KR101314081B1 - 라멘구조물의 양 벽체부와 상판 연결시공방법 - Google Patents

라멘구조물의 양 벽체부와 상판 연결시공방법 Download PDF

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안창일
김영진
강재윤
김병석
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(주)서현컨스텍
한국건설기술연구원
안창일
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Abstract

라멘구조물의 우각부에 있어 상판과 벽체부를 보다 신속하고 경제적으로 연결시키는 방법에 대한 것으로서, 상기 방법은 (a) 외측 상면 또는 외측 측면으로부터 상방으로 연장된 수직벽 형태의 외측마감판이 형성된 양 벽체부를 저판에 설치하고, (b) 상기 벽체부 내측 상면 사이에 상판을 거치하여 형성된 우각부 공간(S)에 벽체부 상면 및 상판 단부면으로부터 인출되어 겹쳐진 U형 고리 형태의 내부철근을 우각부 종방향철근으로 연결시키고, (c) 상기 우각부 공간(S)에 콘크리트를 타설하여 U형 고리 형태의 내부철근에 우각부 종방향철근이 매립되도록 하는 단계를 포함한다.

Description

라멘구조물의 양 벽체부와 상판 연결시공방법{RETAINING WALL AND UPEER STRUCTURE CONNECTION METHOD FOR RAHMEN STRUCTURE}
본 발명은 라멘구조물의 양 벽체부와 상판 연결시공방법에 관한 것이다 더욱 구체적으로 라멘구조물의 우각부에 있어 상판과 벽체부를 보다 신속하고 경제적으로 연결시키는 방법에 대한 것이다.
종래 라멘구조물 철근 배근구조가 도 1a에 소개되어 있다.(등록실용신안 20-0222515호)
즉 라멘구조물(10)의 우각부에는 외측둘레를 따라 기초철근(12)이 배설되어 있고, 상기 기초철근(12)에 소정의 간격을 두고 수평벽체철근(14)과 수직벽체철근(16)이 각각 배근되어 있다. 그리고 라멘구조물(10)의 모서리부에 대해 대략 45°경사방향으로 헌치철근(18)이 배설되어 있으며, 상기 헌치철근(18)에 대해 수직방향으로 스트럽철근(11)이 형성되어 있는 한편, 상기 스트럽철근(11)에 가로질러 용심철근(12)이 배근된다고 소개하고 있다.
그런데, 이러한 종래 라멘구조물의 우각부는 정/부 휨모멘트로 인해 우각부 주변에 균열이 발생되는데, 특히 스트럽철근(11)과 용심철근(12) 사이로 균열이 발생 설치되는 문제점이 있었다. 즉 스트럽철근(11)과 용심철근(12)은 부방향의 휨모멘트를 예방할 수 있으나, 정방향의 휨모멘트에 의해 인장균열이 발생한다는 문제점이 있었다.
이에 도 1b와 같이 라멘구조물(10)의 외측둘레를 따라 기초철근(12)이 배설되고, 상기 기초철근(12)과 소정의 간격을 두고 수평벽체철근(14)과 수직벽체철근(16)이 각각 배설되되 상기 수평벽체철근(14)과 수직벽체철근(14,16)의 선단에는 절곡부(14a,16a)가 형성되어 서로 맞닿아 연결되는 한편, 상기 라멘구조물(10)의 모서리부에 경사지게 헌치철근(18)이 배근되고 그 선단이 상기 기초철근(12)과 연결된 라멘구조물(10)의 철근 배근구조도 소개하고 있다.
나아가 도 1c는 라멘구조물의 다른 우각부 철근 상세를 개시하고 있다.
즉 프리캐스트 상부 세그먼트(31)의 연결철근(33)이 프리캐스트 상부 세그먼트(31)의 내부로부터 단부면으로 돌출되어 우각부 공간(S)으로 연장시키게 된다.
또한 연결철근(33)은 우각부 철근(37)과 서로 연결되어 양 벽체부 세그먼트(22)와 프리캐스트 상부 세그먼트(31)가 서로 구조적으로 일체화되도록 하게 된다.
상기 우각부 철근(37)은 양 벽체부 세그먼트(22) 상면으로부터 상기 우각부 형성공간(S)으로 돌출되어 프리캐스트 상부 세그먼트(31)의 상부로 절곡되어 연장되도록 배치된다.
이때, 상기 프리캐스트 상부 세그먼트(31) 상면에는 상부 콘크리트(34)의 부착 성능 확보를 위하여 역 ㄷ 자 형태의 전단철근(35)도 형성되어 있음을 알 수 있다.
특히 상기 우각부 철근(37)은 벽체부 세그먼트(22) 상면으로 일단 수직으로 연장된 상태로 벽체부 세그먼트(22)에 형성된 있다가 현장에서 최종 프리캐스트 상부 세그먼트(31)의 상부로 절곡되도록 하는 작업으로 최종 배근되는데 이러한 우각부 철근은 각 프리캐스트 상부 세그먼트(31)마다 복수개가 형성되어 있고 프리캐스트 상부 세그먼트(31) 자체도 종방향으로 복수개가 설치되다 보니 우각부 철근(37)의 절곡 작업이 계속 반복될 수밖에 없어 우각부 철근 절곡에 의한 공기의 지연, 절곡 작업 공간 확보가 필요하여 가시설 조립 및 해체 비용에 따른 안전사고 발새 및 공사비 증가요인이 될 수밖에 없었다.
하지만 종래 우각부 철근 및 상기 연결철근은 우각부에서 필연적으로 배근해야 하므로 종래 우각부 철근들의 배근상의 문제점을 해결하는 것은 라멘구조물 시공성 및 경제성 확보에 있어 매우 중요함을 알 수 있다.
이에 본 발명은 라멘구조물 우각부에서 철근을 절곡하는 작업을 배제시키게 된다. 그러면서도 우각부에 타설되는 콘크리트에 균열 등 하자가 발생하지 않도록 우각부 품질관리가 가능하도록 함으로서 보다 효율적이고 경제적인 라멘구조물의 양 벽체부와 상판 연결시공방법 제공을 해결하고자 하는 과제로 한다.
상기 과제를 달성하기 위하여
첫째, 라멘구조물의 우각부에서 양 벽체부와 상판은 프리캐스트 방식으로 미리 제작하여 양 벽체부 내측 상면 사이에 상판을 배치함으로서 우각부 공간(S)을 확보하고 종래 양 벽체부 상면으로부터 연장되어 상판 상부로 절곡되도록 배근되는 우각부 철근을 배제하고 상기 우각부 철근의 기능 즉, 우각부 보강 및 벽체부와 상판의 연결기능을 초고성능 콘크리트(UHPC) 타설과 양 벽체부와 상판 내부에서 연장되는 U형 고리 형태의 내부철근과 우각부 종방향철근을 서로 간단하게 연결시키는 작업을 통해 확보할 수 있도록 하였다.
둘째, 작업 공간 확보하기 어려운 라멘구조물의 우각부에 있어 달리 거푸집 없이 초고성능 콘크리트(Ultra High Performance Concrete, 이하, "UHPC"라고 약칭함) 타설할 수 있도록 양 벽체부는 외측마감벽체가 미리 형성되도록 하여 우각부에 있어 시공성이 증진될 수 있도록 하였다.
셋째, 상기 우각부 공간에 있어 초고성능 콘크리트(UHPC)가 벽체부 및 상판의 상면과 단부면에 각각 형성된 전단홈에 충전되도록 함으로서 초고성능 콘크리트와의 접촉면적이 커지기 때문에 벽체부 및 상판의 일체화에 유리하고, 전단홈을 따라 침투하는 유수 등의 침투경로가 길어져 지수효과에 더욱 효과적이도록 하였다.
넷째, 상기 벽체부와 저판은 초고성능 콘크리트(UHPC)로 제작된 콘크리트 힌지를 이용하는 등의 방식으로 구조적으로 보다 효과적으로 연결 설치되도록 하였다.
본 발명에 의하여 상판과 벽체부를 강결되도록 함에 있어서 우각부에서 철근 조립작업이 단순해지기 때문에 시공성 및 경제성을 충분히 확보할 수 있고, 초고성능 콘크리트(UHPC)로 우각부를 형성시켜 품질관리 및 유지보수에 매우 유리한 효과를 가지게 된다.
도 1a, 도 1b 및 도 1c는 종래 우각부 철근 상세의 예들에 대한 시공도,
도 2a 및 도 2b는 본 발명에 의한 벽체부과 상판의 분해 사시도 및 시공사시도,
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 벽체부와 상판의 시공사시도,
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 벽체부와 저판의 시공사시도,
도 5a, 도 5b, 도 5c 및 도 5d는 본 발명의 라멘구조물의 양 벽체부와 상판 연결시공방법 순서도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
[ 본 발명의 벽체부(200)와 상판(300)의 연결]
[실시예 1]
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 실시예 1에 의한 벽체부(200)와 상판(300)의 분해 사시도 및 시공사시도이다.
먼저 본 발명은 벽체부와(200)와 상판(300)을 프리캐스트 방식으로 제작된 것을 기준으로 살펴본다.
먼저 도 2a와 같이 벽체부(200)는 라멘구조물에 있어 저판(100) 양 측단 상면에 설치되는 벽체구조물로서 철근콘크리트 구조물로 제작된다.
일정한 두께와 높이를 가직 수직벽체인데 제작, 운반 및 시공을 고려하여 종방향으로 일정한 길이를 가지도록 직육면체 형태로 제작되어 저판 양 측단 상면에 복수개를 종방향으로 서로 연결시켜 가면서 설치하게 된다.
이러한 벽체부(200)는 내부철근이 배근되도록 하는데 종전에는 도 1c와 같이 우각부 철근(33)으로 사용하기 위하여 내부철근을 벽체부 상면으로부터 인출시켜 상판(300)의 상면으로 절곡시켜 연장(정착장 확보)되도록 하다 보니 철근 절곡 작업이 반복(종방향으로 연결 설치되는 벽체부에 복수개의 내부철근이 존재)되어 시공성이 크게 낮아진다는 문제점이 있었다.
이에 본 발명은 벽체부(200) 상면으로부터 인출되는 내부철근을 절곡시키는 작업을 없애기 위하여 내부철근은 미리 공장에서 벽체부 상면으로부터 인출되어 절곡되어 다시 벽체부 상면으로 삽입시켜 전체적으로 U형 고리 형태로 형성시키기 된다.
이러한 U형 고리 형태의 내부철근(210)은 벽체부 상면에 수직으로 종방향으로 복수개가 이격되어 형성되어 있게 된다.
나아가 양 벽체부(200)의 외측 상면(B)에는 수직판 형태의 외측마감판(220)이 돌출되어 일정한 높이를 가지도록 하는데 이러한 높이는 후술되는 상판(300)의 상면과 일치되도록 형성시키게 된다.
상기 상판(300)도 역시 철근콘크리트 부재로서 프리캐스트 방식으로 제작한 것을 사용하되 양 벽체부(200) 내측 상면(A)에 양 단부가 지지되는 판형부재로 제작한 것을 이용하여 달리 상판 시공을 위하여 콘크리트 타설 작업(도 1c의 상부 콘크리트(34))이 필요 없도록 하였다.
이러한 상판(300)은 양 단부의 단면높이가 양 단부 사이의 단면높이보다 큰 판형부재로서 제작된 것을 이용하여 역시 종방향으로 복수개를 연결시켜 라멘구조물을 시공할 수 있다.
이러한 상판(300)의 양 단부면에도 U형 고리 형태의 내부철근(310)이 수평으로 인출되도록 되어 있으며 상판의 단부면에 역시 종방향으로 복수개가 이격되어 형성되어 있음을 알 수 있다.
이에 상판(300)을 벽체부(200) 내측 상면 사이에 거치되도록 설치하게 되면 벽체부(200)의 외측마감판(220)과 상판(300)의 양 단부면 사이의 빈 공간이 형성됨을 알 수 있다.
이러한 빈 공간은 우각부 공간(S)으로 이용된다.
도 2b를 참조하면 양 벽체부(200) 사이에 상판(300)이 거치되어 설치된 상태로 되어있음을 알 수 있는데 이러한 거치 상태에서 우각부 공간(S)에 벽체부(200)와 상판(300)의 U형 고리 형태의 내부철근(210,310)이 서로 겹쳐지도록 배치됨을 알 수 있다.
이에 상기 서로 겹쳐진 U형 고리 형태의 내부철근(210,310)들은 우각부 종방향철근(340)에 의하여 서로 연결시키게 됨을 알 수 있다.
다음으로 상기 U형 고리 형태의 내부철근(210,310), 우각부 종방향철근(600)이 매립되도록 우각부 공간(S)에 우각부 콘크리트로서 초고성능 콘크리트(Ultra High Performance Concrete, 이하, "UHPC"라고 약칭함)를 타설하게 된다.
상기 초고성능 콘크리트는 이러한 통상 100MPa 이상의 압축강도를 가진 콘크리트를 초고성능 콘크리트라 지칭하고 이러한 UHPC를 이용한 UHSC 구조물(Ultra High Strength Concrete, 초고강도 콘크리트 구조물)의 제작 등에 대해서는 이미 공개특허(10-2011-67761호) 등에 이미 개시되어 있는데 압축강도가 매우 높고 워커빌리티가 매우 높기 때문에 본 발명과 같이 휨 모멘트가 크게 작용하는 우각부에 있어 매우 유용하게 된다.
이에 초고성능 콘크리트는 압축강도가 매우 높기 때문에 콘크리트를 보강하기 위한 철근들을 많이 배근할 필요가 없어 특히 라멘구조물 우각부 콘크리트로서 매우 유용하게 된다.
이에 본 발명의 우각부에서는 종래 우각부 철근들과 같이 정착장을 확보하기 위한 노력을 하지 않아도 되기 때문에 우각부 철근의 배근 작업이 매우 단순해진다. 즉 서로 겹쳐진 U형 고리 형태의 내부철근(210,310)을 우각부 종방향철근(600)으로 연결시키는 작업 정도로 우각부 철근 배근 작업이 완료될 수 있고 이러한 작업은 우각부 공간(S)에서 충분히 작업 가능하므로 철근 절곡등을 위한 동바리등의 가설 장비등이 필요없고 수직판 형태의 외측마감판(220)과 상판의 양 단부면을 거푸집으로 이용하므로 우각부 콘크리트로서 초고성능 콘크리트 타설을 위한 거푸집을 별도 설치 않아도 되는 장점이 있게 된다.
[실시예 2]
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 실시예 2에 의한 벽체부(200)와 상판(300)의 분해 사시도 및 시공사시도이다.
이러한 실시예 2는 실시예 1과 대비하여 우각부 공간(S)의 형태 및 외측마감판(220)의 형성위치에 차이가 있다. 이에 구체적으로 살펴보면,
역시 실시예 2에 있어서도 벽체부(200)와 상판(300)을 프리캐스트 방식으로 제작된 것을 기준으로 살펴본다.
벽체부(200)는 라멘구조물에 있어 저판(100) 양 측단 상부에 설치되는 벽체구조물로서 철근콘크리트 구조물로 제작됨은 동일하다.
이러한 벽체부(200)는 일정한 두께와 높이를 가직 수직벽체인데 제작 및 운반등을 고려하여 종방향으로 일정한 길이를 가지도록 역시 직육면체 형태로 제작되어 저판 양 측단 상면에 복수개를 종방향으로 서로 연결시켜 가면서 설치하게 된다.
또한 벽체부(200) 상면으로부터 인출되는 내부철근을 절곡시키는 작업을 없애기 위하여 내부철근은 미리 공장에서 상면으로부터 인출되어 절곡되어 다시 벽체부 상면으로 삽입시켜 전체적으로 U형 고리로 형성시키기 됨은 동일하다.
이러한 U형 고리 형태의 내부철근(210)은 벽체부 상면에 수직으로 종방향으로 복수개가 이격되어 형성되어 있게 된다.
나아가 양 벽체부의 외측 측면(C)에는 수직판 형태의 외측마감판(220)이 더 돌출되어 일정한 높이를 가지도록 하는데 이러한 역시 높이는 후술되는 상판(300)의 상면과 일치되도록 형성시키게 된다.
이는 실시예 1과 대비하여 우각부 공간(S)을 좀 더 크게 확보할 수 있게 되는 효과가 있다.
나아가 실시예 2의 벽체부(200)의 상면은 전단홈(230)이 형성되어 있는데 상기 전단홈은 표면(F1)보다 하부공간(F2)이 더 큰 항아리 형태로 형성되어 있음을 알 수 있다. 이에 초고성능 콘크리트(Ultra High Performance Concrete, 이하, "UHPC"라고 약칭함)와의 접촉면적이 커지기 때문에 일체화에 유리하고, 전단홈(230)을 따라 침투하는 유수 등의 침투경로가 길어져 지수효과에 더욱 효과적이게 된다.
상기 상판(300)도 역시 철근콘크리트 부재로서 프리캐스트 방식으로 제작한 것을 사용하되 양 벽체부(200) 내측 상면(A)에 양 단부가 지지되는 판형부재로 제작한 것을 이용하여 달리 상판 시공을 위하여 콘크리트 타설 작업이 필요 없도록 함은 동일하다.
이러한 상판(300)은 양 단부의 단면높이가 양 단부 사이의 단면높이보다 큰 판형부재로서 제작된 것을 이용함도 동일하다.
이러한 상판(300)의 양 단부면에도 U형 고리 형태의 내부철근(310)이 수평으로 인출되도록 되어 있으며 상판의 단부면에 역시 종방향으로 복수개가 이격되어 형성되어 있음을 알 수 있다.
나아가 상판(300)의 양 단부면에도 벽체부에 형성된 전단홈과 동일하게 전단홈(330)이 형성되어 있으며 이러한 전담홈(330)도 표면보다 하부공간이 더 큰 항아리 형태로 형성되어 있음을 알 수 있다. 이에 역시 초고성능 콘크리트(Ultra High Performance Concrete, 이하, "UHPC"라고 약칭함)와의 접촉면적이 커지기 때문에 일체화에 유리하고, 전단홈(230)을 따라 침투하는 유수 등의 침투경로가 길어져 지수효과에 더욱 효과적이게 된다.
이에 역시 상판(300)을 벽체부(200) 내측면 사이에 거치되도록 설치하게 되면 벽체부(200)의 외측마감판(220)과 상판(300)의 양 단부면 사이의 빈 공간이 형성됨을 알 수 있다.
이러한 빈 공간은 우각부 공간(S)으로 이용되는데 전단홈(230,330)에 의하여 실시예 1보다 실시예 2에서의 우각부 공간(S)은 더 커지게 됨을 알 수 있다.
도 3b를 참조하면 역시 양 벽체부(200) 사이에 상판(300)이 거치되어 설치된 상태로 되어있음을 알 수 있는데 이러한 거치 상태에서 우각부 공간(S)에 벽체부(200)와 상판(300)의 U형 고리 형태의 내부철근(210,310)이 서로 겹쳐지도록 배치됨을 알 수 있다.
이에 상기 서로 겹쳐진 U형 고리 형태의 내부철근(210,310)들은 역시 우각부 종방향철근(600)에 의하여 서로 연결시키게 됨을 알 수 있다.
다음으로 상기 U형 고리 형태의 내부철근(210,310), 우각부 종방향철근(600)이 매립되도록 우각부 공간(S)에 우각부 콘크리트로서 초고성능 콘크리트(Ultra High Performance Concrete, 이하, "UHPC"라고 약칭함)를 타설하게 된다.
실시예 2에 있어서는 벽체부의 외측 측면에 수직판 형태의 외측마감판(220)이 형성되어 있고 벽체부의 상면과 상판의 양 단부면에 전단홀들이 더 형성되어 있으므로 "UHPC"와의 접촉면적들이 증가하여 교대부와 상판의 일체성 확보에 유리하다.
또한 "UHPC"가 타설되어 경화되면 전단홈에 의하여 경화된 "UHPC"이 전단홈으로부터 인발되려고 할때 전단홈에 의하여 상기 인발이 구속되어 우각부 공간에 채워진 "UHPC"의 균열 등을 효과적으로 제어할 수 있게 된다.
이에 역시 실시예 2에 있어서도 우각부에서는 종래 우각부 철근들과 같이 정착장을 확보하기 위한 노력을 하지 않아도 되기 때문에 우각부 철근의 배근 작업이 매우 단순해진다. 즉 역시 서로 겹쳐진 U형 고리 형태의 내부철근(210,310)을 우각부 종방향철근(600)으로 연결시키는 작업 정도로 우각부 철근 배근 작업이 완료될 수 있고 이러한 작업은 실시예 1보다 더 커진 우각부 공간(S)에서 충분히 작업 가능하므로 철근 절곡등을 위한 동바리등의 가설 장비 등이 필요 없고 수직판 형태의 외측마감판(220)과 상판의 양 단부면을 거푸집으로 이용하므로 우각부 콘크리트로서 초고성능 콘크리트 타설을 위한 거푸집을 별도 설치 않아도 되는 장점이 있음은 동일하다.
[ 본 발명의 벽체부(200)와 저판(100)의 연결]
본 발명의 벽체부(200)와 저판(100)의 연결은 아래 실시예 1,2,3으로 살펴본다.
[실시예 1]
실시예 1에 의한 벽체부(200)는 벽체(250)와 기둥지지부(240)로 형성시키게 된다. 도 4a를 기준으로 살펴보면,
상기 벽체(250)는 벽체에 파여진 홈 형태의 오목홈(252)이 형성되어 외곽리브(251)가 자연스럽게 형성되도록 하고 이에 오목홈(252)에 의한 콘크리트 배제 효과에 의하여 벽체부(200)의 자중을 감소시킬 수 있도록 하게 된다.
상기 벽체(250)의 양 측면에 형성된 외곽리브(251)에는 관통홀이 종방향으로 형성되도록 하여 긴장재가 삽입되어 관통될 수 있도록 하게 된다.
또한 양 측면은 수직홈 형태의 연결홈(253)이 벽체(250)의 전체 높이에 걸쳐 형성되도록 하여 벽체와 기둥지지부의 연결부위에 인접한 다른 벽체의 연결홈(253)과 서로 접하여 충진재가 채워질 수 있도록 하게 된다.
상기 기둥지지부(240)는 벽체(250)의 저면에 서로 종방향으로 서로 이격되어 있음을 알 수 있으며 양 측면의 직 하방에 위치하도록 형성된 블록 형태로서 벽체(250)를 지지하면서 기본적으로 벽체(250)의 자립이 가능하도록 하는 역할을 하게 된다.
이에 기둥지지부(240)와 벽체(250) 저면 사이의 공간에 후술되는 저판용 현장 타설 콘크리트가 타설되어 벽체(250)와 저판(100)이 서로 구조적으로 일체화되도록 하게 된다.
이러한 구조적 일체성 확보를 위해 기둥지지부(240) 사이의 하부공간(S)에는 벽체부 저면으로부터 돌출 연장된 하부철근(260)이 형성되어 있음을 알 수 있다.
또한 상기 기둥지지부(240)의 양 측면에도 관통홀이 형성되도록 하여 긴장재가 역시 삽입되어 관통될 수 있도록 하게 된다.
이에 벽체부(200)의 벽체(250)와 기둥지지부(240)에 형성된 관통홀에 긴장재를 삽입하고 긴장재의 양 단부를 외곽리브(212)와 기둥지지부(240) 에서 정착시켜 벽체(250)가 서로 압착되도록 함을 알 수 있는데 이로서 벽체(250)의 상부 및 하부 모두 압착시킬 수 있게 됨을 알 수 있다.
이러한 긴장재에 의하여 벽체(250)는 종방향으로 서로 구조적 일체성을 충분히 확보할 수 있게 된다.
또한 벽체의 연결홈(253)이 서로 접하고 있어 연결홈에 의한 수직홀 형태의 공간에 충진재를 충진시켜 벽체부의 측면에 돌출되도록 형성시킨 다웰바에 의하여 연결부위의 벽체부 연결성능을 확보함과 더불어 수밀성도 확보할 수 있도록 하게 된다.
이때 연결부위의 연결홈 접면에는 실런트로 처리하고 방수시트를 설치하여 수밀성을 충분히 확보할 수 있도록 하게 된다.
상기 저판(100)은 현장 타설 콘크리트에 의하여 일정한 두께를 가지도록 형성되는데 상기 벽체(250) 하부의 하부공간에도 함께 충진되도록 하고 벽체(250) 하부로부터 배면부로 연장되도록 미 도시된 거푸집을 이용하여 시공함으로서 벽체(250)와 강결되도록 하게 된다.
이로서 본 발명의 벽체부(200)는 하부 및 상부 모두 종방향으로의 연결성능을 충분히 확보할 수 있도록 하면서 수밀성도 함께 확보할 수 있고 벽체의 부등침하에 효과적으로 대응할 수 있게 됨을 알 수 있다.
[실시예 2]
실시예 2는 콘크리트 힌지를 이용하여 벽체부(200)와 저판(100)을 서로 연결시키는 방식으로서 도 4b 및 도 4c를 기준으로 살펴보면,
도 4b는 본 발명의 콘크리트 힌지(400)의 작용 사시도이다.
상기 콘크리트 힌지(400)는 라멘구조물에 있어 벽체부(200)와 저판(100)과 연결부위에 설치되는 콘크리트로 제작된 힌지(Hinge)이다.
먼저, 상기 저판(100) 예컨대 현장 타설콘크리트 방식으로 시공된다. 즉 저판 거푸집(미도시)을 이용하여 소정의 두께를 가진 바닥판 형태의 저판(100)을 시공하게 되는데 라멘구조물이 설치되어야 할 지반을 터파기 후 미도시 되었지만 저판 푸집을 미리 설치하고 저판 거푸집 내부에 내부철근을 배근하되 본 발명의 콘크리트 구면오목부(410)의 상면이 노출되도록 세팅시키게 된다.
상기 콘크리트 구면오목부(410)는 콘크리트 블록체로 제작한 것으로서 상면 중앙부에는 구면오목홈(411)이 형성되어 있고, 구면오목홈(411) 주위는 수평상면부(412)로 형성되어 있음을 알 수 있다.
이러한 콘크리트 구면오목부(410)는 미리 공장 제작된 것을 받침대(413)를 이용하여 저판 거푸집 상면에 세팅시키게 된다.
이에 저판 거푸집에 저판 콘크리트를 타설함으로서 콘크리트 구면오목부(410)가 매립되면서 그 상면이 노출되도록 본 발명의 저판(100)이 형성될 수 있게 됨을 알 수 있다.
이에 상기 콘크리트 구면오목부(410)에 힌지 연결되는 것이 벽체부(200)이다.
이러한 벽체부(200)의 하단부에는 콘크리트 구면오목부(410)에 힌지 연결될 수 있도록 콘크리트 구면볼록부(420)가 형성되어 있음을 알 수 있다.
이때 상기 콘크리트 구면볼록부(420) 역시 콘크리트 블록체로 제작된 것으로서 저면에 구면볼록부(421)가 형성되어 있고, 구면볼록부(421) 주위는 수평저면부(422)로 형성되어 있음을 알 수 있다.
이에 상기 구면볼록부(421)는 구면오목홈(411)에 삽입되어 회전이 가능하므로 저판(100)에 벽체부(200)가 서로 힌지 연결되도록 함을 알 수 있다.
이때 수평저면부(422)는 수평상면부(412)에 접하지 않도록 구면볼록부(421)는 구면오목홈(411)에 삽입되어 회전하게 되며, 과도한 회전을 방지할 수 있어 저판(100)에 벽체부(200) 시공 시 등에 있어 전도되는 현상을 방지할 수 있게 된다.
나아가 상기 콘크리트 구면오목부(410)에 콘크리트 구면볼록부(420)가 삽입되어 회전될 때 접촉면에 있어 서로 파손될 수 있다.
이에 본 발명은 콘크리트 구면오목부(410)에 콘크리트 구면볼록부(420)를 초고성능 콘크리트(Ultra High Performance Concrete, 이하, "UHPC"라고 약칭함)를 이용하여 제작하게 된다.
상기 초고성능 콘크리트는 표면이 매우 매끈하게 성형시킬 수 있다는 장점이 있어 본 발명과 같이 중량물인 벽체부가 저판에 힌지 연결되도록 함에 있어 매우 유용하게 된다. 이러한 통상 100MPa 이상의 압축강도를 가진 콘크리트를 초고성능 콘크리트라 지칭하고 이러한 UHPC를 이용한 UHSC 구조물(Ultra High Strength Concrete, 초고강도 콘크리트 구조물)의 제작 등에 대해서는 이미 공개특허(10-2011-67761호) 등에 이미 개시되어 있음은 살펴본 바와 같다.
나아가 콘크리트 구면오목부(410)에 콘크리트 구면볼록부(420)는 모두 콘크리트로 성형되므로 그 형상이 서로 암수 연결되도록 정밀하게 제작되지 않으면 구면볼록부(421)는 구면오목홈(411)은 서로 회전하면서 접촉면이 파손되는 등의 문제가 발생할 수 있다.
이에 본 발명은 콘크리트 구면오목부(410)를 매치-캐스팅 거푸집으로 이용하여 콘크리트 구면볼록부(420)를 제작함으로서 콘크리트 구면볼록부(420)가 콘크리트 구면오목부(410)에 정확하게 암수 연결되도록 하게 된다.
도 4c는 본 발명의 콘크리트 구면오목부(410)와 콘크리트 구면볼록부(420)의 제작 순서도를 도시한 것인데 이는 결국 콘크리트 구면오목부(410)를 매치-캐스팅 거푸집으로 이용하여 콘크리트 구면볼록부(420)를 제작함으로서 서로가 파손되지 않으면서 힌지 연결을 위하여 정확하게 암수 연결되도록 하기 위함이다.
이에 본 발명의 콘크리트 구면오목부와 콘크리트 구면볼록부는 미리 제작하여 준비해 둔 상태에서 저판 시공시 콘크리트 구면오목부를 함께 시공하고, 벽체부 하단부에 콘크리트 구면볼록부를 일체로 형성시키고 저판에 벽체부를 시공하게 된다.
구체적으로 도 4b와 같이 콘크리트 구면오목부(410)는 앞서 살펴본 것과 같이 매치-캐스팅 거푸집 역할을 하기 때문에 미리 강재거푸집을 이용하여 공장 제작된다. 형상에 있어 벽체부를 지지하면서 힌지 연결되도록 형성시키면 되지만 벽체부의 크기 등을 고려하여 콘크리트 블록체로 제작하게 된다.
본 발명에서는 콘크리트 블록체로 제작하되 상면 중앙부에는 구면오목홈(411)이 형성되어 있고, 구면오목홈(411) 주위는 수평상면부(412)로 형성되도록 하게 된다.
이에 콘크리트 구면오목부용 강재거푸집(D)을 제작하여 콘크리트 구면오목부용 강재거푸집(D)에 UHPC를 타설한 후 양생되면 콘크리트 구면오목부용 강재거푸집(D)을 탈형시켜 구면오목홈(411) 주위는 수평상면부(412)로 형성되는 콘크리트 구면오목부(410)를 제작하게 된다.
다음으로는 제작된 콘크리트 구면오목부(410)를 매치-캐스팅 거푸집으로 이용하기 위하여 상하를 뒤집어 세팅시켜 놓은 상태에서 콘크리트 구면볼록부(420)를 제작하기 위하여 콘크리트 구면오목부(410) 상면에 콘크리트 구면볼록부용 강재거푸집(E)을 세팅하게 된다.
즉 상하 뒤집어진 콘크리트 구면오목부(410)의 구면오목홈(411)과 수평상면부(412) 표면에 박리제를 도포하고, 콘크리트 구면오목부(410)의 외측에 콘크리트 구면볼록부용 강재거푸집(E)을 수직으로 설치하고, 다시 UHPC를 타설한 후 양생되면 콘크리트 구면볼록부용 강재거푸집(E)을 탈형시켜 제작된 콘크리트 구면볼록부(420)를 콘크리트 구면오목부(410)로부터 분리시키게 된다.
이에 본 발명의 콘크리트 구면오목부와 콘크리트 구면볼록부는 미리 제작하여 저판(100)과 벽체부(200) 시공 시 이용하게 된다.
이에 콘크리트 구면오목부(410)를 이용하여 콘크리트 구면볼록부(420)가 제작되어 정밀한 암수 연결이 가능하게 됨을 알 수 있다.
이때 만약 벽체부(200)를 프리캐스트 콘크리트 방식으로 시공한다면 미리 벽체부의 하단부에 콘크리트 구면볼록부(40)가 일체화되도록 제작하여 벽체부를 저판에 설치하면 되고,
벽체부(20)를 현장 타설콘크리트 방식으로 시공한다면 미리 저판에 콘크리트 구면볼록부(40)를 종방향으로 연장되도록 배치한 후, 벽체부 거푸집을 세팅하고, 벽체부 콘크리트를 타설하여 최종 벽체부 하단부에 콘크리트 구면볼록부(40)가 일체로 형성되도록 하면된다.
[실시예 3]
실시예 3은 벽체부(200)의 하부를 수평판 형태로 형성시키고, 수평판 상면에 수직벽체가 형성되도록 하되,
수평판과 수평판 사이에 철골 등의 스트럿(500)을 설치하여 상기 스트럿이 콘크리트 등에 의하여 마감되도록 하여 저판(100)을 형성시키는 방식이다. 이를 도 4d를 기준으로 살펴본다.
이러한 방식은 벽체부(200)에 작용하는 복토/뒷채움에 의한 토압이 벽체부 하부로 갈수로 커진다는 점을 고려한 것으로서 토압에 효과적으로 저항할 수 있도록 저판에 스트럿(500)을 설치하는 경우라 할 수 있다.
이와 같이 본 발명의 벽체부와 저판은 다양한 방식으로 연결시켜 시공할 수 있음을 알 수 있다.
[ 본 발명의 라멘구조물의 양 벽체부(200)와 상판(300) 연결 시공방법 ]
도 5a, 도 5b 및 도 5c는 본 발명의 라멘구조물 시공방법을 도시한 것으로서 벽체부와 상판은 도 3a 및 도 3b에 의한 연결방식을 기준으로 하고, 벽체부와 저판은 도 4b를 기준으로 살펴본다.
먼저, 본 발명의 라멘구조물은 라멘교, 지하차도, 박스구조물로 시공될 수 있는데 이러한 라멘구조물은 종방향으로 일정 길이 연속하여 설치된다.
이에 상기 라멘구조물은 저판(100), 벽체부(200) 및 상판(300)으로 구성되어 있어 저판(100)은 현장타설 콘크리트, 벽체부(200)는 프리캐스트, 상판(300)은 프리캐스트 방식으로 시공하게 된다.
이때 저판(100)을 먼저 시공하고 벽체부(200)를 설치하고 상판(300)을 시공하게 된다.
즉, 도 5a와 같이 라멘구조물을 시공하기 위한 지반을 터파기 하여 저판(100)를 시공하기 위하여 저판 거푸집(미도시)을 설치한 후 저판 거푸집 내부에 저판 내부철근을 배근하게 된다.
이때 상기 저판 거푸집 상면에는 콘크리트 구면오목부(410)를 설치하되 저판 상면에 상기 콘크리트 구면오목부(410)의 구면오목홈(411)과 수평상면부(412)가 노출되도록 배치하게 된다.
이를 위해 상기 콘크리트 구면오목부(410)의 저면에는 저판 거푸집 상면으로부터 일정 높이 위치하도록 받침대(413)를 먼저 설치하고 상기 받침대(413)에 콘크리트 구면오목부(410)가 고정되도록 하는 것이 바람직하다.
이러한 받침대(413)는 트러스 구조의 철근 등을 이용하면 되고 콘크리트 구면오목부(410) 제작 시 일체로 제작해도 상관은 없다.
다음으로는 저판 콘크리트를 타설하여 저판(100)을 시공하게 된다. 이에 일정한 판 구조물로서 저판(100)이 완성되면 벽체부(200)가 설치되어야 부위에 본 발명의 콘크리트 구면오목부(410)가 노출되어 있음을 알 수 있다.
다음으로는 도 5b와 같이 저판(100)에 프리캐스트 콘크리트 방식으로 제작된 벽체부(200)를 설치하게 된다.
이러한 벽체부(200)의 하단부에는 앞서 살펴본 콘크리트 구면볼록부(420)가 형성되어 있고, 콘크리트 구면볼록부(420)는 하단부에 일체로 형성되어 있음을 알 수 있다.
이에 벽체부(200) 하단부에 위치한 콘크리트 구면볼록부(420)의 구면볼록부(421)가 콘크리트 구면오목부(410)의 구면오목홈(411)에 삽입되어 힌지 연결되도록 하여 벽체부(200)를 시공하게 된다.
다음으로는 도 5c와 같이 벽체부 내측 상면 사이에 프리캐스트 상판(300)을 설치하여 상판, 벽체부 상면, 벽체부에 형성된 외측마감판(220) 사이의 우각부 공간에 서로 겹쳐진 U형 고리 형태의 내부철근(210,310)들을 우각부 종방향철근(340)에 의하여 서로 연결시키게 된다.
다음으로는 상기 우각부 공간(S)에 초고성능 콘크리트(UHPC) 타설하여 최종 마감하면 우각부 시공 및 상판(300) 설치가 완료될 수 있음을 알 수 있다.
이에 본 발명의 라멘구조물 시공에 있어 상판(300) 시공을 위하여 종래 우각부 철근의 절곡 작업을 배제하고 있음을 알 수 있으며 우각부 철근 배근이 매우 단순하고 상판 시공을 위한 상부 콘크리트 타설 작업도 없어 매우 효율적이고 경제적인 시공이 가능해짐을 알 수 있다.
나아다 도 5d와 같이 완성된 라멘구조물 주위에 복토, 뒷채움을 하여 시공을 완료시키되 만약 양 벽체부 사이에 추가로 벽체부가 형성된다면 중앙벽체부 양 측방으로 상판이 설치되도록 하되, 이에 다수의 U형 고리 형태의 내부철근(210,310)들이 겹쳐져 우각부 종방향철근(340)에 연결되고 초고성능 콘크리트(UHPC)가 타설되게 된다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 저판
200: 벽체부
210: U형 고리 형태의 내부철근
220: 외측마감판
230: 전단홈
240: 기둥지지부
250: 벽체
260: 하부철근
300: 상판
310: U형 고리 형태의 내부철근
400: 콘크리트 힌지
410: 콘크리트 구면오목부
420: 콘크리트 구면볼록부
500: 스트럿
600: 우각부 종방향철근

Claims (5)

  1. (a) 외측 상면 또는 외측 측면으로부터 상방으로 연장된 수직벽 형태의 외측마감판(220)이 형성된 양 벽체부(200)를 저판(100)에 설치하고,
    (b) 상기 벽체부(200) 내측 상면 사이에 상판(300)을 거치하여 형성된 우각부 공간(S)에 벽체부 상면 및 상판 단부면으로부터 인출되어 겹쳐진 U형 고리 형태의 내부철근(210)을 우각부 종방향철근(600)으로 연결시키고,
    (c) 상기 우각부 공간(S)에 콘크리트를 타설하여 U형 고리 형태의 내부철근에 우각부 종방향철근(600)이 매립되도록 하는 단계를 포함하며,
    상기 저판(100)에 벽체부(200)의 설치는 상면 중앙에 구면오목홈(411)이 형성되고 구면오목홈 주위는 수평상면부(412)가 형성된 콘크리트 블록체인 콘크리트 구면오목부(410)의 상기 구면오목홈과 수평상면부가 상면에 노출되도록 배치된 저판(100)을 설치하고, 상기 구면오목홈에 삽입되어 회전 가능하도록 힌지 연결되는 구면볼록부(421)가 저면에 형성된 콘크리트 블록체인 콘크리트 구면볼록부(420)를 콘크리트 구면오목부(410)의 구면오목홈(411)에 삽입되도록 배치하되, 상기 콘크리트 구면볼록부(420)가 벽체상부(421)의 하단부에 위치하여 일체화되도록 벽체부(420)를 시공하는 단계를 포함하도록 하되,상기 콘크리트 구면볼록부는 미리 제작된 콘크리트 구면오목부를 매치-캐스팅 거푸집으로 이용하여 제작되도록 하는 것을 특징으로 하는 라멘구조물의 양 벽체부와 상판 연결시공방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 벽체부 상면과 상판 단부면에는 표면보다 하부공간이 더 큰 항아리 형태로 형성된 전단홈(230)이 종방향으로 연속되도록 더 형성되어 콘크리트가 타설되도록 하되 상기 콘크리트는 초고성능 콘크리트(UHPC)인 것을 특징으로 하는 라멘구조물의 양 벽체부와 상판 연결시공방법.
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