KR101228634B1 - 공장용접 철근보에 부착하는 박강판거푸집 - Google Patents

Abstract

철근콘크리트 공사에서 보의 거푸집은 철근과 유동성 콘크리트를 담을 그릇이며 최장 28일간 한시적으로만 사용하는 가설재 이므로 사용 자재를 여러 차례 재활용하는 장점이 있다. 반면 거푸집 목공이 허공에서 매번 1회성으로 보 거푸집을 제작했다가 콘크리트가 양생된 후 이를 해체하는 수고를 해야 한다. 거푸집에는 철근배근과 콘크리트를 부어 넣는 동안 상하좌우로 이동하지 않도록 가설지주와 횡가새를 추가해야 한다.

상기 거푸집은 스스로 콘크리트의 무게와 측압(비중이 2.5t/m³)에 견뎌야 하므로 콘크리트에 직접 면하는 거푸집판을 대폭 보강한다. 또한 거푸집판의 보강 이유는 콘크리트양생 후 탈형하는 과정에서 변형되거나 손상을 입으면 재활용할 수 없기 때문이다. 그러나 최근 개발하여 특허출원 한 철근보는 그 자체만으로도 충분한 강성이 있어서 철근보가 거푸집판의 보강재 역할을 하도록 주객(主客)을 바꾸는 것이 가능하다. 이렇게 하면 단 1회성 거푸집판은 0.6∼1.0mm 두께의 박강판으로 제작하여 사용해도 되며, 제작비용 부담이 적어서 해체하지 않고 그대로 영구히 방치해도 되는 장점이 있다.

박강판거푸집은 철근트러스와 상호 보완 작용을 하면 휨 내력과 전단 및 비틀림 내력이 향상되므로 공사 중 가설지주의 수량을 대폭 감소시킬 수 있다. 공사 완공 후에도 화재로 박강판거푸집의 내력이 상실되는 경우를 제외하고는 상시 추가 내력을 제공하는 부가 이익도 있다. 또한 단위거푸집판은 동일 폭의 코일을 단일 성형롤로 제작해서 어떤 규격의 보에도 공용할 수 있도록 보 길이의 직각방향으로 설치하여 사용성 및 시공성을 높인다.

국내 제철소에서 제작하는 박강판의 코일 폭은 1,219mm가 일반적인 사이즈이므로 보강리브와 좌우 이음고리를 감안하면, 단위 폭은 1,000∼1,200mm 내외가 적정한 폭이 된다. 단위거푸집판은 보 하부 폭과 좌우 측면 높이를 합한 길이에 맞춰서 절단한 후 보의 길이에 따라 필요한 매수를 이음고리로 연결하고, 보강리브에 수평보강근과 좌우 상단 ㄱ형강을 용접하고 보 형상대로 절곡한다. ㄱ형강을 용접하는 면의 리브는 유압으로 눌러 평활하게 할 수도 있다. 좌우 ㄱ형강 단부에는 기둥띠강판과 맞대어서 볼트로 접합하기 위한 가로강판을 용접하면 박강판거푸집이 완성된다. 타워크레인으로 달아 올린 철근보 및 박강판거푸집은 가로강판에 뚫은 볼트구멍을 활용하여 기둥띠강판에 볼트접합하면 타워크레인이 철수해도 보 주근과 토막철근의 커플러 이음 작업이 가능하다. 이때 보 하부에 가설지주를 세우면 더 안전하다.

Description

공장용접 철근보에 부착하는 박강판거푸집{Thin Plate Concrete Form Fixed to the Shop Welded Rebar Beam}

철근콘크리트는 거푸집, 철근 및 콘크리트로 구성되며, 그 중에서 공사비 비중이 가장 크고 중요한 요소는 사용 기간이 최장 28일에 불과한 거푸집이다. 또한 거푸집은 제작 및 탈형 기간이 길고 공사 현장이 비좁을 때는 시공하기가 어려우므로 이를 공장에서 철근보에 부착한 채로 현장반입, 조립하는 것이 바람직하지만 지금까지 그 같은 시도에 성공한 예는 없다. 그 이유는 양생 전 유동 상태인 콘크리트의 비중이 2.5t/m³로 커서 이를 담아줄 거푸집판의 보강재가 많이 필요하기 때문이다. 다만 10여 년 전부터 슬래브는 철근트러스 하부에 두께 0.5mm의 성형강판을 부착하여 영구거푸집으로 사용하고 있을 뿐이다.

이와 같이 박강판에 보강리브를 조성하여 콘크리트 거푸집으로 활용하는 기술은 슬래브에 사용되는 트러스데크와 데크플레이트이다. 이러한 거푸집 활용 데크플레이트는 보강리브의 성형방향이 바닥판의 스팬 방향이다. 그러므로 바닥판이 스팬의 직각방향으로 연속되어 600mm 내외 단위 폭의 트러스데크나 데크플레이트를 반복해서 사용할 수 있다. 한편 4.5mm∼10.0mm 두께의 강판으로 생산하는 다양한 합성보(TSC 합성보 등)는 상기 데크플레이트나 트러스데크와 달리 스팬방향으로 성형하고 있는데 이는 그 자체가 내력보 역할을 하여야 하고, 거푸집처럼 다른 부재로 보강할 수 없기 때문이다.

바닥판은 폭이 넓은 평판이므로 600mm, 또는 750mm의 트러스데크를 여러 장으로 이어서 설치하다가 단부에서 단위 폭과 맞지 않으면 잘라 맞추는 방법을 사용해도 된다. 그러나 보는 폭과 높이가 다양하여 코일의 폭과 성형롤의 규격을 한 가지로 통일하여 보의 길이 방향으로 거푸집판을 제작하면 다양한 규격의 보마다 폭 및 높이를 보정하는 방법을 적용하여야 하므로 적용이 불가능하다.

위와 같이 보 길이방향으로 성형한 박강판을 거푸집으로 활용하는 방안이 과거 몇 차례 있었으나 실용화 되지 못했다. 실용화시 검토돼야 하는 몇 가지 문제는 다양한 보 규격에 맞춰 코일을 주문해야 하고, 롤 사이즈도 규격별로 준비했다가 수시로 갈아 끼워야 하기 때문이다. 그러므로 생산성을 높이면서 다양한 규격의 보에 부담 없이 적용할 수 있는 방안을 모색해야 한다. 또한 철근보를 철근기둥에 접합하는 동안 타워크레인이 대기하지 않도록 접합상세 및 시공성 개선방안 등을 찾아야 한다.

보 거푸집판을 보의 길이방향으로 성형 제작하는 대신 직각방향으로 성형한 후 나란히 이어서 보의 다양한 형상에 맞춰서 절곡하는 방법을 사용한다. 이렇게 하면 보 규격이 어떻든 상관없이 단 한 가지의 성형기계로 거푸집판을 제작할 수 있는 장점이 있다. 다만 보 형태에 따라 다양한 크기의 ㄷ형으로 보 거푸집을 절곡하는 작업이 필수적이다.

단위거푸집판(11)을 좌우로 이어서 절곡할 때 이음부에서 분리되는 것을 방지하기 위해 사전에 수평보강근(15)을 단위거푸집판의 보강리브(12)에 용접한다. 철근보를 기둥에 부착할 때 사용하는 타워크레인의 사용시간을 최소화하기 위하여 철근보에 부착한 거푸집 좌우 상단에 ㄱ형강(14)을 용접하고 ㄱ형강 단부에는 볼트구멍(25)을 뚫은 가로강판(16)을 용접해 둔다.

철구공장에서 보의 거푸집을 철근보에 부착한 채로 현장 반입하여 기둥과 접합한 후 콘크리트를 부어 넣으면 공사기간 단축과 공사비절감 효과를 기대할 수 있다.

도 1과 도 2와 같이 박강판거푸집(1)은 두께 0.6∼1.0mm 내외의 박강판코일을 성형롤로 제작하고, 100∼200mm 간격으로 보강리브(12)와 좌우 단부의 이음고리(13)가 생성되도록 연속으로 성형한다. 또한 제작 후 ㄷ형으로 절곡할 박강판거푸집(1)의 좌우 및 하판의 길이에 맞도록 절단하고, 보 스팬만큼 이은 다음 수평보강근(15)과 ㄱ형강(플랜지가 내부로 향하게)을 보강리브에 용접한다. 이때 필요하면 사전에 ㄱ형강(14)을 용접할 거푸집 상단부위의 보강리브를 프레스로 눌러 납작하 게 만든다. 보강리브의 단면형태는 ㄱ형, T형, 3각형 등 어떤 것으로도 가능하며 이음고리도 암수가 맞물리도록 어떤 형태라도 무방하다. 또한 이음고리는 보강리브를 겸하도록 제작할 수도 있다.

ㄱ형강 단부에는 볼트구멍(25)을 뚫은 가로강판(16)을 수평으로 용접하여 별도 특허출원한 철근기둥(3)에 부착된 기둥띠강판과 볼트로 접합한다. 또한 별도 특허출원한 철근보(2)를 도 6과 같이 본 발명의 박강판거푸집(1)에 삽입하고, 스터럽(19) 하단부와 수평보강근(15), ㄱ형강 상부플랜지 끝단과 스터럽을 보강한다. 가로보강근(17)은 수평보강근과 스터럽에 용접하여 철근보와 박강판거푸집을 일체화한다. 박강판거푸집(1) 하부 필요한 위치에 가설지주를 세우고, 보 주근을 기둥에 정착한 후 좌우 ㄱ형강(14) 위에 트러스데크를 얹어서 고정 후 콘크리트를 부어 넣는 것은 일반 철근콘크리트 시공순서와 동일하다. 다만 다른 것은 상기 박강판거푸집을 제거하지 않고 영구히 존치시키는 것이다.

철근보에 박강판으로 제작한 거푸집을 사용함에 있어서 박강판거푸집을 부착하는 단계는 다음과 같다.

첫 번째 ; 철근콘크리트 보 폭과 양 측면의 보 춤에 맞춰 강판으로 단위거푸집판(11)을 제작하여 보 전체 길이가 되도록 한다. 단위거푸집판의 리브 폭은 100, 120, 150, 200mm 등 필요에 따라 선택할 수 있으나, 제작성과 폭 증가에 의한 판 두께 증가 등을 고려한다.

두 번째 ; 단위거푸집판은 여러 개의 단위 폭으로 구성되므로 각 단위 폭은 보강리브로 구분된다. 또한 단위거푸집판의 양 단부에는 이음고리(13)가 있으며, 이음고리를 이용하여 연속으로 박강판거푸집(1)을 형성한다. 이음고리 및 보강리브의 형상은 도 1과 같이 ㄱ형, T형, 3각형 등의 갈고리형 또는 꺽쇠형으로 제작한다. 또한 상기 박강판거푸집 내부에는 보 측면과 보 하단부에 수평보강근이 보강리브에 점용접 등으로 고정한다.

세 번째 ; 박강판거푸집 양쪽 보 측면 최상단에는 ㄱ형강이 보 내측으로 고정되도록 하고, ㄱ형강(14)의 한 쪽 플랜지는 박강판거푸집에 고정된다. 이때 박강판거푸집과 ㄱ형강이 만나는 부위는 용접으로 고정하며, 용접부위의 단위거푸집판은 프레스 등으로 평활하게 하여 용접이 용이하도록 할 수 있다. 또한 ㄱ형강의 나머지 한 쪽 플랜지는 수평으로 보 길이방향이 되도록 한다.

네 번째 ; ㄱ형강이 철근기둥(3)에 만나는 방향의 단부에는 가로강판(16)이 두 개의 ㄱ형강 단부에 고정되고, 가로강판에는 볼트구멍(25)을 갖도록 제작한다.

다섯 번째 ; 철근을 조립하여 제작한 철근보(2)를 상기 첫 번째 내지 네 번째 단계를 포함하여 제작한 박강판거푸집 내부에 삽입한다. 박강판거푸집과 철근보의 고정은 내부의 수평보강근(15)과 철근보의 스터럽(19) 또는 수평보강근(15)과 가로보강근(17)을 용접으로 고정한다. 아울러 박강판거푸집 하부에는 필요에 따라 가설지주를 설치하며, 설치간격은 구조계산 등을 통해 확인한다.

도 1은 박강판거푸집의 사시도,

도 2는 박강판거푸집의 단면도,

도 3은 박강판거푸집에 철근보를 삽입한 사시도,

도 4는 철근기둥의 사시도,

도 5는 철근기둥에 철근보를 삽입하여 일체화한 박강판거푸집을 조립한 사시도,

도 6은 철근보에 박강판거푸집 적용 단면도이다.

＜도면의 부호에 대한 간단한 설명＞

1 ; 박강판거푸집 2 ; 철근보

3 ; 철근기둥 11 ; 단위거푸집판

12 ; 보강리브 13 ; 이음고리

14 ; ㄱ형강 15 ; 수평보강근

16 ; 가로강판 17 ; 가로보강근

18 ; 용접 19 ; 스터럽

25 ; 볼트구멍 31 ; 기둥띠강판

Claims (3)

1. 박강판으로 제작한 다수개의 단위거푸집판(11)들을 상기 단위거푸집판의 양단부에 성형된 이음고리(13)를 이용하여 연속으로 이어 붙임으로써 공장용접 철근보 주변 좌, 우, 하부를 감싸도록 하는 박강판거푸집(1)으로서;

   (a) 상기 단위거푸집판은 철근콘크리트 보의 바닥슬래브 하부의 높이와 보폭과 일치하도록

   

   형으로 절곡됨으로써 좌우판 및 하판이 형성된 거푸집판이며;

   (b) 상기 단위거푸집판 내부에는 양 단부에 이음고리(13) 및 이들 사이에 평행하게 다수개의 보강리브(12)가 보 길이방향과 직각으로 돌출되어 있으며;

   (c) 상기 단위거푸집판들을 연속되게 이어 붙여 조성된 박강판거푸집의 좌우판과 하판 내부에는 돌출된 보강리브와 수평보강근(15)들이 서로 용접 방식으로 고정되어 있고 박강판거푸집의 좌판과 우판 최상단에는 각각 ㄱ형강(14)이 용접 방식으로 고정되어 있으며;

   (d) 상기 두 개의 ㄱ형강에서 박강판거푸집에 부착되지 않은 돌출된 부분, 즉 철근기둥(3)과 접합될 면에는 볼트구멍(25)이 뚫린 가로강판(16)이 수직방향으로 고정되어 있으며;

   (e) 상기 박강판거푸집 내부의 수평보강근(15)과 철근보의 스터럽(19) 또는 수평보강근에는 가로보강근(17)이 용접 고정된;

   상기 (a) 내지 (e)를 포함하는 것을 특징으로 하는 공장용접 철근보 외부에 부착하는 박강판거푸집.
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