KR101177316B1 - 기둥?슬래브 접합부의 수직걸림형 전단보강체 - Google Patents

기둥?슬래브 접합부의 수직걸림형 전단보강체 Download PDF

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Abstract

본 발명은 본 발명의 출원인에 의해 선출원되어 등록(대한민국 등록특허공보 제10-0947339호)된 기둥-슬래브 접합부의 수직걸림형 전단보강체를 개량한 것으로, 상기 수직걸림형 전단보강체를 구성하는 제1 서브프레임과 제2 서브프레임의 상, 하부헤드에 별도의 보강바를 형성시킴으로써, 타설되는 콘크리트와의 부착 표면적을 증가시켜 그 부착력을 향상시킬 수 있도록 하며, 아울러, 제1 서브프레임의 제1 전단보강용 바와, 제2 서브프레임의 제2 전단보강용 바를 상호 체결하여 고정시킴으로써, 시공 시, 그 흔들림을 방지하고 이로 인해 시공 편의성을 향상시킬 수 있도록 하는 기둥-슬래브 접합부의 수직걸림형 전단보강체에 관한 것이다.

Description

기둥?슬래브 접합부의 수직걸림형 전단보강체{Shear reinforcement device for junctional region of column-slab}
본 발명은, 본 발명의 출원인에 의해 선출원되어 등록(대한민국 등록특허공보 제10-0947339호)된 기둥-슬래브 접합부의 수직걸림형 전단보강체를 개량한 것으로, 타설되는 콘크리트와의 부착력을 향상시킬 뿐만 아니라, 시공 편의성을 향상시킬 수 있도록 하는 기둥-슬래브 접합부의 수직걸림형 전단보강체에 관한 것이다.
일반적으로, 여러 층으로 건축되는 철근 콘크리트 구조물의 경우 각 층의 바닥을 형성하면서 일정한 면적을 제공하는 슬래브와 상기 슬래브를 지지함과 동시에 건축물의 자체 하중 및 각 층에서 발생되는 사용 하중을 기초부로 분산하여 전달하는 다수의 기둥을 포함하여 구성된다.
이와 같은 철근 콘크리트구조물에 있어서, 기둥과 슬래브가 만나는 접합부인 기둥의 주두부(柱頭部)의 경우 기둥 주변을 따라 슬래브와의 사이에서 전단력이 작용하는바, 이 접합부에 대한 내력이 충분하지 못하게 되는 경우 전단파괴가 발생할 우려가 있게 된다.
특히, 거더(Girder)나 보를 설치하지 않고 오직 기둥에 의해서만 슬래브가 직접 지지되는 무량판 구조에서의 기둥과 슬래브간 접합부는 보와 기둥 접합부와는 달리 기둥의 주변에 과도한 응력집중현상이 발생하고, 이로 인하여 슬래브는 역사다리꼴의 표면을 형성하는 2방향 전단파괴(펀칭전단파괴)를 유발하게 된다.
이와 같은 전단파괴는 다른 형태의 파괴양상과는 달리 매우 취성적(Brittle)이어서 기둥과 슬래브간 접합부의 안전성에 대단히 치명적이며, 구조설계시 기둥과슬래브간 접합부에 특별한 주의를 기울여 전단파괴가 일어나지 않도록 충분한 조치를 취하여야 하는 것이다.
따라서, 상기한 무량판 구조에서 기둥과 슬래브간 접합부를 보강하여 전단내력을 키우기 위한 방법으로는 기둥 주위에 지판(Drop panel) 및 주두(Capital)를 설치하는 방식이 통상적으로 사용되고 있다. 그러나, 지판이나 주두를 설치함으로써 단면의 확대를 통하여 전단응력도(Shear stress)를 저감시킬 수는 있지만, 이러한 지판이나 주두의 형성을 위한 거푸집의 제작이 번거로울 뿐 아니라 보강성능의 측면에서도 그다지 효과적이지 못하다는 문제가 있다.
이를 개선하기 위하여 기둥과 슬래브간 접합부의 전단성능을 보강하기 위한 방법으로서 접합부위에 별도의 전단보강체와 같은 보강부재를 설치하여 전단내력을 증가시키는 방식이 제안되었으며, 이에 대한 종래의 기술로는 대표적으로 스터럽(Stirrup:늑근)을 이용하는 방식, 전단 헤드를 설치하는 방식 및 전단 스터드(Stud)를 설치하는 방식을 들 수 있다.
현재 시공현장에서 가장 널리 사용되는 스터럽(늑근)을 이용하는 방식은 도 1(a)에 도시된 바와 같이, 기둥(1)과 슬래브(2, 도 3참조) 간 접합부를 가로질러 배치된 상하측 슬래브철근(3)에 스터럽(4)을 감아 이것이 전단내력을 보강하도록 하는 방식이다.
상기의 스터럽(4)은 일반적으로 직경 10mm의 이형철근을 공장 또는 시공현장에서 절곡?가공하여 사용하기 때문에 전단보강체의 구성을 위한 별도의 자재를 마련할 필요가 없어 비교적 자재수급이 간편하고, 경제적이라는 장점이 있는 반면, 스터럽(4)이 상하측 슬래브철근(3)의 바깥둘레를 감싸는 형태로 시공됨에 따라 슬래브의 피복두께를 적절하게 유지하기 어렵다는 단점이 있고, 만일 슬래브의 피복두께를 유지하려고 하면 상하측 슬래브철근(3)의 간격이 줄어들 수 밖에 없어 슬래브의 휨저항 능력이 감소하게 되는 문제가 있다.
따라서, 스터럽(4)을 이용하여 전단내력을 증대하는 방식은 두께가 얇은 슬래브에 적용하기 어려우며, 나아가 다수의 스터럽을 결속함에 따라 작업공수가 많아져 시공성이 상대적으로 떨어진다는 문제가 있다.
한편, 전단헤드를 설치하여 전단내력을 증대시키는 방식은 도 1(b)에 도시된 바와 같이, H형강(5) 또는 채널을 종?횡으로 접합하여 전단보강체를 격자(格子) 형태로 구성하고, 이를 기둥(1)과 슬래브(2, 도 3참조)의 접합부에 설치함으로써 전단력에 대한 내력을 분담하도록 하는 방식이다.
그러나, 이 같은 전단헤드 설치방식은 형강재의 사용에 따라 필요 이상의 강재가 소요됨은 물론, 건물의 자체 하중이 커지게 된다는 문제가 있다.
또한, 전단 스터드를 설치하는 방식은 도 1(c)에 도시된 바와 같이, 스트립(Strip)의 형태로 가공된 평철판(6)의 상부에 다수의 스터드 볼트(7)를 용접한 것을 조립하여 전단보강체를 구성하고, 이를 기둥(1)과 슬래브(2, 도 3참조) 접합부에 설치함으로써 전단 내력이 보강되도록 하는 방식이다.
이 방식의 경우, 실험에 따르면 스터드 볼트의 머리부와 강판에 의한 접착성능 향상에 의하여 굽힘 철근 또는 스터럽 보강재보다 효과적인 것으로 나타났으나, 다수개의 스터드 볼트(7)에 대한 용접 작업이 필요하므로 제작이 번거롭다는 문제가 있다.
상기한 종래의 기둥과 슬래브간 접합부에 대한 전단내력 보강방식의 문제점을 개선하기 위하여 여러 형태의 전단보강체가 개발되고 있으며, 최근에는 특허등록 제10-676627호(슬래브-기둥 접합부의 전단보강체 및 이를 이용한 전단보강구조), 공개특허 제10-2007-53836호(기둥 슬래브간 접합부 전단 보강체 및 그의 제조방법), 공개특허 제10-2004-76644호(철근콘크리트 보강재 및 이를 포함하는 철근 콘ㅌ크리트구조물 건축방법)이 선행기술로 제안되었다.
상기 특허등록 제10-676627호의 선행기술은 상현재와 하현재가 윗쪽과 아랫쪽에서 일정 간격을 두고 나란하게 배치되고, 연속적인 파형을 가지도록 절곡된 웨부재가 상기 상현재와 하현재의 양쪽에서 동시에 수직으로 접합되어 평면 트러스트형태로 이루어지며, 상기 웨브재 한 쌍의 파형 절곡부가 지그재그로 엇갈리도록 배치된 구조로 이루어지는 것이나, 이 경우 구조가 복잡하고 제조가 까다롭다는 문제가 있다.
또한, 상기 공개특허 제10-2007-53836호의 선행기술은 수평의 상부재와 수직의 중간재 및 수평의 하부재가 연속적으로 반복 형성된 구조로 이루어져 슬래브내부의 상하방향 주철근을 감싸도록 배치되나, 이 경우 타설된 콘크리트가 상대적으로 치밀하게 충진되지 못한다는 문제가 있다.
또한, 상기 공개특허 제10-2004-76644호의 선행기술은 몸통부와 레일상에 고정결합되는 결합부와 몸통부 보다 넓은 단면적을 갖는 헤드부로 이루어지는 다수의 스터드가 스트립 형상의 레일위에 일정 간격으로 세워져 설치되도록 구성된 것이나, 이 경우 스터드를 레일에 하나하나 용접방식으로 접합해야 하기 때문에 제조공정이 까다롭다는 문제가 있다.
이와 같은 종래의 기둥과 슬래브간 접합부에 적용되는 전단보강체의 경우, 구성요소들이 대부분 용접에 의하여 접합되기 때문에 제조공수가 많아지고, 운반과정이나 시공과정에서 외력이 작용하는 경우 용접부위가 탈리(脫離)되면서 단면손실이 발생될 염려가 있다.
따라서, 본 발명의 출원인 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 새로운 형태의 기둥-슬래브 접합부의 수직걸림형 전단보강체를 선출원하여 등록(대한민국 등록특허공보 제10-0947339호)받은 바 있다.
구체적으로는 도 2a, 2b 및 3에 도시된 바와 같이, 철근 콘크리트 구조물을 이루는 기둥(1)과 슬래브(2)가 서로 접합되는 부위에서 수평으로 배근되는 슬래브철근(3)에 수직으로 설치되어 전단파괴에 대한 저항력을 증대시키게 되는 기둥-슬래브 접합부의 전단보강체(100)에 있어서, 상기 슬래브철근(3)에 대하여 수직으로 배치되도록 정해진 길이로 형성되는 제1 전단보강용 바(bar)(22)와, 상기 제1 전단보강용 바(22)의 상단에 수평되게 위치되고 상기 제1 전단보강용 바(22)보다 넓은 수평 단면적을 갖는 제1 상부헤드(24) 및, 상기 제1 전단보강용 바(22)의 하단에 수평되게 위치되고 상기 제1 전단보강용 바(22)보다 넓은 수평 단면적을 갖는 제1 하부헤드(26)로 이루어진 제1 서브프레임(20)과, 상기 슬래브철근(3)에 대하여 수직으로 배치되도록 정해진 길이로 형성되는 제2 전단보강용 바(bar)(42)와, 상기 제2 전단보강용 바(42)의 상단에 수평되게 위치되고 상기 제2 전단보강용 바(42)보다 넓은 수평 단면적을 갖는 제2 상부헤드(44) 및, 상기 제2 전단보강용 바(42)의 하단에 수평되게 위치되고 상기 제2 전단보강용 바(42)보다 넓은 수평 단면적을 갖는 제2 하부헤드(46)로 이루어진 제2 서브프레임(40);이, 서로 이격되게 위치되어 상기 제1 서브프레임(20)과의 사이에 삽입공간(30)이 형성되도록 구성되고, 상기 제1 서브프레임(20)과 제2 서브프레임(40) 사이 삽입공간(30)을 가로질러 상기 삽입공간(30)의 상단이 폐쇄되도록 하는 연결편(60)의 양측이 상기 서로 이격된 상기 제1 서브프레임(20)과 제2 서브프레임(40)각각에 고정되어 상기 제1 서브프레임(20)과 제2 서브프레임(40)을 결합시켜 구성되는 기둥-슬래브 접합부의 수직걸림형 전단보강체를 제공함으로써, 상기 슬래브철근(3)을 시공한 후, 상기 슬래브철근(3)의 상측에서 수직으로 하강시켜 설치하여 상기 연결편(60)(60')이 상기 삽입공간(30)을 통과하는 상기 슬래브철근(3)에 걸리어 고정되도록 하고, 이로 인해 슬래브철근(3)에 간편하게 걸림고정됨에 따라, 슬래브철근(3)에 대한 전단보강체의 시공이 간편하고 용이하게 이루어지는 한편, 슬래브의 강도보강효율이 향상될 수 있도록 하는 것이다.
하지만, 본 발명의 출원인에 의해 선출원되어 등록된 상기 기둥-슬래브 접합부의 수직걸림형 전단보강체는, 타설되는 콘크리트와의 부착력이 미비한 문제점이 있었으며, 시공 시, 상기 각각 독립된 제1 서브프레임과 제2 서브프레임의 흔들림으로 인해 시공 편의성이 저하되는 문제점이 있었다.
: 대한민국 특허등록공보 제10-676627호 "슬래브-기둥 접합부의 전단보강체 및 이를 이용한 전단보강구조" : 대한민국 공개특허공보 제10-2007-53836호 "기둥 슬래브간 접합부 전단 보강체 및 그의 제조방법" : 대한민국 공개특허공보 제10-2004-76644호 "철근콘크리트 보강재 및 이를 포함하는 철근 콘크리트구조물 건축방법" : 대한민국 등록특허공보 제10-0947339호 "기둥-슬래브 접합부의 수직걸림형 전단보강체"
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 출원인에 의해 선출원되어 등록(대한민국 등록특허공보 제10-0947339호)된 기둥-슬래브 접합부의 수직걸림형 전단보강체를 개량한 것으로, 상기 수직걸림형 전단보강체를 구성하는 제1 서브프레임과 제2 서브프레임의 상, 하부헤드에 별도의 보강바를 형성시킴으로써, 타설되는 콘크리트와의 부착 표면적을 증가시켜 그 부착력을 향상시킬 수 있도록 하는 기둥-슬래브 접합부의 수직걸림형 전단보강체를 제공함을 과제로 한다.
아울러, 제1 서브프레임의 제1 전단보강용 바와, 제2 서브프레임의 제2 전단보강용 바를 상호 체결하여 고정시킴으로써, 시공 시, 그 흔들림을 방지하고 이로 인해 시공 편의성을 향상시킬 수 있도록 하는 기둥-슬래브 접합부의 수직걸림형 전단보강체를 제공함을 다른 과제로 한다.
본 발명은 슬래브철근(3)에 대하여 수직으로 배치되도록 정해진 길이로 형성되는 제1 전단보강용 바(bar)(22)와, 상기 제1 전단보강용 바(22)의 상단에 수평되게 위치되고 상기 제1 전단보강용 바(22)보다 넓거나 또는 상기 제1 전단보강용 바(22)와 동일한 수평 단면적을 갖는 제1 상부헤드(24) 및, 상기 제1 전단보강용 바(22)의 하단에 수평되게 위치되고 상기 제1 전단보강용 바(22)보다 넓거나 또는 상기 제1 전단보강용 바(22)와 동일한 수평 단면적을 갖는 제1 하부헤드(26)로 이루어진 제1 서브프레임(20);
상기 슬래브철근(3)에 대하여 수직으로 배치되도록 정해진 길이로 형성되는 제2 전단보강용 바(bar)(42)와, 상기 제2 전단보강용 바(42)의 상단에 수평되게 위치되고 상기 제2 전단보강용 바(42)보다 넓거나 또는 상기 제2 전단보강용 바(42)와 동일한 수평 단면적을 갖는 제2 상부헤드(44) 및, 상기 제2 전단보강용 바(42)의 하단에 수평되게 위치되고 상기 제2 전단보강용 바(42)보다 넓거나 또는 상기 제2 전단보강용 바(42)와 동일한 수평 단면적을 갖는 제2 하부헤드(46)로 이루어지고, 상기 제1 서브프레임(20)에서 이격되게 위치되어 상기 제1 서브프레임(20)과의 사이에 삽입공간(30)이 형성되도록 하는 제2 서브프레임(40); 및
서로 이격된 상기 제1 서브프레임(20)과 제2 서브프레임(40) 양측에 양단부가 고정되어 상기 제1 서브프레임(20)과 제2 서브프레임(40)을 결합시키고, 상기 제1 서브프레임(20)과 제2 서브프레임(40) 사이 삽입공간(30)을 가로질러 상기 삽입공간(30)의 상단이 폐쇄되도록 하는 연결편(60);을 포함하여, 철근 콘크리트 구조물을 이루는 기둥(1)과 슬래브(2)가 서로 접합되는 부위에서 수평으로 배근되는 상기 슬래브철근(3)을 시공한 후, 상기 슬래브철근(3)의 상측에서 수직으로 하강시켜 상기 연결편(60)이 상기 슬래브철근(3)에 걸리어 고정되도록 설치함으로써, 기둥(1)과 슬래브(2) 접합부의 전단파괴에 대한 저항력을 증대시키는 기둥-슬래브 접합부의 수직걸림형 전단보강체에 있어서,
상기 제1 상부헤드(24)의 일측 끝단에서 하방향으로 수직연장되어 구성되는 제1 보강바(24a);
상기 제1 하부헤드(26)의 일측 끝단에서 상방향으로 수직연장되는 제2 보강바(26a);
상기 제2 상부헤드(44)의 일측 끝단에서 하방향으로 수직연장되는 제3 보강바(44a); 및
상기 제2 하부헤드(46)의 일측 끝단에서 상방향으로 수직연장되는 제4 보강바(46a);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 기둥-슬래브 접합부의 수직걸림형 전단보강체를 과제의 해결 수단으로 한다.
한편, 상기 기둥-슬래브 접합부의 수직걸림형 전단보강체는, 상기 제1 전단보강용 바(22)와 제2 전단보강용 바(42)를 관통하여 삽입됨으로써, 상기 제1 전단보강용 바(22)와 제2 전단보강용 바(42)를 서로 연결, 고정시키는 체결수단(70)이 더 포함되어 구성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 체결수단(70)은, 제1 바(71)와 제2 바(72)가 소정의 간격을 두고 위치한 상태에서 끝단이 상호 연결되어 상기 간격만큼 탄성적으로 직경이 확장 또는 축소됨으로써, 그 직경이 축소된 상태에서 상기 제1 전단보강용 바(22)와 제2 전단보강용 바(42)를 관통하여 삽입되고, 상기 제1 전단보강용 바(22)와 제2 전단보강용 바(42)를 관통하여 삽입된 후에는 그 직경이 확장되어 고정되는 확장형 클립을 적용할 수 있다.
아울러, 상기 체결수단(70)은, 상기 제1 전단보강용 바(22)와 제2 전단보강용 바(42)를 관통하여 삽입되는 체결바(73); 및 상기 체결바(73)의 끝단에서 나사결합하는 너트부(74);를 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명은 본 발명의 출원인에 의해 선출원되어 등록(대한민국 등록특허공보 제10-0947339호)된 기둥-슬래브 접합부의 수직걸림형 전단보강체를 개량한 것으로, 상기 수직걸림형 전단보강체를 구성하는 제1 서브프레임과 제2 서브프레임의 상, 하부헤드에 별도의 보강바를 형성시킴으로써, 타설되는 콘크리트와의 부착 표면적을 증가시켜 그 부착력을 향상시킬 수 있도록 하는 효과가 있다.
아울러, 제1 서브프레임의 제1 전단보강용 바와, 제2 서브프레임의 제2 전단보강용 바를 상호 체결하여 고정시킴으로써, 시공 시, 그 흔들림을 방지하고 이로 인해 시공 편의성을 향상시킬 수 있도록 하는 효과가 있다.
도 1의 (a), (b), (c)는 일반적인 기둥-슬래브 접합부의 전단보강체를 보여주기 위한 평면도
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 출원인에 의해 선출원되어 등록받은 기둥-슬래브 접합부의 수직걸림형 전단보강체의 기술적 사상을 보여주기 위한 도면
도 3은 본 발명의 출원인에 의해 선출원되어 등록받은 기둥-슬래브 접합부의 수직걸림형 전단보강체가 기둥-슬래브 접합부 주변으로 배근된 슬래브철근에 설치되는 상태를 보여주기 위한 도면
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 기둥-슬래브 접합부의 수직걸림형 전단보강체의 분리사시도
도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 기둥-슬래브 접합부의 수직걸림형 전단보강체의 결합사시도
도 4c는 본 발명의 일 실시예에 따른 기둥-슬래브 접합부의 수직걸림형 전단보강체의 단면도
도 4d는 본 발명의 일 실시예에 따른 기둥-슬래브 접합부의 수직걸림형 전단보강체의 분리사시도
도 4e는 본 발명의 일 실시예에 따른 기둥-슬래브 접합부의 수직걸림형 전단보강체의 결합사시도
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 체결수단을 나타낸 도면
상기 본 발명의 목적과 특징 및 장점은 첨부도면 및 다음의 상세한 설명을 참조함으로서 더욱 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 기둥-슬래브 접합부의 수직걸림형 전단보강체의 분리사시도이고, 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 기둥-슬래브 접합부의 수직걸림형 전단보강체의 결합사시도이며, 도 4c는 본 발명의 일 실시예에 따른 기둥-슬래브 접합부의 수직걸림형 전단보강체의 단면도이고, 도 4d는 본 발명의 일 실시예에 따른 기둥-슬래브 접합부의 수직걸림형 전단보강체의 분리사시도이며, 도 4e는 본 발명의 일 실시예에 따른 기둥-슬래브 접합부의 수직걸림형 전단보강체의 결합사시도로써, 본 발명에 따른 기둥-슬래브 접합부의 수직걸림형 전단보강체(100)는 삽입공간(30)을 사이에 두고 양측으로 서로 대칭되는 형상의 서브프레임(20)(40)이 위치되고, 이와 같이 위치된 한쌍의 서브프레임(20)(40)은 각각 수직으로 배치되는 전단보강용 바(22)(42)와, 전단보강용 바(22)(42)의 상하단으로 전단보강용 바(22)(42)보다 수평 단면적이 크거나 같은 상부헤드(24)(44) 및 하부헤드(26)(46)를 가지는 형상으로 이루어지는데, 이에 따라 슬래브(2)를 이루는 콘크리트에 매설된 본 발명에 따른 기둥-슬래브 접합부의 수직걸림형 전단보강체(100)는 삽입공간(30)를 사이에 둔 한쌍의 서브프레임(20)(40)과 서브프레임(20)(40)의 상부헤드(24)(44) 및 하부헤드(26)(46)에 의해 상기 콘크리트와 일체로 견고하게 결합되고, 이로써 전단력에 대한 저항력이 상기 콘크리트와 일체로 견고하게 결합된 서브프레임(20)(40)과 서브프레임(20)(40)의 상부헤드(24)(44) 및 하부헤드(26)(46)에 의해 더욱 증대된다.
이와 더불어 본 발명에 따른 기둥-슬래브 접합부의 수직걸림형 전단보강체(100)는 슬래브(2)에 대한 수직방향의 압축력에 대한 저항력도 상하단의 상부헤드(24)(44) 및 하부헤드(26)(46)에 의해 보강될 수 있도록 하고 있다.
상기와 같이 본 발명에 따른 기둥-슬래브 접합부의 수직걸림형 전단보강체(100)는 상하부가 측방향으로 돌출된 형태로 이루어지고, 상하부를 연결하는 연결부가 수직으로 형성된 형상의 제1 서브프레임(20)과 제2 서브프레임(40) 및, 이와 같은 제1 서브프레임(20)과 제2 서브프레임(40)을 결합시키기 위한 연결편(60)으로 이루어진다.
제1 서브프레임(20)은 제1 전단보강용 바(22)와, 제1 상부헤드(24) 및 제1 하부헤드(26)로 이루어지고, 제2 서브프레임(40)은 제2 전단보강용 바(42)와, 제2 상부헤드(44) 및 제2 하부헤드(46)로 이루어진다.
여기서, 제1 전단보강용 바(22)와 제2 전단보강용 바(42)는 슬래브철근(3)에 대하여 수직으로 배치되도록 정해진 길이로 형성되는 것으로, 제1 서브프레임(20)의 제1 전단보강용 바(22)와 제2 서브프레임(40)의 제2 전단보강용 바(42)는 서로 동일한 형태와 동일한 크기로 형성되는 것이 바람직한데, 이는 본 발명에 따른 기둥-슬래브 접합부의 수직걸림형 전단보강체(100)의 구조적 안정성을 위한 것이다.
그리고, 제1 상부헤드(24)와 제2 상부헤드(44)는 전단보강용 바(22)(42)의 상단에 수평되게 위치되고 전단보강용 바(22)(42)보다 넓거나 전단보강용 바(22)(42)와 동일한 수평 단면적을 갖는 것으로, 사각단면을 비롯한 다각형 단면 형상의 평판, 원형 단면 형상의 평판, 상단부가 절단된 각뿔이나 원뿔형상 등 다양한 형태를 가질 수 있으며, 이와 같은 제1 서브프레임(20)의 제1 상부헤드(24)와 제2 서브프레임(40)의 제2 상부헤드(44)는 서로 동일한 형태와 동일한 크기로 형성되는 것이 본 발명에 따른 전단보강체(100)의 구조적 안정성을 부여하는데 바람직하다.
또한, 제1 하부헤드(26)와 제2 하부헤드(46)는 제1 전단보강용 바(22)의 하단에 수평되게 위치되고 전단보강용 바(22)(42)보다 넓거나 전단보강용 바(22)(42)와 동일한 수평 단면적을 갖는 것으로, 사각단면을 비롯한 다각형 단면 형상의 평판, 원형 단면 형상의 평판, 상단부가 절단된 각뿔이나 원뿔형상 등 다양한 형태를 가질 수 있으며, 이와 같은 제1 서브프레임(20)의 제1 하부헤드(26)와 제2 서브프레임(40)의 제2 하부헤드(46)는 서로 동일한 형태와 동일한 크기로 형성되는 것이 본 발명에 따른 전단보강체(100)의 구조적 안정성을 부여하는데 바람직하다.
더불어 제1 상부헤드(24)와 제1 하부헤드(26), 제2 상부헤드(44)와 제2 하부헤드(46)도 각각 서로 동일한 형태와 동일한 크기로 형성되는 것이 본 발명에 따른 전단보강체(100)의 구조적 안정성을 부여하는데 바람직하다.
상기와 같이 이루어지는 본 발명에 따른 제1 서브프레임(20)과 제2 서브프레임(40)은 서로 이격되게 위치되어 제1 서브프레임(20)의 제1 전단보강용 바(22)와 제2 서브프레임(40)의 제2 전단보강용 바(42) 사이에 상하방향으로 삽입공간(30)이 형성된다.
이와 같은 삽입공간(30)의 상측은 제1 서브프레임(20)과 제2 서브프레임(40)을 결합시키는 연결편(60)에 의해 폐쇄되고, 삽입공간(30)의 하측은 개방되어 있다. 이에 따라, 슬래브철근(3)이 삽입공간(30)의 하측을 통과하여 삽입공간(30)의 상측에서 연결편(60)에 걸리게 된다.
본 발명에 따른 연결편(60)은 서로 이격되어 위치된 제1 서브프레임(20)과 제2 서브프레임(40)을 결합시키기 위한 것으로, 이와 같은 연결편(60)은 양단이 제1 서브프레임(20)과 제2 서브프레임(40)에 고정된다.
한편, 본 발명은 도 4a 내지 4e에 도시된 바와 같이, 상기 제1 상부헤드(24)의 일측 끝단에서 제1 보강바(24a)가 하방향으로 수직연장되어 구성되고, 상기 제1 하부헤드(26)의 일측 끝단에서 제2 보강바(26a) 상방향으로 수직연장되어 구성되며, 상기 제2 상부헤드(44)의 일측 끝단에서 제3 보강바(44a)가 하방향으로 수직연장되어 구성되고, 상기 제2 하부헤드(46)의 일측 끝단에서 제4 보강바(46a) 상방향으로 수직연장되어 구성된다.
따라서, 상기 제1 보강바(24a), 제2 보강바(26a), 제3 보강바(44a) 및 제4 보강바(46a)에 의해, 타설되는 콘크리트와의 부착 표면적이 증가되어 그 부착력이 향상된다.
구체적으로는 통상 콘크리트와 강재(전단보강체 등)의 부착력의 크기는 아래와 같이 계산된다.
"콘크리트와 강재의 부착력의 크기 = 단위 면적당 부착력 × 콘크리트와 강재가 접하는 표면적"
따라서, 콘크리트의 강도가 동일할 경우 "단위 면적당 부착력"이 동일하게 되므로, 결국, "콘크리트와 강재가 접하는 표면적"에 의해 부착력이 결정되는데, 본 발명은 상기 제1 보강바(24a), 제2 보강바(26a), 제3 보강바(44a) 및 제4 보강바(46a)에에 의해 콘크리트와 접하는 표면적이 늘어나고 이로 인해 부착력이 증가하게 되는 것이다.
아울러, 본 발명은 도 4a 내지 4e에 도시된 바와 같이, 체결수단(70)이 상기 제1 전단보강용 바(22)와 제2 전단보강용 바(42)를 관통하여 삽입됨으로써, 상기 제1 전단보강용 바(22)와 제2 전단보강용 바(42)를 서로 연결, 고정시킨다.
즉, 상기 수직걸림형 전단보강체의 시공 시, 상기 제1 서브프레임(20)의 제1 전단보강용 바(22)와 제2 서브프레임(40)의 제2 전단보강용 바(42)의 흔들림을 방지하고 이로 인해 시공 편의성을 향상시킬 수 있게 된다.
한편, 상기 체결수단(70)은, 상기 제1 서브프레임(20)의 제1 전단보강용 바(22)와 제2 서브프레임(40)의 제2 전단보강용 바(42)을 서로 연결, 고정시킬 수 있는 다양한 부재를 적용할 수 있으나, 본 발명에서는 시공 용이성 등을 고려하여, 확장형 클립 또는 나사결합되는 통상의 체결바를 적용하였다.
상기 나사결합되는 통상의 체결바는 도 4a 내지 4e에 도시된 바와 같이, 체결바(73)가 상기 제1 전단보강용 바(22)와 제2 전단보강용 바(42)를 관통하여 삽입된 상태에서, 상기 체결바(73)의 끝단에 너트부(74)가 나사결합됨으로써, 상기 제1 서브프레임(20)의 제1 전단보강용 바(22)와 제2 서브프레임(40)의 제2 전단보강용 바(42)을 서로 연결, 고정시킨다.
한편, 상기 확장형 클립은, 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 바(71)와 제2 바(72)가 소정의 간격을 두고 위치한 상태에서 끝단이 상호 연결되어 상기 간격만큼 탄성적으로 직경이 확장 또는 축소되는 부재로써, 그 직경이 축소된 상태에서 상기 제1 전단보강용 바(22)와 제2 전단보강용 바(42)를 관통하여 삽입되고, 상기 제1 전단보강용 바(22)와 제2 전단보강용 바(42)를 관통하여 삽입된 후에는 그 직경이 확장되어, 상기 제1 서브프레임(20)의 제1 전단보강용 바(22)와 제2 서브프레임(40)의 제2 전단보강용 바(42)을 서로 연결, 고정시킨다.
또한, 이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서의 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
1 : 기둥 2 : 슬래브
3 : 슬래브철근 20 : 제1 서브프레임
22 : 제1 전단보강용 바 24 : 제1 상부헤드
24a : 제1 보강바 26 : 제1 하부헤드
26a : 제2 보강바 30 : 삽입공간
40 : 제2 서브프레임 42 : 제2 전단보강용 바
44 : 제2 상부헤드 44a : 제3 보강바
46 : 제2 하부헤드 46a : 제4 보강바
60 : 연결편 70 : 체결수단
71 : 제1 바 72 : 제2 바
73 : 체결바 74 : 너트부
100 : 수직걸림형 전단보강체

Claims (4)

  1. 슬래브철근(3)에 대하여 수직으로 배치되도록 정해진 길이로 형성되는 제1 전단보강용 바(bar)(22)와, 상기 제1 전단보강용 바(22)의 상단에 수평되게 위치되고 상기 제1 전단보강용 바(22)보다 넓거나 또는 상기 제1 전단보강용 바(22)와 동일한 수평 단면적을 갖는 제1 상부헤드(24) 및, 상기 제1 전단보강용 바(22)의 하단에 수평되게 위치되고 상기 제1 전단보강용 바(22)보다 넓거나 또는 상기 제1 전단보강용 바(22)와 동일한 수평 단면적을 갖는 제1 하부헤드(26)로 이루어진 제1 서브프레임(20);
    상기 슬래브철근(3)에 대하여 수직으로 배치되도록 정해진 길이로 형성되는 제2 전단보강용 바(bar)(42)와, 상기 제2 전단보강용 바(42)의 상단에 수평되게 위치되고 상기 제2 전단보강용 바(42)보다 넓거나 또는 상기 제2 전단보강용 바(42)와 동일한 수평 단면적을 갖는 제2 상부헤드(44) 및, 상기 제2 전단보강용 바(42)의 하단에 수평되게 위치되고 상기 제2 전단보강용 바(42)보다 넓거나 또는 상기 제2 전단보강용 바(42)와 동일한 수평 단면적을 갖는 제2 하부헤드(46)로 이루어지고, 상기 제1 서브프레임(20)에서 이격되게 위치되어 상기 제1 서브프레임(20)과의 사이에 삽입공간(30)이 형성되도록 하는 제2 서브프레임(40); 및
    서로 이격된 상기 제1 서브프레임(20)과 제2 서브프레임(40) 양측에 양단부가 고정되어 상기 제1 서브프레임(20)과 제2 서브프레임(40)을 결합시키고, 상기 제1 서브프레임(20)과 제2 서브프레임(40) 사이 삽입공간(30)을 가로질러 상기 삽입공간(30)의 상단이 폐쇄되도록 하는 연결편(60);을 포함하여,
    철근 콘크리트 구조물을 이루는 기둥(1)과 슬래브(2)가 서로 접합되는 부위에서 수평으로 배근되는 상기 슬래브철근(3)을 시공한 후, 상기 슬래브철근(3)의 상측에서 수직으로 하강시켜 상기 연결편(60)이 상기 슬래브철근(3)에 걸리어 고정되도록 설치함으로써, 기둥(1)과 슬래브(2) 접합부의 전단파괴에 대한 저항력을 증대시키는 기둥-슬래브 접합부의 수직걸림형 전단보강체에 있어서,
    상기 제1 상부헤드(24)의 일측 끝단에서 하방향으로 수직연장되어 구성되는 제1 보강바(24a);
    상기 제1 하부헤드(26)의 일측 끝단에서 상방향으로 수직연장되는 제2 보강바(26a);
    상기 제2 상부헤드(44)의 일측 끝단에서 하방향으로 수직연장되는 제3 보강바(44a); 및
    상기 제2 하부헤드(46)의 일측 끝단에서 상방향으로 수직연장되는 제4 보강바(46a);를 포함하여 구성되고,
    상기 제1 전단보강용 바(22)와 제2 전단보강용 바(42)를 관통하여 삽입됨으로써, 상기 제1 전단보강용 바(22)와 제2 전단보강용 바(42)를 서로 연결, 고정시키는 체결수단(70)을 더 포함하여 구성되되,
    상기 체결수단(70)은,
    제1 바(71)와 제2 바(72)가 소정의 간격을 두고 위치한 상태에서 끝단이 상호 연결되어 상기 간격만큼 탄성적으로 직경이 확장 또는 축소됨으로써,
    그 직경이 축소된 상태에서 상기 제1 전단보강용 바(22)와 제2 전단보강용 바(42)를 관통하여 삽입되고, 상기 제1 전단보강용 바(22)와 제2 전단보강용 바(42)를 관통하여 삽입된 후에는 그 직경이 확장되어 고정되는 확장형 클립인 것을 특징으로 하는 기둥-슬래브 접합부의 수직걸림형 전단보강체
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 체결수단(70)은,
    상기 제1 전단보강용 바(22)와 제2 전단보강용 바(42)를 관통하여 삽입되는 체결바(73); 및
    상기 체결바(73)의 끝단에서 나사결합하는 너트부(74);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 기둥-슬래브 접합부의 수직걸림형 전단보강체
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