KR101616953B1

KR101616953B1 - 내측전단홈이 형성된 프리캐스트 콘크리트 중공기둥의 제작방법, 및 이를 이용한 기둥구조물

Info

Publication number: KR101616953B1
Application number: KR1020150130218A
Authority: KR
Inventors: 이인옥
Original assignee: 케이피이엔씨 주식회사
Priority date: 2015-09-15
Filing date: 2015-09-15
Publication date: 2016-04-29

Abstract

본 발명은, 내측전단홈을 구비하여, 내부에 채워지는 콘크리트와 견고하게 일체화됨과 동시에 상,하측 구조체에 일체화된 상태로 기둥구조물을 구축할 수 있게 되는 내측전단홈이 형성된 프리캐스트 콘크리트 중공기둥의 제작방법에 관한 것이며, 더 나아가 이를 이용하여 제작되는 기둥구조물에 관한 것이다.
본 발명에서는 내측전단홈(101)의 형성을 위한 링 형상의 전단돌기(120)가 종방향으로 간격을 두고 외면에 형성되어 있는 제2내부거푸집 부재(12)를 중공관으로 이루어진 제1내부거푸집 부재(11)의 외면에 피복하여 내부거푸집(1)을 준비하여, 내부거푸집(1)을 외부거푸집(2)의 내부공간에 배치한 상태에서 콘크리트(C1)를 타설하여 양생시킨 후, 제1내부거푸집 부재(11)를 인발 제거하고, 제2내부거푸집 부재(12)를 수축시키는 형태로 변형시켜서 제2내부거푸집 부재(12)를 양생된 콘크리트(C1)로부터 떨어져 분리시켜서 종방향으로 빼내어 제거함으로써, 내측전단홈이 형성된 프리캐스트 콘크리트 중공기둥을 제작하게 된다.

Description

내측전단홈이 형성된 프리캐스트 콘크리트 중공기둥의 제작방법, 및 이를 이용한 기둥구조물{Manufacturing Method of Precast Concrete Hollow Column with Inner Shear Groove, and Column Structure using such Precast Concrete Hollow Column}

본 발명은 중공이 형성된 프리캐스트 콘크리트 중공기둥을 제작하는 방법과, 이에 의해 제작된 프리캐스트 콘크리트 중공기둥을 이용한 기둥구조물에 관한 것으로서, 구체적으로는 본 발명은 중공을 가지고 있고 중공 내부에 콘크리트가 채워져서 기둥구조물을 이루게 되는 프리캐스트 콘크리트 중공기둥을 제작할 때, 중공 내부에 채워지는 콘크리트와 프리캐스트 콘크리트 중공기둥이 견고하게 일체화되도록 하기 위하여, 프리캐스트 콘크리트 중공기둥의 중공 내면에 내측전단홈을 형성시키는 구체적인 기술과, 이와 같이 중공 내면에 내측전단홈이 형성되도록 제작된 프리캐스트 콘크리트 중공기둥을 이용하여 만들어지는 기둥구조물에 관한 것이다.

CFT(Concrete Filled Steel Tube)기둥과 유사하게, 미리 제작된 프리캐스트 콘크리트 중공기둥의 중공 내부에 콘크리트를 타설하여 교각 등의 기둥구조물을 구축하는 기술이 대한민국 등록특허 제10-0999020호 등에 개시되어 있다.

도 1의 (a)에는 종래 기술에 따른 프리캐스트 콘크리트 중공기둥(600)의 중공 내부에 콘크리트(C1)가 타설되어 시공된 기둥구조물의 개략적인 단면도가 도시되어 있고, 도 1의 (b)에는 본 발명에 따라 제작된 내측전단홈이 형성된 프리캐스트 콘크리트 중공기둥(100)을 이용하여 구축된 기둥구조물의 개략적인 단면도가 도시되어 있다.

도 1의 (a)에 도시된 것처럼, 종래 기술에 따른 프리캐스트 콘크리트 중공기둥의 경우, 중공 내면이 미끄러운 평면으로 이루어져 있으므로, 중공 내부에 타설된 콘크리트와 프리캐스트 콘크리트 중공기둥 사이에 작용하는 부착력만으로 작용하중에 대한 일체화를 만족시켜야 한다. 따라서 외부수평하중이 작용하면 전단력에 의해 수평전단응력이 발생하게 되는데, 이 수평전단응력은 중공 내부에 타설된 콘크리트와 프리캐스트 콘크리트 중공기둥을 서로 분리시키는 방향으로 작용하게 된다. 그런데 앞서 살펴본 것처럼 중공 내부에 타설된 콘크리트와 프리캐스트 콘크리트 중공기둥 사이에는 단지 부착력만이 작용하게 되므로, 두 부재(중공 내부에 타설된 콘크리트와 프리캐스트 콘크리트 중공기둥)를 서로 분리시키려는 힘에 대항하여 두 부재가 일체화가 유지되는 것이 매우 어렵게 되는 문제가 있다.

반면에 본 발명에서 제작하고자 하는 도 1의 (b)에 도시된 형태의 내측전단홈이 형성된 프리캐스트 콘크리트 중공기둥(100)의 경우, 중공 내면에 오목한 내측전단홈(101)이 형성되어 있으므로, 중공 내부에 채워지는 콘크리트(C1)와 프리캐스트 콘크리트 중공기둥(100) 사이의 부착력에 더하여, 내측전단홈(101)에 의한 전단강도가 동시에 발휘되므로, 외부수평하중이 작용하더라도 두 부재 간의 일체화를 견고하게 유지할 수 있게 된다.

이와 같이 내측전단홈이 형성된 프리캐스트 콘크리트 중공기둥(100)은 구조적으로 매우 유리한 형태인데, 직경이 큰 대형으로 제작하는 경우에는 작업자가 중공 형성을 위한 거푸집을 직접 설치하고 철거하므로, 중공 형성을 위한 거푸집을 내측전단홈이 만들어질 수 있는 형상으로 제작하게 되면 도 1의 (b)에 도시된 바와 같은 내측전단홈이 형성된 프리캐스트 콘크리트 중공기둥(100)을 제작할 수 있다.

그러나 작업자가 직접 접근할 수 없을 정도의 중공 크기를 가지는 중소형구경의 프리캐스트 콘크리트 중공기둥은, 종래의 중공 내면 형성용 거푸집을 이용해서는 중공 내면에 내측전단홈(101)을 형성하는 것이 사실상 불가능하다. 왜냐하면 내측전단홈(101)을 형성하려면 중공 내면 형성용 거푸집에 볼록부를 형성하여야 하고, 이러한 중공 내면 형성용 거푸집에 의해 프리캐스트 콘크리트 중공기둥이 제작된 이후에는 중공 내면 형성용 거푸집을 탈형하여 인발하는 것이 실질적으로 가능하지 않기 때문이다.

한편, 프리캐스트 콘크리트 중공기둥이 제작되면 중공 내에 콘크리트를 채워서 기둥구조물을 구축하게 되는데, 종래 기술에서는 단순히 하측 구조체의 상면에 프리캐스트 콘크리트 중공기둥을 세운 상태에서 콘크리트를 채우는 형태이므로 하측 구조체와 프리캐스트 콘크리트 중공기둥 간에 견고한 구조적 일체화가 이루어지기 어렵다는 단점이 있다.

대한민국 등록특허공보 제10-999020호(2010. 12. 09. 공고).

본 발명은 이러한 종래 기술의 한계와 문제점을 극복하기 위하여 개발된 것으로서, 구체적으로 본 발명의 목적은, 작업자가 중공 내부로 접근할 수 없을 정도의 작은 크기의 중공을 가지는 중소구경의 프리캐스트 콘크리트 중공기둥에 대해서도 중공 내면에 내측전단홈이 형성되어 있는 형태로 용이하게 제작할 수 있게 하는 방법을 제공하는 것이다.

더 나아가, 본 발명은 중공 내면에 내측전단홈이 형성되어 있도록 제작된 프리캐스트 콘크리트 중공기둥을 이용하여 구축된 기둥구조물을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명에서는, 중공 내면에 내측전단홈이 형성된 프리캐스트 콘크리트 중공기둥을 제작하는 방법으로서, 내측전단홈의 형성을 위한 링 형상의 전단돌기가 종방향으로 간격을 두고 외면에 형성되어 있는 제2내부거푸집 부재를 중공관으로 이루어진 제1내부거푸집 부재의 외면에 피복하여 내부거푸집을 준비하는 단계; 외부거푸집의 내면과의 간격에 의해 이격공간이 존재하도록 내부거푸집을 외부거푸집의 내부공간에 배치하는 단계; 이격공간에 콘크리트를 타설하여 양생시키는 단계; 제1내부거푸집 부재를 종방향으로 인발하여 제거하는 단계; 및 제2내부거푸집 부재를 수축시키는 형태로 변형시켜서 제2내부거푸집 부재를 양생된 콘크리트로부터 떨어져 분리시켜서 제2내부거푸집 부재를 종방향으로 빼내어 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 내측전단홈이 형성된 프리캐스트 콘크리트 중공기둥의 제작방법이 제공된다.

위와 같은 본 발명에 따른 프리캐스트 콘크리트 중공기둥의 제작방법에 있어서, 내부거푸집은 프리캐스트 콘크리트 중공기둥의 전체 길이보다 더 짧은 종방향 길이를 가지고 있고; 제1내부거푸집 부재에서 프리캐스트 중공기둥의 내측 방향으로의 단부는 막혀있는 구성을 가지고 있으며; 내부거푸집을 외부거푸집의 내부공간에 이격공간이 존재하도록 배치할 때, 내부거푸집을 종방향의 일측에 치우쳐서 배치함으로써; 내측전단홈이 내면에 형성되어 있는 중공이, 프리캐스트 중공기둥의 종방향으로 일측 단부에서부터 시작하여 전체 프리캐스트 중공기둥의 종방향 길이 중 일부에만 형성되어 있도록 구성될 수도 있다.

특히, 이 경우, 외부거푸집의 내부공간에서, 내부거푸집이 배치되는 부분에는 내부보강철근 조립체를 배치하여, 외부거푸집의 내부에 콘크리트가 채워졌을 때 내부보강철근 조립체가 콘크리트 내에 매립되어 보강기능을 발휘하게 되는 구성을 가질 수도 있다.

한편, 본 발명에서는 상기한 목적을 달성하기 위하여, 상기한 본 발명의 제작방법에 의해 제작된 내측전단홈이 형성된 프리캐스트 콘크리트 중공기둥의 중공 내부에 콘크리트가 채워져서 형성되는 기둥구조물이 제공된다.

본 발명에 의하면, 작업자가 중공 내부로 접근할 수 없을 정도의 작은 크기의 중공을 가지는 중소구경의 프리캐스트 콘크리트 중공기둥에 대해서도 중공 내면에 내측전단홈이 형성되어 있는 형태로 용이하게 제작할 수 있게 되는 효과가 발휘된다.

따라서 본 발명에 의하면 프리캐스트 콘크리트 중공기둥과 그 중공 내에 채워진 콘크리트가 구조적으로 견고하게 일체화된 기둥구조물을 구축할 수 있게 된다.

도 1은 종래 기술에 따른 프리캐스트 콘크리트 중공기둥 및 본 발명에 따라 제작된 내측전단홈이 형성된 프리캐스트 콘크리트 중공기둥을 이용하여 시공된 기둥구조물의 각각에 대한 개략적인 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 내측전단홈 형성 프리캐스트 콘크리트 중공기둥의 제작을 위한 내부거푸집에 대한 개략적인 분해 사시도와 조립 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 내부거푸집의 개략적인 횡방향의 단면도 및 종방향 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 내측전단홈 형성 프리캐스트 콘크리트 중공기둥의 제작을 위하여 외부거푸집의 내부에 내부거푸집이 배치되는 상태를 보여주는 개략적인 분해 사시도이다.
도 5는 도 4에 도시된 상태에 후속한 상태에 대한 개략적인 조립 사시도 및 개략적인 종방향 단면도이다.
도 6은 도 5에 도시된 상태에 후속하여 이격공간에 콘크리트가 타설된 후의 상태에 대한 개략적인 횡방향 반단면 사시도 및 종방향 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 내측전단홈 형성 프리캐스트 콘크리트 중공기둥의 제작을 위하여 외부거푸집을 탈형하고 내부거푸집을 제거하는 과정을 보여주는 개략적인 사시도 및 횡방향 단면도이다.
도 8은 도 7의 상태에 후속하여 제2내부거푸집 부재를 제거하는 상태를 보여주는 개략적인 사시도, 횡방향의 반단면 사시도 및 횡방향 단면도이다.
도 9는 본 발명의 제1실시예에 따른 내측전단홈 형성 프리캐스트 콘크리트 중공기둥의 개략적인 사시도 및 횡방향 반단면 사시도이다.
도 10은 본 발명의 제2실시예에서 외부거푸집의 내부에 내부거푸집이 배치되는 상태와 배치된 후의 상태를 각각 보여주는 개략적인 분해 사시도와 조립 사시도이다.
도 11은 본 발명의 제2실시예에서 내부거푸집을 제거하는 과정을 순차적으로 보여주는 개략적인 횡방향 단면도이다.
도 12는 본 발명의 제2실시예에 따른 내측전단홈 형성 프리캐스트 콘크리트 중공기둥의 개략적인 횡방향 반단면 사시도이다.
도 13은 본 발명의 제3실시예에서 외부거푸집의 내부에 내부거푸집과 내부보강철근 조립체가 배치되는 상태와 배치된 후의 상태를 보여주는 개략적인 분해 사시도와 조립 사시도이다.
도 14는 본 발명의 제3실시예에서 내부거푸집을 제거하는 과정을 순차적으로 보여주는 개략적인 횡방향 단면도이다.
도 15는 본 발명의 제1실시예에 따른 내측전단홈 형성 프리캐스트 콘크리트 중공기둥을 이용하는 제1사례에 따른 기둥구조물에 대한 개략적인 반단면 사시도이다.
도 16은 철근이 배근되어 보강된 본 발명의 내측전단홈 형성 프리캐스트 콘크리트 중공기둥을 이용하는 제2사례에 따른 기둥구조물에 대한 개략적인 반단면 사시도이다.
도 17은 본 발명의 제3실시예에 따른 내측전단홈 형성 프리캐스트 콘크리트 중공기둥을 이용한 기둥구조물을 보여주는 개략적인 반단면 사시도이다.

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. <발명의 설명>서 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.

도 2 내지 도 9는 본 발명의 제1실시예에 따른 내측전단홈 형성 프리캐스트 콘크리트 중공기둥(100)(이하, "프리캐스트 중공기둥"이라고 약칭함)을 제작하는 방법에 대한 도면이다. 구체적으로 도 2 및 도 3에는 프리캐스트 중공기둥(100)을 제작하기 위하여 사용되는 내부거푸집(1)이 도시되어 있는데, 도 2의 (a)에는 내부거푸집(1)을 이루는 제1내부거푸집 부재(11)와 제2내부거푸집 부재(12)가 아직 조립되지 않은 상태의 분해 사시도가 도시되어 있으며, 도 2의 (b)에는 제1내부거푸집 부재(11)와 제2내부거푸집 부재(12)가 조립되어 있는 상태를 보여주는 조립 사시도가 도시되어 있다. 도 3의 (a)에는 도 2의 (b)에 도시된 선 A-A에 따른 개략적인 횡방향의 단면도가 도시되어 있으며, 도 3의 (b)에는 도 2의 (b)에 도시된 선 B-B 위치 즉, 전단돌기(120) 형성 위치에서의 내부거푸집(1)에 대한 개략적인 종방향 단면도가 도시되어 있으며, 도 3의 (c)에는 도 2의 (b)에 도시된 선 C-C 위치 즉, 전단돌기(120)가 형성되지 않은 위치에서의 내부거푸집(1)에 대한 개략적인 종방향 단면도가 도시되어 있다.

본 발명의 프리캐스트 중공기둥(100)을 제작하기 위해서는 도 2 및 도 3에 도시된 구성의 내부거푸집(1)을 이용하게 되는데, 내부거푸집(1)은 중공관(中空管)으로 이루어진 제1내부거푸집 부재(11)와, 프리캐스트 중공기둥(100)의 중공 내면에 내측전단홈(101)을 형성하기 위하여 제1내부거푸집 부재(11)의 외면에 피복되는 제2내부거푸집 부재(12)를 포함하여 구성된다. 제1내부거푸집 부재(11)는 종방향으로 연장된 중공관으로 이루어진 부재로서 제2내부거푸집 부재(12)의 형태를 유지할 수 있게 하는 견고한 재질 즉, 강관이나 FRP관 등으로 제작된다. 제2내부거푸집 부재(12)는 제1내부거푸집 부재(11)의 외면에 피복되는 부재로서, 그 외면에는 링 형상의 전단돌기(120)가 종방향으로 간격을 두고 형성되어 있다. 후술하는 것처럼 내부거푸집(1)의 외부에 콘크리트가 타설되어 프리캐스트 중공기둥(100)이 제작될 때, 전단돌기(120)에 의해 프리캐스트 중공기둥(100)의 내면에는 내측전단홈(101)이 형성된다.

프리캐스트 중공기둥(100)의 제작을 위해 내부거푸집(1)의 외부에 콘크리트는 양생과정에서 건조수축되면서 내부거푸집(1)의 반지름 방향으로 압축력이 작용하게 된다. 제2내부거푸집 부재(12)는 이러한 압축력을 수용할 수 있어야 하며, 프리캐스트 중공기둥(100)을 이루는 콘크리트가 양생된 후에는 프리캐스트 중공기둥(100)의 내면으로부터 쉽게 분리되어야 한다. 따라서 제2내부거푸집 부재(12)는 고무, 합성수지 등과 같이 변형될 수 있는 재질로 제작된다.

본 발명의 프리캐스트 중공기둥(100)을 제작하기 위해서는 상기한 내부거푸집(1)과 더불어, 외부거푸집(2)도 필수적으로 이용하게 된다. 외부거푸집(2)은 내부거푸집(1)의 직경보다 더 큰 내부 직경을 가지며 종방향으로 연장되어 있는 속이 빈 관 부재로 이루어지며, 내부거푸집(1)은 외부거푸집(2)의 내부공간에서 외부거푸집(2)의 내면과 간격을 둔 상태로 배치된다. 도 4 내지 도 6에는 각각 외부거푸집(2)에 내부거푸집(1)이 배치되는 구성이 도시되어 있는데, 도 4에는 외부거푸집(2)의 내부에 내부거푸집(1)이 배치되는 상태를 보여주는 개략적인 분해 사시도가 도시되어 있고, 도 5의 (a)에는 외부거푸집(2)의 내부에 내부거푸집(1)이 배치되도록 외부거푸집(2)의 조립 설치가 완료된 상태를 보여주는 개략적인 조립 사시도가 도시되어 있으며, 도 5의 (b)에는 도 5의 (a)에 도시된 선 B-B에 따른 개략적인 종방향 단면도가 도시되어 있다. 도 6의 (a)에는 외부거푸집(2)의 내부에 내부거푸집(1)이 배치되고 이격공간(S)에 콘크리트(C1)가 타설된 후의 상태에 대한 도 5의 (a)에 도시된 선 A-A에 따른 개략적인 횡방향 반단면 사시도가 도시되어 있으며, 도 6의 (b)에는 도 6의 (a)에 도시된 선 D-D에 따른 개략적인 종방향 단면도가 도시되어 있다.

도 4 내지 도 6에 도시된 실시예의 경우, 외부거푸집(2)은 관부재를 절반으로 나눈 형태 즉, 하프 파이프(half pipe) 형태의 반원형 상부 관(21)과 하부 관(22)의 조립으로 이루어져 있다. 따라서 도 4에 도시된 것처럼, 제1내부거푸집 부재(11)와 제2내부거푸집 부재(12)의 조립으로 이루어진 내부거푸집(1)을 하부 관(22)의 내부에서 하부 관(22)의 내면과 간격을 가지도록 이격된 상태로 배치한 후, 내부거푸집(1)을 덮도록 상부 관(21)을 설치하여 하부 관(22)과 조립한다. 이 때 상부 관(21)과 내부거푸집(1) 사이에도 간격이 존재한다. 상,하부 관(21, 22)과 내부거푸집(1) 사이에 이격공간(S)을 확보하기 위해서는, 도면에는 도시되지 않았지만 하부 관(22) 내에 스페이서를 배치한 후, 스페이서에 의해 내부거푸집(1)이 지지되는 형태로 내부거푸집(1)을 하부 관(22)에 배치할 수 있다. 물론 또다른 방법으로서 상부 관(21)의 내면에 스페이서를 부착 설치한 상태에서 상부 관(21)을 조립함으로써, 상부 관(21)과 내부거푸집(1) 사이의 이격공간(S)을 용이하게 확보할 수도 있다.

이와 같이 상,하부 관(21, 22)의 조립에 의해 외부거푸집(2)이 만들어지되, 외부거푸집(2)의 내부에는 상,하부 관(21, 22)의 내면과 간격을 두고 내부거푸집(1)이 배치되며, 따라서 내부거푸집(1)과 상,하부 관(21, 22) 사이에는 프리캐스트 중공기둥(100)을 제작하기 위한 콘크리트(C1)가 타설될 수 있는 이격공간(S)이 형성된다(도 5의 (b) 참조). 도 4 내지 도 6에 도시된 실시예의 경우, 상부 관(21)에는 콘크리트(C1)를 이격공간(S)으로 주입하여 타설할 수 있는 주입홀(210)이 형성되어 있다.

이와 같이 이격공간(S)이 형성되도록 외부거푸집(2)의 내부에 내부거푸집(1)이 배치된 상태에서 이격공간(S)에 콘크리트(C1)를 타설한 후, 콘크리트(C1)가 양생되면 상,하부 관(21, 22)을 서로 분리하여 탈형함으로써 프리캐스트 중공기둥(100)이 만들어진다. 도면에는 도시되지는 않았지만, 필요에 따라서는 이격공간(S)에 콘크리트(C1)를 타설하기에 앞서 프리캐스트 중공기둥(100)의 보강을 위한 주철근, 또는 주철근과 띠철근으로 이루어진 철근망 등을 미리 배치하여 콘크리트(C1)에 매립되도록 할 수 있다.

한편, 도면에 도시된 실시예의 경우, 상,하부 관(21, 22)의 조립에 의해 만들어진 외부거푸집(2)은 원형 단면을 가지고 있지만 외부거푸집(2)의 단면 형상은 이에 한정되지 아니하며, 제작하고자 하는 프리캐스트 중공기둥(100)의 단면 형상에 맞추어서 외부거푸집(2)의 단면 형상은 타원형, 다각형 등으로 이루어질 수 있는 것이다.

외부거푸집(2)을 탈형한 상태에서 프리캐스트 중공기둥(100)에는 아직 내부거푸집(1)이 존재한다. 특히, 앞서 살펴본 것처럼, 내부거푸집(1)은 제1내부거푸집 부재(11)와 제2내부거푸집 부재(12)를 포함하는데, 제1내부거푸집 부재(11)는 프리캐스트 중공기둥(100)의 중공을 형성하기 위하여 형태를 유지할 수 있는 강관 등의 단단한 재질로 제작된 반면에, 제2내부거푸집 부재(12)는 수축이 용이한 합성수지, 고무 등의 재질로 제작되어 있다. 따라서 프리캐스트 중공기둥(100)을 위한 콘크리트(C1)에 건조수축이 발생하더라도, 이를 제2내부거푸집 부재(12)가 수용하게 되며 제2내부거푸집 부재(12)의 내측에 위치하는 제1내부거푸집 부재(11)는 쉽게 인발될 수 있는 상태에 있다.

본 발명에서는 프리캐스트 중공기둥(100)을 위한 콘크리트(C1)가 양생된 후 다음과 같은 과정을 통해서 내부거푸집(1)을 제거하게 된다. 우선 프리캐스트 중공기둥(100)에서 제1내부거푸집 부재(11)를 종방향으로 빼내어 제거한다. 제1내부거푸집 부재(11)가 제거되었으므로, 제2내부거푸집 부재(12)는 제1내부거푸집 부재(11)가 존재하였던 공간 방향으로 변형될 수 있는 상태에 있게 되며, 따라서 작업자는 제2내부거푸집 부재(12)를 수축시키는 형태로 변형시켜서 제2내부거푸집 부재(12)가 양생된 콘크리트(C1)의 외면 즉, 프리캐스트 중공기둥(100)의 중공 내면으로부터 떨어져 분리되도록 하여 제2내부거푸집 부재(12)를 종방향으로 빼내어 제거한다.

도 7 및 도 8에는 이와 같이 외부거푸집(2)을 탈형하고 프리캐스트 중공기둥(100)에서 내부거푸집(1)을 제거하는 과정이 도시되어 있는데, 도 7의 (a)에는 외부거푸집(2)의 상,하부 관(21, 22)을 서로 분리하여 탈형하면서 제1내부거푸집 부재(11)를 종방향으로 빼내는 상태를 보여주는 개략적인 사시도가 도시되어 있고, 도 7의 (b)에는 도 7의 (a)에 도시된 선 A-A에 따른 개략적인 횡방향 단면도가 도시되어 있다. 도 8의 (a)에는 제1내부거푸집 부재(11)를 인발하여 제거한 후, 제2내부거푸집 부재(12)를 제거하는 상태를 보여주는 개략적인 사시도가 도시되어 있으며, 도 8의 (b) 및 도 8의 (c)에는 각각 도 7의 (a)에 도시된 선 A-A에 따른 개략적인 횡방향의 반단면 사시도 및 단면도가 도시되어 있다. 도 7 및 도 8에서는 외부거푸집(2)의 탈형과 제1내부거푸집 부재(11)의 인발 제거가 동시에 수행되는 것으로 도시되어 있고, 위에서는 외부거푸집(2)의 탈형이 이루어진 후 내부거푸집(1)을 제거하는 것으로 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 즉, 본 발명에서 외부거푸집(2)의 탈형은 제1내부거푸집 부재(11)의 인발 제거가 완료된 후에 수행되어도 무방하며, 더 나아가 제1내부거푸집 부재(11) 뿐만 아니라 제2내부거푸집 부재(12)까지도 모두 제거된 후에 외부거푸집(2)이 탈형되어도 무방한 것이다.

본 발명에서는 위와 같은 과정에 의해 쉽게 내부거푸집(1)을 제거할 수 있게 되고, 그에 따라 중공을 가지고 있으며 중공의 내면에는 오목한 내측전단홈(101)이 형성되어 있는 본 발명의 제1실시예에 따른 프리캐스트 중공기둥(100)의 제작이 완료된다. 도 9의 (a)에는 제2내부거푸집 부재(12)를 완전히 제거하여 제작이 완료된 본 발명의 제1실시예에 따른 프리캐스트 중공기둥(100)의 개략적인 사시도가 도시되어 있고, 도 9의 (b)에는 도 9의 (a)에 표시된 선 A-A에 따른 개략적인 횡방향 반단면 사시도가 도시되어 있다.

위에서 살펴본 것처럼, 본 발명의 제작방법에 의하면, 작업자가 중공 내부로 접근할 수 없을 정도의 작은 크기의 중공을 가지는 중소구경의 프리캐스트 콘크리트 중공기둥일지라도 중공 내면에 내측전단홈(101)이 형성되어 있는 형태로 용이하게 제작할 수 있게 된다.

한편, 위에서 도 2 내지 도 9를 참조하여 살펴본 본 발명의 제1실시예에 따른 프리캐스트 중공기둥(100)의 경우, 종방향의 전체 길이에 걸쳐 중공이 형성되어 있는 구성을 가지고 있다. 그러나 필요에 따라서는 내측전단홈(101)이 내면에 형성되어 있는 중공이 프리캐스트 중공기둥(100)의 종방향으로 일측 단부에서부터 시작하여 전체 프리캐스트 중공기둥(100)의 종방향 길이 중 일부에만 형성될 수도 있다.

다음에서는 도 10 내지 도 13을 참조하여 이와 같이 중공이 종방향으로 길이의 일부에만 형성되어 있는 구성을 가지는 본 발명의 제2실시예에 따른 프리캐스트 중공기둥(100)과 그 제작방법에 대해 설명한다. 본 발명의 제2실시예에 따라 제작되는 프리캐스트 중공기둥(100)에 대해 설명함에 있어서, 앞서 도 2 내지 도 9를 참조하여 설명한 본 발명의 제1실시예와 동일한 내용에 대해서는 반복 설명을 생략한다.

도 10의 (a)에는 본 발명의 제2실시예에서 외부거푸집(2)의 내부에 내부거푸집(1)이 배치되는 상태를 보여주는 개략적인 분해 사시도가 도시되어 있고, 도 10의 (b)에는 도 10의 (a) 상태에 후속하여 외부거푸집(2)의 내부에 내부거푸집(1)이 배치되도록 외부거푸집(2)의 조립 설치가 완료된 상태를 보여주는 개략적인 조립 사시도가 도시되어 있다.

앞서 도 2 내지 도 9를 참조하여 설명한 본 발명의 제1실시예와 마찬가지로, 본 발명의 제2실시예에서도 프리캐스트 중공기둥(100)을 제작하기 위하여, 제1내부거푸집 부재(11)와 제2내부거푸집 부재(12)를 포함하는 내부거푸집(1)과, 상,하부 관(21, 22)으로 이루어진 외부거푸집(2)을 이용한다. 그러나 본 발명의 제1실시예와 다르게, 본 발명의 제2실시예에서 내부거푸집(1)은 도 10에 도시된 것처럼, 프리캐스트 중공기둥(100)의 전체 길이보다 더 짧은 종방향 길이를 가진다. 그리고 내부거푸집(1)의 제1내부거푸집 부재(11)에서, 프리캐스트 중공기둥(100)의 내측 방향으로의 단부는 막혀있다.

이와 같이 프리캐스트 중공기둥(100)의 종방향 전체 길이보다 짧고 외부거푸집(2)의 종방향 전체 길이보다도 짧은 내부거푸집(1)을, 앞서 본 발명의 제1실시예를 제작할 때와 마찬가지로, 외부거푸집(2)의 내부에 이격공간(S)을 가지도록 배치하는데, 다만 본 발명의 제1실시예와 달리 내부거푸집(1)을 외부거푸집(2)의 종방향의 일측에 치우쳐서 배치한다. 후속하여 이격공간(S) 및 내부거푸집(1)이 존재하지 않은 외부거푸집(2)의 내부 공간에 콘크리트(C1)를 타설하여 프리캐스트 중공기둥(100)을 제작한다.

콘크리트(C1)가 양생되어 프리캐스트 중공기둥(100)이 제작되면, 본 발명의 제1실시예를 제작할 때와 마찬가지로, 제1내부거푸집 부재(11)를 종방향으로 빼내어 제거하고 제2내부거푸집 부재(12)를 변형시켜서 프리캐스트 중공기둥(100)의 중공 내면으로부터 떨어져 분리시킨 후, 제2내부거푸집 부재(12)를 종방향으로 빼냄으로써 내부거푸집(1)을 제거한다. 도 11의 (a)에는 본 발명의 제2실시예에서 프리캐스트 중공기둥(100)에서 제1내부거푸집 부재(11)를 종방향으로 빼내는 상태를 보여주는 도 7의 (b)에 대응되는 개략적인 횡방향 단면도가 도시되어 있고, 도 11의 (b)에는 도 11의 (a)에 후속하여 제2내부거푸집 부재(12)를 제거하는 상태를 보여주는 도 8의 (c)에 대응되는 개략적인 횡방향 단면도가 도시되어 있다. 도 12에는 제2내부거푸집 부재(12)를 완전히 제거하여 제작이 완료된 본 발명의 제2실시예에 따른 프리캐스트 중공기둥(100)에 대한 도 9의 (b)에 대응되는 개략적인 횡방향 반단면 사시도가 도시되어 있다.

위에서 설명한 본 발명의 제2실시예처럼, 내,외부거푸집(1, 2)을 이용하여 프리캐스트 중공기둥(100)의 일측에만 오목한 내측전단홈(101)이 내면에 형성되어 있는 중공을 가지도록 함에 있어서, 필요에 따라서는 프리캐스트 중공기둥(100)에서 중공이 형성되지 않은 부분에는 내부보강철근(5)을 매립 배치할 수도 있다.

도 13의 (a)에는 중공이 형성되지 않은 부분에 내부보강철근이 매립 배치되어 있는 본 발명의 제3실시예에 따른 프리캐스트 중공기둥을 제작하기 위하여 외부거푸집(2)의 내부에 내부거푸집(1)과 내부보강철근 조립체(5)를 배치하는 상태를 보여주는 도 10의 (a)에 대응되는 개략적인 분해 사시도가 도시되어 있고, 도 13의 (b)에는 도 13의 (a) 상태에 후속하여 외부거푸집(2)의 내부에 내부거푸집(1)과 내부보강철근 조립체(5)의 배치되고 외부거푸집(2)의 조립 설치가 완료된 상태를 보여주는 개략적인 조립 사시도가 도시되어 있다.

본 발명의 제3실시예에서도, 앞서 설명한 본 발명의 제2실시예와 마찬가지로, 프리캐스트 중공기둥(100)을 제작하기 위하여 제1내부거푸집 부재(11)와 제2내부거푸집 부재(12)를 포함하는 내부거푸집(1)과, 상,하부 관(21, 22)으로 이루어진 외부거푸집(2)을 이용하되, 내부거푸집(1)은 프리캐스트 중공기둥(100)의 전체 길이보다 더 짧은 종방향 길이를 가지고 있다. 그런데 본 발명의 제3실시예에서는 내부거푸집(1)을 외부거푸집(2) 내에 이격공간을 가지도록 배치할 때, 도 13의 (a)에 도시된 것처럼, 내부거푸집(1)이 존재하는 않는 부분에는 내부보강철근 조립체(5)를 외부거푸집(2) 내에 배치한다. 즉, 내부거푸집(1)과 종방향으로 연속하여 내부보강철근 조립체(5)를 위치시켜 외부거푸집(2) 내에 배치하는 것이다. 내부보강철근 조립체(5)는 종방향의 주철근으로 이루어지거나 또는 도면에 예시된 것처럼 종방향의 주철근과 띠철근으로 이루어진 철근망의 형태로 이루어질 수 있다. 내부보강철근 조립체(5)를 배치함에 있어서는, 주철근의 단부가 제1내부거푸집 부재(11)의 내부로 돌출되도록 하는 것도 바람직하다. 이는 본 발명의 프리캐스트 중공기둥(100)을 사용할 때, 중공을 통해서 삽입 배치되는 내부철근을, 내부보강철근(5)의 단부와 용이하게 결속시켜서 일체화시키는데 유리하기 때문이며, 더 나아가 프리캐스트 중공기둥(100)의 중공에 채워지는 콘크리트와 프리캐스트 중공기둥(100)을 구조적으로 더욱 견고하게 일체화시키는데 유리하기 때문이다.

도 14의 (a)에는 본 발명의 제3실시예에서 프리캐스트 중공기둥(100)에서 제1내부거푸집 부재(11)를 종방향으로 빼내는 상태를 보여주는 도 11의 (a)에 대응되는 개략적인 횡방향 단면도가 도시되어 있고, 도 14의 (b)에는 도 14의 (a)에 후속하여 제2내부거푸집 부재(12)를 제거하는 상태를 보여주는 도 11의 (b)에 대응되는 개략적인 횡방향 단면도가 도시되어 있으며, 도 11의 (c)에는 제2내부거푸집 부재(12)의 제거가 완료되어 본 발명의 제3실시예에 따른 프리캐스트 중공기둥(100)이 완성된 상태를 보여주는 개략적인 횡방향 단면도가 도시되어 있다. 본 발명의 제3실시예에서, 제1,2내부거푸집 부재(11, 12)의 제거, 외부거푸집(2)의 탈형 등의 기타 방법 단계와 구성, 그리고 그에 따른 효과는 앞서 설명한 본 발명의 다른 실시예와 동일하므로 반복 설명은 생략한다.

위에서 설명한 본 발명의 여러 가지 실시예에 따른 프리캐스트 중공기둥(100)은 그 중공 내에 콘크리트(C2)가 채워짐으로써 기둥구조물을 이루게 된다. 본 발명에 따른 프리캐스트 중공기둥(100)은 기본적으로 도 1의 (a)에 도시된 것처럼, 중공 내에 콘크리트(C2)가 채워진 기둥구조물의 구축에 이용된다. 본 발명의 프리캐스트 중공기둥(100)은 그 내면에 오목한 내측전단홈(101)이 형성되어 있으므로, 중공 내에 콘크리트(C2)가 채워져 경화되었을 때, 프리캐스트 중공기둥(100)과 신규 타설된 콘크리트(C2) 간에는 견고한 전단결합이 이루어져서 구조적으로 일체화된 기둥구조물이 구축된다. 이 때, 필요에 따라서는 중공 내에 철근조립체를 배치하고 철근조립체의 상,하부를 상측 및 하측에 위치하는 구조체의 보강철근과 연결함으로써, 기둥구조물이 배치되는 상,하측 구조체와 견고하게 일체화시킬 수 있게 된다.

도 15에는 본 발명의 제1실시예에 따른 프리캐스트 중공기둥(100)을 이용하는 제1사례에 따른 기둥구조물을 보여주는 개략적인 반단면 사시도가 도시되어 있다. 본 발명의 제1실시예에 따른 프리캐스트 중공기둥(100)은, 전체 길이에 걸쳐 중공이 형성되어 있으므로, 도 15에 예시된 것처럼 프리캐스트 중공기둥(100)의 전체 높이에 대해 중공 내에 철근조립체(8)를 배치할 수 있다. 이 때 하측 구조체(400) 내에 매립된 연결철근(410)을 상부로 연장시켜서 프리캐스트 중공기둥(100)의 중공 내에서 철근조립체(8)의 하단부와 결속(예를 들면, 겹이음 등)한 상태에서, 철근조립체(8)가 콘크리트(C2)에 매립되도록 함으로써 본 발명의 프리캐스트 중공기둥(100)을 이용한 기둥구조물이 하측 구조체(400)와 더욱 견고하게 일체화된 상태로 설치될 수 있는 것이다. 본 발명의 프리캐스트 중공기둥(100)을 이용한 기둥구조물과, 그 상부에 설치된 상측 구조체와의 일체화를 위하여, 필요에 따라서는 도 15에 도시된 것처럼 철근조립체(8)의 상단부를 프리캐스트 중공기둥(100)의 상측 외부로 노출되도록 더 연장시켜두는 것도 바람직하다.

한편, 앞서 본 발명의 제1실시예에 대해 설명할 때 언급한 것처럼, 이격공간(S)이 형성되도록 외부거푸집(2)의 내부에 내부거푸집(1)이 배치된 상태에서 이격공간(S)에 철근, 또는 주철근과 띠철근으로 이루어진 철근망(9)을 미리 배치한 후, 콘크리트(C1)를 타설하여 프리캐스트 중공기둥(100)을 제작할 수도 있다. 도 16에는 이와 같이 철근이 배근되어 보강된 본 발명의 프리캐스트 중공기둥(100)을 이용한 제2사례에 따른 기둥구조물을 보여주는 개략적인 반단면 사시도가 도시되어 있다. 이 경우에는 앞서 도 15와 관련하여 살펴본 제1사례와는 달리, 프리캐스트 중공기둥(100)의 본체 내에 보강용 철근망(9)이 이미 배치된 상태이므로, 프리캐스트 중공기둥(10)의 중공 내부에 철근조립체(8)를 배치하지 않는다. 이 경우, 도 16에 도시된 것처럼, 하측 구조체(400)에 배근되는 보강철근(410)을 프리캐스트 중공기둥(100)의 중공 내부로 연장하여 콘크리트(C2)에 매립되도록 할 수 있다. 그리고 프리캐스트 중공기둥(100)의 상부에는 추가적으로 상측 구조체의 보강철근과의 결속을 위한 추가적인 상부연결철근(81)을 배치할 수 있다. 이 때, 추가적인 상부연결철근(81)의 하부는 프리캐스트 중공기둥(100)의 중공 내부로 연장되어 콘크리트(C2)에 매립되며 연결철근(81)의 상부는 프리캐스트 중공기둥(100)의 상측 외부로 노출된다.

도 17에는 본 발명의 제3실시예에 따른 프리캐스트 중공기둥(100)을 이용한 기둥구조물을 보여주는 개략적인 반단면 사시도가 도시되어 있다. 앞서 살펴본 것처럼 본 발명의 제3실시예에 따른 프리캐스트 중공기둥(100)은 중공이 일측에만 형성되어 있다. 따라서 도 17에 도시된 것처럼 중공이 형성된 부분이 상부가 되도록 프리캐스트 중공기둥(100)을 위치시킨 후 중공 내에 철근조립체(8)를 배치한다. 이 때 철근조립체(8)의 상단부를 프리캐스트 중공기둥(100)의 상측으로 더 연장시켜 상측 구조체에 매립되도록 할 수 있다. 한편, 도면에 예시된 것처럼 프리캐스트 중공기둥(100)에 매립되어 있던 내부보강철근 조립체(5)의 주철근 단부가 중공 내로 돌출되어 있는 경우에는, 그 돌출된 주철근 단부가 프리캐스트 중공기둥(100)의 중공 내에 채워지는 콘크리트(C2)에 매립된다. 필요에 따라서는 콘크리트(C2)의 타설에 앞서, 프리캐스트 중공기둥(100)의 중공 내부로 돌출되어 있는 내부보강철근 조립체(5)의 돌출 부분을 철근조립체(8)와 결속시키는 것도 바람직하다. 이러한 구성에 의해 콘크리트(C2)와 프리캐스트 중공기둥(100)이 구조적으로 더욱 더 견고하게 일체화될 수 있다.

1: 내부거푸집
2: 외부거푸집
11: 제1내부거푸집 부재
12: 제2내부거푸집 부재
21: 상부 관
22: 하부 관
100: 프리캐스트 콘크리트 중공기둥

Claims

삭제
중공 내면에 내측전단홈(101)이 형성된 프리캐스트 콘크리트 중공기둥(100)을 제작하는 방법으로서,
내측전단홈(101)의 형성을 위한 링 형상의 전단돌기(120)가 종방향으로 간격을 두고 외면에 형성되어 있는 제2내부거푸집 부재(12)를 중공관으로 이루어진 제1내부거푸집 부재(11)의 외면에 피복하여 내부거푸집(1)을 준비하는 단계;
외부거푸집(2)의 내면과의 간격에 의해 이격공간(S)이 존재하도록 내부거푸집(1)을 외부거푸집(2)의 내부공간에 배치하는 단계;
이격공간(S)에 콘크리트(C1)를 타설하여 양생시키는 단계;
제1내부거푸집 부재(11)를 종방향으로 인발하여 제거하는 단계; 및
제2내부거푸집 부재(12)를 수축시키는 형태로 변형시켜서 제2내부거푸집 부재(12)를 양생된 콘크리트(C1)로부터 떨어져 분리시켜서 제2내부거푸집 부재(12)를 종방향으로 빼내어 제거하는 단계를 포함하며;
내부거푸집(1)은 프리캐스트 콘크리트 중공기둥(100)의 전체 길이보다 더 짧은 종방향 길이를 가지고 있고;
제1내부거푸집 부재(11)에서 프리캐스트 중공기둥(100)의 내측 방향으로의 단부는 막혀있는 구성을 가지고 있으며;
내부거푸집(1)을 외부거푸집(2)의 내부공간에 이격공간(S)이 존재하도록 배치할 때, 내부거푸집(1)을 종방향의 일측에 치우쳐서 배치함으로써;
내측전단홈(101)이 내면에 형성되어 있는 중공이, 프리캐스트 중공기둥(100)의 종방향으로 일측 단부에서부터 시작하여 전체 프리캐스트 중공기둥(100)의 종방향 길이 중 일부에만 형성되어 있도록 하는 것을 특징으로 하는 내측전단홈이 형성된 프리캐스트 콘크리트 중공기둥의 제작방법.
제2항에 있어서,
외부거푸집(2)의 내부공간에서, 내부거푸집(1)이 배치되는 부분에는 내부보강철근 조립체(5)를 배치하여,
외부거푸집(2)의 내부에 콘크리트(C1)가 채워졌을 때 내부보강철근 조립체(5)가 콘크리트(C1) 내에 매립되어 보강기능을 발휘하게 되는 것을 특징으로 하는 내측전단홈이 형성된 프리캐스트 콘크리트 중공기둥의 제작방법.
중공이 형성되어 있는 프리캐스트 콘크리트 중공기둥의 중공 내부에 콘크리트(C2)가 채워져서 형성되는 기둥구조물로서,
프리캐스트 콘크리트 중공기둥은, 청구항 2 또는 청구항 3의 제작방법에 의해 제작된 내측전단홈이 형성된 프리캐스트 콘크리트 중공기둥(100)인 것을 특징으로 하는 기둥구조물.