KR101570484B1 - 경량의 매입형 내부거푸집을 활용한 hpc기둥과 이의 제작방법 및, 이를 이용한 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 프리캐스트(Precast) 콘크리트로 구성되고 단면상 중공부가 형성된 외곽의 PC부와 현장에서 중공부에 콘크리트가 타설되어 형성된 심부로 구성되는 HPC(Half-PC) 기둥에서, PC부는 종방향으로 서로 이격하게 설치되는 다수 개의 주근;과 주근의 외측에서 주근을 횡방향으로 감싸는 형태로 설치되는 다수 개의 대근; 및, 다수 개의 주근과 대근을 매설하면서 일정한 형태의 단면으로 구성되는 PC부 콘크리트;로 구성되며, PC부와 심부의 계면(界面)에는 표면이 요철처리된 판상의 매입형 내부거푸집;이 설치되고, 양단부가 PC부 내의 마주보는 주근에 정착되어 심부를 관통하도록 설치되는 이형의 띠근;이 하나 이상 설치되는 것을 특징으로 한다.
특히 본 발명은 PC부에 PC부 콘크리트를 타설할 때 매입형 내부거푸집으로 부재의 종방향으로 마디가 있는 리브라스 또는 합성구조용 데크플레이트가 활용되고, 매입형 내부거푸집을 횡방향으로 지지하는 대근으로 구성됨으로써 PC부 콘크리트 타설시 효과적으로 측압을 지지하는 것을 특징으로 한다.

Description

경량의 매입형 내부거푸집을 활용한 HPC기둥과 이의 제작방법 및, 이를 이용한 시공방법{Half-PC Column using lightweight Encased Inner Form And Manufacturing Method Thereof, And Construction Method Using The Same}

본 발명은 대형기둥(대형단면/장주)에 대하여 급속시공이 가능하도록 철근이 매립된 중공 PC기둥을 공장에서 선제작하고 현장에서는 심부콘크리트만 타설하는 HPC(Half-PC)기둥에 관한 것으로, 중공 PC기둥의 용이한 제작을 위해 PC부 콘크리트 타설시 내부거푸집 존치방식을 이용하되, 내부거푸집 물량을 최소화하여 제작원가를 절감할 수 있도록 경량의 리브라스(Rib-lath) 또는 합성구조용 데크플레이트(Deck-Plate)를 매입형 내부거푸집으로 사용하고 단면을 관통하는 띠근을 활용하여 내부거푸집을 지지한다.

또한 본 발명은 이러한 띠근을 통해 심부콘크리트의 현장타설시 PC부에 정착되어 단면을 관통하는 띠근을 폼타이(form-tie)로 활용하여 측압저항 성능을 확보함으로써 PC부의 두께를 최소화하여 양중무게를 최소화하고, 요철이 있는 내부거푸집과 단면을 관통하는 띠근(이형철근)을 통해 PC부와 심부콘크리트간 구조일체성을 확보하는 HPC기둥과 이의 제작방법 및 그 HPC기둥을 바람직하게 이용하는 시공방법에 관한 것이다.

프리캐스트 콘크리트(PC, Precast Concrete) 공법은 현장에서의 인건비 절감과 공기단축을 도모하기 위하여, 80년대부터 건설현장에서 활발히 적용되고 있다. PC 공법은 공장생산된 부재를 현장에서 조립 및 접합하여 구조물을 구축하는 공업화 구조의 일례로, 공사기간의 단축, 시공성의 증대, 현장작업의 감소에 따른 노동력 절감, 공장제작에 따른 품질의 향상 등 다양한 이점이 있는 공법이다. 하지만 PC기둥이 대형화 및 장주화되면 과도한 양중무게로 인해 제작, 운반, 설치 등에 한계를 갖게 된다.

종래의 PC기둥이 가지는 이러한 문제점을 해결하기 위해서 국내에서도 원심성형 또는 단면내 강관삽입을 통해 기둥 내부에 중공부를 형성하거나, 또는 한 층의 PC기둥을 길이방향으로 몇 개의 분절로 나누어 양중무게를 감소시키려는 노력이 이루어지고 있다. 하지만 원심성형의 경우, 재료분리의 우려가 있고 제작비용이 높으며 다양한 형상 및 크기의 중공 PC기둥 제작에 제약이 있어 응용성이 떨어지는 단점이 있다. 그리고 강관삽입의 경우는 통상적으로 중공율이 낮아 양중무게 감소효과가 크지 않으며, 기둥단면을 관통하는 띠근의 배치에 어려움이 따른다. 아울러 분절 PC기둥의 경우에는 양중횟수가 늘어나고 분절간 이음을 위한 추가공정 및 비용이 발생하는 한계가 있다.

종래 PC기둥의 연결접합은 대체로 상부기둥의 주근 하단부에 기계식 이음장치(슬리브)를 매입하여 설치한 후 그 속에 하부기둥의 주근 또는 앵커볼트를 끼워 무수축 몰탈채움을 하거나, 상부기둥의 주근을 하부로 돌출시켜 하부기둥의 주근 또는 앵커볼트와 기계식 이음(커플러)한 후 그 연결부분에 대하여 무수축 몰탈채움을 하여 접합시켜 왔다. 이러한 연결접합은 시공이 간단치 않으며, 자재비 및 노무비로 인하여 시공비용이 높다는 단점이 있다. 또한 종래 PC 공법의 보-기둥 접합부는 일체성 부족으로 인하여 강도와 강성 등의 구조성능이 다소 떨어지는 편이며 균열, 방음, 방수 등 사용성에서도 다소 부정적인 면이 있는 편이다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 개발된 것으로, 본 발명의 목적은 경량의 리브라스 또는 합성구조용 데크플레이트를 매입형 내부거푸집으로 활용하고 단면을 관통하는 띠근을 내부거푸집의 내측 지지대로 이용함으로써 중공 PC기둥의 공장제작성을 개선하고 제작원가를 절감하며, 단면을 관통하는 띠근을 폼타이(form-tie)로 활용하여 측압저항성능을 확보함으로써 PC부의 두께를 최소화하여 양중무게를 최소화하는 경량의 매입형 내부거푸집을 활용한 HPC기둥과 이의 제작방법 및 이를 이용한 시공방법을 제공하고자 한다.

또한 본 발명은 요철이 있는 내부거푸집과 마디가 있는 띠근을 통해 PC부와 심부간 부착성능을 확보하며, 중공부를 통해 주근을 겹침이음하고 현장타설 심부콘크리트를 통해 주위 부재간 구조일체성을 확보하는 등 다양한 철근의 배근형태로 이루어진 기둥에 대하여 적용가능토록 응용성을 확보한 경량의 매입형 내부거푸집을 활용한 HPC기둥과 이의 제작방법 및 이를 이용한 시공방법을 제공하고자 한다.

상기한 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명은 프리캐스트(Precast) 콘크리트로 구성되고 단면상 중공부가 형성된 외곽의 PC부와 현장에서 중공부에 콘크리트가 타설되어 형성된 심부로 구성되는 HPC(Half-PC) 기둥에서, PC부는 종방향으로 서로 이격하게 설치되는 다수 개의 주근;과 주근의 외측에서 주근을 횡방향으로 감싸는 형태로 설치되는 다수 개의 대근; 및, 콘크리트가 다수 개의 주근과 대근을 매설하면서 일정한 형태의 단면으로 구성되는 PC부 콘크리트;로 구성되며, PC부와 심부의 계면(界面)에는 표면이 요철처리된 판상의 매입형 내부거푸집;이 설치되고, 양단부가 PC부 내의 마주보는 주근에 정착되어 심부를 관통하도록 설치되는 이형의 띠근;이 하나 이상 설치되는 것을 특징으로 하는 경량의 매입형 내부거푸집을 활용한 HPC기둥과 이의 제작방법 및 이를 이용한 시공방법을 제공한다.

특히 본 발명은 PC부에 콘크리트를 타설할 때 매입형 내부거푸집으로써 부재의 종방향으로 마디가 있는 리브라스 또는 합성구조용 데크플레이트가 활용되고, 매입형 내부거푸집을 횡방향으로 지지하는 띠근으로 구성됨으로써 PC부 콘크리트 타설시 효과적으로 측압을 지지할 수 있는 경량의 매입형 내부거푸집을 활용한 HPC기둥과 이의 제작방법 및 이를 이용한 시공방법을 제공한다.

본 발명에 따르면 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.

첫째, 본 발명은 매입형 내부거푸집 방식이므로 중공 PC기둥의 제작이 용이하고, 경량의 리브라스 또는 합성구조용 데크플레이트를 이용하므로 내부거푸집 물량을 최소화하여 제작원가를 절감할 수 있으며, 다양한 단면구성에 대하여 적용할 수 있고 소량다품종 생산이 가능하다.

둘째, 본 발명은 표면에 요철이 있는 리브라스 또는 합성구조용 데크플레이트를 매입형 내부거푸집으로 이용하고 PC부에 정착된 이형(異形)의 띠근이 단면을 관통하므로 선타설되는 PC부와 후타설되는 심부의 콘크리트간 부착성능이 증대되며, 심부콘크리트 현장타설시 양단이 PC부에 정착된 띠근이 측압에 저항하므로 PC부의 두께를 최소화할 수 있다.

셋째, 본 발명은 철근이 보강된 중공의 PC기둥을 공장에서 선제작하고 현장에서는 중공의 PC기둥을 설치한 후 심부콘크리트만 타설하기 때문에 시공이 간편하고, 중공부를 통해 기둥의 주근을 겹침이음할 수 있으며, 현장타설되는 심부콘크리트를 통해 보-기둥 접합부의 구조일체성을 개선할 수 있다.

넷째, 본 발명은 철근이 보강된 중공의 PC기둥을 설치하는 방식이므로 현장에서의 철근 및 거푸집작업이 생략되고 가설작업이 최소화되며, 철근이 보강된 중공의 PC기둥 자체가 하중재하능력이 있으므로 심부콘크리트 타설 전 보 또는 슬래브 등을 조기에 상재할 수도 있어 공기단축이 가능하다.

다섯째, 본 발명은 단면상 중공부가 있고 PC부의 두께가 최소화되기 때문에 양중무게를 최소화할 수 있어, 기존의 PC기둥에 비하여 양중무게가 크게 줄어들고 기존의 분절PC기둥에 비하여 양중횟수가 줄어들기 때문에 타워크레인 등 양중장비의 용량 및 운용계획에 유리하다.

여섯째, 본 발명은 외곽부(PC부)가 공장제작되므로 부재의 정밀도 및 품질이 우수하다.

도 1a와 b는 본 발명에 따른 리브라스 또는 합성구조용 데크플레이트를 경량의 매입형 내부거푸집으로 활용한 HPC기둥의 다양한 실시예를 나타낸 단면도이다.
도 2a는 본 발명의 도 1a에 따른 리브라스를 경량의 매입형 내부거푸집으로 활용한 HPC기둥의 사시도이다.
도 2b는 본 발명의 도 1b에 따른 합성구조용 데크플레이트를 경량의 매입형 내부거푸집으로 활용한 HPC기둥의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 도 1a에 따른 리브라스를 경량의 매입형 내부거푸집으로 활용한 HPC기둥의 제작과정에 대한 순서도이다.
도 4는 본 발명의 도 1b에 따른 합성구조용 데크플레이트를 경량의 매입형 내부거푸집으로 활용한 HPC기둥의 제작과정에 대한 순서도이다.
도 5는 본 발명에 따른 경량의 매입형 내부거푸집을 활용한 HPC기둥 상하간의 이음을 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명에 따른 HPC기둥과 PC보 또는 RC보와의 접합부를 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명에 따른 HPC기둥과 철골보와의 접합부를 나타낸 것이다.

이하 첨부한 도면과 함께 상기와 같은 본 발명의 개념이 바람직하게 구현된 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.

도 1a와 b는 본 발명에 따른 리브라스 또는 합성구조용 데크플레이트를 경량의 매입형 내부거푸집(200)으로 활용한 HPC기둥(A)의 다양한 실시예를 나타낸 단면도이고, 도 2a는 본 발명의 도 1a에 따른 리브라스를 경량의 매입형 내부거푸집(200)으로 활용한 HPC기둥(A)의 사시도이다.

구체적으로 본 발명은 프리캐스트(Precast) 콘크리트로 구성되고 단면상 중공부(300a)가 형성된 외곽의 PC부(100)와 현장에서 상기 중공부(300a)에 콘크리트가 타설되어 형성된 심부(300)로 구성되는 HPC(Half-PC)기둥(A)에서, 상기 PC부(100)는 종방향으로 서로 이격하게 설치되는 다수 개의 주근(120);과 상기 주근(120)의 외측에서 상기 주근(120)을 횡방향으로 감싸는 형태로 설치되는 다수 개의 대근(140); 및, 상기 다수 개의 주근(120)과 대근(140)을 매설하면서 일정한 형태의 단면으로 구성되는 PC부 콘크리트(160);로 구성되며, 상기 PC부(100)와 심부(300)의 계면(界面)에는 표면이 요철처리된 판상의 매입형 내부거푸집(200);이 설치되고, 양단이 상기 PC부(100) 내의 마주보는 주근(120)에 정착되어 상기 심부(300)를 관통하도록 설치되는 이형의 띠근(400);이 하나 이상 설치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 도 1a와 b에 도시된 바와 같이 양중무게를 최소화할 수 있도록 철근이 보강된 중공의 PC기둥을 공장에서 선제작하고 현장에서 중공부(300a)에 콘크리트를 타설하는 HPC(Half-PC)기둥(A)에 관한 것이다. 또한, 본 발명의 매입형 내부거푸집(200)이 구비된 HPC기둥(A)은 PC부(100)와 심부(300)로 나눌 수 있는데 PC부(100)는 주근(120), 대근(140), PC부 콘크리트(160)로 구성되고 심부(300)는 심부콘크리트(700)로 채워지며, 띠근(400)은 PC부(100)와 심부(300)를 관통하도록 설치되고 PC부(100)와 심부(300)의 계면(界面)에는 매입형 내부거푸집(200)이 위치된다.

주근(120)은 기둥의 축방향으로 서로 이격되게 배치되며, 기둥의 설계하중에 의하여 그 직경과 개수가 정해진다. 이러한 주근(120)은 주로 인장에 저항하는 역할을 한다. 또한 주근(120)은 PC부 콘크리트(160)의 상단보다 더 돌출되도록 설치될 수 있는데, 이는 1절의 HPC기둥(A)이 설치되고 그 위로 상부 HPC기둥(A)을 시공할 경우 상하기둥의 주근(120)간 이음을 원활하게 해준다. 아울러 HPC기둥(A)의 중공부(300a)를 통해 상하기둥간 주근(120)의 겹침 이음시에는 현행 설계기준에서 요구하는 겹침길이만큼 주근(120)의 돌출길이가 더 길어지고 옵셋(offset) 굽힘이 요구된다.(도 5)

대근(140)은 축방향으로 서로 이격되어 배치된 주근(120)의 외주에서 주근(120)을 둘러싸는 링 또는 나선모양으로 형성되며 기둥 전 길이에 걸쳐 일정한 수직간격으로 설치된다. 대근(140)은 PC부(100)의 콘크리트(160)를 횡구속할 뿐만 아니라 주근(120)의 국부좌굴을 억제하는 역할을 한다.

PC부 콘크리트(160)는 일정한 두께로 단면의 외곽에 위치하여 주근(120) 및 대근(140)을 매설하는 콘크리트 부분으로, 주근(120) 및 대근(140)을 일체화하여 PC(프리캐스트)화한다. 외곽단면의 PC화를 통해 현장에서의 거푸집작업을 없애고, 주근(120)과 대근(140)의 내화나 부식방지의 역할을 하기도 한다. PC부 콘크리트(160)는 단면의 최외곽에 위치하여 모멘트강도에 대한 기여도가 높으므로 고강도콘크리트를 사용할 수 있으며, 제작, 운반, 설치 및 후술할 심부 콘크리트(700)의 타설시 PC부(100)의 손상을 최소화할 수 있도록 변형능력 등이 우수한 고성능콘크리트를 사용할 수도 있다. 한편 PC부 콘크리트(160)는 최대골재치수가 제어된 고유동의 무다짐 콘크리트를 사용함으로써 밀집된 철근사이에 콘크리트의 충진성 및 제작성을 높일 수도 있다.

매입형 내부거푸집(200)은 PC부(100)와 심부(300)의 계면에 설치되는 것으로, PC부 콘크리트(160)와 일체화되면서 심부(300)의 중공부(300a)를 형성한다. 매입형 내부거푸집(200)은 제작원가를 절감시킬 수 있도록 경량이고, 중공부(300a)에 어떠한 단면이라도 적용시킬 수 있도록 제작성이 우수하며, 특히 분리타설되는 PC부 콘크리트(160)와 심부 콘크리트(700)간 부착성능을 확보할 수 있는 재질로 구성된다. 이러한 매입형 내부거푸집(200)은 도 1a에 도시된 바와 같이 철망 형태의 리브라스로 구성될 수 있으며, 도 1b에 도시된 바와 같이 합성구조용 데크플레이트로 구성될 수도 있다. 아울러 후술할 외부거푸집(OF)과 매입형 내부거푸집(200)의 형태 및 배치에 따라 심부(300) 또는 PC부(100)의 단면이 사각형, 원형, 다각형 중 어느 하나로 구성될 수 있다.

참고로 리브라스(Rib-lath)는 원전구조물 등에서 콘크리트 시공 이음부(Construction Joint)에 신구(新舊)콘크리트간 부착성능을 확보하기 위해 널리 쓰이는 제품이며, 합성구조용 데크플레이트는 슬래브 등에서 철재의 데크플레이트와 슬래브 콘크리트간 구조일체성을 확보하기 위해 표면에 굴곡(Bending)과 양각(Embossing) 등의 요철을 형성시킨 제품이다.

띠근(400)은 PC부(100) 내의 마주보는 주근(120)에 양단이 정착되는 이형의 철근으로, 본 발명의 주요한 특징이라 할 수 있다. 이와 같은 띠근(400)은 도 1과 2에 도시된 바와 같이 PC부(100)와 심부(300)의 단면을 관통하도록 설치되며, 그 중 일부는 매입형 내부거푸집(200)의 내측에서 내부거푸집(200)과 맞닿아 설치된다. 이를 통해 띠근(400)은 주근(120)의 횡지지라는 본래의 역할 이외에도, PC부 콘크리트(160) 타설시 매입형 내부거푸집(200)의 내측에서 내부거푸집(200)과 더불어 콘크리트 측압에 저항하고, 심부 콘크리트(700) 타설시에는 폼타이(Form-Tie)로써 역할하며, 구조적으로는 매입형 내부거푸집(200)과 함께 계면의 부착성능 증대에 기여하고, 보-기둥 접합부에서 코벨(Corbel)부까지 깊이 정착되어 코벨부의 보강철근으로써도 역할한다. 한편 서로 교차하는 띠근(400)끼리는 긴결하는 것이 구조적으로 유리하다.

리브라스를 활용하여 매입형 내부거푸집(200)을 구성하는 경우에는, 낱장으로 공급되는 리브라스의 원활한 설치를 위해 경량형강(500)을 단면상 수직 뼈대(Vertical Frame)로 활용한다. 경량형강(500)은 모서리에 배치되는 경량앵글(L형강)과 리브라스 낱장의 너비에 맞게 단면상 4면에 적절한 간격으로 배치되는 경량강판으로 구성된다. 경량형강(500)은 매입형 내부거푸집(200)을 횡방향으로 지지하여 단면상 수평 뼈대(Horizontal Frame)로 활용되는 띠근(400)과 더불어 격자의 뼈대를 구성한다. 각 경량형강(500)에는 단면을 관통하는 띠근(400)과 간섭이 발생하지 않도록 일정한 수직간격으로 슬롯방식의 구멍이 뚫리며, 단면상 각 경량형강(500)의 외측방향으로 스터드볼트(600)가 일정한 수직간격으로 설치된다. 스터드볼트(600)는 스터드건 또는 리벳방식으로 손쉽게 설치할 수 있으며, 리브라스의 눈에 끼울 수 있을 정도의 작은 직경을 사용하고, 리브라스를 설치한 후 너트를 조여 고정한다. 한편 스터드볼트(600)는 경량형강(500)과 PC부 콘크리트(160)의 부착에도 기여한다.

합성구조용 데크플레이트를 활용하여 매입형 내부거푸집(200)을 구성하는 경우에는, 양단에 표준갈고리(Hook)가 구성되어 단면을 관통하는 띠근(400)을 손쉽게 설치할 수 있도록 각 띠근(400)을 절단하여 절단부를 나사산 가공하고, 매입형 내부거푸집(200) 외측에서 커플러(800)를 이용하여 체결할 수 있다. 하지만 통상적으로는 띠근(400)으로 사용되는 철근의 직경이 D13, D16 등으로 작으므로, 일단에만 표준갈고리가 설치되어 있는 띠근(400)을 매입형 내부거푸집(200)에 먼저 관통시킨 후, 별도의 공구를 이용하여 나머지 일단의 표준갈고리를 구성할 수 있다.

도 3은 본 발명의 도 1a에 따른 리브라스를 경량의 매입형 내부거푸집(200)으로 활용한 HPC기둥(A)의 제작과정에 대한 순서도이고, 도 4는 본 발명의 도 1b에 따른 합성구조용 데크플레이트를 경량의 매입형 내부거푸집(200)으로 활용한 HPC기둥(A)의 제작과정에 대한 순서도이다.

본 발명은 도 3에 도시된 바와 같이 경량의 매입형 내부거푸집(200)을 활용한 HPC기둥(A)의 제작방법으로, 상기 매입형 내부거푸집(200)은 리브라스로 구성되되, 다수 개의 주근(120) 및 양단이 주근(120)에 결속되는 다수 개의 띠근(400)을 설치하는 제1단계; 중앙부를 제외한 상기 다수 개의 띠근(400)이 서로 교차되는 부분에 다수 개의 스터드볼트(600)가 장착된 다수 개의 경량형강(500)을 설치하는 제2단계; 상기 다수 개의 띠근(400)과 다수 개의 경량형강(500)으로 구성된 격자의 단면 외측에 접하도록 상기 매입형 내부거푸집(200)을 설치하는 제3단계; 추가되는 주근(120) 및 대근(140)을 다수 개 설치하는 제4단계; 상기 대근(140)의 외측으로 소정간격 이격되게 외부거푸집(OF)을 설치하고, 상기 외부거푸집(OF)과 상기 매입형 내부거푸집(200) 사이에 PC부 콘크리트(160)를 타설하는 제5단계; 및, 상기 심부(300)에 형성된 중공부(300a)에 심부 콘크리트(700)를 타설하는 제6단계;를 포함하여 구성될 수 있다.

즉 본 발명에 따른 리브라스를 경량의 매입형 내부거푸집(200)으로 활용한 HPC기둥(A)의 제작방법은 도 3에 도시된 바와 같이 외부거푸집(OF)과 매입형 내부거푸집(200)을 이용하여 제작한다. 우선 주근(120)과 띠근(400)을 이용하여 철근망을 형성하고, 스터드볼트(600)가 장착된 경량형강(500)을 이용하여 매입형 내부거푸집(200)을 설치하며, 대근(140)을 주근(120)의 외측에서 둘러싼다. 이때 매입형 내부거푸집(200)은 경량형강(500)의 외측으로 돌출 결합된 스터드볼트(600)에 격자 공간이 끼워지는 형태로 쉽게 설치할 수 있다. 이후 외측면에 외부거푸집(OF)을 이격 설치한 후, 상부에서 PC부 콘크리트(160)를 타설하여 제작한다.

또한 본 발명은 도 4에 도시된 바와 같이 합성구조용 데크플레이트를 경량의 매입형 내부거푸집(200)으로 활용한 HPC기둥(A)의 제작방법으로, 상기 매입형 내부거푸집(200)은 합성구조용 데크플레이트로 구성되되, 내부에 중공부(300a)가 형성되도록 매입형 내부거푸집(200)을 설치하는 제1단계; 양단이 서로 마주보는 매입형 내부거푸집(200)을 관통하도록 다수 개의 띠근(400)을 삽입 설치하는 제2´단계; 주근(120) 및 대근(140)을 다수 개 설치하는 제3단계; 상기 대근(140)의 외측으로 소정간격 이격되게 외부거푸집(OF)을 설치하고, 외부거푸집(OF)과 매입형 내부거푸집(200) 사이에 PC부 콘크리트(160)를 타설하는 제4단계; 및, 상기 심부(300)에 형성된 중공부(300a)에 심부 콘크리트(700)를 타설하는 제5단계;를 포함하여 구성될 수 있다.

이때 제2´단계는 도 1b에 도시된 바와 같이 상기 매입형 내부거푸집(200)을 천공하여 상기 다수 개의 띠근(400)을 삽입 설치한 후, 커플러(800)를 이용하여 긴결시키는 과정이 더 포함될 수 있다.

도 5는 본 발명에 따른 경량의 매입형 내부거푸집(200)을 활용한 HPC기둥(A) 상하간의 이음을 나타낸 것이고, 도 6은 본 발명에 따른 HPC기둥(A)과 PC보 또는 RC보와의 접합부를 나타낸 것이며, 도 7은 본 발명에 따른 HPC기둥(A)과 철골보와의 접합부를 나타낸 것이다.

본 발명은 매입형 내부거푸집(200)이 구비된 HPC기둥(A)을 이용한 구조물의 시공방법으로, 매입형 내부거푸집(200)이 구비된 HPC기둥(A)을 현장에 반입하여 기둥 위치에 설치하는 제a단계; 상기 제a단계에 의해 설치된 매입형 내부거푸집(200)이 구비된 HPC기둥(A)의 중공부(300a)에 심부 콘크리트(700)를 타설하는 제b단계; 및, 상기 제b단계에서 심부 콘크리트(700)가 타설된 매입형 내부거푸집(200)이 구비된 HPC기둥(A)의 상단에 보(B)의 단부를 안착시키거나 매입형 내부거푸집(200)이 구비된 HPC기둥(A)을 관통하도록 보(B)를 설치하고, 상기 매입형 내부거푸집(200)이 구비된 HPC기둥(A)과 보(B)의 접합부 및 슬래브(S)에 철근 및 거푸집을 설치한 후 콘크리트를 타설하는 제c단계;로 구성될 수 있다.

이때, 제a단계의 매입형 내부거푸집(200)이 구비된 HPC기둥(A)은 도 5에 도시된 바와 같이 주근(120)이 PC부 콘크리트(160)보다 돌출된 형태로 구성되되, 제c단계 이후에 상부로 매입형 내부거푸집(200)이 구비된 HPC기둥(A)이 설치될 때 상부 HPC기둥(A)의 중공부(300a)를 통해 주근(120)을 겹침이음할 수 있다. 또한 제a단계의 매입형 내부거푸집(200)이 구비된 HPC기둥(A)은 보-기둥 접합부의 마구리거푸집을 포함하는 방식으로 제작되어, 현장에서의 기둥관련 거푸집작업을 완전히 생략할 수도 있다. 아울러 보-기둥 접합부는 도 6에 도시된 바와 같이 코벨(Corbel)부를 이용할 수 있는데, 코벨의 상부에 보가 단순 거치될 수 있어 시공 과정 중에 보가 별도의 지지장치 없이도 지지될 수 있을 뿐만 아니라, 보 양단에서 크게 작용하는 전단력에 유리하게 작용할 수 있다. 한편, 기둥에 걸쳐지는 보(B)가 한 방향으로 형성되는 경우 코벨은 한 방향으로만 형성되어야 할 것이고, 두 방향 이상으로 형성되는 경우에는 코벨이 두 방향 이상으로 형성되면 된다. 또한 보-기둥 접합부에 철골보가 이용되는 경우에는 도 7에 도시된 바와 같이 기둥 상단에 삽입되는 보연결재를 이용하여 간편하게 설치할 수 있다.

또한 본 발명은 매입형 내부거푸집(200)이 구비된 HPC기둥(A)을 이용한 구조물의 시공방법으로, 매입형 내부거푸집(200)이 구비된 HPC기둥(A)을 현장에 반입하여 기둥 위치에 설치하는 제a´단계; 상기 제a´단계에 의해 설치된 매입형 내부거푸집(200)이 구비된 HPC기둥(A)의 상단에 보(B)를 설치하는 제b´단계; 및, 상기 제b´단계에서 설치된 매입형 내부거푸집(200)이 구비된 HPC기둥(A)과 보(B)의 접합부 및 슬래브에 철근 및 거푸집을 설치한 후 매입형 내부거푸집(200)이 구비된 HPC기둥(A)의 중공부(300a)를 포함한 수직수평부재에 콘크리트를 동시 타설하는 제c´단계;로 구성될 수 있다. 이때, 제a´단계의 매입형 내부거푸집(200)이 구비된 HPC기둥(A)은 도 5에 도시된 바와 같이 주근(120)이 PC부 콘크리트(160)보다 돌출된 형태로 구성되되, 제c´단계 이후에 상부로 매입형 내부거푸집(200)이 구비된 HPC기둥(A)이 설치될 때 상부 HPC기둥(A)의 중공부(300a)를 통해 주근(120)을 겹침이음할 수 있다. 즉, 본 발명은 매입형 내부거푸집(200)이 구비된 HPC기둥(A)의 하단부가 견고히 고정된 경우에는 PC부(100) 자체가 시공하중에 저항할 수 있으므로 중공부(300a)에 심부 콘크리트(700)를 타설하기 이전에 보(B) 및 슬래브(S)를 먼저 설치할 수 있으며, 이에 따라 수직수평부재의 동시타설이 가능해진다.

본 발명은 상기에서 언급한 바와 같이 바람직한 실시예와 관련하여 설명되었으나, 본 발명의 요지를 벗어남이 없는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하며, 다양한 분야에서 사용 가능하다.

따라서 본 발명의 청구범위는 이건 발명의 진정한 범위 내에 속하는 수정 및 변형을 포함한다.

A: HPC기둥
OF: 외부거푸집
B: 보
100: PC부
120: 주근
140: 대근
160: PC부 콘크리트
200: 매입형 내부거푸집
300: 심부
300a: 중공부
400: 띠근
500: 경량형강
600: 스터드볼트
700: 심부콘크리트
800: 커플러

Claims (12)

1. 프리캐스트(Precast) 콘크리트로 구성되고 단면상 중공부(300a)가 형성된 외곽의 PC부(100)와 현장에서 상기 중공부(300a)에 콘크리트가 타설되어 형성된 심부(300)로 구성되는 HPC(Half-PC)기둥(A)에서,
   상기 PC부(100)는 종방향으로 서로 이격하게 설치되는 다수 개의 주근(120);과 상기 주근(120)의 외측에서 상기 주근(120)을 횡방향으로 감싸는 형태로 설치되는 다수 개의 대근(140); 및, 상기 다수 개의 주근(120)과 대근(140)을 매설하면서 일정한 형태의 단면으로 구성되는 PC부 콘크리트(160);로 구성되며,
   상기 PC부(100)와 심부(300)의 계면(界面)에는 표면이 요철처리된 판상의 매입형 내부거푸집(200);이 설치되고,
   양단이 상기 PC부(100) 내의 마주보는 주근(120)에 정착되어 상기 PC부(100)와 상기 심부(300)의 단면을 관통하도록 설치되는 이형의 띠근(400);이 하나 이상 설치되되,
   상기 매입형 내부거푸집(200)의 내측에는 모서리를 포함한 일정 간격마다 판상의 경량형강(500)이 설치되고, 상기 경량형강(500)의 일면과 수직결합되고 PC부 콘크리트(160)에 매설되는 스터드볼트(600)가 더 포함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 경량의 매입형 내부거푸집을 활용한 HPC기둥.
2. 삭제
3. 제1항에서,
   심부(300) 또는 PC부(100)의 단면이 사각형, 원형, 다각형 중 어느 하나로 구성되는 것을 특징으로 하는 경량의 매입형 내부거푸집을 활용한 HPC기둥.
4. 제1항 또는 제3항에서,
   매입형 내부거푸집(200)은 철망 형태의 리브라스(Rib-lath) 또는 합성구조용 데크플레이트(Deck-Plate)로 구성되는 것을 특징으로 하는 경량의 매입형 내부거푸집을 활용한 HPC기둥.
5. 제1항 또는 제3항에서,
   PC부(100)는,
   대근(140)이 나선철근으로 마련되거나,
   PC부 콘크리트(160)가 고유동 콘크리트, 고성능 콘크리트 중 어느 하나로 구성되는 것을 특징으로 하는 경량의 매입형 내부거푸집을 활용한 HPC기둥.
6. 제4항에 따른 매입형 내부거푸집(200)이 구비된 HPC기둥(A)의 제작방법으로,
   상기 매입형 내부거푸집(200)은 리브라스(Rib-lath)로 구성되되,
   다수 개의 주근(120) 및 양단이 주근(120)에 결속되는 다수 개의 띠근(400)을 설치하는 제1단계;
   심부(300)를 제외한 상기 다수 개의 띠근(400)이 서로 교차되는 부분에 경량형강(500) 및 스터드볼트(600)를 설치하는 제2단계;
   상기 다수 개의 띠근(400)과 다수 개의 경량형강(500)으로 구성된 격자의 단면 외측에 접하도록 상기 매입형 내부거푸집(200)을 설치하는 제3단계;
   추가되는 주근(120) 및 대근(140)을 다수 개 설치하는 제4단계;
   상기 대근(140)의 외측으로 소정간격 이격되게 외부거푸집(OF)을 설치하고, 상기 외부거푸집(OF)과 상기 매입형 내부거푸집(200) 사이에 PC부 콘크리트(160)를 타설하는 제5단계; 및,
   상기 심부(300)에 형성된 중공부(300a)에 심부콘크리트(700)를 타설하는 제6단계;
   를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 경량의 매입형 내부거푸집을 활용한 HPC기둥의 제작방법.
7. 제4항에 따른 경량의 매입형 내부거푸집(200)을 활용한 HPC기둥(A)의 제작방법으로,
   상기 매입형 내부거푸집(200)은 합성구조용 데크플레이트(Deck-Plate)로 구성되되,
   내부에 중공부(300a)가 형성되도록 매입형 내부거푸집(200)을 설치하는 제1´단계;
   양단이 서로 마주보는 매입형 내부거푸집(200)을 관통하도록 다수 개의 띠근(400)을 삽입 설치하는 제2´단계;
   주근(120) 및 대근(140)을 다수 개 설치하는 제3´단계;
   상기 대근(140)의 외측으로 소정간격 이격되게 외부거푸집(OF)을 설치하고, 상기 외부거푸집(OF)과 상기 매입형 내부거푸집(200) 사이에 PC부 콘크리트(160)를 타설하는 제4´단계; 및,
   상기 심부(300)에 형성된 중공부(300a)에 심부콘크리트(700)를 타설하는 제5´단계;
   를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 경량의 매입형 내부거푸집을 활용한 HPC기둥의 제작방법.
8. 제7항에서,
   상기 제2´단계는,
   상기 매입형 내부거푸집(200)을 천공하여 상기 다수 개의 띠근(400)을 삽입 설치한 후, 커플러(800)를 이용하여 긴결시키는 과정이 더 포함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 경량의 매입형 내부거푸집을 활용한 HPC기둥의 제작방법.
9. 제1항 또는 제3항에 따른 경량의 매입형 내부거푸집(200)을 활용한 HPC기둥(A)을 이용한 시공방법으로,
   매입형 내부거푸집(200)이 구비된 HPC기둥(A)을 반입하여 기둥 위치에 설치하는 제a단계;
   상기 제a단계에 의해 설치된 매입형 내부거푸집(200)이 구비된 HPC기둥(A)의 중공부(300a)에 심부콘크리트(700)를 타설하는 제b단계; 및,
   상기 제b단계에서 심부 콘크리트(700)가 타설된 매입형 내부거푸집(200)이 구비된 HPC기둥(A)의 상단에 보(B)의 단부를 안착시키거나 매입형 내부거푸집(200)이 구비된 HPC기둥(A)을 관통하도록 보(B)를 설치하고, 상기 매입형 내부거푸집(200)이 구비된 HPC기둥(A)과 보(B)의 접합부 및 슬래브(S)에 철근 및 거푸집을 설치한 후 콘크리트를 타설하는 제c단계;
   로 구성되는 것을 특징으로 하는 경량의 매입형 내부거푸집을 활용한 HPC기둥을 이용한 구조물의 시공방법.
10. 제1항 또는 제3항에 따른 경량의 매입형 내부거푸집(200)을 활용한 HPC기둥(A)을 이용한 시공방법으로,
    매입형 내부거푸집(200)이 구비된 HPC기둥(A)을 반입하여 기둥 위치에 설치하는 제a´단계;
    상기 제a´단계에 의해 설치된 매입형 내부거푸집(200)이 구비된 HPC기둥(A)의 상단에 보(B)의 단부를 안착시켜 보(B)를 설치하는 제b´단계; 및,
    상기 제b´단계에서 설치된 매입형 내부거푸집(200)이 구비된 HPC기둥(A)과 보(B)의 접합부 및 슬래브에 철근 및 거푸집을 설치한 후 매입형 내부거푸집(200)이 구비된 HPC기둥(A)의 중공부(300a)를 포함한 수직수평부재에 콘크리트를 동시 타설하는 제c´단계;
    로 구성되는 것을 특징으로 하는 경량의 매입형 내부거푸집을 활용한 HPC기둥을 이용한 구조물의 시공방법.
11. 제9항에서,
    제a단계의 매입형 내부거푸집(200)이 구비된 HPC기둥(A)은 주근(120)이 PC부 콘크리트(160)보다 돌출된 형태로 구성되되,
    제c단계 이후에 상부로 매입형 내부거푸집(200)이 구비된 HPC기둥(A)이 설치될 때 주근(120)의 겹침이음이 이용되는 것을 특징으로 하는 경량의 매입형 내부거푸집을 활용한 HPC기둥을 이용한 시공방법.
12. 제10항에서,
    제a´단계의 매입형 내부거푸집(200)이 구비된 HPC기둥(A)은 주근(120)이 PC부 콘크리트(160)보다 돌출된 형태로 구성되되,
    제c´단계 이후에 상부로 매입형 내부거푸집(200)이 구비된 HPC기둥(A)이 설치될 때 주근(120)의 겹침이음이 이용되는 것을 특징으로 하는 경량의 매입형 내부거푸집을 활용한 HPC기둥을 이용한 시공방법.
    

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