KR101565356B1 - 건식 적층 공법이 가능한 내화 브라켓 접합부를 갖는 pc보 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 건식 적층 공법이 가능한 내화 브라켓 접합부를 갖는 PC보 시스템에 관한 것이다.
이에 본 발명의 기술적 요지는 다양한 종류의 기둥부재들 중 어느 하나와 보를 접합함에 있어서, 상기 보는 길이방향 메인 구조체를 피씨(Precast Concrete)화하여 피씨-보 본체를 이루도록 하되, 상기 피씨-보 본체의 양단부에는 바스켓 형태의 철재 골조를 일체로 결합하도록 한 뒤 이를 기둥부재의 철골 브라켓과 상호 조립된 후 현장 타설 콘크리트에 의해 합성되도록 하는 바, 이는 기둥과 보의 연결 이음부간 공기가 현저하게 단축됨은 물론 단부 조립성이 크게 개선되고, 구조 일체화가 용이하며 견고한 접합성능에 의해 구조 강성이 크게 향상되는 것을 특징으로 한다.
다시 말해, 본 발명은 'U'자형 거푸집 구조의 철골부재로 인해 시공성이 크게 개선되며, 철골부재의 외주면에는 마감을 겸한 스틸 폼(Steel Form)을 거치한 후 무수축 몰탈을 채워 넣어 내화 성능을 확보하도록 하는 것을 특징으로 한다.
이에 본 발명의 기술적 요지는 다양한 종류의 기둥부재들 중 어느 하나와 보를 접합함에 있어서, 상기 보는 길이방향 메인 구조체를 피씨(Precast Concrete)화하여 피씨-보 본체를 이루도록 하되, 상기 피씨-보 본체의 양단부에는 바스켓 형태의 철재 골조를 일체로 결합하도록 한 뒤 이를 기둥부재의 철골 브라켓과 상호 조립된 후 현장 타설 콘크리트에 의해 합성되도록 하는 바, 이는 기둥과 보의 연결 이음부간 공기가 현저하게 단축됨은 물론 단부 조립성이 크게 개선되고, 구조 일체화가 용이하며 견고한 접합성능에 의해 구조 강성이 크게 향상되는 것을 특징으로 한다.
다시 말해, 본 발명은 'U'자형 거푸집 구조의 철골부재로 인해 시공성이 크게 개선되며, 철골부재의 외주면에는 마감을 겸한 스틸 폼(Steel Form)을 거치한 후 무수축 몰탈을 채워 넣어 내화 성능을 확보하도록 하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 다양한 종류의 기둥부재들 중 어느 하나와 보를 접합함에 있어서, 상기 보는 길이방향 메인 구조체를 피씨(Precast Concrete)화하여 피씨-보 본체를 이루도록 하되, 상기 피씨-보 본체의 양단부에는 바스켓 형태의 철재 골조를 일체로 결합하도록 한 뒤 이를 기둥부재의 철골 브라켓과 상호 조립된 후 현장 타설 콘크리트에 의해 합성되도록 하는 바, 이는 기둥과 보의 연결 이음부간 공기가 현저하게 단축됨은 물론 단부 조립성이 크게 개선되고, 구조 일체화가 용이하며 견고한 접합성능에 의해 구조 강성이 크게 향상되는 것을 특징으로 하는 건식 적층 공법이 가능한 내화 브라켓 접합부를 갖는 PC보 시스템(Fast Erectable PC Beam system with Fire resistive bracket joint - "FEPCSY" 라 함)에 관한 것이다.
다시 말해, 본 발명은 'U'자형 거푸집 구조의 철골부재로 인해 시공성이 크게 개선되며, 철골부재의 외주면에는 마감을 겸한 스틸 폼(Steel Form)을 거치한 후 무수축 몰탈을 채워 넣어 내화 성능을 확보하도록 하는 것을 특징으로 한다.
일반적으로 PC 복합화 공법이란 철근콘크리트 기둥, 보, 슬래브 등 주요 구조 부재의 일부 또는 전체를 공장 제작하여 현장에서 조립 설치하고, 부재 간의 접합부와 슬래브 상부에 현장 콘크리트를 타설하여 구조체를 일체화하는 공법을 말한다.
이에 공장 제작되는 콘크리트 중 프리스트레스를 도입한 콘크리트를 PS콘크리트 또는 PSC라 하고, 보통 콘크리트로 하는 것을 PC콘크리트 또는 PCC라 하는데, 본 명세서에서는 이들을 통칭하여 PC(Precast Concrete)라 한다.
이러한 공법은 공장 제작 방식과 현장 시공 방식을 조합한 복합 시공법이고, 습식접합방식(Wet Joint System)에 의한 접합구조이며, 공장 제작, 현장 조립 시공에 의한 공업화 건축이란 점에 특징이 있다.
따라서 공장에서 제작하고 현장 조립 시공하므로 구조물의 품질이 좋고 시공이 간편하며, 지하 공사를 조기에 완료할 수 있어 공사기간이 단축되며, 특히 인력 및 가설재 투입이 적어 재해 발생 우려가 적은 장점이 있다.
한편, 철골구조는 철골부재를 리벳, 볼트, 용접 등의 접합방식으로 조립한 구조방식으로, 시공 효율성이 좋고, 고층 건물 및 대규모 스팬 건물에 유용하게 적용할 수 있으며, 아울러 설계 및 내부 평면구성이 자유롭고 증개축이 용이하다는 등의 장점이 있다.
이러한 장점 때문에 철골구조는 중층 이상의 건물에 많이 적용된다.
이에, 도 7은 철골구조에서 철골보(Beam)에 의한 합성보와 그 합성보에 대한 모멘트도를 도시한다.
도 7(a)에서와 같이 합성보는 철골보와 콘크리트슬래브를 일체화하여 완성한다. 이러한 합성보는 도 7(b)에서와 같이 중앙부에서 가장 큰 휨(모멘트)이 발생하므로, 이 중앙부에서 발생하는 휨을 기준으로 콘크리트슬래브가 압축력에 저항하고 철골보가 인장력에 저항할 수 있도록 설계된다.
다만 도 7(a)의 합성보는 압축에 강한 콘크리트와 인장에 유리한 철골보가 스터드에 의해 일체화되기 때문에 철골보의 휨에 의한 압축저항을 콘크리트슬래브가 분담하게 되며, 이에 따라 도 7(a)의 합성보는 경제적인 철골부재의 설계가 가능한 구조시스템이 된다.
또한, 도 8은 연속한 철골거더와 기둥의 접합부와 그 접합부에 대한 모멘트도를 도시한다.
기둥에 접합되는 철골거더(양단이 힌지인 보(단순보)와 구분하여 거더(Girder)라고 함)에는 단부 모멘트(휨)가 발생하는데, 이에 따라 철골거더의 단부에서는 철골거더의 상부가 인장, 하부가 압축을 받는 현상이 나타난다. 이와 같은 철골거더의 단부를 통상 부모멘트 구간이라고 한다.
부모멘트 구간에서는 도 7(a)에서와 같은 철골보의 거동과는 달리 콘크리트슬래브에 인장력이 작용하는데, 콘크리트가 인장력에 취약하기 때문에 부모멘트 구간에서 콘크리트슬래브는 부재의 내력을 증대시키는 역할을 수행하지 못한다.
이에 따라 지금까지 철골보와 철골거더를 구조 설계함에 있어, 철골보(단순보)는 콘크리트슬래브의 합성력을 감안하여 설계했지만 철골거더는 콘크리트슬래브와의 합성력을 배제하고 철골거더 자체로 설계해 왔다.
하지만 이와 같은 철골거더의 설계방식은 비효율적인 설계방식이 될 수 있다.
왜냐하면 정모멘트보다 부모멘트가 큰 경우라면 철골거더는 부모멘트에 저항할 수 있는 부재를 기준으로 설계해야 하는데, 이러한 설계는 정모멘트 구간에서는 과다설계된 것이라고 볼 수 있기 때문이다.
위와 같은 철골거더의 비효율적인 설계문제를 해결하기 위해, 도 9와 같은 방식이 제안되었다.
즉 정모멘트보다 부모멘트의 절대값이 큰 경우에는 전체 철골거더를 정모멘트에 저항할 수 있는 부재로 설계하는 한편 철골거더의 단부를 하부에 역T형강을 덧붙여 보강하는 것이다.
그러나 이 방법은 단부에서 철골거더의 춤이 지나치게 커져 시각적인 문제점이 크며, 또한 플랜지 접합작업이 복잡한 문제 등이 있다.
또한 철골거더로 H형강, 역T형강 등 고가의 형강재를 이용하기 때문에 자재비에서 경제성이 떨어지는 문제가 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 기술적 요지는 다양한 종류의 기둥부재들 중 어느 하나와 보를 접합함에 있어서, 상기 보는 길이방향 메인 구조체를 피씨(Precast Concrete)화하여 피씨-보 본체를 이루도록 하되, 상기 피씨-보 본체의 양단부에는 바스켓 형태의 철재 골조를 일체로 결합하도록 한 뒤 이를 기둥부재의 철골 브라켓과 상호 조립된 후 현장 타설 콘크리트에 의해 합성되도록 하는 바, 이는 기둥과 보의 연결 이음부간 공기가 현저하게 단축됨은 물론 단부 조립성이 크게 개선되고, 구조 일체화가 용이하며 견고한 접합성능에 의해 구조 강성이 크게 향상되는 것을 특징으로 하는 건식 적층 공법이 가능한 내화 브라켓 접합부를 갖는 PC보 시스템을 제공함에 그 목적이 있다.
이러한 본 발명은 'U'자형 거푸집 구조의 철골부재로 인해 시공성이 크게 개선되며, 철골부재의 외주면에는 마감을 겸한 스틸 폼(Steel Form)을 거치한 후 무수축 몰탈을 채워 넣어 내화 성능을 확보하도록 하는 것을 제공함에 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 설정된 경간에 따라 일방향으로 길이를 갖는 피씨-보 본체(100: Precaste Concreat girder)가 형성되도록 하되, 상기 피씨-보 본체(100)의 양단부에는 일부가 매립되고, 다른 일부는 분기되도록 하면서 진행방향 단부측과 상부측이 개구된 바스켓 형태의 이음골조(200)가 일체로 결합되도록 형성되며, 상기 이음골조(200)는 기둥부재(10)의 철골 브라켓(11)과 상호 조립된 후 콘크리트(C)에 의해 타설 및 양생되도록 구성된다.
이에, 상기 이음골조(200)는 일 실시예로서, 외주면에 다수개의 결합공(210)이 형성되도록 하되, 상기 결합공(210)은 기둥부재의 철골 브라켓(11)의 체결공(11-1)과 함께 접합용 철판(20)으로 하여금 강접합(Rigid joint) 형태로 조립된 뒤 콘크리트(C)에 의해 내부 공간부가 타설되도록 형성된다.
이에, 상기 이음골조(200)는 다른 실시예로서, 기둥부재의 철골 브라켓(11)에 대하여 내부로 삽입된 후 교차 배열된 상태에서 접합용 철판(20)으로 하여금 강접합(Rigid joint) 형태로 조립된 뒤 내부 공간부가 콘크리트(C)에 의해 타설되도록 형성된다.
이에, 상기 이음골조(200)와 철골 브라켓(11)이 조립된 외주면에는 망 커버(300)가 결합되어 이음골조(200)와 철골 브라켓(11)의 외부 노출을 가리도록 하되, 상기 이음골조(200)와 철골 브라켓(11) 및 망 커버(300) 사이 공간에는 무수축 몰탈(M)이 충진되도록 하는 것이 바람직하다.
이에, 상기 망 커버(300)는 이음골조(200)와 철골 브라켓(11)의 외부 노출을 가리도록 결합됨에 있어서, 체결피스(310)에 의해 고정되도록 하되 상기 체결피스(310)는 접합용 철판(20)에 조립된 결합볼트(30)의 머리부에 동일 축방방향으로 볼팅되도록 형성된다.
이와 같이, 본 발명은 H다양한 종류의 기둥부재들 중 어느 하나와 보를 접합함에 있어서, 상기 보는 길이방향 메인 구조체를 피씨(Precast Concrete)화하여 피씨-보 본체를 이루도록 하되, 상기 피씨-보 본체의 양단부에는 바스켓 형태의 철재 골조를 일체로 결합하도록 한 뒤 이를 기둥부재의 철골 브라켓과 상호 조립된 후 현장 타설 콘크리트에 의해 합성되도록 하는 바, 이는 기둥과 보의 연결 이음부간 공기가 현저하게 단축됨은 물론 단부 조립성이 크게 개선되고, 구조 일체화가 용이하며 견고한 접합성능에 의해 구조 강성이 크게 향상되는 효과가 있다.
즉, 본 발명은 'U'자형 거푸집 구조의 철골부재로 인해 시공성이 크게 개선되며, 철골부재의 외주면에는 마감을 겸한 스틸 폼(Steel Form)을 거치한 후 무수축 몰탈을 채워 넣어 내화 성능을 확보하도록 하는 효과가 있다.
도 1 은 본 발명에 따른 합성보의 일 예시 사시도,
도 2 내지 도 3은 본 발명에 따른 일 실시예로서, 기둥부재의 철골 브라켓과 이음골조가 강접합 형태로 조립된 상태를 나타낸 예시도,
도 4 내지 도 5는 본 발명에 따른 다른 실시예로서, 기둥부재의 철골 브라켓과 이음골조가 교차 수납식으로 조립된 상태를 나타낸 예시도,
도 6은 본 발명에 따른 망 커버의 일 실시예로서, 습식 조인트 방식을 나타낸 예시도,
도 7 내지 도 9는 종래의 피씨 거더와 피씨 기둥이 조립되는 상태를 나타내 예시도이다.
도 2 내지 도 3은 본 발명에 따른 일 실시예로서, 기둥부재의 철골 브라켓과 이음골조가 강접합 형태로 조립된 상태를 나타낸 예시도,
도 4 내지 도 5는 본 발명에 따른 다른 실시예로서, 기둥부재의 철골 브라켓과 이음골조가 교차 수납식으로 조립된 상태를 나타낸 예시도,
도 6은 본 발명에 따른 망 커버의 일 실시예로서, 습식 조인트 방식을 나타낸 예시도,
도 7 내지 도 9는 종래의 피씨 거더와 피씨 기둥이 조립되는 상태를 나타내 예시도이다.
다음은 첨부된 도면을 참조하며 본 발명을 보다 상세히 설명하겠다.
먼저, 도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명은 설정된 경간에 따라 일방향으로 길이를 갖는 피씨-보 본체(100: Precaste Concreat girder)가 메인 구조체로 형성되도록 이루어진다.
이러한 피씨-보 본체(100)의 내부에는 내력 보강근이 구비되는 것이 바람직하다.
이때, 상기 피씨-보 본체(100)의 양단부에는 일부가 매립되고, 다른 일부는 분기되도록 하면서 진행방향 단부측과 상부측이 개구된 바스켓 형태의 이음골조(200)가 일체로 결합되도록 형성된다.
이에, 상기 이음골조(200)는 기둥부재(10)의 철골 브라켓(11)과 상호 조립된 후 콘크리트(C)에 의해 타설 및 양생되도록 구성된다.
한편, 상기 이음골조(200)는 일 실시예로서, 도 2에 도시된 바와 같이 외주면에 다수개의 결합공(210)이 형성되도록 하되, 상기 결합공(210)은 기둥부재의 철골 브라켓(11)의 체결공(11-1)과 함께 접합용 철판(20)으로 하여금 강접합(Rigid joint) 형태로 조립된 뒤 콘크리트(C)에 의해 내부 공간부가 타설되도록 형성된다.
또한, 상기 이음골조(200)는 다른 실시예로서, 도 3에 도시된 바와 같이 기둥부재의 철골 브라켓(11)에 대하여 내부로 삽입된 후 교차 배열된 상태에서 접합용 철판(20)으로 하여금 강접합(Rigid joint) 형태로 조립된 뒤 내부 공간부가 콘크리트(C)에 의해 타설되도록 형성된다.
이때, 상기 이음골조(200)와 철골 브라켓(11)이 조립된 외주면에는 망 커버(300)가 결합되어 이음골조(200)와 철골 브라켓(11)의 외부 노출을 가리도록 하되, 상기 이음골조(200)와 철골 브라켓(11) 및 망 커버(300) 사이 공간에는 무수축 몰탈(M)이 충진되도록 하는 것이 바람직하다.
이에, 상기 망 커버(300)는 이음골조(200)와 철골 브라켓(11)의 외부 노출을 가리도록 결합됨에 있어서, 체결피스(310)에 의해 고정되도록 하되 상기 체결피스(310)는 접합용 철판(20)에 조립된 결합볼트(30)의 머리부에 동일 축방방향으로 볼팅되도록 형성된다.
이때, 피씨-본 본체의 단부 외측면에 망 커버가 끼워질 수 있는 단턱홈이 형성되는 것이 바람직하다. 이는 돌출턱이 발생되지 않도록 함으로써, 외관의 미적 우수함이 확보되도록 하기 위함이다.
이에, 본 발명의 망 커버는 도 6에 도시된 바와 같이, 습식 조인트(Wet joint) 방식으로서 커버 표면에 내측으로 음각된 요홈(320)을 형성하되, 상기 요홈을 통해 결합볼트의 축심과 체결된 체결피스(310)의 머리부가 망 커버 표면으로 돌출되지 않도록 요홈 내에서 삽입된 상태로 탄성 퍼티(Putty) 또는 코킹(Caulking)에 의해 충진되어 노출되지 않도록 형성된다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
10 ... 기둥부재 11 ... 철골 브라켓
20 ... 접합용 철판 30 ... 결합볼트
100 ... 피씨-보 본체 200 ... 이음골조
300 ... 망 커버 310 ... 체결피스
320 ... 요홈 330 ... 덮개
321 ... 날개편
20 ... 접합용 철판 30 ... 결합볼트
100 ... 피씨-보 본체 200 ... 이음골조
300 ... 망 커버 310 ... 체결피스
320 ... 요홈 330 ... 덮개
321 ... 날개편
Claims (5)
- 설정된 경간에 따라 일방향으로 길이를 갖는 피씨-보 본체(100: Precaste Concreat girder)가 형성되도록 하되, 상기 피씨-보 본체(100)의 양단부에는 일부가 매립되고, 다른 일부는 분기되도록 하면서 진행방향 단부측과 상부측이 개구된 바스켓 형태의 이음골조(200)가 일체로 결합되도록 형성되며, 상기 이음골조(200)는 기둥부재(10)의 철골 브라켓(11)과 상호 조립된 후 콘크리트(C)에 의해 타설 및 양생되도록 하는 PC보 시스템에 있어서,
상기 이음골조(200)는 기둥부재의 철골 브라켓(11)에 대하여 내부로 삽입된 후 교차 배열된 상태에서 접합용 철판(20)으로 하여금 강접합(Rigid joint) 형태로 조립된 뒤 내부 공간부가 콘크리트(C)에 의해 타설되도록 형성되고, 상기 이음골조(200)와 철골 브라켓(11)이 조립된 외주면에는 망 커버(300)가 결합되어 이음골조(200)와 철골 브라켓(11)의 외부 노출을 가리도록 하되, 상기 이음골조(200)와 철골 브라켓(11) 및 망 커버(300) 사이 공간에는 무수축 몰탈(M)이 충진되도록 형성되며, 상기 망 커버(300)는 체결피스(310)에 의해 고정되도록 하되 상기 체결피스(310)는 접합용 철판(20)에 조립된 결합볼트(30)의 머리부에 동일 축방방향으로 볼팅되도록 형성되고, 상기 피씨-본 본체(100)는 단부 외측면에 망 커버(300)가 대응되어 끼워질 수 있는 단턱홈이 형성되며, 상기 망 커버(300)는 표면에 요홈(320)이 형성되어 결합볼트(30)의 축심과 체결된 체결피스(310)의 머리부가 망 커버 표면으로 돌출되지 않도록 삽입되면서 조립되면 탄성 퍼티(Putty) 또는 코킹(Caulking)에 의해 충진되어 체결피스(310)가 요홈(320)의 외부로 노출되지 않도록 형성되는 것을 특징으로 하는 건식 적층 공법이 가능한 내화 브라켓 접합부를 갖는 PC보 시스템.
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KR1020150000537A KR101565356B1 (ko) | 2015-01-05 | 2015-01-05 | 건식 적층 공법이 가능한 내화 브라켓 접합부를 갖는 pc보 시스템 |
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