KR101258842B1 - 공장조립 철근기둥과 철근보의 현장접합부 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 도 1과 같이 공장에서 철근을 용접하여 철근기둥(20)과 철근보(30)를 제작하고 철근보에는 박강판거푸집(40)까지 부착한 후 공사현장에 운반하여 철근보를 철근기둥에 커플러(26)로 현장조립하는 접합부에 관한 것이다. 현장에서 철근기둥에 철근보를 부착 조립하여 구성하는 철근프레임(10)은 바닥슬래브와 보 및 기둥 콘크리트를 부어넣는데 필요한 대부분의 내력이 확보되어 자립하므로 부족분만 철근보 하부에 가설지주(50)를 세워서 보강한다.
철근을 공장에서 선조립하면 철근이 필요한 위치에 정확하게 배치되어 구조물의 내력을 높일 수 있다. 선조립 철근기둥의 단면 형태는 4각형, 다각형 또는 원형단면이며, 기둥 외주면(外周面)에서 규정상의 피복두께를 확보한 안쪽에 철근이 배치되도록 기둥주근과 띠철근을 상호 용접하여 제작하며, 철근기둥 1개절의 길이는 3개 층 이내로 한다. 이미 특허출원한바 있는 선조립 철근기둥과 보 접합은 브라켓을 철근기둥 외면에서 보 길이의 1/6 내외로 하고, 이를 기초로 시험시공을 하였다. 그러나 패널존(기둥과 보의 접합부)마다 2∼4방향으로 브라켓의 내민보(Cantilever)가 돌출되어 운반비 증가가 우려된다. 공장선조립 철근프레임(10)은 단위중량이 작은데도 외형 크기가 강재 프레임보다 크므로 운반 기구에 실어 나를 수 있는 기둥개수가 제한된다.
철근기둥의 패널존 상하부에 용접한 띠강판의 외곽면에서 커플러로 이음 하는 보주근(31) 개수를 최소화 하고 보추가주근(32)은 커플러를 생략해야 공사비가 절감된다. 또한 철근보 하부에 설치할 가설지주(50)의 위치 및 개수와 규격은 구조계산을 통하여 선정하여야 한다. 도 1은 철근기둥 4면에 철근보가 접합된 접합부, 도 2 및 도 3은 각각 철근기둥의 3면, 2면에 철근보가 접합된 접합부이다.
기둥을 사이에 두고 평행하게 이어지는 두 개의 보에 연속성을 부여하기 위하여 보와 기둥의 현장 조립 과정에서 두 개의 보 단면을 가로지르는 보추가주근을 배근하게 되는데, 현장 조립을 용이하게 하기 위하여 다음과 같이 두 가지의 고안을 적용한다. 첫째로는 사전에 철근보 스터럽(34) 내부 적당한 위치(운반하는 과정에서 간섭을 받지 않는)에 결속선으로 묶은 채로 운반한 후, 공사현장에서 풀어서 정해진 위치에 이동하여 최종 조립한다. 철근보를 철근기둥의 한쪽에만 부착할 경우는 보 불연속단의 기둥 띠강판(23, 24)의 철근구멍(20)에 삽입하여 너트로 고정한다. 둘째로는 철근기둥 상하부 띠강판에 U형홈(25)을 가공하여 보추가주근이 정해진 위치를 벗어나지 않게 하는 동시에 결속선으로 묶기만 해도 정위치를 이탈하지 않도록 붙잡아 주는 기능을 겸하게 한다. 공장에서는 지그(Jig) 내에서 스터럽이나 띠철근을 철근보 및 철근기둥의 주근에 정밀하게 용접한다고 해도, 공사현장에서 커플러로 조립할 보주근(31)과 토막철근(33)의 간격과 중심축선이 도면과 일치할 수는 없으므로 제작오차를 흡수할 장치가 필요하다. 이에, 도 1에서 기둥이나 큰보(Girder)에 부착한 기둥 띠강판(23, 24)에 뚫는 철근구멍의 크기를 철근직경보다 5mm 정도 크게 뚫으면 그 여유분이 제작오차를 흡수 할 수 있다. 철근프레임(10) 철근보에 부착할 박강판거푸집(40)의 상세한 형상과 제작 방법은 별도로 특허출원한다.

Description

공장조립 철근기둥과 철근보의 현장접합부{On-site Joint of the Prefabricated Re-bar Column to Re-bar Girders}
철근콘크리트 프레임은 오래 전부터 전 세계적으로 가장 많이 사용하는 구조방식이다. 그러나 철근콘크리트 구조의 가장 큰 단점은 철근과 콘크리트가 서로 얽혀서 충분히 양생되기 전까지의 약 1개월간은 거푸집과 가설지주가 그들의 자중을 버텨 보호해 줘야만 제구실을 할 수 있다는 점이다.
상기 단점을 극복하기 위하여 콘크리트 타설 전에도 자중 및 공사하중을 버틸 수 있는 방법들이 여러 가지로 연구되고 있다. 철골보, TSC 합성보 등 8m 이상 장스팬과 접합되는 공장선조립 철근기둥공법은 이미 특허출원하여 공사 현장에 적극 활용하고 있다.
한편 기둥간격 8m 이내의 구조물은 여전히 종래의 철근콘크리트 구조로 가장 많이 설계하고 있으나 사실은 이러한 단스팬 건물에도 기둥과 보를 각각 공장제작하여 현장에서는 조립만 하는 철근프레임 공법이 공사비면에서 뒤지지 않는다. 특히 시스템 서포트를 사용해야 하거나 현장이 협소하여 가설자재의 적재 및 보관이 불편한 경우, 공사기간 단축이 필요한 경우에는 철근프레임 공법의 상대적 우위가 더 커진다. 그럼에도 불구하고 지금까지 이와 유사한 기술이 상용화 되지 않은 이유는 강구조와 철근콘크리트 구조 분야가 서로 완전히 분리되어 있기 때문이다. 철근가공조립업체는 철근의 용접을 금지하는 표준시방서 조항의 개정을 추진할만한 의지가 없고, 강구조업계에서는 표면이 울퉁불퉁하게 거친 이형철근을 강구조 프레임용 자재(소재)로 사용하는 것을 불편해 하기 때문이다. 이런 장벽을 뛰어넘는 것이 본 발명을 상용화 하는데 있어서 해결하여야 하는 선결과제다. 지금까지 국내외에서 가끔 시도했던 결속선 조립 철근기둥과 철근보는 시공 정밀도의 확보에 어려움이 있고 강성이 약하여 콘크리트 양생 전에는 자립할 수 없으므로 철근프레임으로 현장 조립하는 데 어려움이 있었다.
상기한 이유로 지금까지 실제 공사에서 철근기둥 주근과 띠철근의 용접을 시도한 예는 원심력 콘크리트 말뚝에서 강선을 나선형으로 구부리면서 고강도강선에 자동 용접하는 것과 최근 토목공사에서 지중에 매입하는 대형 철근콘크리트 현장말뚝 원형단면의 대구경 철근농(籠)을 용접 제작하는 것 이외에는 찾아보기 어렵다.
철근콘크리트 구조는 압축내력은 강하지만 인장내력이 약한 콘크리트의 인장부위에 철근을 집중 배근하여 합성 내력을 발휘하도록 하는 합리적인 구조이다. 그러나 양생도중 콘크리트는 유동상태여서 스스로 자중을 지탱할 능력도 없으며, 거푸집에 담겨 있어야 형태를 유지하고 철근도 콘크리트가 양생된 후에야 합성내력을 발휘하는 문제점을 안고 있다. 즉 가느다란 철근과 유동성 반죽상태인 콘크리트가 반듯하게 제작한 거푸집과 가설지주에 의지하여 짧게는 며칠, 규정상으로는 상온에서 28일간을 기다려야 비로소 필요한 내력이 발현된다. 또한 골조공사가 끝나면 제거할 가설재를 제작 조립하고 해체하는 거푸집 목공의 수고비가 철근콘크리트 골조공사비의 1/3(인건비로만 비교하면 거푸집 ; 6, 철근 ; 3, 콘크리트 ; 1)이상을 차지한다. 거푸집목공의 기술력과 성실도는 철근콘크리트 구조물의 품질에 가장 큰 영향을 주는 요소임에도 불구하고 거푸집 목공은 힘들고 보수는 적은 직업으로 치부되어 그 숫자가 계속 줄어들고 있다.
일반 철근콘크리트 골조공사는 철근을 한 가닥씩 제자리에 운반하여 결속선(몇 가닥의 ＃22 철선)으로 묶어 조립하는 것이어서 철근의 단위 중량이 큰 굵은 철근을 사용하는 것을 꺼린다. 예를 들면 지름이 41mm인 철근은 길이 10m의 무게가 105kg이므로 이를 공사현장에서 인력으로 운반하고 제자리에 설치하는 등의 작업에 어려움이 있다. 또한 겹침이음은 이음 길이(예 : D32 콘크리트강도 24MPa일 때 2,550mm)만큼 자재비가 증가하므로 22mm 이상 철근은 가스압접이나 커플러이음이 더 경제적이다. 이때문에 굵은 철근은 사용량이 적고, 희소성 때문에 단위중량당 가격이 가느다란 철근보다 더 비싸다. 따라서 굵은 철근을 사용하는 초기에는 재료비에서 추가부담을 감수하여야 한다.
콘크리트 단면에서 철근 상호간의 간격은 그 사이로 콘크리트 골재가 통과해야 하며 철근의 부착내력을 확보하기 위하여 최소한의 간격(철근직경의 2.5배 또는 25mm 중 큰 값)을 유지하여야 한다. 따라서 철근의 겹침이음 때문에 부재 단면 폭의 크기를 증가시키는 경우가 많다(단면 크기가 커지면 자중도 커지고 건물의 사용성도 저감된다). 이를 해소하는 수단으로 PC 부재를 공사현장에 운반하여 조립하는 기술이 일부 사용하고 있다. 그러나 PC 부재는 단위 중량이 커서 타워크레인으로 양중 할 수 없는 경우가 발생하며, 부재간 이음부 처리도 까다롭고 운반 조립시 어느 일부분이라도 파손되면 재제작 해야 한다. 또한 동일 규격의 부재를 반복 사용 하도록 설계한 대규모 건물로서 PC 공장에서 강판으로 제작한 거푸집을 재활용할 수 있는 횟수가 많아야 경제성이 있다. 따라서 아직은 대규모의 아파트 지하주차장 등 특정한 공사에만 선별적으로 사용하고 있다.
철근콘크리트 구조는 거푸집과 철근공의 기능과 실력에 따라 품질이 좌우되기도 하지만 아무리 정밀 조립한다고 해도 가느다란 결속선으로 철근을 묶는 것이므로 각 분야의 작업원들이 철근을 밟고 다닐 때나 콘크리트를 부어넣는 과정에서 철근이 소정의 위치를 이탈하거나 구부러지는 경향이 있다. 이는 결과적으로 구조내력이 줄어드는 부실공시공의 근본원인이 된다.
철근콘크리트를 시공하는 공사현장에서 양생되기 전까지의 유동성 콘크리트의 비중은 2.5t/m3 이상이고, 철근은 7.85t/m3로 무겁지만 결속선으로 조립한 철근프레임만으로 큰 하중은 물론 자중조차 지탱할 수 없다. 그러므로 거푸집과 가설지주가 콘크리트와 철근 자중은 물론 콘크리트를 부어넣는 동안의 작업하중까지 안전하게 지탱하여야 한다. 또한 콘크리트를 부어넣을 때 콘크리트 펌프에서 토출하는 유동성 콘크리트가 최종레벨보다 높게 쌓이게 되므로 거푸집과 가설지주가 더 큰 순간하중에도 안전하게 견디고 큰 변형도 없어야 한다.
제1과제는 공장에서 제작한 선조립 철근기둥 및 철근보는 주근들의 중심축과 길이가 정확하지 않아도 공사현장에서 커플러로 손쉽게 조립할 수 있는 상세처리가 필수적이다. 제2과제는 철근콘크리트 구조의 축조방식에서 가장 어려운 공정이 거푸집공사이므로 이를 간소화 하고 탈형하지 않아도 되는 저렴한 가격의 영구 박강판거푸집을 마련하는 것이다. 마지막으로 제3과제는 공장조립 철근프레임은 용접용철근을 사용하는 것이 바람직하나, 아직은 국내 용접용철근을 생산할 수 있는 업체와 생산량이 제한되어 사전에 특별 주문을 해도 수급이 원활하지 않은 문제를 해결하여야 한다.
철근콘크리트 구조이면서도 철구공장에서 철근기둥의 기둥주근(21) 또는 철근보의 보주근(31)에 띠철근 또는 스터럽, 사재를 용접하여 철근기둥과 철근보를 제작하고 보에는 박강판으로 제작한 영구거푸집까지 부착하여 현장에 반입한 후 철근기둥과 조립한다. 이렇게 하면 상기 철근기둥(20)과 철근보(30)가 마치 H형강과 같은 강성이 확보되어 자립은 물론 콘크리트를 부어넣는 동안 고정하중의 대부분을 능히 지탱할 수 있게 된다. 그러므로 단순노동자라도 기둥 거푸집과 가설지주를 공사현장에서 조립, 해체할 수 있으며 일반 철근콘크리트 구조에 비해 공사기간 및 공사비 절감이 가능하고 공사품질도 대폭 향상된다.
성능시험(도 7)을 통해 철근도 형강 또는 강판과 마찬가지로 용접할 수 있음을 확인하였다. 탄소당량에 따라 예열 및 후열의 열처리를 통해 용접이 가능하다는 것을 시험결과를 통해 확인하였다. 그러나 예열 또는 후열을 하지 않는다고 해도 강도확보에는 문제가 없고, 연신율만 저하되므로 내진설계를 위한 특별모멘트골조 또는 중간모멘트골조는 연성확보를 위해 패널존 부위의 예열 또는 후열로 철근용접 이 가능하다고 판단된다. 용접용철근과 일반용철근에 대해 용접 후 철근인장시험을 실시한 결과, 강도는 큰 차이가 없다. 그러므로 현재 이원화되어 생산되고 있는 용접용철근과 일반용철근에 대해 가능하면 모든 철근이 용접용철근으로 생산되도록 일원화하여 한국산업규격(KS)에 등재하는 것도 효과적일 것으로 생각된다.
철근기둥과 철근보 제작은 일반 철구조물과 동등한 정밀도를 요구하는 것은 무리이므로 현장 이음시 제작오차를 흡수하는 조치가 필요하다. 기둥 상하부 띠강판(23, 24)에 철근구멍 크기를 여유 있게(5mm정도 크게) 뚫어 띠강판 내부의 토막철근(33)이 중심축에서 상하좌우로 자유로운 미세이동이 가능하게 한다.
본 공법을 적용 하면 철근프레임(10)은 일반 철근콘크리트 기둥 및 보에 비하여 단면을 줄일 수 있으며, 철골구조와 철근콘크리트 구조의 중간 정도 공법이 된다. 공사비는 철근콘크리트 구조와 비슷하고, 양산체제에 들어가서 익숙해지면 더 싸질 수 있다. 공사기간은 철골조와 비슷하다.
본 공법의 가장 큰 장점은 시공의 질적 향상이다. 공장에서 철근을 정확한 규격으로 절단가공하고, 용접하여 조립하므로 철근이 시공 중 소정의 위치를 이탈할 염려가 없다. 또한 현장 거푸집 제작시 정성을 들여야 하는 업무가 거의 불필요하다. 즉 거푸집제작 주도형의 철근콘크리트 구조를 철근공사 주도형의 구조로 변화시켜 공사의 효율이 높아진다. 또한 추가로 얻는 이익은 철근콘크리트 구조 특히 보에 균열이 발생하여 보수하는 사례가 많으나, 보 표면에 박강판의 거푸집을 적용 하면 중성화가 지연되고 균열발생이 방지되며 내부적으로 균열이 발생해도 보수가 불필요하다.
본 발명은 철근콘크리트 골조를 위해 공장에서 선조립된 철근기둥(20)과 철근보(30)로 구성되는 철근프레임(10)을 공사 현장에 운반된 후 상기 철근기둥(20)과 철근보(30)를 조립하는 공장조립 철근기둥(20)과 철근보(30)의 현장 접합부에 관한 것으로, 상기 공장제작 철근기둥(20)은 복수의 기둥주근(21) 및 상기 복수의 기둥주근(21) 주변에 용접 결합되는 띠철근(22)으로 구성되고, 상기 철근보(30)가 접합될 기둥의 패널존에는 철근보(30)의 보주근(31)인 상부 주근과 하부 주근의 위치에 대응되는 높이에 상부띠강판(23) 및 하부띠강판(24)이 4면으로 각각 상기 기둥주근(21)에 용접 결합되되, 상기 상부띠강판(23) 및 하부띠강판(24)은 철근보(30)의 상부 주근 및 하부 주근의 위치에 대응되는 위치에 각각 철근구멍이 형성되고, 상기 철근구멍에는 양단부에 나사산이 형성되어 상기 나사산이 상부띠강판(23) 및 하부띠강판(24)의 외부로 돌출되도록 철근기둥(20) 내부를 관통하는 토막철근(33)이 삽입되며, 상기 토막철근(33)의 일단부 또는 양단부에는 철근보(30)의 보주근(31)과의 결합을 위한 커플러(26)가 상기 상부띠강판(23) 및 하부띠강판(24)의 외면에 접하도록 현장 결합되는 것을 특징으로 하는 공장조립 철근기둥과 철근보의 현장접합부에 대한 것이다.
이때, 본 발명은 상기 상부띠강판(23) 및 하부띠강판(24)의 내측 철근구멍 상부에는 운반중 토막철근(33)이 이탈하는 것을 방지하기 위한 스토퍼(37)가 용접 결합되고, 상기 상부띠강판(23) 및 하부띠강판(24)의 상측에는 보추가주근(32)을 삽입하기 위한 U형홈(25)이 각각 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 도 1과 같이 공장에서 기둥주근(21)과 띠철근(22) 및 보주근(31)과 스터럽(34), 사재(35)를 결속선 대신 용접하여 제작한 철근기둥과 철근보를 공사 현장에서 조립하는 접합부에 관한 것이다. 또한 철근기둥과 철근보의 현장 접합에는 커플러를 활용하고, 보는 박강판거푸집(40)을 부착하여 강성을 대폭 향상시켰다. 기둥 패널존의 내부 상하단에는 사전에 토막철근을 기둥단면 내부에 배치하는데 보주근(31)과 토막철근의 이음은 보주근 단부와 토막철근(33)에 마련한 나사산에 커플러를 돌려 끼우는 방식을 사용한다. 기둥주근은 고강도(400MPa 이상) 용접용철근을 사용하고, 철근기둥 구석 가까운 위치의 철근은 가능한 한 가장 굵은 것을 사용한다. 나머지 철근도 가급적 구석 가까운 위치에 배열하여 X, Y 방향 휨모멘트에 대응하는 구조적 효율을 높인다. 기둥주근과 띠철근 및 기둥 상하부 띠강판(23, 24)은 공장제작 한다.
보주근(31)은 기본적으로 상하 각각 2개씩 철근보의 구석에 배열한다. 보추가주근(32)은 구조계산으로 필요한 수량에 대해 가급적 굵은 철근을 사용하고, 철근개수의 최소화로 이음에 필요한 커플러의 비용부담이 줄어든다. 굵은 철근을 사용하여 철근 개수를 줄이면, 공장에서 제작할 때 보주근과 스터럽(34) 및 사재(35)를 용접하는 개소가 줄어들어 제작비가 절감된다. 또한 철근기둥(20)과 철근보(30) 주근의 단면2차반경(i)이 커지는 만큼 띠철근이나 스터럽 및 사재로 구속되는 주근의 좌굴장(Lk )이 길어져서 시공과정에서 구조안정성이 증가한다. 철근기둥에 철근보가 부착되는 면의 상부 띠강판은 도 1∼도 3과 같이 박강판거푸집을 철근기둥에 부착하기 위하여 하단부의 폭을 연장하여 볼트구멍을 뚫어둔다(상세한 내용은 별도 특허출원할 예정이다).
본 공법으로 철근기둥과 철근보를 조립 후 보는 박강판거푸집을 공장제작하여 설치한다. 그리고 기둥 거푸집은 재래식으로 공사현장에서 부착하면, 그 자체만으로 바닥슬래브와 보 및 기둥 콘크리트를 부어넣는데 소요되는 시공중 내력이 확보된다. 보 분담폭이 크거나 고정하중 등이 일반 건축물 보다 상당히 증가하는 경우, 구조계산으로 내력을 검토한다. 만일 시공하중을 전부 지탱할 내력이 부족하면, 도 4와 같이 보 하부에 가설지주를 세워서 보강하고 가설지주의 설치위치 및 개수와 규격도 사전 선정한다. 그러므로 공장조립 철근기둥과 철근보, 박강판거푸집(40)을 적용하면 거푸집 공사가 대폭 줄어들고, 철근이 필요한 위치에 정확하게 배치되므로 시공정밀도 확보와 구조물 내력이 보장되는 장점이 있다. 공장조립 철근기둥 1개절의 길이는 강구조와 같이 대체로 3개 층 이내로 한다(주문생산을 해도 철근의 길이는 12m 이내이므로 그 범위 내에서 정함).
콘크리트를 부어넣기 이전 상태의 철근프레임(10)은 설계하중 전부를 지탱하지 못하므로 공사현장에서 보추가주근을 배근하여야 한다. 도 1, 도 2와 같이 기둥의 동서 또는 남북방향에 보가 연속되어 있을 경우, 보추가주근(32)은 공사현장에서 철근기둥(20)을 관통시켜 배근하고 결속선으로 고정한다. 그러나 도 2, 도 3과 같이 철근보(30)가 철근기둥 한 쪽에만 있는 경우, 보추가주근은 양 단부의 보주근과 동일한 방법으로 띠강판에 토막철근(33)을 끼워서 커플러로 조립한다. 보주근은 가로 세로방향 직교하여 기둥내부에서 중첩되므로, 기둥내부의 보주근이 상단에 오는 경우 보주근에 고정되는 띠강판도 보주근 높이만큼 직교방향 띠강판보다 높아지게 된다.
공사현장에서 보주근과 기둥 상하부 띠강판(23, 24) 철근구멍에 끼운 토막철근을 커플러(26)로 조립하는 작업은 본 공법에서 가장 어려운 일이다. 그러므로 기둥내부의 토막철근은 띠강판 철근구멍에서 상하좌우로 미세이동이 가능해야 한다. 또한 길이방향으로 상하부 띠강판에서 빠지거나 이동하지 않도록 공장에서 도 3a와 같은 강판토막 스토퍼(37)를 토막철근(33)에 용접한다. 강판토막 스토퍼(37)는 토막철근과 커플러를 이용하여 보주근이 접합되는 띠강판의 고정용 매개체이다. 그러므로 커플러가 부착되는 부분의 토막철근은 너트로 가고정하거나, 커플러를 토막철근에 고정하여 운반 후 현장 조립하는 방법도 적용할 수 있다. 큰보와 작은보의 접합방법도 상기 방법과 동일하다. 그러나 보는 도 6의 (a) 내지 (b)에 도시된 상하부의 보접합강판과 강관토막 스토퍼, 토막철근으로 구성된 일체를 큰보에 부착하지 않고, 제작 후 별도 운반하여 현장에서 조립하는 것도 가능하다.
굵은 철근은 길이별로 주문생산 하여야 자투리 손실이 줄어든다. 철근프레임의 공장생산이 활성화되어 물량이 많아지면, 추가부담이 없어도 길이별 주문생산이 가능하다. 도 5와 같은 보 박강판거푸집의 제작방법과 철근보의 접합방법 및 공사현장에서 철근기둥의 이음방법 등은 별도 특허출원한다.
도 1은 철근기둥(20)에 철근보(30)가 +자형으로 4면에 부착되는 건물의 중앙부 기둥에 해당하고, 도 2는 T형으로 3면에 부착되는 외곽기둥이며, 도 3은 L형으로 2면에만 부착되는 건물의 구석 기둥에 해당되는데 이들 접합부를 포괄적으로 요약하면 아래와 같다. 본 발명은 철근콘크리트 골조를 위한 철근프레임(10)의 구성요소가 되는 철근기둥(20)과 철근보(30)가 공장에서 제작되어 공사 현장에서 조립된 접합부이다.
상기 공장제작된 철근기둥(20)은 토막철근(33)을 관통시킬 철근구멍이 뚫려 있으며, 상하 보주근(31)들이 각각 좌우 2개씩만으로 부족할 경우에는 상기 좌우 보주근 사이에 보추가주근(32)을 끼워넣을 U형홈(25)도 가공된 띠강판(23, 24)들과, 양단부에 나사산이 가공된 토막철근(33)들과, 기둥주근(21) 및 띠철근(22)으로 구성되며, 띠철근(22)들이 기둥주근(21)에 용접되어 있고, 철근보가 접합되는 패널존 위치의 기둥주근(21)들 4면에 상기 띠강판들이 기둥주근들과 용접되어 있는데, 보주근의 배근 레벨에 따라 상부띠강판(23)과 하부띠강판(24)으로 구분하여 설치되어 있으며. 상기 패널존 4면 중 직교하는 띠강판들의 설치레벨은 직교하는 보주근들의 배근레벨에 차이가 나는 수치만큼 달리하며, 상기 패널존의 대응하는 띠강판들의 철근구멍을 통해 토막철근들이 꽂혀 있으며, 상기 토막철근들이 운반 도중 빠지지 않게 하도록 띠강판 내부면에서 토막철근에 스토퍼(37)가 용접될 수 있다.
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도 1은 철근기둥 4면에 철근보가 접합된 공장조립 철근프레임의 접합부를 도시하는 평면도, 단면도, 사시도이다.
도 2는 철근기둥 3면에 철근보가 접합된 공장조립 철근프레임의 접합부를 도시하는 평면도, 단면도, 사시도이다.
도 3은 철근기둥 2면에 철근보가 접합된 공장조립 철근프레임의 접합부를 도시하는 평면도, 단면도, 사시도이다.
도 3a는 스토퍼가 결합된 공장조립 철근프레임의 접합부를 도시하는 평면도와 사시도이다.
도 4는 공장조립 철근프레임의 가설지주 배치 예시도이다.
도 5는 보 박강판거푸집의 제작방법과 철근기둥의 접합 개념도이다.
도 6은 큰보와 작은보의 접합부를 도시하는 사시도이다.
도 7은 철근 용접시 철근의 강도 및 연신율 시험결과이다.
＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞
10 ; 철근프레임
20 ; 철근기둥 21 ; 기둥주근
22 ; 띠철근 23 ; 상부띠강판
24 ; 하부띠강판 25 ; U형홈
26 ; 커플러 27 ; 너트
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30 ; 철근보 31 ; 보주근
32 ; 보추가주근 33 ; 토막철근
34 ; 스터럽 35 ; 사재
37 ; 스토퍼
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40 ; 박강판거푸집
50 ; 가설지주
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Claims (3)

  1. 철근콘크리트 골조를 위해 공장에서 선조립된 철근기둥(20)과 철근보(30)로 구성되는 철근프레임(10)을 공사 현장에 운반된 후 상기 철근기둥(20)과 철근보(30)를 조립하는 공장조립 철근기둥(20)과 철근보(30)의 현장 접합부에 관한 것으로,
    상기 공장제작 철근기둥(20)은 복수의 기둥주근(21) 및 상기 복수의 기둥주근(21) 주변에 용접 결합되는 띠철근(22)으로 구성되고,
    상기 철근보(30)가 접합될 기둥의 패널존에는 철근보(30)의 보주근(31)인 상부 주근과 하부 주근의 위치에 대응되는 높이에 상부띠강판(23) 및 하부띠강판(24)이 4면으로 각각 상기 기둥주근(21)에 용접 결합되며,
    상기 상부띠강판(23) 및 하부띠강판(24)은 철근보(30)의 상부 주근 및 하부 주근의 위치에 대응되는 위치에 각각 철근구멍이 형성되고, 상기 철근구멍에는 양단부에 나사산이 형성되어 상기 나사산이 상부띠강판(23) 및 하부띠강판(24)의 외부로 돌출되도록 철근기둥(20) 내부를 관통하는 토막철근(33)이 삽입되며, 상기 토막철근(33)의 일단부 또는 양단부에는 철근보(30)의 보주근(31)과의 결합을 위한 커플러(26)가 상기 상부띠강판(23) 및 하부띠강판(24)의 외면에 접하도록 현장 결합되되,
    상기 상부띠강판(23) 및 하부띠강판(24)의 내측 철근구멍 상부에는 운반중 토막철근(33)이 이탈하는 것을 방지하기 위한 스토퍼(37)가 용접 결합되고,
    상기 상부띠강판(23) 및 하부띠강판(24)의 상측에는 보추가주근(32)을 삽입하기 위한 U형홈(25)이 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 공장조립 철근기둥과 철근보의 현장접합부.
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