KR101381898B1 - 강재와 콘크리트의 결합구조물 - Google Patents

강재와 콘크리트의 결합구조물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 내부에 타설되는 콘크리트와 함께 일체형 구조를 형성하는 강재와 콘크리트의 결합구조물에 관한 것으로서, 본체(100); 일단이 본체(100)의 내면에 형성된 결합부(110)에 결합함과 아울러, 타단이 본체(100)의 내측 직교방향으로 돌출하도록 설치된 주 스터드(200); 일단이 결합부(110) 또는 결합부(110)에 인접한 위치에 결합함과 아울러, 타단이 주 스터드(200)와 이격하도록 설치됨으로써, 주 스터드(200)에 대하여 경사지도록 설치된 보조 스터드(300);를 포함하는 구조를 제시함으로써, 콘크리트의 내부 균열을 줄일 수 있고, 블리딩수에 의한 스터드와의 부착 불량을 감소시킬 수 있도록 한다.

Description

강재와 콘크리트의 결합구조물{JOINT STRUCTURE FOR STEEL AND CONCRETE}
본 발명은 건설 분야에 관한 것으로서, 상세하게는 강재와 콘크리트의 결합구조에 관한 것이다.
원전 구조물, 고층 빌딩과 같이 고강도, 고내구성 및 시공기간의 단축이 요구되는 구조물의 경우, 강재 거푸집(10) 내부에 콘크리트(C)를 타설하고, 이를 일체형 구조로 사용하는 공법이 개발되어 있다(도 1).
여기서, 강재 거푸집(10)이 영구거푸집 역할을 하게 되는데, 이러한 강재 거푸집(10)과 콘크리트(C)의 부착력을 증대하기 위하여, 강재 거푸집(10)의 내면에는 스터드(20)가 내측으로 돌출되도록 설치된다.
그런데, 이러한 종래의 구조는 다음과 같은 문제가 지적되어 왔다.
첫째, 스터드(20)의 머리부(22)와 접촉하는 콘크리트(C) 부위에 발생하는 지압응력으로 인하여, 콘크리트에 내부에 균열이 발생한다는 점이다.
미국 콘크리트 학회에서 발행한 원전 구조물 설계기준에서는, 위 균열이 스터드(20)의 몸통부(21)에 대하여 65°정도의 각도로 발생한다고 개시하고 있다.
둘째, 콘크리트의 타설 직후 발생하는 블리딩수가 상승하다가 스터드(20)의 저면에 고임에 따라, 콘크리트와 스터드(20)의 부착 불량이 발생한다는 점이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 콘크리트의 내부 균열을 줄일 수 있고, 블리딩수에 의한 스터드와의 부착 불량을 감소시킬 수 있도록 하는 강재와 콘크리트의 결합구조물을 제시하는 것을 그 목적으로 한다.
상기 과제의 해결을 위하여, 본 발명은 내부에 타설되는 콘크리트와 함께 일체형 구조를 형성하는 영구거푸집 구조물에 있어서, 본체(100); 일단이 상기 본체(100)의 내면에 형성된 결합부(110)에 결합함과 아울러, 타단이 상기 본체(100)의 내측 직교방향으로 돌출하도록 설치된 주 스터드(200); 일단이 상기 결합부(110) 또는 상기 결합부(110)에 인접한 위치에 결합함과 아울러, 타단이 상기 주 스터드(200)와 이격하도록 설치됨으로써, 상기 주 스터드(200)에 대하여 경사지도록 설치된 보조 스터드(300);를 포함하는 것을 특징으로 하는 강재와 콘크리트의 결합구조물을 제시한다.
상기 보조 스터드(300)는 상기 주 스터드(200)의 상부에 설치된 상부 스터드(310);를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 보조 스터드(300)는 상기 주 스터드(200)의 하부에 설치된 하부 스터드(320);를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 주 스터드(200)와 상기 보조 스터드(300) 사이의 각도(θ)는 30~40°인 것이 바람직하다.
상기 주 스터드(200) 및 보조 스터드(300)의 일단에는 숫나사부(201,301)가 형성되고, 상기 결합부(110)는 상기 숫나사부(201,301)가 나사결합하도록 상기 본체(100)의 내면에 암나사 구조로 형성된 결합홈(112,113);을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 보조 스터드(300)는 복수가 설치되고, 상기 복수의 보조 스터드(310,320)의 일단에는 링형 체결부(330)가 형성되며, 상기 링형 체결부(330)의 체결공(331)에는 상기 주 스터드(200)가 관통하여 결합하는 것이 바람직하다.
상기 결합부(110)는 상기 주 스터드(200)의 일단에 형성된 숫나사부(201)가 나사결합하도록, 상기 본체(100)의 내면에 암나사 구조로 형성된 결합홈(112);을 포함하고, 상기 주 스터드(200)의 숫나사부(201)와 나사결합하도록, 상기 링형 체결부(330)의 체결공(331)의 내주는 암나사 구조로 형성된 것이 바람직하다.
상기 결합부(110)는 상기 주 스터드(200)의 일단이 상기 본체(100)의 내면에 용접결합하여 형성된 용접부(W)를 포함하고, 상기 주 스터드(200)의 일단에 형성된 숫나사부(201)와 나사결합하도록, 상기 링형 체결부(330)의 체결공(331)의 내주는 암나사 구조로 형성된 것이 바람직하다.
상기 주 스터드(200)는 몸통부(210)와 상기 몸통부(210)의 타단에 형성된 머리부(220)를 포함하여 형성되고, 상기 머리부(220)는 상기 몸통부(210)에 대하여 탈착가능하게 형성된 것이 바람직하다.
상기 몸통부(210)의 타단에는 숫나사부(211)가 형성되고, 상기 머리부(220)에는 상기 숫나사부(211)가 나사결합하도록 암나사 구조로 형성된 결합홈(221)이 형성된 것이 바람직하다.
본 발명은 상기 강재와 콘크리트의 결합구조물을 이용한 영구거푸집 구조물로서, 강재에 의해 형성된 영구거푸집 본체(100) 내면에 상기 주 스터드(200) 및 보조 스터드(300)가 설치된 것을 특징으로 하는 영구거푸집 구조물을 함께 제시한다.
본 발명은 콘크리트의 내부 균열을 줄일 수 있고, 블리딩수에 의한 스터드와의 부착 불량을 감소시킬 수 있도록 하는 강재와 콘크리트의 결합구조물을 제시한다.
도 1은 종래의 영구거푸집 구조물을 도시한 부분단면도.
도 2 이하는 본 발명의 실시예를 도시한 것으로서,
도 2는 제1 실시예의 단면도.
도 3은 제2 실시예의 분해단면도.
도 4는 제3 실시예의 분해사시도.
도 5는 제4 실시예의 분해단면도.
도 6은 제5 실시예의 분해단면도.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 관하여 상세히 설명한다.
도 2 이하에 도시된 바와 같이, 본 발명은 기본적으로 내부에 타설되는 콘크리트와 함께 일체형 구조를 형성하는 강재와 콘크리트의 결합구조물(영구거푸집 구조물)에 관한 것으로서, 거푸집 구조의 본체(100); 일단이 본체(100)의 내면에 형성된 결합부(110)에 결합함과 아울러, 타단이 본체(100)의 내측 직교방향으로 돌출하도록 설치된 주 스터드(200); 일단이 결합부(110) 또는 결합부(110)에 인접한 위치에 결합함과 아울러, 타단이 주 스터드(200)와 이격하도록 설치됨으로써, 주 스터드(200)에 대하여 경사지도록 설치된 보조 스터드(300);를 포함하여 구성된다.
즉, 주 스터드(200)와 별도로 보조 스터드(300)를 설치하되, 이들의 일단이 본체(100)의 내면 중 동일 또는 인접한 위치에 결합하도록 하고, 이들의 타단이 서로 이격하도록 함으로써, 주 스터드(200)와 보조 스터드(300)가 상호 일정 각도를 갖도록 한 것이다.
이는 다음과 같은 효과를 얻도록 한다.
첫째, 주 스터드(200)에 대하여 일정 각도를 갖도록 설치된 보조 스터드(300)가 주 스터드(200)의 머리부에 의한 콘크리트의 파괴면(균열면)에 위치하게 되므로, 콘크리트의 내부 균열을 억제할 수 있다.
둘째, 콘크리트의 내부에 발생한 블리딩수가 경사진 구조의 보조 스터드(300)를 타고 상승하게 되므로, 스터드 저면과 콘크리트의 부착 불량을 해소할 수 있다.
보조 스터드(300)는 하나 또는 복수가 설치될 수 있는데, 복수가 설치되는 경우, 상술한 효과를 더욱 크게 얻을 수 있다.
보조 스터드(300)는 주 스터드(200)의 상부에 설치된 상부 스터드(310); 주 스터드(200)의 하부에 설치된 하부 스터드(320);를 포함하는 것이 바람직하다.
즉, 보조 스터드(300)는 주 스터드(200)의 양측에 설치되는 것보다, 주 스터드(200)의 상하에 설치되는 것이 더욱 바람직한데, 그 이유는 콘크리트의 내부에서 발생하는 블리딩수가 상하방향으로 경사진 보조 스터드(300)를 타고 상승하는 것이 용이하기 때문이다.
특히, 하부 스터드(320)가 주 스터드(200)의 연직 하방에 설치되는 경우, 그 하부 스터드(320)의 아랫부분의 콘크리트에서 상승하는 블리딩수가 하부 스터드(320)의 저면을 타고 상승하여, 주 스터드(200)의 저면에 고이지 않게 되므로, 부착 불량을 대폭 줄일 수 있다는 효과가 있다.
상술한 바와 같이, 스터드(200)의 머리부와 접촉하는 콘크리트 부위에 발생하는 지압응력으로 인하여 콘크리트에 내부에 발생하는 균열은, 스터드(200)의 몸통부에 대하여 65°정도의 각도로 발생한다.
따라서 주 스터드(200)와 보조 스터드(300) 사이의 각도(θ)가 30~40°(35° 정도)가 되도록 보조 스터드(300)를 설치하는 경우, 보조 스터드(300)가 콘크리트 내부에 발생하는 파괴면(균열면)과 직교방향에 위치하게 되므로, 이상적인 보강구조를 이룰 수 있다는 효과가 있다(도 2).
주 스터드(200) 및 보조 스터드(300)의 일단에는 숫나사부(201,301)가 형성되고, 본체(100)의 결합부(110)는 숫나사부(201,301)가 나사결합하도록 본체(100)의 내면에 암나사 구조로 형성된 결합홈(112,113);을 포함하는 구성을 취하는 경우, 나사결합에 의해 쉽고 안정적으로 본체(100)에 주 스터드(200) 및 보조 스터드(300)를 결합할 수 있다는 장점이 있다(도 3).
복수의 보조 스터드(300)를 설치하는 경우, 상호 경사지도록 형성된 복수의 보조 스터드(310,320)의 일단에 링형 체결부(330)를 형성하고, 이러한 링형 체결부(330)의 체결공(331)에 주 스터드(200)가 관통하여 결합하는 구조를 취하는 것이 시공의 편의성 측면에서 바람직하다(도 4).
이 경우, 주 스터드(200)의 일단에 형성된 숫나사부(201)가 나사결합하도록, 본체(100)의 내면 결합부(110)의 결합홈(112)은 암나사 구조로 형성되고, 주 스터드(200)의 숫나사부(201)와 나사결합하도록, 링형 체결부(330)의 체결공(331)의 내주는 암나사 구조로 형성되는 것이 구조적 안정성을 위하여 바람직하다(도 5).
또는, 주 스터드(200)의 일단이 본체(100)의 내면에 용접결합하여 용접부(W)를 형성하도록 하고, 주 스터드(200)의 일단에 형성된 숫나사부(201)와, 링형 체결부(330)의 체결공(331)의 내주의 암나사 구조가 나사결합하는 구조를 취할 수도 있다(도 6).
주 스터드(200)는 몸통부(210)와 몸통부(210)의 타단에 형성된 머리부(220)를 포함하는 구조를 취하고, 머리부(220)는 몸통부(210)에 대하여 탈착가능하게 형성되는 경우, 주 스터드(200)의 몸통부(210)의 일단이 본체(100)의 내면에 결합한 상태에서, 머리부(220)만을 해체하고, 위 링형 체결부(330)를 구비한 보조 스터드(300)를 결합한 후, 다시 머리부(220)를 결합하는 시공방식을 취할 수 있다는 장점이 추가된다(도 5).
이를 위하여, 몸통부(210)의 타단에는 숫나사부(211)가 형성되고, 머리부(220)에는 숫나사부(211)가 나사결합하도록 암나사 구조로 형성된 결합홈(221)이 형성되는 것이 바람직하다.
또한 이 경우, 몸통부(210)의 일단에도 숫나사부(201)가 형성되어, 링형 체결부(330)의 체결홈(331)의 암나사 구조와 나사결합을 하도록 하는 것이 바람직하다.
위에서는 본 발명에 의한 강재와 콘크리트의 결합구조물이 강재 영구거푸집 구조물에 적용되는 경우를 예로 설명하였으나, 기타 강재와 콘크리트가 일체로 결합하는 구조이면 어느 경우나 효과적으로 적용될 수 있다.
한편, 본 발명에 의한 구조물에서는, 보조 스터드의 적용으로 인하여, 종래 주 스터드만을 적용하는 경우에 비해, 전체적으로 많은 수의 스터드가 필요한 것으로 보일 수도 있으나, 본 발명에 의한 주 스터드와 보조 스터드의 복합구조물은 그 자체의 부착강도가 대단히 크므로, 스터드의 설치 개소를 대폭 줄일 수 있으므로, 오히려 전체적으로 스터드의 수를 줄일 수 있다는 효과가 있다.
이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께 하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.
100 : 본체 110 : 결합부
112 : 결합홈 113 : 결합홈
200 : 주 스터드 201 : 숫나사부
210 : 몸통부 211 : 숫나사부
220 : 머리부 221 : 결합홈
300 : 보조 스터드 301 : 숫나사부
310 : 상부 스터드 320 : 하부 스터드
330 : 링형 체결부 331 : 체결공

Claims (11)

  1. 내부에 타설되는 콘크리트와 함께 일체형 구조를 형성하는 결합구조물에 있어서,
    강재에 의해 형성된 본체(100);
    일단이 상기 본체(100)의 내면에 형성된 결합부(110)에 결합함과 아울러, 타단이 상기 본체(100)의 내측 직교방향으로 돌출하도록 설치된 주 스터드(200);
    일단이 상기 결합부(110) 또는 상기 결합부(110)에 인접한 위치에 결합함과 아울러, 타단이 상기 주 스터드(200)와 이격하도록 설치됨으로써, 상기 주 스터드(200)에 대하여 경사지도록 설치된 보조 스터드(300);를 포함하며,
    상기 보조 스터드(300)는 복수가 설치되고,
    상기 복수의 보조 스터드(310,320)의 일단에는 링형 체결부(330)가 형성되며,
    상기 링형 체결부(330)의 체결공(331)에는 상기 주 스터드(200)가 관통하여 결합하는 것을 특징으로 하는 강재와 콘크리트의 결합구조물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 보조 스터드(300)는
    상기 주 스터드(200)의 상부에 설치된 상부 스터드(310);를
    포함하는 것을 특징으로 하는 강재와 콘크리트의 결합구조물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 보조 스터드(300)는
    상기 주 스터드(200)의 하부에 설치된 하부 스터드(320);를
    포함하는 것을 특징으로 하는 강재와 콘크리트의 결합구조물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 주 스터드(200)와 상기 보조 스터드(300) 사이의 각도(θ)는 30~40°인 것을 특징으로 하는 강재와 콘크리트의 결합구조물.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 결합부(110)는
    상기 주 스터드(200)의 일단에 형성된 숫나사부(201)가 나사결합하도록, 상기 본체(100)의 내면에 암나사 구조로 형성된 결합홈(112);을 포함하고,
    상기 주 스터드(200)의 숫나사부(201)와 나사결합하도록, 상기 링형 체결부(330)의 체결공(331)의 내주는 암나사 구조로 형성된 것을 특징으로 하는 강재와 콘크리트의 결합구조물.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 결합부(110)는
    상기 주 스터드(200)의 일단이 상기 본체(100)의 내면에 용접결합하여 형성된 용접부(W)를 포함하고,
    상기 주 스터드(200)의 일단에 형성된 숫나사부(201)와 나사결합하도록, 상기 링형 체결부(330)의 체결공(331)의 내주는 암나사 구조로 형성된 것을 특징으로 하는 강재와 콘크리트의 결합구조물.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 주 스터드(200)는 몸통부(210)와 상기 몸통부(210)의 타단에 형성된 머리부(220)를 포함하여 형성되고,
    상기 머리부(220)는 상기 몸통부(210)에 대하여 탈착가능하게 형성된 것을 특징으로 하는 강재와 콘크리트의 결합구조물.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 몸통부(210)의 타단에는 숫나사부(211)가 형성되고,
    상기 머리부(220)에는 상기 숫나사부(211)가 나사결합하도록 암나사 구조로 형성된 결합홈(221)이 형성된 것을 특징으로 하는 강재와 콘크리트의 결합구조물.
  11. 제1항 내지 제4항, 제7항 내지 제10항 중 어느 한 항의 강재와 콘크리트의 결합구조물을 이용한 영구거푸집 구조물로서,
    강재에 의해 형성된 영구거푸집 본체(100) 내면에 상기 주 스터드(200) 및 보조 스터드(300)가 설치된 것을 특징으로 하는 영구거푸집 구조물.
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