KR101052732B1 - 전단연결재가 미리 형성된 연결판을 이용한 합성파일 및 그 제작방법 - Google Patents

전단연결재가 미리 형성된 연결판을 이용한 합성파일 및 그 제작방법 Download PDF

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Abstract

외부강재와 합성된 콘크리트부에 의한 합성파일을 제작함에 있어 외부강재와 콘크리트부의 합성성능을 보다 확실하게 확보할 수 있도록 하면서도 합성파일용 철근조립망을 외부강재에 보다 용이하게 세팅할 수 있는 전단연결재가 미리 형성된 연결판을 이용한 합성파일 및 그 제작방법에 대한 것으로서, 상기 합성말뚝은 원형 강관을 포함하는 관 형태의 외부강재: 다수의 점 간격재 또는 트러스근 형태를 포함하는 전단연결재가 미리 형성되어 상기 외부강재 내측면에 일체로 부착된 연결판; 상기 연결판에 슬라이딩되면서 외부강재 내부에 삽입 설치되는 철근조립망; 및 상기 전단연결재가 미리 형성된 연결판과 철근조립망이 매립되도록 타설되어 경화된 콘크리트부;를 포함한다.

Description

전단연결재가 미리 형성된 연결판을 이용한 합성파일 및 그 제작방법{COMPOSITE PILE USING COMPOSITE PLATE WITH SHEAR CONNECTOR AND MAKING METHOD USING THE SAME}
본 발명은 전단연결재가 미리 형성된 연결판을 이용한 합성파일 및 그 제작방법에 관한 것이다. 더욱 구체적으로 외부강재를 콘크리트와 합성시킨 합성파일에 있어서 외부강재와 타설되는 콘크리트의 합성성능을 보다 확실하게 확보할 수 있도록 하면서도 콘크리트에 매립되는 철근조립망을 외부강재에 보다 용이하게 세팅할 수 있는 전단연결재가 미리 형성된 연결판을 이용한 합성파일 및 그 제작방법에 대한 것이다.
구조물에 설치되는 말뚝기초는 RC 말뚝, PHC 파일, PC 말뚝, 강관말뚝, 합성파일 등이 이용된다.
이러한 말뚝기초는 항타 등에 의하여 두부에 하중이 집중되어 전단력, 휨모멘트 및 축력이 말뚝상부에 가해지는데 RC 말뚝은 경제적인 비용으로 제작은 가능하나 전단력 및 휨 모멘트에 대한 저항력이 적다는 문제점이 있으며,
공장에서 제작되는 PHC 파일(Pretensioned spun High strength Concrete pile, 프리텐션 방식 원심력 고강도 콘크리트 말뚝)은 비교적 가격이 저렴하고 강성이 크다는 장점 때문에 종래 많이 이용되었으나,
특히 항타 시 최종 지지층에 도달될수록 지반저항력이 커져 항타 에너지에 의한 말뚝 두부 손상에 의하여 말뚝 전체의 균열로 이어지는 경우 말뚝의 재시공이 필요 하다는 등의 문제점이 있었다.
강관파일은 말뚝 전 길이에 걸쳐 재질의 균일성에 의한 하중 저항력이 균등하여 특히 휨 모멘트와 전단력에 대한 저항력이 우수하며, 재료 강도가 높아 강한 타격에 잘 견뎌 두부손상에 강할 뿐만 아니라, 두부손상 부위도 국부적이어서 최종 절단에 의한 두부처리가 용이하다는 장점 때문에 많이 이용되고 있으나 다소 고가라는 문제점이 있었다.
이에 PHC 파일(중공 콘크리트말뚝)과 강관파일의 장점을 극대화하기 위하여 도 1a와 같이 PHC 파일(11)과 강관말뚝(12)을 연결판(13)으로 용접(A)연결 한 후, 선단부(14)를 지지층(B)까지 관입시킨 후, 강관말뚝의 두부정리, 버림 콘크리트(20) 타설 및 기초콘크리트(30)의 순서로 시공하되, 강관말뚝(12) 내부 및 PHC 파일(11) 내부 또는 강관말뚝(12) 내부만 콘크리트(14)가 충전되도록 하는 합성파일(10)이 소개되어 있다.
이러한 합성파일(10)은 두부가 강관말뚝으로 형성되어 항타 에너지에 대한 저항력이 크기 때문에 두부파손을 최소화할 수 있고, 지중에 관입되는 부위 대부분은 경제적인 중공 콘크리트말뚝으로 형성되어 있어 매우 경제적이라는 장점이 있었다.
또한 외부강관이 PHC 파일을 감싸도록 제작된 합성파일도 소개된 바 있는데, 이는 도 1b를 기준으로 살펴보면,
공장에 세팅된 미 도시된 통상의 PHC 파일용 거푸집 상단에 연결강관(40a,40b)을 먼저 설치하게 된다.
이러한 연결강관(40a,40b)의 직경은 중공콘크리트 말뚝(PHC 파일)용 거푸집의 직경과 일치하도록 하여 상기 연결강관(40a,40b)이 일종의 거푸집 역할을 할 수 있도록 하되 하부 중공콘크리트 말뚝부(10)의 상단에 연속으로 연결강관(40a,40b)이 형성될 수 있도록 한다.
이때 연결강관(40a,40b) 내측에는 강성 및 합성효과 증가를 위한 보강재로서 콘크리트 보강재(50)가 더 설치된다.
상기 콘크리트 보강재(50)를 살펴보면, 연결강관(40a,40b)을 축 방향으로 2 등분하여 한쪽 연결강관 내측에 관통홀(50b)이 형성된 십자형 보강재(50a)를 용접 등에 의하여 먼저 고정시키게 된다.
이러한 십자형 보강재(50a)는 1차 및 2차 합성충진재(51,52)가 연결강관(40a,40b)에 효과적으로 부착되어 합성되도록 하는 역할을 하는 것이다.
다음으로는 상기 십자형 보강재(50a)가 고정된 한쪽 연결강관(40a)의 하단을 하부 중공콘크리트 말뚝부(10)용 강관거푸집의 상단에 배치되도록 함과 더불어 나머지 반 등분된 연결강관(40a,40b)을 십자형 보강재(50a)가 고정된 한쪽 연결강관에 용접하여 2 등분시킨 연결강관(40a,40b)이 일체화되도록 한다.
다음으로는 하부 PHC 파일용 강관거푸집 및 콘크리트 보강재(50)가 형성된 연결강관(40a,40b) 전체 길이에 걸쳐 미 도시된 철근조립망을 구성하는 PC강선을 긴장 후 정착시킨 상태에서, 1차 합성충진재(51)인 콘크리트를 타설하고 원심력을 이용하여 연결관(40a,40b)이 일체로 형성된 중간 합성파일부(A)와 하부 중공콘크리트 말뚝부(10)를 함께 제작되도록 한다.
이에 중간 합성파일부(A1)는 콘크리트보강재(50) 일부가 1차 합성충진재(51)에 의하여 매립된 연결관(40a,40b)이 공장에서 하부 중공콘크리트 말뚝부(10)와 함께 일체로 함께 제작되어 보다 대량생산에 의한 경제적인 합성파일의 제작이 가능하도록 함을 알 수 있다.
결국 종래 합성파일은 콘크리트로 형성된 합성충진재(51,52)와 연결관(40a,40b)이 관통홀(50b)이 형성된 십자형 보강재(50a)에 의하여 서로 합성능력을 확보할 수 있도록 함을 알 수 있다.
하지만 연결강관(40a,40b) 내부에 원심력에 의하여 투입된 합성충진재(51)가 연결관에 형성된 연결관에 폐색되면서 합성충진재가 연결관 주위에 일부 뭉침현상이 발생하면서 합성충진재(51)가 연결관(40a,40b)과 완전히 합성되지 못하는 문제점이 있었다.
이에 상기 십자형 보강재(50a)는 실제 사용하지 못하고 십자형 보강재(50a)를 점 간격재 형태의 전단연결재로 설치하여 연결강관 내부에 일체로 합성된 합성파일을 제작할 수 밖에 없었다.
하지만 이마저도 점 간격재 형태의 전단연결재(60)를 도 1c와 같이 연결관(40a,40b) 내측면에 개별로 설치하려다 보니 시공성 및 작업성이 너무 떨어질 수 밖에 없기 때문에 전단연결재의 설치방법 개선에 대한 필요성이 대두되었다.
나아가 상기 점 간격재의 전단연결재(60)를 사용한다고 했을 때에도 PHC 파일 제작을 위한 콘크리트부에 배근되는 철근조립망(70)의 설치 시 철근조립망(70)은 삽입과정에서 휘어지거나 출렁거리기 때문에 상기 전단연결재(60)에 철근조립망(70)이 걸릴 수 밖에 없어 점 간격재 형태의 전단연결재가 형성된 연결관(40a,40b) 내부에 PHC 파일용 철근조립망(70)을 삽입 설치하는 것은 거의 불가능하다는 문제점이 있었다.
이에 본 발명은 기본적으로 외부강관이 내부의 콘크리트를 감싸도록 하여 제작되는 합성파일에 있어서, 외부강관과 콘크리트의 합성능력을 충분히 확보하기 위하여 설치되는 전단연결재를 보다 용이하게 설치할 수 있도록 한 전단연결재가 미리 형성된 연결판을 이용한 합성파일 및 그 제작방법 제공을 그 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.
또한 상기 합성파일을 구성하는 콘크리트에 매립되도록 설치되는 철근조립망을 전단연결재가 형성된 외부강관 내부에 보다 용이하게 삽입 설치하여 합성파일을 보다 용이하게 제작할 수 있는 전단연결재가 미리 형성된 연결판을 이용한 합성파일 및 그 제작방법 제공을 또 다른 기술적 과제로 한다.
이에 본 발명은
첫째, 외부강재와 외부강재 내부에 합성되는 콘크리트를 형성시키는 합성파일에 있어서,
상기 외부강재 내측면에 전단연결재를 미리 형성시킨 연결판을 부착시켜 전단연결재를 일일이 외부강재 내측면에 설치하는 번거로움이 해결될 수 있도록 하였다.
둘째, 상기 전단연결재 두부에는 외부강재의 길이방향으로 철근조립망 가이드부재를 추가 설치하여 상기 철근조립망 가이드부재에 의하여 콘크리트에 매립되는 철근조립망이 용이하게 외부강재 내부로 삽입 될 수 있도록 하여 합성파일의 제작 및 시공 효율성을 높일 수 있도록 하였다.
이를 위해 본 발명은
원형 강관을 포함하는 관 형태의 외부강재:
다수의 점 간격재 또는 트러스근 형태를 포함하는 전단연결재가 미리 형성되어 상기 외부강재 내측면에 일체로 부착된 연결판;
상기 연결판에 슬라이딩되면서 외부강재 내부에 삽입 설치되는 철근조립망;
상기 전단연결재가 미리 형성된 연결판과 철근조립망이 매립되도록 타설되어 경화된 콘크리트부;를 포함하는 전단연결재가 미리 형성된 연결판을 이용한 합성파일을 제공한다.
또한 바람직하게는
상기 외부강재의 길이방향으로 일직선상에 있는 전단연결재들의 두부 상면에 연장되도록 설치된 철근을 포함하는 철근조립망용 가이드부재가 더 설치되도록 하여 상기 철근조립망용 가이드부재를 따라 철근조립망이 외부강재 내부에 슬라이딩되면서 삽입 설치되도록 하는 전단연결재가 미리 형성된 연결판을 이용한 합성파일을 제공한다.
또한 바람직하게는
상기 트러스근 형태의 전단연결재는
연결판 일측면에 이격되어 외부강재의 길이방향으로 연장되도록 배치된 철근을 포함하는 하부트러스근; 상기 하부트러스근 사이 중앙 상부에 형성되며 외부강재의 길이방향으로 연장되도록 배치된 철근을 포함하는 상부트러스근; 및 상기 상부트러스근을 꼭지점으로 하여 각각의 하부트러스근과 상부트러스근 사이에 외부강재의 길이방향으로 파형 형태로 연장되어 상부트러스근과 2개의 하부트러스근을 서로 구속하는 파형철근을 포함하는 파형 트러스근;을 포함하여 상기 2개의 하부트러스근과 상부트러스근에 의한 전단연결재의 형상이 전체적으로 삼각 트러스 형태로 형성된 전단연결재가 미리 형성된 연결판을 이용한 합성파일을 제공한다.
또한 바람직하게는
원형 강관을 포함하는 관 형태의 외부강재 내측면에 다수의 전단연결재가 미리 형성된 연결판을 별도로 제작하여 상기 외부강재의 길이방향으로 연장되도록 부착하고,
상기 전단연결재가 미리 형성된 연결판에 지지되도록 철근조립망을 외부강재 내부에 길이방향으로 삽입 설치하고,
상기 전단연결재가 미리 형성된 연결판과 철근조립망이 매립되도록 콘크리트를 외부강재 내부에 타설하여 외부강재와 합성되도록 하여 합성파일을 제작하는 단계를 포함하는 전단연결재가 미리 형성된 연결판을 이용한 합성파일 제작방법을 제공한다.
또한 바람직하게는
원형 강관을 포함하는 관 형태의 외부강재를 준비하고,
다수의 전단연결재가 미리 형성된 연결판을 별도로 제작하여 상기 외부강재 내측면에 외부강재의 길이방향으로 연장되도록 부착하고,
상기 전단연결재가 미리 형성된 연결판이 부착된 외부강재를 PHC 파일용 제작대에 설치된 형틀 내부에 세팅하고:
상기 전단연결재가 미리 형성된 연결판에 지지되도록 철근조립망을 외부강재 내부에 길이방향으로 삽입 설치하고,
상기 전단연결재가 미리 형성된 연결판과 철근조립망이 매립되도록 PHC 말뚝부용 콘크리트를 형틀에 투입한 후 형틀을 회전시켜 상기 PHC 말뚝부용 콘크리트가 원심력에 의하여 외부강재와 합성되도록 하여 합성파일을 제작하고,
상기 형틀로부터 합성파일을 분리하는 단계를 포함하는 전단연결재가 미리 형성된 연결판을 이용한 합성파일 제작방법을 제공한다.
즉, 현장타설콘크리트 파일에 있어 본 발명의 합성파일에 의한 제작에 의하여 시공이 가능하며, 공장에서 미리 PHC 파일 제작시 본 발명의 합성파일 제작이 가능하다.
본 발명의 합성파일은 내부에 형성되는 콘크리트부와 이를 감싸는 외부강재와의 합성과정에서 서로의 탈락현상을 확실하게 방지할 수 있는 합성파일 제작 및 시공방법을 제공할 수 있게 된다.
이를 위해 본 발명에서 사용되는 전단연결재가 미리 형성된 연결판은 외부강재의 보강재로서 작용할 수 있어 합성파일의 휨 강성에 매우 유리하여 연결판이 합성파일의 강재량을 절감할 수 있도록 한 합성파일 제공이 가능하게 된다.
또한 PHC 말뚝을 외부강재와 합성시킴에 있어 사용되는 철근조립망을 외부강재 내부에 보다 용이하게 삽입할 수 있어 보다 효율적인 합성파일 제작이 가능하게 된다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
도 1a는 종래 합성파일의 시공단면도,
도 1b는 종래 PHC 파일을 연결하기 위한 연결재로 사용되는 외부강재 내부에 PHC 파일이 형성된 합성파일의 사시도,
도 1c는 종래 전단연결재가 형성된 외부강재와 철근조립망의 설치사시도 및 연결판 사시도,
도 2a, 도 2b, 도 2c 및 도 2d는 본 발명에 의한 합성파일의 조립 사시도 및 연결판의 설치구성도,
도 3a, 도 3b 및 도 3c는 본 발명에 의한 합성파일의 제작순서도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
< 본 발명에 의한 합성파일(100) >
도 2a는 본 발명에 의한 합성파일(100)의 조립사시도인데, 상기 합성파일(100)은 크게 외부강재(110), 전단연결재(130)가 미리 형성된 연결판(120), 철근조립망용 가이드부재(140), 철근조립망(150) 및 콘크리트부(160)로 크게 구성된다.
먼저, 도 2a와 같이 상기 외부강재(110)는 길이방향으로 동일한 직경을 가진 원형 강관을 이용하게 되며, 그 내부에는 콘크리트부(160)가 합성되도록 형성시키게 된다.
상기 콘크리트부(160)는 예컨대 PHC 파일을 제작하기 위한 설비를 이용하여 원심력에 의한 타설로 형성되거나 중력에 의하여 타설되는데 합성파일로 작용하기 위하여 상기 외부강재(110)는 콘크리트부(160)용 콘크리트와 일체로 합성되어야 한다.
이를 위해 외부강재(110) 내측면에 전단연결재(130)가 형성된 연결판(120)을 부착시키게 된다.
이러한 연결판(120)은 외부강재(110)와 별도로 제작하게 되며 외부강재(110)의 내측면에 대응하는 곡률을 가진 연결판(120)을 먼저 강판을 이용하여 제작하고, 상기 연결판(120)의 일측면에 전단연결재(130)를 용접 등의 방법으로 제작하게 된다.
이때, 상기 연결판(120)은 소정의 두께를 가진 강판을 이용하되 외부강재의 길이방향으로 다수의 전단연결재(130)를 미도시된 기계설비를 이용하여 부착시키게 되어 종래와 같이 1개씩 외부강재(110) 내측에 설치해야 하는 번거로움을 없앨 수 있다.
이에 본 발명은 외부강재(110) 내측면에 1개씩 전단연결재(130)를 설치하는 것이 아니라 전단연결재(130)가 일체화된 연결판(120)을 외부강재(110) 내측면에 부착(용접)시키는 것으로 전단연결재(130)의 설치가 가능하여 합성파일의 제작성이 크게 증진되도록 하는 효과를 가질 수 있음을 알 수 있다.
이러한 연결판(120)은 외부강재(110) 내측면에 적어도 2개 이상 다수가 외부강재(110) 내측면에 설치되도록 하여 전단연결재(130)에 의한 외부강재(110)와 콘크리트부(160)의 충분한 합성이 가능하게 된다.
이러한 전단연결재(130)는 서로 독립적으로 분리되어 형성되어 있으므로 콘크리트부(160)용 콘크리트가 타설되더라라도 외부강관 내부에서 전단연결재에 의하여 일부 뭉침현상 등이 발생하지 않기 때문에 다수를 설치하더라도 콘크리트부(160) 형성에 달리 문제가 발생하지 않게된다.
이에 상기 전단연결재(130)는 점 간격재 형태로 형성시키게 되는데 가장 간단하게는 볼트머리부와 볼트부로 형성된 종래 스터드 형태를 이용할 수 있다.
단지 본 발명의 전단연결재(130)는 형상이 중요한 것이 아니라 각각의 전단연결재가 서로 이격되어 설치됨으로써 콘크리트부(160)가 점 간격재 사이사이에 밀실하게 채워져 외부강관과 콘크리트부(160)가 서로 일체로 합성되도록 하는 것이 중요하므로 이러한 기능을 가진다면 다양한 형상의 전단연결재 이용이 가능할 것이다.
예컨대 도 2b와 같이 상기 전단연결재(130)는 점 간격재 형태가 아닌 트러스형 전단연결재(130b)로도 제작된 것이 이용될 수 있다.
이때 상기 트러스형 전단연결재(130b)는 예컨대 연결판 일측면에 이격되어 외부강재의 길이방향으로 연장되도록 배치된 철근을 포함하는 한쌍의 하부트러스근(131b); 상기 하부트러스근(131b) 사이 중앙 상부에 형성되며 외부강재의 길이방향으로 연장되도록 배치된 철근을 포함하는 상부트러스근(132b); 및 상기 상부트러스근(132b)을 꼭지점으로 하여 각각의 하부트러스근(131b)과 상부트러스근(132b) 사이에 외부강재의 길이방향으로 파형 형태로 연장되어 상부트러스근과 2개의 하부트러스근을 서로 구속하는 파형철근을 포함하는 파형 트러스근(133b);을 포함하여 상기 2개의 하부트러스근(131b)와 상부트러스근(132b)에 의한 전단연결재의 형상이 전체적으로 삼각 트러스 형태로 형성되어 있음을 알 수 있다.
이러한 트러스형 전단연결재(130b)은 각각의 트러스 철근으로 형성되어 있고 각 트러스 철근은 서로 구속되어 있되 사이사이 간격에 공간이 충분히 형성되어 있으므로 콘크리트부(160)가 타설된다 할지라도 제작과정 및 시공과정에서 일부 뭉침현상이 발생하지 않게 된다.
또한 도 2c와 같이 상기 전단연결재(130)의 두부에는 철근조립망용 가이드부재(140)가 더 설치된다.
이때 상기 철근조립망용 가이드부재(140)는 외부강재의 길이방향으로 일직선상에 있는 전단연결재(130)들의 두부 상면에 설치되도록 하게 되는데 예컨대 철근을 이용하면 된다.
이에 본 발명의 합성파일 제작을 위해 설치되는 철근조립망(150)이 상기 철근조립망용 가이드부재(140)를 따라 외부강재 내부에 용이하게 삽입될 수 있게 된다.
구체적으로 살펴보면, 도 2c와 같이 상기 철근조립망(150)은 외부강재의 길이방향으로 연장된 PC 강재(151)와 상기 PC 강재의 위치를 구속하도록 PC 강재의 외부를 감싸는 스트럽철근(152)으로 크게 구성하는데 상기 스트럽 철근(152)이 일직선상으로 연장된 철근조립망용 가이드부재(140)를 따라 외부강재 내부에 길이방향으로 슬라이딩되면서 삽입 설치됨을 알 수 있다.
상기 콘크리트부(160)는 도 2a, 도 2b 및 도 2c와 같이 합성파일의 콘크리트부를 구성하는 것으로서 제작설비에 의하여 외부강재(110)에 형성된 전단연결재(130,130b)가 일체화된 연결판(120)과 상기 철근조립망(150)이 매립되도록 원심력에 의하여 타설되어 결국 외부강재(110)와 합성시킬 수도 있고,
현장타설콘크리트에 의한 합성파일이라면, 지반에 전단연결재(130)가 형성된 외부강재(110)를 먼저 설치하고, 철근조립망(150)을 외부강재 내부에 삽입한 후, 콘크리트부(160)용 콘크리트를 타설하여 철근조립망(150)이 매립되도록 하여 외부강재와 콘크리트부(160)가 서로 합성되도록 할 수 있다.
이에 본 발명의 합성파일은 중공 합성파일 또는 외부강재 내부가 밀실하게 채워진 합성파일로 제작, 시공이 가능함을 알 수 있다.
또한 상기 연결판(120)은 외부강재(110)의 일부로서 작용하게 된다. 즉 상기 연결판(120)도 강재이므로 외부강재(110)에 일체로 부착되어 외부강재(110)의 휨 강성을 보완할 수 있게 된다.
이에 본 발명의 합성파일(100)이 지반에 시공될 때 지반 상부에 발생하는 수평력에 의하여 상단 휨 모멘트는 매우 커지게 되는데 이에 연결판(120)이 형성된 합성파일은 이에 효과적으로 저항할 수 있게 된다.
따라서 상기 상단 휨 모멘트는 합성파일의 상단부에서 크게 발생하게 되므로 도 2d와 같이 이에 대응하여 본 발명의 연결판(120)은 외부강재(110)의 상단으로부터 하방으로 연장되어 설치되도록 하되 그 폭이 점증적으로 작아지도록 형성(d1>d2)시키는 것이 바람직하다.
< 본 발명의 합성파일(100)의 제작방법 >
본 발명의 합성파일 제작방법은 도 3a 내지 도 3c를 기준으로 살펴보며 이러한 제작방법은 공장에서 PHC 파일 제작설비를 이용하여 제작할 수도 있고, 현장타설콘크리트 파일 제작(시공)방법에 의하여 제작이 가능하다.
먼저, PHC 파일 제작설비를 이용하는 경우를 살펴보면 도 3a와 같이 PHC 파일용 형틀(210)을 제작대(미도시)에 배치하게 되며 이는 종전 PHC 파일 제작용 형틀과 제작대를 그대로 이용하면 된다.
다음으로는 상기 형틀(210) 내측면에 앞서 살펴본 원형강관인 외부강재(110)를 세팅시키게 된다.
이러한 외부강재(110)의 내측면에는 앞서 살펴본 전단연결재(130) 다수가 미리 부착된 연결판(120)이 다수 형성되어 있음을 알 수 있으며 상기 전단연결재(130)의 두부 상면에는 철근조립망용 가이드부재(140)가 역시 함께 설치되어 있음을 알 수 있다.
다음으로는 도 3b와 같이 상기 철근조립망용 가이드부재(140)에 슬라이딩 되면서 외부강재(110) 내부에 철근조립망(150)이 삽입되도록 설치하게 된다.
이에 콘크리트부(160)용 콘크리트를 형틀에 투입한 후 형틀을 회전시켜 원심력에 의하여 투입된 콘크리트부(160)용 콘크리트가 외부강재(110)의 내측면으로부터 소정의 두께를 가지면서 형성될 수 있도록 하되, 이에 상기 전단연결재(130)가 부착된 연결판(120)과 철근조립망(150)이 콘크리트부(160)용 콘크리트에 매립되도록 하게 된다.
이에 최종 도 3c와 같이 상기 콘크리트부(160)용 콘크리트가 경화되면 상기 형틀로부터 본 발명의 합성파일을 분리하여 최종 본 발명에 의한 합성파일이 제작될 수 있도록 하게 된다.
이에 공장에서 제작된 합성파일은 중공부가 내부에 형성된 합성파일로 제작되어 이용될 수 있음을 알 수 있다.
다음으로 현장타설 콘크리트 파일로 제작이 가능한데,
먼저,
원형 강관을 포함하는 관 형태의 외부강재(110) 내측면에 다수의 전단연결재(130)가 미리 형성된 연결판(120)을 별도로 제작하여 상기 외부강재(110)의 길이방향으로 연장되도록 부착하게 된다.
이는 공장에서 앞서 살펴본 것과 같이 그대로 제작하게 될 것이다.
이에 상기 외부강재(110)를 현장에 반입하고 지반에 본 발명의 합성파일이 시공될 수 있도록 미도시된 천공홀을 형성시키게 된다.
이러한 천공홀에 상기 연결판(120)이 미리 부착된 외부강재(110)를 삽입 설치하게 되며, 이때 상기 외부강재(110)가 케이싱의 역할을 하게 되므로 별도로 케이싱을 설치할 필요가 없게 됨을 알 수 있다.
다음으로 상기 천공홀에 삽입된 외부강재(110) 내부에 전단연결재가 미리 형성된 연결판(120)에 지지되도록 철근조립망(150)을 외부강재 내부에 길이방향으로 삽입 설치하게 된다.
다음으로 상기 전단연결재(130)가 미리 형성된 연결판(120)과 철근조립망(150)이 매립되도록 콘크리트부(160)용 콘크리트를 외부강재 내부에 타설하여 외부강재(110)와 합성되도록 하여 합성파일을 제작하게 된다.
이에 이에 공장에서 제작된 합성파일은 중공이 형성되지 않고 내부가 밀실하게 채워진 합성파일로 제작되어 시공될 수 있음을 알 수 있다.
100: 본 발명의 합성파일
110: 외부강재
120: 연결판
130 :전단연결재
140: 철근조립망용 가이드부재
150: 철근조립망
160: 콘크리트부

Claims (7)

  1. 원형 강관을 포함하는 관 형태의 외부강재(110);
    다수의 점 간격재 또는 트러스근 형태를 포함하는 전단연결재(130)가 미리 형성되어 상기 외부강재 내측면에 일체로 부착된 연결판(120);
    상기 연결판(120)에 슬라이딩 되면서 외부강재(110) 내부에 삽입 설치되는 철근조립망(150); 및 상기 전단연결재(130)가 미리 형성된 연결판(120)과 철근조립망(150)이 매립되도록 타설되어 경화된 콘크리트부(160);를 포함하며,
    상기 외부강재(110)의 길이방향으로 일직선상에 있는 전단연결재(130)들의 두부 상면에 연장되도록 철근조립망용 가이드부재(140)가 설치되도록 하여 상기 철근조립망용 가이드부재(140)를 따라 철근조립망(150)이 외부강재 내부에 슬라이딩되면서 삽입 설치되도록 하는 것을 특징으로 하는 전단연결재가 미리 형성된 연결판을 이용한 합성파일.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서, 상기 트러스근 형태의 전단연결재는
    연결판 일측면에 이격되어 외부강재(110)의 길이방향으로 연장되도록 배치된 철근을 포함하는 하부트러스근(131b); 상기 하부트러스근(131b) 사이 중앙 상부에 형성되며 외부강재(110)의 길이방향으로 연장되도록 배치된 철근을 포함하는 상부트러스근(132b); 및 상기 상부트러스근(132b)을 꼭지점으로 하여 각각의 하부트러스근(131b)과 상부트러스근(132b) 사이에 외부강재(110)의 길이방향으로 파형 형태로 연장되어 상부트러스근과 2개의 하부트러스근을 서로 구속하는 파형철근을 포함하는 파형 트러스근(133b);을 포함하여 상기 2개의 하부트러스근(131b)와 상부트러스근(132b)에 의한 전단연결재의 형상이 전체적으로 삼각 트러스 형태로 형성된 것임을 특징으로 하는 전단연결재가 미리 형성된 연결판을 이용한 합성파일.
  4. 원형 강관을 포함하는 관 형태의 외부강재(110) 내측면에 다수의 전단연결재(130)가 미리 형성된 연결판(120)을 별도로 제작하여 상기 외부강재(110)의 길이방향으로 연장되도록 부착하고,
    상기 전단연결재(130)가 미리 형성된 연결판(120)에 지지되도록 철근조립망(150)을 외부강재(110) 내부에 길이방향으로 삽입 설치하고,
    상기 전단연결재(130)가 미리 형성된 연결판(120)과 철근조립망(150)이 매립되도록 콘크리트를 외부강재(110) 내부에 타설하여 외부강재(110)와 합성되도록 하여 합성파일(100)을 제작하는 단계를 포함하며,
    상기 외부강재(110)의 길이방향으로 일직선상에 있는 전단연결재(130)들의 두부 상면에 연장되도록 철근조립망용 가이드부재(140)가 설치되도록 하여 상기 철근조립망용 가이드부재(140)를 따라 지지되는 철근조립망(150)이 외부강재(110) 내부에 슬라이딩되면서 삽입 설치되도록 하는 것을 특징으로 하는 전단연결재가 미리 형성된 연결판을 이용한 합성파일의 제작방법.
  5. 원형 강관을 포함하는 관 형태의 외부강재(110)를 준비하고,
    다수의 전단연결재(130)가 미리 형성된 연결판(120)을 별도로 제작하여 상기 외부강재(110) 내측면에 외부강재(110)의 길이방향으로 연장되도록 부착하고,
    상기 전단연결재(130)가 미리 형성된 연결판(120)이 부착된 외부강재(110)를 PHC 파일용 제작대에 설치된 형틀 내부에 세팅하고:
    상기 전단연결재(130)가 미리 형성된 연결판(120)에 지지되도록 철근조립망(150)을 외부강재(110) 내부에 길이방향으로 삽입 설치하고,
    상기 전단연결재(130)가 미리 형성된 연결판(120)과 철근조립망(150)이 매립되도록 PHC 말뚝부용 콘크리트를 형틀에 투입한 후 형틀을 회전시켜 상기 PHC 말뚝부용 콘크리트가 원심력에 의하여 외부강재(110)와 합성되도록 하여 합성파일을 제작하고,
    상기 형틀로부터 합성파일을 분리하는 단계를 포함하며,
    상기 외부강재(110)의 길이방향으로 일직선상에 있는 전단연결재(130)들의 두부 상면에 연장되도록 철근조립망용 가이드부재(140)가 설치되도록 하여 상기 철근조립망용 가이드부재(140)를 따라 지지되는 철근조립망(150)이 외부강재(110) 내부에 슬라이딩되면서 삽입 설치되도록 하는 것을 특징으로 하는 전단연결재가 미리 형성된 연결판을 이용한 합성파일의 제작방법.
  6. 삭제
  7. 제 4항 또는 제 5항에 있어서, 상기 전단연결재(130)는
    연결판(120) 일측면에 이격되어 외부강재(110)의 길이방향으로 연장되도록 배치된 철근을 포함하는 하부트러스근(131b); 상기 하부트러스근(131b) 사이 중앙 상부에 형성되며 외부강재(110)의 길이방향으로 연장되도록 배치된 철근을 포함하는 상부트러스근(132b); 및 상기 상부트러스근(132b)을 꼭지점으로 하여 각각의 하부트러스근(131b)과 상부트러스근(132b) 사이에 외부강재의 길이방향으로 파형 형태로 연장되어 상부트러스근과 2개의 하부트러스근을 서로 구속하는 파형철근을 포함하는 파형 트러스근(133b);을 포함하여 상기 2개의 하부트러스근(131b)와 상부트러스근(132b)에 의한 전단연결재의 형상이 전체적으로 삼각 트러스근 형태로 형성된 것임을 특징으로 하는 전단연결재가 미리 형성된 연결판을 이용한 합성파일의 제작방법.
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