KR101552176B1 - 분리형 거푸집이 선조립된 기둥구조체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 SRC조의 기둥구조체에 관한 것으로서, 기둥의 네 모서리에 각각 위치하며 서로 직교하는 두 측면과, 상기 각 측면의 폭방향 단부에서 내측으로 절곡된 단부면으로 구성되는 네 개의 모서리 수직강과; 격자형상을 가지면서 길이방향의 각 단부가 상기 모서리 수직강의 단부면과 일 측면의 내면에 접합되면서 모서리 수직강의 위치를 유지시켜주는 다수 개의 템플레이트와; 상기 템플레이트의 외측에 설치되는 수직철근과, 상기 네 개의 모서리 수직강 둘레를 감싸면서 각 층의 수평구조체가 접합되는 위치에 설치되는 거치대와; 상기 거치대의 상면 위치로부터 수평구조체의 상단 위치까지 모서리 수직강의 각 단부면 사이를 폐쇄시키는 막이판과; 수평구조체의 상단 위치로부터 상부층 거치대의 하면 위치까지 설치되되, 모서리 수직강으로부터 피복두께만큼 이격되어 기둥용 콘크리트가 타설된 후 분리가 가능하도록 선조립되면서 모서리 수직강과 구조적으로 임시 일체화되는 분리형 거푸집;으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

분리형 거푸집이 선조립된 기둥구조체{A Column Structure with the Separative Form}

본 발명은 SRC조(철골철근콘크리트조)의 기둥구조체에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 콘크리트가 타설되기 전의 기둥구조체에 관한 구조를 최적화시시켜 기둥의 구축시기와 보 및 슬래브의 구축시기를 독립적으로 진행할 수 있게 함으로써 공기를 단축시킬 수 있도록 하는 기둥구조체에 관한 것이다.

SRC구조의 건축물에서의 가장 전형적인 시공방법으로는, H형강으로 기둥 및 보를 조립하고, 상기 보에 데크플레이트를 거치시켜 각 층의 보와 슬래브에 대한 콘크리트 타설을 완료하여 작업장을 확보함과 더불어 상부층에 대한 계속적인 시공을 진행하고, 후속하여 H형강의 기둥 둘레에 철근 배근 및 콘크리트를 타설하여 각 층의 기둥구조를 완성시켜 나가게 된다.

이때 상기 기둥을 구성하는 H형강은 3~4층에 해당하는 길이를 하나의 단위길이로 구성한다. 이와 같이 H형강 기둥을 이용한 SRC 구조에서는 다수 개의 층에 대하여 바닥구조와 기둥구조에 대한 콘크리트 타설작업을 서로의 간섭없이 별도로 진행할 수 있게 함으로써 공기를 단축시킬 수 있게 된다.

그러나 상기의 SRC구조는, 도 1에 도시된 바와 같이 강재가 기둥의 중심에 위치하기 때문에 강재의 사용량에 비하여 단면효율을 극대화시키지 못할 뿐 아니라, 철근의 배근과 거푸집의 설치작업이 복잡해지는 문제점이 있고, 최하층의 기둥은 H형강의 둘레에 철근콘크리트가 타설되어 완전한 기둥구조, 즉 본기둥이 완성되기 전까지는 H형강 자체만으로 여러 층의 모든 시공하중(바닥구조의 하중 및 가설자재 등의 하중 등)을 임시 지지해야 하기 때문에, 상기 시공하중에 의한 H형강의 좌굴방지를 위하여 상기 H형강의 단면, 나아가 본 기둥의 단면을 불필요하게 확대시키는 문제점이 있다.

다른 한편으로 H형강을 매입시킴으로써 단면효율이 떨어지게 되는 전형적인 SRC구조의 문제점을 해결하기 위하여, 기둥의 각 모서리부분에 앵글과 같은 형강부재를 배치시켜 강재의 단면효율을 높이는 방안이 다수 연구되고 있으며, 그 예로 공개특허공보 공개번호 10-2012-0099822호의 'ㄱ형강을 이용한 선조립 철골철근콘크리트(PSRC) 기둥 공법'이 제안된 바 있다.

공개특허공보 공개번호 10-2012-0099822호의 기둥구조는 도 2에 도시된 바와 같이, 4개의 ㄱ형강을 기둥 단면의 모서리에 세우고, 이들 사이에 보조철근을 추가하며, 수평방향으로는 띠철근 또는 강판으로 연결하여 기둥구조체를 형성시킨 후, 상기 기둥구조체의 둘레에 거푸집을 설치하고 그 내부에 콘크리트를 타설하여 SRC구조의 기둥을 완성시키도록 하고 있다.

상기 공개특허공보 공개번호 10-2012-0099822호의 기둥구조는 약축의 발생을 방지하면서 강재의 단면효율을 높일 수 있고 내부에 철근 콘크리트를 타설하게 되므로 H형강을 철근콘크리트에 매립시키는 SRC구조에 비하여 경제적인 기둥구조를 도모할 수 있게 된다.

그러나 상기의 기둥구조는 두 수직한 평탄면의 형상을 가지는 압연강재인 형강부재를 사용하고 있어 규격에 제한이 있고, 각 형강부재의 연결을 위해 상기 평탄면의 외측면에 띠철근 또는 강판이 설치되는 바, 상기 수직의 보조철근은 띠철근 또는 강판의 내측에 설치되어야 하기 때문에 보조철근의 설치가 용이하지 아니하며, 더욱이 상기의 기둥구조는 각층 단위로 구축되기 때문에 공기단축이 용이하지 아니하며, 설령 상기한 H형강을 이용한 기둥구조에서와 같이 다수 개의 층에 대하여 바닥구조와 기둥구조에 대한 콘크리트 타설작업을 서로의 간섭없이 별도로 진행하고자 하는 경우에는 H형강에서와 마찬가지로 콘크리트가 타설되어 기둥이 완성되기 전까지는 최하층의 기둥구조체 자체만으로 상부의 모든 시공하중을 지지해야 하기 때문에 불필요하게 큰 규격을 가질 수 밖에 없는 문제점이 존재하게 된다. 아울러 거푸집의 설치 및 분리작업의 모두를 현장에서 실시하기 때문에 작업공정이 많아져 현장이 번잡해지는 문제점이 있다.

KR 10-2012-009982 A KR 10-0631365 B1

본 발명은 상기한 종래기술들의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 특수한 단면을 가지는 모서리 수직강을 배치시켜 단면효율을 높힌 기둥구조체에 재활용이 가능하도록 분리 가능한 거푸집을 이용하여 SRC기둥구조를 가질 수 있도록 하되, 최하층 기둥구조체 및 이에 사용되는 강재의 사용량을 증가시키지 않으면서, 즉 기둥 및 강재의 각 단면을 효율적으로 유지하면서 여러 층의 기둥구조체와 수평구조체에 대한 콘크리트 타설을 서로의 간섭없이 독립적으로 진행할 수 있도록 함으로써 공기를 대폭 줄일 수 있는 분리형 거푸집이 선조립된 기둥구조체를 제공함에 그 목적이 있다.

또한 본 발명은 분리 가능한 거푸집이 공장에서 선조립될 수 있도록 함으로써 현장에서의 거푸집 설치공정을 생략시킬 수 있는 분리형 거푸집이 선조립된 기둥구조체를 제공함에 또 다른 목적이 있다.

또한 본 발명은 수직철근의 설치 및 이음이 용이하게 이루어질 수 있는 분리형 거푸집이 선조립된 기둥구조체를 제공함에 또 다른 목적이 있다.

또한 본 발명은 별도의 마감재 부착수단을 마련하지 않고서도 기둥콘크리트의 외면에 마감재를 간단히 부착시킬 수 있도록 하는 구조를 가지는 분리형 거푸집이 선조립된 기둥구조체를 제공함에 또 다른 목적이 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 의하면, 기둥의 네 모서리에 각각 위치하며 서로 직교하는 두 측면과, 상기 각 측면의 폭방향 단부에서 내측으로 절곡된 단부면으로 구성되는 네 개의 모서리 수직강과; 격자형상을 가지면서 길이방향의 각 단부가 상기 모서리 수직강의 단부면과 일 측면의 내면에 접합되면서 모서리 수직강의 위치를 유지시켜주는 다수 개의 템플레이트와; 상기 템플레이트의 외측에 설치되는 수직철근과, 상기 네 개의 모서리 수직강 둘레를 감싸면서 각 층의 수평구조체가 접합되는 위치에 설치되는 거치대와; 상기 거치대의 상면 위치로부터 수평구조체의 상단 위치까지 모서리 수직강의 각 단부면 사이를 폐쇄시키는 막이판과; 수평구조체의 상단 위치로부터 상부층 거치대의 하면 위치까지 설치되되, 모서리 수직강으로부터 피복두께만큼 이격되어 기둥용 콘크리트가 타설된 후 분리가 가능하도록 선조립되면서 모서리 수직강과 구조적으로 임시 일체화되는 분리형 거푸집;으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 분리형 거푸집이 선조립된 기둥구조체가 제공된다. 이때 모서리 수직강의 측면과 단부면은 서로 수직되도록 구성시킬 수도 있고, 상기 측면에는 콘크리트 유동공을 더 구비시킬 수도 있으며, 모서리 수직강의 각 사이에 균열방지용 와이어 메쉬를 더 설치시킬 수도 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 템플레이트는 4개의 앵글이 접합되어 이루어지되, 각 앵글의 각 수평면(a)이 서로 접하면서 각 수직면(b)이 바깥쪽에 위치하도록 접합되어 구성되는 것을 특징으로 하는 분리형 거푸집이 선조립된 기둥구조체가 제공된다. 상기한 템플레이트(120)에는 이를 구성하는 각 변을 연결하는 간격유지바(122)를 더 설치시킬 수도 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 수직철근은 템플레이트에 부착되는 U형 고리에 의해 위치가 고정되는 것을 특징으로 하는 분리형 거푸집이 선조립된 기둥구조체가 제공된다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 거치대는 앵글로 이루어지고 모서리 수직강으로부터 피복두께만큼 이격되어 설치되는 것을 특징으로 하는 분리형 거푸집이 선조립된 기둥구조체가 제공된다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 거치대와 모서리 수직강의 사이에는 ㄷ형 채널이 설치되되, 상기 ㄷ형 채널은 모서리 수직강의 측면에 수직한 방향으로 길게 설치되며, 그 상단은 거치대에 거치되는 수평구조체의 최상단 위치까지 연장되고, ㄷ형 채널의 개방부가 모서리 수직강의 측면에 위치하도록 설치되어 상하로 긴 연통공이 형성되는 것을 특징으로 하는 분리형 거푸집이 선조립된 기둥구조체가 제공된다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 거치대는 앵글로 이루어지고 모서리 수직강의 측면에 앵글의 수직면이 접하도록 부착 설치되며, 상기 수직면에는 관통홀이 구비되는 것을 특징으로 하는 분리형 거푸집이 선조립된 기둥구조체가 제공된다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 모서리 수직강(110)에는 분리형 거푸집(160)을 피복두께만큼 이격시키면서 고정시킬 수 있는 이격체결수단이 더 설치되며, 상기 이격체결수단은 상기 피복두께와 동일한 길이(ℓ)를 가지는 인서트 너트(161)로 이루어지거나, 상기 피복두께와 동일한 높이(h)를 가지면서 폐쇄된 입체형상의 체결박스(162)로서, 상기 체결박스(162)의 전면판(162a) 내면에 너트(162b)가 부착되거나 전면판(162a) 자체에 걸림장공(162c)이 구비되는 것을 특징으로 하는 분리형 거푸집이 선조립된 기둥구조체가 제공된다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 막이판의 내측에는 다이아프램이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 분리형 거푸집이 선조립된 기둥구조체가 제공된다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 막이판에는 관통공이 형성되고, 상기 관통공에 연결용 철골이 삽입 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 분리형 거푸집이 선조립된 기둥구조체가 제공된다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 모서리 수직강의 각 단부면 사이 중 막이판이 설치되지 아니한 부분에는 적어도 하나 이상의 수직브레이스가 설치되는 것을 특징으로 하는 분리형 거푸집이 선조립된 기둥구조체가 제공된다.

본 발명은 기둥용 거푸집을 공장에서 선조립하여 기둥용 콘크리트가 타설되기 전까지 임시 보조구조재로서의 기능을 하게 함으로써 기둥의 단면을 증가시키지 않으면서도 상기 기둥용 콘크리트의 타설 여부와 관계없이 각층의 보 및 슬래브를 연속하여 시공할 수 있도록 하고, 이와 반대로 상기 보 및 슬래브의 시공과 무관하게 기둥용 콘크리트를 분리 시공할 수 있게 함으로써 기둥과 보 및 슬래브의 병행 시공으로 공기를 대폭 단축시킬 수 있게 하며, 본 기둥의 완성후 거푸집이 분리되어 재활용 되므로 경제적인 건축물의 시공을 도모할 수 있게 한다.

도 1은 H형강이 철근콘크리트에 매립되는 전형적인 SRC기둥구조의 단면도이다.
도 2는 앵글 등의 ㄱ형강부재를 기둥의 모서리부분에 배치시킨 종래의 SRC기둥구조의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 기둥구조체의 사시도이다.
도 4는 본발명의 모서리 수직강에 콘크리트 유동공이 더 구비된 상태를 나타낸 사시도이다.
도 5는 본 발명의 기둥구조체에 설치되는 템플레이트의 예를 나타낸 각 사시도이다.
도 6은 본 발명의 모서리 수직강에 앵글로 된 템플레이트를 설치한 구조를 나타내는 사시도 및 단면도이다.
도 7은 본 발명의 모서리 수직강에 템플레이트를 설치한 또 다른 실시예를 나타낸 단면도이다.
도 8은 본 발명의 템플레이트에 수직철근을 설치한 예의 사시도 및 단면도이다.
도 9는 본 발명의 템플레이트에 간격유지바를 더 부가한 예를 나타낸 단면도이다.
도 10은 본 발명의 모서리 수직강 사이에 와이어 메쉬를 더 부가한 예를 나타낸 단면도이다.
도 11, 12는 본 발명의 거치대 설치에 관한 각 실시예를 나타낸 것이다.
도 13은 본 발명의 모서리 수직강에 부착되는 막이판의 구성을 나타낸 것이다.
도 14는 본 발명의 모서리 수직강 단부면을 통해 수직브레이스를 설치한 예를 나타낸 사시도이다.
도 15는 본 발명의 분리형 거푸집이 설치된 상태를 설명하기 위한 사시도이다.
도 16은 본 발명의 모서리 수직강에 분리형 거푸집의 설치수단에 관한 각 실시예를 나타낸 사시도이다.
도 17 내지 20은 본 발명의 기둥구조체에 여러 수평구조체를 설치한 각 예를 도시한 것이다.
도 21은 본 발명의 막이판 내측에 다이아프램을 설치한 예를 도시한 것이다.
도 22는 본 발명의 막이판에 연결용 철골을 설치시킨 예를 도시한 것이다.

이하에서는 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명을 설명함에 있어 공지의 구성을 구체적으로 설명함으로 인하여 본 발명의 기술적 사상을 흐리게 하거나 불명료하게 하는 경우에는 위 공지의 구성에 관한 설명을 생략하기로 한다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 기둥구조체(100)의 전체적인 구조에 관한 것으로서, (a)는 거푸집(160)이 설치되기 전의 내부구조를 나타낸 것이고, (b)는 거푸집(160)이 설치되어 기둥구조체(100)를 완성시킨 상태를 나타낸 것이다.

도 3의 (a)에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 기둥구조체(100)는, 기둥의 네 모서리에 각각 위치하는 네 개의 모서리 수직강(110)과, 상기 모서리 수직강(110)들이 사각기둥의 형상을 유지하도록 모서리 수직강(110)의 위치를 유지시켜주는 다수 개의 템플레이트(120)와, 상기 모서리 수직강(110)들의 사이에 수직으로 설치되는 수직철근(130)과, 각층의 수평구조체(200)를 거치시키는 거치대(140)와, 상기 모서리 수직강(110)에 설치되는 분리형의 거푸집(160) 및, 막이판(150)으로 이루어진다.

상기의 모서리 수직강(110)은 얇은 강판을 롤포밍하여 제작되는 것으로서, 단면의 형상은 서로 직교하는 두 측면(111)과, 상기 각 측면(111)이 폭방향 단부에서 내측으로 절곡된 단부면(112)으로 구성된다. 이와 같이 롤포밍에 의해 제작되는 본 발명의 모서리 수직강(110)은 앵글 등의 압연강재에 비하여 필요에 따라 규격을 다양하게 설정할 수 있어 범용적이면서도 비교적 저렴하여 경제적이고, 상기 절곡된 단부면(112)을 형성시킴으로써 후술하는 바와 같이 기둥구조체(100)의 제작성 및 구조적 안정성을 가질 수 있게 한다.

상기한 단면을 가지는 모서리 수직강(110)의 길이는 특별히 제한되는 것은 아니나, 운반이 가능한 범위 내에서 다수 층의 높이에 해당하는 길이를 하나의 단위로 제작하는 것이 바람직하다.

한편, 모서리 수직강(110)의 외면에는 후술하는 바와 같이 피복콘크리트가 타설되는데, 상기 피복콘크리트의 탈락을 방지함과 더불어 모서리 수직강(110)의 외면에 대한 밀실한 타설이 가능하도록 도 4에서와 같이 모서리 수직강(110)의 각 측면(111)에 콘크리트 유동공(111a)을 더 구비시킬 수 있다. 상기 콘크리트 유동공(111a)은 모서리 수직강(110)의 안팎에 대한 앵커링이 되도록 함으로써 피복콘크리트의 탈락을 방지한다.

도 5는 상기 모서리 수직강(110)들 사이에 구비되는 템플레이트(120)의 구성을 나타낸 것으로서, (a)는 앵글(A)을 이용하여 템플레이트(120)를 구성시킨 예를 나타낸 것이고, (b)는 평철(P)을 이용하여 템플레이트(120)를 구성시킨 것을 나타낸 것이며, 도 6의 (a)는 모서리 수직강(110)에 앵글(A)로 된 템플레이트(120)를 설치한 상태의 사시도이고, (b)는 모서리 수직강(110)과 템플레이트(120) 단부의 접합구조를 설명하기 위한 단면도이다.

도 5의 (a)에서와 같이, 템플레이트(120)가 4개의 앵글(A)이 접합되어 이루어지는 경우에는, 각 수평면(a)이 서로 접하면서 각 수직면(b)이 바깥쪽에 위치하도록 접합된다. 이와 같이 바깥쪽에 위치하게 되는 앵글(A)의 각 수직면(b)은 수직철근(130)의 고정을 위한 U형 고리(121) 또는 수직브레이스(170) 등의 보조부재에 대한 설치를 용이하게 한다.

상기한 각 실시예의 템플레이트(120)는 격자형상을 가지면서 도 6에서와 같이, 길이방향의 각 단부가 모서리 수직강(110)의 단부면(112)과 일 측면(111)의 내면에 접합되어 2점(O,O') 지지 접합구조를 가지게 하므로 모서리 수직강(110)에 의한 사각단면에 비틀림이 발생되지 않는 구조 형상적인 안정성을 가지게 한다.

또한 상기 템플레이트(120)는 모서리 수직강(110)의 측면(111)으로부터 내측으로 이격되어 접합되기 때문에, 피복두께를 증가시키지 않으면서도 수직철근(130)을 템플레이트(120)의 외측에 설치할 수 있도록 하여 기둥구조체(100)의 제작을 보다 용이하게 한다.

도 7은 본 발명의 모서리 수직강(110)과 템플레이트(120)간의 결합관계에 관하여 가능한 또 다른 예를 도시하고 있다. 도 7의 실시예에서의 템플레이트(120) 단부는 모서리 수직강(110)의 단부면(112) 내측에 위치하도록 하고 있는 도 6의 템플레이트(120)와는 달리 상기 단부면(112)의 외측에 부착 설치되어

자 형상을 가진다. 이와 같이 템플레이트(120)가 단부면(112)의 외측에 부착되는 경우에는 모서리 수직강(110)에 대한 구속의 정도는 다소 떨어지게 되나 용접 등의 작업성이 매우 양호해진다. 모서리 수직강(110)의 대한 구속성을 증대시키기 위하여 템플레이트(120)를 구성하는 앵글(A) 등의 각 부재 사이에 마구리 부재(123)를 추가시킬 수도 있다.

도 8은 본 발명에 의한 기둥구조체(100)의 템플레이트(120)에 수직철근(130)을 설치한 예의 사시도 및 단면도이다.

위에서 설명한 바와 같이, 수직철근(130)은 템플레이트(120)의 외측에 설치되어 그 배치작업이 매우 용이하게 되나, 수직철근(130)의 외면이 모서리 수직강(110)의 측면(111)을 넘어 돌출되는 것이 아니기 때문에 모서리 수직강(110)에 대한 피복두께를 증가시킬 필요가 없게 된다.

상기한 수직철근(130)은 템플레이트(120)의 외측에 용접으로 고정시킬 수도 있으나, 바람직하게는 U형 고리(121)를 이용하여 고정시킨다. 수직철근(130)이 U형 고리(121)에 의해 그 위치가 고정되는 경우에는 수직철근(130)의 끝단부에 좌우 움직임에 대한 여유를 가지게 하여 커플러 이음 등의 기계적 이음을 용이하게 한다. 이때 U형 고리(121)는 템플레이트(120)에 용접 부착시킬 수도 있으나, 앵글(A)을 이용한 템플레이트(120)의 경우에는 앵글(A)의 수직면(b)에 통공을 형성시켜 너트로 체결시킬 수도 있다.

본 발명의 템플레이트(120)는 상기한 바와 같이 모서리 수직강(110)에 의한 사각단면의 형상을 유지시키는 한편, 이에 부착된 수직철근(130)이 외측으로 좌굴되는 것을 방지하는 띠철근의 역할도 함께 한다.

그런데 수직철근(130)에 대한 좌굴하중이 크게 작용하게 되는 경우 템플레이트(120)의 중앙부가 함께 변형되어 전체적으로 기둥구조체(100)의 단면형상이 변형될 수도 있다. 이러한 문제점을 방지하기 위하여 본 발명의 다른 실시예에서는 템플레이트(120)의 각 변을 연결한 간격유지바(122)를 템플레이트(120)에 더 구비시킬 수 있다. 도 9는 상기한 문제점을 해결하기 위하여 템플레이트(120)에 간격유지바(122)를 더 부가한 예를 도시하고 있다. 상기의 간격유지바(122)는 도 9에서와 같이 ＋형상으로 구성시킨 것을 예로 하고 있으나, 템플레이트(120)의 인접한 각 변의 중심을 연결한 마름모꼴의 형상으로도 구성시킬 수 있다.

또 다른 한편으로 모서리 수직강(110)의 단부면(112)의 외면이 위치한 경계부분은 강재의 단면이 변화되는 부분임에 반해, 이에 접하고 있는 피복콘크리트를 포함한 기둥콘크리트는 건조수축이 발생하게 되는 바, 상기 경계부분에는 균열이 발생할 우려가 있다.

따라서 본 발명의 다른 실시예에서는 상기한 균열발생을 방지하기 위하여 각 모서리 수직강(110)의 사이에는 도 10에서와 같이 와이어 메쉬(115)를 더 설치할 수 있다.

본 발명에 의한 기둥구조체(100)에는 기둥콘크리트가 타설되기 전에 다수 개 층의 수평구조체를 접합시킬 수 있는 바, 상기 각층의 수평구조체(200)가 접합되는 위치에는 상기 수평구조체(200)를 거치시키기 위한 거치대(140)가 설치된다.

도 11은 상기의 거치대(140) 설치에 관한 제1실시예를 나타낸 것으로서, (a) (b)는 그 부분에 대한 부분 사시도 및 평면도이다.

상기 제1실시예에 의해 설치되는 도 11에서의 거치대(140)는 앵글(A)로 이루어지고 모서리 수직강(110)으로부터 피복두께만큼 이격되어 네 개의 모서리 수직강(110) 둘레를 감싸는 형상으로 설치된다. 상기 거치대(140)로 사용되는 앵글(A)은 템플레이트(120)의 경우와는 달리 수직면(b)이 안쪽에 위치하면서 수평면(a)으로 하여금 수평구조체(200)를 거치시킬 수 있는 거치면을 형성하게 한다. 상기와 같이 도 11에서는 앵글(A)로 거치대를 구성하는 것을 예로 하고 있으나, 반드시 이에 국한될 필요는 없고, 수평구조체(200)나 데크플레이트(미도시) 등의 거치를 위한 거치면이 형성될 수 있다면 ㄷ형 등 다른 단면의 형상을 가진 어떠한 강재로 구성되어도 무방하다.

앞서 설명한 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에서는 거치대(140)가 모서리 수직강(110)으로부터 피복두께만큼 이격되어 설치되는데, 상기 이격에 의해 형성되는 사이공간에는 도 11에 도시된 바와 같이 ㄷ형 채널(141)이 설치된다.

ㄷ형 채널(141)은 모서리 수직강(110)과 거치대(140) 사이의 피복두께를 유지시키면서 기둥용 콘크리트의 후타설시 모서리 수직강(110) 외면의 피복콘크리트에 대한 에어홀의 기능을 한다.

따라서 상기의 ㄷ형 채널(141)은, 모서리 수직강(110)의 측면(111)에 수직한 방향으로 길게 설치되며, 그 상단은 거치대(140)에 거치되는 수평구조체(200)의 상단까지 연장되고, 이와 함께 ㄷ형 채널(141)의 개방부가 모서리 수직강(110)의 측면(111)에 위치하도록 설치되어 상하로 긴 연통공(141a)이 형성되도록 설치된다.

도 12는 상기의 거치대(140) 설치에 관한 제2실시예를 나타낸 것으로서, (a) 내지 (c)는 그 부분에 대한 부분 사시도, 평면도 및 입면도이다.

상기의 제2실시예에서는 거치대(140)를 구성하는 앵글(A)을 모서리 수직강(110)의 측면(111)에 직접 부착시키고 있다는 점에서 제1실시예의 구조와 차이가 있다. 즉 거치대(140)와 모서리 수직강(110) 사이에 ㄷ형 채널(141)이 설치될 수 있는 사이공간이 형성되지 않는다. 따라서 여기에서는 피복콘크리트의 밀실한 타설을 위하여 별도로 에어홀을 구성시킬 필요가 있다.

이를 위하여 제2실시예에서는 도 12의 (c)에 도시된 바와 같이, 거치대(140)를 구성하는 앵글(A)의 수직면에 에어홀의 기능을 할 수 있는 관통홀(141b)이 형성된다. 상기 관통홀(141b)의 위치가 모서리 수직강(110)의 측면(111)에 위치하게 되는 경우에는 상기 모서리 수직강(110)의 측면(111)도 함께 관통홀이 형성되도록 한다.

본 발명에 의한 기둥구조체(100)를 이용한 건축물의 구축은 기둥구조체(100)와 수평구조체(200)의 각각에 콘크리트가 타설되는 시기가 독립하여 이루어지게 함으로써 공기를 대폭 단축시킬 수 있도록 한다. 따라서 수평구조체(200)에 대한 콘크리트의 타설과 기둥구조체(100)에 대한 콘크리트의 타설은 서로 간섭되지 않아야 한다.

이를 위해 거치대(140)의 상면 위치로부터 수평구조체(200)의 상단 위치까지 모서리 수직강(110)의 각 단부면(112) 사이에는 이를 폐쇄시키는 막이판(150)이 더 설치된다.

도 13은 상기의 막이판(150)의 구성을 나타낸 것으로서, (a) (b)는 그 부분에 대한 부분 사시도 및 평면도이다.

막이판(150)은 수평구조체(200)가 설치되는 부분에 대하여 폐쇄된 각관의 형상을 가지게 함에 따라, 수평구조체(200)에 대한 콘크리트 타설시 기둥구조체(100) 내부로 콘크리트가 누출되지 않도록 하는 것은 물론, 후술하는 거푸집(160)과 함께 기둥구조체(100)에 대한 좌굴강성을 향상시켜 내부에 콘크리트를 타설하지 않은 상태에서도 상부하중을 충분히 지지할 수 있게 한다.

모서리 수직강(110)에는 측면(111)으로부터 절곡된 단부면(112)을 형성하고 있기 때문에 상기한 막이판(150)의 접합이 매우 용이할 뿐 아니라, 모서리 수직강(110)에 의한 구조 형상적인 안정성을 증대시키기 위하여 적어도 하나 이상의 수직브레이스(170)를 더 설치할 수 있는데 이러한 수직브레이스(170)의 설치도 용이하게 한다.

단부면(112)의 상기한 효과는 단부면(112)이 측면(111)의 폭방향 단부에서 내측으로 절곡됨으로써 측면(111)의 단부 면적이 증가되는 것에 기인하는 것이나, 이러한 효과를 극대화시키기 위해서는 측면(111)과 단부면(112)이 수직을 이루도록 절곡시키는 것이 바람직하다.

이와 함께 상기의 절곡된 단부면(112)은 모서리 수직강(110)의 판좌굴내력을 증대시킬 뿐만 아니라 기둥콘크리트 타설 후 앵커역할을 하기 때문에 기둥구조체와 기둥콘크리트간의 강력한 합성효과를 발휘하게 한다.

도 14는 모서리 수직강(110)의 단부면(112)을 통해 수직브레이스(170)를 설치한 예를 도시하고 있다. 상기의 수직브레이스(170)는 좌우의 단부면(112)과 상하의 템플레이트(120) 사이 중 막이판(150)이 설치되지 아니한 부분에 대하여 지그재그 형상으로 설치된다.

막이판(150)의 상단, 즉 수평구조체(200)의 상단 위치로부터 상부층 거치대(140)의 하면 위치까지에는 분리형의 거푸집(160)이 설치된다. 도 15는 상기의 분리형 거푸집(160)이 설치된 상태를 설명하기 위한 사시도이고, 도 16은 모서리 수직강(110)에 분리형 거푸집(160)의 설치수단에 관한 각 실시예를 도시하고 있다.

상기 분리형 거푸집(160)의 설치는 기둥구조체(100)를 현장에 설치하기 전에 이루어지도록 하며, 이렇게 선조립된 기둥구조체(100)는 현장으로 이송되어 본기둥 위치에 설치된다. 이와 같이 선조립된 거푸집(160)은 기둥구조체(100)에 대한 콘크리트의 타설 및 양생이 완료되어 본 기둥이 완성되기 까지에 대한 임시 보조구조재로써의 역할을 하게 된다.

이를 보다 구체적으로 설명하면, 본 발명에서는 기둥구조체(100)에 대한 콘크리트 타설이 이루어지기 전에 적어도 2개층 이상, 일반적으로는 3~4개층의 수평구조체(200)에 대한 콘크리트 타설이 먼저 이루어질 수도 있게 되는데, 이경우에도 최하층의 기둥구조체(100)에는 비록 콘크리트가 아직 타설되지 아니하여 본 기둥이 구축된 것은 아니나, 콘크리트가 타설되어 본 기둥으로서의 구조적 성능을 가진 것과 마찬가지로 상부에서 작용하고 있는 모든 시공하중을 지지할 수 있어야 한다. 이를 위해 본 기둥의 단면 크기를 늘릴 수도 있으나, 이 경우에는 기둥구조체에 콘크리트가 타설된 후에는 과다 단면의 기둥구조가 되기 때문에 비경제적일 뿐 아니라 건축물의 공간이용율까지도 감소시키는 문제점을 야기시킨다.

이에 본 발명에서의 거푸집(160)은 시공중에 기둥콘크리트가 타설되지 아니 한 상태에서 보다 효율적으로 먼저 시공된 수평구조체를 포함한 상부의 시공하중을 지지할 수 있게 하며, 기둥구조체(100)에 콘크리트가 타설·양생되어 본 기둥이 완성되면 본 기둥으로부터 분리되어 또 다른 기둥구조체에 재활용될 수 있게 하는 것이다.

이와 같이 본 발명의 거푸집(160)이 기둥구조체(100)의 한 구조부재로 작용할 수 있도록 모서리 수직강(110)과 구조적으로 임시 일체화되고, 향후 기둥용 콘크리트가 타설된 후에는 분리가 용이하도록 하기 위하여, 모서리 수직강(110)에는 피복두께만큼의 길이를 가지는 이격체결수단이 더 설치된다.

상기의 이격체결수단은, 도 16의 (a)에 도시된 바와 같이 인서트 너트(161)로 구성되거나, (b)(c)에서와 같이 내부가 폐쇄된 다면체 또는 원통형의 입체형상을 가진 체결박스(162)로 구성될 수 있다. 이때 인서트 너트(161)의 길이(ℓ) 및 체결박스(162)의 높이(h)는 모서리 수직강(110)에 대한 피복두께와 동일하게 설정된다.

상기 체결박스(162)에는 거푸집(160)과의 탈부착을 위하여, 도 16의 (b)에서와 같이 전면판(162a)의 내면에 너트(162b)가 부착되거나, 도 16의 (c)에서와 같이 전면판(162a) 자체에 걸림장공(162c)이 구비된다.

도 16의 (a) 또는 (b)에서와 같이 너트가 형성되어 있는 경우에는 거푸집(160)을 관통하여 볼트(164)로 체결함으로써 거푸집(160)을 모서리 수직강(110)으로부터 향후 분리가 가능하도록 부착시킬 수 있으며, (c)에서와 같이 걸림장공(162c)이 형성되어 있는 경우에는 선단부에 ㄱ 또는 T형의 걸림대(165a)가 구비되고 후단부에는 나사산이 구비된 앵커체(165)를 상기 걸림장공(162c)에 삽입시켜 90도 회전시킨 상태에서 너트체결함으로써 향후 분리가 가능하도록 부착시킬 수 있다.

기둥구조체에 대한 콘크리트의 타설 및 양생이 완료되어 거푸집이 제거되면 체결박스(162)의 전면판(162a)이 기둥콘크리트의 외면에 노출되는데, 이와 같이 노출된 전면판(162a)는 기둥의 장식판 부착을 위한 수단으로 활용될 수 있다.

또한 모서리 수직강(110)에 부착된 각 거푸집(160)들 사이의 구조적 강성을 보다 증가시키기 위하여 상기 거푸집(160)들의 측면에는 이들이 직접 연결될 수 있도록 앵글 등의 ㄱ자 수직형강(163)이 더 부착될 수 있다.

도 17 내지 20은 본 발명에 의한 기둥구조체(100)에 다양한 구조 형식의 수평구조체(200)를 설치한 각 예를 나타낸 것으로서, 도 17은 거치대(140)가 모서리 수직강(110)으로부터 이격된 구조에서의 기둥구조체(100)에 트러스형 합성보구조체를 거치시킨 경우이고, 도 18 내지 20은 거치대(140)가 모서리 수직강(110)에 직접 부착된 구조에서의 기둥구조체(100)에 수평구조체(200)를 설치한 예를 도시한 것이다. 구체적으로 도 18은 상기 기둥구조체(100)에 트러스형 합성보구조체를 거치시킨 경우이고, 도 19는 상기 기둥구조체(100)에 U형 강판의 합성보구조체를 거치시킨 경우이며, 도 20은 상기 기둥구조체(100)에 H형강 철골보를 거치시킨 경우를 나타낸 것이다. 물론 도시하고 있지는 아니하나 U형 강판의 합성보구조체와 H형강 철골보의 경우도 도 17에서와 마찬가지로 거치대(140)가 모서리 수직강(110)으로부터 이격된 구조의 기둥구조체(100)에 거치될 수 있다.

도 17 내지 19에서와 같이 기둥구조체(100)에 트러스형 합성보구조체 또는 U형 강판의 합성보구조체를 설치하고자 하는 경우, 막이판(150)에 관통공을 형성시키고 상기 관통공에 보의 주철근(151)을 삽입 설치하여 상기의 합성보구조체와의 접합부위, 즉 기둥과 보의 접합부위에 대한 모멘트 내력을 증대시킬 수 있다.

또한 도 20에서와 같이 기둥구조체(100)에 H형강 철골보를 설치하고자 하는 경우에는 H형강 철골보와의 접합부에 대한 휨강성을 증대시키기 위하여 도 21에 도시된 바와 같은 막이판(150) 내측에 다이아프램(152)이 더 설치될 수도 있으나, 도 22에 도시된 바와 같이 막이판(150)에 관통공을 형성시키고 상기 관통공에 연결용 철골(153)이 삽입 설치된 상태로 기둥구조체(100)를 제작할 수도 있다.

지금까지 설명한 본 발명의 기둥구조체(100)는 콘크리트가 타설되어 본 기둥이 완성된 후 분리되어 재활용되는 분리형 거푸집(160)을 선조립하여 기둥용 임시보조구조재로 사용할 수 있게 함으로써, 기둥단면을 증가시키지 않으면서도 본기둥의 완성 여부와 무관하게 각층의 보 및 슬래브를 연속 시공할 수 있도록 함으로써 매우 효율적인 공사진행을 도모하게 한다.

이상에서 본 발명은 구체적인 실시 예를 참조하여 상세히 설명하였으나, 상기 실시 예는 본 발명을 이해하기 쉽도록 하기 위한 예시에 불과한 것이므로, 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 이를 다양하게 변형하여 실시할 수 있을 것임은 자명한 것이다. 따라서 그러한 변형 예들은 청구범위에 기재된 바에 의해 본 발명의 권리범위에 속한다고 할 것이다.

100; 기둥구조체 110; 모서리 수직강
120; 템플레이트 130; 수직철근
140; 거치대 150; 막이판
160; 거푸집 170; 수직브레이스
200; 수평구조체

Claims (15)

1. 기둥의 네 모서리에 각각 위치하며 서로 직교하는 두 측면(111)과, 상기 각 측면(111)의 폭방향 단부에서 내측으로 절곡된 단부면(112)으로 구성되는 네 개의 모서리 수직강(110)과; 격자형상을 가지면서 길이방향의 각 단부가 상기 모서리 수직강(110)의 단부면(112)과 일 측면(111)의 내면에 접합되면서 모서리 수직강(110)의 위치를 유지시켜주는 다수 개의 템플레이트(120)와; 상기 템플레이트(120)의 외측에 설치되는 수직철근(130)과, 상기 네 개의 모서리 수직강(110) 둘레를 감싸면서 각 층의 수평구조체(200)가 접합되는 위치에 설치되는 거치대(140)와; 상기 거치대(140)의 상면 위치로부터 수평구조체(200)의 상단 위치까지 모서리 수직강(110)의 각 단부면(112) 사이를 폐쇄시키는 막이판(150)과; 수평구조체(200)의 상단 위치로부터 상부층 거치대(140)의 하면 위치까지 설치되되, 모서리 수직강(110)으로부터 피복두께만큼 이격되어 기둥용 콘크리트가 타설된 후 분리가 가능하도록 선조립되면서 모서리 수직강(110)과 구조적으로 임시 일체화되는 분리형 거푸집(160); 및 모서리수직강(110)에 설치되는 것으로서 상기 피복두께와 동일한 높이(h)를 가지면서 폐쇄된 입체형상의 체결박스(162)로 이루어지고, 상기 체결박스(162)의 전면판(162a) 내면에 너트(162b)가 부착되거나 전면판(162a) 자체에 걸림장공(162c)이 구비되어, 상기 분리형 거푸집(160)을 상기 피복두께만큼 이격시키면서 고정시킬 수 있는 이격체결수단으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 분리형 거푸집이 선조립된 기둥구조체.
2. 제1항에 있어서, 상기 모서리 수직강(110)의 단부면(112)은 측면(111)과 수직을 이루도록 절곡되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 분리형 거푸집이 선조립된 기둥구조체.
3. 제1항에 있어서, 상기 모서리 수직강(110)의 측면(111)에는 콘크리트 유동공이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 분리형 거푸집이 선조립된 기둥구조체.
4. 제1항에 있어서, 상기 템플레이트(120)는 4개의 앵글(A)이 접합되어 이루어지되, 각 앵글(A)의 각 수평면(a)이 서로 접하면서 각 수직면(b)이 바깥쪽에 위치하도록 접합되어 구성되는 것을 특징으로 하는 분리형 거푸집이 선조립된 기둥구조체.
5. 제1항에 있어서, 상기 수직철근(130)은 템플레이트(120)에 부착되는 U형 고리(121)에 의해 위치가 고정되는 것을 특징으로 하는 분리형 거푸집이 선조립된 기둥구조체.
6. 제1항에 있어서, 템플레이트(120)를 구성하는 각 변을 연결하는 간격유지바(122)가 템플레이트(120)에 더 설치되는 것을 특징을 하는 분리형 거푸집이 선조립된 기둥구조체.
7. 제1항에 있어서, 상기 모서리 수직강(110)의 각 사이에는 와이어 메쉬(115)가 더 설치되는 것을 특징으로 하는 분리형 거푸집이 선조립된 기둥구조체.
8. 제1항에 있어서, 상기 거치대(140)는 앵글(A)로 이루어지고 모서리 수직강(110)으로부터 피복두께만큼 이격되어 설치되는 것을 특징으로 하는 분리형 거푸집이 선조립된 기둥구조체.
9. 제8항에 있어서, 상기 거치대(140)와 모서리 수직강(110)의 사이에는 ㄷ형 채널(141)이 설치되되, 상기 ㄷ형 채널(141)은 모서리 수직강(110)의 측면(111)에 수직한 방향으로 길게 설치되며, 그 상단은 거치대(140)에 거치되는 수평구조체(200)의 최상단 위치까지 연장되고, ㄷ형 채널(141)의 개방부가 모서리 수직강(110)의 측면(111)에 위치하도록 설치되어 상하로 긴 연통공(141a)이 형성되는 것을 특징으로 하는 분리형 거푸집이 선조립된 기둥구조체.
10. 제1항에 있어서, 상기 거치대(140)는 앵글(A)로 이루어지고 모서리 수직강(110)의 측면(111)에 앵글(A)의 수직면(b)이 접하도록 부착 설치되며, 상기 수직면(b)에는 관통홀(141b)이 구비되는 것을 특징으로 하는 분리형 거푸집이 선조립된 기둥구조체.
11. 삭제
12. 삭제
13. 제1항에 있어서, 상기 막이판(150)의 내측에는 다이아프램(152)이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 분리형 거푸집이 선조립된 기둥구조체.
14. 제1항에 있어서, 상기 막이판(150)에는 관통공이 형성되고, 상기 관통공에 연결용 철골(153)이 삽입 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 분리형 거푸집이 선조립된 기둥구조체.
15. 제1항에 있어서, 모서리 수직강(110)의 각 단부면(112) 사이 중 막이판(150)이 설치되지 아니한 부분에는 적어도 하나 이상의 수직브레이스(170)가 설치되는 것을 특징으로 하는 분리형 거푸집이 선조립된 기둥구조체.

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