KR101449708B1 - 전단보강용 철근을 이용한 덧침 콘크리트와의 일체성 향상 및 중공슬래브의 전단내력 향상구조 및 이를 이용한 시공방법 - Google Patents

전단보강용 철근을 이용한 덧침 콘크리트와의 일체성 향상 및 중공슬래브의 전단내력 향상구조 및 이를 이용한 시공방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 프리캐스트 콘크리트로 제작되며 길이방향으로 관통되고 폭 방향으로 적어도 하나 이상의 중공을 갖으며, 상기 중공을 회피하여 다수 개의 강연선이 배치되는 중공슬래브; 상기 중공슬래브와 인접한 중공슬래브가 너비방향으로 배치되어 형성된 중공슬래브 상호간의 이격된 공간 하단에 연결되고, 양단부가 갈고리 모양으로 형성된 갈고리부가 구비되는 하부판재; 및, 상기 하부판재의 상부에 부착되어 설치되는 전단보강용 철근;을 포함하여 구성되되, 상기 하부판재는 철판 또는 PC판재로 이루어지고, 인접한 중공슬래브 사이에 중공슬래브의 길이방향으로 연속되게 연결되며, 상기 전단보강용 철근이 부착된 상기 하부판재가 설치된 후 상기 중공슬래브 상부에 덧침 콘크리트가 타설되고, 상기 갈고리부는 양측에 위치된 중공슬래브 하단의 절곡된 부분에 양단이 걸쳐져 설치되는 것을 특징으로 한다.

Description

전단보강용 철근을 이용한 덧침 콘크리트와의 일체성 향상 및 중공슬래브의 전단내력 향상구조 및 이를 이용한 시공방법{Improving structure integrity with topping concrete and improved shear load carrying of hollow slab structure using shear reinforcing bar and constructing method using the same}
본 발명은 건물에 사용되는 구조 부재의 한 종류인 중공슬래브의 구조에 관한 것으로, 특히 인접한 중공슬래브가 전단보강용 철근이 부착된 하부판재에 의하여 너비방향으로 연결되는 것을 특징으로 한다. 그리고 본 발명은 앞에서 언급한 하부판재에 전단보강용 철근을 설치하고 덧침 콘크리트를 타설함으로써 부재 간의 일체성을 높일 뿐만 아니라 수평전단내력 및 수직전단내력을 향상시킬 수 있는 중공슬래브의 전단내력 향상구조에 관한 것이다.
건물의 구조부재 중 하나로 사용되는 중공슬래브(HCS; 할로우코아 슬래브)는 프리캐스트 콘크리트로 제작된다. 프리캐스트 콘크리트는 공장에서 타설되는 콘크리트를 말한다.
일반적으로 중공슬래브는 베드에 강연선을 배치하고, 강연선을 긴장시킨 상태에서 할로우코아 슬래브 자동성형기를 사용하여 콘크리트를 타설하여 제작됨으로써 중공을 갖는 구조체가 된다. 이때 중공슬래브의 폭은 통상적으로 0.9~1.2m로 제작된다.
이같이 중공슬래브는 프리캐스트 콘크리트로 제작되어 시공 현장에서 보에 양단이 올려져 설치된다. 이때 부재 간의 일체성을 확보하고 마감성을 향상시킬 목적으로 중공슬래브 위에 덧침 콘크리트(Topping Concrete)를 타설하게 되고, 덧침 콘크리트는 중공슬래브와 합성되어 합성슬래브를 이루게 된다.
종래에 중공슬래브 위에 덧침 콘크리트가 타설되는 실시예가 도 1(a)에 도시되어 있다. 이러한 중공슬래브는 제조방법상 전단철근을 배근할 수 없어, 중공슬래브 상부의 거친면 처리를 통해 수평전단내력을 향상시키고 덧침 콘크리트와의 일체성을 도모하는 것이 일반적이다. 이러한 수평전단내력의 향상방법은 전단철근을 배근하는 방법에 비하여 그 효과가 적어 전단력이 크게 작용하는 곳에서는 중공슬래브 부재의 사용에 제약이 있다.
그리고 중공슬래브 하부에 설비 배관 및 전기 배선을 위해 타공 및 앵커시공을 하는 경우에도 중공부분과 강연선에 의해 그 시공이 용이하지 않으며, 기존 앵커부재를 설치할 경우에도 안정성을 보장하기 어렵다.
아울러 중공슬래브의 단부에 전단보강이 필요한 경우에는 중공슬래브 단부의 일부 구간을 털어내고 철근보강과 콘크리트 채움을 해야 하므로 전단보강이 어려운 실정이다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해서 제시되는 것이다. 그 목적은 다음과 같다.
첫째, 중공슬래브 상호 간의 연결부위 및 단부에 하부 판재 및 전단보강용 철근을 설치하고 덧침 콘크리트를 타설함으로써 부재 간의 일체성을 높이고 수평전단내력 및 수직전단내력 보강을 이룰 수 있는 구조를 제공하고자 한다.
둘째, 중공슬래브 부재의 크기나 높이에 따라 용도에 맞추어 형태, 높이가 가변적인 전단보강용 철근 및 폭 조절이 가능한 하부판재를 제공하고자 한다.
셋째, 부재 사이의 단 차이가 있는 경우 또는 단부처리 할 경우에도 연속화 작업이 가능한 하부판재 및 전단보강용 철근을 제공하고자 한다.
넷째, 중공슬래브에 설비 배관 및 전기 배선을 위해서 타공 및 앵커시공을 하는 경우 중공부분과 강연선에 의해 그 시공이 용이하지 않았던 종래의 문제점을 해결하고자 하는 구조를 제공하고자 한다.
상기한 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명은 프리캐스트 콘크리트로 제작되며 길이방향으로 관통되고 폭 방향으로 적어도 하나 이상의 중공을 갖으며, 상기 중공을 회피하여 다수 개의 강연선이 배치되는 중공슬래브; 상기 중공슬래브와 인접한 중공슬래브가 너비방향으로 배치되어 형성된 중공슬래브 상호간의 이격된 공간 하단에 연결되고, 양단부가 갈고리 모양으로 형성된 갈고리부가 구비되는 하부판재; 및, 상기 하부판재의 상부에 부착되어 설치되는 전단보강용 철근;을 포함하여 구성되되, 상기 하부판재는 철판 또는 PC판재로 이루어지고, 인접한 중공슬래브 사이에 중공슬래브의 길이방향으로 연속되게 연결되며, 상기 전단보강용 철근이 부착된 상기 하부판재가 설치된 후 상기 중공슬래브 상부에 덧침 콘크리트가 타설되고, 상기 갈고리부는 양측에 위치된 중공슬래브 하단의 절곡된 부분에 양단이 걸쳐져 설치되는 것을 특징으로 하는 전단보강용 철근을 이용한 덧침 콘크리트와의 일체성 향상 및 중공슬래브의 전단내력 향상구조를 제공한다.
본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 기대된다.
첫째, 본 발명은 중공슬래브의 측면 연결부 또는 단부에 하부판재 및 전단보강용 철근이 설치되어 덧침 콘크리트와의 일체성이 확보되고 전단내력이 향상된다.
둘째, 본 발명은 중공슬래브의 부재의 크기나 높이에 따라 전단보강용 철근의 형태 및 높이 변화가 가변적이고, 하부판재의 폭 조절이 가능하여 시공성이 향상된다.
셋째, 본 발명은 중공슬래브 부재 사이의 단 차이가 있거나 단부처리 시에 하부판재를 응용 설치하여 연속화 작업이 가능하여 시공성이 향상된다.
넷째, 본 발명은 하부판재 위의 덧침 콘크리트부분에 설비 배관 및 전기 배선을 위한 타공 및 앵커시공을 하여 시공성 및 안정성이 향상된다.
다섯째, 본 발명은 중공슬래브에 하부판재 및 전단보강용 철근을 선 부착하여 운반 및 시공을 함으로써 공기단축 및 시공의 편의성이 증대된다.
도 1(a)는 종래의 중공슬래브의 측면 연결시에 덧침 콘크리트가 타설된 단면도이다.
도 1(b)는 본 발명의 중공슬래브의 측면 연결시에 덧침 콘크리트가 타설된 단면도이다.
도 2는 본 발명의 중공슬래브 상호간에 측면이 연결된 실시예를 나타내는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 하부판재와 전단보강용 철근이 결합된 실시예이다.
도 4는 본 발명에 따른 전단보강용 철근 형태의 실시예이다.
도 5는 본 발명의 다양한 상황에 따른 하부판재 및 전단보강용 철근이 설치된 실시예이다.
이하 첨부한 도면과 함께 상기와 같은 본 발명의 개념이 바람직하게 구현된 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
도 1(b)는 본 발명의 중공슬래브(S)의 측면 연결시에 덧침 콘크리트(300)가 타설된 단면도이고, 도 2는 본 발명의 중공슬래브(S) 상호간에 측면이 연결된 실시예를 나타내는 사시도이다.
본 발명은 프리캐스트 콘크리트로 제작되며 길이방향으로 관통되고 폭 방향으로 적어도 하나 이상의 중공(H)을 갖는 중공슬래브(S); 상기 중공슬래브(S)와 인접한 중공슬래브(S)가 너비방향으로 배치되어 형성된 중공슬래브(S) 상호간의 이격된 공간 하단에 연결되는 하부판재(100); 및, 상기 하부판재(100)의 상부에 부착되어 설치되는 전단보강용 철근(200);을 포함하여 구성되되, 상기 하부판재(100)는 인접한 중공슬래브(S) 사이에 중공슬래브(S)의 길이방향으로 연속되게 연결되고, 상기 전단보강용 철근(200)이 부착된 상기 하부판재(100)가 설치된 후 상기 중공슬래브(S) 상부에 덧침 콘크리트(300)가 타설되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 도 2에 도시된 바와 같이 길이방향으로 관통되고 폭 방향으로 적어도 하나 이상의 중공(H)을 갖는 중공슬래브(S)가 구비된다. 이때 중공슬래브(S)는 공장에서 프리캐스트 콘크리트로 제작되며, 도면에 도시되지는 않았지만 중공(H)을 회피하여 다수 개의 강연선이 배치된다. 그리고 이 강연선은 긴장 상태로 포설된다. 여기서 프리캐스트 콘크리트의 타설 방법이나 강연선의 긴장 방법은 주지의 기술이므로 상세한 설명은 생략한다.
한편, 중공슬래브(S)의 폭 방향 양측 단면에 덧침 콘크리트(300)와의 결속을 강화시키기 위해 걸림턱이 더 형성될 수 있다. 이러한 걸림턱은 시공 전에 중공슬래브(S)의 양중시 걸림 수단으로 활용될 수도 있다. 여기서 덧침 콘크리트(300)라 함은 바닥판의 높이를 조절하거나 하중을 균일하게 분포시킬 목적으로 중공슬래브(S) 위에 타설되는 현장콘크리트를 말한다.
아울러 너비방향으로 중공슬래브(S)를 배치시킬 경우 일측 중공슬래브(S)의 하단과 타측 중공슬래브(S)의 하단 사이에 이격된 공간이 형성되고, 이 공간에 하부판재(100)를 이용하여 양측 중공슬래브(S)의 하단이 연결된다. 그리고 하부판재(100)는 상부에 전단보강용 철근(200)이 부착된다. 또한 양측 중공슬래브(S)가 하부판재(100)로 연결되면 그 하부판재(100)의 상면에는 일정한 틈새가 형성되고, 그 틈새에 덧침 콘크리트(300)가 타설되면 전단보강용 철근(200)과 함께 콘크리트층이 형성되어 부재의 일체성 및 전단내력을 향상시키고 누수 및 균열을 방지할 수 있다.
도 3은 본 발명의 하부판재(100)와 전단보강용 철근(200)이 결합된 실시예이고, 도 4는 본 발명에 따른 전단보강용 철근(200) 형태의 실시예이다.
본 발명은 도 3에 도시된 바와 같이 하부판재(100)의 상부에 전단보강용 철근(200)이 부착되어 설치된다. 하부판재(100)는 전단보강용 철근(200)과 부착되어 덧침 콘크리트(300)가 타설될 경우 형틀 역할을 한다. 이러한 하부판재(100)는 철판(120)재질(도 3(a)) 또는 PC판재(140)(도 3(b)) 등의 다양한 재료를 사용할 수 있다.
또한 하부판재(100)는 중공슬래브(S)와 중공슬래브(S) 사이에 배치되되, 중공슬래브(S)의 크기나 응력에 맞게 하부판재(100)의 폭을 형성할 수 있고 용도에 따라서는 중공슬래브(S) 매 간격마다 또는 일정개의 중공슬래브(S) 간격마다 설치할 수도 있다. 아울러 인접한 중공슬래브(S) 사이에 단 차이가 있거나 중공슬래브(S)의 단부를 처리할 경우에도 대응되는 형태로 구성할 수 있다. 여기서 대응되는 형태는 후에 언급될 시공방법과 함께 더욱 상세히 설명하도록 한다.
본 발명은 전단보강용 철근(200)을 사용함으로써 건축구조물의 수평전단강도 및 수직전단강도 보강효과를 제공한다. 즉 본 발명은 중공슬래브(S) 상호간의 연결되는 부분에 가해지는 전단력에 대해 전단보강용 철근(200)에 의해 저항력을 발생시킴으로써 전단 구조를 효과적으로 보강할 수 있다. 이러한 전단보강용 철근(200)은 바람직하게는 도 4에 도시된 바와 같이 트러스 철근(220)(도 4(a)) 또는 래티스 철근(240)(도 4(b))의 형태를 구성할 수 있다. 그러나 여기에 한정되지 않고 전단보강이 가능한 형태라면 다양한 형태로 구성될 수 있다.
그리고 전단보강용 철근(200)은 중공슬래브(S)의 크기나 높이에 따라 전단보강용 철근(200)의 형태, 높이 및 간격을 대응되도록 형성될 수 있다. 예를 들어 전단보강용 철근(200)의 높이를 중공슬래브(S) 높이 이상으로 구성하여 돌출부가 있는 형태에서 그 위로 덧침 콘크리트(300)가 타설될 경우 덧침 콘크리트(300)와 합성력이 증대되어 일체성이 확보되며 전단 저항력을 더욱 증진시킬 수 있다. 이러한 전단보강용 철근(200)은 현장에서 설치될 수도 있지만, 공장에서 중공슬래브(S)에 하부판재(100)와 함께 선 부착하여 운반되어 설치될 수도 있다. 이와 같이 선 부착될 경우에는 현장에서 간단히 설치만 하면 되므로 인력 및 공사기간을 절약할 수 있다.
도 5는 본 발명의 다양한 상황에 따른 하부판재(100) 및 전단보강용 철근(200)이 설치된 실시예이다.
이하 도 5를 참고로 상기와 같이 구성된 중공슬래브의 시공방법을 설명한다.
먼저, 공장에서 프리캐스트 콘크리트 공법에 의해 제작된 중공슬래브(S)는 시공 현장으로 운반되고 인양장비에 의해 인양되어 건축 구조물의 보에 지지가 된다.
이때 중공슬래브(S)와 인접한 중공슬래브(S)의 높이, 폭 및 단차에 맞추어 하부판재(100)를 형성하고 그 하부판재(100) 위에 전단보강용 철근(200)을 부착한다.
이후 전단보강용 철근(200)이 부착된 하부판재(100)를 중공슬래브(S)의 측면 연결부 또는 단부에 설치한다. 이 경우 하부판재(100)의 양단은 갈고리부로 구성되어 높이가 같은 중공슬래브(S)의 사이에 형성하거나(도 5(a)), 단부(도 5(b)) 또는 단차가 있는 경우(도 5(c))에 맞추어서 시공할 수 있다. 자세히 말하면 인접한 중공슬래브(S)를 시공할 경우에 단차가 있거나 중공슬래브(S)를 단부에 시공할 경우에는 도 5(b) 또는 도 5(c)에 도시된 바와 같이 중공슬래브(S)의 하단에 하부판재(100) 일측의 갈고리부(122)가 연결되고 하부판재(100) 타측의 갈고리부(122)는 다른 하부판재(100)의 일측 갈고리부(122)에 연결된다. 이때 다른 하부판재(100)의 타측 갈고리부(122)는 단차가 있는 인접한 중공슬래브(S)의 하단에 연결되거나 덧침 콘크리트(300)에 매설된다. 이와 같이 본 발명은 중공슬래브(S)를 시공할 경우 하부판재(100)의 갈고리부(122)로 인하여 다양한 현장상황에 대응할 수 있다.
한편 도 5(a)에 도시된 바와 같이 갈고리부(122)는 양측에 위치된 중공슬래브(S) 하단의 절곡된 부분에 양단이 걸쳐져 설치되는 것을 알 수 있다.
여기서 전단보강용 철근(200)을 단부에 설치할 경우 중공슬래브(S)의 단부에 형성된 공간에 전단보강용 철근(200)을 정착시켜 놓음으로써 중공슬래브(S)의 단부 보강을 이룰 수 있다.
이후 중공슬래브(S) 위에 덧침 콘크리트(300)를 타설하는 단계를 시행한다. 이때 본 발명은 하부판재(100) 위에 덧침 콘크리트(300)가 타설되어 밀실한 콘크리트 공간을 형성하기 때문에 설비 배관 및 전기 배선을 위한 타공 및 앵커의 시공도 안정적이며 용이하게 할 수 있다.
상기와 같은 방법으로 시공되면 중공슬래브(S)의 측면 연결부 및 단부는 하부판재(100)에 전단보강용 철근(200)이 부착되고 덧침 콘크리트(300)가 타설되기 때문에 전단내력을 향상시키고, 그 접합부에 누수 및 균열을 방지할 수 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.
S: 중공슬래브
H: 중공
100: 하부판재
120: 철판
122: 갈고리부
140: PC판재
200: 전단보강용 철근
220: 트러스 철근
240: 래티스 철근
300: 덧침 콘크리트

Claims (5)

  1. 프리캐스트 콘크리트로 제작되며 길이방향으로 관통되고 폭 방향으로 적어도 하나 이상의 중공(H)을 갖으며, 상기 중공(H)을 회피하여 다수 개의 강연선이 배치되는 중공슬래브(S);
    상기 중공슬래브(S)와 인접한 중공슬래브(S)가 너비방향으로 배치되어 형성된 중공슬래브(S) 상호간의 이격된 공간 하단에 연결되고, 양단부가 갈고리 모양으로 형성된 갈고리부(122)가 구비되는 하부판재(100); 및,
    상기 하부판재(100)의 상부에 부착되어 설치되는 전단보강용 철근(200);을 포함하여 구성되되,
    상기 하부판재(100)는 철판(120) 또는 PC판재(140)로 이루어지고, 인접한 중공슬래브(S) 사이에 중공슬래브(S)의 길이방향으로 연속되게 연결되며, 상기 전단보강용 철근(200)이 부착된 상기 하부판재(100)가 설치된 후 상기 중공슬래브(S) 상부에 덧침 콘크리트(300)가 타설되고,
    상기 갈고리부(122)는 양측에 위치된 중공슬래브(S) 하단의 절곡된 부분에 양단이 걸쳐져 설치되는 것을 특징으로 하는 전단보강용 철근을 이용한 덧침 콘크리트와의 일체성 향상 및 중공슬래브의 전단내력 향상구조.
  2. 삭제
  3. 제1항에서,
    상기 전단보강용 철근(200)은 트러스 철근(220) 또는 래티스 철근(240)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 전단보강용 철근을 이용한 덧침 콘크리트와의 일체성 향상 및 중공슬래브의 전단내력 향상구조.
  4. 삭제
  5. 제1항 또는 제3항 중 어느 한 항의 전단보강용 철근을 이용한 덧침 콘크리트와의 일체성 향상 및 중공슬래브의 전단내력 향상구조를 이용한 시공방법에서,
    공장에서 프리캐스트 콘크리트 공법에 의해 중공슬래브(S)를 제작하여 현장으로 운반하고, 중공슬래브(S)가 건축 구조물의 보에 지지되는 단계;
    상기 중공슬래브(S)와 인접한 중공슬래브(S)의 높이, 폭 및 단차에 맞추어 하부판재(100)를 형성하고 상기 하부판재(100) 위에 전단보강용 철근(200)을 부착하는 단계;
    상기 전단보강용 철근(200)이 부착된 하부판재(100)를 중공슬래브(S)의 측면 연결부 또는 단부에 설치하는 단계;
    상기 중공슬래브(S) 위에 덧침 콘크리트(300)를 타설하는 단계;로 이루어진 것을 특징으로 하는 전단보강용 철근을 이용한 덧침 콘크리트와의 일체성 향상 및 중공슬래브의 전단내력 향상구조를 이용한 시공방법.

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