KR101460559B1 - 텐던체어 기능의 연결 전단보강 철물을 이용한 프리캐스트 기둥과 현장타설 슬래브의 접합부 구조 및 접합부 시공방법 - Google Patents

텐던체어 기능의 연결 전단보강 철물을 이용한 프리캐스트 기둥과 현장타설 슬래브의 접합부 구조 및 접합부 시공방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 프리캐스트 기둥과 슬래브가 접합되는 슬래브-기둥 접합부에 텐던체어 기능을 하는 연결 전단보강 철물을 배치하여, 현장타설 콘크리트에 의해 슬래브를 프리캐스트 기둥과 일체화된 상태로 시공하고, 현장타설 슬래브의 위쪽으로 또다른 프리캐스트 기둥을 견고하게 일체로 연결 시공함으로써, 공기를 단축함과 동시에 구조적으로도 견고하고 안정적인 슬래브-기둥 접합부가 형성될 수 있도록 하는 "텐던체어 기능의 연결 전단보강 철물을 이용한 프리캐스트 기둥과 현장타설 슬래브의 접합부 구조 및 접합부 시공방법"에 관한 것이다.

Description

텐던체어 기능의 연결 전단보강 철물을 이용한 프리캐스트 기둥과 현장타설 슬래브의 접합부 구조 및 접합부 시공방법{Structure and Method for Connecting between Precast Column and In-situ Concrete Slab}
본 발명은 건물 등의 건축구조물에서 기둥과 슬래브가 서로 접합되는 슬래브-기둥 접합부의 구조와 그 시공방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 프리캐스트 부재로 제작된 기둥("프리캐스트 기둥")과 슬래브가 접합되는 슬래브-기둥 접합부에 텐던체어 기능을 하는 연결 전단보강 철물을 배치하여, 현장타설 콘크리트에 의해 슬래브를 프리캐스트 기둥과 일체화된 상태로 시공하고, 현장타설 슬래브의 위쪽으로 또다른 프리캐스트 기둥을 견고하게 일체로 연결 시공함으로써, 공기를 단축함과 동시에 구조적으로도 견고하고 안정적인 슬래브-기둥 접합부가 형성될 수 있도록 하는 "텐던체어 기능의 연결 전단보강 철물을 이용한 프리캐스트 기둥과 현장타설 슬래브의 접합부 구조 및 접합부 시공방법"에 관한 것이다.
빌딩 등과 같은 건축구조물에서 공기단축, 품질향상 등을 위하여 프리캐스트 콘크리트 부재로 제작된 프리캐스트 기둥을 사용하는 "건식화 시공법"의 사용이 큰 관심을 받고 있다.
프리캐스트 기둥을 사용함에 있어서, 건축구조물의 각 층을 이루는 슬래브를 형성하기 위하여, 종래에는 거더를 프리캐스트 기둥과 결합하고, 거더 위에 프리캐스트 콘크리트 부재로 제작된 프리캐스트 슬래브를 설치하는 방식이 이용되었다. 대한민국 등록특허 제10-937745호에는 프리캐스트 기둥에 보를 결합하는 기술이 개시되어 있다.
그런데 종래기술에서와 같이 프리캐스트 슬래브를 설치하는 경우에는, 바닥충격음 발생 등의 사용성이 저하되는 문제가 발생할 뿐만 아니라, 프리캐스트 기둥과 프리캐스트 슬래브의 일체화를 위하여 매우 복잡한 구조가 필요하게 되어, 시공성이 저하되고 시공비용도 크게 증가되는 단점이 있다.
따라서 프리캐스트 기둥을 이용하는 경우, 프리캐스트 슬래브가 아닌 현장에서 콘크리트를 타설하여 형성하는 현장타설 슬래브가 더욱 유리한데, 지금까지는 프리캐스트 기둥과 현장타설 슬래브가 서로 견고하게 일체화되어 접합되도록 함과 동시에 시공성 및 시공비용을 절감할 수 있는 효율적이고 유용하면서도 현장적용성이 우수한 방안이 제시되지 못하고 있는 실정이다.
대한민국 등록특허공보 제10-937745호(2010. 01. 20. 공고) 참조.
본 발명은 위와 같은 현실적인 한계를 극복하기 위하여 개발된 것으로서, 프리캐스트 기둥과 현장타설 슬래브가 서로 견고하게 일체화되어 접합되도록 함과 동시에 시공성 및 시공비용을 절감할 수 있는 효율적이고 유용하면서도 현장적용성이 우수한 슬래브-기둥 접합부에 대한 새로운 구조 및 그 시공방법을 제시하는 것을 목적으로 한다.
위와 같은 과제를 달성하기 위하여 본 발명에서는, 하층 프리캐스트 기둥, 현장타설 슬래브 및 상층 프리캐스트 기둥이 접합되어 일체화되는 접합부 구조로서, 하층 프리캐스트 기둥에 배근된 주철근은 하층 프리캐스트 기둥의 상면에서 현장타설 슬래브의 두께 보다 더 긴 길이로 상향 돌출되어 있으며; 연결 전단보강 철물의 하부가 하층 프리캐스트 기둥의 상부에 매립되어 구비되어 있고 상기 연결 전단보강 철물의 상부는 하층 프리캐스트 기둥의 상면 위로 돌출되어 있으며; 현장타설 슬래브에 매립될 수평배력철근 또는 긴장텐던은 연결 전단보강 철물의 상부에 의해 지지되어 배치되며; 연결 전단보강 철물의 상부 및 수평배력철근 또는 긴장텐던은 콘크리트에 매립되고 하층 프리캐스트 기둥의 주철근의 상단은 현장타설 슬래브의 상면으로 돌출되어 있도록 하층 프리캐스트 기둥의 상면 위로 콘크리트가 타설되어 현장타설 슬래브가 형성되며; 상층 프리캐스트 기둥의 하단에는 상층 프리캐스트 기둥의 주철근의 하단이 노출되어 있는 상태의 삽입공이 형성되어 있으며; 하층 프리캐스트 기둥(1)의 돌출되어 있던 주철근 상단이 삽입공으로 삽입되도록 상층 프리캐스트 기둥(1A)이 현장타설 슬래브 상면에서 하층 프리캐스트 기둥과 연속되는 위치에 놓인 상태에서, 상기 삽입공에 결합조성물이 채워져서 삽입공에 존재하던 상층 프리캐스트 기둥의 주철근 하단과 하층 프리캐스트 기둥의 주철근 상단이 결합조성물에 매립되어 서로 일체로 연속화되어 있는 구성을 가지는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 기둥과 현장타설 슬래브의 접합부 구조가 제공된다.
또한 본 발명에서는 위와 같은 접합부 구조를 시공하는 방법이 제공된다.
위와 같은 본 발명의 접합부 구조 및 그 시공방법에서, 상층 프리캐스트 기둥의 하단부 단부면과 현장타설 슬래브의 상면 사이에는 간극재가 더 설치될 수 있으며, 하층 프리캐스트 기둥의 상부에는 현장타설 슬래브의 하면을 지지하는 드롭패널이 더 형성될 수도 있는데, 이 경우 드롭패널은 외측에서 하층 프리캐스트 기둥쪽으로 경사진 경사면을 가지고 있으며; 연결 전단보강 철물은 수평한 철근이 샵(#) 형태로 배치되고, 수평한 철근 각각의 단부는 하향으로 연직하게 절곡되어 연직 하향으로 연장된 하향 연직부분을 이룬 후, 다시 서로 모이는 방향으로 절곡되어 경사진 부분이 존재하는 형상으로 되어 있으며; 연결 전단보강 철물은 하향 연직부분의 아래쪽 일부분과 경사진 부분, 그리고 연직 상향부분의 아래쪽 일부분이 프리캐스트 기둥의 상부에 완전히 매립되고, 샵 형태로 배치된 수평한 철근과 하향 연직부분의 나머지 위쪽 부분은 하층 프리캐스트 기둥의 상면 위로 돌출되어 있으며; 상기 연결 전단보강 철물의 경사진 부분은 경사면을 가지는 드롭패널 내에 매립되어 위치하는 구성을 가질 수도 있다.
본 발명에 의하면, 프리캐스트 기둥에 현장타설 콘크리트에 의해 제작되는 현장타설 슬래브를 결합하되, 프리캐스트 기둥과 현장타설 슬래브가 서로 견고하게 일체화되어 접합되어 일체화될 수 있으며, 특히 시공성 및 시공비용을 절감할 수 있게 된다.
특히, 본 발명에서는 상,하층의 프리캐스트 기둥도 서로 연결되어 연속화되는데, 프리캐스트 기둥의 각각에 배근된 주철근이 상층 프리캐스트 기둥에 형성된 삽입공 내에서 결합조성물에 의해 서로 결합되며, 이에 의하여 주철근이 결합조성물에 의해 연결되는 위치는, 지진하중이 건축구조물에 작용하였을 때 소성힌지로서 작용하지 않게 되며, 그에 따라 건축구조물이 기둥(수직부재)이 아닌 슬래브(수평부재)에서 붕괴하는 바람직한 붕괴 메커니즘을 가지게 되는 효과가 발휘된다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 현장타설 슬래브-프리캐스트 기둥 접합부를 형성하기 위한 하층 프리캐스트 기둥의 개략적인 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 하층 프리캐스트 기둥의 개략적인 평면도와 내부투시 측면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 실시예 따른 하층 프리캐스트 기둥에 구비된 연결 전단보강 철물의 개략적인 사시도이다.
도 4는 도 1에 도시된 실시예에서 연결 전단보강 철물을 이용하여 수평배력철근과 긴장텐던이 설치된 상태를 보여주는 개략적인 사시도이다.
도 5는 도 1에 도시된 실시예에서 연결 전단보강 철물을 이용하여 수평배력철근과 긴장텐던이 설치된 상태를 보여주는 개략적인 내부투시 측면도이다.
도 6은 도 1에 도시된 실시예에서 현장타설 슬래브가 시공된 상태를 보여주는 개략적인 사시도이다.
도 7은 도 1에 도시된 실시예에서 현장타설 슬래브가 시공된 상태를 보여주는 개략적인 내부투시 측면도이다.
도 8 및 도 9는 각각 도 1에 도시된 실시예에서 현장타설 슬래브의 위쪽으로 상층 프리캐스트 기둥이 결합되는 과정 및 결합된 후의 상태를 개략적인 사시도이다.
도 10은 도 1에 도시된 실시예에서 상층 프리캐스트 기둥이 설치되는 상태를 보여주는 개략적인 내부투시 측면도이다.
도 11은 도 1에 도시된 실시예에서 상층 프리캐스트 기둥이 설치된 후의 상태를 보여주는 개략적인 측단면도이다.
도 12는 도 11의 원 B부분을 확대하여 도시한 개략적인 확대도이다.
도 13은 평평한 형상의 드롭패널을 구비한 본 발명의 또다른 실시예에 구비된 연결 전단보강 철물의 개략적인 사시도이다.
도 14는 도 13에 도시된 연결 전단보강 철물이 하층 프리캐스트 기둥의 상면에 구비되어 이를 이용하여 긴장텐던이 설치된 상태를 보여주는 개략적인 사시도이다.
도 15는 도 13에 도시된 실시예에서 상층의 프리캐스트 기둥이 설치된 후의 상태를 보여주는 도 11에 대응되는 개략적인 측단면도이다.
도 16은 도 15에 도시된 실시예에 대해 하층 프리캐스트 기둥에서 위쪽으로 올려다본 상태의 개략적인 사시도이다.
도 17은 드롭패널이 존재하지 않은 본 발명의 또다른 실시예에 구비된 연결 전단보강 철물의 개략적인 사시도이다.
도 18은 도 17에 도시된 연결 전단보강 철물이 하층 프리캐스트 기둥의 상면에 구비되어 이를 이용하여 긴장텐던이 설치된 상태를 보여주는 개략적인 사시도이다.
도 19는 도 17에 도시된 실시예에서 상층의 프리캐스트 기둥이 설치된 후의 상태를 보여주는 도 11에 대응되는 개략적인 측단면도이다.
도 20은 도 19에 도시된 실시예에 대해 하층 프리캐스트 기둥에서 위쪽으로 올려다본 상태의 개략적인 사시도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지 않는다.
도 1에는 본 발명의 제1실시예에 따른 현장타설 슬래브-프리캐스트 기둥 접합부를 형성하기 위한 하층의 프리캐스트 기둥("하층 프리캐스트 기둥")(1)의 개략적인 사시도가 도시되어 있으며, 도 2에는 도 1에 도시된 하층 프리캐스트 기둥(1)의 개략적인 평면도(도 2의 (a))와 내부투시 측면도(도 2의 (b))가 도시되어 있다.
도면에 예시된 것처럼, 하층 프리캐스트 기둥(1)은 연직한 프리캐스트 콘크리트 부재로서, 내부에는 보강을 위하여 복수개의 연직 주철근(11)이 연직하게 배근되어 있되, 상기 연직 주철근(11)은 하층 프리캐스트 기둥(1)의 상면에서 현장타설 슬래브의 두께 보다 더 긴 길이로 상향 돌출되어 있다. 그리고 하층 프리캐스트 기둥(1)의 상부에는 연결 전단보강 철물(2)이 매립되어 구비되어 있다. 상기 연결 전단보강 철물(2)은 후술하는 것처럼 현장타설 슬래브(3)에 배근되는 수평배력철근(31) 또는 긴장텐던(32)을 지지하는 텐던체어(tendon chair)로서의 기능을 수행함과 동시에, 현장타설 슬래브-프리캐스트 기둥 접합부의 전단강성을 보강하며, 프리캐스트 기둥(1)과 현장타설 슬래브(3)가 서로 견고하게 일체화된 상태로 접합되는 것을 강화시켜주는 기능을 수행한다.
이러한 연결 전단보강 철물(2)은 그 하부가 하층 프리캐스트 기둥(1)의 상부에 매립되며, 그 상부는 하층 프리캐스트 기둥(1)의 상면 위로 돌출되어 있어서, 후술하는 것처럼 콘크리트가 타설되어 현장타설 슬래브(3)가 시공될 때 상기 연결 전단보강 철물(2)의 상부는 현장타설 슬래브(3) 내에 완전히 매립된다.
도 3에는 도 1에 도시된 실시예 따른 하층 프리캐스트 기둥(1)에 구비된 연결 전단보강 철물(2)의 개략적인 사시도가 도시되어 있다. 도면에 도시된 실시예에 의한 연결 전단보강 철물(2)은 수평한 철근(21)이 샵(#) 형태로 배치되고, 이렇게 샵 형태로 배치된 수평한 철근(21) 각각의 단부는 하향으로 연직하게 절곡되어 연직 하향으로 연장된 하향 연직부분(22)을 이룬 후, 다시 서로 모이는 방향으로 절곡되어 경사진 부분(23)이 존재하는 형상으로 되어 있다. 경사진 부분(23)에서 다시 연직하게 절곡되어 연직 상향부분(24)이 존재할 수도 있다. 도 2에 상세히 도시된 것처럼, 도 3에 도시된 형상의 연결 전단보강 철물(2)은 하향 연직부분(22)의 아래쪽 일부분과 경사진 부분(23), 그리고 연직 상향부분(24)의 아래쪽 일부분이 프리캐스트 기둥(1)의 상부에 완전히 매립되고, 샵 형태로 배치된 수평한 철근과 하향 연직부분의 나머지 위쪽 부분은 하층 프리캐스트 기둥(1)의 상면 위로 돌출되어 있다. 도 1에 도시된 실시예 따른 하층 프리캐스트 기둥(1)은 그 상부에 드롭패널(15)이 형성되어 있되, 상기 드롭패널(15)은 외측에서 하층 프리캐스트 기둥(1)쪽으로 경사진 경사면을 가지고 있으므로, 상기 연결 전단보강 철물(2)의 경사진 부분은 위와 같이 경사면을 가지는 드롭패널(15) 내에 매립되어 위치할 수 있다. 즉, 경사면을 가진 드롭패널(15)에는 연결 전단보강 철물(2)의 경사진 부분이 매립되어 존재하게 되는 바, 드롭패널(15)의 전단강성이 크게 증가하게 되는 효과가 발휘된다.
위에서 설명한 형태에 따라 연결 전단보강 철물(2)의 상부에 매립된 상태로 하층 프리캐스트 기둥(1)은 공장에서 사전에 제작되어 현장으로 이송되고, 연직하게 세워져 설치된다. 후속하여 현장타설 슬래브(3)가 시공되는데, 이를 위하여 우선 콘크리트의 타설에 앞서, 현장타설 슬래브(3) 내에 배치되어 강성을 발휘하게 되는 수평배력철근(31) 또는 긴장텐던(32)을 설치한다. 도 4 및 도 5에는 각각 도 1에 도시된 실시예에서 연결 전단보강 철물(2)을 이용하여 수평배력철근(31)과 긴장텐던(32)이 설치된 상태를 보여주는 개략적인 사시도(도 4)와 개략적인 내부투시 측면도(도 5)가 도시되어 있다. 앞서 설명한 것처럼, 본 발명에서는 프리캐스트 기둥(1)의 상면에 연결 전단보강 철물(2)의 상부가 상향 돌출되어 있으므로, 이를 이용하여 수평배력철근(31) 또는 긴장텐던(32)을 설치할 수 있다. 즉, 수평배력철근(31) 또는 긴장텐던(32)을 상기 연결 전단보강 철물(2) 위에 걸쳐 놓은 상태로 고정하거나 또는 철사 등과 같은 체결부재를 이용하여 수평배력철근(31) 또는 긴장텐던(32)을 상기 연결 전단보강 철물(2)에 묶어서 고정시킬 수 있는 것이다. 이와 같이 본 발명에서 상기 연결 전단보강 철물(2)은 수평배력철근(31) 또는 긴장텐던(32)을 지지하는 텐던체어(tendon chair)로서의 기능을 수행하게 되는 바, 작업자는 연결 전단보강 철물(2)을 이용하여 수평배력철근(31) 또는 긴장텐던(32)을 설계된 위치에 매우 용이하게 고정 배치할 수 있게 되며, 따라서 작업이 수월해지고 작업시간의 절감 및 인건비 절감의 효과가 발휘된다.
수평배력철근(31) 또는 긴장텐던(32)의 설치가 완료된 후에는, 프리캐스트 기둥(1)의 상면 위로 콘크리트를 타설하여 설계세목에 맞추어서 소정 두께의 현장타설 슬래브(3)를 시공한다. 도 6 및 도 7에는 각각 도 1에 도시된 실시예에서 현장타설 슬래브(3)가 시공된 상태를 보여주는 개략적인 사시도(도 6)와 개략적인 내부투시 측면도(도 7)가 도시되어 있다. 비록 도면에는 도시하지 않았지만, 프리캐스트 기둥(1)의 상면 이외의 부분에서는 슬래브 시공을 위한 거푸집과 이를 지지하기 위한 동바리 등을 설치한 후, 콘크리트를 타설하여 현장타설 슬래브(3)를 구축하게 됨은 당연하다. 만일 슬래브를 프리캐스트 부재로 제작한다면, 시공 중에 자재를 인양하기 위한 인양구와 같은 개구부 설치가 어렵지만, 본 발명에서는 현장타설 콘크리트에 의해 슬래브를 구축하게 되므로, 시공 과정에서 필요한 위치에 개구부를 형성하는 것이 매우 용이하다는 장점이 있다.
콘크리트를 현장에서 타설하여 현장타설 슬래브(3)의 시공할 때, 프리캐스트 기둥(1)의 상면 위로 돌출되어 있던 연결 전단보강 철물(2)은 완전히 현장타설 슬래브(3)에 매립되며, 수평배력철근(31) 또는 긴장텐던(32) 역시 현장타설 슬래브(3)에 매립된다. 또한 프리캐스트 기둥(1)의 상면 위로 돌출되어 있던 연직 주철근(11) 역시 현장타설 슬래브(3)에 매립되는데, 연직 주철근(11)의 상단은 현장타설 슬래브(3)에 매립된 후에도 현장타설 슬래브(3)의 상면 위로 돌출되어 존재하게 된다.
이와 같이 본 발명에서는 연결 전단보강 철물(2)이 프리캐스트 기둥(1)과 현장타설 슬래브(3)의 양쪽에 걸쳐서 일체로 매립되어 존재하게 되며, 그에 따라 프리캐스트 기둥(1)과 현장타설 슬래브(3)는 연결 전단보강 철물(2)을 매개로 하여 더욱 견고하게 일체로 접합된다. 특히, 본 발명에서는 슬래브를 현장타설 콘크리트에 의해 시공하게 되므로, 개구부 형성 등과 같은 번거로운 작업이 불필요하게 되는 장점이 있다. 만일 슬래브를 프리캐스트 부재로 제작한다면, 슬래브와 기둥을 접합하기 위하여 슬래브에 개구부를 형성해야 하지만, 본 발명에서는 현장타설 콘크리트에 의해 슬래브를 구축하게 되므로, 개구부 형성 등과 같은 번거로운 작업이 불필요하게 되는 것이다.
현장타설 슬래브(3)의 시공이 완료된 후에는, 아래쪽의 하층 프리캐스트 기둥(1)에 연속되도록 현장타설 슬래브(3)의 위쪽으로 상층의 프리캐스트 기둥("상층 프리캐스트 기둥")(1A)을 시공한다. 도 8 및 도 9에는 각각 현장타설 슬래브(3)의 위쪽으로 상층 프리캐스트 기둥(1A)이 결합되는 과정 및 결합된 후의 상태를 개략적인 사시도가 도시되어 있으며, 도 10에는 상층 프리캐스트 기둥(1A)이 결합되는 과정을 보여주는 개략적인 내부투시 측면도가 도시되어 있으며, 도 11에는 상층 프리캐스트 기둥(1A)이 결합된 후의 상태를 보여주는 개략적인 측단면도가 도시되어 있다. 본 명세서 및 첨부도면에서는 편의상 현장타설 슬래브(3)의 위쪽으로 연속 설치되는 상층 프리캐스트 기둥에 대해, 현장타설 슬래브(3)의 아래쪽에 이미 설치되어 있던 하층 프리캐스트 기둥(1)과 구분하여 설명하기 위하여 편의상 도면부호 1A를 부여하였다.
상층 프리캐스트 기둥(1A)과 하층 프리캐스트 기둥(1)이 연속될 수 있도록, 상층 프리캐스트 기둥(1A)의 하단에는 하층 프리캐스트 기둥(1)의 주철근(11)이 삽입될 수 있도록 길이 방향으로 소정 깊이의 삽입공(16)이 형성되어 있으며, 상기 삽입공(16)의 내부에는 상층 프리캐스트 기둥(1A)에 배근되어 있는 주철근(11)의 하단이 노출되어 있다. 도 12에는 도 11의 원 B부분을 확대하여 도시한 개략적인 확대도가 도시되어 있는데, 상층 프리캐스트 기둥(1A)의 하단에는 단부면으로부터 위쪽을 향하여 깊이를 가지는 삽입공(16)이 형성되어 있다. 상층 프리캐스트 기둥(1A)에도 길이 방향으로 연직하게 주철근(11)이 배근되는데, 상기 상층 프리캐스트 기둥(1A)에 배근된 주철근(11)의 하단은 상기 삽입공(16)의 내부로 돌출되어 노출된 상태에 있게 된다.
한편, 상기 삽입공(16)에는 후술하는 것처럼 에폭시 등과 같은 결합조성물(17)이 주입되어 채워지게 되는데, 결합조성물(17)이 충실하게 채워질 수 있도록 상층 프리캐스트 기둥(1A)의 외면과 삽입공(16) 사이에는 주입공(161)과 배출공(162)이 연통된 상태로 형성되어 있다. 배출공(162)이 주입공(161)보다 위쪽에 형성되는 것이 바람직한데, 주입공(161)으로 결합조성물(17)이 주입되어 삽입공(16)의 내부를 아래부터 채워서 완전히 충진되면 상기 배출공(162)으로 나오게 되어 삽입공(16) 내부의 완전 충진 여부를 쉽게 확인할 수 있다.
현장타설 슬래브(3)가 시공될 때, 하층 프리캐스트 기둥(1)의 주철근(11) 상단이 현장타설 슬래브(3)의 상면 위로 돌출된 상태에 있으므로, 위와 같이 삽입공(16)이 형성된 하단부를 가지는 상층 프리캐스트 기둥(1A)이 현장타설 슬래브(3) 상면에서 하층 프리캐스트 기둥(1)과 연속되는 위치에 놓이게 되면, 현장타설 슬래브(3)의 상면 위로 돌출되어 있던 하층 프리캐스트 기둥(1)의 주철근(11) 상단은 상기 삽입공(16)으로 삽입된다. 상기 삽입공(16)에는 상층 프리캐스트 기둥(1A)에 배근된 주철근(11)의 하단이 돌출되어 있으므로, 삽입공(16)으로 삽입된 하층 프리캐스트 기둥(1)의 주철근(11) 상단은 상기 삽입공(16) 내에서 상층 프리캐스트 기둥(1A)의 주철근(11)과 마주하게 된다.
이와 같이 상층 프리캐스트 기둥(1A)이 현장타설 슬래브(3) 상면에 놓일 때, 상층 프리캐스트 기둥(1A)의 하단부 단부면과 현장타설 슬래브(3)의 상면 사이에 간극이 존재할 수도 있으므로, 도면에 예시된 것처럼, 상층 프리캐스트 기둥(1A) 하단부의 단부면과 현장타설 슬래브(3)의 상면 사이에 무수축 모르타르 등의 간극재(33)를 개재시키는 것이 바람직하다. 상기 간극재(33)는 간극을 없애는 기능 이외에 상층 프리캐스트 기둥(1A) 하단부의 단부면과 현장타설 슬래브(3)의 상면을 서로 견고하게 접합하는 기능도 수행한다.
삽입공(16)에 하층 프리캐스트 기둥(1)의 주철근(11)이 삽입된 상태에서 앞서 설명한 것처럼 에폭시 등과 같은 결합조성물(17)을 삽입공(16)에 주입하여 채우게 되면, 삽입공(16)에 존재하던 상층 프리캐스트 기둥(1A)의 주철근(11) 하단과 하층 프리캐스트 기둥(1)의 주철근(11) 상단은 결합조성물(17)에 매립된 상태가 되며, 결합조성물(17)이 경화됨으로서 주철근이 서로 일체로 연속화된다. 이와 같이 본 발명에서는 하층 프리캐스트 기둥(1)과 상층 프리캐스트 기둥(1A)이 연속화됨에 있어서, 각각의 주철근(11)이 삽입공(16) 내에서 결합조성물(17)에 의해 서로 결합되는 구조를 가지고 있는데, 이와 같은 결합구조는 결국 소성힌지를 형성하게 된다. 즉, 지진하중이 건축구조물에 작용하였을 때, 프리캐스트 기둥간의 위와 같은 연결구조는 소성힌지로서 작용하지 않게 되며, 그에 따라 건축구조물이 기둥(수직부재)이 아닌 슬래브(수평부재)에서 붕괴하는 바람직한 붕괴 메커니즘을 가지게 되는 효과가 발휘된다.
이와 같이 본 발명에서는 상기한 형태의 프리캐스트 기둥(1)의 연결구성을 통해서 건축구조물의 바람직하고 안정적인 붕괴메커니즘을 유도할 수 있게 된다는 효과가 발휘된다.
특히, 본 발명의 위와 같은 구성 즉, 프리캐스트 기둥에 삽입공(16)을 형성하고, 삽입공(16)에 상,하 프리캐스트 기둥의 주철근이 결합조성물에 매립되어 일체화되는 구성에 의하면, 주철근의 연결을 위한 고가의 철근커넥터 또는 슬리브를 이용하지 않게 되므로, 시공원가의 절감에 매우 유리하다는 장점이 있다.
도 13 내지 도 16에는 본 발명의 또다른 실시예에 대한 도면이 도시되어 있는데, 앞서 살펴본 도 1 내지 도 12에 도시된 실시예와, 도 13 내지 도 16에 도시된 실시예는, 드롭패널(15)의 형상과 연결 전단보강 철물(2)의 형상에서 차이가 있다. 도 13에는 본 발명의 또다른 실시예에 구비된 연결 전단보강 철물(2)의 개략적인 사시도가 도시되어 있으며, 도 14에는 도 13에 도시된 연결 전단보강 철물(2)이 하층 프리캐스트 기둥(1)의 상면에 구비되어 이를 이용하여 긴장텐던(32)이 설치된 상태를 보여주는 개략적인 사시도가 도시되어 있다. 도 15에는 도 14에 도시된 실시예에서 상층의 프리캐스트 기둥이 설치된 후의 상태를 보여주는 도 11에 대응되는 개략적인 측단면도가 도시되어 있고, 도 16에는 드롭패널(15)의 형상이 보이도록 하층 프리캐스트 기둥(1)에서 위쪽으로 올려다본 상태의 개략적인 사시도가 도시되어 있다.
도 13 내지 도 16에 도시된 실시예와 같이, 연결 전단보강 철물(2)은 단부가 루프 형태로 이루어지고 ㄴ자로 절곡된 형상을 가지는 복수개의 루프절곡부재(201)가 하층 프리캐스트 기둥(1)의 상면에서 루프 형상 단부가 위로 돌출되도록 매립되며, 더 나아가 단부가 루프 형태로 이루어져 있되 직선으로 연장된 복수개의 루프직선부재(202)가 하층 프리캐스트 기둥(1)의 상면에서 루프 형상 단부가 위로 돌출되도록 매립되는 구성을 가질 수 있다. 이 경우, 도 14에 도시된 것처럼, 하층 프리캐스트 기둥(1)의 상면으로 돌출된 루프 형상의 단부를 이용하여 긴장텐던(32)을 설계된 위치에 매우 용이하게 고정 배치할 수 있게 되며, 이와 같이 긴장텐던(32)이 결합된 루프 형상의 단부는 현장타설 슬래브(3)에 매립된다. 한편, 도 16에 도시된 것처럼, 하층 프리캐스트 기둥(1)의 상부에는 일정 두께의 평평한 형상의 드롭패널(15)이 형성될 수도 있다. 도 13 내지 도 16에 도시된 실시예에서, 기타 구성 및 작용효과는 앞서 도 1 내지 도 12에 도시된 실시예와 동일하므로 반복 설명은 생략한다.
한편, 본 발명에서 연결 전단보강 철물(2)은 또다른 형태로 제작될 수 있다. 도 17 내지 도 20에는 본 발명의 또다른 실시예에 대한 도면이 도시되어 있는데, 앞서 살펴본 실시예들과의 차이점은 드롭패널(15)이 존재하지 않는다는 것과 연결 전단보강 철물(2)의 형상이 다르다는 것이다. 도 17에는 본 발명의 또다른 실시예에 구비된 연결 전단보강 철물(2)의 개략적인 사시도가 도시되어 있으며, 도 18에는 도 17에 도시된 연결 전단보강 철물(2)이 하층 프리캐스트 기둥(1)의 상면에 구비되어 이를 이용하여 긴장텐던(32)이 설치된 상태를 보여주는 개략적인 사시도가 도시되어 있다. 도 19에는 도 17에 도시된 실시예에서 상층의 프리캐스트 기둥이 설치된 후의 상태를 보여주는 도 11에 대응되는 개략적인 측단면도가 도시되어 있고, 도 20에는 하층 프리캐스트 기둥(1)에서 위쪽으로 올려다본 상태의 개략적인 사시도가 도시되어 있다.
도 17 내지 도 20에 도시된 실시예와 같이, 연결 전단보강 철물(2)은 ㄷ자 형태로 절곡된 절곡부재(211)에서 수평한 부분은 삽(기호 #)의 형태로 배치되고, 하향으로 연직된 부분은 하층 프리캐스트 기둥(1)의 상면에 매립되는 구성을 가질 수 있다. 이 경우에도 연결 전단보강 철물(2)에서 하층 프리캐스트 기둥(1)의 상면으로 돌출된 부분을 이용하여 긴장텐던(32)을 설계된 위치에 매우 용이하게 고정 배치할 수 있게 되며, 이와 같이 긴장텐던(32)이 결합된 부분은 현장타설 슬래브(3)에 매립된다. 한편, 도 20에 도시된 것처럼, 하층 프리캐스트 기둥(1)의 상부에는 드롭패널(15)이 존재하지 않을 수 있다. 도 17 내지 도 20에 도시된 실시예에서, 기타 구성 및 작용효과는 앞서 살펴본 실시예와 동일하므로 반복 설명은 생략한다.
위에서는 도 13 내지 도 20을 통하여 본 발명에서 연결 전단보강 철물(2)의 구성이 도 1 내지 도 12의 실시예와 상이하며, 드롭패널(15)의 형상 또는 드롭패널(15)의 존재 여부에서도 도 1 내지 도 12의 실시예와 상이한 실시예에 대해 설명하였다. 그런데 드롭패널(15)이 도 13 내지 도 16에 도시된 실시예와 같이 일정 두께로 평평한 형상을 가지는 것은 도 1 내지 도 12의 실시예에도 적용할 수 있으며, 도 1 내지 도 12에 도시된 실시예에, 도 13 내지 도 20에 소개된 연결 전단보강 철물(2)이 설치될 수도 있다.
1: 프리캐스트 기둥
2: 연결 전단보강 철물
3: 현장타설 슬래브
11: 연직 주철근
15: 드롭패널
16: 삽입공
17: 결합조성물
31: 수평배력철근
32: 긴장텐던
33: 간극재

Claims (5)

  1. 하층 프리캐스트 기둥(1), 현장타설 슬래브(3) 및 상층 프리캐스트 기둥(1A)이 접합되어 일체화되는 접합부 구조로서,
    하층 프리캐스트 기둥(1)에 배근된 주철근(11)은 하층 프리캐스트 기둥(1)의 상면에서 현장타설 슬래브의 두께 보다 더 긴 길이로 상향 돌출되어 있으며;
    연결 전단보강 철물(2)의 하부가 하층 프리캐스트 기둥(1)의 상부에 매립되어 구비되어 있고 상기 연결 전단보강 철물(2)의 상부는 하층 프리캐스트 기둥(1)의 상면 위로 돌출되어 있으며;
    현장타설 슬래브(3)에 매립될 수평배력철근(31) 또는 긴장텐던(32)은 연결 전단보강 철물(2)의 상부에 의해 지지되어 배치되며;
    연결 전단보강 철물(2)의 상부 및 수평배력철근(31) 또는 긴장텐던(32)은 콘크리트에 매립되고 하층 프리캐스트 기둥(1)의 주철근(11)의 상단은 현장타설 슬래브(3)의 상면으로 돌출되어 있도록 하층 프리캐스트 기둥(1)의 상면 위로 콘크리트가 타설되어 현장타설 슬래브(3)가 형성되며;
    상층 프리캐스트 기둥(1A)의 하단에는 상층 프리캐스트 기둥(1A)의 주철근(11)의 하단이 노출되어 있는 상태의 삽입공(16)이 형성되어 있으며;
    하층 프리캐스트 기둥(1)의 돌출되어 있던 주철근(11) 상단이 삽입공(16)으로 삽입되도록 상층 프리캐스트 기둥(1A)이 현장타설 슬래브(3) 상면에서 하층 프리캐스트 기둥(1)과 연속되는 위치에 놓인 상태에서, 상기 삽입공(16)에 결합조성물(17)이 채워져서 삽입공(16)에 존재하던 상층 프리캐스트 기둥(1A)의 주철근(11) 하단과 하층 프리캐스트 기둥(1)의 주철근(11) 상단이 결합조성물(17)에 매립되어 서로 일체로 연속화되어 있는 구성을 가지는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 기둥과 현장타설 슬래브의 접합부 구조.
  2. 제1항에 있어서,
    상층 프리캐스트 기둥(1A)의 하단부 단부면과 현장타설 슬래브(3)의 상면 사이에는 간극재(33)가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 기둥과 현장타설 슬래브의 접합부 구조.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    하층 프리캐스트 기둥(1)의 상부에는 현장타설 슬래브(3)의 하면을 지지하는 드롭패널(15)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 기둥과 현장타설 슬래브의 접합부 구조.
  4. 제3항에 있어서,
    드롭패널(15)은 외측에서 하층 프리캐스트 기둥(1)쪽으로 경사진 경사면을 가지고 있으며;
    연결 전단보강 철물(2)은 수평한 철근(21)이 샵(#) 형태로 배치되고, 수평한 철근(21) 각각의 단부는 하향으로 연직하게 절곡되어 연직 하향으로 연장된 하향 연직부분(22)을 이룬 후, 다시 서로 모이는 방향으로 절곡되어 경사진 부분(23)이 존재하는 형상으로 되어 있으며;
    연결 전단보강 철물(2)은 하향 연직부분(22)의 아래쪽 일부분과 경사진 부분(23), 그리고 연직 상향부분(24)의 아래쪽 일부분이 프리캐스트 기둥(1)의 상부에 완전히 매립되고, 샵 형태로 배치된 수평한 철근과 하향 연직부분의 나머지 위쪽 부분은 하층 프리캐스트 기둥(1)의 상면 위로 돌출되어 있으며;
    상기 연결 전단보강 철물(2)의 경사진 부분은 경사면을 가지는 드롭패널(15) 내에 매립되어 위치하는 구성을 가지는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 기둥과 현장타설 슬래브의 접합부 구조.
  5. 하층 프리캐스트 기둥(1), 현장타설 슬래브(3) 및 상층 프리캐스트 기둥(1A)이 접합되어 일체화되어 있는 접합부를 시공하는 방법으로서,
    주철근(11)이 내부에 배근되고 상기 주철근(11)은 하층 프리캐스트 기둥(1)의 상면에서 현장타설 슬래브의 두께 보다 더 긴 길이로 상향 돌출되어 있으며, 연결 전단보강 철물(2)의 하부가 하층 프리캐스트 기둥(1)의 상부에 매립되어 구비되어 있고 상기 연결 전단보강 철물(2)의 상부는 하층 프리캐스트 기둥(1)의 상면 위로 돌출되어 있도록 하층 프리캐스트 기둥(1)을 제작하여 연작하게 세워서 설치하고;
    현장타설 슬래브(3)에 매립될 수평배력철근(31) 또는 긴장텐던(32)을 연결 전단보강 철물(2)의 상부에 의해 지지한 상태로 배치하고;
    연결 전단보강 철물(2)의 상부 및 수평배력철근(31) 또는 긴장텐던(32)이 콘크리트에 매립되고 하층 프리캐스트 기둥(1)의 주철근(11)의 상단은 현장타설 슬래브(3)의 상면으로 돌출되어 있도록 하층 프리캐스트 기둥(1)의 상면 위로 콘크리트를 타설하여 현장타설 슬래브(3)를 형성하며;
    주철근(11)이 내부에 배근되고 하단에는 상기 주철근(11)의 하단이 노출되어 있는 상태의 삽입공(16)이 형성되어 있는 구조로 상층 프리캐스트 기둥(1A)을, 하층 프리캐스트 기둥(1)의 돌출되어 있던 주철근(11) 상단이 삽입공(16)으로 삽입되도록, 현장타설 슬래브(3) 상면에서 하층 프리캐스트 기둥(1)과 연속되는 위치에 연직하게 설치하고;
    상기 삽입공(16)에 결합조성물(17)을 채워서 삽입공(16)에 존재하던 상층 프리캐스트 기둥(1A)의 주철근(11) 하단과 하층 프리캐스트 기둥(1)의 주철근(11) 상단이 결합조성물(17)에 매립되어 서로 일체로 연속화되도록 하는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 기둥과 현장타설 슬래브의 접합부 시공방법.
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