KR101657628B1 - 강관을 이용한 지하구조물의 역타공법 - Google Patents

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    • E02D29/00Independent underground or underwater structures; Retaining walls
    • E02D29/045Underground structures, e.g. tunnels or galleries, built in the open air or by methods involving disturbance of the ground surface all along the location line; Methods of making them

Abstract

본 발명은 강관을 이용하여 구조적 성능이 우수한 CFT 기둥을 형성하면서도 CFT 기둥이 보와 강접합 되도록 하여 구조물의 성능 및 공간의 활용성을 향상시킬 수 있는 강관을 이용한 지하구조물의 역타공법에 관한 것이다.
상기 지하구조물의 역타공법은, a) 기둥이 설치될 위치에 천공홀을 천공하고 상기 천공홀 내에 강관을 삽입하여 고정하는 단계; b) 상기 강관 내에 충전콘크리트를 타설하여 CFT 기둥을 형성하되, 상기 CFT 기둥의 상단 위로 앵커볼트가 돌출되도록 충전콘크리트 내에 앵커볼트의 하단부를 매립하는 단계; c) 상기 앵커볼트를 통하여 CFT 기둥 위에 1층 바닥 시공을 위한 철골보를 접합하는 단계; d) 1층 바닥 시공을 위한 슬래브철근을 배근하면서 상기 CFT 기둥 주위에 수직철근 및 띠철근을 배근하되, 상기 수직철근 및 띠철근은 철골보의 하면에서 일정거리 이격된 높이에서부터 그 상부로 배근되도록 하는 단계; e) 상기 슬래브철근, 수직철근 및 띠철근이 매립되도록 콘크리트를 타설하되, 수직철근의 단부는 콘크리트 외부로 돌출되도록 하는 단계;를 포함하여 이루어진다.

Description

강관을 이용한 지하구조물의 역타공법{Top-down method for building undergroud structure using steel pipe}
본 발명은 지하구조물의 역타공법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 강관을 이용하여 구조적 성능이 우수한 CFT 기둥을 형성하면서도 CFT 기둥이 보와 강접합 되도록 하여 구조물의 성능 및 공간의 활용성을 향상시킬 수 있는 강관을 이용한 지하구조물의 역타공법에 관한 것이다.
강관 내에 콘크리트를 충진하여 형성되는 CFT 구조재는, 강관의 두께가 크지 않더라도 구조재의 외측에서 강관이 콘크리트를 구속해주므로 적은 강재량으로 우수한 구조적 성능을 발휘할 수 있다.
이러한 CFT 구조재가 기둥으로 사용되는 경우, 기둥 자체만으로는 매우 큰 축력을 지지할 수 있지만 보와의 접합부에서 보의 하중 등에 의해 기둥의 외피를 이루는 강관이 파단될 수 있기 때문에 다이어프램으로 접합부를 보강해주는 것이 바람직하다. 상기 다이어프램으로는 내다이어프램, 외다이어프램 및 관통형 다이어프램이 있는데, 내다이어프램 및 관통형 다이어프램은 강관에 부착하기가 쉽지 않아 공장에서 강관에 부착되고 외다이어프램은 일반적으로 현장에서 용접에 의해 강관에 부착된다.
그러나 CFT 구조재가 역타공법으로 시공되는 지하구조물의 기둥으로 사용되는 경우, 미리 강관에 부착되는 내다이어프램 및 관통형 다이어프램은 강관 내에의 콘크리트 타설에 방해가 될 수 있으며, 외다이어프램은 강관의 삽입되는 천공홀의 크기를 크게 형성시켜주어야 하는 요인이 된다.
이러한 문제를 회피하는 방법으로 기둥-보의 접합을 핀접합으로 하는 방안이 사용되기도 하지만 지상 1층 바닥(지하 최상층 천정)은 지층 및 지상층 시공을 위한 장비 및 자재의 하중까지 지지해주어야 하기 때문에 지상 1층 바닥을 핀접합으로 시공하는 경우에는 보의 춤을 매우 크게 해주어야 하는 문제점이 있다.
한편, 기둥은 구조물의 하부로 갈수록 더 큰 하중을 지지하게 되기 때문에 구조물의 하부로 갈수록 단면의 크기를 크게 해주는 것이 이상적이겠지만, 강관에 의해 형성되는 CFT 기둥은 이음이 쉽지 않은 이유로 층에 관계없이 동일한 규격의 강관에 의해 시공되고 있는 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 역타공법에 있어 강관에 의해 형성되는 CFT 기둥에 보를 용이하게 강접합하여 구조체의 구조적 성능 및 공간활용성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 지지하는 하중의 크기에 따라 CFT 기둥의 규격을 달리하여 경제성을 확보할 수 있는 강관을 이용한 지하구조물의 역타공법을 제공하는 데에 그 목적이 있다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, a) 기둥이 설치될 위치에 천공홀을 천공하고 상기 천공홀 내에 강관을 삽입하여 고정하는 단계; b) 상기 강관 내에 충전콘크리트를 타설하여 CFT 기둥을 형성하되, 상기 CFT 기둥의 상단 위로 앵커볼트가 돌출되도록 충전콘크리트 내에 앵커볼트의 하단부를 매립하는 단계; c) 상기 앵커볼트를 통하여 CFT 기둥 위에 1층 바닥 시공을 위한 철골보를 접합하는 단계; d) 1층 바닥 시공을 위한 슬래브철근을 배근하면서 상기 CFT 기둥 주위에 수직철근 및 띠철근을 배근하되, 상기 수직철근 및 띠철근은 철골보의 하면에서 일정거리 이격된 높이에서부터 그 상부로 배근되도록 하는 단계; e) 상기 슬래브철근, 수직철근 및 띠철근이 매립되도록 콘크리트를 타설하되, 수직철근의 단부는 콘크리트 외부로 돌출되도록 하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 강관을 이용한 지하구조물의 역타공법이 제공된다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 b)단계와 c)단계 사이에는, CFT 기둥에 앵커볼트가 관통하는 수평판을 설치하는 단계;가 더 포함되고; 상기 c)단계에서 철골보는 수평판 위에서 앵커볼트를 통해 CFT 기둥에 접합되는 것을 특징으로 하는 강관을 이용한 지하구조물의 역타공법이 제공된다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 철골보는, 보 양단부의 단부철골보와 보 중앙의 중앙철골보로 이루어지고; 상기 c)단계는 한 기둥에 접합되는 철골보들의 단부철골보가 결합되어 형성된 단부철골보 결합체가 앵커볼트를 통하여 CFT 기둥 위에 볼트접합된 후, 상기 단부철골보 결합체의 단부에 중앙철골보가 이음됨으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 강관을 이용한 지하구조물의 역타공법이 제공된다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 d)단계에서 수직철근은 1층 바닥 상부로 돌출되도록 배근되는 것을 특징으로 하는 강관을 이용한 지하구조물의 역타공법이 제공된다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 d)단계에서는 상단부가 1층 바닥 상부로 돌출되도록 제2앵커볼트를 더 배치하고; 상기 e)단계 이후에는 제2앵커볼트를 통해 1층 바닥 위에 베이스플레이트를 고정하는 단계가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 강관을 이용한 지하구조물의 역타공법이 제공된다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 강관은, 상단부에 다수의 슬릿이 형성되어 있는 제1강관과, 상기 제1강관의 상부에 위치하는 것으로서 제1강관보다 더 작은 지름을 가지는 제2강관 및, 상기 제1·2강관 사이에 위치하여 제1·2강관을 잇는 이음브라켓으로 이루어지되; 상기 이음브라켓은, 제1강관 지름 이상의 지름을 가지고 중앙에 관통홀이 형성된 수평연결판과 상기 수평연결판의 외곽에 방사상으로 배치되는 수직삽입편으로 구성되어, 상기 수직삽입편의 하단부는 제1강관의 슬릿에 삽입되고 상단부는 제2강관의 외면을 감싸는 것을 특징으로 하는 강관을 이용한 지하구조물의 역타공법이 제공된다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 e)단계 이후에는, CFT 기둥의 지하 각층 바닥 높이 상에 보강덧판을 부착한 후, 상기 보강덧판을 통해 철골보를 CFT 기둥에 핀접합하는 단계가 진행되는 것을 특징으로 하는 강관을 이용한 지하구조물의 역타공법이 제공된다.
본 발명에 의한 지하구조물 역타공법은 강관을 이용하여 CFT 기둥을 구축하기 때문에 기둥의 강성이 우수할 뿐만 아니라, 큰 하중을 지지해주어야 하는 1층 바닥의 철골보를 용이하게 CFT 기둥에 강접합 할 수 있다.
1층 바닥을 위한 철골보가 CFT 기둥 상단면 위에 고정되고 기둥-보 접합부 주위에 콘크리트가 타설되므로 상기 철골보는 CFT 기둥에 매우 견고하게 강접합된다.
기둥-보 접합부 주위에 타설되는 콘크리트에서 돌출되도록 배치되는 수직철근은 순타로 구축되는 기둥 부분의 수직철근과 이음되어 기둥이 하중전달을 명확하게 할 수 있도록 해준다. 1층 바닥 상부로 돌출되도록 배치되는 제2앵커볼트 또한 1층의 기둥이 철골로 이루어지는 경우에 있어 유사한 역할을 한다.
그리고 CFT 기둥을 구축하는 데 사용되는 강관을, 기둥이 지지하는 하중의 크기에 따라 지름이 다른 다수 개의 부재로 구성하고 이를 이음브라켓으로 이음함으로써 구조적 효율성이 높으면서도 경제적인 기둥을 형성할 수 있다.
1층 바닥 외의 지하층 바닥을 위한 철골보는 CFT 기둥에 핀접합되어 시공의 효율성을 도모한다.
도 1은 본 발명에 의한 지하구조물의 역타공법을 순서대로 도시한 설명도이다.
도 2는 상기 지하구조물의 역타공법에 사용되는 강관이 제·2강관 및 이음브라켓으로 이루어지는 경우에 관한 설명도이다.
도 3은 상기 지하구조물의 역타공법에 있어 CFT 기둥과 철골보 사이에 수평판이 더 설치되는 경우에 관한 설명도이다.
도 4는 상기 철골보가 단부철골보와 중앙철골보로 형성되는 경우에 관한 설명도이다.
도 5는 지하구조물의 역타공법에 있어 CFT 기둥 주위로 배근되는 수직철근이 1층 바닥 상부로 돌출되는 경우에 관한 설명도이다.
도 6은 상기 수직철근이 1층 바닥 높이에까지 형성되고 제2앵커볼트가 1층 바닥 상부로 돌출되는 경우에 관한 설명도이다.
도 7은 CFT 기둥에 지하층 바닥 시공을 위한 철골보가 접합되어 있는 모습을 도시한 사시도이다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 대하여 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 관하여는 그 설명을 생략하기로 한다.
본 발명은 지하구조물을 역타로 시공하는 방법에 관한 것으로서, 강관(10)을 이용하여 지하구조물의 기둥을 구축함으로써 지하구조물의 기둥이 구조적 성능이 우수한 CFT 구조가 되도록 하면서도 역타공법 적용시 작업공간 및 자재적치 장소로 이용되는 지상 1층 바닥(지하 최상층 천정)이 CFT 기둥에 강접합되도록 하여 춤이 작은 보로 큰 하중을 지지할 수 지하구조물을 시공할 수 있다.
그리고 종래에는 CFT 기둥에 보를 접합하기 위하여 다이어프램을 사용함으로써 강관 내에의 콘크리트 타설이 어려워지거나 강관을 삽입하기 위한 천공홀(B)을 크게 형성하여야 하는 등의 문제가 발생하였던 반면, 본 발명에 의한 지하구조물의 역타공법은 CFT 기둥에 보를 접합하는 작업이 다른 작업에 영향을 거의 미치지 않을 뿐만 아니라 일반적인 강관을 이용해서도 용이하게 작업할 수 있다.
도 1에는 본 발명에 의한 지하구조물의 역타공법이 순서대로 도시되어 있다.
상기 지하구조물의 역타공법은, a) 기둥이 설치될 위치에 천공홀(B)을 천공하고 상기 천공홀(B) 내에 강관(10)을 삽입하여 고정하는 단계; b) 상기 강관(10) 내에 충전콘크리트(Cf)를 타설하여 CFT 기둥(10C)을 형성하되, 상기 CFT 기둥(10C)의 상단 위로 앵커볼트(20)가 돌출되도록 충전콘크리트(Cf) 내에 앵커볼트(20)의 하단부를 매립하는 단계; c) 상기 앵커볼트(20)를 통하여 CFT 기둥(10C) 위에 1층 바닥 시공을 위한 철골보(30)를 접합하는 단계; d) 1층 바닥 시공을 위한 슬래브철근(Rs)을 배근하면서 상기 CFT 기둥(10C) 주위에 수직철근(Rv) 및 띠철근(Rh)을 배근하되, 상기 수직철근(Rv) 및 띠철근(Rh)은 철골보(30)의 하면에서 일정거리 이격된 높이에서부터 그 상부로 배근되도록 하는 단계; e) 상기 슬래브철근(Rs), 수직철근(Rv) 및 띠철근(Rh)이 매립되도록 콘크리트(C)를 타설하되, 수직철근(Rv)의 단부는 콘크리트(C) 외부로 돌출되도록 하는 단계;를 포함하여 이루어지는데, 이하에서는 단계별로 상세하게 설명하도록 한다.
a) 천공홀(B) 내에 강관(10)을 고정하는 단계; (도 1의 (a))
지하구조물의 기둥 위치에 천공홀(B)을 천공한 후, 속이 빈 상태의 강관(10)을 상기 천공홀(B) 내에 삽입하고 수직도 및 삽입된 높이가 맞추어진 상태에서 하단부를 고정한다.
상기 강관(10)의 고정은 천공홀(B) 하부에 기초콘크리트(Cb)를 타설하고, 기초콘크리트(Cb)가 굳기 전에 강관(10)의 하단부를 기초콘크리트(Cb) 내에 삽입하여 양생함으로써 이루어지게 된다.
상기 강관(10)은 상단이 1층 바닥 시공을 위한 철골보(30) 하면의 높이와 일치하거나, 아래에서 설명하는 것과 같이 강관(10) 내에 충전콘크리트(Cf)를 타설하여 형성되는 CFT 기둥(10C)과 철골보(30) 사이에 수평판(40)이 설치되는 경우에는 수평판(40)의 하면 높이와 일치하도록 설치한다.
본 단계 전에는 흙막이 벽체를 시공하는 과정 등이 진행되나 이는 일반적인 역타공법과 크게 다르지 않으므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
b) 상기 강관(10) 내에 충전콘크리트(Cf)를 타설하여 CFT 기둥(10C)을 형성하며 앵커볼트(20)를 설치하는 단계; (도 1의 (b))
강관(10) 내에 충전콘크리트(Cf)를 타설하여 지하구조물의 기둥이 CFT 구조가 되도록 한다. 상기했던 바와 같이 CFT 구조는 강관(10)이 그 내부에 타설된 콘크리트를 구속해주므로 구조적 성능이 우수하다.
일반적으로 보는 기둥의 측면에 접합되지만, 본 발명에 있어서는 보가 기둥의 상단에 접합된다. 상기 앵커볼트(20)는 그 상단부가 CFT 기둥(10C)의 상단 위로 돌출되도록 설치되어 후속단계에서 CFT 기둥(10C) 상부에 거치되는 철골보(30)를 단단히 고정하는 역할을 하게 된다.
CFT 기둥(10C)을 구성하게 되는 강관(10)은 제1강관(11), 상기 제1강관(11)의 상부에 위치하고 제1강관(11)보다 더 작은 지름을 가지는 제2강관(12) 및 상기 제1·2강관(11, 12) 사이에 위치하여 제1·2강관(11, 12)을 잇는 이음브라켓(13)으로 이루어질 수 있다.
도 2에는 강관(10)이 제1·2강관(11, 12) 및 이음브라켓(13)으로 이루어지는 경우에 관한 설명도가 도시되어 있다.
CFT 기둥(10C)을 구성하게 되는 강관은 하층으로 갈수록 더 큰 하중을 지지해주어야하므로 하층으로 갈수록 단면이 더 커지는 것이 바람직하지만, 종래에는 구조계산이 복잡하고 상이한 크기의 지름을 가지는 강관을 길이방향으로 이음하는 것이 용이하지 않기 때문에 전 길이 상에서 동일한 지름을 가지는 강관을 사용하였다.
그러나 본 발명에서는 이음브라켓(13)을 이용하여 상이한 크기의 지름을 가지는 강관들을 연결함으로써 구조적으로 효율성이 높으면서도 경제적인 CFT 기둥(10C)을 형성하는 것이 가능하다.
상기 이음브라켓(13)은 보다 상세하게, 제1강관(11) 지름 이상의 지름을 가지고 중앙에 관통홀(h)이 형성된 수평연결판(13a)과 상기 수평연결판(13a)의 외곽에 방사상으로 배치되는 수직삽입편(13b)으로 구성된다.
상기 제1강관(11)의 상단부에는 수직삽입편(13b)과 같은 수의 슬릿(s)이 형성되어 있어 수직삽입편(13b)의 하단부가 제1강관(11) 상단의 슬릿(s)에 삽입되고 상단부가 제2강관(12)의 외면을 감싸게 됨으로써 제1·2강관(11, 12)이 연결된다. 상기 수평연결판(13a)은 수직삽입편(13b)들이 제1강관(11)의 슬릿(s)과 같은 간격으로 형성될 수 있도록 위치를 고정해주고 더 작은 지름을 가지는 제2강관(12)이 제1강관(11) 내부로 들어가는 것을 방지해주게 된다.
이음브라켓(13)에 의해 연결된 제1·2강관(11, 12)은 그 내부에 충전콘크리트(Cf)가 타설됨으로써 보다 견고하게 연결될 수 있는데, 상기 수평연결판(13a)의 중앙에 형성된 관통홀(h)은 충전콘크리트(Cf)가 제1강관(11)에까지 밀실하게 타설될 수 있도록 해준다.
상기 실시예에서는 강관(10)이 제1·2강관(11, 12)과 하나의 이음브라켓(13)으로 이루어지지만, 지하구조물의 높이에 따라 길이방향으로 연결되는 부재의 수는 달라질 수 있다.
상기 b)단계와 후속의 c)단계 사이에는, CFT 기둥(10C) 위에 앵커볼트(20)가 관통하는 수평판(40)을 설치하는 단계가 더 포함될 수 있다. 도 3에는 상기 수평판(40)에 관한 설명도가 도시되어 있다.
CFT 기둥(10C)을 구성하는 충전콘크리트(Cf)는 현장에서 타설되는 것이므로 CFT 기둥(10C)의 상단면이 평평하지 않게 형성될 수도 있다. 상기 수평판(40)은 CFT 기둥(10C)의 단면과 같은 형태의 평평한 강판으로서 CFT 기둥(10C)의 상단을 덮도록 설치되어 CFT 기둥(10C)의 상단면이 평평해지도록 해준다. 상기 CFT 기둥(10C) 상단면과 수평판(40) 사이에는 모르타르를 그라우팅하여 CFT 기둥(10C)과 수평판(40) 사이가 밀실하게 채워지도록 함으로써 CFT 기둥(10C) 상면의 요철로 인해 수평판(40)이 기울어질 가능성을 배제한다.
CFT 기둥(10C) 위에 수평판(40)이 더 설치되는 경우, 상기 c)단계에서 철골보(30)는 상기 수평판(40) 위에 설치되어 수평도를 정확하게 맞출 수 있다.
c) 상기 CFT 기둥(10C) 위에 1층 바닥 시공을 위한 철골보(30)를 접합하는 단계; (도 1의 (c))
CFT 기둥(10C) 위에 철골보(30)의 하부플랜지를 앵커볼트(20)가 관통하도록 철골보(30)를 거치하고 철골보(30)의 하부플랜지 상부에서 앵커볼트(20)에 너트를 체결하여 CFT 기둥(10C) 위에 철골보(30)를 단단히 접합한다.
일반적으로 철골보(30)는 CFT 기둥(10C)의 측면에 접합되므로 철골보(30)를 CFT 기둥(10C)에 거치하는 작업 및 접합하는 작업이 용이하지 않을 뿐만 아니라 철골보(30)를 CFT 기둥(10C)에 강접합하기 위해서 다이어프램으로 보강을 해주어야 하였지만, 본 발명에 있어서는 철골보(30)가 CFT 기둥(10C) 상부에 접합되므로 거치작업 및 접합작업을 용이하게 진행할 수 있고 CFT 기둥(10C)의 외피를 이루는 강관(10)을 별도로 보강하지 않고도 철골보(30)를 CFT 기둥(10C)에 확실하게 강접합 할 수 있다.
상기 철골보(30)는 인접하는 CFT 기둥(10C) 사이의 거리와 같은 하나의 부재로 형성될 수도 있으나, 도 4에 도시되어 있는 바와 같이, 보 양단부의 단부철골보(31)와 보 중앙의 중앙철골보(32)로 이루어지고, 본 c)단계는 한 기둥에 접합되는 철골보(30)들의 단부철골보(31)가 결합되어 형성된 단부철골보 결합체(U)가 앵커볼트(20)를 통하여 CFT 기둥(10C) 위에 볼트접합된 후, 상기 단부철골보 결합체(U)의 단부에 중앙철골보(32)가 이음되는 방법으로 진행될 수 있다.
상기 단부철골보 결합체(U) 및 중앙철골보(32)는 길이가 길지 않고 하중이 크지 않으므로 철골보(30)의 양중작업 및 접합작업이 용이하게 이루어지도록 해주고, 단부철골보(31)를 CFT 기둥(10C)에 하나하나 접합하지 않고 다수 개를 한번에 접합할 수 있으므로 작업이 단순해진다.
도 4에는 단부철골보(31) 4개가 결합되어 단부철골보 결합체(U)가 +자 형상을 가지는 경우가 도시되어 있으나, 상기 단부철골보 결합체(U)는 단부철골보(31) 2개가 결합되어 형성됨으로써 ㅡ자 형상을 가질 수도 있다. 단부철골보 결합체(U)가 ㅡ자 형상을 가지는 경우 단부철골보 결합체(U)로는 단부철골보(31) 2개의 길이와 같은 하나의 형강이 사용될 수 있다.
d) 1층 바닥 시공을 위한 슬래브철근(Rs)을 배근하면서 상기 CFT 기둥(10C) 주위에 수직철근(Rv) 및 띠철근(Rh)을 배근하는 단계; (도 1의 (d))
1층 바닥판을 이루는 콘크리트(C)를 보강해주기 위하여 슬래브철근(Rs)을 배근하면서 1층 바닥 높이의 CFT 기둥(10C) 주위에도 콘크리트(C)를 타설할 수 있도록 CFT 기둥(10C) 주위에도 철근을 배근한다. CFT 기둥(10C) 주위로 배치되는 수직철근(Rv)은 그 하단부가 철골보(30)의 하면에서 일정거리 이격된 높이까지 형성되고 그 상단부는 1층 바닥까지 또는 1층 바닥 위로 돌출되도록 형성되는데, 수직철근(Rv)의 상단부가 어디에까지 형성되는지에 대해서는 각 경우에 따라 아래에서 별도로 자세히 설명하도록 한다.
e) 상기 슬래브철근(Rs), 수직철근(Rv) 및 띠철근(Rh)이 매립되도록 콘크리트(C)를 타설하는 단계; (도 1의 (e))
상기 d)단계에서 배근된 철근들이 매립되도록 콘크리트(C)를 타설하여 1층 바닥을 완성하고, 상기 철골보(30)와 CFT 기둥(10C)의 접합부를 콘크리트(C)로 감싸 철골보(30)와 CFT 기둥(10C)의 강접합이 보다 견고해지도록 한다.
상기 수직철근(Rv)은 그 단부가 콘크리트(C)의 외부로 돌출되도록 하여, 본 발명에 의한 역타 과정이 완료된 후 CFT 기둥(10C) 주위에 순타로 시공되는 부분이 선 시공되어 있는 부분과 견고하게 일체화될 수 있도록 한다.
상기했던 바와 같이 수직철근(Rv)의 상단부가 어디에까지 형성되는지는 경우에 따라 다른데, 도 5에는 상기 수직철근(Rv)이 1층 바닥의 상부로 돌출 형성되어 있는 경우가 도시되어 있다.
상기의 실시예는 지상부의 기둥이 철근콘크리트조로 형성되는 경우에 적용될 수 있는데, 수직철근(Rv)의 1층 바닥 상부로 돌출되는 부분이 지상 1층 기둥을 위한 수직철근과 이음되어 지상부에서 작용하는 하중이 지하구조물에 명확하게 전달되게 된다.
도 6에는 수직철근(Rv)이 1층 바닥 높이까지 형성되도록 배치하고 1층 바닥 상부로 돌출되는 제2앵커볼트(50)를 배치한 경우가 도시되어 있다. 상기 제2앵커볼트(50)는 상기 d)단계에서 철근의 배근시 함께 배치되며, e)단계에서 콘크리트(C)를 타설하면서 그 하단부가 콘크리트(C) 내에 매립되어 완전히 고정된다.
그리고 e)단계 이후에는 1층 바닥 위에 제2앵커볼트(50)가 관통하도록 베이스플레이트(60)를 설치하게 되는데, 상기 베이스플레이트(60)는 지상층의 기둥이 철골로 이루어지는 경우에 있어 철골의 하단부가 용접되는 바탕이 된다.
상기 e)단계가 완료됨으로 인해 1층 바닥이 완성되고 나면 일반적인 역타공법에서와 마찬가지로 이하의 지하층을 시공하는데, 지하층 바닥에는 1층 바닥에서와 같이 큰 하중이 재하되지 않으므로 철골보(30)를 CFT 기둥(10C)에 핀접합하여도 무방하다.
도 7에는 지하층 바닥 시공을 위한 철골보(30)가 CFT 기둥(10C)에 접합되어 있는 모습이 도시되어 있다.
CFT 기둥(10C)이 철골보(30)와 접합되는 부분에는 보강덧판(70)을 부착함으로써 철골보(30)의 하중에 의해 CFT 기둥(10C)의 강관(10) 외피가 파단될 가능성을 완전히 차단한다.
상기 보강덧판(70)은 도 7에 도시된 바와 같이 CFT 기둥(10C)의 외주면 전체를 감싸며 부착될 수도 있으나, 발생하는 응력의 크기에 따라 철골보(30)가 접합되는 부분 주변의 일정 구간에 대하여만 부착될 수도 있다.
최하층 바닥까지 시공이 완료되고 나면 최하층에서부터 순타로 CFT 기둥(10C) 주변으로 수직철근 및 띠철근을 배근하고 콘크리트(C)를 타설하게 되는데, 상기 e)단계에서 콘크리트(C) 외부로 돌출되도록 형성된 수직철근(Rv)은 순타로 시공되는 수직철근과 연결되어 기둥에 작용하는 하중이 명확하게 전달될 수 있도록 해준다.
이상에서는 본 발명의 구체적인 실시예에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명하였으나, 상기 실시예는 본 발명을 이해하기 쉽도록 하게 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.
10 : 강관 10C : CFT 기둥
11 : 제1강관 12 : 제2강관
13 : 이음브라켓 13a : 수평연결판
13b : 수직삽입편 20 : 앵커볼트
30 : 철골보 31 : 단부철골보
32 : 중앙철골보 40 : 수평판
50 : 제2앵커볼트 60 : 베이스플레이트
70 : 보강덧판
B : 천공홀 C : 콘크리트
Cf : 충전콘크리트 h : 관통홀
Rh : 띠철근 Rs : 슬래브철근
Rv : 수직철근 s : 슬릿
U : 단부철골보 결합체

Claims (7)

  1. a) 기둥이 설치될 위치에 천공홀(B)을 천공하고 상기 천공홀(B) 내에 강관(10)을 삽입하여 고정하는 단계;
    b) 상기 강관(10) 내에 충전콘크리트(Cf)를 타설하여 CFT 기둥(10C)을 형성하되, 상기 CFT 기둥(10C)의 상단 위로 앵커볼트(20)가 돌출되도록 충전콘크리트(Cf) 내에 앵커볼트(20)의 하단부를 매립하는 단계;
    c) 상기 앵커볼트(20)를 통하여 CFT 기둥(10C) 위에 1층 바닥 시공을 위한 철골보(30)를 접합하는 단계;
    d) 1층 바닥 시공을 위한 슬래브철근(Rs)을 배근하면서 상기 CFT 기둥(10C) 주위에 수직철근(Rv) 및 띠철근(Rh)을 배근하되, 상기 수직철근(Rv) 및 띠철근(Rh)은 철골보(30)의 하면에서 일정거리 이격된 높이에서부터 그 상부로 배근되도록 하는 단계;
    e) 상기 슬래브철근(Rs), 수직철근(Rv) 및 띠철근(Rh)이 매립되도록 콘크리트(C)를 타설하되, 수직철근(Rv)의 단부는 콘크리트(C) 외부로 돌출되도록 하는 단계;를 포함하여 이루어지되,
    상기 강관(10)은, 상단부에 다수의 슬릿(s)이 형성되어 있는 제1강관(11)과, 상기 제1강관(11)의 상부에 위치하는 것으로서 제1강관(11)보다 더 작은 지름을 가지는 제2강관(12) 및, 상기 제1·2강관(11, 12) 사이에 위치하여 제1·2강관(11, 12)을 잇는 이음브라켓(13)으로 이루어지는 것으로서; 상기 이음브라켓(13)은, 제1강관(11) 지름 이상의 지름을 가지고 중앙에 관통홀(h)이 형성된 수평연결판(13a)과 상기 수평연결판(13a)의 외곽에 방사상으로 배치되는 수직삽입편(13b)으로 구성되어, 상기 수직삽입편(13b)의 하단부는 제1강관(11)의 슬릿(s)에 삽입되고 상단부는 제2강관(12)의 외면을 감싸는 것을 특징으로 하는 강관을 이용한 지하구조물의 역타공법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 b)단계와 c)단계 사이에는, CFT 기둥(10C) 위에 앵커볼트(20)가 관통하는 수평판(40)을 설치하는 단계;가 더 포함되고;
    상기 c)단계에서 철골보(30)는 수평판(40) 위에서 앵커볼트(20)를 통해 CFT 기둥(10C)에 접합되는 것을 특징으로 하는 강관을 이용한 지하구조물의 역타공법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 철골보(30)는, 보 양단부의 단부철골보(31)와 보 중앙의 중앙철골보(32)로 이루어지고;
    상기 c)단계는 한 기둥에 접합되는 철골보(30)들의 단부철골보(31)가 결합되어 형성된 단부철골보 결합체(U)가 앵커볼트(20)를 통하여 CFT 기둥(10C) 위에 볼트접합된 후, 상기 단부철골보 결합체(U)의 단부에 중앙철골보(32)가 이음됨으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 강관을 이용한 지하구조물의 역타공법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 d)단계에서 수직철근(Rv)은 1층 바닥 상부로 돌출되도록 배근되는 것을 특징으로 하는 강관을 이용한 지하구조물의 역타공법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 d)단계에서는 상단부가 1층 바닥 상부로 돌출되도록 제2앵커볼트(50)를 더 배치하고;
    상기 e)단계 이후에는 제2앵커볼트(50)를 통해 1층 바닥 위에 베이스플레이트(60)를 고정하는 단계가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 강관을 이용한 지하구조물의 역타공법.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 e)단계 이후에는, CFT 기둥(10C)의 지하 각층 바닥 높이 상에 보강덧판(70)을 부착한 후, 상기 보강덧판(70)을 통해 철골보(30)를 CFT 기둥(10C)에 핀접합하는 단계가 진행되는 것을 특징으로 하는 강관을 이용한 지하구조물의 역타공법.
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