KR101067845B1 - 자중을 줄이기 위한 중량경감 유니트를 포함하는 보 - Google Patents

자중을 줄이기 위한 중량경감 유니트를 포함하는 보 Download PDF

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KR101067845B1
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삼표건설 주식회사
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Abstract

본 발명에 따른 보는 보를 제조하기 위해 사용되는 콘크리트의 양을 줄일 수 있고, 이에 따라 보의 자중을 줄일 수 있기 때문에 고층건물 시공시에 양중 작업성을 높일 수 있어서 시공성을 향상시킬 수 있으며, 건물의 안정성과 내진성을 높일 수 있고, 콘크리트의 제조시에 발생하는 CO2의 발생량을 줄일 수 있으며, 폐플라스틱 또는 폐스치로폼을 재활용할 수 있고, 철근 구조물을 구비함으로써 프리스트레스 도입시 콘크리트 몸체의 상부에서 균열이 발생되는 것을 방지할 수 있고 솟음량을 제어할 수 있다는 효과를 가진다.

Description

자중을 줄이기 위한 중량경감 유니트를 포함하는 보{Beam having the weight reduction unit for reducing weight}
본 발명은 중량경감 유니트를 포함하는 보에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 보에 사용되는 콘크리트의 양을 줄임으로써 보의 자중을 경감시키고, 이에 따라 고층 건물의 시공성을 향상시킬 수 있는 보에 관한 것이다.
일반적으로, 보는 하중을 지지하기 위해 기둥과 기둥을 연결하도록 설치되는 구조물로서, 아파트와 같은 건물에서 슬래브로부터 전달되는 하중을 지지한다.
도 1에 나타난 바와 같이, 보(10)는 콘크리트 몸체(12)와, 콘크리트 몸체(12)의 하부에 설치된 주인장 철근(14) 및, 주인장 철근(14)을 둘러싸도록 설치된 스터럽 철근(16)을 포함한다.
상기 주인장 철근(14)은 보(10)에 작용하는 인장응력에 저항하기 위해 보(10)의 길이방향으로 설치되고, 스터럽 철근(16)은 보(10)의 길이 방향을 따라 소정간격으로 설치되어 전단응력에 저항하는 역할을 한다.
상기 주인장 철근(14)과 스터럽 철근(16)은 그 비중이 크지만 보(10)에서 차지하는 부피가 작기 때문에 주인장 철근(14)과 스터럽 철근(16)으로 인해 발생하는 하중은 작다. 보(10)의 하중 중에서 대부분은 콘크리트 몸체(12)가 차지한다. 따라서, 보(10)에 사용되는 콘크리트의 양을 줄이면 보(10)의 자중을 줄일 수 있고, 이에 따라 건물의 안전성도 높일 수 있을 것이다. 특히, 최근에는 고층 건물이 많이 시공되고 있고 고층 건물의 공사에는 타워 크레인이 많이 사용되고 있는데, 보의 자중을 줄일 수 있다면 고층 건물의 시공성이 향상될 수 있을 것이다.
한편, 알려진 바와 같이, 콘크리트를 생산하기 위해서는 모래, 자갈, 물, 시멘트와 함께 많은 에너지를 이용한다. 따라서, 콘크리트를 생산하기 위해서는 불가피하게 CO2를 발생시키게 되는데, 만약 보(10)에 사용되는 콘크리트의 양을 줄일 수 있다면 CO2의 발생을 줄이는 것에도 도움이 될 것이다.
본 발명은 상기 문제점들을 해결하기 위해 고안된 것으로서, 보에 사용되는 콘크리트의 사용량을 줄일 수 있는 중량경감 유니트를 포함하는 보를 제공하는 데에 그 목적이 있다.
본 발명은, 상기 목적에 추가하여, 보에 사용되는 콘크리트의 사용량을 줄임으로써 고층 건물의 시공성을 향상시키고, 건물의 안전성을 높이며, CO2의 발생량을 줄일 수 있는 중량경감 유니트를 포함하는 보를 제공하고자 하는 목적도 가지고 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 보는, 콘크리트 몸체; 콘크리트 몸체의 중량을 줄이기 위해서 콘크리트 몸체의 길이 방향을 따라 매설되고 콘크리트보다 작은 비중을 갖는 경량체; 콘크리트 몸체의 하부에 상기 길이방향을 따라 설치된 주철근; 및, 콘크리트 몸체의 길이방향을 따라 설치되어 전단력을 보강하는 철근 구조물;을 포함한다. 상기 철근 구조물은 상기 길이방향을 따라 설치된 상부철근; 상부철근의 아래에서 상부철근을 따라 설치된 하부철근; 및, 상부철근과 하부철근을 연결하도록 설치된 래티스 철근;을 포함한다. 상기 래티스 철근은 상기 길이방향을 따라 소정 간격으로 상부철근 및 하부철근과 결합되어 상부철근과 하부철근을 연결한다.
상기 경량체의 내부는 비어 있는 것이 바람직하다.
또한, 상기 경량체는 상기 길이 방향을 따라 소정 간격으로 이격되도록 설치될 수 있다.
아울러, 상기 보는 경량체를 거푸집 내부의 소정 위치에 고정하거나 경량체를 주철근 또는 철근구조물에 고정하기 위한 고정수단을 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 고정수단은 소정간격으로 이격된 각각의 경량체를 둘러싸는 바 조립체(bar assembly)를 포함한다.
상기 고정수단은 경량체를 슬래브가 형성되기 전의 보의 중립축에 위치하도록 고정하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 보는 상기 길이방향을 따라 콘크리트 몸체의 상부에 매설된 강연선 또는 인장철근을 포함할 수 있다.
상기 주철근이 프리스트레스된 상태에서 콘크리트 몸체를 이루는 콘크리트가 타설됨으로써 콘크리트 몸체의 하부에는 압축력이 작용한다.
상기 보는 상기 길이방향을 따라 콘크리트 몸체의 상부에 매설된 강연선 또는 인장철근을 포함할 수 있다.
여기에서, 상부철근은 콘크리트 몸체보다 위로 돌출되도록 설치된 것이 바람직하다.
또한, 상기 보에서 전단응력이 크게 작용하는 부분은 전단응력이 작게 작용하는 부분보다 래티스 철근의 간격이 좁은 것이 바람직하다.
아울러, 경량체는 재활용된 플라스틱 또는 스치로폼으로 만들어진 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 보는 다음과 같은 효과를 가진다.
첫째, 보에 사용되는 콘크리트의 사용량을 줄일 수 있는데, 단면이 크고 길이(스팬)가 긴 보에서 더 효과적이다.
둘째, 보에 사용되는 콘크리트의 사용량을 줄임으로써 건물의 안전성과 내진성을 높이고, CO2의 발생량을 줄일 수 있다.
셋째, 보의 자중을 줄임으로써 고층 건물의 시공시에 타워 크레인의 작업성을 높여서 고층 건물의 시공성을 높일 수 있다.
넷째, 철근 구조물을 구비함으로써 콘크리트 몸체의 상부에서 균열이 발생되는 것을 방지할 수 있고 솟음량을 제어할 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 보를 보여주는 단면도.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 보를 보여주는 사시도.
도 3은 도 2의 보를 구성하는 철근과 중량경감 유니트를 보여주는 사시도.
도 4는 도 2의 중량경감 유니트를 보여주는 사시도.
도 5는 도 2의 보를 보여주는 단면도.
도 6은 도 2의 보에 구비된 철근 구조물을 보여주는 정면도.
도 7은 도 6의 A 부분의 확대도.
도 8(a)는 철근 구조물의 변형예를 보여주는 정면도.
도 8(b)는 도 8(a)의 철근 구조물을 보여주는 측면도.
도 9는 철근 구조물의 또 다른 변형예를 보여주는 정면도.
도 10은 철근 구조물의 또 다른 변형예를 보여주는 정면도.
도 11(a)는 철근 구조물의 또 다른 변형예를 보여주는 정면도.
도 11(b)는 도 11(a)의 측면도.
이하, 첨부된 도면들을 참조로 본 발명에 대해서 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 실시예들에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
본 발명은 보의 제조에 사용되는 콘크리트의 사용량을 줄임으로써 보의 자중을 줄이고 이산화탄소의 배출량을 줄일 수 있다는 특징을 가진다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 중량경감 유니트를 포함하는 보를 보여주는 사시도이고, 도 3은 상기 보를 구성하는 철근과 중량경감 유니트를 보여주는 사시도이다.
도면을 참조하면, 상기 보(200)는 콘크리트 몸체(20)와, 콘크리트 몸체(20)의 내부에 매설된 중량경감 유니트(100) 및, 콘크리트 몸체(20)에 작용하는 인장응력 및/또는 전단응력에 저항하기 위한 각종 철근을 포함한다.
콘크리트 몸체(20)는 콘크리트로 이루어지고, 그 길이방향(x 방향)을 따라 길게 형성된다.
콘크리트 몸체(20)에는 각종 철근이 배치될 수 있는데, 콘크리트 몸체(20)의 하부에는 인장응력에 저항하기 위한 주철근(21)이 배치된다. 또한, 보(200)의 길이방향을 따라서는 전단응력에 저항하기 위한 철근 구조물(30) 또는 스터럽 철근(도면에 미도시)이 배치된다. 보(100)에 프리스트레스를 가하여 PC 보(prestressed concrete beam)를 제조하는 경우에는 주철근(21)을 인장(프리스트레스)한 상태에서 콘크리트를 타설함으로써 콘크리트 몸체(20)의 하부에 압축력이 인가되고 콘크리트 몸체(20)의 상부에는 인장력이 인가되도록 한다.
한편, 콘크리트 몸체(20)는 주로 보(200)에 작용하는 압축응력에 저항하는 역할을 한다. PC 보에서는 중립축을 중심으로 중립축의 상부에는 인장응력이 작용하고 중립축의 하부에는 압축응력이 작용하는데, 상기 PC 보의 상측에 슬래브가 형성되고 사용하중이 작용하면 PC 보에 인장응력이 발생하게 되고, 이러한 인장응력의 대부분을 주철근(21)과 하부철근(32)이 받게 된다.
일반적으로, 콘크리트는 압축응력에 대해서는 강하지만 인장응력과 전단응력에 대해서는 약하기 때문에 인장응력과 전단응력에 저항하기 위한 철근이 배치된다. 바람직하게, 상기 철근은 콘크리트 몸체(20)의 하부에 배치된 주철근(21)과 콘크리트 몸체(20)의 길이방향을 따라 배치된 철근 구조물(30)이다. 주철근(21)에는 일반적인 철근 뿐만 아니라 강연선도 사용될 수 있는데, 본 명세서에서 주철근은 상기 일반적인 철근과 강연선을 모두 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
한편, 상기 철근 구조물(30)을 대신하여 또는 상기 철근 구조물(30)과 함께 스터럽 철근(도면에 미도시)이 배치될 수도 있다. 또한, 보(200)의 길이방향을 따라 비틀림을 방지하기 위한 타이바(도 5의 38)가 소정 간격으로 하부철근(32)에 설치될 수도 있다.
또한, 보(200)의 상부에 보의 길이방향(x 방향)을 따라 강연선(25)이 설치될 수 있다. 상기 강연선(25)은 주철근(21)과 함께 프리텐션되고, 이 상태에서 콘크리트 몸체(20)를 이루는 콘크리트가 타설된다. 따라서, 강연선(25)은 콘크리트의 양생이 완료되면 콘크리트 몸체(20)에 압축력을 가한다.
상기 강연선(25)이 없는 PC 보에서는 콘크리트 몸체(20)의 상부에 인장응력이 작용하고 하부에는 압축응력이 작용하기 때문에 콘크리트 몸체(20)의 상부에 인장균열이 발생할 수 있는데, 강연선(25)은 프리스트레스에 의해 콘크리트 몸체(20)의 상부에 압축응력이 작용하도록 한다. 따라서, 강연선(25)은 상부철근(31)과 함께 콘크리트 몸체(20)의 상부에 인장균열이 발생하는 것을 방지하고 솟음량을 제어한다. 한편, 강연선(25) 대신에 인장철근이 사용될 수도 있지만, 인장력(프리스트레스)을 가하는 경우에는 강연선(25)이 더 유리하다.
중량경감 유니트(100)는 경량체(60)를 포함하는데, 경량체(60)는 보(200)의 길이방향(x 방향)을 따라 콘크리트 몸체(20)의 내부에 매설되고 콘크리트 보다 비중이 작다.
경량체(60)는, 도 3 및 도 4에 나타난 바와 같이, 보(200)의 길이방향(x 방향)을 따라 소정 간격으로 이격되도록 설치되는 것이 바람직하다. 또한, 경량체(60)는 구(球), 육면체, 타원, 원통 등의 여러 다양한 형상을 가질 수 있는데, 도 5에 나타난 바와 같이, 경량체(60)의 무게를 줄이기 위해서 그 내부가 비어있는 것이 바람직하다. 한편, 상기 구(球), 육면체, 타원, 원통 등은 사전적 의미의 정확한 구(球), 육면체, 타원, 원통 등을 뜻할 뿐만 아니라, 구(球)와 유사한 형상, 육면체와 유사한 형상, 타원형과 유사한 형상, 원통과 유사한 형상도 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
상기 경량체(60)는 콘크리트 보다 작은 비중을 가지는 재료로 만들어지는데, 바람직하게는 폐플라스틱을 재활용한 플라스틱 또는 스치로폼으로 만들어지는 것이 바람직하다. 재활용 플라스틱을 활용하는 것은 환경적인 측면에서 유익하다.
본 발명에 따른 중량경감 유니트(100)는 경량체(60)를 래티스 철근(33)에 고정하거나 경량체(60)를 거푸집(도면에 미도시) 내부의 소정위치에 고정하는 고정수단을 구비할 수 있다. 고정수단은 각각의 경량체(60)를 둘러싸는 바 조립체(bar assembly)로 이루어질 수 있는데, 바 조립체는 가로방향 바(62)와 세로방향 바(64) 및, 가로방향 바(62)와 세로방향 바(64)를 연결하는 연결 바(66)를 구비하는 것이 바람직하다. 상기 바(62)(64)(66)로는 직경 4mm∼6mm 정도의 와이어 또는 철근 등이 사용될 수 있다.
도 4에 나타난 바와 같이, 가로방향 바(62)는 y 방향으로 배치된 부재로서, x 방향을 따라 소정간격으로 배치된다. 세로방향 바(64)는 x 방향으로 배치된 부재로서, 네 개의 세로방향 바(64)가 y 방향으로 소정간격으로 이격되도록 배치된다. 가로방향 바(62)와 세로방향 바(64)는 서로 협력하여 내부공간을 형성하고, 상기 내부공간에 경량체(60)를 수용하여 고정한다. 이 때, 연결 바(66)는 가로방향 바(62)와 세로방향 바(64)는 서로 연결하여 고정한다.
한편, 도면은 가로방향 바(62)와 세로방향 바(64)로 이루어지는 고정수단을 도시하고 있으나, 고정수단은 경량체(60)를 고정할 수 있는 구조라면 다양한 구조를 가질 수 있다.
가로방향 바(62)와 세로방향 바(64) 중 적어도 어느 하나는 거푸집과 체결되어 고정수단(바 조립체)의 위치를 고정하는데, 예를 들어, 세로방향 바(64)의 양쪽 끝단이 와이어 또는 끈 등으로 거푸집에 연결됨으로써 바 조립체의 위치가 고정된다. 거푸집에 대한 바 조립체의 위치 고정은 주철근(21)이 거푸집에 고정되는 것과 동일한 원리에 의해 이루어질 수 있고, 또한 이러한 점은 본 명세서를 참조한 당업자가 쉽게 알 수 있을 것이므로 여기서는 상세한 설명을 생략하기로 한다.
바 조립체를 거푸집에 고정하는 것에 대한 대안으로서, 바 조립체를 보(200)를 구성하는 철근(21)(31)(32)(33) 예를 들어, 래티스 철근(33)에 고정할 수도 있다. 가로방향 바(62)의 적어도 일부를 가로방향(y 방향)으로 연장하여 래티스 철근(33)에 용접 또는 결속한다.
한편, 상기 경량체(60)는 슬래브(도면에 미도시)를 형성하기 전의 보(200)의 중립축(즉, 프리캐스트된 보(200)의 중립축)에 설치되는 것이 바람직하다. 전술한 바와 같이, PC 보(강연선(25)이 없는 PC 보)에서는 중립축을 중심으로 중립축의 상부에는 인장응력이 작용하고 중립축의 하부에는 압축응력이 작용하는데, 상기 PC 보의 상측에 슬래브(도면에 미도시)가 형성되면 PC 보에는 주로 인장응력이 작용하고 슬래브에는 압축응력이 작용하는데, PC 보에 작용하는 인장응력의 대부분을 주철근(21)과 하부철근(32)이 받게 된다. 경량체(60)를 프리캐스트된 보(200)(슬래브를 타설하기 전의 보)의 상기 중립축에 설치하면 중립축과 중립축의 부근에는 프리스트레스로 인한 압축응력 및 인장응력의 크기가 작기 때문에 경량체(60)가 파괴될 가능성이 작고, 슬래브가 완성된 후에는 중립축이 슬래브 쪽으로 이동하여 상기 인장응력의 대부분을 주철근(21)이 받기 때문에 보(200)의 안전성에 영향을 작게 준다.
철근 구조물(30)은 보(200)에 작용하는 전단응력에 저항하기 위해서 보(200)의 길이 방향(x 방향)을 따라 설치된다. 바람직하게, 두 개의 철근 구조물(30)이 주철근(21)을 사이에 두고 주철근(21)의 양측에 설치된다.
철근 구조물(30)은 상부철근(31)과, 하부철근(32) 및, 상부철근(31)과 하부철근(32)을 연결하도록 설치된 래티스 철근(33)을 구비한다.
상부철근(31)은 보(200)의 길이방향(x 방향)을 따라 연장되도록 설치된다. 상부철근(31)은 콘크리트 몸체(20)의 상면(22)보다 위쪽으로 돌출되는데, 이에 따라 PC 보에서 콘크리트 몸체(20)의 상부에 작용하는 인장력의 일부를 상부철근(31)이 부담하기 때문에 콘크리트 몸체(20)의 상부에 발생하는 균열을 방지할 수 있고 콘크리트 몸체(20)의 솟음량을 줄일 수 있다.
한편, 상부철근(31)은 보(200)의 길이가 긴 경우에 이웃하는 상부철근(31)과 서로 결합될 수 있는데, 상기 결합은 통상적인 방법 예를 들어 철근을 겹친 후 용접하는 방법(겹침이음) 또는 커플러를 이용하는 방법 등으로 이루어질 수도 있지만, 가스압접으로 결합되는 것이 바람직하다. 상기 가스압접은 철근이 서로 겹치는 부분이 없고 양쪽 철근의 끝단을 맞대어 결합시키기 때문에 철근의 사용량을 줄일 수 있다는 장점이 있다.
하부철근(32)은 상부철근(31)의 아래에서 보(200)의 길이방향(x 방향)을 따라 연장되도록 설치된다. 하부철근(32)은 콘크리트 몸체(20)의 하부에 매설되도록 설치된다.
하부철근(32)도, 상부철근(31)과 마찬가지로, 보(200)의 길이가 긴 경우에 이웃하는 하부철근(32)과 서로 결합될 수 있다. 상기 결합은 겹침이음 또는 커플러를 이용하는 방법 또는 가스압접 등에 의해서 이루어질 수 있다.
래티스 철근(33)은 보(200)의 길이방향(x 방향)을 따라 소정 간격으로 상부철근(31) 및 하부철근(32)과 결합되어 상부철근(31)과 하부철근(32)을 연결한다.
래티스 철근(33)은 용접 등의 방법으로 상부철근(31)과 하부철근(32)에 결합된다. 기존의 스터럽 철근(16)에는 직경 10mm∼16mm 등의 굵은 철근이 사용되었으나, 래티스 철근(33)에는 상기 직경의 철근 뿐만 아니라 직경 6mm∼10mm의 철근도 사용될 수 있기 때문에 철근 사용량을 줄일 수 있다.
상술한 바와 같이, 상부철근(31)은 콘크리트 몸체(20)의 상면(22)보다 위로 돌출되고 래티스 철근(33)은 상부철근(31)에 결합되는데, 래티스 철근(33)은 콘크리트 몸체(20) 보다 상측에서 내측(마주보는 철근 구조물(30) 쪽)을 향하여 절곡되지 않는다. 만약, 래티스 철근(33)이 콘크리트 몸체(20) 보다 상측에서 마주보는 철근 구조물(30) 쪽을 향하여 절곡되면 작업자가 상기 절곡된 부분들 때문에 콘크리트 몸체(20)의 상면(22)에 발을 디딜 수 있는 공간이 부족해진다. 철근 구조물(30)은 상기 절곡된 부분을 형성하지 않기 때문에 작업자가 콘크리트 몸체(20)의 상면(22)에 발을 디딜 수 있는 공간을 충분히 제공할 수 있고, 이에 따라 작업자의 발이 철근 때문에 상처받는 것을 방지하여 파상풍 등을 예방할 수 있고 추락사고도 예방할 수 있다.
래티스 철근(33)은 x 방향으로 연장되면서 지그재그 형상으로 절곡되고 상부철근(31)과 하부철근(32)에 교대로 결합된다. 래티스 철근(33)은 제1 래티스 철근(34)과 제2 래티스 철근(35)을 포함한다. 도 5에 나타난 바와 같이, 제1 래티스 철근(34)은 상부철근(31)의 일측 및 하부철근(32)의 일측에 결합되고, 제2 래티스 철근(35)은 상부철근(31)의 타측 및 하부철근(32)의 타측에 결합된다.
한편, 도면에는 도시되지 않았지만, 보(200)의 길이방향을 따라 소정 간격으로 스터럽 철근이 설치될 수도 있다. 스터럽 철근은 철근 구조물(30)과 함께 보(200)에 작용하는 전단응력에 저항하는 역할을 한다.
래티스 철근(33)은 전단응력이 크게 작용하는 부분에서 좁은 간격으로 배치되고 전단응력이 작게 작용하는 부분에서 상대적으로 넓은 간격으로 배치되는 것이 바람직하다. 일반적으로 기둥과 인접한 보의 양쪽 끝단에서 전단응력이 크게 작용하기 때문에 보의 양쪽 끝단에는 래티스 철근(33)이 좁은 간격으로 배치되고, 보의 중간부분에서는 전단응력이 상대적으로 작게 작용하기 때문에 래티스 철근(33)이 넓은 간격으로 배치된다. 따라서, 보의 양쪽 끝단과 대응되는 철근 구조물(30)의 양쪽 끝단에는 래티스 철근(33)이 좁은 간격으로 배치되고 보의 중간부분과 대응되는 철근 구조물(30)의 중간 부분에는 래티스 철근(33)이 넓은 간격으로 배치된다.
한편, 도면에 나타난 바와 같이, 이웃하는 래티스 철근(33)의 연결은 이웃하는 래티스 철근(33)을 소정 길이만큼 서로 겹치도록 배치한 후, 용접을 이용하여 서로 결합(겹침이음)시킬 수 있다. 상기 겹침이음 뿐만 아니라, 가스압접을 이용하는 방법, 커플러를 이용하는 방법을 이용하여 래티스 철근(33)을 서로 연결할 수도 있다.
이와 같이, 철근 구조물(30)은 보(200)의 길이방향으로 연속된 상부철근(31)과, 하부철근(32) 및, 상,하부철근(31)(32)을 연결하도록 설치된 래티스 철근(33)을 포함하는 간단한 구성으로 이루어진다. 따라서, 철근 구조물(30)의 제조(조립) 공정이 단순화될 수 있고, 철근 구조물(30)을 거푸집에 설치하는 작업 등이 쉽고 간단해지기 때문에 보(200)의 생산 속도를 높일 수 있다. 또한, 기존의 스터럽 철근(16)보다 작은 직경의 철근을 사용할 수 있기 때문에 철근 사용량을 줄일 수 있다. 아울러, 철근 구조물(30)이 일체로 이루어지기 때문에 보의 상측에서 이루어지는 철근 작업량을 줄일 수 있다.
특히, 기존의 스터럽 철근(16)은 양끝단이 안쪽으로 절곡되는 경우가 많았기 때문에 작업자가 발을 디딜 공간이 부족했는데, 본 발명에 따른 철근 구조물(30)은 래티스 철근(33)이 안쪽(내측)으로 절곡되지 않기 때문에 콘크리트 몸체(20)의 상면(22)에서 작업자가 발을 디딜 수 있는 충분한 공간을 제공할 수 있고, 이에 따라 작업자의 발이 철근에 의해 상처 입는 것을 방지할 수 있어서 파상풍 등을 예방할 수 있고 추락사고도 예방할 수 있다.
도 8(a)는 철근 구조물의 변형예를 보여주는 정면도이고, 도 8(b)는 상기 철근 구조물을 보여주는 측면도이다.
도면에 나타난 바와 같이, 상기 철근 구조물(30a)은 상부철근(31)과, 하부철근(32) 및, 상,하부철근(31)(32)을 연결하도록 설치된 래티스 철근(33a)을 포함한다. 상부철근(31)과 하부철근(32)은 전술한 상부철근(31) 및 하부철근(32)과 각각 동일하므로 여기서는 설명을 생략하기로 한다. 또한, 도 8(a)와 도 8(b)에서 도 1 내지 도 7의 참조부호와 동일한 참조부호는 동일한 역할을 하는 동일한 구성요소를 나타낸다.
래티스 철근(33a)은 하나의 철근이 지그재그 형태로 절곡되어 상부철근(31)과 하부철근(32)에 교대로 용접된다는 점에서 전술한 래티스 철근(33)과 비교하여 차이가 있다. 전술한 래티스 철근(33)은 제1,2 래티스 철근(34)(35)이 상부철근(31)의 일측과 타측 및 하부철근(32)의 일측과 타측에 각각 결합되지만, 래티스 철근(33)은 하나의 철근이 상부철근(31)의 아래 및 하부철근(32)의 위에 결합된다.
한편, 도 9는 철근 구조물의 또 다른 변형예를 보여주는 정면도이다.
상기 철근 구조물(30b)은 상부철근(31)과, 하부철근(32) 및, 상부철근(31)과 하부철근(32)을 연결하도록 설치된 래티스 철근(33b)을 포함한다. 상부철근(31)과 하부철근(32)은 전술한 상부철근(31) 및 하부철근(32)과 각각 동일하다.
래티스 철근(33b)은 x 방향으로 연장되면서 지그재그 형상으로 절곡되고 상부철근(31)과 하부철근(32)에 교대로 결합된다. 이 때, 래티스 철근(33b)이 상부철근(31)과 결합되는 부분에서 래티스 철근(33b)의 일정구간이 상부철근(31)과 평행해지도록 절곡된다. 이것은 래티스 철근(33b)과 상부철근(31)이 결합되는 구간이 길어지도록 하여 래티스 철근(33b)과 상부철근(31)의 결합력을 높이기 위함이다.
마찬가지로, 래티스 철근(33b)이 하부철근(32)과 결합되는 부분에서 래티스 철근(33b)의 일정구간이 하부철근(32)과 평행해지도록 절곡된다.
도 10은 철근 구조물의 또 다른 변형예를 보여주는 정면도이다.
상기 철근 구조물(30c)은 상부철근(31)과, 하부철근(32) 및, 상부철근(31)과 하부철근(32)을 연결하도록 설치된 래티스 철근(33c)을 포함한다. 상부철근(31)과 하부철근(32)은 전술한 상부철근(31) 및 하부철근(32)과 각각 동일하다.
래티스 철근(33c)은 x 방향을 따라 소정간격으로 설치되되, 상부철근(31) 및 하부철근(32)과 수직 또는 실질적인 수직을 이루도록 설치된다. 래티스 철근(33c)은 상부철근(31) 및 하부철근(32)에 용접 등의 방법으로 결합된다.
도 11(a)는 철근 구조물의 또 다른 변형예를 보여주는 정면도이고, 도 11(b)는 상기 철근 구조물의 측면도이다.
도면을 참조하면, 철근 구조물(30d)은 상부철근(31)과, 하부철근(32) 및, 상부철근(31)과 하부철근(32)을 연결하도록 설치된 래티스 철근(33d)(33d')을 포함한다.
상부철근(31)은 전술한 상부철근(31)과 동일하고, 하부철근(32)은 전술한 하부철근(32)과 동일하다.
래티스 철근(33d)(33d')은 x 방향으로 연장되면서 상부철근(31)과 하부철근(32)에 교대로 결합된다. 이 때, 래티스 철근(33d)은 상부철근(31)의 일측과 하부철근(32)의 일측에 결합되고, 래티스 철근(33d')은 상부철근(31)의 타측과 하부철근(32)의 타측에 결합된다. 그리고, 래티스 철근(33d)이 산을 이루는 곳에서 래티스 철근(33d')은 골을 이루고, 래티스 철근(33d)이 골을 이루는 곳에서 래티스 철근(33d')은 산을 이룬다.
20 : 콘크리트 몸체
21 : 주철근 25 : 강연선
30, 30a, 30b, 30c, 30d : 철근 구조물
31 : 상부철근 32 : 하부철근
33, 33a, 33b, 33c, 33d, 33d' : 래티스 철근
60 : 경량체 62 : 가로방향 바
64 : 세로방향 바 66 : 연결 바
100 : 중량경감 유니트 200 : 보

Claims (12)

  1. 보에 있어서,
    콘크리트 몸체;
    콘크리트 몸체의 중량을 줄이기 위해서 콘크리트 몸체의 길이 방향을 따라 매설되고 콘크리트보다 작은 비중을 갖는 경량체;
    콘크리트 몸체의 하부에 상기 길이방향을 따라 설치된 주철근; 및
    콘크리트 몸체의 길이방향을 따라 설치되어 전단력을 보강하는 철근 구조물;을 포함하고,
    상기 철근 구조물은,
    상기 길이방향을 따라 설치된 상부철근;
    상부철근의 아래에서 상부철근을 따라 설치된 하부철근; 및
    상부철근과 하부철근을 연결하도록 설치된 래티스 철근;을 포함하고,
    래티스 철근은 상기 길이방향을 따라 소정 간격으로 상부철근 및 하부철근과 결합되어 상부철근과 하부철근을 연결하며,
    주철근은 보의 전체 길이에 걸쳐서 배근되고, 래티스 철근은 상부철근과 하부철근의 전체 길이에 걸쳐서 설치되며, 경량체는 슬래브가 형성되기 전의 보의 중립축에 위치되고, 상부철근은 콘크리트 몸체보다 위로 돌출되도록 설치된 것을 특징으로 하는 보.
  2. 제1항에 있어서,
    경량체의 내부가 비어 있는 것을 특징으로 하는 보.
  3. 제1항에 있어서,
    경량체는 상기 길이 방향을 따라 소정 간격으로 이격되도록 설치되는 것을 특징으로 하는 보.
  4. 제1항에 있어서,
    경량체를 거푸집 내부의 소정 위치에 고정하거나 경량체를 주철근 또는 철근구조물에 고정하기 위한 고정수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 보.
  5. 제4항에 있어서,
    경량체는 상기 길이 방향을 따라 소정간격으로 이격되도록 설치되고,
    상기 고정수단은,
    소정간격으로 이격된 각각의 경량체를 둘러싸는 바 조립체(bar assembly)를 포함하는 것을 특징으로 하는 보.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 고정수단은 경량체를 상기 중립축에 위치하도록 고정하는 것을 특징으로 하는 보.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 길이방향을 따라 콘크리트 몸체의 상부에 매설된 강연선 또는 인장철근을 포함하는 것을 특징으로 하는 보.
  8. 제1항에 있어서,
    주철근이 프리스트레스된 상태에서 콘크리트 몸체를 이루는 콘크리트가 타설되어 콘크리트 몸체의 하부에는 압축력이 작용하는 것을 특징으로 하는 보.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    전단응력이 크게 작용하는 부분은 전단응력이 작게 작용하는 부분보다 래티스 철근의 간격이 좁은 것을 특징으로 하는 보.
  12. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    경량체는 재활용된 플라스틱 또는 스치로폼으로 만들어진 것을 특징으로 하는 보.
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