KR101311207B1

KR101311207B1 - 철골 철근 프리캐스트 콘크리트 기둥, 그 제조방법, 및 그 시공방법

Info

Publication number: KR101311207B1
Application number: KR1020120113712A
Authority: KR
Inventors: 전상철
Original assignee: 전상철
Priority date: 2012-10-05
Filing date: 2012-10-12
Publication date: 2013-09-25

Abstract

본 발명에 따른 철골 철근 프리캐스트 콘크리트 기둥은 프리캐스트로 만들어진 콘크리트 부재가 시공 중에도 하중을 지지할 수 있기 때문에 철골의 사용량을 줄일 수 있고, 별도의 몰드 제작 필요성이 없어지며, 철골 가공공장에서 프리캐스트 콘크리트 공장으로 운반할 필요성이 없고 관리비용 및 시간을 절약할 수 있으며, 손쉽게 프리캐스트로 타설할 수 있기 때문에 제조에 소요되는 인력과 공간을 절감하고, 제작시 부재 간격을 조밀하게 배치할 수 있어 제작공간을 최소화할 수 있으며, 콘크리트 부재를 고강도 콘크리트로 만들되 콘크리트 부재를 감싸는 주위를 저강도 콘크리트로 만들 수 있기 때문에 화재에 강하고, 초고층 시공시 고강도 콘크리트의 압송 문제 및 품질관리 문제를 해결할 수 있으며, 횡좌굴 강성이 크고, 기존의 프리캐스트 콘크리트 제품보다 가볍기 때문에 양중성이 향상된다는 특징을 갖는다.

Description

철골 철근 프리캐스트 콘크리트 기둥, 그 제조방법, 및 그 시공방법{Column of steel framed reinforced precast concrete structure, manufacturing methods for the same, and construction methods for the same}

본 발명은 철골 철근 프리캐스트 콘크리트 기둥에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 프리캐스트로 만들어진 콘크리트 부재가 시공 중에도 큰 하중을 지지할 수 있기 때문에 철골의 사용량을 줄일 수 있는 기둥에 대한 것이다. 또한, 본 발명은 이러한 기둥의 제조방법과 시공방법에 대한 것이기도 하다.

일반적으로, 철골 철근 콘크리트 구조(steel framed reinfored concrete construction, 이하, 'SRC 구조'라 함)는 H 형강과 같은 철골 주위에 철근을 배치하고 콘크리트를 타설한 구조를 갖는다.

SRC 구조는 압축력이 크고 내화성이 우수하지만 인장력이 작은 콘크리트와 인장력이 크지만 내화성이 작은 철골이 조합되어 이루어지므로 내화성, 내진성, 내구성이 우수한 구조이다.

SRC 구조는 철골을 이용하여 기둥이나 보를 설치한 후, 철근을 배근하고 거푸집을 설치한 다음, 콘크리트를 현장 타설하여 이루어진다. 그런데, 현장 타설된 콘크리트가 경화되어 하중을 지지할 수 있을 때까지는 철골이 하중을 지지하여야 한다. 이에 따라, SRC 구조는 철골 사용량이 많아지고, 이에 따라 공사비가 비싸진다는 문제점이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위해서 콘크리트를 공장에서 프리캐스트 방식으로 미리 형성시킨 후, 공사 현장에 설치하는 방안 즉, 기둥이나 보를 PC 제품으로 만드는 방안이 제시된 바 있다. 그런데, 이 방안은 몰드 제작에 필요한 많은 시간과 비용이 요구될 뿐만 아니라, 특히 합성구조의 경우 철골 공장에서 철골을 제작한 후 프리캐스트를 위해 철골을 콘크리트 공장까지 이송해야 하고 이에 따라 관리비용, 운반비용, 제작 시간과 인력이 많이 소요된다는 문제점이 있다. 또한, 상기 방안은 PC 제품이 무겁기 때문에 공사현장에서 위로 들어올리기(양중)가 매우 어렵다는 문제점도 있다.

한편, 상기 SRC 구조는 초고층 건물의 시공에도 사용되고 있다. 알려진 바와 같이, 초고층건물의 시공을 위해서는 고강도 콘크리트가 사용되는데, 고강도 콘크리트는 압송성이 떨어지고 엄격한 품질관리가 요구되기 때문에 현장관리에 어려운 점이 있다.

아울러, 상기 고강도 콘크리트는, 저강도 콘크리트에 비해서, 화재에 취약하다는 문제점이 있다. 이에 따라, 고강도 콘크리트가 기둥이나 보의 외부를 이루는 경우에는 화재시 폭렬(explosive fracture , 爆裂)이 발생하기도 한다.

나아가, 상기 PC 제품은 지상층의 경우 접합부를 서로 연결하는데 있어서 철골조에 비해 많은 시간이 소요되기 때문에 공사기간이 늘어나고 시공성이 저하되는 부분을 해결해야 하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기 문제점들을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 다음과 같은 목적을 갖고 있다.

첫째, 본 발명은 프리캐스트로 만들어진 콘크리트 부재가 시공 중에도 하중을 지지할 수 있기 때문에 철골의 사용량을 줄일 수 있는, 철골 철근 프리캐스트 콘크리트 기둥을 제공하는 것에 그 목적이 있다.

둘째, 본 발명은 콘크리트 타설을 위한 별도의 몰드를 제작할 필요가 없으며, 철골 가공공장에서 프리캐스트 콘크리트 공장까지 철골을 운반할 필요성이 없고, 관리비용 및 시간을 절약할 수 있으며, 손쉽게 프리캐스트로 타설할 수 있기 때문에 제조에 소요되는 인력과 공간을 절감하고, 제작시 부재 간격을 조밀하게 배치할 수 있어 제작공간을 최소화할 수 있는, 철골 철근 프리캐스트 콘크리트 기둥을 제공하고자 하는 목적을 갖는다.

셋째, 본 발명은, 초고층 시공을 위해, 콘크리트 부재를 고강도 콘크리트로 만들되 콘크리트 부재를 감싸는 주위를 저강도 콘크리트로 만들 수 있기 때문에 화재에 강하고, 초고층 시공시 고강도 콘크리트의 압송 문제를 해결할 수 있으며, 횡좌굴 강성이 크고, 기존의 프리캐스트 콘크리트 제품보다 가볍기 때문에 양중성이 향상된, 철골 철근 프리캐스트 콘크리트 기둥을 제공하고자 하는 목적을 갖는다.

넷째, 본 발명은 PC 제품의 접합부 시공성 문제를 해결할 수 있는, 철골 철근 프리캐스트 콘크리트 기둥을 제공하고자 하는 목적을 갖는다.

다섯째, 본 발명은 위와 같은 기둥의 제조방법과 그 시공방법을 제공하고자 하는 목적을 갖는다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 철골 철근 프리캐스트 콘크리트 기둥은, 기둥의 길이방향을 따라 길게 연장된 제1 플랜지; 제1 플랜지와 평행하도록 상기 길이방향을 따라 길게 연장된 제2 플랜지; 적어도 기둥의 상단과 하단에 각각 설치되어 제1 플랜지와 제2 플랜지를 연결하는 제1 보강부; 상기 길이방향을 따라 설치되어 제1 플랜지와 제2 플랜지를 구조적으로 연결하는 연결부재; 및, 상기 상단과 하단의 제1 보강부와 제1 플랜지 및 제2 플랜지에 의해서 형성되는 공간을 채우도록 타설되어 형성된 프리캐스트 콘크리트 부재;를 포함한다. 상기 기둥은 기둥의 길이방향을 따라 제1,2 플랜지에 수직으로 연속적으로 설치되어 제1,2 플랜지를 서로 연결하는 평판 형상의 웨브를 구비하지 않는다.

상기 제1 보강부는, 상기 상단과 하단에서 제1 플랜지와 제2 플랜지를 연결하도록 수평으로 설치된 수평판(31); 및 수평판과 수직이 되도록 설치된 수직판;을 구비한다. 수평판(31)은 상기 공간에 타설된 콘크리트가 상기 상단과 하단을 통해 외부로 배출되는 것을 방지한다.

상기 기둥은 보와 연결되는 부분에 설치된 제2 보강부(50)를 구비할 수 있다. 제2 보강부(50)는, 제1 플랜지의 일측(11)과 제2 플랜지의 일측(21)을 연결하도록 상기 길이방향으로 설치된 제1 외부평판(51); 제1 플랜지의 타측(12)과 제2 플랜지의 타측(22)을 연결하도록 상기 길이방향으로 설치된 제2 외부평판(52); 제1,2 플랜지를 서로 연결하도록 상기 길이방향으로 설치된 제1 내부평판(53); 및, 제1 내부평판과 제1 외부평판 및, 제1 내부평판과 제2 외부평판을 서로 연결하도록 상기 길이방향으로 설치된 제2 내부평판(54);을 구비할 수 있다. 제1,2 플랜지와 제1,2 외부평판 및 제1,2 내부평판 사이에 형성된 공간을 통해서 콘크리트가 이동될 수 있다.

상기 제1,2 내부평판 중 적어도 어느 하나는 제1,2 외부평판 보다 상,하측으로 더 연장될 수 있는데, 상기 적어도 어느 하나의 상단과 하단에는 지압판(55)이 설치될 수 있다.

상기 기둥은 보와 연결되는 부분에 설치된 제2 보강부(350)를 구비할 수 있다. 상기 제2 보강부(350)는, 제1 플랜지와 제2 플랜지를 연결하도록 기둥의 길이방향으로 설치된 제1 연결판(351); 제1 연결판(351)과 수직이 되도록 제1 연결판에 상기 길이방향으로 설치된 제2 연결판(352); 제2 연결판의 끝단에 기둥의 길이방향으로 설치된 제3 연결판(353); 및, 보와 연결하기 위해 제3 연결판에 설치된 결합판(92);을 구비할 수 있다. 제1 연결판(351)에는 타설된 콘크리트가 통과하기 위한 관통공(351a)이 형성된다.

상기 연결부재는 래티스 철근, 철선, 이형철근, 타공 철판, 강관, 철판망(expanded metal) 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.

상기 래티스 철근은 기둥의 길이방향을 따라 반복적으로 절곡되어 제1 플랜지와 제2 플랜지에 교대로 결합되거나 복수 개가 서로 이격되어 설치되어 제1 플랜지와 제2 플랜지를 연결할 수 있다. 상기 타공 철판과 강관은 복수 개가 서로 이격되도록 설치되어 제1 플랜지와 제2 플랜지를 연결할 수 있다. 상기 철판망은 제1 플랜지와 제2 플랜지를 연결하도록 설치될 수 있다.

상기 제1 플랜지와 제2 플랜지에는 제1,2 플랜지 사이의 공간을 향하도록 스터드가 설치될 수 있다.

상기 제1 플랜지의 양측 및 제2 플랜지의 양측에는 기둥의 길이방향을 따라 약축 보강판(65)이 설치될 수 있다.

본 발명의 다른 측면인 기둥의 제조방법은, (a1) 기둥의 길이방향을 따라 길게 연장된 제1 플랜지, 제1 플랜지와 평행하도록 상기 길이방향을 따라 길게 연장된 제2 플랜지, 적어도 기둥의 상단과 하단에 각각 설치되어 제1 플랜지와 제2 플랜지를 연결하는 제1 보강부, 및 상기 길이방향을 따라 설치되어 제1 플랜지와 제2 플랜지를 구조적으로 연결하는 연결부재를 구비하는 철골을 준비하는 단계; (a2) 제1 플랜지의 일측(11)과 제2 플랜지의 일측(21)이 타설용 테이블에 접하도록 상기 철골을 눕힌 상태에서 상기 상단과 하단의 제1 보강부와 제1 플랜지 및 제2 플랜지에 의해서 형성되는 공간을 채우도록 콘크리트를 타설하는 단계;를 포함한다. 이 때, 상기 (a2) 단계는 프리캐스트 공정으로 이루어지고, 상기 공간을 채우기 위한 콘크리트 타설은 한번에 이루어진다. 즉, 상기 공간을 채우기 위해 콘크리트를 타설한 후, 철골을 뒤집을 필요가 없다.

본 발명의 또 다른 측면인 기둥의 시공방법은, (b1) 상기 기둥을 준비하는 단계; 및 (b2) 상기 기둥에 보를 연결하는 단계;를 포함한다. 이 때, 상기 (b1) 단계에서 기둥의 콘크리트 부재는 프리캐스트로 제작된 것을 특징으로 하는 시공방법.

상기 보는, 보의 길이방향을 따라 길게 연장된 상판(610); 상판과 평행하도록 보의 길이방향을 따라 길게 연장된 하판(620); 적어도 보의 양측 단부에 각각 설치되어 상판과 하판을 연결하는 제3 보강부(630); 보의 길이방향을 따라 설치되어 상판과 하판을 구조적으로 연결하는 연결부재; 및, 상기 양측 단부의 제3 보강부(630)와 상판 및 하판에 의해서 형성되는 공간을 채우도록 타설되어 형성된 콘크리트 부재(640);를 포함할 수 있다. 상기 콘크리트 부재(640)는 프리캐스트로 제조된 것이다.

상기 보의 연결부재는 래티스 철근, 타공 철판, 강관, 철판망(expanded metal) 중 어느 하나로 이루어질 수 있다. 상기 래티스 철근은 보의 길이방향을 따라 반복적으로 절곡되어 상판과 하판에 교대로 결합되거나 복수 개가 서로 이격되어 설치되어 상판과 하판을 연결할 수 있다. 상기 타공 철판과 강관은 복수 개가 서로 이격되도록 설치되어 상판과 하판을 연결할 수 있다. 상기 철판망은 상판과 하판을 연결하도록 설치될 수 있다.

상기 보는 다른 보와 연결되는 부분에 설치된 제4 보강부(650)를 구비할 수 있다. 제4 보강부는, 상판과 하판을 연결하도록 보의 길이방향으로 설치된 제3 연결판(651); 상기 길이방향 및 제3 연결판(651)과 수직이 되도록 설치된 제4 연결판(652);을 구비할 수 있다.

본 발명은 다음과 같은 효과를 갖고 있다.

첫째, 프리캐스트로 만들어진 콘크리트 부재가 시공 중에도 큰 하중을 지지할 수 있기 때문에 철골의 사용량을 줄일 수 있는, 철골 철근 프리캐스트 콘크리트 기둥을 제공한다.

둘째, 콘크리트 타설을 위한 별도의 몰드를 제작할 필요가 없으며, 철골 가공공장에서 프리캐스트 콘크리트 공장으로 철골을 운반할 필요성이 없고, 관리비용 및 시간을 절약할 수 있으며, 프리캐스트로 타설할 수 있기 때문에 제조에 소요되는 인력과 공간을 절감하고, 부재 간격을 조밀하게 배치할 수 있는, 철골 철근 프리캐스트 콘크리트 기둥을 제공한다.

셋째, 초고층 시공을 위해, 콘크리트 부재를 고강도 콘크리트로 만들되 콘크리트 부재를 감싸는 주위를 저강도 콘크리트로 만들 수 있기 때문에 화재에 강하고, 초고층 시공시 고강도 콘크리트의 압송 문제를 해결할 수 있으며, 횡좌굴 강성이 크고, 기존의 프리캐스트 콘크리트 제품보다 가볍기 때문에 양중성이 향상된, 철골 철근 프리캐스트 콘크리트 기둥을 제공한다.

넷째, 위와 같은 철골 철근 프리캐스트 콘크리트 기둥의 제조방법 및, 그 시공방법을 제공한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 철골 철근 프리캐스트 콘크리트 기둥을 보여주는 사시도이다.
도 2는 도 1의 기둥을 보여주는 정면도로서, 콘크리트를 타설하기 전의 상태를 보여주는 도면이다.
도 3은 도 1의 A-A' 단면도이다.
도 4는 도 1의 B-B' 단면도이다.
도 5는 도 1의 C-C' 단면도이다.
도 6은 도 1의 D-D' 단면도이다.
도 7은 도 1의 E-E' 단면도이다.
도 8은 도 1의 기둥의 변형예를 보여주는 단면도이다.
도 9는 도 1의 기둥의 또 다른 변형예를 보여주는 단면도이다.
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 철골 철근 프리캐스트 콘크리트 기둥을 보여주는 정면도로서, 콘크리트를 타설하기 전의 상태를 보여주는 도면이다.
도 11은 도 10의 기둥을 보여주는 평면도이다.
도 12는 도 10의 F-F' 단면도이다.
도 13은 도 10의 G-G' 단면도이다.
도 14는 본 발명의 제3 실시예에 따른 철골 철근 프리캐스트 콘크리트 기둥을 보여주는 정면도로서, 콘크리트를 타설하기 전의 상태를 보여주는 도면이다.
도 15는 도 14의 H-H' 단면도이다.
도 16은 본 발명의 제4 실시예에 따른 철골 철근 프리캐스트 콘크리트 기둥을 보여주는 정면도로서, 콘크리트를 타설하기 전의 상태를 보여주는 도면이다.
도 17은 도 16의 기둥의 평면도이다.
도 18은 도 16의 I-I' 단면도이다.
도 19는 도 16의 J-J' 단면도이다.
도 20은 도 16의 K-K' 단면도이다.
도 21은 본 발명에 따른 기둥이 시공된 것을 보여주는 단면도이다.
도 22는 본 발명에 따른 또 다른 기둥이 시공된 것을 보여주는 단면도이다.
도 23은 본 발명에 따른 기둥에 연결될 수 있는 보를 보여주는 정면도이다.
도 24는 도 23의 L-L' 단면도이다.
도 25는 도 23의 M-M' 단면도이다.
도 26은 도 23의 N-N' 단면도이다.

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.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 철골 철근 프리캐스트 콘크리트 기둥을 보여주는 사시도이고, 도 2는 상기 기둥을 보여주는 정면도이다. 한편, 이해의 편의를 돕기 위해서 도 2에는 콘크리트를 타설하기 전의 상태를 도시하였고 도 3 내지 도 6에는 래티스 철근과 스터드 및 철근의 도시를 생략하였다.

도면을 참조하면, 상기 기둥(100)은 서로 평행하게 설치된 제1,2 플랜지(10)(20), 제1 플랜지(10)와 제2 플랜지(20)를 연결하는 제1 보강부(30), 제1 플랜지(10)와 제2 플랜지(20)를 구조적으로 연결하는 연결부재, 제1 보강부(30)와 제1,2 플랜지(10)(20)에 의해서 형성되는 공간을 채우도록 타설되어 형성된 프리캐스트 콘크리트 부재(40)를 포함한다.

제1 플랜지(10)와 제2 플랜지(20)는 기둥의 길이방향(z 방향)을 따라 서로 평행하게 소정 간격을 유지하면서 설치된다. 제1,2 플랜지(10)(20)에는 보와의 결합을 위한 결합판(90)이 설치될 수 있다. 또한, 상,하부 기둥(도면에 미도시)과의 결합을 위해서 제1,2 플랜지(10)(20)의 상,하단에는 체결판(93)이 설치될 수 있다.

제1,2 플랜지(10)(20)의 폭(w)은 동일한 것이 바람직한데, 이것은 기둥을 눕힌 상태에서 콘크리트를 타설할 경우, 제1,2 플랜지(10)(20)가 거푸집(몰드) 역할을 하기 때문이다. 이에 따라, 상기 프리캐스트 콘크리트 부재(40)는 상기 폭(w)만큼의 폭을 가지도록 형성된다. 그리고, 본 발명에 따른 기둥은, 아래에서 설명되는 바와 같이, 웨브를 구비하지 않기 때문에 눕힌 상태에서 콘크리트를 한번에 타설하여 제조될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 기둥을 제조하기 위한 콘크리트 타설시, 눕혀진 상태로 콘크리트를 타설하고 이어서 철골을 뒤집어서 타설하는 공정이 필요하지 않고 한번에 콘크리트를 타설하여 제조될 수 있다. 한편, 제1,2 플랜지(10)(20)의 두께와 강종(재질)은 요구 조건에 따라 다양하게 변경될 수 있다.

제1 보강부(30)는 제1,2 플랜지(10)(20) 사이에서 제1,2 플랜지(10)(20)를 연결하도록 설치된다. 제1 보강부(30)는 적어도 기둥의 상단과 하단에는 설치된다. 본 발명에 따른 기둥은 H 형강의 웨브를 포함하지 않고 제1 보강부를 구비한다는 특징을 갖는다. 즉, 통상적인 SRC 구조에서 철골로서 사용되는 H 형강은 상부 플랜지와 하부 플랜지 및 웨브를 구비하고 웨브는 H 형강의 길이방향으로 연속적으로 설치되어 상,하부 플랜지를 연결하지만, 본 발명에 따른 기둥은 제1,2 플랜지(10)(20)와 제1 보강부(30)를 구비하고 웨브를 구비하지 않는다. 제1 보강부(30)는 기둥의 상단과 하단에 설치되고, 제1 보강부(30)가 설치되지 아니한 부분에서는 제1,2 플랜지(10)(20)가 콘크리트 및 연결부재에 의해 서로 연결될 뿐이고 웨브와 같은 연속적인 평판 형상의 구조물에 의해서 연결되지는 않는다.

도 3과 도 4에 나타난 바와 같이, 제1 보강부(30)는 제1 플랜지(10)와 제2 플랜지(20)를 연결하도록 수평으로 설치된 수평판(31), 수평판(31)과 수직이 되도록 설치된 수직판(32a)(32b) 및, 수평판(31)의 상면에 수직이 되도록 설치된 외부판(33)을 구비한다.

수평판(31)은 제1,2 플랜지(10)(20)를 서로 연결하도록 설치된다. 수평판(31)은 제1,2 플랜지(10)(20)의 상,하단 보다 아래쪽에 설치되는데, 수평판(31)은 제1,2 플랜지(10)(20)의 상단과 협력하여 홈(36)을 형성한다. 상,하부 기둥과의 결합시에 상기 홈(36)에는 무수축 몰탈이 타설될 수 있다.

수평판(31)은 기둥 제작시에 제1,2 플랜지(10)(20) 사이의 공간에 타설된 콘크리트가 외부로 배출되는 것을 방지하는 역할도 한다. 즉, 수평판(31)은 몰드 역할을 하여 타설된 콘크리트가 ±z 방향으로 배출되는 것을 방지한다.

수직판(32a)(32b)은 수평판(31)의 면상에서 수평판(31)에 수직이 되도록 설치된다. 수직판(32a)(32b)은 콘크리트에 매설되어 제1 보강부(30)가 콘크리트와 일체로 거동하도록 한다.

한편, 수직판(32b)의 하단에는 수직판(32b)의 하단을 따라 지압판(35)이 설치될 수 있다. 아울러, 도면에는 수직판(32a)이 콘크리트에 매설되는 것으로 도시되어 있으나, 수직판(32a)의 양끝단이 콘크리트 표면까지 연장될 수도 있다.

외부판(33)은 수평판(31)의 상면에 수직이 되도록 설치된다. 도 4에 나타난 바와 같이, 외부판(33)의 양측 상단 꼭지점 부분(33a)은 원주형상으로 절취되는 것이 바람직하다.

한편, 기둥의 보강을 위해 제1,2 플랜지(10)(20)를 구조적으로 연결할 필요성이 있는 경우에는 기둥 상,하단 뿐만 아니라 기둥의 다른 부분에도 제1 보강부를 추가적으로 설치할 수 있다. 이 경우에는 타설된 콘크리트가 이동될 수 있도록 수평판(31)과 수직판(32a)(32b)에 구멍을 형성할 수도 있다.

본 발명에 따른 기둥(100)은 보와 연결되는 부분에 설치된 제2 보강부(50)를 구비할 수 있다. 도 5와 도 6에 나타난 바와 같이, 제2 보강부(50)는 제1,2 외부평판(51)(52) 및 제1,2 내부평판(53)(54)을 구비한다.

제1 외부평판(51)은 제1 플랜지(10)의 일측(11)과 제2 플랜지(20)의 일측(21)을 연결하도록 기둥의 길이방향으로 설치되고, 제2 외부평판(52)은 제1 플랜지(10)의 타측(12)과 제2 플랜지(20)의 타측(22)을 연결하도록 기둥의 길이방향으로 설치된다.

그리고, 제1 내부평판(53)은 제1,2 플랜지(10)(20)를 서로 연결하도록 기둥의 길이방향으로 설치되고, 제2 내부평판(54)은 제1 내부평판(53)과 제1 외부평판(51) 및, 제1 내부평판(53)과 제2 외부평판(52)을 서로 연결하도록 기둥의 길이방향으로 설치된다.

제1,2 플랜지(10)(20)와 제1,2 외부평판(51)(52) 및 제1,2 내부평판(53)(54) 사이에 형성된 공간을 통해서 콘크리트가 이동될 수 있다.

제1,2 내부평판(53)(54)은 제1,2 외부평판(51)(52) 보다 상,하측으로 더 연장될 수 있고, 제1,2 내부평판(53)(54)의 상,하단에는 지압판(55)이 설치될 수 있다. 또한, 상기 구조에 대한 대안으로서, 제1,2 내부평판(53)(54) 중에서 어느 하나가 제1,2 외부평판(51)(52) 보다 상,하측으로 더 연장되고, 상기 어느 하나의 상,하단에 지압판(55)이 설치될 수도 있다. 지압판(55)은 제2 보강부(50)에 작용하는 하중을 아래쪽의 콘크리트에 분산시켜 전달한다.

연결부재는 기둥의 길이방향을 따라 설치되어 제1 플랜지(10)와 제2 플랜지(20)를 구조적으로 연결한다. 도 2에 나타난 바와 같이, 연결부재로는 래티스 철근(60)이 사용될 수 있다.

래티스 철근(60)은, 도 7에 나타난 바와 같이, 제1,2 플랜지(10)(20)의 양측에서 기둥의 길이방향을 따라 연속적으로 설치된다. 래티스 철근(60)은 상기 길이방향(z 방향)을 따라 연장되면서 반복적으로 절곡되어 제1,2 플랜지에 교대로 결합된다.

한편, 이러한 구성을 가진 래티스 철근 뿐만 아니라 동일한 구조를 가진 래티스 철선, 이형철근 등도 사용될 수 있다. 나아가, 제1,2 플랜지를 서로 연결하되 소정 간격으로 설치된 복수 개의 철근(이형철근), 강관, 타공철판(구멍이 형성된 철판) 등이 연결부재로서 사용될 수도 있다. 또한, 제1,2 플랜지를 서로 연결하도록 설치된 철판망(expanded metal) 등도 연결부재로서 사용될 수 있다.

프리캐스트 콘크리트 부재(40)는 기둥 상,하단의 수평판(31) 및, 제1,2 플랜지(10)(20)에 의해서 형성되는 공간에 콘크리트가 타설되어 이루어진다.

상기 타설시에는 제1,2 플랜지(10)(20)의 일측(11)(21)이 타설용 테이블(도면에 미도시)에 접하도록 눕힌 후, 제1,2 플랜지 사이로 콘크리트를 주입한다. 따라서, 제1,2 플랜지(10)(20)와 수평판(31) 및 상기 테이블이 몰드 역할을 하기 때문에 별도의 몰드 제작 및 조립, 양생 완료 후의 해체공정이 불필요하다. 또한, 철골 제작공장에서 곧바로 콘크리트를 타설할 수 있기 때문에 철골제작공장에서 콘크리트 공장으로 철골을 이송할 필요성도 없다.

프리캐스트 콘크리트 부재(40)는 시공 중에도 하중에 저항할 수 있기 때문에, 현장타설 콘크리트인 경우에 비해, 철골의 사용량을 줄일 수 있다.

한편, 도 7은 상기 기둥의 E-E' 단면을 보여준다. 도면에 나타난 바와 같이, 제1,2 플랜지(10)(20)의 양측에는 래티스 철근(60)과 철근(64)이 설치될 수 있고, 제1,2 플랜지(10)(20)에는 내부 공간 및 바깥쪽을 향해 스터드(62)가 설치될 수 있다. 스터드(62)는 제1,2 플랜지(10)(20)와 콘크리트(40)의 결합력을 높이고, 현장타설 콘크리트(도 7에 미도시)와의 결합력을 높인다.

도 8은 상기 기둥의 변형예를 보여주는 단면도이다. 도 8의 도면참조부호 중에서 도 1 내지 도 7의 도면참조부호와 동일한 것은 동일한 구성요소를 나타낸다.

상기 기둥은 약축 보강판(65) 또는 약축 보강앵글을 구비한다는 특징을 갖는다. 약축 보강판(65)은 제1 플랜지(10)의 양측 및 제2 플랜지(20)의 양측에서 기둥의 길이방향을 따라 연속적으로 설치된 판으로서, 기둥의 휨 강성을 보강한다. 한편, 도면에는 도시되지 않았으나, 상기 기둥에도 철근(64)이 설치될 수 있다. 한편, 본 출원 명세서에서는 상기 약축 보강판과 약축 보강앵글을 통칭하여 '약축 보강판'으로 지칭하기로 한다.

도 9는 상기 기둥의 또 다른 변형예를 보여주는 단면도이다. 도 9의 도면참조부호 중에서 도 1 내지 도 8의 도면참조부호와 동일한 것은 동일한 구성요소를 나타낸다.

상기 기둥은 약축 보강판(65)과 지지판(67)을 구비한다는 특징을 갖는다. 약축 보강판(65)은 전술한 약축보강판과 동일하다.

지지판(67)은 기둥의 길이방향을 따라 소정간격으로 설치되어 약축 보강판(65)을 지지한다. 한편, 도면에는 도시되지 않았으나, 상기 기둥에도 철근(64)이 설치될 수 있다.

도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 철골 철근 프리캐스트 콘크리트 기둥을 보여주는 정면도이다. 도 10에는 이해의 편의를 돕기 위해서 프리캐스트 콘크리트 부재의 도시를 생략하였다. 따라서, 상기 도면에서 기둥 상단의 수평판과 기둥 하단의 수평판 사이에는 프리캐스트 콘크리트 부재가 형성되어 있는 것으로 이해하여야 한다. 한편, 도 10에서 도 1 내지 도 9의 도면참조부호와 동일한 도면참조부호는 동일한 구성요소를 나타낸다.

상기 기둥(200)은 제1,2 보강부(130)(150)의 구조가 제1,2 보강부(30)(50)와 상이하다는 점을 제외하면 기둥(100)의 구성과 동일하다. 따라서, 아래에서는 제1,2 보강부에 대해서만 설명하기로 한다.

도 11 및 도 12에 나타난 바와 같이, 제1 보강부(130)는 수평판(31)과 수직판(32a)(32b)과 외부판(37)(38)을 구비한다. 수평판(31)은 기둥의 상단 보다 아래쪽 및, 기둥의 하단 보다 위쪽에 설치된다. 따라서, 제1,2 플랜지(10)(20)와 수평판(31)에 의해 홈(36)이 형성되는데, 상하부의 기둥을 서로 결합시킬 때 상기 홈(36)에는 무수축 몰탈(도면에 미도시)이 타설된다.

수평판(31)은 제1,2 플랜지(10)(20)를 구조적으로 서로 연결할 뿐만 아니라, 콘크리트 타설시 타설된 콘크리트가 외부로 배출되지 않도록 하는 몰드 역할도 한다.

수평판(31)의 상면에는 제1,2 플랜지(10)(20)와의 결합을 위한 지지판(31a)이 설치될 수 있다. 지지판(31a)은 수평판(31) 상면의 네 꼭지점에서 수평판(31)과 제1,2 플랜지를 연결하도록 설치된다.

수직판(32a)(32b)은 수평판(31)에 수직이 되도록 설치되는데, 수직판(32a)과 수직판(32b)은 서로 직각을 이룬다. 수직판(32a)(32b)은 프리캐스트 콘크리트에 매설되어 콘크리트와 제1 보강부의 결합력을 증가시킨다. 수직판(32a)의 아래에는 지압판(35)이 설치될 수 있다. 지압판(35)은 하중을 분산시켜 콘크리트에 전달한다.

외부판(37)(38)은 제1,2 플랜지(10)(20)를 연결하도록 설치된다.

도 10 및 도 13에 나타난 바와 같이, 제2 보강부(150)는 제1,2,3 연결판(151)(152)(153)을 구비한다.

제1 연결판(151)은 제1,2 플랜지(10)(20)를 연결하도록 기둥의 길이방향으로 설치된다. 제1 연결판(151)에는 타설된 콘크리트가 통과하기 위한 관통공(151a)이 형성된다. 전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 기둥의 제작시에는 철골을 눕힌 후 프리캐스트 콘크리트를 타설하는데, 타설된 콘크리트는 관통공(151a)을 통해서 아래로 이동될 수 있고, 이에 따라 제1 연결판(151)의 아래쪽에 콘크리트를 타설하기 위해서 철골을 뒤집을 필요가 없다.

제2 연결판(152)은 제1 연결판(151)과 수직이 되도록 제1 연결판(151)에 기둥의 길이방향으로 설치된다.

제3 연결판(153)은 제2 연결판(152)의 끝단에 기둥의 길이방향으로 설치된다. 한편, 제3 연결판(153)에는 기둥과 보의 연결을 위해서 결합판(92)이 설치된다. 결합판(92)에는 볼트공 등이 형성될 수 있다.

한편, 제2 보강부(150)는 제1,2,3 연결판(151)(152)(153)의 상,하단에 수평으로 설치된 평판(58)을 더 구비할 수도 있다. 평판(58)에는 제1,2 플랜지를 연결하는 판(57)이 수직으로 세워지고, 판(57)의 상,하단에는 지압판(55)이 설치될 수 있다.

도 14는 본 발명의 제3 실시예에 따른 철골 철근 프리캐스트 콘크리트 기둥을 보여주는 정면도이고, 도 15는 도 14의 H-H' 단면도이다. 한편, 도 14에서 도 1 내지 도 13의 도면참조부호와 동일한 도면참조부호는 동일한 구성요소를 나타낸다. 아울러, 상기 도면에는 이해의 편의를 돕기 위해서 프리캐스트 콘크리트 부재의 도시를 생략하였다. 즉, 상기 도면에서 기둥 상단의 수평판과 기둥 하단의 수평판 사이에는 프리캐스트 콘크리트 부재가 형성되어 있는 것으로 이해하여야 한다.

상기 기둥(300)은 제1 보강부(230)의 구조가 제1 보강부(30)와 상이하다는 점을 제외하면 기둥(100)의 구성과 동일하다. 따라서, 아래에서는 제1 보강부에 대해서만 설명하기로 한다.

제1 보강부(230)는 수평판(31)과 수직판(32a)(32b)을 구비한다. 수평판(31)은 제1,2 플랜지(10)(20)를 연결하도록 수평으로 설치된다. 수평판(31)은 제1,2 플랜지(10)(20)의 상,하단에 설치된다. 수평판(31)은 상,하부 기둥(도면에 미도시)의 수평판과 용접 등으로 결합될 수 있다.

수직판(32a)(32b)은 수평판(31)에 수직이 되도록 설치되는데, 수직판(32a)과 수직판(32b)은 서로 직각을 이룬다. 수직판(32a)(32b)은 프리캐스트 콘크리트 부재(40)에 매설되어 콘크리트와 제1 보강부의 결합력을 증가시킨다. 수직판(32a)의 아래에는 지압판(35)이 설치될 수 있다. 지압판(35)은 하중을 분산시켜 콘크리트 부재(40)에 전달한다.

도 16은 본 발명의 제4 실시예에 따른 철골 철근 프리캐스트 콘크리트 기둥을 보여주는 정면도이다. 전술한 제2,3,4 실시예의 도면과 마찬가지로, 도 16에는 이해의 편의를 돕기 위해서 프리캐스트 콘크리트 부재의 도시를 생략하였다. 따라서, 도 16에서 기둥 상단의 수평판과 기둥 하단의 수평판 사이에는 프리캐스트 콘크리트 부재가 형성되어 있는 것으로 이해하여야 한다.

상기 기둥(400)은 제1,2 보강부(330)(350)의 구조가 제1,2 보강부(330)(350)와 상이하다는 점을 제외하면 기둥(100)의 구성과 동일하다. 따라서, 아래에서는 제1,2 보강부에 대해서만 설명하기로 한다.

제1 보강부(330)는 수평판(31)과 수직판(32a)(32b)(32c)(32d)을 구비한다.

도 16과 도 17에 나타난 바와 같이, 수평판(31)은 기둥의 상단 보다 아래쪽 및, 기둥의 하단 보다 위쪽에 설치된다. 따라서, 제1,2 플랜지(10)(20)와 수평판(31)에 의해 홈(36)이 형성되는데, 상하부의 기둥을 서로 결합시킬 때 상기 홈(36)에는 무수축 몰탈이 타설된다.

수직판(32a)(32b)(32c)(32d)은 수평판(31)의 아랫면과 윗면에서 수평판(31)과 수직이 되도록 설치된다. 수직판(32c)(32d)은 홈(36)에 타설된 무수출 몰탈(도면에 미도시)과 일체를 이루고, 수직판(32a)(32b)은 프리캐스트 콘크리트 부재(40)에 매설된다.

수직판(32a)과 수직판(32b)은 서로 직각을 이루고, 수직판(32c)과 수직판(32d)은 서로 직각을 이룬다.

제2 보강부(350)는 보와 연결되는 부분에 설치된다. 기둥과 보가 서로 연결되는 부분에서는 전단력 등이 크게 작용하기 때문에 제2 보강부(350)가 기둥을 보강한다.

제2 보강부(350)는 제1,2,3 연결판(351)(352)(353)을 구비한다.

제1 연결판(351)은 제1,2 플랜지(10)(20)를 연결하도록 기둥의 길이방향으로 설치된다. 제1 연결판(351)에는 타설된 콘크리트가 통과하기 위한 관통공(351a)이 형성된다. 전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 기둥의 제작시에는 철골을 눕힌 후 프리캐스트 콘크리트를 타설하는데, 타설된 콘크리트는 관통공(351a)을 통해서 아래로 이동될 수 있다.

제2 연결판(352)은 제1 연결판(351)과 수직이 되도록 제1 연결판(351)에 기둥의 길이방향으로 설치된다.

제3 연결판(353)은 제2 연결판(352)의 끝단에 기둥의 길이방향으로 설치된다. 한편, 제3 연결판(353)에는 기둥(400)과 보의 연결을 위해서 결합판(92)이 설치된다. 결합판(92)에는 볼트공 등이 형성될 수 있다.

한편, 제2 보강부(350)는 제1,2,3 연결판(351)(352)(353)의 상단과 하단에 수평으로 설치된 평판(354)을 더 구비할 수도 있다. 상기 평판(354)에는 제1,2 플랜지를 연결하는 판(355)(356)이 수직으로 세워지고, 판(356)의 하단에는 지압판(358)이 설치될 수 있다.

도 21은 본 발명에 따른 기둥이 시공된 것을 보여주는 단면도이다. 도 21에서 도 1 내지 도 20의 도면참조부호와 동일한 도면참조부호는 동일한 구성요소를 나타낸다.

제1,2 플랜지(10)(20) 사이의 공간에는 프리캐스트 콘크리트 부재(40)가 형성되어 있고, 제1,2 플랜지(10)(20)의 바깥쪽 공간에는 현장타설 콘크리트(45)가 형성되어 있다.

제1,2 플랜지(10)(20) 및 약축 보강판(65)에는 현장타설 콘크리트(45)와의 결합력을 높이기 위해서 스터드(62)가 바깥쪽으로 돌출되도록 설치되어 있다.

상술한 바와 같이, 고강도 콘크리트는 압송성과 내화성이 떨어지는 문제점을 가진다. 본 발명에 따르면, 고강도 콘크리트를 이용하여 프리캐스트 방식으로 프리캐스트 콘크리트 부재(40)를 미리 형성하고 제1,2 플랜지(10)(20)의 바깥부분에는 현장 타설방식으로 저강도 콘크리트(45)를 타설할 수 있기 때문에 고강도 콘크리트의 압송성 문제 및 내화성 문제를 모두 해결할 수 있다.

아울러, 제1,2 플랜지(10)(20) 사이의 공간에만 프리캐스트 콘크리트 부재(40)를 형성하고 제1,2 플랜지(10)(20)의 바깥 부분에는 콘크리트를 현장 타설하기 때문에, 기존의 PC 제품에 비해, 중량이 작아서 양중성이 향상된다.

한편, 프리캐스트 콘크리트 부재(40)의 바깥면에는 현장타설 콘크리트와의 결합력을 높이기 위해 요철(도면에 미도시)을 형성할 수도 있다.

도 22는 본 발명에 따른 기둥이 시공된 것을 보여주는 단면도이다. 도 22에서 도 1 내지 도 21의 도면참조부호와 동일한 도면참조부호는 동일한 구성요소를 나타낸다. 상기 기둥은 약축보강판(65)과 약축보강판(65)에 설치된 스터드(62)가 없는 대신에 철근(64)이 설치된 점을 제외하면 도 21의 기둥과 그 구성이 동일하다.

한편, 상기 기둥의 프리캐스트 콘크리트 부재(40)의 바깥면에는 현장타설 콘크리트와의 결합력을 높이기 위해 요철(도면에 미도시)을 형성할 수도 있다.

도 23은 본 발명에 따른 기둥에 연결될 수 있는 보를 보여주는 정면도이다. 한편, 본 발명에 따른 기둥에는 상기 보 뿐만 아니라 통상적인 구성의 보가 연결될 수도 있으므로 반드시 상기 보만 본 발명의 기둥에 연결될 수 있는 것으로 이해되어서는 아니된다.

먼저, 상기 보를 설명하기로 한다.

상기 보(600)는 보의 길이방향을 따라 길게 연장된 상판(610), 상판(610)과 평행하도록 보의 길이방향을 따라 길게 연장된 하판(620), 상판(610)과 하판(620)을 연결하는 제3 보강부(630), 보의 길이방향을 따라 설치되어 상판(610)과 하판(620)을 구조적으로 연결하는 연결부재 및, 제3 보강부(630)와 상판(610) 및 하판(620)에 의해서 형성되는 공간을 채우도록 타설되어 형성된 프리캐스트 콘크리트 부재(640)를 구비한다.

상판(610)과 하판(620)은 보의 길이방향을 따라 서로 평행하게 소정 간격을 유지하면서 설치된다. 도 24에 나타난 바와 같이, 상,하판(610)(620)의 폭(s)은 동일한 것이 바람직한데, 이것은 보를 눕힌 상태에서 콘크리트를 타설할 경우, 상,하판(610)(620)이 거푸집(몰드) 역할을 하기 때문이다. 이에 따라, 프리캐스트 콘크리트 부재(640)는 상,하단(610)(620)의 폭(s)과 동일한 폭을 가지도록 형성된다. 한편, 상,하판(610)(620)의 두께와 강종(재질)은 요구 조건에 따라 다양하게 변경될 수 있다.

아래에서 설명하는 바와 같이, 상기 철골은 웨브를 구비하지 않는다. 웨브가 있는 경우에는 철골을 눕혀 놓은 상태에서 웨브 상측에 콘크리트를 타설한 후 철골을 뒤집은 다음 웨브 하측에 콘크리트를 타설해야 하는데, 상기 철골은 웨브를 구비하지 않기 때문에 콘크리트 타설을 한번에 완료할 수 있다.

제3 보강부(630)는 상,하판(610)(620) 사이에서 상,하판(610)(620)을 연결하도록 설치된다. 제3 보강부(630)는 적어도 보의 양측 단부에는 설치된다. 본 발명에 따른 보는 H 형강의 웨브를 포함하지 않고 제3 보강부를 구비한다는 특징을 갖는다. 즉, 통상적인 SRC 구조에서 철골로서 사용되는 H 형강은 상부 플랜지와 하부 플랜지 및 웨브를 구비하고 웨브는 H 형강의 길이방향으로 연속적으로 설치되어 상,하부 플랜지를 연결하지만, 본 발명에 따른 보는 상,하판(610)(620)과 제3 보강부(630)를 구비하고 웨브를 구비하지 않는다. 제3 보강부(630)는 보의 양측 단부에 설치되고, 제3 보강부(630)가 설치되지 아니한 부분에서는 상,하판(610)(620)이 콘크리트 및 연결부재에 의해 서로 연결될 뿐이고 웨브와 같은 연속적인 평판 형상의 구조물에 의해서 연결되지는 않는다.

제3 보강부(630)는 상,하판(610)(620)을 서로 연결하도록 보의 길이방향으로 설치된 제1 연결판(631), 상,하판(610)(620)을 서로 연결하되 상기 길이방향에 수직이 되도록 설치된 제2 연결판(632)을 구비한다.

제1 연결판(631)은 프리캐스트 콘크리트 부재(640)에 매립되기 때문에 제3 보강부(630)와 콘크리트의 결합력을 높인다. 제1 연결판(631)에는 이러한 결합력을 높이기 위해 스터드(662)가 더 설치될 수도 있다.

제2 연결판(632)은 상,하판(610)(620)을 구조적으로 서로 연결하는 역할을 할 뿐 아니라, 프리캐스트 콘크리트 타설시 콘크리트가 외부로 배출되지 않도록 하는 몰드 역할도 한다. 즉, 상기 보를 제작할 때에는 철골 제작 후 철골을 눕혀 놓은 상태 즉, 상,하판(610)(620)의 일측(611)621)이 타설용 테이블(도면에 미도시)에 접하도록 눕혀 놓은 상태에서 콘크리트를 상,하판(610)(620)과 제2 연결판(632)에 의해서 형성되는 공간에 타설하는데, 상,하판(610)(620)과 제2 연결판(632)은 몰드 역할을 한다. 따라서, 상기 보의 제작을 위해서 별도의 몰드의 제작 및 조립과정이 필요하지 않고 양생 후 탈형작업도 불필요하다. 아울러, 철골 공장에서 콘크리트를 곧바로 타설할 수 있기 때문에 철골을 철골 공장에서 콘크리트 공장까지 이송하는 작업도 불필요하다.

프리캐스트 콘크리트 부재(640)는 상,하판(610)(620)과 제2 연결판(632)에 의해 형성되는 공간을 채우도록 형성된다. 따라서, 보의 한쪽 단부의 제2 연결판(632)에서부터 다른쪽 단부의 제2 연결판(632)까지 프리캐스트 콘크리트 부재(640)가 형성된다.

프리캐스트 콘크리트 부재(640)는 시공 중에도 하중에 저항할 수 있기 때문에, 현장타설 콘크리트인 경우에 비해, 철골의 사용량을 줄일 수 있다.

한편, 프리캐스트 콘크리트 부재(640)의 상단과 하단에는 보의 길이방향을 따라 홈(642)이 형성된다. 상기 홈(642)은 내화 뿜칠재(도면에 미도시)를 상,하판(610)(620)에 효과적으로 결합시키기 위한 것이다. 상기 내화 뿜칠재는 금속으로 이루어진 상,하판(610)(620)의 내화성을 향상시키기 위해서 상,하판(610)(620)에 뿜칠되는 것인데, 그 제품을 시중에서 용이하게 구입할 수 있다. 도면에는 사다리꼴 형상의 홈이 도시되어 있지만, 상기 홈은 삼각형상으로 형성될 수도 있다.

상기 홈(642)은 콘크리트 타설시, 상,하판(610)(620)에 보의 길이방향을 따라 홈(642)의 형상과 상응하는 형상을 가진 막대(bar)를 설치한 후 콘크리트를 타설하는 것에 의해서 형성될 수 있다.

연결부재는 보의 길이방향을 따라 설치되어 상판(610)과 하판(620)을 구조적으로 연결한다. 연결부재로는 래티스 철근(660)이 사용될 수 있다. 한편, 도 23과 도 24에서 미설명 참조부호 664는 철근을 나타낸다. 그리고, 도 24 및 도 26에서는 이해의 편의를 돕기 위해 스터드의 도시를 생략하였다.

래티스 철근(660)은 상,하판(610)(620)의 양측에서 보의 길이방향을 따라 연속적으로 설치된다. 래티스 철근(660)은 상기 길이방향을 따라 연장되면서 반복적으로 절곡되어 상,하판(610)(620)에 교대로 결합된다.

이러한 구성을 가진 래티스 철근 뿐만 아니라 동일한 구조를 가진 래티스 철선도 사용될 수 있다. 또한, 상,하판(610)(620)을 서로 연결하되 소정 간격으로 설치된 복수 개의 철근(이형철근), 강관, 타공철판 등이 연결부재로서 사용될 수도 있다. 또한, 상,하판(610)(620)을 서로 연결하도록 설치된 철판망(expanded metal) 등도 연결부재로서 사용될 수 있다.

보의 보강을 위해 상,하판(610)(620)을 구조적으로 연결할 필요성이 있는 경우에는 보의 양쪽 단부 뿐만 아니라 보의 다른 부분에도 제3 보강부를 추가적으로 설치할 수 있다. 이 경우에는 타설된 콘크리트가 아래로 이동될 수 있도록 제1 연결판(631)에 구멍을 형성하거나 제2 연결판만으로 이루어진 제3 보강부(즉, 제1 연결판이 없는 제3 보강부)를 설치할 수 있다.

한편, 보의 중앙부분에서 다른 보와 연결될 경우에는 제4 보강부(650)가 설치될 수 있다. 도 26에 나타난 바와 같이, 제4 보강부(650)는 상판(610)과 하판(620)을 연결하도록 보의 길이방향으로 설치된 제3 연결판(651), 상기 길이방향과 수직이 되고 제3 연결판(651)과 수직이 되도록 설치된 제4 연결판(652)을 구비한다. 한편, 도 26에서는 제4 연결판(652)의 일부가 프리캐스트 콘크리트 부재(640)에 의해 가려지도록 도시되었다.

제3 연결판(651)은 제4 연결판(652)의 양면에서 보의 양쪽 끝단을 향해 설치된다. 제3 연결판(651)의 양면에는 스터드(662)가 설치될 수 있다.

제4 연결판(652)은 상,하판(610)(620)을 연결하도록 설치되는데, 그 선단은 프리캐스트 콘크리트 부재(640) 보다 바깥쪽으로 더 연장되어 외부에 노출된다. 상기 선단은 다른 보와 결합되는데, 이를 위해서 상기 선단에 체결공이 형성될 수 있다.

이러한 구성을 갖는 보(600)는 기둥에 볼트, 용접 등에 의해 결합될 수 있다.

10 : 제1 플랜지 20 : 제2 플랜지
30, 130, 230, 330 : 제1 보강부 40 : 프리캐스트 콘크리트 부재
50, 350 : 제2 보강부
100, 200, 300, 400 : 기둥
600 : 보 610 : 상판
620 : 하판 630 : 제3 보강부
640 : 프리캐스트 콘크리트 부재
650 : 제4 보강부

Claims

기둥의 길이방향을 따라 길게 연장된 제1 플랜지;
제1 플랜지와 평행하도록 상기 길이방향을 따라 길게 연장된 제2 플랜지;
적어도 기둥의 상단과 하단에 각각 설치되어 제1 플랜지와 제2 플랜지를 연결하는 제1 보강부;
상기 길이방향을 따라 설치되어 제1 플랜지와 제2 플랜지를 구조적으로 연결하는 연결부재; 및
상기 상단과 하단의 제1 보강부와 제1 플랜지 및 제2 플랜지에 의해서 형성되는 공간을 채우도록 타설되어 형성된 프리캐스트 콘크리트 부재;를 포함하고,
상기 길이방향을 따라 제1,2 플랜지에 수직으로 연속적으로 설치되어 제1,2 플랜지를 서로 연결하는 평판 형상의 웨브를 구비하지 않으며,
연결부재는 래티스 철근, 래티스 철선, 이형철근, 타공철판, 강관, 철판망(expanded metal) 중 어느 하나로 이루어지고,
래티스 철근은 상기 길이방향을 따라 반복적으로 절곡되어 제1 플랜지와 제2 플랜지에 교대로 결합되거나 복수 개가 서로 이격되어 설치되어 제1 플랜지와 제2 플랜지를 연결하고,
타공철판과 강관은 복수 개가 서로 이격되도록 설치되어 제1 플랜지와 제2 플랜지를 연결하며,
철판망은 제1 플랜지와 제2 플랜지를 연결하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 철골 철근 프리캐스트 콘크리트 기둥.
기둥의 길이방향을 따라 길게 연장된 제1 플랜지;
제1 플랜지와 평행하도록 상기 길이방향을 따라 길게 연장된 제2 플랜지;
적어도 기둥의 상단과 하단에 각각 설치되어 제1 플랜지와 제2 플랜지를 연결하는 제1 보강부;
상기 길이방향을 따라 설치되어 제1 플랜지와 제2 플랜지를 구조적으로 연결하는 연결부재; 및
상기 상단과 하단의 제1 보강부와 제1 플랜지 및 제2 플랜지에 의해서 형성되는 공간을 채우도록 타설되어 형성된 프리캐스트 콘크리트 부재;를 포함하고,
상기 길이방향을 따라 제1,2 플랜지에 수직으로 연속적으로 설치되어 제1,2 플랜지를 서로 연결하는 평판 형상의 웨브를 구비하지 않으며,
제1 플랜지의 양측 및 제2 플랜지의 양측에는 상기 길이방향을 따라 약축 보강판(65)이 설치된 것을 특징으로 하는 철골 철근 프리캐스트 콘크리트 기둥.
기둥의 길이방향을 따라 길게 연장된 제1 플랜지;
제1 플랜지와 평행하도록 상기 길이방향을 따라 길게 연장된 제2 플랜지;
적어도 기둥의 상단과 하단에 각각 설치되어 제1 플랜지와 제2 플랜지를 연결하는 제1 보강부;
상기 길이방향을 따라 설치되어 제1 플랜지와 제2 플랜지를 구조적으로 연결하는 연결부재; 및
상기 상단과 하단의 제1 보강부와 제1 플랜지 및 제2 플랜지에 의해서 형성되는 공간을 채우도록 타설되어 형성된 프리캐스트 콘크리트 부재;를 포함하고,
상기 길이방향을 따라 제1,2 플랜지에 수직으로 연속적으로 설치되어 제1,2 플랜지를 서로 연결하는 평판 형상의 웨브를 구비하지 않으며,
제1 보강부는,
상기 상단과 하단에서 제1 플랜지와 제2 플랜지를 연결하도록 수평으로 설치된 수평판(31); 및
수평판과 수직이 되도록 설치된 수직판;을 구비하고,
수평판(31)은 상기 공간에 타설된 콘크리트가 상기 상단과 하단을 통해 외부로 배출되는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 철골 철근 프리캐스트 콘크리트 기둥.
기둥의 길이방향을 따라 길게 연장된 제1 플랜지;
제1 플랜지와 평행하도록 상기 길이방향을 따라 길게 연장된 제2 플랜지;
적어도 기둥의 상단과 하단에 각각 설치되어 제1 플랜지와 제2 플랜지를 연결하는 제1 보강부;
상기 길이방향을 따라 설치되어 제1 플랜지와 제2 플랜지를 구조적으로 연결하는 연결부재; 및
상기 상단과 하단의 제1 보강부와 제1 플랜지 및 제2 플랜지에 의해서 형성되는 공간을 채우도록 타설되어 형성된 프리캐스트 콘크리트 부재;를 포함하고,
상기 길이방향을 따라 제1,2 플랜지에 수직으로 연속적으로 설치되어 제1,2 플랜지를 서로 연결하는 평판 형상의 웨브를 구비하지 않으며,
보와 연결되는 부분에 설치된 제2 보강부(50)를 구비하고,
제2 보강부(50)는,
제1 플랜지의 일측(11)과 제2 플랜지의 일측(21)을 연결하도록 상기 길이방향으로 설치된 제1 외부평판(51);
제1 플랜지의 타측(12)과 제2 플랜지의 타측(22)을 연결하도록 상기 길이방향으로 설치된 제2 외부평판(52);
제1,2 플랜지를 서로 연결하도록 상기 길이방향으로 설치된 제1 내부평판(53); 및
제1 내부평판과 제1 외부평판 및, 제1 내부평판과 제2 외부평판을 서로 연결하도록 상기 길이방향으로 설치된 제2 내부평판(54);을 구비하고,
제1,2 플랜지와 제1,2 외부평판 및 제1,2 내부평판 사이에 형성된 공간을 통해서 콘크리트가 이동될 수 있는 것을 특징으로 하는 철골 철근 프리캐스트 콘크리트 기둥.
제4항에 있어서,
제1,2 내부평판 중 적어도 어느 하나는 제1,2 외부평판 보다 상,하측으로 더 연장되고, 상기 적어도 어느 하나의 상,하단에는 지압판이 설치된 것을 특징으로 하는 철골 철근 프리캐스트 콘크리트 기둥.
기둥의 길이방향을 따라 길게 연장된 제1 플랜지;
제1 플랜지와 평행하도록 상기 길이방향을 따라 길게 연장된 제2 플랜지;
적어도 기둥의 상단과 하단에 각각 설치되어 제1 플랜지와 제2 플랜지를 연결하는 제1 보강부;
상기 길이방향을 따라 설치되어 제1 플랜지와 제2 플랜지를 구조적으로 연결하는 연결부재; 및
상기 상단과 하단의 제1 보강부와 제1 플랜지 및 제2 플랜지에 의해서 형성되는 공간을 채우도록 타설되어 형성된 프리캐스트 콘크리트 부재;를 포함하고,
상기 길이방향을 따라 제1,2 플랜지에 수직으로 연속적으로 설치되어 제1,2 플랜지를 서로 연결하는 평판 형상의 웨브를 구비하지 않으며,
보와 연결되는 부분에 설치된 제2 보강부(150)(350)를 구비하고,
제2 보강부(150)(350)는,
제1 플랜지와 제2 플랜지를 연결하도록 상기 길이방향으로 설치되고, 타설된 콘크리트가 통과하기 위한 관통공(151a)(351a)이 형성된 제1 연결판(151)(351);을 구비하는 것을 특징으로 하는 철골 철근 프리캐스트 콘크리트 기둥.
제6항에 있어서,
제2 보강부(150)(350)는,
제1 연결판과 수직이 되도록 제1 연결판에 상기 길이방향으로 설치된 제2 연결판(152)(352);
제2 연결판의 끝단에 상기 길이방향으로 설치된 제3 연결판(153)(353); 및
보와 연결하기 위해 제3 연결판에 설치된 결합판(92);을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 철골 철근 프리캐스트 콘크리트 기둥.
기둥의 길이방향을 따라 길게 연장된 제1 플랜지;
제1 플랜지와 평행하도록 상기 길이방향을 따라 길게 연장된 제2 플랜지;
적어도 기둥의 상단과 하단에 각각 설치되어 제1 플랜지와 제2 플랜지를 연결하는 제1 보강부;
상기 길이방향을 따라 설치되어 제1 플랜지와 제2 플랜지를 구조적으로 연결하는 연결부재; 및
상기 상단과 하단의 제1 보강부와 제1 플랜지 및 제2 플랜지에 의해서 형성되는 공간을 채우도록 타설되어 형성된 프리캐스트 콘크리트 부재;를 포함하고,
상기 길이방향을 따라 제1,2 플랜지에 수직으로 연속적으로 설치되어 제1,2 플랜지를 서로 연결하는 평판 형상의 웨브를 구비하지 않으며,
제1 플랜지와 제2 플랜지에는 상기 공간을 향하도록 스터드가 설치된 것을 특징으로 하는 철골 철근 프리캐스트 콘크리트 기둥.
기둥의 길이방향을 따라 길게 연장된 제1 플랜지, 제1 플랜지와 평행하도록 상기 길이방향을 따라 길게 연장된 제2 플랜지, 적어도 기둥의 상단과 하단에 각각 설치되어 제1 플랜지와 제2 플랜지를 연결하는 제1 보강부, 상기 길이방향을 따라 설치되어 제1 플랜지와 제2 플랜지를 구조적으로 연결하는 연결부재 및, 상기 상단과 하단의 제1 보강부와 제1 플랜지 및 제2 플랜지에 의해서 형성되는 공간을 채우도록 타설되어 형성된 프리캐스트 콘크리트 부재를 포함하고, 상기 길이방향을 따라 제1,2 플랜지에 수직으로 연속적으로 설치되어 제1,2 플랜지를 서로 연결하는 평판 형상의 웨브를 구비하지 않는 기둥; 및,
상기 기둥의 제1,2 플랜지의 외부면에 바깥쪽으로 설치된 스터드(62); 및
상기 기둥의 둘레에 형성된 현장타설 콘크리트;를 포함하고,
상기 제1 보강부는 상기 공간에 타설된 콘크리트가 상기 상단과 하단을 통해 외부로 배출되는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 철골 철근 프리캐스트 콘크리트 기둥.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항의 기둥; 및
상기 기둥의 제1,2 플랜지의 외부면에 바깥쪽으로 설치된 스터드(62); 및
상기 기둥의 둘레에 형성된 현장타설 콘크리트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 철골 철근 프리캐스트 콘크리트 기둥.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항의 기둥을 제조하는 방법에 있어서,
(a1) 기둥의 길이방향을 따라 길게 연장된 제1 플랜지, 제1 플랜지와 평행하도록 상기 길이방향을 따라 길게 연장된 제2 플랜지, 적어도 기둥의 상단과 하단에 각각 설치되어 제1 플랜지와 제2 플랜지를 연결하는 제1 보강부, 및 상기 길이방향을 따라 설치되어 제1 플랜지와 제2 플랜지를 구조적으로 연결하는 연결부재를 구비하는 철골을 준비하는 단계;
(a2) 제1 플랜지의 일측(11)과 제2 플랜지의 일측(21)이 타설용 테이블에 접하도록 상기 철골을 눕힌 상태에서 상기 상단과 하단의 제1 보강부와 제1 플랜지 및 제2 플랜지에 의해서 형성되는 공간을 채우도록 콘크리트를 타설하는 단계;를 포함하고,
상기 (a2) 단계는 프리캐스트 공정이고, 상기 공간을 채우기 위한 콘크리트 타설은 한번에 이루어지는 것을 특징으로 하는, 철골 철근 프리캐스트 콘크리트 기둥의 제조방법.
제11항에 있어서,
제1 보강부는 상기 상단과 하단에서 제1 플랜지와 제2 플랜지를 연결하도록 수평으로 설치된 수평판(31)을 구비하고, 수평판(31)은 상기 공간에 타설된 콘크리트가 상기 상단과 하단을 통해 외부로 배출되는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는, 철골 철근 프리캐스트 콘크리트 기둥의 제조방법.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항의 기둥을 보와 연결하는 방법에 있어서,
(b1) 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항의 기둥을 준비하는 단계; 및
(b2) 상기 기둥에 보를 연결하는 단계;를 포함하고,
상기 (b1) 단계에서 기둥의 콘크리트 부재는 프리캐스트로 제작된 것을 특징으로 하는 시공방법.
제13항에 있어서,
상기 보는,
보의 길이방향을 따라 길게 연장된 상판(610);
상판과 평행하도록 보의 길이방향을 따라 길게 연장된 하판(620);
적어도 보의 양측 단부에 각각 설치되어 상판과 하판을 연결하는 제3 보강부(630);
보의 길이방향을 따라 설치되어 상판과 하판을 구조적으로 연결하는 연결부재; 및
상기 양측 단부의 제3 보강부(630)와 상판 및 하판에 의해서 형성되는 공간을 채우도록 타설되어 형성된 콘크리트 부재(640);를 포함하고,
상기 콘크리트 부재(640)는 프리캐스트로 제조된 것을 특징으로 하는 시공방법.
제14항에 있어서,
상기 보의 연결부재는 래티스 철근, 래티스 철선, 이형철근, 타공철판, 강관, 철판망(expanded metal) 중 어느 하나로 이루어지고,
래티스 철근은 상기 길이방향을 따라 반복적으로 절곡되어 상판과 하판에 교대로 결합되거나 복수 개가 서로 이격되어 설치되어 상판과 하판을 연결하고,
타공철판과 강관은 복수 개가 서로 이격되도록 설치되어 상판과 하판을 연결하며,
철판망은 상판과 하판을 연결하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 시공방법.
제14항에 있어서,
상기 보는 다른 보와 연결되는 부분에 설치된 제4 보강부(650)를 구비하고,
제4 보강부는,
상판과 하판을 연결하도록 보의 길이방향으로 설치된 제3 연결판(651);
상기 길이방향 및 제3 연결판(651)과 수직이 되도록 설치된 제4 연결판(652);을 구비하는 것을 특징으로 하는 시공방법.