)는 그 폭이 상기 상부플레이트(2a)의 폭보다 크게 형성되어, 상기 철골보에 상기 1방향 하프PC(10)를 설치할 때에 상부측으로부터 상기 하부플레이트에 얹어놓기 용이하도록 돌출형성되어 있다.

상기 철골보는 상술한 바와 같이 비대칭 H형강으로 구성할 수도 있지만, 상기 철골보를 대칭형 H형강으로 구성하고, 상기 철골보(2)의 하부플레이트의 저면에 상기 철골보의 폭보다 큰 폭을 가지는 하프PC지지용 플레이트(200)를 용접 등에 의해 상기 하부플레이트에 고정설치하여 상기 하프PC지지용 플레이트(200)에 상기 1방향 하프PC(10)를 설치할 때에 상부측으로부터 얹어놓기 용이하도록 구성할 수도 있다.

한편, 상기 철골보와 직교하는 방향으로 기둥과 기둥 사이에는 상기 철골보보다 작은 폭과 깊이를 갖는 작은 철골보(201)를 더욱 설치할 수 있다. 상기 작은 철골보(201)는 철골기둥을 세워 설치하고 설치된 기둥을 고정하기 위하여 설치하며, 전단하중이나 휨하중에 대한 보강 용도로서도 사용된다.

상기 작은 철골보(201)의 하부플레이트의 하부측으로는 상기 1방향 하프PC 및 후술하는 하부배력근이 설치된다.

상기 철골보(2)에 얹혀져 설치된 상기 1방향 하프PC의 상부에는 하부배력근(20)이 배치된다. 상기 하부배력근은 상기 1방향 하프PC를 복수개 맞닿게 설치한 후, 인접한 복수의 1방향 하프PC에 걸쳐서 배근된다. 여기서, 상기 하부배력근의 위치를 고정하기 위한 별도의 위치고정용 철근은 더욱 배치할 수 있다.

상기 하부배력근(20)은 상기 1방향 하프PC의 상부면에서 상기 주근의 배치방향과 직교하는 방향으로 배치되며, 상기 주근과 마찬가지로 주간대와 주열대를 구분하여 배치된다.

상기 하부배력근(20)의 상부에는 경량체(30)가 배치된다. 상기 경량체는 유니트형 경량체로 구성되는 것이 바람직하다. 상기 유니트형 경량체(30)는 하부 와이어메쉬(32)와, 경량체 본체(31)와, 상부 와이어메쉬(33)와, 트러스부재(34)로 구성되어 있다. 상기 하부 와이어메쉬와 상기 경량체와 상기 상부 와이어메쉬와 상기 트러스부재는 공장에서 미리 조립되는 유니트형 경량체로 구성된다.

상기 하부와이어메쉬(32)는 상기 하부배력근의 상부에 배치되며, 상기 하부 와이어메쉬의 상부에는 경량체 본체(31)가 배치된다. 또한, 상기 경량체 본체는 구형상의 것을 사용하여도 좋고, 상하부는 반구형 형상이고 중간부분은 원통형 형상인 것을 사용하여도 좋다. 또한, 상기 경량체 본체는 중공 경량체를 사용할 수 도 있고, 발포플라스틱이나 FRP로 제조된 속이 채워진 중실의 것을 사용하여도 좋다.

또한 슬래브의 경간이 작거나 경량화가 필요치 않는 등의 경우에는 유니트형 중공 패널을 설치하지 않고 사용할 수도 있다.

상기 경량체 본체(31)는 복수개 마련되어, 바둑판 무늬 형상으로 복수열 복수행으로 복수개 배치된다. 또한, 상기 경량체 본체(31)는 상기 1방향 하프PC에 안착되도록 하기 위하여 경량체에 일체로 형성된 지지대를 갖도록 구성할 수도 있다.

또한, 상기 경량체 본체(31)에는 상기 상부 와이어메쉬와 상기 하부와이어메쉬가 수용되도록 홈을 형성하는 것이 바람직하다. 상기 홈은 서로 직교하는 복수개의 홈으로 구성하고, 어느 하나의 홈은 다른 홈에 비하여 더욱 깊게 형성하여 슬래브의 두께에 따라 상기 경량체 본체를 회전시켜 배치하여 적절한 피복두께를 가지도록 구성할 수도 있다.

상기 경량체 본체(31)의 상부에는 상부 와이어메쉬(33)가 배치되며, 상기 상부와이어메쉬의 구성은 상기 하부 와이어메쉬의 구성과 동일하므로 중복된 설명은 생략한다.

상기 경량체 본체가 배치된 복수열 또는 복수행의 어느 한 라인을 따라서, 트러스부재(34)가 배치되어, 경량체의 부력을 부담하도록 배치된다.

상기 트러스부재(34)는, 상현재와, 하현재와, 트러스재로 구성되어 있고, 상 기 상현재는 상기 상부 와이어 메쉬에 용접 기타 다양한 방법에 의해 고정되며, 상기 하현재는 상기 하부 와이어메쉬에 용접 기타 다양한 방법에 의해 고정된다. 또한, 상기 트러스부재(34)는 상기 부력방지용 고정철근에 용접 기타 다양한 방법에 의해 고정된다.

상기 유니트형 경량체의 상부에는 상부 철근(40)이 상기 복수의 1방향 하프PC에 걸쳐서 배치된다. 또한, 상기 상부철근(40)은 상기 유니트형 경량체는 물론 상기 철골보(2)와 작은 철골보(201)의 상부측을 관통하여 배치된다.

또한, 상기 1방향 하프PC의 상부에는 상기 하부배력근과 상기 유니트형 경량체와 상기 상부 철근을 덮도록 현장타설콘크리트층이 형성된다.

상기 상부 철근의 배치와 현장타설 콘크리트층의 형성은 종래의 슬래브에서의 상부근의 배치와 대략 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.

한편, 상기 1방향 하프PC에 대체하여 1방향 데크 플레이트를 사용할 수도 있다. 종래의 데크플레이트를 이용하여 2방향 슬래브를 시공하고자 하는 경우에는, 도 9c 및 도 9d에 나타낸 바와 같이, 데크플레이트의 하부에 외측으로 돌출된 돌기부를 가지는 데크플레이트를 사용하고, 상기 데크플레이트의 상부에 상하부 배근을 하여야 하므로, 데크플레이트를 거푸집의 대용으로만 사용하고, 슬래브의 두께가 커진다고 하는 문제점이 있었다.

그러나 본 발명에 있어서는, 도 9a 및 9b에 나타낸 바와 같이, 돌기부(61)를 내측으로 절곡하여 형성한 1방향 데크플레이트(60)를 구비한다. 상기 돌기부(61)는 상기 1방향 데크플레이트(60)의 길이방향을 따라 형성되며, 슬래브측으로 절곡되어 접혀 형성되어, 종래의 슬래브에서의 철근을 대신하는 구조배근으로 활용될 수 있다. 이로써, 상기 1방향 데크 플레이트에는 데크 플레이트의 길이방향을 따라 배근되는 하부주근을 배치할 필요가 없으나, 구조계산에 따라서는 도 9b에 나타낸 바와 같이 상기 돌기부(61) 사이의 공간에 보강근(62)을 배치할 수도 있다.

상기 복수의 돌기부(61)를 가로질러서 상기 주근에 교차하는 방향으로 하부배력근이 배근된다.

이에 따라 본 실시예에 의한 상기 1방향 데크플레이트는 데크의 돌기부분을 철근을 대신하는 구조배근으로 활용하고 돌기의 직교방향에 배력근을 배근하여 2방향 슬래브로 구성함으로써, 1방향 데크플레이트를 이용하면서도 2방향 슬래브의 장점을 확보할 수 있다.

상기 하부배력근의 상부에 배치되는 경량체 등의 구성은 상기 1방향 하프PC의 경우와 동일하므로 중복된 설명은 생략한다.

상기 1방향 데크플레이트(60)에 상기 경량체를 설치하는 때에는, 도 10a 및 도 10b에 나타낸 바와 같이, 별도의 부력방지부재(140)를 설치한다.

상기 부력방지부재(140)는 상기 돌기부(61)의 상부에 관통하여 체결된다. 상기 부력방지부재(140)는 상부고정부(141)와, 몸체부(142)와, 하부삽입부(143)으로 구성된다. 상기 상부고정부(141)는 내측에 삽입구멍이 마련된 대략 원통형상으로 형성되며 상기 삽입구멍의 내측에는 나사산 또는 걸림홈이 마련되어 상기 삽입 구멍에 나사산 또는 걸림돌기가 마련된 강봉 등이 삽입되어 체결된다.

상기 상부고정부의 하부에는 몸체부(142)가 일체로 형성되며, 상기 몸체부의 하부에는 하부삽입부(143)가 일체로 형성된다. 상기 몸체부는 상기 상부고정부보다 작은 두께를 가지며 상기 돌기부에 마련된 구멍보다 약간 작은 두께를 갖도록 구성된다.

상기 하부삽입부(143)는 그 끝단이 뾰족하게 형성된 첨단을 이루는 복수의 피스(143a)로 구성된다. 상기 복수의 피스(143a)는 자체의 탄성력에 의해 상기 몸체부로부터 하부측을 향하여 외측으로 벌어지도록 구성되어 있다.

상기 하부삽입부는 상기 돌기부(61)의 상부면에 마련된 구멍을 관통한 후, 상기 복수의 피스의 탄성력에 의해 외측으로 벌어지면서 상기 돌기부에 걸림고정된다. 또한, 상기 복수의 피스의 첨단의 반대측에는 상부측을 향하여 경사지게 돌출되도록 형성된 걸림첨단(143b)를 형성하여, 상기 부력방지부재(140)에 연결된 경량체에 작용하는 부력에 의해 상기 부력방지부재(140)가 상기 돌기부에 마련된 구멍으로부터 이탈하지 않도록 안정되게 걸림고정되도록 구성된다.

도 11은 부력방지부재의 다른 예를 나타내는 도면이다. 도 11에 나타낸 부력방지부재(140')는 스틸제 또는 합성수지제로 형성되며, 상부고정부(140a')와 하부고정부(140b')와 걸림고정부(140c')로 구성된다.

상기 상부고정부(140a')는 대략 n자 형상으로 형성되며 상부끝단은 슬래브의 상부철근에 결속선 등을 통해 고정된다. 상기 상부고정부의 하부에는 상기 상부고정부보다 큰 둘레를 가지는 하부고정부(140b')가 일체로 형성된다. 상기 하부고정 부의 끝단에는 내측 상부를 향하여 절곡되어 형성된 걸림고정부(140c')가 마련된다. 상기 걸림고정부는 상기 돌기부의 하부면에 걸림고정된다. 상기 상부고정부의 중간부분에는 조임밴드(150)를 설치하여, 상기 조임밴드를 조임으로써 상기 하부고정부에 연결된 걸림고정부가 상기 돌기부의 하부면에 더욱 안정되게 걸림고정되도록 구성할 수 있다.

상술한 바와 같은 구성을 가지는 2방향 슬래브의 시공방법에 대하여 설명한다.

도 12에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 의한 철골보 및 1방향 하프PC를 이용한 2방향 슬래브의 시공방법은, 우선 1방향 하프PC를 준비한다.

상기 1방향 하프PC는, 우선, 소정의 공장 거푸집에 위치고정철근을 배치하고 상기 위치고정철근에 직교하는 길이방향으로 주근을 배치한 후 콘크리트를 타설하여 공장에서 미리 단위폭으로 제작된다.

여기서, 상기 거푸집에는 상기 주근에 연결되며 상기 1방향 하프PC의 상부면으로 돌출되도록 형성되어 상기 트러스부재에 고정되는 부력방지용 고정철근을 더욱 배치하여 상기 1방향 하프PC에 매설되도록 구성할 수 있다. 또한, 상기 전단키 철근을 더욱 매설할 수 있다.

여기서, 상기 1방향 하프PC의 상기 주근은 주간대와 주열대를 구분하여 1방향으로 배치된다.

그런 다음, 소정의 단위폭으로 제조된 상기 1방향 하프PC를 현장으로 운반하고, 구조물의 기둥과 기둥사이에 설치된 철골보에 상기 1방향 하프PC의 끝단을 얹어놓고 설치한다. 상기 철골보에 상기 1방향 하프PC의 설치는 1방향 하프PC를 크레인 등을 이용하여 상부로부터 하강시킨 후, 철골보의 웨브 측으로 이동시켜서 설치할 수도 있지만, 상술한 바와 같은 상기 철골보의 돌출된 하부플레이트나 상기 하프PC지지용 플레이트에 얹어놓음으로써 간단하게 설치될 수 있다.

이 때, 장스팬인 경우에는 상기 1방향 하프PC의 하부에 지지구조물인 멍에와 서포트를 설치할 수 있다. 그런 다음, 복수의 1방향 하프PC를 인접하여 설치한다.

상기 설치된 복수의 1방향 하프PC에 걸쳐서 상기 주근과 직교하는 방향으로 상기 1방향 하프PC의 상부면에 하부배력근을 배치한다. 여기서 상기 하부배력근의 배치는 상기 주근과 마찬가지로 주간대와 주열대를 구분하여 배치한다.

상술한 바와 같이, 공장에서 제조되는 하프PC를 슬래브전체의 하부철근 중 주근만을 일방향으로 배치한 1방향 하프PC로 제조하고, 이를 현장에 반입하여 철골보에 얹어놓고 복수의 하프PC를 인접하여 배치하고, 그런 다음 하부 배력근을 현장에서 조립함으로써 종래의 PC슬래브에서와 같이 연결철근이 과다하게 배근되는 것을 방지할 수 있다.

즉, 종래에는 1방향 PC슬래브를 이용하여 2방향 슬래브로 시공하고자 하는 경우, 예를 들면 F19의 배력근을 배근하는 경우, PC의 폭은 대략 2m 내외인 것에 비해 이음길이는 90cm에 달하고 PC의 양측을 고려하면 이음길이는 1.8m에 달하게 되어 연결철근이 과다하게 소요되었지만, 본 발명에 의하면, 하프PC를 운반조건등에 맞추어 단위폭으로 제조하더라도, 슬래브전체의 하부철근 중 주근만을 일방향으로 배치한 1방향 하프PC로 제조하고 하부 배력근을 현장에서 조립함으로써 하부배력근을 7m이상의 장철근을 이용할 수 있기 때문에 연결철근이 과다하게 소요되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 철골보 및 상기 1방향 하프PC를 이용하여 2방향 슬래브로 시공할 수 있기 때문에 슬래브에 가해지는 하중을 종래와 같이 철골보에 하중이 전달되지 않고 바로 기둥에 전달할 수 있고, 철골보의 주변에서 크랙이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

그런 다음, 하부 와이어 메쉬와, 복수의 경량체 본체와, 상부 와이어 메쉬와, 상기 상부 와이어 메쉬와, 트러스 부재가 미리 조립된 유니트형 경량체를 상기 하부배력근의 상부에 배치한다. 여기서, 상기 유니트형 경량체를 배치한 후 상기 트러스부재에 상기 부력방지용 고정철근을 연결한다.

그런 다음, 상기 유니트형 경량체의 상부에 복수의 1방향 하프PC에 걸쳐서 상부 철근을 배치한 후, 상기 1방향 하프PC의 상부에 상기 배력근과 상기 유니트형 경량체와 상기 상부 철근을 덮도록 현장에서 콘크리트를 타설하여 슬래브의 시공이 완료된다.

한편, 상기 1방향 데크플레이트를 사용하여 시공하는 경우, 우선 내측으로 절곡되어 형성된 돌기부를 가지는 1방향 데크플레이트를 준비한다.

그런 다음, 상기 1방향 데크플레이트를 현장에 운반하고, 구조물의 기둥과 기둥사이에 설치된 철골보에 상기 1방향 데크플레이트의 끝단을 얹어놓고 설치한다.

그런 다음, 상기 설치된 복수의 1방향 데크플레이트에 걸쳐서 상기 돌기부와 직교하는 방향으로 상기 1방향 데크플레이트의 상부면에 하부배력근을 배치한다. 여기서, 상기 돌기부 사이의 공간에는 상기 1방향 데크플레이트의 길이방향으로 보강근을 더욱 배치할 수 있다.

그런 다음, 걸림첨단이 형성된 부력방지부재를 상기 돌기부에 체결하고, 미리 조립된 유니트형 경량체를 상기 하부배력근의 상부에 배치한다.

그런 다음, 상기 유니트형 경량체 및 상기 철골보 및 복수의 1방향 데크플레이트에 걸쳐서 상부 철근을 배치하고, 상기 부력방지부재의 상부끝단을 상기 상부철근에 고정한 후, 상기 1방향 데크플레이트의 상부에 현장에서 콘크리트를 타설한다.

상술한 바와 같이 구성함으로써, 무량판 구조에 적용할 수 있고, 이에 따라 보의 제거에 따라 지하주차장이나 아파트의 단위층에 있어서 더욱 높은 층고를 확보할 수 있다.

본 실시예는 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 명확하게 나타내고 있는 것에 불과하며, 본 발명의 명세서에 포함된 기술적 사상의 범위내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형예와 구체적인 실시예는 모두 본 발명의 기술적 사상에 포함되는 것은 자명하다.

도 1 및 2는 종래기술에 의한 슬래브를 나타내는 도면이다.

도 3는 본 발명에 의한 2방향 슬래브를 나타내는 도면이다.

도 4는 도 3의 A-A를 따라 본 단면도이다.

도 5는 도 3의 B-B를 따라 본 단면도이다.

도 6a는 본 발명의 1방향 하프PC를 나타내는 도면, 도 6b는 도 6a의 C-C를 따라 본 단면도, 도 6c는 D-D를 따라 본 단면도이다.

도 7는 본 발명의 유니트형 경량체를 나타내는 도면이다.

도 8은 본 발명의 다양한 철골보를 나타내는 도면이다.

도 9a 및 도 9b는 본 발명에 의한 데크플레이트를 나타내는 도면, 도 9c 및 9d는 종래기술에 의한 데크 플레이트를 나타내는 도면이다.

도 10a는 본 발명에 의한 부력방지부재를 나타내는 도면, 도 10b는 그 평면도이다.

도 11은 본 발명에 의한 부력방지부재의 다른 예를 나타내는 도면이다.

도 12는 본 발명에 의한 2방향 슬래브의 시공흐름도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 2방향 슬래브 10 : 1방향 하프PC

20 : 하부배력근 30 : 유니트형 경량체

40 : 상부 철근 50 : 현장타설 콘크리트

Claims (11)

1. 삭제
2. 길이방향으로 소정 간격으로 배치되는 주근과, 상기 주근의 배치방향과 직교하는 방향으로 배치되는 위치고정 철근을 가지는 복수의 1방향 하프PC와;

   상기 복수의 1방향 하프PC의 끝단이 얹혀놓여지는 철골보와;

   상기 복수의 1방향 하프PC의 상부면에 걸쳐서 상기 주근의 배치방향과 직교하는 방향으로 배치되는 하부 배력근과,

   상기 복수의 1방향 하프PC에 걸쳐서 배치되는 상부 철근과,

   상기 1방향 하프PC의 상부에 현장에서 타설되는 상부콘크리트층과,

   상기 하부 배력근의 상부에 배치되는 경량체를 포함하여 구성되며,

   상기 경량체는,

   상기 하부배력근의 상부에 배치되는 하부 와이어 메쉬와, 상기 하부 와이어 메쉬 상부에 배치되는 복수의 경량체 본체와, 상기 경량체 본체의 상부에 배치되는 상부 와이어 메쉬와, 상기 상부 와이어 메쉬와 상기 하부 와이어 메쉬에 고정되는 트러스 부재를 포함하여 구성되며,

   상기 하부 와이어메쉬와 상기 경량체와 상기 상부 와이어메쉬와 상기 트러스부재는 공장에서 미리 조립되는 유니트형 경량체인 것을 특징으로 하는 철골보를 이용한 2방향 슬래브.
3. 삭제
4. 삭제
5. 내측으로 절곡되어 형성된 돌기부를 가지는 1방향 데크플레이트와,

   상기 돌기부의 길이방향과 직교하는 방향으로 배치되는 하부배력근과,

   상기 1방향 데크플레이트의 끝단이 얹혀놓여지는 철골보와;

   상기 하부배력근의 상부에 배치되는 복수의 경량체와,

   상기 경량체의 상부에 배치되는 상부 철근과,

   상기 1방향 데크플레이트, 상기 경량체의 상부에 현장에서 타설되는 상부콘 크리트층을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 철골보를 이용한 2방향 슬래브.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 돌기부의 상부에 관통하여 체결되는 부력방지부재를 더욱 구비하며,

   상기 부력방지부재는,

   내측에 삽입구멍이 마련된 상부고정부와,

   상기 상부고정부의 하부에 일체로 형성되며 상기 상부고정부보다 작은 두께를 가지는 몸체부와,

   상기 몸체부의 하부에 일체로 형성되는 하부삽입부로 구성되며,

   상기 하부삽입부는 끝단이 뾰족하게 형성된 첨단을 이루며 탄성력에 의해 상기 몸체부로부터 하부측을 향하여 외측으로 벌어지도록 형성된 복수의 피스로 구성되며, 상기 복수의 피스의 첨단의 반대측에는 상부측을 향하여 경사지게 돌출되도록 형성된 걸림첨단이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 철골보를 이용한 2방향 슬래브.
7. 제 5 항에 있어서, 상기 돌기부에 걸림고정되는 부력방지부재를 더욱 구비하며,

   상기 부력방지부재는,

   상부끝단이 슬래브의 상부철근에 결속선 등을 통해 고정되는 상부고정부와,

   상기 상부고정부의 하부에 일체로 형성되며 상기 상부고정부보다 큰 둘레를 가지는 하부고정부와,

   상기 하부고정부의 끝단에서 내측 상부를 향하여 절곡되어 형성되며, 상기 돌기부의 하부면에 걸림고정되는 걸림고정부와,

   상기 상부고정부의 중간부분에 설치되어 상기 걸림고정부가 상기 돌기부의 하부면에 더욱 안정되게 걸림고정되도록 가압하는 조임밴드로 구성되는 것을 특징으로 하는 철골보를 이용한 2방향 슬래브.
8. 삭제
9. 삭제
10. 삭제
11. 삭제

Images