KR101554167B1 - 프리캐스트 콘크리트 전단키 블록과 방진패드를 이용한 진동차단 일체형 구조물 및 그 구조체 일체형 방진제어 공법 - Google Patents

프리캐스트 콘크리트 전단키 블록과 방진패드를 이용한 진동차단 일체형 구조물 및 그 구조체 일체형 방진제어 공법 Download PDF

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Abstract

내부의 방진패드(Anti-vibration Pad)로 분할되는 상부 구조물 및 하부 구조물을 형성하는 구조물에 있어서, 프리캐스트 콘크리트 전단키 블록(Precast Concrete Shear-Key Block)을 이용하여 요철형 전단키를 형성함으로써 정해진 규격에 따라 매우 정밀하게 시공할 수 있고, 이에 따라 진동 또는 소음이 효율적으로 차단되도록 제어할 수 있는, 프리캐스트 콘크리트 전단키 블록과 방진패드를 이용한 진동차단 일체형 구조물 및 그 구조체 일체형 진동제어 공법이 제공된다.

Description

프리캐스트 콘크리트 전단키 블록과 방진패드를 이용한 진동차단 일체형 구조물 및 그 구조체 일체형 방진제어 공법 {VIBRATION ISOLATION STRUCTURE USING PRECAST CONCRETE SHEAR-KEY BLOCK AND ANTI-VIBRATION PAD, AND METHOD FOR CONTROLLING ANTI-VIBRATION OF STRUCTURE USING THE SAME}
본 발명은 건축물의 진동제어 공법에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 건축물에 전달되는 진동을 구조체 내부에서 차단하기 위해 프리캐스트 콘크리트 전단키(Concrete Shear-Key) 및 방진패드(Anti-vibration Pad)를 이용하는 프리캐스트 콘크리트 전단키 블록과 방진패드를 이용한 진동차단 일체형 구조물 및 그 구조체 일체형 방진제어 공법에 관한 것이다.
일반적으로, 지하철 또는 철도가 통과하는 지역에 인접하여 건설되는 건축물은 차량의 진동, 지하철의 진동 및 철도의 진동으로부터 발생되는 진동 또는 소음이 건물로 전달되는 것을 차단하기 위한 기술이 필요한 실정이며, 예를 들면, 방진패드를 사용할 수 있다.
특히, 주상복합형 공동주택에 있어서 이러한 진동 또는 소음에 의한 문제는 주거 공간에 있어서 더 크게 나타나므로, 건물 전체에 대하여 진동 또는 소음을 차단하기 보다는 주동 부분에 추가적으로 방진 구조를 구축하는 것이 바람직하다.
전술한 바와 같이, 종래의 기술에 따르면, 기초의 측면이나 기계 기초의 하면에 방진패드(고무패드 또는 스프링)를 설치하여 진동을 저감하는 방법이 적용되고 있지만, 특히, 철도부지 등의 상시 진동이 존재하는 구간의 직상부에 주거용 건물을 건설할 경우, 높은 수준의 진동저감 기술이 필요하며, 현재의 기술로는 원하는 진동 또는 소음 제어가 불확실한 상황이다.
특히, 주상복합 공동주택에 있어서 주동부분은 고층으로 건설되는 특징으로 인하여 말뚝기초를 적용하는 것이 일반적이므로 기초하면에 방진패드를 연속적으로 설치하는 것이 불가능하여 진동차단이 불확실하게 된다.
한편, 전술한 문제점을 해결하기 위한 선행기술로서, 본 발명의 출원인에 의해 특허출원되어 등록된 대한민국 등록특허번호 제10-1323587호, 제10-1323588호 및 제10-1323589호에는 "진동차단을 위한 일체형 주상복합 전이층 구조"가 개시되어 있다.
특히, 대한민국 등록특허번호 제10-1323587호에 개시된 진동차단을 위한 일체형 주상복합 전이층 구조에 따르면, 주상복합의 상부 전단벽 구조물과 하부 라멘 구조물 사이에 설치되는 전이층 구간에서 진동흡수 및 제어를 위하여 전단키, 방진패드 및 인장구속재로 구성된 진동차단을 위한 일체형 전이층 구조를 형성함으로써 진동 또는 소음이 효율적으로 차단되도록 제어할 수 있다.
하지만, 전술한 진동차단을 위한 일체형 주상복합 전이층 구조의 경우, 후술하는 도 4에 도시된 바와 같이, 내부의 방진패드로 분할되는 상부 구조물 및 하부 구조물에서 콘크리트형 전단키와 방진패드를 일정 규격으로 정밀하게 시공하는 것은 매우 어렵다는 문제점이 있다. 즉, 현장에서 하부 구조물의 상면에 다수의 콘크리트형 전단키를 요철형으로 형성한 후, 요철형 전단키의 상부 및 하부에 각각 방진패드를 설치해야 하는데 일정 규격에 따라 정밀하게 시공하기 어렵기 때문에 시공성이 떨어진다는 문제점이 있다.
대한민국 등록특허번호 제10-1323587호(출원일: 2013년 4월 15일), 발명의 명칭: "진동차단을 위한 일체형 주상복합 전이층 구조" 대한민국 등록특허번호 제10-1323588호(출원일: 2013년 4월 15일), 발명의 명칭: "진동차단을 위한 일체형 주상복합 전이층 구조" 대한민국 등록특허번호 제10-1323589호(출원일: 2013년 4월 15일), 발명의 명칭: "진동차단을 위한 일체형 주상복합 전이층 구조" 대한민국 등록특허번호 제10-544368호(출원일: 2004년 1월 16일), 발명의 명칭: "프리캐스트 트랜스퍼 거더 및 이를 이용하여 구조물을 시공하는 방법" 일본 공개특허번호 제2006-77414호(공개일: 2006년 3월 23일), 발명의 명칭: "구조물의 제진 방법 및 장치" 미국 공개특허번호 제2006-5477호(공개일: 2006년 1월 12일), 발명의 명칭: "빌딩의 내진 구조(Earthquake resistance structure for building)" 미국 등록특허번호 제7540117호(출원일: 2003년 8월 4일), 발명의 명칭: "빌딩의 진동차단 시스템(Vibration isolation system for building)"
전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 내부의 방진패드(Anti-vibration Pad)로 분할되는 상부 구조물 및 하부 구조물을 형성하는 진동차단 일체형 구조물에 있어서, 프리캐스트 콘크리트 전단키 블록(Precast Concrete Shear-Key Block)을 이용하여 요철형 전단키를 형성함으로써 정해진 규격에 따라 매우 정밀하게 시공할 수 있는, 프리캐스트 콘크리트 전단키 블록과 방진패드를 이용한 진동차단 일체형 구조물 및 그 구조체 일체형 방진제어 공법을 제공하기 위한 것이다.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명에 따른 프리캐스트 콘크리트 전단키 블록과 방진패드를 이용한 진동차단 일체형 구조물은, 진동차단을 위해 방진패드에 의해 하부 구조물 및 상부 구조물로 분할되는 구조물에 있어서, 전이층 구조물 또는 기초 구조물로서, 콘크리트를 타설 및 양생하여 형성하는 하부 구조물; 상기 방진패드 상에 콘크리트를 타설 및 양생하여 형성되는 상부 구조물; 지진 또는 풍하중으로 인한 상기 하부 및 상부 구조물의 수평 이동을 구속하도록 상기 하부 구조물 상에 소정 간격으로 배치되고, 요철형상의 전단키에 수직 방향으로 전단연결재가 형성된 프리캐스트 콘크리트 전단키 블록; 및 상기 하부 및 상부 구조물 내부의 진동을 흡수하도록 상기 프리캐스트 콘크리트 전단키 블록의 상면 및 하면에 각각 설치되며, 상기 프리캐스트 콘크리트 전단키 블록 사이의 공간에 설치되는 방진패드를 포함하되, 상기 프리캐스트 콘크리트 전단키 블록의 전단연결재는 상기 하부 구조물과 연결되어 일체화되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 프리캐스트 콘크리트 전단키 블록은, 콘크리트 몸체; 상기 콘크리트 몸체 상에 돌출되도록 요철 형상으로 형성된 콘크리트 요철 전단키; 전단력 전달을 위해서 상기 하부 구조물을 형성하기 위해 배근된 철근과 수직 방향으로 연결되는 전단연결재; 및 상기 콘크리트 몸체 내부에 각각 횡방향 및 종방향으로 배근되는 횡방향 철근과 종방향 철근을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 프리캐스트 콘크리트 전단키 블록은 후타설되는 상기 하부 구조물의 콘크리트와의 부착력을 높일 수 있도록 상기 콘크리트 요철 전단키 하부의 콘크리트 면을 거칠게 마감하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 프리캐스트 콘크리트 전단키 블록을 제작하기 위하여 그 하부에 일정 면적 크기 및 간격으로 돌출된 형태의 강재 거푸집이 사용되며, 상기 강재 거푸집은 하부로 도출되는 요철의 면적 크기, 간격 및 열은 필요에 따라 조정될 수 있다.
여기서, 상기 프리캐스트 콘크리트 전단키 블록은 상기 하부 구조물 형성을 위한 콘크리트 타설 여부를 확인할 수 있도록 공기구멍이 설치된 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 방진패드의 크기 및 형상은 상기 프리캐스트 콘크리트 전단키 블록에 따라 선택적으로 제작 및 설치되고, 상기 방진패드의 전체 상면이 수평을 이루도록 설치될 수 있다.
한편, 전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 다른 수단으로서, 본 발명에 따른 프리캐스트 콘크리트 전단키 블록과 방진패드를 이용한 구조체 일체형 방진제어 공법은, 진동차단을 위해 방진패드에 의해 하부 구조물 및 상부 구조물로 분할되는 구조체 일체형 진동제어 공법에 있어서, a) 방진패드로 분할되는 하부 구조물을 형성하기 위한 철근 및 거푸집을 조립하는 단계; b) 전단연결재가 형성된 프리캐스트 콘크리트 전단키 블록을 제조하여 현장으로 반입하는 단계; c) 상기 프리캐스트 콘크리트 전단키 블록을 상기 하부 구조물용 철근 상에 설치하는 단계; d) 상기 하부 구조물 형성을 위해 상기 프리캐스트 콘크리트 전단키 블록 사이의 공간에 콘크리트 타설 및 양생하는 단계; e) 상기 프리캐스트 콘크리트 전단키 블록의 상면과 하면, 및 상기 하부 구조물의 콘크리트 타설 면에 방진패드를 각각 설치하는 단계; 및 f) 상기 방진패드 상에 상부 구조물을 형성하여 구조물을 형성하는 단계를 포함하되, 상기 프리캐스트 콘크리트 전단키 블록의 전단연결재는 상기 하부 구조물의 철근과 연결되어 일체화되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 내부의 방진패드(Anti-vibration Pad)로 분할되는 상부 구조물 및 하부 구조물을 형성하는 진동차단 일체형 구조물에 있어서, 프리캐스트 콘크리트 전단키 블록(Precast Concrete Shear-Key Block)을 이용하여 요철형 전단키를 형성함으로써 정해진 규격에 따라 매우 정밀하게 시공할 수 있다.
본 발명에 따르면, 콘크리트 요철형 전단키와 방진패드를 현장에서 조립할 수 있도록 각각 공장에서 프리캐스트 제작함으로써 시공성을 향상시킬 수 있고, 이에 따라 진동 또는 소음이 보다 효율적으로 차단되도록 제어할 수 있다.
도 1a 및 도 1b는 각각 진동차단 일체형 전이층 구조물 및 기초 구조물을 예시하는 도면들이다.
도 2a 및 도 2b는 각각 요철형 전단키를 구비한 진동차단 일체형 전이층 구조물 및 기초 구조물의 단면 형상을 예시하는 도면들이다.
도 3은 진동차단 일체형 전이층 구조물에서 콘크리트 요철 전단키 상에 방진패드를 설치한 것을 예시하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 프리캐스트 콘크리트 전단키 블록과 방진패드를 이용한 진동차단 일체형 구조물을 개략적으로 예시하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 프리캐스트 콘크리트 전단키 블록과 방진패드를 이용한 진동차단 일체형 구조물에서 프리캐스트 콘크리트 전단키 블록을 제조하기 위한 강재 거푸집을 예시하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 프리캐스트 콘크리트 전단키 블록과 방진패드를 이용한 진동차단 일체형 구조물에서 프리캐스트 콘크리트 전단키 블록의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 프리캐스트 콘크리트 전단키 블록과 방진패드를 이용한 진동차단 일체형 구조물에서 프리캐스트 콘크리트 전단키 블록의 사시도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 프리캐스트 콘크리트 전단키 블록과 방진패드를 이용한 진동차단 일체형 구조물에서 하부 구조물 상에 프리캐스트 콘크리트 전단키 블록을 다양하게 설치하는 것을 예시하는 도면이다.
도 9a 및 도 9b는 각각 본 발명의 실시예에 따른 프리캐스트 콘크리트 전단키 블록과 방진패드를 이용한 진동차단 일체형 구조물에서 프리캐스트 콘크리트 전단키 블록의 요철 전단키 상면 및 하면에 방진패드를 설치하는 것을 예시하는 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 프리캐스트 콘크리트 전단키 블록과 방진패드를 이용한 진동차단 일체형 구조물에서 하부 구조물의 콘크리트 타설 면에 방진패드를 설치하는 것을 예시하는 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 프리캐스트 콘크리트 전단키 블록과 방진패드를 이용한 구조체 일체형 방진제어 공법을 나타내는 동작흐름도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
먼저, 도 1 내지 도 3을 참조하여, 본 발명의 출원인에 의해 특허출원되어 등록된 대한민국 등록특허번호 제10-1323587호에 개시된 진동차단을 위한 일체형 주상복합 전이층 구조에 대해 설명하고, 이후, 도 4 내지 도 11을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 프리캐스트 콘크리트 전단키 블록과 방진패드를 이용한 진동차단 일체형 구조물 및 그 구조체 일체형 방진제어 공법에 대해 설명하기로 한다.
[진동차단을 위한 일체형 주상복합 전이층 구조]
일반적으로, 지하철 또는 철도가 통과하는 지역에 인접하여 건설되는 주상복합형 건축물의 경우, 차량, 지하철, 철도 등으로부터 발생되는 진동이나 소음을 상부 주동 구간으로 전달되는 것을 차단할 필요성이 있다.
도 1a 및 도 1b는 각각 진동차단 일체형 전이층 구조물 및 기초 구조물을 예시하는 도면들로서, 도 1a는 진동차단 일체형 전이층 구조물을 나타내고, 도 1b는 진동차단 일체형 기초 구조물을 나타내는 도면이다.
도 1a 및 도 1b에 각각 도시된 바와 같이, 진동차단 일체형 구조물로서, 하부의 보-기둥 라멘 구조물(120)과 상부의 주동 구조물(110)이 교차하는 전이층 구조물 또는 기초 구조물(130a, 130b)의 내측에 방진패드(140)를 직접 설치함으로써 진동 및 소음을 차단할 수 있다. 여기서, 도면부호 150은 인장구속재를 나타내고, 도면부호 160은 지하주차장을 각각 나타낸다.
이러한 진동차단 일체형 구조물에서는 방진패드(140)의 설치로 인하여 상하로 각각 분할되는 전이층 구조물 또는 기초 구조물(130a, 130b)이 지진하중 등의 수평 하중에 대하여 적절히 저항함으로써 구조 안전성을 확보하도록 적절한 전단키 등을 설치할 필요성이 있다.
한편, 도 2a 및 도 2b는 각각 요철형 전단키를 구비한 진동차단 일체형 전이층 구조물 및 기초 구조물의 단면 형상을 예시하는 도면들로서, 도 2a는 요철형 전단키를 구비한 진동차단 일체형 전이층 구조물의 단면 형상이고, 도 2b는 요철형 전단키를 구비한 진동차단 일체형 기초 구조물의 단면 형상을 나타낸다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 진동차단 일체형 구조물, 예를 들면, 전이층 구조물 또는 기초 구조물(130a, 130b)은, 방진패드(140a, 140b)가 설치되는 부분을 중심으로 전이층 구조물 또는 기초 구조물의 하부 구조물(130a)과 상부 구조물(130b)이 각각 다수의 요철형 전단키(170)로 맞물려서 횡력에 저항하도록 구성하는 것을 기본 형상으로 한다. 여기서, 인장구속재(150)는 상기 하부 및 상부 구조물(130a, 130b)에 정착되고, 수직변위를 흡수하여 수직하중을 구속한다.
구체적으로, 상기 전이층 구조물(130a, 130b)은 상부 구조물(110)의 응력을 하부의 라멘 구조물(120)로 전달함에 있어서, 구조부재 모듈의 불합치로 인하여 발생하는 불균등 응력을 방지하기 위한 목적으로 설치되며, 이에 따라 상부 구조물(110)과 하부 구조물(120)은 상기 전이층 구조물(130a, 130b)을 통하여 일체화되어야 한다.
그런데 상기 전이층 구조물 또는 기초 구조물(130a, 130b) 내부에 진동 흡수를 위한 방진패드(140a, 140b)를 설치하는 것을 전제로 하고 있으므로, 상기 방진패드(140a, 140b)로 인하여 상부 전단벽 구조물(110)과 하부 라멘 구조물(120)이 역학적으로 격리되는 문제가 발생할 수 있다.
또한, 이러한 역학적 격리 현상은 고정하중, 활하중 등의 수직하중 저항에는 큰 문제가 발생되지 않으나 지진하중, 풍하중과 같은 수평하중에 대해서는 문제가 발생될 수 있다.
이에 따라 전이층 구조물 또는 기초 구조물(130a, 130b)은, 하부 구조물(130a) 및 상부 구조물(130b) 사이에 방진패드(140a, 140b)를 각각 설치하고, 요철 형상의 전단키(170)를 갖도록 구성하며, 또한, 상기 하부 구조물(130a) 및 상부 구조물(130b) 사이의 방진패드(140a, 140b)를 인장구속재(150)로 구속하도록 설치함으로써, 진동차단을 위한 일체형 주상복합 전이층 구조가 제공된다. 이때, 주상복합 구조물이 기초 구조물(130a, 130b)인 경우, 도 3b에 도시된 바와 같이, 지내력 기초를 위한 직접 기초 또는 파일(180) 구조의 깊은 기초가 사용될 수 있다.
도 3은 진동차단 일체형 전이층 구조물에서 콘크리트 요철 전단키 상에 방진패드를 설치한 것을 예시하는 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 콘크리트 구조로 시공되는 전이층 구조물 또는 기초 구조물에 있어서, 예를 들면, 하부 방진패드(140a)는 상기 하부 및 상부 구조물(130a, 130b) 내부의 진동을 흡수하도록 상기 요철 형상의 콘크리트형 전단키(170)의 하면에 설치되고, 상부 방진패드(140b)는 상기 하부 및 상부 구조물(130a, 130b) 내부의 진동을 흡수하도록 상기 요철 형상의 콘크리트형 전단키(170)의 상면에 설치된다. 하지만, 내부의 방진패드(140a, 140b)로 분할되는 상부 구조물(130b) 및 하부 구조물(130a)의 경우, 요철 형상의 콘크리트형 전단키(170)와 방진패드(140a, 140b)를 일정 규격으로 정밀하게 시공하는 것이 용이하지 않다는 문제점이 있다.
이하 설명하는 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 프리캐스트 콘크리트 전단키 블록과 방진패드를 이용한 진동차단 일체형 구조물은 콘크리트 요철형 전단키와 방진패드를 현장에서 조립할 수 있도록 각각 공장에서 프리캐스트 방식으로 제작한다. 여기서, 프리캐스트 콘크리트 전단키 블록은 단위 판 또는 단위 블록으로서 다양한 형태, 크기 및 개수의 전단키가 프리캐스트 방식으로 형성된다.
[프리캐스트 콘크리트 전단키 블록과 방진패드를 이용한 진동차단 일체형 구조물]
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 프리캐스트 콘크리트 전단키 블록과 방진패드를 이용한 진동차단 일체형 구조물을 개략적으로 예시하는 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 프리캐스트 콘크리트 전단키 블록과 방진패드를 이용한 진동차단 일체형 구조물은 방진패드에 의해 하부 구조물 및 상부 구조물로 분할되는 구조물로서, 하부 구조물(130a), 상부 구조물(130b), 프리캐스트 콘크리트 전단키 블록(200) 및 방진패드(240)를 포함할 수 있다. 이때, 주상복합 구조물에 전이층 구조물이 형성된 경우, 주상복합 상부 구조물(110), 주상복합 하부구조물(120) 및 전이층 구조물을 포함한다.
하부 구조물(130a)은 전이층 구조물 또는 기초 구조물로서, 콘크리트를 타설 및 양생하여 형성한다.
상부 구조물(130b)은 방진패드(240)에 의해 상기 하부 구조물(130a)과 분할되도록 형성되는 전이층 구조물 또는 기초 구조물로서, 상기 방진패드(240) 상에 콘크리트를 타설 및 양생하여 형성된다.
프리캐스트 콘크리트 전단키 블록(200)은 지진 또는 풍하중으로 인한 상기 하부 및 상부 구조물(130a, 130b)의 수평 이동을 구속하도록 상기 하부 구조물(130a) 상에 소정 간격으로 배치되고, 요철형상의 전단키에 수직 방향으로 전단연결재(231)가 형성된다. 이때, 상기 프리캐스트 콘크리트 전단키 블록(200)의 전단연결재(231)는 상기 하부 구조물(130a)의 철근과 연결되어 일체화될 수 있다. 여기서, 상기 프리캐스트 콘크리트 전단키 블록(200)을 제작하기 위하여 그 하부에 일정 면적 크기 및 간격으로 돌출된 형태의 강재 거푸집(190)이 사용되며, 상기 강재 거푸집(190)은 하부로 도출되는 요철의 면적 크기, 간격 및 열은 필요에 따라 조정될 수 있다. 또한, 상기 프리캐스트 콘크리트 전단키 블록(200)은 상기 하부 구조물(130a)에 배근된 철근에 점용접으로 일시적으로 거치되고, 수평을 유지할 수 있도록 조정하는 미세조절 나사(도시되지 않음)가 형성될 수 있다. 또한, 상기 프리캐스트 콘크리트 전단키 블록(200)은 상기 하부 구조물(130a) 형성을 위한 콘크리트 타설 여부를 확인할 수 있도록 공기구멍(Air Hole)이 설치될 수 있다.
방진패드(240)는 상기 하부 및 상부 구조물(130a, 130b) 내부의 진동을 흡수하도록 상기 프리캐스트 콘크리트 전단키 블록(200)의 상면 및 하면에 각각 설치되며, 상기 프리캐스트 콘크리트 전단키 블록(200) 사이의 공간에 설치된다. 이때, 상기 방진패드(240)의 크기 및 형상은 상기 프리캐스트 콘크리트 전단키 블록(200)에 따라 선택적으로 제작 및 설치되고, 상기 방진패드(240)의 전체 상면이 수평을 이루도록 설치된다.
한편, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 프리캐스트 콘크리트 전단키 블록과 방진패드를 이용한 진동차단 일체형 구조물에서 프리캐스트 콘크리트 전단키 블록을 제조하기 위한 강재 거푸집을 예시하는 도면으로서, 프리캐스트 콘크리트 전단키 블록을 음각의 요철 형태로 성형하기 위한 강재 거푸집을 나타내는 도면이다.
본 발명의 실시예에 따른 프리캐스트 콘크리트 전단키 블록과 방진패드를 이용한 진동차단 일체형 구조물에서 프리캐스트 콘크리트 전단키 블록(200)의 제작을 위하여, 도 5에 도시된 바와 같이, 하부에 일정 면적의 크기 및 간격으로 돌출된 형태의 강재 거푸집(190)을 제작하여 사용할 수 있다. 이때, 상기 강재 거푸집(190)에서 하부로 도출되는 요철의 면적 크기, 간격 및 열은 필요에 따라 조정할 수 있다.
한편, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 프리캐스트 콘크리트 전단키 블록과 방진패드를 이용한 진동차단 일체형 구조물에서 프리캐스트 콘크리트 전단키 블록의 단면도이고, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 프리캐스트 콘크리트 전단키 블록과 방진패드를 이용한 진동차단 일체형 구조물에서 프리캐스트 콘크리트 전단키 블록의 사시도이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 프리캐스트 콘크리트 전단키 블록과 방진패드를 이용한 진동차단 일체형 구조물에서 프리캐스트 콘크리트 전단키 블록(200)은, 콘크리트 몸체(210), 콘크리트 요철 전단키(220), 전단연결재(231), 횡방향 철근(232) 및 종방향 철근(233)을 포함할 수 있다.
콘크리트 요철 전단키(220)는 상기 콘크리트 몸체(210) 상에 돌출되도록 요철 형상으로 형성된다.
일정 두께로 제작되는 콘크리트 요철 전단키(220)를 포함하는 프리캐스트 콘크리트 전단키 블록(200)의 보강을 위하여 와이어메쉬 또는 철근을 배근한다. 예를 들면, 횡방향 철근(232)은 상기 콘크리트 몸체(210) 내부의 횡방향으로 배근되고, 종방향 철근(233)은 상기 콘크리트 몸체(210) 내부의 종방향으로 배근되어 상기 횡방향 철근(232)과 연결될 수 있다. 즉, 전단연결재(231)는 전단력 전달을 위해서 상기 하부 구조물(130a)을 형성하기 위해 배근된 철근과 수직 방향으로 연결된다.
이때, 상기 프리캐스트 콘크리트 전단키 블록(200)에는 자체 보강을 위한 철근 배근뿐만 아니라, 향후 현장에서 상기 하부 구조물(130a)과 연결되도록 상기 콘크리트 요철 전단키(220)의 하부에 전단력 전달을 위한 전단연결재(Shear stud: 231) 기능을 하는 철근이 배근된다.
이때, 상기 프리캐스트 콘크리트 전단키 블록(200)은 후타설되는 상기 하부 구조물(130a)의 콘크리트와의 부착력을 높일 수 있도록 상기 콘크리트 요철 전단키(220) 하부의 콘크리트 면(250)을 거칠게 마감하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 상기 횡방향 철근(232), 종방향 철근(233) 및 전단연결재(231)의 철근 조립이 완성된 후에, 콘크리트를 타설하여 프리캐스트 콘크리트 전단키 블록(200)이 완성되며, 이때, 콘크리트 면(250)은 가능한 거칠게 마감하여 후타설되는 콘크리트와의 부착력을 높일 수 있다.
한편, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 프리캐스트 콘크리트 전단키 블록과 방진패드를 이용한 진동차단 일체형 구조물에서 하부 구조물 상에 프리캐스트 콘크리트 전단키 블록을 다양하게 설치하는 것을 예시하는 도면으로서, 하부 구조물 상부에 프리캐스트 콘크리트 전단키 블록이 설치되는 것을 나타낸다.
본 발명의 실시예에 따른 프리캐스트 콘크리트 전단키 블록(200)은 일정 기간의 콘크리트 양생을 통하여 제작 성형되고, 현장에 반입되며, 상기 프리캐스트 콘크리트 전단키 블록(200)은, 도 8에 도시된 바와 같이, 하부 구조물(130a) 상에 설치될 수 있는데, 예를 들면, 종방향 프리캐스트 콘크리트 전단키 블록(200a) 및 횡방향 프리캐스트 콘크리트 전단키 블록(200b)이 상기 하부 구조물(130a) 상에 설치될 수 있다. 이때, 제작된 프리캐스트 콘크리트 전단키 블록(200)을 뒤집은 형상으로 상기 하부 구조물(130a)의 철근 배근 상부에 거치하고, 예를 들면, 상기 하부 구조물(130a)에 배근된 철근에 점용접 등으로 일시적으로 거치하고, 미세조절 나사(도시되지 않음) 등을 이용하여 수평을 유지할 수 있도록 조정하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 프리캐스트 콘크리트 전단키 블록(200)은 단위 판 형태로 제공될 수 있고, 이러한 프리캐스트 콘크리트 전단키 블록(200)이 다수 설치된 빈 공간에 콘크리트를 타설하여 하부 구조물(130a)을 형성하게 된다. 이때, 원활한 콘크리트 타설을 위하여 상기 프리캐스트 콘크리트 전단키 블록(200)에 콘크리트 타설 여부를 확인할 수 있는 공기구멍(air hole) 등을 설치할 수도 있다.
한편, 도 9a 및 도 9b는 각각 본 발명의 실시예에 따른 프리캐스트 콘크리트 전단키 블록과 방진패드를 이용한 진동차단 일체형 구조물에서 프리캐스트 콘크리트 전단키 블록의 요철 전단키 상면 및 하면에 방진패드를 설치하는 것을 예시하는 도면이고, 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 프리캐스트 콘크리트 전단키 블록과 방진패드를 이용한 진동차단 일체형 구조물에서 하부 구조물의 콘크리트 타설 면에 방진패드를 설치하는 것을 예시하는 도면이다.
본 발명의 실시예에 따른 프리캐스트 콘크리트 전단키 블록과 방진패드를 이용한 진동차단 일체형 구조물에서, 상기 하부 구조물(130a)에 대한 콘크리트 타설이 완료된 후에는 성형된 프리캐스트 콘크리트 전단키 블록(200) 상부에 방진패드(240)를 설치하게 된다. 이때, 상기 방진패드(240)의 크기 및 형상은 프리캐스트 콘크리트 전단키 블록(200)에 따라 선택적으로 제작 및 설치하고, 상기 방진패드(240)의 상부 전체가 수평을 이루도록 설치하는 것이 바람직하다.
예를 들면, 도 9a는 프리캐스트 콘크리트 전단키 블록(200)의 콘크리트 요철 전단키(220) 상부에 방진패드(240a)를 설치하는 것을 나타내며, 도 9b는 프리캐스트 콘크리트 전단키 블록(200)의 콘크리트 요철 전단키(220) 하부에 횡방향 방진패드(240b) 및 종방향 방진패드(240c)를 설치하는 것을 나타낸다.
또한, 도 10은 하부 구조물(130a) 상부에 종방향 프리캐스트 콘크리트 전단키 블록(200a) 및 횡방향 프리캐스트 콘크리트 전단키 블록(200b)을 각각 설치하고, 상기 하부 구조물(130a)의 콘크리트 타설 면에 횡방향 방진패드(240d) 및 종방향 방진패드(240e)를 설치하는 것을 나타낸다.
[프리캐스트 콘크리트 전단키 블록과 방진패드를 이용한 구조체 일체형 방진제어 공법]
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 프리캐스트 콘크리트 전단키 블록과 방진패드를 이용한 구조체 일체형 방진제어 공법을 나타내는 동작흐름도이다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 프리캐스트 콘크리트 전단키 블록과 방진패드를 이용한 구조체 일체형 방진제어 공법은, 진동차단을 위해 방진패드에 의해 하부 구조물 및 상부 구조물로 분할되는 구조체 일체형 진동제어 공법으로서, 먼저, 진동차단 일체형 구조물의 방진패드(240)로 분할되는 하부 구조물(130a)을 형성하기 위한 철근 및 거푸집을 조립한다(S110).
다음으로, 전단연결재(231)가 형성된 프리캐스트 콘크리트 전단키 블록(200)을 제조하여 현장으로 반입한다(S120). 이때, 상기 프리캐스트 콘크리트 전단키 블록(200)을 제작하기 위하여 그 하부에 일정 면적 크기 및 간격으로 돌출된 형태의 강재 거푸집(190)이 사용되며, 상기 강재 거푸집(190)은 하부로 도출되는 요철의 면적 크기, 간격 및 열은 필요에 따라 조정될 수 있다. 예를 들면, 상기 프리캐스트 콘크리트 전단키 블록(200)은, 콘크리트 몸체(210), 콘크리트 요철 전단키(220), 전단연결재(231), 횡방향 철근(232) 및 종방향 철근(233)을 포함하며, 상기 프리캐스트 콘크리트 전단키 블록(200)은 후타설되는 상기 하부 구조물(130a)의 콘크리트와의 부착력을 높일 수 있도록 상기 콘크리트 요철 전단키(220) 하부의 콘크리트 면(250)을 거칠게 마감하는 것이 바람직하다.
다음으로, 상기 프리캐스트 콘크리트 전단키 블록(200)을 상기 하부 구조물용 철근 상에 설치한다(S130).
다음으로, 상기 하부 구조물(130a) 형성을 위해 상기 프리캐스트 콘크리트 전단키 블록(200) 사이의 공간에 콘크리트 타설 및 양생한다(S140). 이에 따라 상기 프리캐스트 콘크리트 전단키 블록(200)의 전단연결재(231)는 상기 하부 구조물(130a)의 철근과 연결되어 일체화된다.
다음으로, 상기 프리캐스트 콘크리트 전단키 블록(200)의 상면과 하면, 및 상기 하부 구조물(130a)의 콘크리트 타설 면에 방진패드(240)를 각각 설치한다(S150). 이때, 상기 방진패드(240)의 크기 및 형상은 상기 프리캐스트 콘크리트 전단키 블록(200)에 따라 선택적으로 제작 및 설치되고, 상기 방진패드(240)의 전체 상면이 수평을 이루도록 설치된다.
다음으로, 상기 방진패드(240) 상에 상부 구조물(130b)을 형성하여 진동차단 일체형 구조물을 형성한다(S160).
결국, 본 발명의 실시예에 따르면, 내부의 방진패드(Anti-vibration Pad)로 분할되는 상부 구조물 및 하부 구조물을 형성하는 구조물에 있어서, 프리캐스트 콘크리트 전단키 블록을 이용하여 요철형 전단키를 형성함으로써 정해진 규격에 따라 매우 정밀하게 시공할 수 있다. 또한, 콘크리트 요철형 전단키와 방진패드를 현장에서 조립할 수 있도록 각각 공장에서 프리캐스트 제작함으로써 시공성을 향상시킬 수 있고, 이에 따라 진동 또는 소음이 보다 효율적으로 차단되도록 제어할 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
110: 주동
120: 하부 라멘 구조물
130: 전이층 구조물 또는 기초 구조물
130a: 하부 구조물
130b: 상부 구조물
140: 방진패드
140a: 하부 방진패드
140b: 상부 방진패드
150: 인장구속재
160: 지하 주차장
170: 콘크리트형 전단키
180: 기초용 파일(Pile)
190: 강재 거푸집
200: 프리캐스트 콘크리트 전단키 블록
210: 콘크리트 몸체
220: 콘크리트 요철 전단키
231: 전단연결재
232: 횡방향 철근
233: 종방향 철근
240, 240a~240e: 방진패드

Claims (10)

  1. 진동차단을 위해 방진패드에 의해 하부 구조물 및 상부 구조물로 분할되는 구조물에 있어서,
    전이층 구조물 또는 기초 구조물로서, 콘크리트를 타설 및 양생하여 형성하는 하부 구조물(130a);
    상기 방진패드(240) 상에 콘크리트를 타설 및 양생하여 형성되는 상부 구조물(130b);
    지진 또는 풍하중으로 인한 상기 하부 및 상부 구조물(130a, 130b)의 수평 이동을 구속하도록 상기 하부 구조물(130a) 상에 소정 간격으로 배치되고, 요철형상의 전단키에 수직 방향으로 전단연결재(231)가 형성된 프리캐스트 콘크리트 전단키 블록(200); 및
    상기 하부 및 상부 구조물(130a, 130b) 내부의 진동을 흡수하도록 상기 프리캐스트 콘크리트 전단키 블록(200)의 상면 및 하면에 각각 설치되며, 상기 프리캐스트 콘크리트 전단키 블록(200) 사이의 공간에 설치되는 방진패드(240)
    를 포함하되,
    상기 프리캐스트 콘크리트 전단키 블록(200)의 전단연결재(231)는 상기 하부 구조물(130a)과 연결되어 일체화되는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 콘크리트 전단키 블록과 방진패드를 이용한 진동차단 일체형 구조물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 프리캐스트 콘크리트 전단키 블록(200)은,
    콘크리트 몸체(210);
    상기 콘크리트 몸체(210) 상에 돌출되도록 요철 형상으로 형성된 콘크리트 요철 전단키(220);
    전단력 전달을 위해서 상기 하부 구조물(130a)을 형성하기 위해 배근된 철근과 수직 방향으로 연결되는 전단연결재(231); 및
    상기 콘크리트 몸체(210) 내부에 각각 횡방향 및 종방향으로 배근되는 횡방향 철근(232)과 종방향 철근(233)
    을 포함하는 프리캐스트 콘크리트 전단키 블록과 방진패드를 이용한 진동차단 일체형 구조물.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 프리캐스트 콘크리트 전단키 블록(200)은 후타설되는 상기 하부 구조물(130a)의 콘크리트와의 부착력을 높일 수 있도록 상기 콘크리트 요철 전단키(220) 하부의 콘크리트 면(250)을 거칠게 마감하는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 콘크리트 전단키 블록과 방진패드를 이용한 진동차단 일체형 구조물.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 프리캐스트 콘크리트 전단키 블록(200)을 제작하기 위하여 그 하부에 일정 면적 크기 및 간격으로 돌출된 형태의 강재 거푸집(190)이 사용되며, 상기 강재 거푸집(190)은 하부로 도출되는 요철의 면적 크기, 간격 및 열은 필요에 따라 조정되는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 콘크리트 전단키 블록과 방진패드를 이용한 진동차단 일체형 구조물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 프리캐스트 콘크리트 전단키 블록(200)은 상기 하부 구조물(130a) 형성을 위한 콘크리트 타설 여부를 확인할 수 있도록 공기구멍(Air Hole)이 설치된 것을 특징으로 하는 프리캐스트 콘크리트 전단키 블록과 방진패드를 이용한 진동차단 일체형 구조물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 방진패드(240)의 크기 및 형상은 상기 프리캐스트 콘크리트 전단키 블록(200)에 따라 선택적으로 제작 및 설치되고, 상기 방진패드(240)의 전체 상면이 수평을 이루도록 설치되는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 콘크리트 전단키 블록과 방진패드를 이용한 진동차단 일체형 구조물.
  7. 진동차단을 위해 방진패드에 의해 하부 구조물 및 상부 구조물로 분할되는 구조체 일체형 진동제어 공법에 있어서,
    a) 방진패드(240)로 분할되는 하부 구조물(130a)을 형성하기 위한 철근 및 거푸집을 조립하는 단계;
    b) 전단연결재(231)가 형성된 프리캐스트 콘크리트 전단키 블록(200)을 제조하여 현장으로 반입하는 단계;
    c) 상기 프리캐스트 콘크리트 전단키 블록(200)을 상기 하부 구조물용 철근 상에 설치하는 단계;
    d) 상기 하부 구조물(130a) 형성을 위해 상기 프리캐스트 콘크리트 전단키 블록(200) 사이의 공간에 콘크리트 타설 및 양생하는 단계;
    e) 상기 프리캐스트 콘크리트 전단키 블록(200)의 상면과 하면, 및 상기 하부 구조물(130a)의 콘크리트 타설 면에 방진패드(240)를 각각 설치하는 단계; 및
    f) 상기 방진패드(240) 상에 상부 구조물(130b)을 형성하여 구조물을 형성하는 단계
    를 포함하되,
    상기 프리캐스트 콘크리트 전단키 블록(200)의 전단연결재(231)는 상기 하부 구조물(130a)의 철근과 연결되어 일체화되는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 콘크리트 전단키 블록과 방진패드를 이용한 구조체 일체형 방진제어 공법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 b) 단계의 프리캐스트 콘크리트 전단키 블록(200)은,
    콘크리트 몸체(210);
    상기 콘크리트 몸체(210) 상에 돌출되도록 요철 형상으로 형성된 콘크리트 요철 전단키(220);
    전단력 전달을 위해서 상기 하부 구조물(130a)을 형성하기 위해 배근된 철근과 수직 방향으로 연결되는 전단연결재(231); 및
    상기 콘크리트 몸체(210) 내부에 각각 횡방향 및 종방향으로 배근되는 횡방향 철근(232)과 종방향 철근(233)
    을 포함하는 프리캐스트 콘크리트 전단키 블록과 방진패드를 이용한 구조체 일체형 방진제어 공법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 b) 단계의 프리캐스트 콘크리트 전단키 블록(200)은 후타설되는 상기 하부 구조물(130a)의 콘크리트와의 부착력을 높일 수 있도록 상기 콘크리트 요철 전단키(220) 하부의 콘크리트 면(250)을 거칠게 마감하는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 콘크리트 전단키 블록과 방진패드를 이용한 구조체 일체형 방진제어 공법.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 b) 단계에서 상기 프리캐스트 콘크리트 전단키 블록(200)을 제작하기 위하여 그 하부에 일정 면적 크기 및 간격으로 돌출된 형태의 강재 거푸집(190)이 사용되며, 상기 강재 거푸집(190)은 하부로 도출되는 요철의 면적 크기, 간격 및 열은 필요에 따라 조정되는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 콘크리트 전단키 블록과 방진패드를 이용한 구조체 일체형 방진제어 공법.
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