KR101469145B1 - 패널존이 형성된 원심성형 프리캐스트 콘크리트 기둥 - Google Patents

패널존이 형성된 원심성형 프리캐스트 콘크리트 기둥 Download PDF

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Abstract

본 발명은 원심성형 프리캐스트 콘크리트 기둥의 패널존에 내다이아프램을 설치하면서 콘크리트를 밀실하게 충전할 수 있는 패널존이 형성된 원심성형 프리캐스트 콘크리트 기둥에 대한 것이다.
본 발명의 패널존이 형성된 원심성형 프리캐스트 콘크리트 기둥은 원심성형 되는 사각의 프리캐스트 콘크리트 기둥에서, 기둥 외주면에서 일정 간격 내측으로 이격된 위치의 모서리에 배근되는 제1주근 및 상기 제1주근의 사이에 배근되는 제2주근; 상기 제1주근과 제2주근의 상단 및 하단에 각각 고정되는 것으로, 기둥 단면과 동일한 형상을 갖는 마구리 강판; 기둥에 보가 접합되는 부위인 패널존의 상부 및 하부에 각각 구비되는 내다이아프램; 및 상부 및 하부 내다이아프램의 단부에 고정되어 상부 내다이아프램과 하부 내다이아프램을 연결하는 것으로, 기둥의 외측면 중 적어도 두 개의 면 이상에 각각 배치되고 폭이 기둥의 폭보다 작은 접합 플레이트; 를 포함하여 구성되되, 상기 내다이아프램의 모서리에는 콘크리트 유동과 제1주근의 배치를 위한 모따기부가 형성되어 전체적으로 8각 형상인 것을 특징으로 한다.

Description

패널존이 형성된 원심성형 프리캐스트 콘크리트 기둥{CENTRIFUGAL PRECAST CONCRETE COLUMN WITH PANEL ZONE}
본 발명은 원심성형 프리캐스트 콘크리트 기둥의 패널존에 내다이아프램을 설치하면서 콘크리트를 밀실하게 충전할 수 있는 패널존이 형성된 원심성형 프리캐스트 콘크리트 기둥에 대한 것이다.
원심성형 콘크리트 기둥은 나선철근 또는 띠철근으로 주변을 구속한 기둥 주근이 거푸집 내부에 위치된 상태에서 콘크리트를 원심력으로 다져서 제작하는 기둥으로, 최근 소정의 철근조립체에 원심력 콘크리트를 타설한 고강도 원심성형 콘크리트 기둥(CRC: Centrifugal Reinforcement Concrete Column)이 이용되고 있다.
상기 원심성형 콘크리트 기둥은 작은 단면으로 큰 압축 성능을 확보할 수 있는 등 강도가 우수하고, 시공 정밀도를 높일 수 있을 뿐만 아니라 마감 상태가 좋아 건축물의 기둥으로 많이 사용되고 있다.
그러나 종래 원심성형 콘크리트 기둥은 패널존에서 보의 응력을 전달하기 위하여 기둥 내에 일반적인 내다이아프램을 설치할 경우, 내다이아프램의 간섭으로 인하여 패널존 부위에 밀실한 콘크리트 타설이 곤란한 단점이 있어 내다이어프램을 생략한 경우가 많았다.
따라서 등록특허 제10-0932468호(발명의 명칭: 원심성형 중공 피씨 기둥 및 이것과 함께 현장 타설 콘크리트 또는 철골 기둥을 이용한 건축 시공 방법)를 비롯한 종래 원심성형 콘크리트 기둥에서는 기둥을 보와 접합하기 위한 패널존에서 외다이아프램(External Diaphragm) 방식을 다수 채택하고 있다. 그러나 외다이아프램 방식은 고가이며 작업이 번거롭고, 외부 마감이 곤란하다는 한계가 있다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명에서는 원심성형 프리캐스트 콘크리트 기둥의 패널존에 내다이아프램을 설치하면서 패널존 내부에 콘크리트를 밀실하게 충전할 수 있는 패널존이 형성된 원심성형 프리캐스트 콘크리트 기둥을 제공하고자 한다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 원심성형 되는 사각의 프리캐스트 콘크리트 기둥에서, 기둥 외주면에서 일정 간격 내측으로 이격된 위치의 모서리에 배근되는 제1주근 및 상기 제1주근의 사이에 배근되는 제2주근; 상기 제1주근과 제2주근의 상단 및 하단에 각각 고정되는 것으로, 기둥 단면과 동일한 형상을 갖는 마구리 강판; 기둥에 보가 접합되는 부위인 패널존의 상부 및 하부에 각각 구비되는 내다이아프램; 및 상부 및 하부 내다이아프램의 단부에 고정되어 상부 내다이아프램과 하부 내다이아프램을 연결하는 것으로, 기둥의 외측면 중 적어도 두 개의 면 이상에 각각 배치되고 폭이 기둥의 폭보다 작은 접합 플레이트; 를 포함하여 구성되되, 상기 내다이아프램의 모서리에는 콘크리트 유동과 제1주근의 배치를 위한 모따기부가 형성되어 전체적으로 8각 형상인 것을 특징으로 하는 패널존이 형성된 원심성형 프리캐스트 콘크리트 기둥을 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 제2주근은 상기 내다이아프램의 상기 제2주근과 대응되는 위치에 형성된 관통공을 관통하는 것을 특징으로 하는 패널존이 형성된 원심성형 프리캐스트 콘크리트 기둥을 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 제1, 2주근의 일단부는 마구리 강판의 일면과 용접 결합되고, 상기 제1, 2주근의 타단부에 위치하는 마구리 강판에는 제1, 2주근의 위치에 대응되는 위치에 결합공이 관통 형성되어, 상기 제1, 2주근의 단부가 결합공의 소정 깊이까지 삽입되어 상기 결합공 내에 용접살이 채워져 제1, 2주근이 마구리 강판에 고정되는 것을 특징으로 하는 패널존이 형성된 원심성형 프리캐스트 콘크리트 기둥을 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 제1, 2주근의 일단부는 마구리 강판의 일면과 용접 결합되고, 상기 제1, 2주근의 타단부에는 외주면에 나사산이 형성되어 내부에 암나사산이 형성된 커플러에 결합되며, 상기 커플러를 제1, 2주근의 타단부에 위치한 마구리 강판의 일면과 용접하여 고정하는 것을 특징으로 하는 패널존이 형성된 원심성형 프리캐스트 콘크리트 기둥을 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 마구리 강판 및 내다이아프램의 중앙에는 각각 타설공이 형성되는 것을 특징으로 하는 패널존이 형성된 원심성형 프리캐스트 콘크리트 기둥을 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 내다이아프램에는 적어도 하나 이상의 공기 구멍이 형성되는 것을 특징으로 하는 패널존이 형성된 원심성형 프리캐스트 콘크리트 기둥을 제공한다.
상기와 같은 본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 원심성형 프리캐스트 콘크리트 기둥을 위한 철근 조립체에서 패널존의 내다이아프램 모서리를 모따기하여 콘크리트 유동을 원활하게 할 수 있다. 따라서 패널존 내의 밀실한 콘크리트 충전이 가능하므로, 휨모멘트가 큰 패널존에서 보의 하중을 기둥 본체에 효과적으로 전달할 수 있다.
둘째, 원심력을 이용하여 치밀한 콘크리트 기둥을 형성할 수 있으므로, 작은 단면으로 큰 압축 성능을 확보할 수 있어 강도가 우수하고, 일반 PC 대비 자중을 감소할 수 있어 운반 및 설치가 용이하다.
셋째, 공장에서 제작하여 철골기둥처럼 현장에 운반하여 조립할 수 있으므로, 품질 및 공기 단축 면에서 경쟁력이 뛰어나며, 시공 정밀도를 높일 수 있다.
넷째, 현장 거푸집 제작 공정을 생략할 수 있어 시공성 향상 및 공기 단축이 가능하다.
다섯째, 내다이아프램에 타설공을 형성하여 콘크리트 타설 및 원심 성형 시 콘크리트의 유동을 원활하게 할 수 있다.
도 1은 본 발명 패널존이 형성된 원심성형 프리캐스트 콘크리트 기둥의 철근 조립체의 실시예를 도시하는 사시도.
도 2는 본 발명 패널존이 형성된 원심성형 프리캐스트 콘크리트 기둥의 철근 조립체의 다른 실시예를 도시하는 사시도.
도 3은 본 발명 패널존이 형성된 원심성형 프리캐스트 콘크리트 기둥의 사시도.
도 4는 본 발명에 이용된 내다이아프램의 사시도.
도 5는 본 발명에서 내다이아프램과 주근의 결합 관계를 나타내는 평단면도.
도 6은 본 발명에서 마구리 강판과 주근의 결합 관계의 실시예를 나타내는 측단면도.
도 7은 본 발명에서 마구리 강판과 주근의 결합 관계의 다른 실시예를 나타내는 사시도.
도 8은 본 발명에서 마구리 강판과 주근의 결합 관계의 다른 실시예를 나타내는 측면도.
이하, 첨부한 도면 및 바람직한 실시예에 따라 본 발명을 상세히 설명한다.
도 1 및 도 2는 본 발명 패널존이 형성된 원심성형 프리캐스트 콘크리트 기둥의 철근 조립체의 다양한 실시예를 도시하는 사시도이고, 도 3은 본 발명 패널존이 형성된 원심성형 프리캐스트 콘크리트 기둥(1)의 사시도이다.
도 1 내지 도 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명은 원심성형 되는 사각의 프리캐스트 콘크리트 기둥(1)에서, 기둥(1) 외주면에서 일정 간격 내측으로 이격된 위치의 모서리에 배근되는 제1주근(11) 및 상기 제1주근(11)의 사이에 배근되는 제2주근(12); 상기 제1주근(11)과 제2주근(12)의 상단 및 하단에 각각 고정되는 것으로, 기둥(1) 단면과 동일한 형상을 갖는 마구리 강판(20); 기둥(1)에 보가 접합되는 부위인 패널존의 상부 및 하부에 각각 구비되는 내다이아프램(30); 및 상부 및 하부 내다이아프램(30a, 30b)의 단부에 고정되어 상부 내다이아프램(30a)과 하부 내다이아프램(30b)을 연결하는 것으로, 기둥(1)의 외측면 중 적어도 두 개의 면 이상에 각각 배치되고 폭이 기둥(1)의 폭보다 작은 접합 플레이트(40); 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 제1, 2주근(11, 12)은 기둥(1) 주근으로 제1주근(11)은 기둥(1) 모서리에 배근되고, 제2배근은 제1주근(11) 사이인 기둥(1) 각 면에 배근된다.
상기 제1, 2주근(11, 12)은 상단 및 하단이 각각 기둥(1) 상단 및 하단에 위치되는 마구리 강판(20)에 결합된다.
도 3에서 볼 수 있듯이, 상기 마구리 강판(20)은 기둥(1) 주근 위치를 고정하는 것으로, 기둥(1) 단면과 동일한 형상으로 제작한다.
마구리 강판(20)은 원심성형 콘크리트 기둥(1) 제작시 단부 거푸집으로 활용함과 동시에, 기둥(1) 완성시 기둥(1)의 상면 및 하면을 구성하도록 한다. 아울러 상하부 기둥(1) 연결시에는 상부 기둥(1)의 하부 마구리 강판(20)과 하부 기둥(1)의 상부 마구리 강판(20)을 용접 등의 방법으로 결합하여 상하부 기둥(1)을 연결할 수 있다.
상기 내다이아프램(30)은 기둥(1)에 보가 접합되는 부위인 패널존의 상부 및 하부에 각각 구비된다.
패널존은 기둥(1)과 보의 접합부에서 기둥(1)과 보의 플랜지에 의하여 둘러싸인 부분으로, 보의 모멘트를 기둥(1)에 전달한다.
상기 내다이아프램(30)의 구체적인 부착 위치는 패널존에서 보의 상부플랜지 및 하부플랜지의 위치를 고려하여 결정한다.
특히, 상기 내다이아프램(30)의 모서리에는 콘크리트 유동과 제1주근(11)의 배치를 위한 모따기부(32)를 형성하여, 내다이아프램(30)은 전체적으로 8각 형상이 되도록 구성하는 것을 특징으로 한다.
즉, 상기 내다이아프램(30)은 평면상에서 보아 8각 형상으로 구성함으로써, 기둥(1) 모서리 측에 위치되는 모따기부(32)를 통하여 원심성형시 콘크리트 유동 공간을 형성한다. 따라서 패널존에서 콘크리트가 밀실하게 충전되어 응력 저하가 없도록 할 수 있다.
상기 내다이아프램(30)은 제2주근(12)과 용접 결합하거나, 후술할 상하 내다이아프램(30a, 30b)을 연결하는 접합 플레이트(40)를 거푸집에 볼트 결합하여 그 위치를 고정할 수 있다.
상기 접합 플레이트(40)는 상부 및 하부 내다이아프램(30a, 30b)의 단부에 고정되어 상부 내다이아프램(30a)과 하부 내다이아프램(30b)을 연결하는 것으로, 기둥(1)의 외측면 중 적어도 두 개의 면 이상에 각각 배치되고 폭이 기둥(1)의 폭보다 작은 것을 특징으로 한다.
상기 접합 플레이트(40)는 기둥(1)에 연결되는 보를 접합하기 위한 것으로 기둥에 결합되는 보의 수에 따라 그 수가 결정된다. 즉, 모서리 기둥의 경우 수직하는 두 개의 보가 접합되기 때문에, 기둥의 수직하는 두 면에 접합 플레이트(40)를 배치하고, 모서리 기둥을 제외한 최외각 기둥은 세 면에, 내부 기둥은 네 면 모두에 접합 플레이트(40)를 배치한다.
도 1 및 도 2에서와 같이, 상기 제1, 2주근(11, 12), 마구리 강판(20), 내다이아프램(30) 및 접합 플레이트(40)로 구성되는 본 발명 패널존이 형성된 원심성형 프리캐스트 콘크리트 기둥(1)의 철근 조립체를 완성한 다음에는 보통의 원심성형 콘크리트 기둥(1)과 마찬가지로 철근 조립체 외부에 거푸집을 설치하고, 거푸집 내부에 콘크리트를 채워 회전시킨 다음, 양생 후 거푸집을 탈형하여 도 3에서와 같은 원심성형 콘크리트 기둥(1)을 완성한다.
이때, 콘크리트를 고속으로 회전시켜주면, 콘크리트 배합에 사용했던 물에서 화학 반응 후 남은 잉여수와 레이턴스가 구심 방향으로 빠져나가므로 고강도의 치밀한 콘크리트 기둥(1)을 획득할 수 있다.
그리고 원심성형으로 인하여 기둥(1) 내부에 중공부가 형성되어 기둥(1) 부재를 경량화할 수 있으며, 내부 중공부에 추가 콘크리트를 타설하여 기둥(1)의 압축력을 더 확보하도록 할 수도 있다.
도 1과 도 2의 실시예에서는 각각 횡방향 철근으로 띠철근(13)과 나선철근(14)을 이용하였다.
도 4는 본 발명에 이용된 내다이아프램(30)의 사시도이고, 도 5는 본 발명에서 내다이아프램(30)과 주근의 결합 관계를 나타내는 평단면도이다.
도 4 내지 도 5에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명에서 상기 제2주근(12)은 상기 내다이아프램(30)의 제2주근(12)과 대응되는 위치에 형성된 관통공(33)을 관통하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 제1주근(11)은 내다이아프램(30)의 모따기부(32)에 배치되므로 내다이아프램(30)과 간섭이 없는 반면, 제2주근(12)은 내다이아프램(30)과 위치가 간섭될 수 있으므로 내다이아프램(30)에 관통공(33)을 형성하고, 상기 제2주근(12)이 관통공(33)을 관통하도록 배치하였다.
상기 내다이어프램(30)의 관통공(33)은 제2주근(12)의 위치를 고정할 뿐 아니라, 관통공(33)과 제2주근(12)을 용접결합하여 내다이어프램(30)의 수직 위치를 고정하는 역할을 할 수 있다.
또한, 본 발명에서 상기 마구리 강판(20) 및 내다이아프램(30)의 중앙에는 각각 타설공(21, 31)이 형성되는 것을 특징으로 한다.
즉, 도 1 내지 도 2에서 볼 수 있는 바와 같이 마구리 강판(20)의 중앙에 타설공(21)을 형성하거나, 도 4에서 볼 수 있는 바와 같이 내다이아프램(30)의 중앙에 타설공(31)을 형성하여 콘크리트 타설을 위한 통로로 활용할 수 있다.
아울러 본 발명에서 상기 내다이아프램(30)에는 적어도 하나 이상의 공기 구멍(34)이 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 공기 구멍(34)은 패널존 내부에 갇힌 공기를 빼내어, 패널존 하부에 콘크리트가 밀실하게 채워질 수 있도록 한다.
도 6은 본 발명에서 마구리 강판(20)과 주근의 결합 관계의 실시예를 나타내는 측단면도이다.
본 발명에서는 상기 제1, 2주근(11, 12)의 일단부는 마구리 강판(20)의 일면과 용접(W) 결합되고, 제1, 2주근(11, 12)의 타단부에 위치하는 마구리 강판(20)에는 주근(11, 12)의 위치에 대응되는 위치에 결합공(22)이 관통 형성되어, 상기 제1, 2주근(11, 12)의 단부가 결합공(22)의 소정 깊이까지 삽입되어 상기 결합공(22) 내에 용접살(23)이 채워져 제1, 2주근(11, 12)이 마구리 강판(20)에 고정되는 것을 특징으로 한다.
일반적으로 제1, 2주근(11, 12)을 마구리 강판(20)에 용접하기 위해서는 제1, 2주근(11, 12)의 길이가 일정하여야 한다.
그러나 철근 절단시 이들 제1, 2주근(11, 12)의 길이를 정밀하게 맞춰 절단하는 것은 현실적으로 곤란하다. 따라서 마구리 강판(20)의 수평도를 맞추기 위하여, 제1, 2주근(11, 12)의 일단부는 마구리 강판(20)의 일면에 용접(W) 고정하되, 제1, 2주근(11, 12)의 타단부는 마구리 강판(20)에 형성된 결합공(22)에 삽입하고 용접살(23)을 채워넣어 제1, 2주근(11, 12)을 마구리 강판(20)에 고정하도록 한다.
이로써, 용접살(23)로 제작 오차를 흡수하여 마구리 강판(20)의 수평도 확보가 가능하므로, 기둥(1) 이음시 수직도 또한 잘 유지할 수 있다.
도 7과 도 8은 각각 본 발명에서 마구리 강판(20)과 주근의 결합 관계의 다른 실시예를 나타내는 사시도와 이에 대한 측면도이다.
본 발명에서는 상기 제1, 2주근(11, 12)의 일단부는 마구리 강판(20)의 일면과 용접(W) 결합되고, 제1, 2주근(11, 12)의 타단부에는 외주면에 나사산(S)이 형성되어 내부에 암나사산(51)이 형성된 커플러(50)에 결합되며, 상기 커플러(50)를 제1, 2주근(11, 12)의 타단부에 위치한 마구리 강판(20)의 일면과 용접(W)하여 고정하는 것을 특징으로 한다.
앞서 도 6의 실시예에서 살펴본 바와 마찬가지로, 마구리 강판(20)의 수평도를 맞추기 위하여 제1, 2주근(11, 12)의 일단부는 마구리 강판(20) 일면에 바로 용접(W)하여 고정하되, 제1, 2주근(11, 12)의 타단부는 커플러(50)를 결합한다.
그리고 커플러(50)로 제1, 2주근(11, 12)의 단부 높이를 일정하게 맞춘 다음, 상기 커플러(50)를 마구리 강판(20)에 용접(W)하여 제1, 2주근(11, 12)을 마구리 강판(20)에 고정하도록 한다.
이로써, 커플러(50)로 제작 오차를 흡수하여 마구리 강판(20)의 수평도 확보가 가능하므로, 기둥(1) 이음시 수직도 또한 잘 유지할 수 있다.
1: 기둥 11: 제1주근
12: 제2주근 13: 띠철근
14: 나선철근 20: 마구리 강판
21: 타설공 22: 결합공
23: 용접살 30: 내다이아프램
30a: 상부 내다이아프램 30b: 하부 내다이아프램
31: 타설공 32: 모따기부
33: 관통공 34: 공기 구멍
40: 접합 플레이트 50: 커플러
51: 암나사산 S: 나사산
W: 용접

Claims (6)

  1. 원심성형 되는 사각의 프리캐스트 콘크리트 기둥(1)에서,
    기둥(1) 외주면에서 일정 간격 내측으로 이격된 위치의 모서리에 배근되는 제1주근(11) 및 상기 제1주근(11)의 사이에 배근되는 제2주근(12); 상기 제1주근(11)과 제2주근(12)의 상단 및 하단에 각각 고정되는 것으로, 기둥(1) 단면과 동일한 형상을 갖는 마구리 강판(20); 기둥(1)에 보가 접합되는 부위인 패널존의 상부 및 하부에 각각 구비되는 내다이아프램(30); 및 상부 및 하부 내다이아프램(30a, 30b)의 단부에 고정되어 상부 내다이아프램(30a)과 하부 내다이아프램(30b)을 연결하는 것으로, 기둥(1)의 외측면 중 적어도 두 개의 면 이상에 각각 배치되고 폭이 기둥(1)의 폭보다 작은 접합 플레이트(40); 를 포함하여 구성되되,
    상기 내다이아프램(30)의 모서리에는 콘크리트 유동과 제1주근(11)의 배치를 위한 모따기부(32)가 형성되어 전체적으로 8각 형상이고, 상기 제1, 2주근(11, 12)의 일단부는 마구리 강판(20)의 일면과 용접 결합되며,
    상기 제1, 2주근(11, 12)의 타단부에 위치하는 마구리 강판(20)에 제1, 2주근(11, 12)의 위치에 대응되는 위치에 결합공(22)이 관통 형성되어, 상기 제1, 2주근(11, 12)의 단부가 결합공(22)의 소정 깊이까지 삽입되어 상기 결합공(22) 내에 용접살(23)이 채워져 제1, 2주근(11, 12)이 마구리 강판(20)에 고정되거나,
    상기 제1, 2주근(11, 12)의 타단부 외주면에 나사산(S)이 형성되어 내부에 암나사산(51)이 형성된 커플러(50)에 결합되며, 상기 커플러(50)를 제1, 2주근(11, 12)의 타단부에 위치한 마구리 강판(20)의 일면과 용접하여 고정하는 것을 특징으로 하는 패널존이 형성된 원심성형 프리캐스트 콘크리트 기둥.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2주근(12)은 상기 내다이아프램(30)의 상기 제2주근(12)과 대응되는 위치에 형성된 관통공(33)을 관통하는 것을 특징으로 하는 패널존이 형성된 원심성형 프리캐스트 콘크리트 기둥.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 마구리 강판(20) 및 내다이아프램(30)의 중앙에는 각각 타설공(21, 31)이 형성되는 것을 특징으로 하는 패널존이 형성된 원심성형 프리캐스트 콘크리트 기둥.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 내다이아프램(30)에는 적어도 하나 이상의 공기 구멍(34)이 형성되는 것을 특징으로 하는 패널존이 형성된 원심성형 프리캐스트 콘크리트 기둥.
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