KR101314800B1 - 고강도 내화 콘크리트 일체형 내화철골, 및 이를 이용한 내화구조 시공방법 - Google Patents

고강도 내화 콘크리트 일체형 내화철골, 및 이를 이용한 내화구조 시공방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 별도의 내화뿜칠없이 사전에 내화성능을 가지도록 제작된 내화철골에서,
상부플랜지(120), 웨브(140) 및 하부플랜지(160)로 구성된 철골(100); 상기 상부플랜지(120), 웨브(140) 및 하부플랜지(160)에 접합된 다수개의 스터드(200); 상기 철골(100) 주위에 배근되는 와이어메쉬(WM1, WM2); 상기 철골(100) 주위에 타설 양생된 고강도 내화 콘크리트(FPM); 및, 상기 철골(100)의 하단에 타설 양생된 고강도 내화 콘크리트(FPM)의 외부를 감싸도록 설치되는 체크플레이트(CP);를 포함하여 구성되되, 상기 체크플레이트(CP)는 제작시 거푸집 역할을 하고, 현장시공 후 철골(100)에 작용하는 인장력에 대응하는 인장보강재의 역할과 상기 고강도 내화 콘크리트(FPM)의 균열을 방지하는 역할을 하는 것을 특징으로 하는 고강도 내화 콘크리트 일체형 내화철골을 제공한다.
또한 상기 고강도 내화 콘크리트(FPM)는 물 173(kg/㎥), 시멘트 463(kg/㎥), 플라이애쉬 52(kg/㎥), 잔골재 858(kg/㎥), 굵은골재 782(kg/㎥), 혼화재 7.21(kg/㎥) 인 것을 특징으로 하는 고강도 내화 콘크리트 일체형 내화철골을 제공한다.

Description

고강도 내화 콘크리트 일체형 내화철골, 및 이를 이용한 내화구조 시공방법{high-strength refractory concrete integrated fire proofing steel girder, and fire proofing structure construction method using the same}
본 발명은 콘크리트를 일체로 시공한 내화철골에 관한 것으로, 현장에서 별도의 내화피복이 필요하지 않아 비산먼지 등으로 인한 환경오염이 없고 공기를 줄이는 고강도 내화 콘크리트 일체형 내화철골, 및 이를 이용한 내화구조 시공방법에 관한 것이다.
근래에는 초고층빌딩의 수요증대로 철골조 건축물이 증가하고 있다.
아래 그림은 종래 철골조 공법의 시공순서도이다.
Figure 112011074366394-pat00001
위의 순서도에 나타난 것처럼 종래의 철골조는 시공 후 내화성능을 확보하기 위하여 내화피복(뿜칠) 및 빔커버의 시공이 필수적이다. 그러나 내화피복(뿜칠)은 현장에서 기능공의 숙련도에 따라 품질의 변화가 크며, 미숙련공의 시공시 내화 품질을 확보하지 못하여 재시공하는 경우가 많이 발생한다.
또한 내화피복(뿜칠)의 시공으로 인한 비산먼지 등의 환경오염이 발생하며, 타 공정과 병행할 수 없는 내화피복(뿜칠) 및 빔커버의 시공으로 공기가 많이 소요되는 문제점이 대두되어 왔다.
따라서 환경오염없이 내화피복을 시공하고 공기를 단축시키는 공법의 개발이 시급한 실정이다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해서 제시되는 것이다. 그 목적은 다음과 같다.
첫째, 철골 생산시 내화피복을 일체로 시공하여 시공현장에서 환경오염을 줄이고 공기를 단축시키는 고강도 내화 콘크리트 일체형 내화철골, 및 이를 이용한 내화구조 시공방법을 제공하고자 한다.
둘째, 종래의 내화피복과 비교하여 내화성능이 우수한 고강도 내화 콘크리트 일체형 내화철골, 및 이를 이용한 내화구조 시공방법을 제공하고자 한다.
셋째, 기존 현장에도 별도의 설계변경없이 바로 적용가능한 고강도 내화 콘크리트 일체형 내화철골, 및 이를 이용한 내화구조 시공방법을 제공하고자 한다.
상기한 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명은 별도의 내화뿜칠없이 사전에 내화성능을 가지도록 제작된 내화철골에서,
상부플랜지(120), 웨브(140) 및 하부플랜지(160)로 구성된 철골(100); 상기 상부플랜지(120), 웨브(140) 및 하부플랜지(160)에 접합된 다수개의 스터드(200); 상기 철골(100) 주위에 배근되는 와이어메쉬(WM1, WM2); 상기 철골(100) 주위에 타설 양생된 고강도 내화 콘크리트(FPM); 및, 상기 철골(100)의 하단에 타설 양생된 고강도 내화 콘크리트(FPM)의 외부를 감싸도록 설치되는 체크플레이트(CP);를 포함하여 구성되되, 상기 체크플레이트(CP)는 제작시 거푸집 역할을 하고, 현장시공 후 철골(100)에 작용하는 인장력에 대응하는 인장보강재의 역할과 상기 고강도 내화 콘크리트(FPM)의 균열을 방지하는 역할을 하는 것을 특징으로 하는 고강도 내화 콘크리트 일체형 내화철골을 제공한다.
또한 상기 고강도 내화 콘크리트(FPM)는 물 173(kg/㎥), 시멘트 463(kg/㎥), 플라이애쉬 52(kg/㎥), 잔골재 858(kg/㎥), 굵은골재 782(kg/㎥), 혼화재 7.21(kg/㎥) 인 것을 특징으로 하는 고강도 내화 콘크리트 일체형 내화철골을 제공한다.
본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 기대된다.
첫째, 철골 생산시 내화피복을 일체로 시공하여 시공현장에서 환경오염을 줄이고 공기를 단축시키는 고강도 내화 콘크리트 일체형 내화철골, 및 이를 이용한 내화구조 시공방법을 제공한다.
둘째, 종래의 내화피복과 비교하여 내화성능이 우수한 고강도 내화 콘크리트 일체형 내화철골, 및 이를 이용한 내화구조 시공방법을 제공한다.
셋째, 기존 현장에도 별도의 설계변경없이 바로 적용가능한 고강도 내화 콘크리트일체형 내화철골, 및 이를 이용한 내화구조 시공방법을 제공한다.
도 1은 본 발명의 고강도 내화 콘크리트 일체형 내화철골의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 고강도 내화 콘크리트 일체형 내화철골의 사시도이다.
이하 첨부한 도면과 함께 상기와 같은 본 발명의 개념이 바람직하게 구현된 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
1. 고강도 내화 콘크리트 일체형 내화철골
도 1은 본 발명의 고강도 내화 콘크리트 일체형 내화철골의 단면도이고, 도 2는 본 발명의 고강도 내화 콘크리트 일체형 내화철골의 사시도이다.
본 발명의 고강도 내화 콘크리트 일체형 내화철골은 별도의 내화뿜칠없이 사전에 내화성능을 가지도록 제작된 내화철골에서,
상부플랜지(120), 웨브(140) 및 하부플랜지(160)로 구성된 철골(100); 상기 상부플랜지(120), 웨브(140) 및 하부플랜지(160)에 접합된 다수개의 스터드(200); 상기 철골(100) 주위에 배근되는 와이어메쉬(WM1, WM2); 상기 철골(100) 주위에 타설 양생된 고강도 내화 콘크리트(FPM); 및, 상기 철골(100)의 하단에 타설 양생된 고강도 내화 콘크리트(FPM)의 외부를 감싸도록 설치되는 체크플레이트(CP);를 포함하여 구성되되, 상기 체크플레이트(CP)는 제작시 거푸집 역할을 하고, 현장시공 후 철골(100)에 작용하는 인장력에 대응하는 인장보강재의 역할과 상기 고강도 내화 콘크리트(FPM)의 균열을 방지하는 역할을 하는 것을 특징으로 한다.
도 1에 도시된 바와 같이 상기 스터드(200)는 상기 상부플랜지(120) 옆과 아래에 각각 부착되는 상부플랜지측부스터드(220)와 상부플랜지하부스터드(230), 상기 하부플랜지(160) 위와 아래에 각각 부착되는 하부플랜지상부스터드(250)와 하부플랜지하부스터드(260)를 포함하여 구성되되, 상기 상부플랜지측부스터드(220), 상부플랜지하부스터드(230), 하부플랜지상부스터드(250) 및 하부플랜지하부스터드(260)가 상기 고강도 내화 콘크리트(FPM)와의 결합력을 증대시켜 전단력에 대응하는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하며,
상기 와이어메쉬(WM1, WM2)는 상기 철골(100)의 상부플랜지(120) 아래로 배근되는 1차와이어메쉬(WM1)와, 상기 웨브(140) 중단 아래로 배근되되 상기 1차와이어메쉬(WM1) 외부로 중복배근되는 2차와이어메쉬(WM2)로 나뉘어지고, 상기 2차와이어메쉬(WM2)가 상기 고강도 내화 콘크리트(FPM)의 부착력 향상과 균열방지 역할을 하는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.
이어서 아래 사진들은 모두 가력테스트를 위한 시제품의 사진이다.
Figure 112011074366394-pat00002
위의 사진은 철골(100)에 스터드(200)와 와이어메쉬(WM1, WM2)를 접합한 사진이다.
Figure 112011074366394-pat00003
Figure 112011074366394-pat00004
위의 사진은 고강도 내화 콘크리트(FPM) 타설 전 거푸집을 설치한 사진이다.
Figure 112011074366394-pat00005
위의 사진은 고강도 내화 콘크리트(FPM) 타설 후 양생과정을 나타낸다.
Figure 112011074366394-pat00006
위의 사진은 가력테스트를 위해 완성된 본 발명의 고강도 내화 콘크리트 일체형 내화철골의 시험체이다.
Figure 112011074366394-pat00007
위의 사진은 체크플레이트(CP)를 촬영한 사진이다.
그리고 상기 고강도 내화 콘크리트(FPM)는 아래 표와 같이 물 173(kg/㎥), 시멘트 463(kg/㎥), 플라이애쉬 52(kg/㎥), 잔골재 858(kg/㎥), 굵은골재 782(kg/㎥), 혼화재 7.21(kg/㎥) 인 것을 특징으로 할 수 있으며,
굵은골재 최대치수는 13mm, 잔골재율은 52.9%, 물결합재비는 33.6%이며 상기 혼화재는 폴리카르본산계 고성능 감수제인 것을 특징으로 할 수 있다. 이중 결합재는 시멘트와 혼화제 등을 말한다.
Figure 112011074366394-pat00008

아래 사진은 한국건설기술원에서 발급한 시험성적서 중 일부이다.
Figure 112011074366394-pat00009
위의 시험성적서에 나타난 것처럼 본 발명은 종래 내화성능 기준치 이상의 차열성이 확보되는 것을 확인할 수 있다.
2. 고강도 내화 콘크리트 일체형 내화철골을 이용한 내화구조 시공방법
본 발명의 고강도 내화 콘크리트 일체형 내화철골을 이용한 내화구조 시공방법은 상기 고강도 내화 콘크리트 일체형 내화철골을 이용하여 현장에서 내화구조를 시공방법에서,
(1) 상기 고강도 내화 콘크리트 일체형 내화철골을 공장에서 사전제작하는 공장제작단계; (2) 공장제작된 다수개의 고강도 내화 콘크리트 일체형 내화철골을 현장으로 운반하고 양중하여 계획된 위치에 설치하는 거더설치단계; (3) 상기 고강도 내화 콘크리트 일체형 내화철골 상부에 데크플레이트를 설치하는 데크플레이트설치단계; 및, (4) 부재간의 결합부위 등을 정리하는 마무리단계;를 포함하여 구성되되,
현장에서의 내화뿜칠 공정이 생략되므로 비산먼지가 발생하지 않고 공기를 감소시키는 것을 특징으로 한다.
아래 그림은 종래의 철골조 시공방법과 본 발명의 시공방법을 개념적으로 비교한 것이다.
Figure 112011074366394-pat00010
위의 그림에 나타난 바와 같이,
종래의 철골조 시공방법은 현장에서 데크플레이트 설치 후 별도의 내화피복(뿜칠) 및 빔커버의 시공을 요구하여 비산먼지 증가와 공기증가의 단점이 있어왔다.
그러나 본 발명은 철골 제작시 내화피복을 미리 선제작 시공하여 현장에서 별도의 내화피복(뿜칠) 및 빔커버 시공절차가 필요 없으며 비산의 우려가 적어 친환경적이다.
결론으로 본 발명은 철골 생산시 내화피복을 일체로 시공하여 시공현장에서 환경오염을 줄이고 공기를 단축시키며, 종래의 내화피복과 비교하여 내화성능이 우수하다. 또한 기존 현장에도 별도의 설계변경없이 바로 적용가능한 장점이 있다.
본 발명은 상기에서 언급한 바와 같이 바람직한 실시예와 관련하여 설명되었으나, 본 발명의 요지를 벗어남이 없는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하며, 다양한 분야에서 사용 가능하다.
따라서 본 발명의 청구범위는 이건 발명의 진정한 범위 내에 속하는 수정 및 변형을 포함한다.
WM1: 1차와이어메쉬
WM2: 2차와이어메쉬
FPM: 고강도 내화 콘크리트
CP: 체크플레이트
100: 철골
120: 상부플랜지
140: 웨브
160: 하부플랜지
200: 스터드
210: 상부플랜지상부스터드
220: 상부플랜지측부스터드
230: 상부플랜지하부스터드
240: 웨브스터드
250: 하부플랜지상부스터드
260: 하부플랜지하부스터드

Claims (12)

  1. 별도의 내화뿜칠없이 사전에 내화성능을 가지도록 제작된 내화철골에서,
    상부플랜지(120), 웨브(140) 및 하부플랜지(160)로 구성된 철골(100);
    상기 상부플랜지(120), 웨브(140) 및 하부플랜지(160)에 접합된 다수개의 스터드(200);
    상기 철골(100) 주위에 배근되는 와이어메쉬(WM1, WM2);
    상기 철골(100) 주위에 타설 양생된 고강도 내화 콘크리트(FPM); 및,
    상기 철골(100)의 하단에 타설 양생된 고강도 내화 콘크리트(FPM)의 외부를 감싸도록 설치되는 체크플레이트(CP);
    를 포함하여 구성되되,
    상기 체크플레이트(CP)는 제작시 거푸집 역할을 하고, 현장시공 후 철골(100)에 작용하는 인장력에 대응하는 인장보강재의 역할과 상기 고강도 내화 콘크리트(FPM)의 균열을 방지하는 역할을 하고,
    상기 스터드(200)는 상기 상부플랜지(120) 옆과 아래에 각각 부착되는 상부플랜지측부스터드(220)와 상부플랜지하부스터드(230), 상기 하부플랜지(160) 위와 아래에 각각 부착되는 하부플랜지상부스터드(250)와 하부플랜지하부스터드(260)를 포함하여 구성되고,
    상기 상부플랜지측부스터드(220), 상부플랜지하부스터드(230), 하부플랜지상부스터드(250) 및 하부플랜지하부스터드(260)가 상기 고강도 내화 콘크리트(FPM)와의 결합력을 증대시켜 전단력에 대응하는 것을 특징으로 하는 고강도 내화 콘크리트 일체형 내화철골.
  2. 제1항에서,
    상기 와이어메쉬(WM1, WM2)는 상기 철골(100)의 상부플랜지(120) 아래로 배근되는 1차와이어메쉬(WM1)와, 상기 웨브(140) 중단 아래로 배근되되 상기 1차와이어메쉬(WM1) 외부로 중복배근되는 2차와이어메쉬(WM2)로 나뉘어지고,
    상기 2차와이어메쉬(WM2)가 상기 고강도 내화 콘크리트(FPM)의 부착력 향상과 균열방지 역할을 하는 것을 특징으로 하는 고강도 내화 콘크리트 일체형 내화철골.
  3. 제1항 또는 제2항에서,
    상기 고강도 내화 콘크리트(FPM)는 물 173(kg/㎥), 시멘트 463(kg/㎥), 플라이애쉬 52(kg/㎥), 잔골재 858(kg/㎥), 굵은골재 782(kg/㎥), 혼화재 7.21(kg/㎥) 인 것을 특징으로 하는 고강도 내화 콘크리트 일체형 내화철골.
  4. 제3항에서,
    상기 고강도 내화 콘크리트(FPM)의 굵은골재 최대치수는 13mm, 잔골재율은 52.9%, 물결합재비는 33.6%이며, 혼화재는 폴리카르본산계 고성능 감수제인 것을 특징으로 하는 고강도 내화 콘크리트 일체형 내화철골.
  5. 제1항 또는 제2항의 상기 고강도 내화 콘크리트 일체형 내화철골을 이용하여 현장에서 내화구조를 시공방법에서,
    (1) 상기 고강도 내화 콘크리트 일체형 내화철골을 공장에서 사전제작하는 공장제작단계;
    (2) 공장제작된 다수개의 고강도 내화 콘크리트 일체형 내화철골을 현장으로 운반하고 양중하여 계획된 위치에 설치하는 거더설치단계;
    (3) 상기 고강도 내화 콘크리트 일체형 내화철골 상부에 데크플레이트를 설치하는 데크플레이트설치단계; 및,
    (4) 부재간의 결합부위 등을 정리하는 마무리단계;
    를 포함하여 구성되되,
    현장에서의 내화뿜칠 공정이 생략되므로 비산먼지가 발생하지 않고 공기를 감소시키는 것을 특징으로 하는 고강도 내화 콘크리트 일체형 내화철골을 이용한 내화구조 시공방법.
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