KR100998954B1 - 모듈화된 플로어구조 - Google Patents

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KR100998954B1
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윤형근
김상모
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Abstract

본 발명은 시공에 필요한 보의 물량을 절감하고 시공이 간단한 모듈화된 플로어 구조에 관한 것으로서, 일정간격으로 배치된 기둥부재와, 상기 기둥부재 사이에 가설된 복수의 거더와, 상기 복수의 거더에 의해 지지되는 슬래브를 포함하여 구성되며, 상기 슬래브는 내부에 배치되는 막대형상의 기다란 경량체를 구비하고, 상기 슬래브의 중앙부분에 배치되는 제 1 서브 슬래브와, 상기 제 1 서브슬래브의 양측에 배치되는 제 2 서브슬래브로 구성되며, 상기 제 1 서브슬래브에 배치되는 경량체와 상기 제 2 서브슬래브에 배치되는 경량체는 서로 직교하는 방향으로 배치되며, 상기 복수의 거더는 동일한 크기와 동일한 철근 배근을 가지며, 상기 슬래브의 제 2 서브슬래브는 인접하는 슬래브의 제 2 서브슬래브의 배치방향이 서로 직교하도록 구성되어, 서브 빔을 설치하지 않아도 되므로 시원한 공간구성이 가능할 뿐만 아니라, 거더를 모듈화하여 하나의 통일된 거더로 플로어 구조의 시공이 가능하므로 거더의 설치가 간단하고 경제적이며, 서브 빔이 필요 없고 거더의 춤을 작게 할 수 있으므로, 플로어 구조의 시공에 필요한 거더의 물량을 절감할 수 있으며, 서브 슬래브는 1방향 슬래브로 구성하면서도 복수의 서브슬래브로 구성된 슬래브 전체는 2방향 슬래브로 구성하여, 2방향 슬래브가 가지는 장점을 그대로 보유할 수 있다.

Description

모듈화된 플로어구조{MODULIZED FLOOR STRUCTURE}
본 발명은 건물의 플로어 구조물, 특히 지하 주차장 등에 적용되는 플로어 구조물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 플로어 구조에 설치되는 보를 모듈화하여 플로어 구조의 시공에 필요한 보의 물량을 절감하고 시공이 간단한 플로어 구조에 관한 것이다.
일반적으로, 철근콘크리트 구조물이나 철골철근콘크리트 구조물 등의 라멘 구조에서는 슬래브(slab)에 가해지는 하중을 보(beam)나 거더(girder) 등의 지지부재에 전달한다.
종래의 라멘 구조에 있어서는, 도 1a에 나타낸 바와 같이, 기둥들 사이에 거더들(G1, G2)이 배치되고, 이러한 거더들에 슬래브(S1)가 연결되는 구조로 구성되는데, 슬래브의 춤(두께)이 커지게 되면 슬래브의 자중이 커지게 되고 이에 따라 슬래브를 지지하는 거더의 춤도 커지게 되므로, 슬래브의 두께를 작게 하여 슬래브의 자중을 줄이기 위하여 거더와 거더 사이에 서브 빔(B1)을 설치하고 있다.
이러한 종래의 라멘 구조에서는, 서브 빔에 가해지는 하중이 거더 G2에 전달되므로, 도 1b의 모멘트도에 나타낸 바와 같이, 서브 빔 및 거더에 가해지는 등분포하중을 w, 경간거리를 l이라 할 때, 거더 G1에 가해지는 모멘트 M1 = wl3/24, M2 = wl3/48, 서브 빔에 가해지는 모멘트 M3 = wl3/24, M4 = wl3/48, 거더 G2에 가해지는 모멘트 M5 = wl3/16, M6 = wl3/16으로서, 거더 G2에 가해지는 하중이 거더 G1 및 서브 빔에 가해지는 하중의 1.5배 정도로 되어 가장 크게 되므로 거더 G2의 폭과 춤이 거더 G1 및 서브 빔 B1에 비하여 훨씬 크게 되고, 거더 G2의 춤의 크기에 따라 플로어의 천정고가 결정되게 된다.
따라서, 기둥들 사이의 단위 슬래브를 기준으로 볼 때, 거더 G1과 거더 G2를 설치하기 위한 거푸집, 철근배근, 콘크리트 물량이 각각 달라질 수 밖에 없기 때문에 각각의 거더를 달리 시공하여야 하므로 시공이 불편하고, 거더 G2의 크기가 커지기 때문에 재료가 많이 소요된다고 하는 문제점이 있었다.
또한, 서브 빔을 설치하여야 하기 때문에, 서브 빔 만큼의 물량이 더욱 소요될 뿐만 아니라 서브 빔의 설치로 인하여 공간구성이 사용자로 하여금 답답한 느낌을 준다고 하는 문제점이 있었다.
본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하고자 하는 것으로서, 본 발명의 목적은 종래의 플로어 구조물에 설치되는 서브 빔을 설치하지 않고 거더를 모듈화하여 거더의 설치가 간단하고 플로어 구조의 시공에 필요한 보의 물량을 절감할 수 있는 모듈화된 플로어 구조를 제공하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 모듈화된 플로어 구조는, 일정간격으로 배치된 기둥부재와, 상기 기둥부재 사이에 가설된 복수의 거더와, 상기 복수의 거더에 의해 지지되는 슬래브를 포함하여 구성되며, 상기 슬래브는 내부에 배치되는 막대형상의 기다란 경량체를 구비하고, 상기 슬래브의 중앙부분에 배치되는 제 1 서브 슬래브와, 상기 제 1 서브슬래브의 양측에 배치되는 제 2 서브슬래브로 구성되며, 상기 제 1 서브슬래브에 배치되는 경량체와 상기 제 2 서브슬래브에 배치되는 경량체는 서로 직교하는 방향으로 배치되며, 상기 복수의 거더는 동일한 크기와 동일한 철근 배근을 가지는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 슬래브의 제 2 서브슬래브는 인접하는 슬래브의 제 2 서브슬래브의 배치방향이 서로 직교하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 기둥부재 사이의 거리를 l이라 할 때, 상기 제 2 서브슬래브는 슬래브의 끝단으로부터 l/4의 폭을 가지고, 상기 제 1 서브슬래브는 l/2의 폭을 갖는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 제 1 서브 슬래브에 배치되는 경량체는 상기 제 1 서브슬래브의 길이의 중간에서 분리되도록 배치되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 슬래브는, 요철면이 형성된 데크플레이트와, 상기 데크플레이트의 상부에 일정간격으로 설치되는 복수의 트러스부재와, 상기 트러스부재 사이에 배치되는 기다란 형상의 복수의 경량체와, 상기 트러스부재와 상기 경량체의 상부에 배치되는 상부철근을 구비하는 철근일체형 데크플레이트를 이용한 중공슬래브인 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 슬래브는 복수의 1방향 하프PC와, 상기 복수의 1방향 하프PC의 상부면에 배치되는 기다란 형상의 복수의 경량체와, 상기 중공 경량체의 상부에 배치되는 상부보강근과, 상기 1방향 하프PC의 상부에 현장에서 타설되는 상부콘크리트층을 포함하여 구성되는 중공슬래브인 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명의 플로어 구조에 의하면, 종래의 플로어 구조물에 설치되는 서브 빔을 설치하지 않아도 되므로 시원한 공간구성이 가능할 뿐만 아니라, 거더를 모듈화하여 하나의 통일된 거더로 플로어 구조의 시공이 가능하므로 거더의 설치가 간단하고 경제적이며, 서브 빔이 필요 없고 거더의 춤을 작게 할 수 있으므로, 플로어 구조의 시공에 필요한 거더의 물량을 절감할 수 있는 이점이 있다.
또한, 막대형 경량체를 배치하여, 서브 슬래브는 1방향 슬래브로 구성하면서도 복수의 서브슬래브로 구성된 슬래브 전체는 2방향 슬래브로 구성하여, 2방향 슬래브가 가지는 장점을 그대로 보유할 수 있다.
도 1a는 종래의 라멘구조를 나타내는 도면, 도 1b는 도 1a의 모멘트도이다.
도 2는 본 발명에 의한 플로어 구조물을 나타내는 도면이다.
도 3은 그 모멘트도이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명에 의한 플로어 구조물에 하프 PC를 이용한 슬래브를 적용한 예를 나타내는 도면이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명에 의한 플로어 구조물에 데크플레이트를 이용한 슬래브를 적용한 예를 나타내는 도면이다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 경량체를 나타내는 사시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 플로어 구조물에 대하여 실시예로써 상세하게 설명한다.
도 2 내지 도 6b에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 의한 플로어 구조물(1)은 일정간격으로 배치된 기둥부재(2)와, 상기 기둥부재(2) 사이에 가설(架設)되는 복수의 거더(3)와, 상기 복수의 거더(3)에 의해 지지되는 슬래브(4)를 포함하여 구성된다.
본 발명에 있어서, 상기 슬래브(4)는 내부에 경량체(20)가 배치되는 중공슬래브로 구성된다. 본 실시예에 있어서, 상기 슬래브(4)에 배치되는 경량체(20)는 기다랗게 형성된 막대형상의 경량체이다.
한편, 상기 슬래브(4)는 복수의 서브슬래브로 구성된다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 슬래브(S1)은 복수의 서브 슬래브(S11, S12, S13, S14)로 구성되고, 슬래브(S2)는 복수의 서브 슬래브(S21, S22, S23, S24)로 구성되며, 슬래브(S3)는 복수의 서브 슬래브(S31, S32, S33, S34)로 구성되며, 슬래브(S4)의 구성도 또한 마찬가지이다.
상기 복수의 서브 슬래브는 슬래브(S1)의 중앙부분에 배치되는 제 1 서브 슬래브(S12, S13)와, 상기 제 1 서브 슬래브의 양측에 인접하여 배치되는 제 2 서브 슬래브(S11, S14)로 구성된다.
여기서, 상기 기둥부재 사이의 거리를 l이라 할 때, 상기 2 서브 슬래브(S11)는 슬래브의 끝단으로부터 l/4까지의 거리에 배치되고, 이에 상기 제 2 서브 슬래브(S11)에 인접하여 제 1 서브슬래브(S12, S13)가 l/2의 폭을 가지고 배치되며, 상기 제 1 서브 슬래브(S12, S13)에 인접하여 제 1 서브 슬래브(S14)가 l/4의 폭을 가지며 배치된다.
또한, 상기 제 2 서브 슬래브(S11, S14)에 배치되는 상기 경량체(20)는 상기 제 2 서브 슬래브의 폭 방향을 따라 배치되고, 상기 제 1 서브 슬래브(S12, S13)에 배치되는 상기 경량체는 상기 제 1 서브 슬래브의 길이방향을 따라 배치되어, 상기 슬래브의 제 1 서브슬래브와 제 2 서브슬래브는 인접하는 슬래브의 제 1 서브슬래브와 제 2 서브슬래브의 배치방향이 서로 직교하도록 구성된다.
또한, 도 2에 나타낸 바와 같이, 상기 제 1 서브 슬래브에 배치되는 경량체는 상기 제 1 서브슬래브의 길이의 중간에서 분리되도록 배치되어, 상기 제 1 서브 슬래브의 임의의 지점에 가해지는 하중을 상기 제 1 서브 슬래브의 길이방향을 따라 양측 중 어느 한 측으로 전달할 수 있도록 구성되어 있다.
이로써, 상기 제 2 서브 슬래브(S11)에 가해지는 하중은, 상기 제 2 서브 슬래브(S11)에 배치된 상기 경량체의 배치방향을 따라 거더 Ga에 전달되고, 상기 제 1 서브 슬래브(S12)에 가해지는 하중은, 상기 제 1 서브 슬래브(S12)에 배치된 경량체의 배치방향을 따라 거더 Gc에 전달되며, 상기 제 1 서브 슬래브(S13)에 가해지는 하중은, 상기 제 1 서브 슬래브(S13)에 배치된 경량체의 배치방향을 따라 거더 Gb에 전달되며, 상기 제 2 서브 슬래브(S14)에 가해지는 하중은 상기 제 2 서브 슬래브(S14)에 배치된 상기 경량체의 배치방향을 따라 거더 Gd에 전달된다.
상술한 바와 같이 구성함으로써, 상기 슬래브(4)를 중공슬래브로 구성하여 슬래브의 춤을 크게 하고 종래의 라멘 구조에서와 같이 슬래브의 자중을 작게 하기 위한 서브 빔을 생략할 수 있고, 막대형상의 기다란 경량체를 배치하여 구형 경량체를 배치한 구조에 비하여 중공율을 증대시키면서, 막대형 경량체를 배치한 각각의 서브 슬래브(S11, S12, S13, S14)가 각각의 서브 슬래브에 배치된 경량체의 배치방향을 따라 하중을 전달하는 1방향 슬래브로 형성되더라도 각각의 서브 슬래브가 인접하여 배치된 슬래브(S1)는 전체적으로 2방향 슬래브로 형성될 수 있게 된다.
한편, 인접하는 상기 슬래브들, 즉 상기 슬래브 S1과 상기 슬래브 S2, 상기 슬래브 S1과 상기 슬래브 S3는 각각 슬래브의 배치방향이, 도 2에 나타낸 바와 같이, 서로 직교하도록 배치된다.
상기 슬래브(S1)의 제 2 서브슬래브(S11, S14)는 인접하는 슬래브(S2)의 제 2 서브슬래브(S21)의 배치방향이 서로 직교하도록 구성되고, 상기 슬래브(S1)의 제 1 서브슬래브(S12, S13)는 인접하는 슬래브(S2)의 제 1 서브슬래브(S22, S23)의 배치방향이 서로 직교하도록 구성된다.
이로써, 도 3에 나타낸 바와 같이, 예를 들어 서브 슬래브 S13와 S21에 가해지는 하중은 거더 Gb에만 전달되고, 서브 슬래브 S14와 S33에 가해지는 하중은 거더 Gd에만 전달되도록 구성될 수 있다.
여기서, 상기 기둥부재가 동일한 간격으로 배치되는 경우에는, 상기 슬래브에 가해지는 하중은 동일하게 되므로, 종래 라멘구조의 거더 G2에 해당하는 거더에 가해지는 모멘트는 M7 = wl3/48, M8 = wl3/24로 되어, 종래의 라멘구조의 거더 G1에 해당하는 거더에 가해지는 모멘트와 동일하게 되며, 상기 슬래브 S1, S2, S3를 동일하게 구성할 수 있고, 이에 따라 슬래브 S1, S2, S3로부터 동일한 하중을 전달받는 상기 복수의 거더 Ga, Gb, Gc, Gd를 동일한 크기와 동일한 철근 배근을 가지도록 구성하여 모듈화된 거더로 구성할 수 있다.
따라서, 종래의 라멘구조에서와 같이 평면상에서 서로 직교하는 방향의 거더의 춤 및 철근배근을 서로 달리할 필요 없이 모듈화할 수 있으므로, 거더의 설치 및 시공에 소요되는 시간과 비용을 절감할 수 있고 시공이 간편해진다. 또한, 중공 슬래브를 이용하여 서브 빔을 생략할 수 있고, 거더의 춤을 작게 구성할 수 있으므로 거더의 설치에 소요되는 물량을 절감할 수 있게 된다.
상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 의한 모듈화된 플로어 구조는 하프PC를 이용한 슬래브는 물론 데크 플레이트를 이용한 슬래브에 적용될 수 있다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명에 의한 플로어 구조물에 하프 PC를 이용한 슬래브(10)를 적용한 예를 나타내는 도면이다. 도 4a 및 도 4b에 나타낸 바와 같이, 상기 슬래브(10)는, 내부에 주근(12)이 배근된 복수의 1방향 하프PC(11)와, 상기 복수의 1방향 하프PC의 상부에 배치되는 하부배력근(13)과, 상기 복수의 1방향 하프PC(11)의 상부면에 배치되는 기다란 형상의 복수의 경량체(20)와, 상기 중공 경량체의 상부에 배치되는 상부보강근(14)과, 상기 1방향 하프PC의 상부에 현장에서 타설되는 상부콘크리트층을 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 1방향 하프PC의 배치방향과 상기 1방향 하프PC에 배근되는 주근의 방향은 인접한 슬래브에 배치되는 1방향 하프PC의 배치방향 및 그 주근의 배치방향과 서로 직교하도록 구성되어 있음은 상술한 바와 같다.
도 5a 및 도 5b는 데크플레이트를 이용한 슬래브(10')를 적용한 예를 나타내는 도면이다. 도 5a 및 도 5b에 나타낸 바와 같이, 상기 슬래브(10')는 요철면이 형성된 데크플레이트(11')와, 상기 데크플레이트(11')의 상부에 배치되는 하부 주근(12)과, 상기 데크플레이트(11')의 상부에 일정간격으로 설치되는 복수의 트러스부재(15)와, 상기 트러스부재 사이에 배치되는 기다란 형상의 복수의 경량체(20)와, 상기 복수의 경량체의 사이에 배치되는 래티스근(16)과, 상기 트러스부재와 상기 경량체의 상부에 배치되는 상부철근(14)을 구비하는 철근일체형 데크플레이트를 이용한 중공슬래브로 구성된다.
여기서, 상기 트러스부재는 상기 데크플레이트(11')에 일체로 설치되어, 데크플레이트(11')의 강성을 높이고 춤이 낮은 데크플레이트의 춤을 키우는 효과를 갖도록 구성할 수도 있다.
한편, 상기 1방향 하프PC를 이용한 슬래브(10)는 물론 상기 데크플레이트를 이용한 슬래브(10')에도 일정 길이를 갖는 기다란 상기 경량체(20)가 배치된다.
본 발명에 있어서, 상기 경량체(20)는, 도 6b에 나타낸 바와 같은 일정 단위 길이로 제조되어 기다랗게 형성된 봉 형상의 경량체로 구성할 수도 있고, 도 6a에 나타낸 바와 같이, 경량체의 양측면에는 원호형상의 오목한 홈이 일정간격으로 형성되어, 상기 경량체의 길이방향을 따라 물결형상을 이루고, 경량체의 하부면에도 원호형상의 오목한 홈이 일정간격으로 형성되어, 상기 경량체의 길이방향을 따라 물결형상을 이루도록 구성할 수도 있다.
상술한 바와 같은 구성을 가지는 상기 경량체를 복수개 인접하여 배치하면, 인접한 상기 경량체의 오목한 홈 사이의 거리는 인접한 상기 경량체의 볼록한 부분 사이의 거리보다 크게 형성될 수 있으므로, 상기 경량체를 최대한 인접하여 배치한다고 하더라도 상기 오목한 홈 사이의 공극을 충분히 확보할 수 있으므로, 물결형상의 오목한 부분을 통해서 콘크리트가 공극없이 밀실하게 충진될 수 있다.
따라서, 상기 경량체를 최대한 인접하여 배치하여 상기 슬래브의 중공율을 높게 하더라도 상기 경량체 사이에 콘크리트를 밀실하게 타설할 수 있게 된다.
또한, 상기 경량체의 하부면의 오목한 홈이 형성된 부분을 통해 콘크리트를 밀실하게 타설할 수 있을 뿐만 아니라 전선관 배관 등을 위한 공간을 확보할 수 있게 된다.
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.
1 : 플로어 구조물
2 : 기둥부재
3 : 거더
4 : 슬래브
20 : 경량체
S1, S2, S3, S4 : 슬래브
S12, S13, S22, S23, S32, S33 : 제 1 서브 슬래브
S11, S14, S21, S24, S31, S34 : 제 2 서브슬래브
Ga, Gb, Gc, Gd : 거더

Claims (6)

  1. 삭제
  2. 플로어 구조물에 있어서,
    일정간격으로 배치된 기둥부재와,
    상기 기둥부재 사이에 가설된 복수의 거더와,
    상기 복수의 거더에 의해 지지되는 슬래브를 포함하여 구성되며,
    상기 슬래브는 내부에 배치되는 막대형상의 기다란 경량체를 구비하고, 상기 슬래브의 중앙부분에 배치되는 제 1 서브 슬래브와, 상기 제 1 서브슬래브의 양측에 배치되는 제 2 서브슬래브로 구성되며,
    상기 제 1 서브슬래브에 배치되는 경량체와 상기 제 2 서브슬래브에 배치되는 경량체는 서로 직교하는 방향으로 배치되며,
    상기 슬래브의 제 2 서브슬래브의 배치방향은 인접하는 슬래브의 제 2 서브슬래브의 배치방향과 서로 직교하도록 구성되며,
    상기 복수의 거더는 동일한 크기와 동일한 철근 배근을 가지는 것을 특징으로 하는 모듈화된 플로어구조.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 기둥부재 사이의 거리를 l이라 할 때, 상기 제 2 서브슬래브는 슬래브의 끝단으로부터 l/4의 폭을 가지고, 상기 제 1 서브슬래브는 l/2의 폭을 갖는 것을 특징으로 하는 모듈화된 플로어구조.

  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
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