KR101029087B1

KR101029087B1 - 복합 콘크리트 축 구조물

Info

Publication number: KR101029087B1
Application number: KR1020100072702A
Authority: KR
Inventors: 정정한; 김정회; 박영식; 오종환
Original assignee: 아이에스동서 주식회사
Priority date: 2010-07-28
Filing date: 2010-07-28
Publication date: 2011-04-13
Anticipated expiration: 2030-07-28

Abstract

상기한 본 발명의 복합 콘크리트 축 구조물에 관한 것으로서, 본 발명의 전단연결재를 이용해 축 구조물을 이루는 기양산된 통형상의 구조용 부재와 현장 타설 콘크리트 부재 사이에 작용하는 전단 하중과 인장 및 압축 하중을 모두 지지 및 보강할 수 있도록 하여, 기양산된 통형상의 구조용 부재와 현장 타설 콘크리트 부재의 합성 효과를 높일 수 있도록 하는 효과를 갖는다.

Description

복합 콘크리트 축 구조물{COMPLEX CONCRETE SHAFT CONSTRUCTION}

본 발명은 복합 콘크리트 축 구조물에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 전단연결재를 이용해 복합 콘크리트 축 구조물을 이루는 기양산된 통형상의 구조용 부재와 그 내부를 채우도록 현장 타설되는 현장 타설 콘크리트 부재 사이를 연결하는 복합 콘크리트 축 구조물에 관한 것이다.

주지된 바와 같이, 건물이나 교량 등의 건축 또는 토목 구조물들에 대한 시공 속도 및 공사비를 절감하기 위한 방안으로 공장에서 기양산된 구조용 부재(일례로, 강 부재 또는 프리캐스트 콘크리트 부재 등)를 이용해 시공하는 프리캐스트 시공 방법들이 점차 확대 적용되고 있다.

특히, 상기한 프리캐스트 시공 방법을 이용해 건축물의 기둥이나 교량의 교각과 같은 축 구조물을 시공하는 경우, 기양산된 통형상의 구조용 부재를 설치한 후, 현장에서 타설되는 현장 타설 콘크리트 부재를 이용해 그 내부를 채워 복합 콘크리트 축 구조물을 완성하게 된다.

이때, 기양산된 통형상의 구조용 부재와 그 내부를 채우는 현장 타설 콘크리트 부재 사이를 서로 연결하며, 이들 사이에 발생하는 전단 하중을 보강하여 기양산된 통형상의 구조용 부재와 현장 타설 콘크리트 부재의 합성 효과를 높이도록 전단연결재가 사용된다.

그러나, 축 구조물 시공시 사용되는 종래 전단연결재의 경우 축 구조물을 이루는 기양산된 통형상의 구조용 부재와 현장 타설 콘크리트 부재 사이에 작용하는 전단 하중 이외에 추가적으로 작용하는 인장 및 압축 하중에 대해 지지 및 보강할 수 없어 이들의 합성 효과를 저하시키게 되는 단점을 갖는다.

상기한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 전단연결재를 이용해 복합 콘크리트 축 구조물을 이루는 기양산된 통형상의 구조용 부재와 그 내부를 채우도록 현장 타설되는 현장 타설 콘크리트 부재 사이에 작용하는 전단 하중뿐만 아니라 인장 및 압축 하중 모두를 지지 및 보강하도록 하여 이들 사이의 합성 거동이 가능하도록 하며, 기양산된 통형상의 구조용 부재가 콘크리트 부재로 이루어지는 경우 띠철근 또는 나선철근의 구속효과를 대체할 수 있으며, 강 부재인 경우 국부 좌굴을 방지할 수 있는 환 보강재 역할을 대신할 수 있는 전단연결재를 제공하는 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 복합 콘크리트 축 구조물은, 내측면에 전단연결재의 적어도 일부가 노출되도록 기양산된 통형상의 구조용 부재; 및 상기 구조용 부재 내부를 채우며 상기 전단연결재에 의해 상기 구조용 부재와 연결되도록 현장 타설되는 현장 타설 콘크리트 부재;를 포함하는 복합 콘크리트 축 구조물에 있어서, 상기 전단연결재는 상기 구조용 부재에 고정 설치되며 링 형상을 이루는 보강링부; 및 상기 보강링부의 원주 방향을 따라 기설정된 거리를 두고 반경 방향으로 연장 설치되며, 상기 구조용 부재와 상기 현장 타설 콘크리트 부재를 연결하는 다수의 전단연결부;를 포함하고, 상기 전단연결부는 상기 보강링부의 원주 상에서 상기 구조용 부재에 고정되게 상기 보강링부의 외측 반경 방향으로 연장 형성되는 외측 연장부; 및 상기 보강링부의 원주 상에서 상기 현장 타설 콘크리트 부재에 내에 매립되며 고정되며 고정되도록 상기 보강링부의 내측 반경 방향으로 연장 형성되는 내측 연장부;를 포함하는 구성되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 구조용 부재는 강재로 이루어지는 통형상의 강 부재인 것을 포함할 수 있다.

또한, 상기 구조용 부재는 상기 보강링부 및 상기 전단연결부의 외측 연장부가 내부에 매립 설치되는 통형상의 프리캐스트 콘크리트 부재이며, 상기 전단연결부는 상기 외측 연장부측 단부에 상기 프리캐스트 콘크리트 부재 내부에 매립 설치되는 제1 보강 철근에 걸어 고정하기 위한 제1 철근 걸이홈이 형성되는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 제1 철근 걸이홈은 상기 전단연결부 외측 연장부측 단부에서 폭 방향으로 상기 제1 보강 철근이 끼워지게 가이드하도록 형성되는 제1 가이드홈부; 상기 제1 가이드홈부의 단부로부터 상기 전단연결부의 길이 방향으로 연통되게 형성되는 제1 걸림홈부; 및 상기 제1 가이드홈부와 상기 제1 걸림홈부가 교차하는 모서리부에 돌출 형성되어 상기 제1 걸림홈부에 끼워진 제1 보강 철근이 걸려 고정되도록 하는 제1 걸림턱부;를 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 상기 제1 철근 걸이홈은 상기 전단연결부의 외측 연장부측 단부에서 길이 방향을 따라 점차 폭이 좁아지며 걸림턱부를 형성하는 제2 가이드홈부; 및 상기 제2 가이드홈부의 걸림턱부로부터 연통되게 상기 전단연결부의 길이 방향으로 연장 형성되어 상기 제1 가이드홈부를 통해 상기 제1 보강 철근이 끼워져 걸려 고정되는 제2 걸림홈부;를 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 상기 전단연결부는 상기 내측 연장부측 단부에 상기 현장 타설 콘크리트 부재에 매설되는 제2 보강 철근이 관통하며 끼워져 고정되도록 철근 걸이공이 형성될 수 있다.

또한, 상기 전단연결부는 상기 내측 연장부측 단부에 상기 현장 타설 콘크리트 부재에 매설되는 제2 보강 철근이 끼워져 고정되도록 제2 철근 걸이홈이 형성될 수 있다.

여기서, 상기 제2 철근 걸이홈은 상기 전단연결부의 상기 내측 연장부측 단부에서 길이 방향을 따라 점차 폭이 좁아지며 걸림턱부를 형성하는 제3 가이드홈부; 및 상기 제3 가이드홈부의 걸림턱부로부터 연통되게 상기 전단연결부의 길이 방향으로 연장 형성되어 상기 제2 보강 철근이 끼워져 고정되는 제2 걸림홈부;를 포함하여 구성될 수 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 또 다른 본 발명의 복합 콘크리트 축 구조물은 내측면에 전단연결재의 적어도 일부가 노출되도록 기양산된 통형상의 구조용 부재; 및 상기 구조용 부재 내부를 채우며 상기 전단연결재에 의해 상기 구조용 부재와 연결되도록 현장 타설되는 현장 타설 콘크리트 부재;를 포함하는 복합 콘크리트 축 구조물에 있어서, 상기 전단연결재는 상기 구조용 부재에 고정 설치되는 링 형상의 외측 보강링부; 상기 외측 보강링부의 내측에서 상기 현장 타설 콘크리트 부재 내부에 매설되는 링 형상의 내측 보강링부; 및 상기 외측 보강링부 및 상기 내측 보강링부의 원주 방향을 따라 기설정된 거리를 두고 양단부가 상기 외측 보강링부 및 상기 내측 보강링부에 각각 연결되는 복수의 전단연결부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 구조용 부재는 상기 외측 보강링부 및 상기 외측 보강링부에 인접하는 상기 전단연결부의 외측 일부가 내부에 매립 설치되는 통형상의 프리캐스트 콘크리트 부재이며, 상기 전단연결부는 상기 외측 보강링부측 단부에서 상기 프리캐스트 콘크리트 부재 내부에 매설되는 제1 보강 철근에 걸어 고정하기 위한 제1 철근 걸이홈이 형성될 수 있다.

여기서, 상기 제1 철근 걸이홈은 상기 전단연결부의 폭 방향으로 상기 제1 보강 철근이 끼워지게 가이드하도록 형성되는 제1 가이드홈부; 상기 제1 가이드홈부의 단부로부터 상기 외측 보강링부를 향해 상기 전단연결부의 길이 방향으로 연통되게 형성되는 제1 걸림홈부; 및 상기 가이드홈부와 상기 걸림홈부가 교차하는 모서리부에 돌출 형성되어 걸림홈부에 끼워진 제1 보강 철근을 잡아 고정하는 걸림턱부;를 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 상기 제1 철근 걸이홈은 상기 전단연결부의 외측 단부와 만나는 상기 외측 보강링부의 외주면 상에서 상기 전단연결부의 길이 방향을 따라 점차 폭이 좁아지며 걸림턱부를 형성하는 제2 가이드홈부; 및 상기 제2 가이드홈부의 걸림턱부로부터 연통되게 상기 전단연결부의 길이 방향으로 연장 형성되어 상기 제1 보강 철근이 끼워져 고정되는 제2 걸림홈부;를 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 상기 전단연결부는 상기 내측 보강링부쪽 단부에 상기 현장 타설 콘크리트 부재 내부에 매설되는 제2 보강 철근이 끼워지도록 관통 형성되는 철근 걸이공이 형성될 수 있다.

또한, 상기 전단연결부의 내측 단부와 만나는 상기 내측 보강링부의 내주면 상에서 상기 현장 타설 콘크리트 부재 내부에 매설되는 제2 보강 철근이 관통하며 끼워져 고정되도록 제2 철근 걸이홈이 형성될 수 있다.

또한, 상기 제2 철근 걸이홈은 상기 전단연결부의 내측 단부와 만나는 상기 내측 보강링부 내주면 상에서 상기 전단연결부의 길이 방향을 따라 점차 폭이 좁아지며 걸림턱부를 형성하는 제3 가이드홈부; 및 상기 제3 가이드홈부의 걸림턱부로부터 연통되게 상기 전단연결부의 길이 방향으로 연장 형성되어 상기 제2 보강 철근이 끼워져 고정되는 제3 걸림홈부;를 포함하여 구성될 수 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 또 다른 본 발명의 복합 콘크리트 축 구조물은 내측면에 전단연결재의 적어도 일부가 노출되도록 기양산된 통형상의 구조용 부재; 및 상기 구조용 부재 내부를 채우며 상기 전단연결재에 의해 상기 구조용 부재와 연결되도록 현장 타설되는 현장 타설 콘크리트 부재;를 포함하는 복합 콘크리트 축 구조물에 있어서, 상기 전단연결재는 상기 구조용 부재에 고정 설치되는 링 형상의 보강링부; 상기 보강링부로부터 원주 방향으로 기설정된 거리를 두고 내측 반경 방향으로 연장 설치되며, 상기 구조용 부재와 상기 현장 타설 콘크리트 부재를 연결하는 다수의 전단연결부; 및 상기 전단연결부의 상기 현장 타설 콘크리트 부재쪽 내측 단부에서 상기 전단연결부와 교차하는 방향으로 연장 형성되는 보강플레이트부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 보강 플레이트부는 상기 전단연결부와 직교하는 양측 방향으로 연장 형성되거나, 또는 상기 전단연결부로부터 기설정된 경사각을 가지며 서로 대칭되는 양측 방향으로 연장 형성될 수 있다.

또한, 상기 구조용 부재는 강재로 이루어지는 통형상의 강 부재인 것을 포함할 수 있다.

또한, 상기 구조용 부재는 상기 보강링부 및 상기 보강링부에 인접하는 상기 전단 연결부의 외측 일부가 내부에 매립 설치되는 통형상의 프리캐스트 콘크리트 부재이며, 상기 전단연결부는 상기 보강링부측 단부에서 상기 프리캐스트 콘크리트 부재 내부에 매설되는 제1 보강 철근에 걸어 고정하기 위한 제1 철근 걸이홈이 형성될 수 있다.

또한, 상기 제1 철근 걸이홈은 상기 전단연결부의 폭 방향으로 상기 제1 보강 철근이 삽입되도록 형성되는 제1 가이드홈부; 상기 제1 가이드홈부의 단부로부터 상기 보강링부를 향해 상기 전단연결부의 길이 방향으로 형성되는 제1 걸림홈부; 및 상기 가이드홈부와 상기 걸림홈부가 교차하는 모서리부에 돌출 형성되어 걸림홈부에 끼워진 제1 보강 철근을 잡아 고정하는 걸림턱부;를 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 상기 전단연결부는 상기 현장 타설 콘크리트 부재쪽 단부에서 상기 현장 타설 콘크리트 부재에 매설되는 제2 보강 철근이 관통하며 끼워져 고정되도록 제2 철근 걸이홈이 형성될 수 있다.

또한, 상기 제2 철근 걸이홈은 상기 전단연결부의 내측 단부에서 폭 방향으로 상기 제1 보강 철근이 끼워지게 가이드하도록 형성되는 제2 가이드홈부; 상기 제1 가이드홈부의 단부로부터 상기 보강링부를 향해 상기 전단연결부의 길이 방향으로 형성되는 제2 걸림홈부; 및 상기 가이드홈부와 상기 걸림홈부가 교차하는 모서리부에 돌출 형성되어 걸림홈부에 끼워진 제2 보강 철근을 잡아 고정하는 제2 걸림턱부;를 포함하여 구성될 수 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 또 다른 본 발명의 복합 콘크리트 축 구조물은 내측면에 전단연결재의 적어도 일부가 노출되도록 기양산된 통형상의 구조용 부재; 및 상기 구조용 부재 내부를 채우며 상기 전단연결재에 의해 상기 구조용 부재와 연결되도록 현장 타설되는 현장 타설 콘크리트 부재;를 포함하는 복합 콘크리트 축 구조물에 있어서, 상기 전단연결재는 상기 구조용 부재에 고정 설치되는 링 형상의 보강링부; 상기 보강링부로부터 원주 방향으로 기설정된 거리를 두고 내측 반경 방향으로 경사지게 연장 설치되며, 상기 구조용 부재와 상기 현장 타설 콘크리트 부재가 이루는 접합면과 기설정된 경사각을 가지며 서로를 연결하는 다수의 경사전단연결부; 상기 경사전단연결부의 상기 보강링부측 단부에서 상기 경사전단연결부의 경사면을 따라 수직하게 연장 설치되며, 상기 보강링부에 상기 경사전단연결부를 잡아 고정시키는 고정플레이트부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 경사전단연결부는 상기 구조용 부재와 상기 현장 타설 콘크리트 부재가 이루는 접합면과 35° 내지 55° 범위의 경사각을 이루며 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 보강링부는 기설정된 폭을 가지는 판형 링 형상으로 이루어지며, 상기 고정플레이트는 상기 보강링부측 단부에 상기 보강링부의 내주면 쪽이 끼워 고정하는 링고정홈이 형성될 수 있다.

또한, 상기 보강링부는 기설정된 높이를 가지는 통형 링 형상으로 이루어지며, 상기 고정플레이트부는 상기 보강링부의 내주면에 결합되는 후단부면이 상기 접합면과 나란하도록 삼각판 형상을 갖도록 형성될 수 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 또 다른 본 발명의 복합 콘크리트 축 구조물은 내측면에 전단연결재의 적어도 일부가 노출되도록 기양산된 통형상의 구조용 부재; 및 상기 구조용 부재 내부를 채우며 상기 전단연결재에 의해 상기 구조용 부재와 연결되도록 현장 타설되는 현장 타설 콘크리트 부재;를 포함하고, 상기 전단연결재는 상기 구조용 부재에 고정 설치되는 기설정된 높이를 가지는 통형 링 형상의 외측 보강링부; 및 상기 외측 보강링부로부터 원주 방향으로 기설정된 거리를 두고 내측 반경 방향으로 연장 설치되며, 상기 구조용 부재와 상기 현장 타설 콘크리트 부재를 연결하는 다수의 전단연결부;를 포함하고, 상기 전단연결부는 상기 현장 타설 콘크리트 부재에 매립되는 내측 단부에 상기 현장 타설 콘크리트 부재에 매설된 제2 보강 철근이 통과하며 끼워져 고정되는 제1 고정링이 형성될 수 있다.

여기서, 상기 전단연결부의 상기 현장 타설 콘크리트 부재쪽 내측 단부에서 상기 제1 고정링들을 연결하도록 링 형상을 가지는 내측 보강링부를 더 포함하여 구성될 수 있다.

여기서, 상기 구조용 부재는 상기 외측 보강링부와, 상기 외측 보강링부에 인접하는 상기 전단연결부의 외측 일부가 내부에 매립 설치되는 프리캐스트 콘크리트 부재이며, 상기 전단연결부는 상기 외측 보강링부에 연결되는 내측 단부에서 상기 프리캐스트 콘크리트 부재 내부에 매설되는 제1 보강 철근이 끼워져 고정되는 제2 고정링을 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 상기 구조용 부재들은 수직 방향으로 다수의 제1 보강 철근이 매설되는 통형상의 프리캐스트 콘크리트 부재이며, 상기 프리캐스트 콘크리트 부재는 상기 제1 보강 철근 의해 수직 방향으로 연결되는 적어도 2 이상의 다층 구조를 이루고, 상기 각층들 사이에 거더를 끼워 고정하기 위한 거더 삽입홈부가 형성될 수 있다.

또한, 상기 프리캐스트 콘크리트 부재는 상기 각 층의 상단부에 상기 거더가 걸쳐 고정되도록 거더 고정 브래킷이 외측으로 돌출되게 연장 형성될 수 있다.

상기한 본 발명의 전단연결재에 따르면, 전단연결재를 이용해 복합 콘크리트 축 구조물을 이루는 기양산된 통형상의 구조용 부재와 그 내부를 채우도록 현장 타설되는 현장 타설 콘크리트 부재 사이에 작용하는 전단 하중뿐만 아니라 이들 사이에 작용하는 인장 및 압축 하중 모두 지지 및 보강할 수 있도록 하여, 통형상의 구조용 부재와 현장 타설 콘크리트 부재의 합성 효과를 높일 수 있도록 하는 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 복합 콘크리트 축 구조물을 도시한 부분 절개 사시도이다.
도 2는 도 1의 Ⅱ 부분을 절개하여 확대 도시한 사시도이다.
도 3은 도 1의 Ⅲ-Ⅲ선을 따라 잘라서 본 측단면도이다.
도 4는 도 2의 전단연결재를 분리하여 도시한 사시도이다.
도 5 내지 도 8은 도 1의 구조용 부재에 대한 변형예들을 도시한 도면이다.
도 9 및 도 10은 도 4의 전단연결재에 대한 변형예들을 도시한 사시도이다.
도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 복합 콘크리트 축 구조물을 도시한 부분 절개 사시도이다.
도 12는 도 11의 ⅩⅡ-ⅩⅡ선을 따라 잘라서 본 측단면도이다.
도 13은 도 12의 전단연결재를 분리하여 도시한 사시도이다.
도 14 및 도 15는 도 13의 전단연결재에 대한 변형예들을 도시한 사시도이다.
도 16은 본 발명의 제3 실시예에 따른 복합 콘크리트 축 구조물을 도시한 부분 절개 사시도이다.
도 17은 도 16의 ⅩⅢ-ⅩⅢ선을 따라 잘라서 본 측단면도이다.
도 18은 도 16의 전단연결재를 분리하여 도시한 사시도이다.
도 19는 도 18의 전단연결재에 대한 변형예를 도시한 사시도이다.
도 20은 본 발명의 제4 실시예에 따른 복합 콘크리트 축 구조물을 도시한 부분 절개 사시도이다.
도 21은 도 20의 ⅩⅦ-ⅩⅦ선을 따라 잘라서 본 측단면도이다.
도 22는 도 20의 전단연결재를 분리하여 도시한 사시도이다.
도 23은 도 22의 전단연결재에 대한 변형예를 도시한 사시도이다.
도 24는 본 발명의 제5 실시예에 따른 복합 콘크리트 축 구조물을 도시한 부분 절개 사시도이다.
도 25는 도 24의 ⅩⅩⅠ-ⅩⅩⅠ선을 따라 잘라서 본 측단면도이다.
도 26은 도 24의 전단연결재를 도시한 사시도이다.
도 27은 도 26의 전단연결재에 대한 변형예를 도시한 사시도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 복합 콘크리트 축 구조물을 도시한 부분 절개 사시도이고, 도 2는 도 1의 Ⅱ 부분을 절개하여 확대 도시한 사시도이며, 도 3은 도 1의 Ⅲ-Ⅲ선을 따라 잘라서 본 측단면도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하여 설명하면, 본 실시예의 복합 콘크리트 축 구조물(1)은 전단연결재(100)가 구비된 통형상의 구조용 부재(10) 및 현장 타설 콘크리트 부재(20)로 구성된다.

본 실시예에서 상기한 구조용 부재(10)는 건물의 기둥이나 교량의 교각 등에 사용되는 복합 콘크리트 축 구조물(1)에 대해 시공 속도 및 공사비를 절감하도록 사전에 원심주조법 등을 이용해 원통형으로 콘크리트를 양생시켜 재작한 원통형 프리캐스트 콘크리트 부재인 것을 예시한다.

그러나, 본 발명의 복합 콘크리트 축 구조물(1)에 사용되는 통형 구조용 부재(10)가 상기한 원통형 프리캐스트 콘크리트 부재만으로 반드시 한정되는 것은 아니며, 강재를 이용해 통형상으로 제작된 통형상의 강 부재로 이루어질 수 있으며, 이때 전단 연결재(100)는 통형상의 강 부재의 내주면 상에 용접 등에 의해 체결될 수 있다.

또한, 구조용 부재(10)가 반드시 원통형 만으로 한정되는 것은 아니며 형성하고자 하는 축 구조물의 단면 형상에 따라 타원형을 포함해 모든 다각형의 단면 형상을 가지는 통형상으로 이루어질 수 있음은 당연하다.

현장 타설 콘크리트 부재(20)는 복합 콘크리트 축 구조물의 시공을 위해 설치된 원통형의 프리캐스트 콘크리트 부재(10) 내부를 채우도록 현장 타설 후, 양생시켜 형성시킨다.

그리고, 전단연결재(100)는 상기한 원통형의 프리캐스트 콘크리트 부재(10)를 기양산시 내측 일부가 돌출되게 외측 일부가 매립되어 고정 설치된 후, 프리캐스트 콘크리트 부재(10) 내부를 채우도록 현장 타설되는 현장 타설 콘크리트 부재(20) 사이를 연결하며 이들 사이에 작용하는 전단 하중뿐만 아니라 인장 및 압축 하중에 대해 지지 및 보강할 수 있도록 한다.

도 4는 도 2의 전단연결재를 분리하여 도시한 사시도이다.

도 4를 참조하여 설명하면, 본 실시예의 전단연결재(100)는 보강링부(110)와 전단연결부(120)를 포함하여 구성된다.

상기한 전단연결재(100)는 기양산된 통형상의 구조용 부재(10)와 상기 구조용 부재 내부를 채우며 현장 타설되는 현장 타설 콘크리트 부재(20) 사이를 연결하며, 이들 사이에 발생하는 전단 하중을 지지 및 보강하여 부재(10, 20)들의 합성 효과를 높일 수 있도록 한다.

따라서, 본 실시예의 전단연결재(100)의 보강링부(110)는 원통형 프리캐스트 콘크리트 구조물(10) 내에 매립 설치되도록 기설정된 폭을 가지는 원판형 링 형상으로 이루어진다.

그리고, 전단연결부(120)는 보강링부(120)의 원주 방향을 따라 기설정된 거리를 두고 다수개가 직경 방향으로 보강링부(110)의 외측과 내측에 돌출되며 형성되는 외측 연장부(121) 및 내측 연장부(122)를 이루도록 연장 형성된다.

외측 연장부(121)는 보강링부(110)의 원주 상에서 프리캐스트 콘크리트 부재(10) 내부에 매립되게 보강링부(110)의 외측 반경 방향으로 연장 형성되고, 내측 연장부(122)는 보강링부(110)의 원주 상에서 현장 타설 콘크리트 부재(20) 내에 매립되게 외측 연장부(121)에 대향하는 보강링부(110)의 내측 반경 방향으로 연장 형성된다.

본 실시예의 전단연결재(100)는 축 구조물 시공 이전에 미리 원통형의 프리캐스트 콘크리트 부재(10)를 양산시 상기한 보강링부(110)와 전단연결부(120)의 외측 연장부(121)가 프리캐스트 콘크리트 부재(10)에 내에 매립되어 고정되고, 프리캐스트 콘크리트 부재(10)의 내주면 상에 돌출 형성된 전단연결부(120)의 내측 연장부(122)가 프리캐스트 구조용 부재(10)의 내부를 채우며 현장 타설되는 현장 타설 콘크리트 부재(20) 내부에 매립 고정되어, 프리캐스트 콘크리트 부재(10)와 현장 타설 콘크리트 부재(20) 사이를 연결하여 이들 사이에 작용하는 전단력을 보강하도록 한다.

또한, 전단연결부(120)의 외측 연장부(121)측 단부에는 프리캐스트 콘크리트 부재(10) 내부에 매설되는 제1 보강 철근(11)에 걸어 고정하기 위한 제1 철근 걸이홈(125)이 형성된다.

본 실시예에서 제1 철근 걸이홈(125)은 제1 가이드홈부(125a), 제1 걸림홈부(125b) 및 제1 걸림턱부(125c)을 포함하여 구성되는 것을 예시한다.

제1 가이드홈부(125a)는 외측 연장부(121)측 단부에서 전단연결부(120)의 폭 방향으로 제1 보강 철근(11)이 끼워지게 가이드하도록 형성된다.

제1 걸림홈부(125b)는 상기 제1 가이드홈부(125a)의 단부로부터 전단연결부(120)의 길이 방향으로 연통되게 형성된다.

그리고, 제1 걸림턱부(125c)는 제1 가이드홈부(125a)와 제1 걸림홈부(125b)가 교차하는 모서리부에 돌출 형성되어, 제1 걸림홈부(125b)에 끼워진 제1 보강 철근이 걸려 고정되도록 한다.

또한, 전단연결부(120)의 내측 연장부(122)측 단부에는 현장 타설 콘크리트 부재(20)에 매설되는 제2 보강 철근(21)이 관통하며 끼워져 고정되도록 철근 걸이공(123)이 형성된다.

이처럼, 전단연결부(120)의 외측 연장부(121)에 형성된 제1 철근 걸이홈(125)과 내측 연장부(122)에 형성된 철근 걸이공(123)을 이용해 전단연결재(120)의 양측 단부를 각각 프리캐스트 콘크리트 부재(10)의 제1 보강 철근(11) 및 현장 타설 콘크리트 부재(20)의 제2 보강 철근(21)에 걸어 고정함으로써, 프리캐스트 구조용 부재(10)와 현장 타설 콘크리트 부재(20) 사이에 작용하는 인장 및 압축 하중 등을 함께 지지 및 보강할 수 있도록 한다.

한편, 상기한 제1 보강 철근(11) 및 제2 보강 철근(21)과 같이 주철근 배근시 일반 철근만으로 배근하거나, 피에스(PS; Prestress) 강선이나 강봉을 각각 또는 혼용하여 사용하는 것이 가능하다. 이처럼, 피에스 강선이나 강봉의 경우 미리 가해진 압축 응력에 의해 내진 성능을 향상시키는 효과를 가지게 된다.

이하, 본 발명의 제1 실시예의 구조용 부재(10) 및 전단연결재(100)에 대한 각각의 변형예들을 도 5 내지 도 10을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 5 내지 도 8은 도 1의 구조용 부재에 대한 변형예들을 도시한 도면이다.

도 5 및 도 6에 도시한 바와 같이, 본 실시예의 복합 콘크리트 축 구조물(1)에 사용되는 구조용 부재 즉, 통형상의 프리캐스트 콘크리트 부재(10)는, 제1 실시예의 복합 콘크리트 축 구조물에 사용되는 구조용 부재 즉, 통형상의 프리캐스트 콘크리트 부재와 비교하여, 수직 방향으로 매설되는 제1 보강 철근(11)에 수직 방향으로 연결되는 적어도 2층 이상의 다층 구조의 통형상을 이루며 콘크리트가 채워지는 구성의 차이를 가진다.

그리고, 콘크리트가 채워지는 각 층들 사이에는 이들을 서로 연결하는 제1 보강 철근(11)이 노출되도록 개방되게 거더 삽입홈(15)이 형성되며, 상기한 거더 삽입홈(15)을 통해 각층을 이루는 거더(50) 단부가 축 구조물에 끼워져 고정되도록 한다. 한편, 거더(50) 단부가 끼워져 고정된 거더 삽입홈(15) 내부 공간은 상기한 현장 타설되는 콘크리트에 의해 채워지게 된다.

도 7 및 도 8에 도시한 바와 같이, 본 실시예의 복합 콘크리트 축 구조물(1)에 적용된 통형상의 프리캐스트 콘크리트 부재(10)는, 상기한 구조용 부재에 대한 변형예와 비교하여, 각 층의 상단부에 상기 거더(50) 단부가 걸쳐 고정되도록 거더 고정 브래킷(16)이 외측으로 돌출되게 연장 형성되는 구성의 차이를 갖는다.

따라서, 각 층 사이의 거더 삽입홈(15)에 끼워지거나 또는 최상층부 상단에 올려지는 거더(50) 단부가 걸쳐 좀더 효과적으로 축 구조물에 지지 및 고정될 수 있도록 한다.

이처럼, 본 발명의 복합 콘크리트 축 구조물(1)을 건축물의 기둥에 적용시 단층 또는 복층으로 연속하여 제작 및 조립이 가능하고, 각 층의 경계에는 거더 삽입홈 및 거더 고정 브래킷(16)을 형성하여 거더에 가해지는 하중을 기둥을 이루는 축 구조물에 균일하게 전달할 수 있도록 한다.

도 9 및 도 10은 도 4의 전단연결재에 대한 변형예들을 도시한 사시도이다.

도 9에 도시한 바와 같이, 전단연결재(100)는, 상기한 제1 실시예의 전단연결재와 비교하여, 전단연결부(120)의 외측 연장부(121)측 단부에 형성되는 제1 철근 걸이홈(126)이 길이 방향으로 개방되게 제2 가이드홈부(126a) 및 제2 걸림홈부(126b)를 갖도록 하는 구성의 차이를 갖는다.

제2 가이드홈부(126a)는 전단연결부(120)의 외측 연장부(121)측 단부로부터 길이 방향을 따라 점차 폭이 좁아지며 걸림턱부를 형성하고, 제2 걸림홈부(126b)는 제2 가이드홈부(126a)의 걸림턱부로부터 연통되게 전단연결부(120)의 길이 방향으로 연장 형성하여 제1 가이드홈부(126a)를 통해 끼워진 제1 보강 철근(11)이 걸려 고정되도록 한다.

이처럼, 제1 철근 걸이홈(126)의 제2 가이드홈부(126a)를 외측 연장부(121)의 단부면에서 전단연결재(120)의 길이 방향을 따라 개방되도록 형성함으로써, 원통형 프리캐스트 콘크리트 건축물 부재(10)의 양산시 콘크리트 타설 이전에 설치되는 제1 보강 철근(11)을 좀더 쉽게 끼워 고정하도록 하여 작업의 편리성을 높일 수 있도록 한다.

도 10에 도시한 바와 같이, 전단연결재(100)는, 상기한 변형예의 전단연결재와 비교하여, 전단연결부(120)의 내측 연장부(122)측 단부에서 현장 타설 콘크리트 부재(20)에 매설되는 제2 보강 철근(21)에 걸어 고정되도록 제2 철근 걸이홈(124)이 형성되는 구성의 차이를 갖는다.

여기서, 제2 철근 걸이홈(124)은 내측 연장부(122)의 단부에서 전단연결부(120)의 길이 방향을 따라 개방되도록 형성되는 제3 가이드홈부(124a)와 제3 걸림턱부(124b)로 이루어지고, 상기한 제3 가이드홈부(124a) 및 제3 걸림홈부(124b)는 제1 철근 걸이홈(126)의 제2 가이드홈부(126a) 및 제2 걸림홈부(126b)와 동일 형상으로 이루어진다.

따라서, 전단연결재(100)의 제2 철근 걸이홈(124)에 현장 타설 콘크리트 부재(20)의 현장 타설 전에 설치되는 제2 보강 철근(21)을 끼워 고정시키는 과정에서, 전단연결재(100)의 고정 작업의 편리성을 높일 수 있도록 한다.

이하, 본 발명의 복합 콘크리트 축 구조물에 대한 또 다른 실시예들 및 이들에 대한 변형예들을 각각 첨부한 도면을 참조하여 설명하며, 상기한 제1 실시예와 동일 및 유사한 구성에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 이에 대한 반복적인 설명은 생략한다.

도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 복합 콘크리트 축 구조물을 도시한 부분 절개 사시도이고, 도 12는 도 11의 ⅩⅡ-ⅩⅡ선을 따라 잘라서 본 측단면도이며, 도 13은 도 12의 전단연결재를 분리하여 도시한 사시도이다.

도 11 내지 도 13을 참조하여 설명하면, 본 실시예의 복합 콘크리트 축 구조물(1)은 프리캐스트 콘크리트 부재(10)와 현장 타설 콘크리트 부재(20)를 연결하는 전단연결재(200)가, 상기한 제1 실시예의 전단연결재(100)와 비교하여, 외측 보강링부(210), 내측 보강링부(220) 및 이들 사이를 연결하는 다수의 전단연결부(230)들을 포함하는 구성의 차이를 갖는다.

외측 보강링부(210)는 전술한 바와 같이 원통형 프리캐스트 콘크리트 부재(10) 내측에 매립 설치되도록 링 형상으로 이루어진다.

내측 보강링부(220)는 외측 보강링부(210)와 동심을 이루며 상기한 현장 타설 콘크리트 부재(20) 내부에 매립 설치되도록 링 형상으로 이루어진다.

그리고, 전단 연결부(230)는 외측 보강링부(210) 및 내측 보강링부(220)의 원주 방향을 따라 다수개가 기설정된 거리를 두고 반경 방향으로 양단부가 외측 보강링부(210) 및 내측 보강링부(220)에 각각 연결되게 형성된다.

이처럼, 본 실시예의 복합 콘크리트 축 구조물(1)은 원통형 프리캐스트 콘크리트 부재(10)와 현장 타설 콘크리트 부재(20) 사이를 연결하는 전단연결재(200)의 전단연결부(230) 양단부가 각각 원통형 프리캐스트 콘크리트 부재(10) 내부에 매립 고정되는 외측 보강링부(210) 및 현장 타설 콘크리트 부재(20) 내부에 매립 고정되는 내측 보강링부(220)에 의해 지지되도록 하여 이들 사이에 작용하는 전단 하중뿐만 아니라 인장 및 압축 하중에 대해서도 지지 및 보강할 수 있도록 한다.

한편, 전단연결부(230)의 외측 보강링부(210)측 단부에서 프리캐스트 콘크리트 부재(10) 내부에 매설되는 제1 보강 철근(11)에 걸어 고정하기 위한 제1 철근 걸이홈(231)이 형성되고, 내측 보강링부(220)쪽 단부에 현장 타설 콘크리트 부재(20) 매설되는 제2 보강 철근(21)이 끼워지도록 관통 형성되는 철근 걸이공(235)이 형성될 수 있다.

상기한 제1 철근 걸이홈(231)은 전단연결부(230)의 폭 방향으로 제1 보강 철근(11)이 삽입되도록 형성되는 제1 가이드홈부(231a)와, 제1 가이드홈부(231a)의 단부로부터 외측 보강링부(210)를 향해 전단연결부(230)의 길이 방향으로 연통되게 형성되는 제1 걸림홈부(231b) 및 가이드홈부(231a)와 제1 걸림홈부(231b)가 교차하는 모서리부에 돌출 형성되어 제1 걸림홈부(231b)에 끼워진 제1 보강 철근(11)을 잡아 고정하는 제1 걸림턱부(231c)를 포함하여 구성될 수 있다.

따라서, 본 실시예의 전단연결재(200)는 외측 보강링부(210) 및 내측 보강링부(220)에 의해 양단이 지지되고 있는 전단연결부(230)의 양측 단부를 제1 철근 걸이홈(231) 및 철근 걸이공(235)을 통해 프리캐스트 콘크리트 부재(10) 내부에 매설되는 제1 보강 철근(11) 및 현장 타설 콘크리트 부재(20) 매설되는 제2 보강 철근(21)을 걸어 다시 한번 더 고정하도록 함으로써 좀더 효과적으로 프리캐스트 콘크리트 부재(10)와 현장 타설 콘크리트 부재(20) 사이에 작용하는 전단 하중 뿐만 아니라 인장 및 압축 하중을 지지 및 보강할 수 있도록 한다.

도 14 및 도 15는 도 13의 전단연결재에 대한 변형예들을 도시한 사시도이다.

도 14에 도시한 바와 같이, 전단연결재(200)는, 상기한 제2 실시예의 전단연결재와 비교하여, 전단연결부(230)의 외측 링보강부(210)쪽 단부에 형성되는 제1 철근 걸이홈(232)이 전단연결부(230)의 외측 단부와 만나는 외측 보강링부(210)의 외주면 상에서 전단연결부(230)의 길이 방향을 따라 점차 폭이 좁아지며 걸림턱부를 형성하는 제2 가이드홈부(232a) 및 제2 가이드홈부(232a)의 걸림턱부로부터 연통되게 전단연결부(230)의 길이 방향으로 연장 형성되어 제1 보강 철근(11)이 끼워져 고정되는 제2 걸림홈부(232b)를 포함하여 이루어지는 구성의 차이를 갖는다.

또한, 도 15에 도시한 바와 같이, 전단연결재(200)는, 상기한 제2 실시예에 대한 변형예의 전단연결재와 비교하여, 철근 걸이공(235) 대신 전단연결부(230)의 내측 보강링부(220)쪽 단부와 만나는 내측 보강링부(220)의 내주면 상에서 현장 타설 콘크리트 부재(20)에 매설되는 제2 보강 철근(21)이 관통하며 끼워져 고정되도록 제2 철근 걸이홈(236)이 형성될 수 있다.

그리고, 제2 철근 걸이홈(236)은 전단연결부(230)의 내측 단부와 만나는 내측 보강링부(220) 내주면 상에서 전단연결부(230)의 길이 방향을 따라 점차 폭이 좁아지며 걸림턱부를 형성하는 제3 가이드홈부(236a) 및 제3 가이드홈부(236a)의 걸림턱부로부터 연통되게 전단연결부의 길이 방향으로 연장 형성되어 제2 보강 철근(21)이 끼워져 고정되는 제3 걸림홈부(236b)를 포함하여 구성될 수 있다.

이처럼, 도 14 및 도 15에 도시한 전단연결재(200)의 전단연결부(230) 양단부에 형성되는 제1 철근 걸이홈(232) 및 제2 철근 걸이홈(236)의 형상으로 각각 변형시켜, 프리캐스트 콘크리트 부재(10) 및 현장 타설 콘크리트 부재(20) 내부에 매설되는 제1 보강 철근(11) 및 제2 보강 철근(21)에 걸어 고정하는 고정 작업에 대한 작업의 편리성을 높일 수 있도록 한다.

도 16은 본 발명의 제3 실시예에 따른 복합 콘크리트 축 구조물을 도시한 부분 절개 사시도이고, 도 17은 도 16의 ⅩⅢ-ⅩⅢ선을 따라 잘라서 본 측단면도이며, 도 18은 도 16의 전단연결재를 분리하여 도시한 사시도이다.

도 16 내지 18을 참조하여 설명하면, 본 실시예의 복합 콘크리트 축 구조물에 사용되는 전단연결재(300)는, 전술한 제1 및 제2 실시예의 전단연결재(100, 200)와 비교해, 보강링부(310), 전단연결부(320) 및 보강플레이트(330)를 포함하여 구성되는 차이를 갖는다.

여기서, 보강링부(310)는 원통형 프리캐스트 콘크리트 부재(10) 내부에 매립 설치되도록 링 형상으로 이루어진다.

전단연결부(320)는 보강링부(310)로부터 원주 방향으로 기설정된 거리를 두고 다수개가 내측 반경 방향으로 연장 설치되며, 프리캐스트 콘크리트 부재(10)와 현장 타설 콘크리트 부재(20)를 연결하도록 한다.

그리고, 보강플레이트부(330)는 전단연결부(320)의 현장 타설 콘크리트 부재(20)쪽 내측 단부에서 전단연결부(320)의 길이 방향과 직교하며 상, 하측 방향으로 T 자 형상을 이루며 연장 형성된다.

따라서, 본 실시예의 전단연결재(300)는 전단연결부(320)의 프리캐스트 콘크리트 부재(10)측 단부를 보강링부(310)로 잡아 보강하는 한편, 현장 타설 콘크리트 부재(20)측 단부를 보강플레이트부(330)로 잡아 고정하여 이들 사이에 작용하는 전단 하중뿐만 아니라 인장 및 압축 하중에 대해서도 지지 및 보강하도록 한다.

한편, 전단연결부(320)의 보강링부(310)측 단부에서 프리캐스트 콘크리트 부재(10) 내부에 매설되는 제1 보강 철근(11)에 걸어 고정하기 위한 제1 철근 걸이홈(321)이 형성되고, 보강플레이트(330)쪽 단부에서 현장 타설 콘크리트 부재(20)에 매설되는 제2 보강 철근(21)이 끼워져 고정되도록 제2 철근 걸이홈(325)이 형성될 수 있다.

상기한 제1 철근 걸이홈(321)은 각각 전술한 바와 같이 제1 가이드홈부, 제1 걸림홈부 및 제1 걸림턱부를 포함하며 구성되며, 제2 철근 걸이홈(325) 역시 제2 가이드홈부, 제2 걸림홈부 및 제2 걸림턱부를 포함하며 구성되며, 물론 전술한 다른 형태로 변형하여 적용할 수 있음은 당연하다.

따라서, 본 실시예의 전단연결재(300)는 보강링부(310) 및 보강플레이트부(330)에 의해 양단이 지지되고 있는 전단연결부(320)의 양측 단부를 제1 철근 걸이홈(321) 및 제2 철근 걸이홈(325)을 통해 프리캐스트 콘크리트 부재(10) 내에 매설되는 제1 보강 철근(11) 및 현장 타설 콘크리트 부재(20) 내에 매설되는 제2 보강 철근(21)에 걸어 다시 한번 더 고정하도록 함으로써 좀더 효과적으로 프리캐스트 콘크리트 부재(10)과 현장 타설 콘크리트 부재(20) 사이에 작용하는 인장 및 압축 하중을 지지 및 보강할 수 있도록 한다.

도 19는 도 18의 전단연결재에 대한 변형예를 도시한 사시도이다.

도 19에 도시한 바와 같이, 전단연결재(300)는, 상기한 제3 실시예의 전단연결재와 비교하여, 보강플레이트부(335)가 전단연결부(320)의 길이 방향으로부터 기설정된 경사각을 가지며 대칭되는 양측 방향(도면상 상, 하 방향)으로 Y자 형상을 이루며 연장 형성되도록 하는 구성의 차이를 가진다.

이처럼, 보강플레이트부(335)가 전단연결부(320)의 내측 단부에서 길이 방향으로부터 대략 120° 경사각을 가지며 Y자 형상을 가지며 연장 형성되도록 함으로써, 현장 타설 콘크리트 부재(20) 내부에 매설되는 전단연결부(320)의 내측 단부를 잡아 고정시켜 인장 및 압축 하중을 보강할 수 있도록 함과 아울러 보강플레이트(335)의 길이 방향을 따라 작용하는 인장 및 압축 하중을 경사 방향으로 분산시켜 좀더 효과적으로 프리캐스트 콘크리트 부재(10)와 현장 타설 콘크리트 부재(20) 사이에 발생하는 인장 및 압축 하중을 지지 및 보강하도록 한다.

도 20은 본 발명의 제4 실시예에 따른 복합 콘크리트 축 구조물을 도시한 부분 절개 사시도이고, 도 21은 도 20의 ⅩⅦ-ⅩⅦ선을 따라 잘라서 본 측단면도이며, 도 22는 도 20의 전단연결재를 분리하여 도시한 사시도이다.

도 20 내지 도 22를 참조하여 설명하면, 본 실시예의 복합 콘크리트 축 구조물에 사용되는 전단연결재(400)는, 전술한 각 실시예의 전단연결재들(100, 200, 300)과 비교해, 보강링부(410), 경사전단연결부(420) 및 고정플레이트부(430)를 포함하여 구성된다.

보강링부(410)는 원통형 프리캐스트 콘크리트 부재(10) 내부에 매립되어 고정 설치되도록 기설정된 폭을 가지는 원판형 링 형상으로 이루어진다.

경사전단연결부(420)는 보강링부(410)로부터 원주 방향으로 기설정된 거리를 두고 다수개가 내측 반경 방향으로 경사지게 연장 설치되며, 프리캐스트 콘크리트 부재(10)와 현장 타설 콘크리트 부재(20)가 이루는 접합면과 기설정된 경사각을 가지며 서로를 연결하도록 형성된다.

여기서, 경사전단연결부(420)는 원통형의 프리캐스트 콘크리트 부재(10)와 현장 타설 콘크리트 부재(20) 사이에 작용하는 전단 하중의 주력 방향 즉, 대략 35° 내지 55° 범위의 경사 방향으로 경사지게 형성되는 것이 바람직하다.

본 실시예에서는 경사전단연결부(420)는 단면상 프리캐스트 콘크리트 구조물부재(10)와 현장 타설 콘크리트 부재(20)의 접합면으로부터 이들 사이에서 최대 전단 하중이 작용하는 45° 경사 방향으로 기울어지게 경사각을 가지고 형성되는 것을 예시한다.

그리고, 고정플레이트부(430)는 경사전단연결부(420)의 보강링부(410)측 단부에서 경사전단연결부(420)의 경사면을 따라 수직하게 연장 설치되며, 보강링부(410)에 경사전단연결부(420)를 잡아 고정시키도록 삼각 플레이트 형상으로 이루어진다.

한편, 고정플레이트부(430)의 보강링부(410)측 단부에 보강링부(410)의 내주면 쪽이 끼워져 용접 등의 방식으로 고정되도록 링고정홈(431)이 형성된다.

따라서, 고정플레이트부(430)는 경사전달연결부(420)가 45° 의 경사각을 가지고 프리캐스트 콘크리트 부재(10)와 현장 타설 콘크리트 부재(20)를 연결하도록 링고정부(410)에 고정시키는 역할을 한다.

이처럼, 본 실시예의 전단연결재(400)는 경사전단연결부(420)가 프리캐스트 콘크리트 부재(10)와 현장 타설 콘크리트 부재(20)들 사이에 경사지며 연결하여 이들 사이에 작용하는 전단 하중에 대한 지지 강도를 향상시키고, 아울러 프리캐스트 콘크리트 부재(10)와 현장 타설 콘크리트 부재(20)들 사이에 작용하는 인장 및 압축 하중에 대해서도 일부 지지 및 보강할 수 있도록 한다.

도 23은 도 22의 전단연결재에 대한 변형예를 도시한 사시도이다.

도 23에 도시한 바와 같이, 전단연결재(400)는, 상기한 제4 실시예의 전단연결재와 비교하여, 보강링부(411)가 기설정된 높이를 가지는 원통형 링 형상으로 이루어지며, 고정플레이트부(430)가 보강링부(411)의 내주면에 결합되게 후단부면이 접합면과 나란하도록 삼각판 형상을 가지고 형성되는 구성의 차이를 갖는다.

따라서, 고정플레이트(430)에 의해 보강링부(411)에 고정되는 경사전단연결부(420)의 지지 강도를 높일 수 있도록 한다.

도 24는 본 발명의 제5 실시예에 따른 복합 콘크리트 축 구조물을 도시한 부분 절개 사시도이고, 도 25는 도 24의 ⅩⅩⅠ-ⅩⅩⅠ선을 따라 잘라서 본 측단면도이며, 도 26는 도 24의 전단연결재를 도시한 사시도이다.

도 24 내지 도 26을 참조하여 설명하면, 본 실시예의 복합 콘크리트 축 구조물(1)에 사용되는 전단연결재(500)는, 전술한 각각의 실시예들의 전단연결재들(100 내지 400)과 비교하여, 외측 보강링부(510) 및 적어도 일측 단부에 고정링이 구비되는 다수의 전단연결부(520)를 포함하여 구성되는 차이를 갖는다.

여기서, 외측 보강링부(510)는 원통형의 프리캐스트 콘크리트 부재(10)에 매립되며 고정 설치되는 기설정된 높이를 가지는 원통형 링 형상으로 이루어진다.

그리고, 전단연결부(520)는 외측 보강링부(510)로부터 원주 방향으로 기설정된 거리를 두고 다수개가 내측 반경 방향으로 연장 설치되며, 프리캐스트 콘크리트 부재(10)와 현장 타설 콘크리트 부재(20)를 연결하도록 형성된다.

한편, 전단연결부(520)의 양단부에는 각각 제1 고정링(525) 및 제2 고정링(521)이 구비된다.

제1 고정링(525)은 현장 타설 콘크리트 부재(20)에 매립되는 내측 단부에서 현장 타설 콘크리트 부재(20) 내에 매설된 제2 보강 철근(21)이 관통하며 끼워져 고정되게 원통형 형상으로 이루어지고, 제2 고정링(521)은 외측 보강링부(510)에 연결되는 내측 단부에서 프리캐스트 콘크리트 부재(10) 내부에 매설되는 제1 보강 철근(11)이 관통하며 끼워져 고정되게 원통형 형상으로 이루어진다.

따라서, 본 실시예의 전단연결재(500)는 외측 보강링부(510)에 의해 지지되는 전단연결부(520)의 양단부를 제1 고정링 및 제2 고정링에 끼워지는 현장 타설 콘크리트 부재(20)의 제2 보강 철근(21) 및 프리캐스트 콘크리트 부재(10)의 제1 보강 철근으로 다시 한번 더 잡아 고정함으로써, 이들 사이에 작용하는 전단 하중뿐만 아니라 인장 및 압축 하중을 지지 및 보강할 수 있도록 한다.

도 27은 도 26의 전단연결재에 대한 변형예를 도시한 사시도이다.

도 27에 도시한 바와 같이, 전단연결재(500)는, 상기한 제5 실시예의 전단연결재와 비교하여, 전단연결부(520)의 현장 타설 콘크리트 부재(20)쪽 내측 단부에서 제1 고정링들(525)을 서로 연결하도록 통형 링 형상을 가지는 내측 보강링부(530)를 더 포함하여 구성되는 차이를 갖는다.

내측 보강링부(530)은 현장 타설 콘크리트 부재(10)의 제2 보강 철근(21)이 끼워져 고정되는 제1 고정링들(525)을 서로 연결하도록 하여 현장 타설 콘크리트 부재(20) 내부에 매립되는 전단연결부(520)의 내측 단부의 지지 강도를 높이도록 함으로써, 이들 사이에 작용하는 인장 및 압축 하중을 좀더 효과적으로 지지 및 보강할 수 있도록 한다.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형 또는 변경하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

1: 복합 콘크리트 축 구조물 10: 프리캐스트 콘크리트 부재
11: 제1 보강 철근 15: 거더 삽입홈
16: 거더 고정 브래킷 20: 현장 타설 콘크리트 부재
21: 제1 보강 철근 100: 전단연결재
110: 보강링부 120: 전단연결부
121: 외측 연장부 122: 내측 연장부
123: 철근 걸이공 124: 제2 철근 걸이홈
124a: 제3 가이드홈부 124b: 제3 걸림홈부
124c: 제3 걸림턱부 125: 제1 철근 걸이홈
125a: 제1 가이드홈부 125b: 제1 걸림홈부
125c: 제1 걸림턱부 126: 제1 철근 걸이홈
126a: 제2 가이드홈부 126b: 제2 걸림홈부
200: 전단연결재 210: 외측 보강링부
220: 내측 보강링부 230: 전단연결부
231: 제1 철근 걸이홈 231a: 제1 가이드홈부
231b: 제1 걸림홈부 231c: 제1 걸림턱부
232: 제1 철근 걸이홈 232a: 제2 가이드홈부
232b: 제2 걸림홈부 235: 철근 걸이공
236: 제2 철근 걸이홈 236a: 제3 가이드홈부
236b: 제3 걸림홈부 236c: 제3 걸림턱부
300: 전단연결재 310: 보강링부
320: 전단연결부 330: 보강플레이트부
321: 제1 철근 걸이홈 325: 제2 철근 걸이홈
335: 보강플레이트부
400: 전단연결재 410: 보강링부
420: 경사전단연결부 430: 고정플레이트부
431: 링고정홈 411: 보강링부
500: 전단연결재 510: 외측 보강링부
520: 전단연결부 521: 제2 고정링
525: 제1 고정링 530: 내측 보강링부

Claims

내측면에 전단연결재(100)의 적어도 일부가 노출되도록 기양산된 통형상의 구조용 부재(10); 및
상기 구조용 부재(10) 내부를 채우며 상기 전단연결재(100)에 의해 상기 구조용 부재(10)와 연결되도록 현장 타설되는 현장 타설 콘크리트 부재(20);를 포함하고,

상기 전단연결재(100)는,
상기 구조용 부재(10)에 고정 설치되도록 링 형상을 이루는 보강링부(110); 및
상기 보강링부(10)의 원주 방향을 따라 기설정된 거리를 두고 반경 방향으로 연장 설치되며, 상기 구조용 부재(10)와 상기 현장 타설 콘크리트 부재(20)를 연결하는 다수의 전단연결부(120);를 포함하며,

상기 전단연결부(120)는,
상기 보강링부(110)의 원주 상에서 상기 구조용 부재(10)에 고정되게 상기 보강링부의 외측 반경 방향으로 연장 형성되는 외측 연장부(121); 및
상기 보강링부(110)의 원주 상에서 상기 현장 타설 콘크리트 부재(20)에 내에 매립되며 고정되도록 상기 보강링부(110)의 내측 반경 방향으로 연장 형성되는 내측 연장부(122);를 포함하는 복합 콘크리트 축 구조물.
제1항에서,
상기 구조용 부재(10)는,
강재로 이루어지는 통형상의 강 부재인 것을 포함하는 복합 콘크리트 축 구조물.
제1항에서,
상기 구조용 부재(10)는,
상기 보강링부(110) 및 상기 전단연결부(120)의 상기 외측 연장부(121)가 내부에 매립 설치되는 통형상의 프리캐스트 콘크리트 부재이며,

상기 전단연결부(120)는,
상기 외측 연장부(121)측 단부에 상기 프리캐스트 콘크리트 부재 내부에 매설되는 제1 보강 철근(11)에 걸어 고정하기 위한 제1 철근 걸이홈(125 또는 126)이 형성되는 복합 콘크리트 축 구조물.
제3항에서,
상기 제1 철근 걸이홈(125)은,
상기 전단연결부(120)의 상기 외측 연장부(121)측 단부에서 폭 방향으로 상기 제1 보강 철근(11)이 끼워지게 가이드하도록 형성되는 제1 가이드홈부(125a);
상기 제1 가이드홈부(125a)의 단부로부터 상기 외측 연장부(121)의 길이 방향으로 연통되게 형성되는 제1 걸림홈부(125b); 및
상기 제1 가이드홈부(125a)와 상기 제1 걸림홈부(125b)가 교차하는 모서리부에 돌출 형성되어 상기 제1 걸림홈부(125b)에 끼워진 제1 보강 철근(11)이 걸려 고정되도록 하는 제1 걸림턱부(125c);를 포함하는 복합 콘크리트 축 구조물.
제3항에서,
상기 제1 철근 걸이홈(126)은,
상기 전단연결부(120)의 상기 외측 연장부(121)측 단부에서 길이 방향을 따라 점차 폭이 좁아지며 걸림턱부를 형성하는 제2 가이드홈부(126a); 및
상기 제2 가이드홈부(126a)의 걸림턱부로부터 연통되게 상기 전단연결부(120)의 길이 방향으로 연장 형성되어 상기 제2 가이드홈부(126a)를 통해 상기 제1 보강 철근(11)이 끼워져 걸려 고정되는 제2 걸림홈부(126b);를 포함하는 복합 콘크리트 축 구조물.
제1항에서,
상기 전단연결부(120)는,
상기 내측 연장부(122)측 단부에 상기 현장 타설 콘크리트 부재(20) 내부에 매설되는 제2 보강 철근(21)이 관통하며 끼워져 고정되도록 철근 걸이공(123)이 형성되는 복합 콘크리트 축 구조물.
제6항에서,
상기 전단연결부(120)는,
상기 내측 연장부(122)측 단부에 상기 현장 타설 콘크리트 부재(20)에 매설되는 제2 보강 철근(21)이 끼워져 고정되도록 제2 철근 걸이홈(124)이 형성되는 복합 콘크리트 축 구조물.
제7항에서,
상기 제2 철근 걸이홈(124)은,
상기 전단연결부(120)의 상기 내측 연장부(122)측 단부에서 길이 방향을 따라 점차 폭이 좁아지며 걸림턱부를 형성하는 제3 가이드홈부(124a); 및
상기 제3 가이드홈부(124a)의 걸림턱부로부터 연통되게 상기 전단연결부(120)의 길이 방향으로 연장 형성되어 상기 제2 보강 철근(21)이 끼워져 고정되는 제3 걸림홈부(124b);를 포함하는 복합 콘크리트 축 구조물.
내측면에 전단연결재(200)의 적어도 일부가 노출되도록 기양산된 통형상의 구조용 부재(10); 및
상기 구조용 부재(10) 내부를 채우며 상기 전단연결재(200)에 의해 상기 구조용 부재(10)와 연결되도록 현장 타설되는 현장 타설 콘크리트 부재(20);를 포함하고,

상기 전단연결재(200)는,
상기 구조용 부재(10)에 고정 설치되는 링 형상의 외측 보강링부(210);
상기 외측 보강링부(210)의 내측에서 상기 현장 타설 콘크리트 부재(20) 내부에 매설되는 링 형상의 내측 보강링부(220); 및
상기 외측 보강링부(210) 및 상기 내측 보강링부(220)의 원주 방향을 따라 기설정된 거리를 두고 양단부가 상기 외측 보강링부(210) 및 상기 내측 보강링부(220)에 각각 연결되는 복수의 전단연결부(230);를 포함하는 복합 콘크리트 축 구조물.
제9항에서,
상기 구조용 부재(10)는,
강재로 이루어지는 통형상의 강 부재인 것을 포함하는 복합 콘크리트 축 구조물.
제9항에서,
상기 구조용 부재(10)는,
상기 외측 보강링부(210) 및 상기 외측 보강링부(210)에 인접하는 상기 전단연결부(230)의 외측 일부가 내부에 매립 설치되는 통형상의 프리캐스트 콘크리트 부재이며,

상기 전단연결부(230)는,
상기 외측 보강링부(210)측 단부에서 상기 프리캐스트 콘크리트 부재 내부에 매설되는 제1 보강 철근(11)에 걸어 고정하기 위한 제1 철근 걸이홈(231 또는 232)이 형성되는 복합 콘크리트 축 구조물.
제11항에서,
상기 제1 철근 걸이홈(231)은,
상기 전단연결부(230)의 폭 방향으로 상기 제1 보강 철근이 끼워지게 가이드하도록 형성되는 제1 가이드홈부(231a);
상기 제1 가이드홈부(231a)의 단부로부터 상기 외측 보강링부(210)를 향해 상기 전단연결부(230)의 길이 방향으로 연통되게 형성되는 제1 걸림홈부(231b); 및
상기 제1 가이드홈부(231a)와 상기 제1 걸림홈부(231b)가 교차하는 모서리부에 돌출 형성되어 걸림홈부에 끼워진 제1 보강 철근(11)을 잡아 고정하는 제1 걸림턱부(231c);를 포함하는 복합 콘크리트 축 구조물.
제11항에서,
상기 제1 철근 걸이홈(232)은,
상기 전단연결부(230)의 외측 단부와 만나는 상기 외측 보강링부(210)의 외주면 상에서 상기 전단연결부(230)의 길이 방향을 따라 점차 폭이 좁아지며 걸림턱부를 형성하는 제2 가이드홈부(232a); 및
상기 제2 가이드홈부(232a)의 걸림턱부로부터 연통되게 상기 전단연결부(230)의 길이 방향으로 연장 형성되어 상기 제1 보강 철근(11)이 끼워져 고정되는 제2 걸림홈부(232b);를 포함하는 복합 콘크리트 축 구조물.
제9항에서,
상기 전단연결부(230)는,
상기 내측 보강링부(220)쪽 단부에 상기 현장 타설 콘크리트 부재(20) 내부에 매설되는 제2 보강 철근(21)이 끼워지도록 관통 형성되는 철근 걸이공(235)이 형성되는 복합 콘크리트 축 구조물.
제9항에서,
상기 전단연결부(230)의 내측 단부와 만나는 상기 내측 보강링부(220)의 내주면 상에서 상기 현장 타설 콘크리트 부재(20) 내부에 매설되는 제2 보강 철근(21)이 관통하며 끼워져 고정되도록 제2 철근 걸이홈(236)이 형성되는 복합 콘크리트 축 구조물.
제15항에서,
상기 제2 철근 걸이홈(236)은,
상기 전단연결부(230)의 내측 단부와 만나는 상기 내측 보강링부(220)의 내주면 상에서 상기 전단연결부(230)의 길이 방향을 따라 점차 폭이 좁아지며 걸림턱부를 형성하는 제3 가이드홈부(236a); 및
상기 제3 가이드홈부(236a)의 걸림턱부로부터 연통되게 상기 전단연결부(230)의 길이 방향으로 연장 형성되어 상기 제2 보강 철근(21)이 끼워져 고정되는 제3 걸림홈부(236b);를 포함하는 복합 콘크리트 축 구조물.
내측면에 전단연결재(300)의 적어도 일부가 노출되도록 기양산된 통형상의 구조용 부재(10); 및
상기 구조용 부재(10) 내부를 채우며 상기 전단연결재(300)에 의해 상기 구조용 부재(10)와 연결되도록 현장 타설되는 현장 타설 콘크리트 부재(20);를 포함하고,

상기 전단연결재(300)는,
상기 구조용 부재(10)에 고정 설치되는 링 형상의 보강링부(310);
상기 보강링부(310)로부터 원주 방향으로 기설정된 거리를 두고 내측 반경 방향으로 연장 설치되며, 상기 구조용 부재(10)와 상기 현장 타설 콘크리트 부재(20)를 연결하는 다수의 전단연결부(320); 및
상기 전단연결부(320)의 상기 현장 타설 콘크리트 부재(20)쪽 내측 단부에서 상기 전단연결부(320)와 교차하는 방향으로 연장 형성되는 보강플레이트부(330 또는 335);를 포함하는 복합 콘크리트 축 구조물.
제17항에서,
상기 보강 플레이트부(330)는,
상기 전단연결부(320)와 직교하는 양측 방향으로 연장 형성되는 복합 콘크리트 축 구조물.
제17항에서,
상기 보강 플레이트부(335)는,
상기 전단연결부(320)로부터 기설정된 경사각을 가지며 서로 대칭되는 양측 방향으로 연장 형성되는 복합 콘크리트 축 구조물.
제17항에서,
상기 구조용 부재(10)는,
강재로 이루어지는 통형상의 강 부재인 것을 포함하는 복합 콘크리트 축 구조물.
제17항에서,
상기 구조용 부재(10)는,
상기 보강링부(310) 및 상기 보강링부(310)에 인접하는 상기 전단연결부(320)의 외측 일부가 내부에 매립 설치되는 통형상의 프리캐스트 콘크리트 부재이며,

상기 전단연결부(320)는,
상기 보강링부(310)측 단부에서 상기 프리캐스트 콘크리트 부재 내부에 매설되는 제1 보강 철근(11)에 걸어 고정하기 위한 제1 철근 걸이홈(321)이 형성되는 복합 콘크리트 축 구조물.
제21항에서,
상기 제1 철근 걸이홈(321)은,
상기 전단연결부(320)의 폭 방향으로 상기 제1 보강 철근(11)이 끼워지게 가이드하도록 형성되는 제1 가이드홈부;
상기 제1 가이드홈부의 단부로부터 상기 보강링부(310)를 향해 상기 전단연결부(320)의 길이 방향으로 형성되는 제1 걸림홈부; 및
상기 제1 가이드홈부와 상기 제1 걸림홈부가 교차하는 모서리부에 돌출 형성되어 제1 걸림홈부에 끼워진 상기 제1 보강 철근(11)을 잡아 고정하는 제1 걸림턱부;를 포함하는 복합 콘크리트 축 구조물.
제17항에서,
상기 전단연결부(320)는,
상기 현장 타설 콘크리트 부재(20)쪽 단부에서 상기 현장 타설 콘크리트 부재(20) 내부에 매설되는 제2 보강 철근(21)이 끼워져 고정되도록 제2 철근 걸이홈(325)이 형성되는 복합 콘크리트 축 구조물.
제23항에서,
상기 제2 철근 걸이홈(325)은,
상기 전단연결부(320)의 내측 단부에서 폭 방향으로 상기 제2 보강 철근(21)이 삽입되도록 형성되는 제2 가이드홈부;
상기 제2 가이드홈부의 단부로부터 상기 보강링부(310)를 향해 상기 전단연결부(320)의 길이 방향으로 형성되는 제2 걸림홈부; 및
상기 제2 가이드홈부와 상기 제2 걸림홈부가 교차하는 모서리부에 돌출 형성되어 제2 걸림홈부에 끼워진 상기 제2 보강 철근(21)을 잡아 고정하는 제2 걸림턱부;를 포함하는 복합 콘크리트 축 구조물.
내측면에 전단연결재(400)의 적어도 일부가 노출되도록 기양산된 통형상의 구조용 부재(10); 및
상기 구조용 부재(10) 내부를 채우며 상기 전단연결재(400)에 의해 상기 구조용 부재(10)와 연결되도록 현장 타설되는 현장 타설 콘크리트 부재(20);를 포함하고,

상기 전단연결재(400)는,
상기 구조용 부재(10)에 고정 설치되는 링 형상의 보강링부(410 또는 411);
상기 보강링부(410)로부터 원주 방향으로 기설정된 거리를 두고 내측 반경 방향으로 경사지게 연장 설치되며,
상기 구조용 부재(10)와 상기 현장 타설 콘크리트 부재(20)가 이루는 접합면과 기설정된 경사각을 가지며 서로를 연결하는 다수의 경사전단연결부(420);
상기 경사전단연결부(420)의 상기 보강링부(410)측 단부에서 상기 경사전단연결부(420)의 경사면을 따라 수직하게 연장 설치되며,
상기 보강링부(410)에 상기 경사전단연결부(420)를 잡아 고정시키는 고정플레이트부(430);를 포함하여 구성되는 복합 콘크리트 축 구조물.
제25항에서,
상기 경사전단연결부(420)는,
상기 구조용 부재(10)와 상기 현장 타설 콘크리트 부재(20)가 이루는 접합면과 35° 내지 55° 범위의 경사각을 이루며 형성되는 복합 콘크리트 축 구조물.
제25항에서,
상기 보강링부(410)는 기설정된 폭을 가지는 판형 링 형상으로 이루어지며,

상기 고정플레이트부(430)는,
상기 보강링부(410)측 단부에 상기 보강링부(410)의 내주면 쪽이 끼워 고정하는 링고정홈(431)이 형성되는 복합 콘크리트 축 구조물.
제25항에서,
상기 보강링부(411)는 기설정된 높이를 가지는 통형 링 형상으로 이루어지며,

상기 고정플레이트부(430)는,
상기 보강링부(411)의 내주면에 결합되는 후단부면이 상기 접합면과 나란하도록 삼각판 형상을 가지는 복합 콘크리트 축 구조물.
내측면에 전단연결재(500)의 적어도 일부가 노출되도록 기양산된 통형상의 구조용 부재(10); 및
상기 구조용 부재(10) 내부를 채우며 상기 전단연결재(500)에 의해 상기 구조용 부재(10)와 연결되도록 현장 타설되는 현장 타설 콘크리트 부재(20);를 포함하는 복합 콘크리트 축 구조물에 있어서,

상기 전단연결재(500)는,
상기 구조용 부재(10)에 고정 설치되는 기설정된 높이를 가지는 통형 링 형상의 외측 보강링부(510); 및
상기 외측 보강링부(510)로부터 원주 방향으로 기설정된 거리를 두고 내측 반경 방향으로 연장 설치되며, 상기 구조용 부재(10)와 상기 현장 타설 콘크리트 부재(20)를 연결하는 다수의 전단연결부(520);를 포함하며,

상기 전단연결부(520)는,
상기 현장 타설 콘크리트 부재(20)에 매립되는 내측 단부에 상기 현장 타설 콘크리트 부재(20) 내부에 매설된 제2 보강 철근(21)이 통과하며 끼워져 고정되는 제1 고정링(525)이 형성되는 복합 콘크리트 축 구조물.
제29항에서,
상기 전단연결부(520)의 상기 현장 타설 콘크리트 부재(20)쪽 내측 단부에서 상기 제1 고정링들(252)을 연결하도록 링 형상을 가지는 내측 보강링부(530);를 더 포함하는 복합 콘크리트 축 구조물.
제29항에서,
상기 구조용 부재(10)는,
강재로 이루어지는 통형상의 강 부재인 것을 포함하는 복합 콘크리트 축 구조물.
제31항에서,
상기 구조용 부재(10)는,
상기 외측 보강링부(510)와, 상기 외측 보강링부(510)에 인접하는 상기 전단연결부(520)의 외측 일부가 내부에 매립 설치되는 프리캐스트 콘크리트 부재이며,

상기 전단연결부(520)는,
상기 외측 보강링부(510)에 연결되는 내측 단부에서 상기 프리캐스트 콘크리트 부재 내부에 매설되는 제2 보강 철근(11)이 끼워져 고정되는 제2 고정링(521)을 포함하는 복합 콘크리트 축 구조물.
제1항, 제9항, 제17항, 제25항 또는 제29항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 구조용 부재(10)는,
수직 방향으로 다수의 제1 보강 철근(11)이 매설되는 통형상의 프리캐스트 콘크리트 부재이며,

상기 프리캐스트 콘크리트 부재는,
상기 제1 보강 철근(11) 의해 수직 방향으로 연결되는 적어도 2 이상의 다층 구조를 이루고,
상기 각층들 사이에 거더(50)를 끼워 고정하기 위한 거더 삽입홈부(55)가 형성되는 복합 콘크리트 축 구조물.
제33항에서,
상기 프리캐스트 콘크리트 부재는,
상기 각 층의 상단부에 상기 거더(50)가 걸쳐 고정되도록 거더 고정 브래킷(16)이 외측으로 연장 형성되는 복합 콘크리트 축 구조물.