KR101327919B1 - 수평확장프레임을 이용한 복합 벽체거더 및 그 시공방법 - Google Patents

수평확장프레임을 이용한 복합 벽체거더 및 그 시공방법 Download PDF

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Abstract

복합 벽체거더를 이용하되 복합벽체와 수평부재(데크플레이트, 보)와의 접합이 용이하고, 횡방향으로 인접한 수평부재와의 구조적 연속화가 가능하며, 복합 벽체의 횡력 저항성능이 증가되어 보다 경제적인 복합벽체 시공이 가능한 복합 벽체거더 및 그 시공방법에 관한 것으로서 상기 복합 벽체 거더는 수평확장프레임이 일체로 또는 상부에 끼워져 형성되는 하부수직벽체; 상기 하부수직벽체 상부에 설치된 상부수직벽체; 및 상기 수평확장프레임에 설치되는 수평부재; 및 하부수직벽체의 내부 빈 공간, 상부개방공간과 수평부재 상부에 타설되어 양생된 콘크리트를 포함한다.

Description

수평확장프레임을 이용한 복합 벽체거더 및 그 시공방법{SPC WALL GIRDER USING DIAPHRAGM FRAME AND CONSTRUCTION METHOD TREREFOR}
본 발명은 수평확장프레임을 이용한 복합 벽체거더 및 그 시공방법에 관한 것이다. 더욱 구체적으로 복합 벽체거더를 이용하되 복합벽체와 수평부재(데크플레이트, 보)와의 접합이 용이하고, 횡방향으로 인접한 수평부재와의 구조적 연속화가 가능하며, 복합 벽체의 횡력 저항성능이 증가되어 보다 경제적인 복합벽체 시공이 가능한 복합 벽체거더 및 그 시공방법에 관한 것이다.
종래 강재콘크리트 벽체(SPC WALL)는 도 1과 같이 스터드를 내측면에 형성시킨 강판을 수직으로 서로 마주보도록 배치하고 강재 사이에 콘크리트를 타설하여 강판과 콘크리트를 합성시킨 벽체를 의미한다.
이러한 SPC WALL은 종래 거푸집을 따로 설치하지 않아도 되기 때문에 시공성에서 유리하고 철근배근을 생략할 수 있어 공기단축 등 유리한 효과가 있다.
또한 상기 SPC WALL은 모듈화시킬 수 있기 때문에 공장에서 미리 제작하여 설치함으로써 품질관리가 용이할 뿐만 아니라 구조적 안전성을 충분히 확보할 수 있다는 장점이 있다.
하지만 이러한 SPC WALL은 종래 상당히 제한적 용도로 사용되어 왔는데 주로 원자력 발전소의 두께가 매우 두꺼운 대형 벽체구조물에 많이 이용된 바 있다.
즉, 대형 벽체구조물에는 거푸집, 동바리, 철근 배근등을 위한 가시설 설치비용이 많이 소요되기 때문에 이러한 가시설 설치비용을 절감할 수 있는 SPC WALL이 상대적으로 경제적이기 때문이다.
하지만, 이러한 SPC WALL을 일반 건축물에 적용(구조내력부재로 세대간 경계벽 및 계단식 코어등에 이용)함에 있어서는 보와 기둥과의 접합상세 및 데크플레이트(20)와의 연결 상세 등 실제 시공에 필요한 기술 개발이 필요한 게 사실이나 이러한 상세기술이 개발되지 않고 있고,
특히 지진에 대한 횡력저항성능을 확보하려면 SPC WALL 두께를 증가시켜야 하는데 이는 경제적으로 불리하다는 문제점이 있었다.
또한 데크플레이트나 보와 같은 수평부재를 SPC WALL에 접합 시 횡방향 강성이 취약하여 구조적으로 불리하고, 부재 용접과 같은 작업이 상방향 용접 상태가 되는 경우가 많아 용접의 품질과 작업성이 저하된다는 문제점이 있었다.
이에 본 발명은 수평부재를 보다 장스팬으로 시공할 수 있어 경제적이며 건축물에 시공함에 있어 시공성 및 작업성도 뛰어나고, 바닥판 층고도 감소시킬 수 있으며, 횡방향 저항성능 증가에 의한 내진성능도 확보할 수 있고, 수평부재와 복합 벽체의 접합성능도 뛰어나 보다 경제적이고 효율적인 건축평면 제공이 가능한 복합 체거더 및 그 시공방법 제공을 해결하고자 하는 과제로 한다.
상기 과제를 달성하기 위하여 본 발명은
첫째, 하부수직벽체의 상단 양 측방으로 수평확장프레임을 설치하여 하부수직벽체 상부에 상부개방공간(S)을 확보하고, 상기 수평확장프레임 측방에 데크플레이트가 고정되도록 설치되는 복합 벽체거더를 제공할 수 있도록 하였다. 이때 하부수직벽체 상단에 상부수직벽체가 형성되도록 하게 된다.
이에 하부수직벽체, 수평확장프레임, 상부수직벽체가 상하로 접합됨으로서 상하 연속된 수직벽체를 형성시킬 수 있도록 하고, 상부수직벽체 양 측방의 수평확장프레임 상단에 수평부재(데크플레이트/보)가 지지되도록 하게 된다.
둘째, 하부수직벽체와 수평확장프레임의 구성이 일체로 제작할 수 있도록 하고 역시 하부수직벽체 상단에 상부수직벽체가 형성되도록 하게 된다.
이로서 역시 수평확장프레임의 구성이 일체로 제작된 하부수직벽체, 상부수직벽체가 상하로 접합(용접등)됨으로써 상하 연속된 수직벽체를 형성시킬 수 있도록 하고, 상부수직벽체 양 측방 에 수평부재(데크플레이트/보)가 지지되도록 하게 된다.
셋째, 상기 상부수직벽체는 특히 횡방향철근이 관통할 수 있도록 형성시켜 좌,우 바닥판과 복합 벽체거더의 구조적 연속성을 확보할 수 있게 된다.
넷째, 상기 수평확장프레임은 하부수직벽체와 일체로 형성된 수평플랜지와 수직단부판으로 형성(실시예 1)되도록 하거나, 하부수직벽체와 별도로 하부수직벽체 상단에 끼워져 설치되는 수평플랜지와 수직단부판 및 수직저판을 포함하여 형성(실시예2)되도록 하게 된다.
본 발명에 의한 복합 벽체거더를 사용함으로서 SPC 벽체의 상하, 좌우접합이 매우 용이하게 된다.
즉, 본 발명의 복합 벽체거더에 수평부재(데크플레이트 또는 보) 설치 시 용접(고정)시키게 되는데 상부개방공간(S)에서 용접 작업이 하 방향으로 실시 가능하여 작업능률이 매우 뛰어나며, 상기 수평부재 설치 시 복합 벽체거더의 단면손실이 발생하지 않아 구조적 효율성이 매우 높게 된다.
본 발명에 의한 복합 벽체거더를 사용함으로써 수평부재 설치 시 복합 벽체거더를 기준으로 서로 인접한 수평부재의 구조적 연속성을 확보할 수 있어 수평부재의 접합능력이 개선될 수 있게 된다.
본 발명에 의한 복합 벽체거더는 인접한 수평부재에 발생하는 부모멘트 저항능력을 증진시키므로 상대적으로 수평부재의 춤을 감소시킬 수 있어 층고 감소에도 매우 유리하게 된다.
또한, 복합 벽체거더는 지진에 의한 수평력에 대하여 그 강성 증가에 의하여 횡방향 변위를 감소시킬 수 있게 된다. 나아가 수평부재를 복합 벽체거더에 접합시키면 횡방향 강성에 매우 유리하게 된다.
이로서,
본 발명에 의한 복합 벽체거더를 건축물의 단변방향으로 설치하게 되면 단변방향으로 횡력저항에 효과적이므로 다수의 단변방향 보를 생략할 수 있어 단변방향 무보시스템 제공이 가능하여 경제적이며 건축평면에 있어 공간 확보에 매우 유리하며,
또한 본 발명에 의한 복합 벽체거더를 사용하게 되면 단순히 복합 벽체를 이용하는 것과 대비하여 횡력저항에 훨씬 유리하므로 내진성능 증진에도 효과적이게 된다.
또한 본 발명에 의한 복합 벽체거더를 사용하게 되면 부재간의 접합시공이 간단하고 강접합이 가능하게 되므로 휨모멘트를 효과적으로 전달시킬 수 있게 된다.
도 1은 종래 복합벽체의 시공도,
도 2a, 도 2b, 도 2c는 본 발명의 실시예 1에 의한 복합 벽체거더의 결합사시도 및 시공사시도,
도 3a, 도 3b 및 도 3c는 본 발명의 실시예 2에 의한 복합 벽체거더의 결합사시도 및 시공사시도,
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 복합 벽체거더의 시공순서도(실시예 1,실시예 2)이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 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 복합 벽체거더(100) ]
이하 본 발명의 복합 벽체거더(100)를 실시예 1과 실시예 2로 구분하여 살펴보기로 한다. 이러한 구분은 후술되지만 수평확장프레임을 하부수직벽체(110)와 일체화시켜 제작하는 하는 것은 실시예 1, 별도로 제작하여 수평확장프레임을 하부수직벽체(110) 상부에 끼워 설치되도록 하는 것은 실시예 2이다.
[ 실시예 1 ]
본 발명의 실시예 1은 수평확장프레임을 하부수직벽체(110)와 따로 구분하지 않고 일체로 형성시키는 예라 할 수 있으며, 실시예 1에 의한 수평확장프레임은 수평플랜지(113)와 수직단부판(114)으로 형성된다. 이를 살펴보며 다음과 같다.
도 2a, 도 2b 및 도 2c는 본 발명의 실시예 1에 의한 복합 벽체거더(100)의 결합 사시도, 시공사시도들을 도시한 것이다.
상기 복합 벽체거더(100)는 건축물의 벽체로 시공될 수 있으며 이러한 벽체역할을 하는 복합 벽체거더(100)는 연장되는 방향을 종방향이라고 하였을 때, 사이사이에는 도 2b 및 도 2c와 같이 바닥판 또는 보와 같은 수평부재(200)가 횡방향으로 시공된다. 상기 수평부재(200)로서 데크플레이트(210)가 설치되는 경우를 기준으로 살펴본다.
이때 상기 복합 벽체거더(100)는 수평부재(200)가 설치되는 벽체거더(WALL GIRDER)역할을 하는 것으로서 수평확장프레임이 일체로 형성된 하부수직벽체(110) 및 상부수직벽체(120)를 포함하여 이루어진다.
먼저 상기 하부수직벽체(110)는 도 2a와 같이 서로 마주보는 수직판 형태의 수직강판(111)으로 형성되며 수직강판(111) 내측면에는 전단연결재(112, 스터드)가 형성되어 있다.
이러한 전단연결재(112)는 수직강판(111) 사이에 충진되는 콘크리트(C)와의 일체성 확보를 위한 것이다.
또한 하부수직벽체(110)는 수평플랜지(113) 및 수직단부판(114)을 포함하도록 구성시키게 되는데 강판을 절곡하여 간단하게 수직강판, 수평플랜지, 수직단부판이 일체로 형성될 수 있도록 하게 된다.
이때 상기 하부수직벽체(110)의 수평플랜지(113)와 수직단부판(114)을 특히 본 발명에서는 수평확장프레임이라 지칭하기로 한다. 이는 수평플랜지(113)와 수직단부판(114)이 하부수직벽체(110)와 수평부재(200)의 연결부위의 단면을 확장하여 연결부위 강성이 증가되고, 수평확장프레임의 연장길이를 조정하여 바닥판(바닥재)의 처짐, 진동을 저감시키는 기능을 가지게 된다.
즉, 상기 수평플랜지(113)는 양 수직강판(111)의 상단으로부터 수평으로 절곡되어 연장되어 형성되며,
상기 수평플랜지(113)의 양 단부로부터 상방으로 연장된 수직판 형태의 수직단부판(114)이 형성된다.
이때 상기 수직단부판(114)에는 데크플레이트(210)가 고정 설치된다.
즉, 도 2a 및 도 2b와 같이 수직단부판(114)의 외측면에 수평부재 지지구(117)가 설치되어 상기 수평부재 지지구(117)에 데크플레이트(210)가 지지되도록 설치되어 데크플레이트(210)의 상면이 수직단부판(114)의 상면과 동일한 높이로 배치되도록 할 수 있음을 알 수 있다.
이때 수평부재 지지구(117)는 데크플레이트(210)가 잘 거치되도록 단부면과 유사한 모양으로 형성된 판재등을 이용하여 설치되는 부재로서 이에 데크플레이트(210)는 수직단부판(114) 외측면에 걸려져 고정(용접 및 나사등) 설치되도록 함을 알 수 있으며 이는 춤의 제한이 있는 경우에 유리하게 된다.
또한 도 2c와 같이 수직단부판(114)의 상부 절곡된 상면에 데크플레이트(210)의 저면이 지지되도록 배치될 수 있음을 알 수 있다.
이러한 경우는 데크플레이트(210)의 단면높이만큼 데크플레이트와 수직단부판의 설치부위의 단면 높이가 커지기 때문에 횡방향 지지성능을 보다 크게 확보할 수 있고 별도로 수평부재 지지구(117)를 설치하지 않아도 되는 장점이 있다.
이때 상기 수평플랜지(113), 수직단부판(114)을 포함하여 구성되는 수평확장프레임에 의하여 하부수직벽체(110)의 상부는 빈 공간인 상부개방공간(S)이 형성되고 있음을 알 수 있다.
이러한 상부개방공간(S)은 역시 양 수직단부판(114)의 높이만큼의 두께를 가지면서 수평플랜지(113)의 수평 확장길이 만큼 폭을 가지게 되어 결국 수평부재(200)와 하부 및 상부수직벽체(110,120)의 연결부위가 두꺼워 지도록 함을 알 수 있다.
다음으로 상부수직벽체(120)가 하부수직벽체(110) 상면에 고정(용접등)되어 설치된다.
이러한 상부수직벽체(120)는 양 수직판 형태의 수직강판(121)으로 데크플레이트(210)의 상면보다 더 상방까지 상향 연장되도록 하게 된다.
이러한 양 수직강판(121)에는 전단연결재(122)가 형성되어 있으며 관통홀(123)이 다수 형성되어 있어 도 2b 및 도 2c와 같이 횡방향철근(220)을 횡방향으로 관통되도록 하게 된다.
또한 상기 양 수직강판(121)의 하단부는 외측으로 절곡되어 수직강판(111)과 수평플랜지(113)가 연결되는 절곡부 상면에 지지되어 고정(용접, 나사등)되어 설치됨을 알 수 있다.
이에 하부수직벽체(110) 상부개방공간(S) 양 측방으로 설치되는 수평부재(200)가 상부수직벽체(120)를 사이에 두고 서로 연속화 되는데 상기 상부수직벽체(120)는 하부수직벽체와 용접등에 의하여 고정되어 있으므로 바닥판으로부터 전달되는 횡력 저항에 유리하게 된다.
이에 상부수직벽체(120) 양 측방은 수평플랜지(113)와 수직단부판(114)으로 구성되는 수평확장프레임에 의하여 단면높이가 두꺼워져 있고, 상부수직벽체(120)의 양 측방으로 수평부재가 고정되어 있으므로 수평부재(200)의 횡력 저항에 특히 유리하게 된다.
이에 도 2b 및 도 2c와 같이 상기 하부수직벽체(110) 및 상부수직벽체(120)의 내측 빈공간 및 수평부재(200)로서 데크플레이트(210)의 상부에 콘크리트(C)를 타설하여 합성되어 일체화되도록 하게 되면 본 발명에 의한 복합 벽체거더(100)를 시공할 수 있게 된다.
이때 하부수직벽체(110)와 상부수직벽체(120)는 역시 상하로 상부개방공간(S)이 연통되어 있므로 콘크리트 충진에 문제가 없고, 상부수직벽체(120) 형성부위도 관통홀이 복수개 형성되어 있으므로 콘크리트 충진에 문제가 없게 됨을 알 수 있다.
또한 상기 수평부재(200)로서 설치된 데크플레이트(210) 상부에는 횡방향철근(220)이 상부수직벽체(120)의 관통홀(123)을 관통하도록 설치하고 있음을 알 수 있으며, 이에 상기 횡방향철근(220)이 상부수직벽체(120)를 관통하여 양 측방으로 연장되어 수평부재와 복합 벽체거더의 횡방향 구조적 연속성을 확보할 수 있다.
즉, 지진과 같은 횡방향 수평력에 대하여 복합 벽체거더(100)는 전단벽 거동을 하게 되는데 복합 벽체거더(100)의 강성에 의하여 복합 벽체거더(100)의 횡방향 변위에 대한 저항성능을 확보할 수 있게 된다.
나아가 수평확장프레임이 일체화된 하부수직벽체(110), 상부수직벽체(120) 및 강재로서 간단하게 용접등에 의하여 서로 결합되도록 하고 있으므로 작업자가 용접에 의하더라도 하(향)용접이 가능하여 접합 작업성도 매우 뛰어나며 저하되지 않게 되고, 이러한 결합에 의한 횡방향 강성도 충분히 확보할 수 있게 된다.
[ 실시예 2]
도 3a. 도 3b 및 도 3c는 본 발명의 실시예 2에 의한 복합 벽체거더(100)의 결합 및 시공사시도들을 도시한 것이다.
실시예 2는 실시예 1과 대비하여 실시예 1의 수평확장프레임을 구성하는 수평플랜지(113)와 수직단부판(114) 및 수직저판(115)을 별도로 제작하여 하부수직벽체(110)에 끼워 설치하는 방식이라 할 수 있다.
말하자면 실시예 1과 같이 수평확장프레임이 일체화된 하부 수직벽체를 제작할 때 제작, 운반 및 시공상 어려움이 있을 수 있어 수평확장프레임과 하부수직벽체를 별도로 제작하여 조립하는 경우라 할 수 있다.
역시 상기 복합 벽체거더(100)는 건축물의 벽체로 시공될 수 있으며 이러한 벽체역할을 하는 복합 벽체거더(100)는 연장되는 방향을 종방향이라고 하였을 때, 사이사이에는 도 3b 및 도 3c와 같이 바닥판 또는 보와 같은 수평부재(200)가 횡방향으로 시공된다. 상기 수평부재(200)로서 데크플레이트(210)가 설치되는 경우를 기준으로 살펴봄은 동일하다.
이때 상기 복합 벽체거더(100)는 수평부재(200)가 설치되는 벽체거더(WALL GIRDER)역할을 하는 것으로서 하부수직벽체(110), 수평플랜지(113), 수직단부판(114), 양 수직저판(115) 및 수평연결판(116)으로 구성되는 수평확장프레임 및 상부수직벽체(120)를 포함하여 이루어지게 된다.
먼저 하부수직벽체(110)는 도 3a와 같이 서로 마주보는 수직강판(111)으로 형성되며 수직강판(111) 내측면에는 전단연결재(112, 스터드)가 형성되어 있음은 동일하다.
이러한 전단연결재(112)는 수직강판(111) 사이에 충진되는 콘크리트(C)와의 일체성 확보를 위한 것이다.
상기 수평확장프레임은 실시예 1과 동일하게 수평플랜지(113)와 수직단부판(114)이 하부수직벽체(110)와 수평부재(200)의 연결부위의 단면을 확장하여 연결부위 강성이 증가되고, 수평확장프레임의 연장길이를 조정하여 바닥판(바닥재)의 처짐, 진동을 저감시키는 기능을 가지는 것으로서
수평부재(200)와 강접합되는 하부수직벽체(110)의 연결부위에 발생하는 휨 모멘트 및 비틀림 모멘트를 상기 수평확장프레임이 분담하게 되어 이러한 휨 모멘트 부담능력 향상에 의하여 수평부재(200) 중앙부의 휨 모멘트 부담을 감소시킬 수 있어 상대적으로 동일한 하중 조건이라면 슬래브 또는 보의 춤(단면높이)을 작게 할 수 있어 건축물의 층고(바닥판과 바닥판 사이 높이)를 감소시킬 수 있다는 장점이 있다.
이에 본 발명의 실시예 2에 의한 수평확장프레임은 수평연결판(116)에 의하여 서로 구속된 양 수직저판(115), 수평플랜지(113) 및 수직단부판(114)을 포함하도록 구성시키게 되는데 실시예 1과 달리 별도로 제작되어 하부수직벽체(100)에 끼워져 설치되도록 하게 된다.
즉, 수평확장프레임의 양 수직저판(115)이 하부수직벽체(110)의 양 수직강판(111) 상단 내측면에 접하도록 하여 고정(용접등)되도록 하여 간단하게 하부수직벽체(110)에 수평확장플레임이 설치되도록 하게 된다.
이러한 양 수직저판(115) 사이 내측면에는 수평연결판(116)의 양 단부가 접하면서 구속되어 있음을 알 수 있다.
이는 도 3b에서 후술되는 콘크리트(C) 타설 및 수평부재(200) 설치 시 작용하는 하중에 수평확장프레임의 양 측방으로 벌어짐을 효과적으로 저항하도록 하기 위함이며, 상기 수평연결판(116)은 길이방향으로 복수개가 서로 이격되어 설치됨을 알 수 있다.
이러한 양 수직저판(115)은 양 수직강판(111)의 상단까지 연장되고 양 수직강판(111)을 넘어 수평으로 절곡되어 연장되는 수평플랜지(113)가 형성된다.
또한 상기 수평플랜지(113)의 양 단부로부터 상방으로 연장된 수직판 형태의 수직단부판(114)이 형성된다.
역시 상기 수직단부판(114)에는 데크플레이트(210)가 고정 설치된다.
먼저 도 3a와 도 3b와 같이 수직단부판(114)의 외측면에 수평부재 지지구(117)가 설치되어 데크플레이트(210)의 상면이 수직단부판(114)의 상면과 동일한 높이로 배치되도록 할 수 있음을 알 수 있다.
이때 수평부재 지지구(117)는 데크플레이트(210)가 잘 거치되도록 단부면과 유사한 모양으로 형성된 부재로서 이에 데크플레이트(210)는 수직단부판(114) 외측면에 걸려져 고정(용접 및 나사등) 설치되도록 함을 알 수 있으며 이는 춤에 제한이 있는 경우에 유리하게 된다.
또한 도 3c와 같이 수직단부판(114)의 상부 절곡된 상면에 데크플레이트(210)의 저면이 지지되도록 배치될 수 있음을 알 수 있다.
이러한 경우는 상기 연결부위의 단면 높이가 커지기 때문에 횡방향 지지성능을 보다 크게 확보할 수 있고 별도로 수평부재 지지구(117)를 설치하지 않아도 되는 장점이 있다.
상기 수평플랜지(113)와 수직단부판(114)에 의하여 하부수직벽체(110)의 상부는 빈 공간인 상부개방공간(S)이 형성되고 있음을 알 수 있다.
이러한 상부개방공간(S)은 양 수직단부판(114)의 높이만큼의 두께를 가지면서 수평플랜지(113)의 수평 확장길이 만큼 폭을 가지게 되어 결국 수평부재(200)와 하부 및 상부수직벽체의 연결부위가 두꺼워 지도록 하면서 후술되는 상부수직벽체(120)의 설치작업공간을 충분히 확보할 수 있도록 하게 된다.
다음으로 상부수직벽체(120)가 하부수직벽체(110) 상면에 고정(용접 및 나사등)되어 설치된다.
이러한 상부수직벽체(120)는 전단연결재(122)가 형성된 양 수직판 형태의 수직강판(121)으로 데크플레이트(210)의 상면보다 더 상방까지 상향 연장되도록 하게 됨은 실시예 1과 동일하다.
이러한 양 수직강판(121)에도 역시 관통홀(123)이 다수 형성되어 있어 후술되는 횡방향철근(220)을 횡방향으로 관통되도록 하게 된다.
또한 상기 양 수직강판(121) 내측면에는 전단연결재(122)가 형성되어 있음을 알 수 있다.
이에 하부수직벽체(110) 상부개방공간(S) 양 측방으로 설치되는 데크플레이트(210)로 설치되는 수평부재(200)가 상부수직벽체(120)를 사이에 두고 서로 연속화 되는데 이러한 상부수직벽체(120)는 하부수직벽체와 용접등에 의하여 고정(접합)되어 있으므로 바닥판으로부터 전달되는 횡력 저항에 유리하게 된다.
이러한 상부수직벽체(120) 양 측방은 역시 수평확장프레임에 의하여 단면높이가 두꺼워져 있고, 상부수직벽체(120)의 양 측방으로 수평부재(200)가 고정되어 있으므로 수평부재(200)의 횡력 저항에 특히 유리하게 된다.
이에 도 3b 및 도 3c와 같이 상기 하부수직벽체(110) 및 상부수직벽체(120)의 내측 빈공간 및 수평부재(200)로서 데크플레이트(210)의 상부에 콘크리트(C)를 타설하여 합성되어 일체화되도록 하게 되면 본 발명에 의한 복합 벽체거더(100)를 시공할 수 있게 된다.
이때 하부수직벽체(110)와 상부수직벽체(120)는 상하로 상부개방공간(S)이 연통되어 있므로 콘크리트 충진에 문제가 없고, 상부수직벽체(120) 형성부위도 관통홀(123)이 복수개 형성되어 있으므로 콘크리트(C) 충진에 문제가 없게 됨을 알 수 있다.
또한 상기 수평부재(200)로서 설치된 데크플레이트(210) 상부에는 횡방향철근(220)이 상부수직벽체(120)의 관통홀을 관통하도록 설치하고 있음을 알 수 있으며, 이에 상기 횡방향철근(220)이 상부수직벽체(120)를 관통하여 양 측방으로 연장되어 수평부재와 복합 벽체거더의 횡방향 구조적 연속성을 확보할 수 있다.
즉, 지진과 같은 횡방향 수평력에 대하여 복합 벽체거더(100)는 전단벽 거동을 하게 되는데 복합 벽체거더(100)의 강성에 의하여 복합 벽체거더(100)의 횡방향 변위에 대한 저항성능을 확보할 수 있게 됨은 동일하다.
나아가 하부수직벽체(110), 상부수직벽체(120) 및 수평확장프레임은 강재로서 간단하게 용접등에 의하여 서로 결합되도록 하고 있으므로 작업자가 용접에 의하더라도 하(향)용접이 가능하여 접합 작업성도 매우 뛰어나며, 이러한 결합에 의한 횡방향 강성도 충분히 확보할 수 있게 된다.
[ 본 발명의 복합 벽체거더(100) 시공방법]
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 복합 벽체거더(100)와 수평부재(200)로서 데크플레이트(210)를 이용하여 바닥판을 시공하는 순서도이다.
먼저 도 4a와 같이 건축물의 1개층 바닥판에 복합 벽체거더(100)를 시공하게 된다.
즉 복합 벽체거더(100)는 앞서 살펴본 실시예 1을 기준으로 살펴본다.
먼저, 상기 복합 벽체거더(100)는 수평플랜지(113) 및 수직단부판(114)을 포함하는 수평확장프레임이 일체로 형성된 하부수직벽체(110) 및 상부수직벽체(120)를 포함하는 데, 시공순서로서 하부수직벽체(110), 상부수직벽체(120)는 미리 일체로 제작한 것을 이용하게 된다.
이에 상기 서로 일체화된 하부수직벽체(110)와 상부수직벽체(120)를 기초 또는 기 시공된 바닥판 상면에 세팅하게 되며,
세팅된 하부수직벽체(110)의 양 수직단부판(114)의 외측면에 수평부재 지지구(117)를 이용하여 데크플레이트(210)를 거치하고 용접등에 의하여 일체로 접합시켜 고정시키게 된다. 이러한 접합에 의하여 구조적 일체성을 충분히 확보할 수 있게 된다.
다음으로는 상기 데크플레이트(220) 상부에 횡방향철근(220)을 횡방향으로 배근하게 되는데 이러한 횡방향철근(220)은 상부수직벽체(120)의 관통홀을 관통하여 양 측방으로 연장되어 수평부재와 복합 벽체거더의 횡방향 구조적 연속성을 확보할 수 있도록 하게 된다.
이에 상기 횡방향철근(220)이 배근되면 콘크리트(C)를 타설 및 양생시켜 하부수직벽체(110)와 상부수직벽체(120) 및 데크플레이트(210)를 서로 일체화시키게 된다.
역시 실시예 2에 의한 시공방법도 실시예 1과 다름이 없다.
즉, 도 4b와 같이 먼저 서로 마주보도록 배치되어 내부 빈공간이 형성된 양 수직강판(111); 상기 양 수직강판(111)으로 구성된 하부수직벽체(110)의 상단 내측면에 수평플랜지(113), 수직단부판(114), 양 수직저판(115) 및 수평연결판(116)으로 구성되는 수평확장프레임이 끼워져 제작된 양 수직강판(111) 상부에 상부개방공간(S)이 형성된 하부수직벽체(110)를 설치하게 된다.
다음으로는 상기 하부수직벽체(110)의 양 수직단부판(114)의 절곡된 상면에 횡방향으로 배치되는 데크플레이트 또는 보인 수평부재(200)를 설치하게 된다.
다음으로는 상기 상부개방공간(S)에 설치되는 것으로서 하부수직벽체(110)의 수평플랜지 절곡부위 상면에 상방으로 연장되도록 고정되는 것으로서 횡방향철근이 횡방향으로 관통되도록 관통홀(123)이 형성된 상부수직벽체(120)를 설치하게 된다.
나아가 상기 데크플레이트의 상부에 횡방향철근(220)을 관통홀(123)을 관통하도록 설치하고, 하부수직벽체(110)와 상부수직벽체(120)를 서로 구조적으로 일체화되도록 상기 하부수직벽체의 내부 빈 공간, 상부개방공간(S)과 수평부재(200) 상부에 콘크리트(C);를 타설하여 양생시키게 된다.
나아가 상기 실시예 1,2에 의한 복합 벽체거더는 각 층별로 시공되므로 본 발명의 복합 벽체거더(100)를 상하로 반복하여 서로 연결시켜 가면서 벽체의 상하 연장을 조정할 수 있을 것이다.
결국, 본 발명의 수평확장프레임을 이용한 복합 벽체거더(100)는 하부수직벽체의 수평플랜지(113)가 양 측방으로 연장되고 수평부재(200)가 상기 수평으로 연장된 수평플랜지 사이에 고정되어 수평부재에 의한 바닥판이 형성되므로 복합 벽체거더와 수평부재가 일체화되어 그 연결부 강성이 증가되고, 수평플랜지의 연장길이를 조정하여 바닥판(바닥재)의 처짐, 진동을 저감시킬 수 있게 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: 복합 벽체거더
110: 하부수직벽체
111: 수직강판 112: 전단연결재
113: 수평플랜지 114: 수직단부판
115: 수직저판 116: 수평연결판
117: 수평부재 지지구
120: 상부수직벽체
121: 수직강판 122: 전단연결재
123: 관통홀
200: 수평부재
210: 데크플레이트 220: 횡방향철근

Claims (10)

  1. 서로 마주보도록 배치되어 내부 빈공간이 형성된 양 수직강판(111); 상기 양 수직강판(111) 상단으로부터 수평으로 절곡되어 연장되도록 형성된 수평플랜지(113); 및 상기 수평플랜지(113)의 양 단부로부터 상방으로 연장된 수직판 형태의 수직단부판(114);를 포함하여 양 수직강판(111) 상부에 상부개방공간(S)이 형성된 하부수직벽체(110); 및
    상기 상부개방공간(S)에 설치되는 것으로서 하부수직벽체(111) 상면에 상방으로 연장되도록 고정되는 것으로서 양 수직판 형태의 수직강판(121)을 횡방향으로 관통되도록 관통홀(123)이 형성된 상부수직벽체(120);를
    포함하는 것을 특징으로 하는 수평확장프레임을 이용한 복합 벽체거더.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 하부수직벽체(110)의 수직단부판(114)에 고정되는 것으로서 횡방향철근(220)이 상부에 배치되어 상부수직벽체(120)의 관통홀(123)을 관통하여 횡방향으로 배치되는 데크플레이트 또는 보인 수평부재(200); 및
    하부수직벽체(110)와 상부수직벽체(120)를 서로 구조적으로 일체화되도록 상기 하부수직벽체의 내부 빈 공간, 상부개방공간(S)과 수평부재(200) 상부에 타설되어 양생된 콘크리트(C);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수평확장프레임을 이용한 복합 벽체거더.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 하부수직벽체(110)의 수직강판(111)과 수평확장프레임으로서 수평플랜지(113) 및 수직단부판(114)을 서로 일체로 제작하며,
    상기 상부수직벽체(120)의 양 수직강판(121)의 하단부가 수평플랜지 절곡부위 상면에 지지되도록 하여 상기 양 수직강판(121)이 수평부재(200)보다 상방으로 연장되도록 형성시키는 것을 특징으로 하는 수평확장프레임을 이용한 복합 벽체거더.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 하부수직벽체(110)의 수직강판(111)과 수평플랜지(113), 수직단부판(114) 및 양 수직저판(115)을 포함하는 수평확장프레임을 별도로 제작하며,
    상기 수평확장프레임의 양 수직저판(115)이 하부수직벽체의 양 수직강판 상부 내측면에 고정되도록 하여 하부수직벽체에 상기 수평확장프레임을 끼워 설치하는 것을 특징으로 하는 수평확장프레임을 이용한 복합 벽체거더.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 수평확장프레임의 양 수직저판(115) 사이에는
    수평연결재(116)가 더 설치되어 양 수직저판이 서로 구속되며, 상기 수평연결재는 종방향으로 서로 이격되어 복수개가 설치되도록 하는 것을 특징으로 하는 수평확장프레임을 이용한 복합 벽체거더.
  6. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 하부수직벽체(110) 및 상부수직벽체(120)의 양 수직강판(111,121) 내측면에는 전단연결재가 더 설치되도록 하는 것을 특징으로 하는 상부수직벽체를 이용한 복합 벽체거더.
  7. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 수직단부판(114)의 외측면에 수평부재 지지구(117)가 더 설치되어 데크플레이트(210)가 수평부재 지지구(117)에 지지됨으로서 데크플레이트 상면이 수직단부판(114)의 상면과 동일한 높이로 배치되도록 하는 것을 특징으로 하는 상부수직벽체를 이용한 복합 벽체거더.
  8. 서로 마주보도록 배치되어 내부 빈공간이 형성된 양 수직강판(111); 상기 양 수직강판(111) 상단으로부터 수평으로 절곡되어 연장되도록 형성된 수평플랜지(113); 및 상기 수평플랜지(113)의 양 단부로부터 상방으로 연장된 수직판 형태의 수직단부판(114);를 포함하여 양 수직강판(111) 상부에 상부개방공간(S)이 형성된 하부수직벽체(110);를 설치하고,
    상기 상부개방공간(S)에 설치되는 것으로서 하부수직벽체(111) 상면에 상방으로 연장되도록 고정되는 것으로서 양 수직판 형태의 수직강판(121)을 횡방향으로 관통되도록 관통홀(123)이 형성된 상부수직벽체(120);를 설치하고,
    횡방향철근이 상부에 배치되어 상부수직벽체(120)의 관통홀(123)을 관통하여 횡방향으로 배치되는 데크플레이트 또는 보인 수평부재(200)를 상기 하부수직벽체의 수직단부판에 고정시키고,
    하부수직벽체(110)와 상부수직벽체(120)를 서로 구조적으로 일체화되도록 상기 하부수직벽체의 내부 빈 공간, 상부개방공간(S)과 수평부재(200) 상부에 콘크리트(C);를 타설하여 양생시키는 단계;를
    포함하는 것을 특징으로 하는 수평확장프레임을 이용한 복합 벽체거더 시공방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 하부수직벽체(110)의 수직강판(111)과 수평확장프레임으로서 수평플랜지(113) 및 수직단부판(114)을 서로 일체로 제작하고,
    상기 상부수직벽체(120)의 양 수직강판(121)의 하단부가 수평플랜지 절곡부위 상면에 지지되도록 하여 상기 양 수직강판(121)이 수평부재(200)보다 상방으로 연장되도록 형성시키는 것을 특징으로 하는 수평확장프레임을 이용한 복합 벽체거더 시공방법.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 하부수직벽체(110)의 수직강판(111)과 수평플랜지(113), 수직단부판(114) 및 양 수직저판(115)을 포함하는 수평확장프레임을 별도로 제작하고,
    상기 수평확장프레임의 양 수직저판(115)이 하부수직벽체의 양 수직강판 상부 내측면에 고정되도록 하여 하부수직벽체에 상기 수평확장프레임을 끼워 설치하며,
    상기 수평확장프레임의 양 수직저판(115) 사이에는 수평연결재(116)가 설치되어 양 수직저판이 서로 구속되며, 상기 수평연결재는 종방향으로 서로 이격되어 복수개가 설치되도록 하는 것을 특징으로 하는 수평확장프레임을 이용한 복합 벽체거더 시공방법.
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