KR101175484B1 - 부력방지형 중공모듈과 바 체어에 의한 긴장재 배치를 이용한 장스팬 포스트텐션 중공슬래브 및 그 시공방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 콘크리트 슬래브 내에 경량재를 매립하여 자중을 경감한 형태의 중공슬래브를 구축함에 있어서, 부력을 효과적으로 방지할 수 있는 구성을 가지며 긴장재의 배치높이 조절과 고정이 용이한 바 체어(bar chair)를 구비한 모둘 형태로 경량재를 구성하여, 포스트텐션을 통한 프리스트레스 도입을 이용한 장스팬 구조를 효율적으로 달성할 수 있는 부력방지형 중공모듈과 바 체어에 의한 포스트텐션 긴장재 배치를 이용한 장스팬 구현 중공슬래브 및 그 시공방법에 관한 것이다.
본 발명에서는 콘크리트 내에 경량재(11)와, 부력방지 횡철근(12)과, 고정용 종철근(13)과, 바 체어(14)를 포함하여 구성되는 중공모듈(1)을 포함하고 있으며; 상기 바 체어(14)는, 상기 부력방지 횡철근(12)의 오목부(121)에 조립 결합되어 종방향 긴장재(2)를 지지하되, 수직부재(141) 및 수평부재(142)를 포함하여 구성되어 있으며; 상기 종방향 긴장재(2)는 상기 바 체어(14)에 결합되어 지지되어 종방향으로 배치되어 있으며; 콘크리트의 경화 후, 상기 종방향 긴장재(2)의 포스트텐션에 의해 종방향으로 프리스트레스가 도입되어 있는 구조를 가지고 있어 8m 이상의 장스팬으로도 구현될 수 있는 것을 특징으로 하는 중공슬래브가 제공된다.

Description

부력방지형 중공모듈과 바 체어에 의한 긴장재 배치를 이용한 장스팬 포스트텐션 중공슬래브 및 그 시공방법{Post-Tensioned Void Slab and Construction Method thereof}
본 발명은 중공슬래브 및 그 시공방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 콘크리트 슬래브 내에 경량재를 매립하여 자중을 경감한 형태의 중공슬래브를 구축함에 있어서, 부력을 효과적으로 방지할 수 있는 구성을 가지며 긴장재의 배치높이 조절과 고정이 용이한 바 체어(bar chair)를 구비한 모둘 형태로 경량재를 구성하여, 포스트텐션을 통한 프리스트레스 도입을 이용한 장스팬 구조를 효율적으로 달성할 수 있는 부력방지형 중공모듈과 바 체어에 의한 포스트텐션 긴장재 배치를 이용한 장스팬 포스트텐션 중공슬래브 및 그 시공방법에 관한 것이다.
콘크리트 슬래브 내에 중공을 형성하거나 또는 경량재를 배치하여 슬래브의 자중을 감소시키는 종래의 중공슬래브의 경우, 단지 자중 감소만을 의도하고 있고, 경량재 배치 또는 중공 형성으로 인하여 부재 단면이 감소되어 단면 강성이 작기 때문에 장스팬으로 구축하기 어렵다는 한계가 있다.
또한, 종래의 중공슬래브에서는, 콘크리트를 타설하였을 때, 부력으로 인하여 경량재가 원래 설계했던 위치를 유지하지 못하여 유동하는 현상이 발생하게 되고, 그에 따라 경량재의 상부 또는 하부의 콘크리트 피복 두께가 설계보다 얇아지게 되거나 또는 기타 보강철근의 배근이 어려워지는 등의 문제점이 발생하였다.
특히, 중공슬래브는 경량재 설치로 인하여, 콘크리트 단면이 매우 축소되어 있으므로, 종방향으로 긴장재를 배치하려고 해도, 좁은 콘크리트 단면에서 원하는 형태로 긴장재를 배치하는 것이 매우 어렵다는 한계가 있다.
따라서 이러한 한계로 인하여 종래의 중공슬래브로는 예를 들어, 8m 이상의 지간을 가지는 장스팬 슬래브를 구축하는 것이 극히 어려웠다.
본 발명은 위와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 개발된 것으로서, 구체적으로는 콘크리트 슬래브의 내부에 경량재를 매립하여 슬래브의 자중을 경감하면서도, 콘크리트 타설에 의해 발생하는 부력으로 인하여 경량재의 위치가 변동되는 것을 효율적으로 방지할 수 있고, 좁은 콘크리트 단면에서도 종방향으로 긴장재를 효율적으로 배치할 수 있어서, 8m 이상의 지간 길이를 가지는 장스팬 콘크리트 슬래브도 용이하고 효율적으로 구축할 수 있는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.
위와 같은 과제를 달성하기 위하여 본 발명에서는, 콘크리트 내에 경량재와, 부력방지 횡철근과, 고정용 종철근과, 바 체어를 포함하여 구성되는 중공모듈을 포함하고 있으며; 상기 중공모듈에서, 상기 경량재는, 종방향으로 열을 이루고 횡방향으로는 열이 복수개 병렬된 형태로 구비되어 있고; 상기 부력방지 횡철근은, 볼록부와 오목부가 번갈아가며 지그재그로 형성되도록 절곡된 형상을 가지고 있어, 상기 중공모듈에서 횡방향으로 이웃하게 놓인 복수개의 경량재의 상부를 각각의 볼록부가 감싸도록 횡방향으로 배치되어 있고; 상기 고정용 종철근은, 상기 부력방지 횡철근이 종방향으로 나란하게 간격을 두고 복수개로 배치된 상태에서, 종방향으로 복수개의 부력방지 횡철근에 걸쳐져서 배치되어 상기 부력방지 횡철근과 결합되어 있고; 상기 바 체어는, 상기 부력방지 횡철근의 오목부에 조립 결합되어 종방향 긴장재를 지지하되, 직립되는 막대부재로 이루어져 하단이 부력방지 횡철근의 오목부에 조립 결합되는 수직부재 및 막대부재로 이루어져 상기 수직부재의 상단에서 횡방향으로 배치되어 결합되어 있고 횡방향의 일단 또는 양단이 부력방지 횡철근과 조립 결합되는 수평부재를 포함하여 구성되어 있으며; 상기 종방향 긴장재는 상기 바 체어에 결합되어 지지되어 종방향으로 배치되어 있으며; 콘크리트의 경화 후, 상기 종방향 긴장재의 포스트텐션에 의해 종방향으로 프리스트레스가 도입되어 있는 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 중공슬래브가 제공된다.
이러한 본 발명의 중공슬래브에서, 상기 종방향 긴장재의 지지 높이가 변화되어 종방향 긴장재가 종방향으로 곡선지게 배치될 수 있도록, 상기 바 체어는, 부력방지 횡철근에 형성된 오목부의 횡방향 폭에 대응되는 길이를 가지고 있어 오목부에 가로질러 수평 배치되고 양단이 부력방지 횡철근에 결합되는 수평부재와, 상기 수평부재의 중간에서 연결되어 수직하게 배치되어 하단이 오목부에 결합되어 그 길이가 변화되는 신축 구조를 가지는 수직부재로 이루어져 T자 형태를 이루도록 구성될 수 있다.
이러한 본 발명의 중공슬래브에서는, 상기 종방향 긴장재의 지지 높이가 변화되어 종방향 긴장재가 종방향으로 곡선지게 배치될 수 있도록, 상기 바 체어는, 부력방지 횡철근의 오목부에 수평 배치되고 일단이 부력방지 횡철근에 결합되는 수평부재와, 상기 수평부재의 타단에서 연결되어 수직하게 배치되어 하단이 오목부에 결합되는 수직부재로 이루어져 ㄱ자로 절곡된 형상을 가지고 있고; 상기 수직부재의 측면에는 상기 종방향 긴장재가 끼워져서 종방향 긴장재의 외부를 감쌀 수 있도록 오목하게 곡선진 U자형 체결부가 복수개로 형성되도록 구성될 수도 있다.
또한 본 발명에서는 이러한 중공슬래브를 시공하는 방법이 제공된다.
본 발명에서는 경량재를 부력방지 횡철근이 위에서 감싸는 구조를 가지고 있으며, 이러한 부력방지 횡철근을 통하여, 부력에 의한 경량재의 위치 변화 방지, 횡방향의 콘크리트 보강 및 종방향 긴장재의 용이 설치라는 효과를 모두 발휘할 수 있게 된다. 따라서 부력으로 인한 경량재의 위치 변화 때문에 발생하는 문제점 즉, 경량재의 상부 또는 하부의 콘크리트 피복 두께가 설계보다 얇아지게 되거나 또는 기타 보강철근의 배근이 어려워지는 등의 문제점을 본 발명에서는 모두 해소할 수 있게 되는 효과가 발휘된다.
또한 본 발명에서는, 종방향 긴장재를 지지하는 높이가 변화될 수 있는 구조의 바 체어를 부력방지 횡철근에 설치하고, 이를 이용하여 종방향 긴장재를 지지하여 고정시키게 되므로 종방향 긴장재를 용이하게 곡선 배치할 수 있게 되며, 따라서 경량재가 설치되어 있는 상태의 좁은 콘크리트 단면에서도, 원하는 종방향 곡률을 가지도록 종방향 긴장재를 곡선 배치하여 프리스트레스를 도입할 수 있으며, 그에 따라 8m 이상의 지간 길이를 가지는 장스팬의 슬래브도 용이하게 그리고 효율적으로 구축할 수 있게 되는 효과가 발휘된다.
또한 본 발명에서는 경량재를 포함하는 중공모듈을 사전에 미리 조립 제작해두고, 현장에서는 이러한 중공모듈을 배치하면 되므로, 시공이 간소화되고 공사기간을 크게 단축시킬 수 있게 되는 효과도 발휘된다.
도 1은 본 발명에 따른 중공슬래브가 기둥에 의해 지지되어 있는 상태를 보여주는 개략적인 사시도이다.
도 2는 본 발명의 중공슬래브에 구비되는 중공모듈의 개략적인 사시도이다.
도 3은 도 2의 원 A부분에 대한 확대도이다.
도 4는 도 3에 도시된 바 체어의 실시예에 종방향 긴장재가 결합되는 상태를 보여주는 개략적인 사시도이다.
도 5는 본 발명에 구비되는 바 체어의 또다른 실시예를 보여주는 도 3에 대응되는 확대도이다.
도 6은 도 5에 도시된 바 체어의 실시예에 종방향 긴장재가 결합되는 상태를 보여주는 도 4에 대응되는 개략적인 사시도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지 않는다.
도 1에는 본 발명에 따른 중공슬래브(100)가 기둥(200)에 의해 지지되어 있는 태를 보여주는 개략적인 사시도가 도시되어 있다. 도면을 참조하여 본 발명을 설명함에 있어서, 사각형의 중공슬래브(100)에서 상대적으로 길이가 더 긴 장변 방향을 "종방향"이라고 명명하며, 길이가 상대적으로 짧은 단변 방향을 "횡방향"이라고 부른다. 즉, 도 1에서 화살표 x-x 방향이 종방향이며, 화살표 y-y 방향이 횡방향인 것이다.
본 발명에 따른 중공슬래브(100)에서는, 콘크리트 내부에 스티로폼 등과 같이 경량의 소재로 이루어진 경량재(11)와, 부력방지 횡철근(12)과, 고정용 종철근(13)과, 종방향 긴장재(2) 배치용 바 체어(14)를 포함하여 구성되는 중공모듈(1)이 배치된다. 즉, 콘크리트가 타설되기 전에 위와 같은 중공모듈(1)이 배치되고, 그 후에 콘크리트가 타설되어 콘크리트 내부에 중공모듈(1)이 매립된 형태로 중공슬래브(100)가 구축되는 것이다.
구체적으로 도 2에는 본 발명의 중공슬래브(100)에 구비되는 중공모듈(1)의 일실시예에 대한 개략적인 사시도가 도시되어 있는데, 중공모듈(1)에는 복수개의 경량재(11)가, 종방향으로 열을 이루고 횡방향으로는 열이 복수개 병렬된 형태로 구비되어 있다. 도면에 도시된 실시예에서는 3개의 경량재(11)가 연속배치되어 열을 이루고 있고, 이러한 경량재(11)의 열이 2개로 배치되어 있다. 그러나 하나의 중공모듈(1)을 이루는 경량재(11)의 개수는 이에 한정되지 아니한다. 상기 경량재(11)는 스티로폼이나 합성수지, 또는 알루미늄 등과 같은 경량의 소재로 제작될 수 있는데, 속이 채워진 부재일 수도 있지만 속이 비어져 있는 부재일 수도 있다. 또한 상기 경량재(11)의 형상은 도면에 도시된 것처럼, 원반형상에 한정되지 아니하며, 사각육면체 형상 등과 같이 다양하게 변형될 수도 있다.
경량재(11)는 콘크리트가 타설되었을 때 부력을 받게 되고, 그에 따라 애초에 설계된 위치에 제대로 배치되지 않을 수 있다. 이를 방지하기 위하여 본 발명에서는 절곡된 부력방지 횡철근(12)을 배치하고, 복수개의 부력방지 횡철근(12) 간에는 종방향으로 고정용 종철근(13)을 결합 설치한다.
구체적으로, 상기 부력방지 횡철근(12)은 경량재(11)의 상면을 감싸게 되는 볼록부(120)와, 후술하는 바 체어(14)가 설치되는 오목부(121)가 번갈아가며 지그재그로 형성되도록 절곡된 형상을 가지고 있다. 상기 부력방지 횡철근(12)의 횡방향 양단부는 오목부(121)의 형성위치에서 종결된다. 즉, 오목부(121)의 대략 절반 위치에서 부력방지 횡철근(12)의 횡방향 양단부가 종결되는 것이다. 상기 부력방지 횡철근(12)은, 상기 중공모듈(1)에서 횡방향으로 이웃하게 놓인 복수개의 경량재(11)의 상부를 각각의 볼록부(120)가 감싸도록 횡방향으로 배치된다. 이 때, 상기 볼록부(120)가 직접 경량재(11)의 상부와 밀착할 필요가 없다. 후술하는 것처럼, 고정용 종철근(13)이 볼록부(120)에 배치되어 있는 경우, 고정용 종철근(13)이 경량재(11)의 상부에 밀착되고, 상기 고정용 종철근(13)이 부력방지 횡철근(12)의 볼록부(120)와 결합되므로, 이러한 고정용 종철근(13)과 부력방지 횡철근(12)의 볼록부(120)에 의해 경량재(11)의 위치가 고정되기 때문이다.
종방향으로 연속 배치되어 있는 경량재(11)와 마찬가지로 상기 부력방지 횡철근(12)도 종방향으로 간격을 두고 복수개가 나란하게 배치된다. 도면에 예시된 것처럼 하나의 경량재(11)에 대해 종방향으로 2개가 배치될 수 있지만, 그 개수는 도면에 도시된 것에 한정되지 아니한다.
한편, 부력방지 횡철근(12)이 종방향으로 나란하게 복수개로 배치된 상태에서, 종방향으로 복수개의 부력방지 횡철근(12)에 걸쳐져서 고정용 종철근(13)이 배치되어 부력방지 횡철근(12)과 결합된다.
상기 고정용 종철근(13)은 우선 상기 부력방지 횡철근(12)의 양단부에 배치되어 부력방지 횡철근(12)과 결합될 수 있으며, 부력방지 횡철근(12)의 볼록부(120) 사이에 존재하는 오목부(121)에도 배치되어 부력방지 횡철근(12)과 결합될 수도 있다. 또한 상기 부력방지 횡철근(12)의 볼록부(120)에도 추가적으로 배치되어 부력방지 횡철근(12)과 결합될 수도 있다. 상기 고정용 종철근(13)은 그 자체로서 중공슬래브(100)의 종방향으로 배치되는 종방향 보강철근이 될 수도 있고, 별도로 배치되는 종방향 보강철근에 결합될 수도 있다.
이와 같이, 본 발명에서는 부력방지 횡철근(12)의 각각의 볼록부(120)가 경량재(11)를 각각 위에서 감싸도록 상기 부력방지 횡철근(12)이 배치됨과 동시에, 상기 부력방지 횡철근(12)에 고정용 종철근(13)이 구비되어 상기 고정용 종철근(13)이 별도의 보강철근과 결합되거나 또는 상기 고정용 종철근(13)이 그 자체로 보강철근을 기능을 하도록 콘크리트에 매립되어 고정되므로, 콘크리트가 타설되어 경량재(11)에 부력이 작용하더라도 경량재(11)의 배치 위치가 변경되는 등의 현상이 발생하지 않게 된다. 또한 상기 부력방지 횡철근(12)은 횡방향으로의 콘크리트 보강 효과를 발휘할 뿐만 아니라, 후술하는 것처럼 종방향 긴장재(2)를 용이하게 설치할 수 있는 기반이 되는 효과도 발휘하게 된다. 즉, 본 발명에서는 위와 같은 부력방지 횡철근(12)을 통하여, 부력에 의한 경량재(11)의 위치 변화 방지, 횡방향의 콘크리트 보강 및 종방향 긴장재(2)의 용이 설치라는 효과를 모두 발휘할 수 있게 되는 것이다.
한편, 본 발명에 따른 중공슬래브(100)에는 종방향 긴장재(2)가 배치되어 포스트 텐션 방식에 의해 프리스트레스가 도입되는데, 이러한 종방향 긴장재(2)를 효율적으로 설치하기 위하여 본 발명에서는 부력방지 횡철근(12)에 바 체어(14)가 구비된다. 즉, 부력방지 횡철근(12)과 결합되어 구비되는 바 체어(14)는, 종방향으로 배치되는 종방향 긴장재(2)의 배치 높이를 조절하면서 고정시키는 부재인데, 도 3 및 도 4에는 바 체어(14)의 일실시예가 상세히 도시되어 있다. 도 3은 도 2의 원 A부분에 대한 확대도이며, 도 4는 도 3에 도시된 바 체어(14)의 개략적인 사시도로서, 바 체어(14)에 종방향 긴장재(2)가 결합되는 상태를 보여준다. 종방향 긴장재(2)로는, 예를 들어 언본디드 텐던(unbonded tendon) 등과 같이 포스트 텐션에 의한 긴장력을 부여할 수 있는 다양한 형식의 긴장재를 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 바 체어(14)는, 직립되는 막대부재로 이루어져 하단이 부력방지 횡철근(12)의 오목부(121)에 조립 결합되는 수직부재(141)와, 막대부재로 이루어져 상기 수직부재(141)의 상단에 결합되며 횡방향으로 연장되는 수평부재(142)로 구성된다. 도 3 및 도 4에 도시된 실시예의 바 체어(14)는, 상기 수평부재(142)가 부력방지 횡철근(12)에 형성된 오목부(121)의 횡방향 폭에 대응되는 길이를 가지고 있고, 상기 수평부재(142)의 중간에서 상기 수직부재(141)의 상단이 결합되어 있어, 전체적으로 T자 형태를 이루고 있다. 이 경우, 오목부(121)의 횡방향 폭이 달라질 것에 대비하여, 상기 수평부재(142)는 그 길이가 변화되도록 신축 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 텔레스코픽한 형태나 두 개의 막대부재의 나사 결합에 의한 신축 구조로 상기 수평부재(142)가 구성될 수 있는 것이다. 도 3 및 도 4에 도시된 실시예와 같이, 상기 수직부재(141)도 위와 같은 신축 구조로 이루어져 그 수직 길이가 변화되도록 구성될 수 있다.
도 3 및 도 4에 도시된 실시예에서 상기 수평부재(142)의 양단부는 부력방지 횡철근(12)과 분리가능하도록 결합되며 수직부재(141)의 하단부도 부력방지 횡철근(12)과 분리가능하도록 결합된다. 도면에 예시된 것처럼, 부력방지 횡철근(12)을 감을 수 있도록 오목하게 곡선진 U자형 체결부(15)가 수평부재(142)의 양단부에 형성될 수 있는 것이다. 수평부재(142)의 단부에 이러한 U자형 체결부(15)가 구비되어 있으면, 부력방지 횡철근(12)이 U자형 체결부(15)에 끼워지게 되어, 수평부재(142)를 분리 가능한 방식으로 용이하게 부력방지 횡철근(12)에 결합할 수 있다. 수직부재(141)의 하단부에도 이와 같이 곡선진 U자형 체결부(15)가 형성될 수 있다. 이러한 구성을 통해 상기 바 체어(14)가 부력방지 횡철근(12)에 별도로 조립되어 구비될 수 있으며, 더 나아가 부력방지 횡철근(12)에 형성되어 있는 오목부(121)의 횡방향 폭이 변화되어도, 이에 맞추어 용이하게 바 체어(14)를 설치할 수 있게 된다.
위와 같은 구성의 바 체어(14)가 부력방지 횡철근(12)의 오목부(121)에 설치된 상태에서, 종방향 긴장재(2)가 상기 바 체어(14)에 의해 지지되어 배치된다. 도 3에 도시된 실시예에서는 종방향 긴장재(2)가 상기 바 체어(14)의 수평부재(142) 위에 놓이게 된다. 이렇게 종방향 긴장재(2)가 수평부재(142) 위에 놓인 상태에서는 철선 등을 이용하여 종방향 긴장재(2)와 수평부재(142)를 결속시킨다. 종방향 긴장재(2)가 횡방향으로 유동하는 것을 방지하고, 종방향 긴장재(2)와 수평부재(142) 간의 결속을 용이하게 수행하기 위하여, 상기 수평부재(142)의 상면에도, 오목하게 곡선진 U자형 체결부(15)가 구비될 수도 있다. 이 경우, 앞서 설명한 것과 마찬가지로, 둥근 외면을 가진 종방향 긴장재(2)를 상기 U자형 체결부(15)에 끼우는 것만으로, 종방향 긴장재(2)가 횡방향으로 유동하는 것을 방지한 상태로 수평부재(142)와 쉽게 결속할 수 있게 된다.
종방향의 길이가 긴 장스팬의 중공슬래브(100)에서는 종방향으로 중앙부에 큰 휨모멘트가 작용하게 된다. 따라서 중공슬래브(100)에 종방향 긴장재(2)를 배치함에 있어서, 종방향으로 중앙부에서는 종방향 긴장재(2)가 중공슬래브(100)의 하면 가까이 배치되도록, 종방향 긴장재(2)를 곡선 배치하는 것이 바람직하다. 이를 위해서는 종방향 긴장재(2)의 배치 위치 즉, 중공슬래브(100)의 하면으로부터 종방향 긴장재(2)의 높이를 종방향 배치 곡률에 따라 변화시켜야 한다.
본 발명에서는, 종방향 긴장재(2)를 지지하는 높이가 변화될 수 있는 구조의 바 체어(14)를 이용하여 종방향 긴장재(2)를 지지하여 설치하고 있으므로, 종방향 긴장재(2)를 용이하게 곡선 배치할 수 있다.
위에서 살펴본 것처럼, 도 3에 도시된 실시예에 의한 바 체어(14)에서는 수직부재(141)가 신축되는 구조를 가지고 있으므로, 종방향 긴장재(2)의 종방향 배치 곡률에 맞추어서 중공슬래브(100)의 종방향 중앙부에서 바 체어(14)에 구비된 수직부재(141)의 길이를 다른 위치의 바 체어(14)에 비해 짧게 만들어서, 수직부재(141)의 높이를 종방향 긴장재(2)의 높이를 조절할 수 있으며, 그에 따라 종방향 긴장재(2)를 용이하게 곡선 배치할 수 있게 된다.
도 5에는 본 발명에 구비되는 바 체어(14)의 또다른 실시예를 보여주는 도 3에 대응되는 확대도가 도시되어 있고, 도 6에는 도 5에 도시된 바 체어(14)의 실시예에 대한 도 4에 대응되는 사시도가 도시되어 있다. 도 6는 바 체어(14)에 구비된 U자형 체결부(15)에 종방향 긴장재(2)가 결합되는 상태를 보여주고 있다.
본 발명에서 상기 바 체어(14)는 도 5 및 도 6에 도시된 것처럼 ㄱ자로 절곡된 형태로 이루어질 수 있다. 즉, 수평부재(142)가 오목부(121)의 횡방향 폭 전체에 대응되는 길이를 가지는 것이 아니라, 수평부재(142)의 일단은 부력방지 횡철근(12)에 분리 가능하게 결합되어 있지만, 타단은 부력방지 횡철근(12)과 연결되지 않고, 수직부재(141)와 연결되면서 종결되는 형태를 가지고 있어 ㄱ자로 절곡된 형상을 가지는 것이다.
도 5 및 도 6에 도시된 실시예에서는, 수직부재(141)의 측면 즉, 수평부재가 존재하지 아니하는 쪽의 측면에는 종방향 긴장재(2)가 끼워져서 종방향 긴장재(2)의 외부를 감쌀 수 있도록 오목하게 곡선진 U자형 체결부(15)가 복수개로 형성되어 있다.
따라서 도 5 및 도 6에 도시된 실시예의 경우, 장스팬의 중공슬래브(100)의 구현을 위하여 종방향 긴장재(2)를 곡선 형태로 배치할 때, 중공슬래브(100)의 종방향 중앙부에서는 종방향 긴장재(2)를 상기 수직부재(141)의 곡선진 U자형 체결부(15) 중에서 아래쪽에 위치한 U자형 체결부에 그 측면 방향으로 끼워서 설치하고, 중공슬래브(100)의 종방향 양단부에서는 종방향 긴장재(2)를 상기 수직부재(141)의 곡선진 U자형 체결부 중에서 위쪽에 위치한 U자형 체결부에 그 측면 방향으로 끼워서 설치할 수 있게 된다. 즉, 종방향 긴장재(2)의 높이에 맞추어 수직부재(141)에 복수개로 구비된 U자형 체결부(15)를 선택하여 종방향 긴장재(2)를 U자형 체결부(15)에 끼워서 고정시키는 것이다. 따라서, 수직부재(141) 및 수평부재(142)를 변화시키지 않고 한 가지의 제원으로 바 체어(14)를 제작해두어도, 종방향 긴장재(2)의 다양한 배치 곡률에도 사용할 수 있으며, 다양한 폭의 오목부(121)를 가지는 부력방지 횡철근(12)에도 용이하게 사용할 수 있게 된다. 이러한 도 5 및 도 6에 도시된 바 체어(14)에서는 수직부재(141)는 그 길이가 신축되도록 구성되지 아니하여도 무방하지만, 길이 신축 구성을 구비할 수도 있다. 또한 수평부재(142) 역시 그 길이가 신축되는 구조를 구비하지 아니하여도 되지만, 길이 신축 구성을 가져도 무방하다.
한편, 도 5 및 도 6에 도시된 실시예에서도 부력방지 횡철근(12)과 결합되는 수직부재(141)의 하단부와 수평부재(142)의 일단에는, 각각 부력방지 횡철근(12)의 외면을 감아서 끼움 체결될 수 있는 곡선진 형상의 U자형 체결부(15)가 형성될 수 있다. 따라서 도 3 및 도 4에 도시된 실시예의 경우와 마찬가지로, 도 5 및 도 6에 도시된 실시예에 따른 바 체어(14) 역시 별도의 부재로 이루어져 부력방지 횡철근(12)에 분리 가능하게 조립되어 구비될 수 있는 것이다.
다음에서는 본 발명에 따른 중공슬래브(100)의 시공방법에 대해 설명한다.
우선 거푸집을 설치하고, 필요한 보강철근을 배치한다. 이 때, 전술한 것처럼, 중공모듈(1)에 구비된 고정용 종철근(13)이 보강철근으로서 기능하도록 설계하는 경우에는 거푸집 위에 횡방향으로 배치되는 보강철근만을 배치할 수도 있다.
후속하여 경량재(11), 부력방지 횡철근(12), 고정용 종철근(13) 및 바 체어(14)를 포함하여 구성되는 중공모듈(1)을 종방향 및 횡방향으로 배치한다. 만일 고정용 종철근(13)이 종방향 보강철근으로서 기능하도록 설계하는 경우에는, 공지의 철근 이음용 커플러 등을 이용하여 종방향으로 배치되는 중공모듈(1) 간에 고정용 종철근(13)을 서로 연속시키는 것이 바람직하다.
중공모듈(1)이 배치되면, 포스트 텐션용 종방향 긴장재(2)를 배치한다. 중공슬래브(100)를 장스팬용으로 제작하는 경우에는, 종방향 긴장재(2)를 종방향으로 배치함에 있어서 곡선 배치를 하게 되는데, 앞서 설명한 것처럼 수직부재(141)의 길이를 조정하거나 또는 수직부재(141)의 U자형 체결부(15)를 높이에 맞추어 선택함으로써 종방향 긴장재(2)를 용이하게 곡선 배치할 수 있게 된다.
한편, 이와 같이 주간대 구간에 종방향 긴장재(2)를 배치함과 더불어, 종방향 주열대 구간 즉, 기둥과 기둥 사이를 가상선으로 연결할 때, 이러한 가상선이 종방향으로 존재하게 되는 종방향 주열대 구간에도 종방향 긴장재(2)를 배치한다. 또한 횡방향 주열대 구간 즉, 기둥과 기둥 사이를 가상선으로 연결할 때, 이러한 가상선이 횡방향으로 존재하게 되는 횡방향 주열대 구간에도 필요에 따라 횡방향 긴장재(20)를 배치한다.
이와 같이, 중공모듈(1)의 배치, 종방향 긴장재(2) 및 횡방향 긴장재(20)의 배치가 완료되면, 필요에 따라 상부에 추가적인 보강철근을 배치한 후, 중공모듈(1)과 종방향 긴장재(2)를 포함한 구성요소들이 콘크리트 내에 매립되도록 콘크리트를 타설하며, 콘크리트 양생 후에 종방향 긴장재(2)와 횡방향 긴장재(21)를 긴장하여 중공슬래브(100)에 포스트 텐션에 의한 프리스트레스를 도입한다.
이와 같은 시공방법에 의하여 구축되는 본 발명에 따른 중공슬래브(100)는 장스팬의 슬래브 구축에 매우 유리한데, 위에서 살펴보았듯이 경량재를 부력에 의한 위치 변동 없이 설계된 위치에 정확하게 배치할 수 있음은 물론이고, 종방향 긴장재(2)도 필요한 곡률에 맞추어 용이하게 곡선 배치하여 프리스트레스를 도입할 수 있으므로, 약 8m 이상의 장스팬의 슬래브도 용이하게 그리고 효율적으로 구축할 수 있게 되는 장점이 있다. 특히, 종방향 및 횡방향 주열대 구간에는 포스트 텐션용 긴장재를 집중 배치하고, 주간대 구간에는 경량재(11) 사이에 필요한 정도로 종방향 긴장재(2)를 분산시켜 배치함으로써 용이하게 장스팬의 중공슬래브를 용이하게 구축할 수 있게 된다.
또한 중공모듈(1)을 사전에 미리 조립 제작해두고, 현장에서는 이러한 중공모듈(1)을 배치하면 되므로, 시공이 간소화되고 공사기간을 크게 단축시킬 수 있게 된다.
1: 중공모듈
2: 종방향 긴장재
11: 경량재
12: 부력방지 횡철근
13: 고정용 종철근
14: 바 체어

Claims (7)

  1. 콘크리트 내에 경량재(11)와, 부력방지 횡철근(12)과, 고정용 종철근(13)과, 바 체어(14)를 포함하여 구성되는 중공모듈(1)을 포함하고 있으며;
    상기 중공모듈(1)에서, 상기 경량재(11)는, 종방향으로 열을 이루고 횡방향으로는 열이 복수개 병렬된 형태로 구비되어 있고; 상기 부력방지 횡철근(12)은, 볼록부(120)와 오목부(121)가 번갈아가며 지그재그로 형성되도록 절곡된 형상을 가지고 있어, 상기 중공모듈(1)에서 횡방향으로 이웃하게 놓인 복수개의 경량재(11)의 상부를 각각의 볼록부(120)가 감싸도록 횡방향으로 배치되어 있고; 상기 고정용 종철근(13)은, 상기 부력방지 횡철근(12)이 종방향으로 나란하게 간격을 두고 복수개로 배치된 상태에서, 종방향으로 복수개의 부력방지 횡철근(12)에 걸쳐져서 배치되어 상기 부력방지 횡철근(12)과 결합되어 있고; 상기 바 체어(14)는, 상기 부력방지 횡철근(12)의 오목부(121)에 조립 결합되어 종방향 긴장재(2)를 지지하되, 직립되는 막대부재로 이루어져 하단이 부력방지 횡철근(12)의 오목부(121)에 조립 결합되는 수직부재(141) 및 막대부재로 이루어져 상기 수직부재(141)의 상단에서 횡방향으로 배치되어 결합되어 있고 횡방향의 일단 또는 양단이 부력방지 횡철근(12)과 조립 결합되는 수평부재(142)를 포함하여 구성되어 있으며;
    상기 종방향 긴장재(2)는 상기 바 체어(14)에 결합되어 지지되어 종방향으로 배치되어 있으며;
    콘크리트의 경화 후, 상기 종방향 긴장재(2)의 포스트텐션에 의해 종방향으로 프리스트레스가 도입되어 있는 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 중공슬래브.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 종방향 긴장재(2)의 지지 높이가 변화되어 종방향 긴장재(2)가 종방향으로 곡선지게 배치될 수 있도록, 상기 바 체어(14)는, 부력방지 횡철근(12)에 형성된 오목부(121)의 횡방향 폭에 대응되는 길이를 가지고 있어 오목부(121)에 가로질러 수평 배치되고 양단이 부력방지 횡철근(12)에 결합되는 수평부재(142)와, 상기 수평부재(142)의 중간에서 연결되어 수직하게 배치되어 하단이 오목부(121)에 결합되어 그 길이가 변화되는 신축 구조를 가지는 수직부재(141)로 이루어져 T자 형태를 이루고 있는 것을 특징으로 하는 중공슬래브.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 종방향 긴장재(2)의 지지 높이가 변화되어 종방향 긴장재(2)가 종방향으로 곡선지게 배치될 수 있도록, 상기 바 체어(14)는, 부력방지 횡철근(12)의 오목부(121)에 수평 배치되고 일단이 부력방지 횡철근(12)에 결합되는 수평부재(142)와, 상기 수평부재(142)의 타단에서 연결되어 수직하게 배치되어 하단이 오목부(121)에 결합되는 수직부재(141)로 이루어져 ㄱ자로 절곡된 형상을 가지고 있고;
    상기 수직부재(141)의 측면에는 상기 종방향 긴장재(2)가 끼워져서 종방향 긴장재(2)의 외부를 감쌀 수 있도록 오목하게 곡선진 U자형 체결부(15)가 복수개로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 중공슬래브.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중공모듈(1)은 종방향으로 열을 이루도록 연속하여 복수개로 배치되며;
    상기 중공모듈(1)의 종방향 열이 횡방향으로도 나란하게 복수개로 배치되어 있어 있는 것을 특징으로 하는 중공슬래브.
  5. 콘크리트 내에 경량재(11)와, 부력방지 횡철근(12)과, 고정용 종철근(13)과, 바 체어(14)를 포함하여 구성되는 중공모듈(1)을 포함하고 있으며;
    거푸집을 설치하는 단계;
    콘크리트 내에 경량재(11)와, 부력방지 횡철근(12)과, 고정용 종철근(13)과, 바 체어(14)를 포함하여 구성되는 중공모듈(1)로서, 상기 중공모듈(1)에서, 상기 경량재(11)는, 종방향으로 열을 이루고 횡방향으로는 열이 복수개 병렬된 형태로 구비되어 있고; 상기 부력방지 횡철근(12)은, 볼록부(120)와 오목부(121)가 번갈아가며 지그재그로 형성되도록 절곡된 형상을 가지고 있어, 상기 중공모듈(1)에서 횡방향으로 이웃하게 놓인 복수개의 경량재(11)의 상부를 각각의 볼록부(120)가 감싸도록 횡방향으로 배치되어 있고; 상기 고정용 종철근(13)은, 상기 부력방지 횡철근(12)이 종방향으로 나란하게 간격을 두고 복수개로 배치된 상태에서, 종방향으로 복수개의 부력방지 횡철근(12)에 걸쳐져서 배치되어 상기 부력방지 횡철근(12)과 결합되어 있고; 상기 바 체어(14)는, 상기 부력방지 횡철근(12)의 오목부(121)에 조립 결합되어 종방향 긴장재(2)를 지지하되, 직립되는 막대부재로 이루어져 하단이 부력방지 횡철근(12)의 오목부(121)에 조립 결합되는 수직부재(141) 및 막대부재로 이루어져 상기 수직부재(141)의 상단에서 횡방향으로 배치되어 결합되어 있고 횡방향의 일단 또는 양단이 부력방지 횡철근(12)과 조립 결합되는 수평부재(142)를 포함하여 구성되는 상기 중공모듈(1)을 거푸집 내에 배치하는 단계;
    상기 종방향 긴장재(2)를, 상기 바 체어(14)에 의해 지지되도록 상기 바 체어(14)에 결합하여 종방향으로 배치하는 단계;
    상기 중공모듈(1) 및 종방향 긴장재(2)가 매립되도록 콘크리트를 타설하는 단계; 및
    콘크리트의 경화 후, 상기 종방향 긴장재(2)를 긴장하여 포스트텐션에 의해 종방향으로 긴장재가 도입되도록 하는 단계를 포함하는 가지는 것을 특징으로 하는 중공슬래브의 시공방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 바 체어(14)는, 부력방지 횡철근(12)에 형성된 오목부(121)의 횡방향 폭에 대응되는 길이를 가지고 있어 오목부(121)에 가로질러 수평 배치되고 양단이 부력방지 횡철근(12)에 결합되는 수평부재(142)와, 상기 수평부재(142)의 중간에서 연결되어 수직하게 배치되어 하단이 오목부(121)에 결합되어 그 길이가 변화되는 신축 구조를 가지는 수직부재(141)로 이루어져 T자 형태를 이루고 있으며;
    상기 종방향 긴장재(2)를 종방향으로 배치하는 단계에서, 상기 수직부재(141)의 길이를 신축시켜 상기 종방향 긴장재(2)의 지지 높이가 종방향으로 곡선지도록 만들어서, 상기 종방향 긴장재(2)를 종방향으로 곡선지게 배치하는 것을 특징으로 하는 중공슬래브의 시공방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 바 체어(14)는, 부력방지 횡철근(12)의 오목부(121)에 수평 배치되고 일단이 부력방지 횡철근(12)에 결합되는 수평부재(142)와, 상기 수평부재(142)의 타단에서 연결되어 수직하게 배치되어 하단이 오목부(121)에 결합되는 수직부재(141)로 이루어져 ㄱ자로 절곡된 형상을 가지고 있고; 상기 수직부재(141)의 측면에는 상기 종방향 긴장재(2)가 끼워져서 종방향 긴장재(2)의 외부를 감쌀 수 있도록 오목하게 곡선진 U자형 체결부(15)가 복수개로 형성되어 있으며;
    상기 종방향 긴장재(2)를 종방향으로 배치하는 단계에서, 상기 종방향 긴장재(2)의 지지 높이가 종방향으로 곡선지도록, 상기 수직부재(141)의 U자형 체결부(15)를 선택하여 종방향 긴장재(2)를 측면방향으로 U자형 체결부(15)에 끼워 체결함으로써, 상기 종방향 긴장재(2)를 종방향으로 곡선지게 배치하는 것을 특징으로 하는 중공슬래브의 시공방법.
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