KR101693264B1 - 콘크리트 일체 타설 철골-콘크리트 합성 프레임 및 이의 시공 방법 - Google Patents

콘크리트 일체 타설 철골-콘크리트 합성 프레임 및 이의 시공 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 콘크리트 페이스트나 분진이 전혀 발생하지 않으면서 진동 제어에 유리하고 시공이 간편하며 공기가 빠른 콘크리트 일체 타설 철골-콘크리트 합성 프레임 및 이의 시공 방법에 대한 것이다.
본 발명의 콘크리트 일체 타설 철골-콘크리트 합성 프레임은 복수 개가 상호 일정 간격 이격되게 복수 열로 설치되는 것으로, 폐쇄형 단면이고 상부가 개방된 강관기둥; 복수 개가 상기 강관기둥 상단에 안착되도록 복수 열로 설치되는 것으로, 하부플랜지, 상기 하부플랜지 양단부 상부에 수직 방향으로 구비되는 한 쌍의 웨브, 상기 한 쌍의 웨브 상단을 덮어 내부를 폐쇄하도록 구비되는 상부플랜지로 구성되는 강판조립 합성거더; 단부가 상기 강판조립 합성거더의 웨브 측면에 결합되도록 이웃하는 강판조립 합성거더의 사이에 설치되는 것으로, 하부플랜지, 상기 하부플랜지 양단부 상부에 수직 방향으로 구비되는 한 쌍의 웨브, 상기 한 쌍의 웨브 상단을 덮어 내부를 폐쇄하도록 구비되는 상부플랜지로 구성되는 강판조립 합성빔; 및 상기 강관기둥, 강판조립 합성거더 및 강판조립 합성빔 내부에 일체로 충전되는 고유동 콘크리트; 로 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

콘크리트 일체 타설 철골-콘크리트 합성 프레임 및 이의 시공 방법{Steel-concrete composite frame by monolithic placement and construction method thereof}
본 발명은 강관기둥 상단에 안착되는 강판조립 합성거더 사이에 웨브가 상호 결합되도록 강판조립 합성빔을 설치하고, 1개의 콘크리트 주입공을 통하여 기둥-거더-빔 콘크리트를 타설함으로써, 콘크리트 페이스트나 분진이 전혀 발생하지 않으면서 진동 제어에 유리하고 시공이 간편하며 공기가 빠른 콘크리트 일체 타설 철골-콘크리트 합성 프레임 및 이의 시공 방법에 대한 것이다.
반도체 생산설비의 핵심인 클린룸은 초고정밀 제품을 생산하는 시설로 먼지 및 진동 제어가 매우 중요하다.
도 1은 클린룸의 사시도로, 공장 건축물에 사용되는 골조 형식인 메가컬럼(10), 기둥(1), 거더(2), 빔(3)으로 구성되는 1개 모듈로 이루어지며, 별도의 슬래브 콘크리트를 타설하지 않는다.
종래 클린룸 골조는 RC조, S조, PC조 등으로 구성된다.
이중 RC조는 공사비가 가장 저렴하고 진동에 유리한 장점이 있는 반면, 공사기간이 길고 정밀성이 떨어지며 설계변경 대응이 어렵다는 단점이 있다. 아울러 시공 중 콘크리트 페이스트 잔류물이 발생하고 사용 중에는 일반적으로 도장을 실시하나 도장 손상 시 콘크리트가 탈락하여 먼지 제어 면에서 취약하다.
그리고 S조는 공사기간이 짧고 정밀성이 우수하며 설계변경 대응이 쉬운 장점이 있는 반면, 진동에 불리하고 공사비가 비싸다는 단점이 있다.
아울러 PC조는 RC조보다는 공사기간이 짧고, 정밀성이 우수하며, 철골조보다는 진동에 유리하고, 먼지가 쌓이지 않는 장점이 있는 반면, 그라우팅 등 접합부 처리가 까다롭고, 설계변경 발생시 비용이 급증하며, 대응 시간이 오래 걸린다는 단점이 있다.
그러나 신제품 수명주기가 점점 짧아지는 반도체 시장 환경 하에서는 청결성 관리, 짧은 공사기간, 설계변경에 대한 신속한 대응이 필수적이다.
따라서 기존 클린룸 골조 중에서 이들 골조의 장점을 채용하고 단점을 배제한 채, 진동 및 먼지 제어가 가능하고 시공성이 우수하며 공기 절감의 효과를 얻을 수 있는 새로운 골조 공법의 대두가 시급하다.
KR 10-1415695 B1
본 발명은 기존 클린룸 골조의 장점만을 채용함으로써, 콘크리트 페이스트나 분진이 전혀 발생하지 않으면서 진동 제어에 유리하고 시공이 간편하며 공기 단축을 할 수 있는 콘크리트 일체 타설 철골-콘크리트 합성 프레임 및 이의 시공 방법을 제공하고자 한다.
바람직한 실시예에 따른 본 발명은 복수 개가 상호 일정 간격 이격되게 복수 열로 설치되는 것으로, 폐쇄형 단면이고 상부가 개방된 강관기둥; 복수 개가 상기 강관기둥 상단에 안착되도록 복수 열로 설치되는 것으로, 하부플랜지, 상기 하부플랜지 양단부 상부에 수직 방향으로 구비되는 한 쌍의 웨브, 상기 한 쌍의 웨브 상단을 덮어 내부를 폐쇄하도록 구비되는 상부플랜지로 구성되는 강판조립 합성거더; 단부가 상기 강판조립 합성거더의 웨브 측면에 결합되도록 이웃하는 강판조립 합성거더의 사이에 설치되는 것으로, 하부플랜지, 상기 하부플랜지 양단부 상부에 수직 방향으로 구비되는 한 쌍의 웨브, 상기 한 쌍의 웨브 상단을 덮어 내부를 폐쇄하도록 구비되는 상부플랜지로 구성되는 강판조립 합성빔; 및 상기 강관기둥, 강판조립 합성거더 및 강판조립 합성빔 내부에 일체로 충전되는 고유동 콘크리트; 로 구성되되, 상기 복수의 강판조립 합성거더 중 어느 하나 또는 상기 복수의 강판조립 합성빔 중 어느 하나의 상부플랜지에는 콘크리트 주입공이 관통 형성되고, 상기 콘크리트 주입공이 설치되는 강판조립 합성거더 또는 강판조립 합성빔의 하부에는 처짐을 방지하기 위한 하부지지부재가 설치되며, 상기 콘크리트 주입공의 상부에는 중앙에 상기 콘크리트 주입공과 연통되는 관통공이 형성된 것으로 상부플랜지에 착탈 가능하게 결합되는 고정플레이트 및 상기 고정플레이트의 상부에 형성된 관통공과 연통되도록 결합되는 연결파이프로 구성되어 콘크리트 주입공에 낙입에 의해 콘크리트를 연속 주입하는 콘크리트 주입구가 설치되고, 상기 강판조립 합성거더의 강관기둥 상단에 안착되는 부위의 하부플랜지 및 상기 강판조립 합성빔의 단부가 결합되는 웨브에는 콘크리트 유동공이 각각 관통 형성되어 상기 강관기둥, 강판조립 합성거더 및 강판조립 합성빔으로 구성되는 합성 프레임 내부가 서로 연통되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 일체 타설 철골-콘크리트 합성 프레임을 제공한다.
삭제
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 콘크리트 주입구의 고정플레이트에 형성된 관통공 주변에는 제1결합공이 형성되고, 상기 제1결합공과 대응되는 위치의 상부플랜지에는 제2결합공이 형성되며, 상기 상부플랜지의 제2결합공 하부에는 너트부재가 연통되게 고정 결합되어, 볼트부재를 제1결합공과 제2결합공에 삽입하여 너트부재에 체결함으로써 콘크리트 주입구가 상부플랜지와 착탈 가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 일체 타설 철골-콘크리트 합성 프레임을 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 최외곽에 설치되는 강판조립 합성거더 및 강판조립 합성빔의 상부플랜지에는 에어홀이 관통 형성되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 일체 타설 철골-콘크리트 합성 프레임을 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 에어홀의 상부에는 배출관 고정구가 설치되되, 상기 배출관 고정구는 중앙에 상기 에어홀과 연통되는 관통공이 형성되는 것으로 상부플랜지에 착탈 가능하게 결합되는 고정플레이트, 상기 고정플레이트의 상부에 형성된 관통공과 연통되도록 결합되는 연결파이프 및 상기 연결파이프에 상부에 결합되는 배출관으로 구성되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 일체 타설 철골-콘크리트 합성 프레임을 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 배출관 고정구의 고정플레이트에 형성된 관통공 주변에는 제1결합공이 형성되고, 상기 제1결합공과 대응되는 위치의 상부플랜지에는 제2결합공이 형성되며, 상기 상부플랜지의 제2결합공 하부에는 너트부재가 연통되게 고정 결합되어, 볼트부재를 제1결합공과 제2결합공에 삽입하여 너트부재에 체결함으로써 배출관 고정구가 상부플랜지와 착탈 가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 일체 타설 철골-콘크리트 합성 프레임을 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 강판조립 합성빔은 강판조립 합성거더 측면에 결합된 브래킷에 설치되어 강판조립 합성거더와 결합되되, 상기 브래킷은 하부플랜지, 상기 하부플랜지 양단부 상부에 수직 방향으로 구비되는 한 쌍의 웨브 및 상기 한 쌍의 웨브 상단을 덮어 내부를 폐쇄하도록 구비되는 상부플랜지로 구성되고, 상기 상부플랜지는 일부 또는 전체를 개폐할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 일체 타설 철골-콘크리트 합성 프레임을 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 강판조립 합성빔의 웨브에는 작업홀이 형성되고, 상기 작업홀은 착탈 가능하게 웨브에 결합되는 커버플레이트에 의해 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 일체 타설 철골-콘크리트 합성 프레임을 제공한다.
아울러 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 철골-콘크리트 합성 프레임을 시공하는 방법에 관한 것으로, (a) 상기 강관기둥을 복수 열로 설치하는 단계; (b) 하부플랜지의 콘크리트 유동공이 상기 강관기둥 상단에 위치하도록 강판조립 합성거더를 강관기둥 상부에 복수 열로 설치하는 단계; (c) 상기 강판조립 합성거더의 웨브에 형성된 콘크리트 유동공의 위치에 강판조립 합성빔의 단부가 결합되도록 강판조립 합성거더의 사이에 상기 강판조립 합성빔을 설치하는 단계; 및 (d) 상기 콘크리트 주입공에 고유동 콘크리트를 낙입 주입하여 강판조립 합성거더, 강판조립 합성빔 및 강관기둥 내에 고유동 콘크리트를 충전하는 단계; 로 구성되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 일체 타설 철골-콘크리트 합성 프레임 시공 방법을 제공한다.
삭제
본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 강관기둥 상단에 안착되는 강판조립 합성거더 사이에 웨브가 상호 결합되도록 강판조립 합성빔을 설치하므로, 보의 설치가 매우 간단하고, 복수 스팬의 거더를 연속되게 제작할 수 있으며, 기둥-보 접합부의 개소를 줄일 수 있어 시공이 편리하다.
둘째, 1개의 콘크리트 주입공을 통하여 주입되는 콘크리트를 콘크리트 유동공을 통하여 이웃하는 부재로 이동시켜 프레임 전체에 콘크리트를 일체로 타설할 수 있다. 따라서 기둥-거더-빔 콘크리트의 타설이 용이하고 콘크리트 주입관의 이동이 불필요하며, 이에 따라 시공성 향상 및 공기 단축이 가능하다.
셋째, 폐쇄형 단면을 가진 강관기둥, 강판조립 합성거더 및 강판조립 합성빔 내부에 콘크리트가 타설되므로, 부재의 운반 및 조립이 편리하다. 또한, 시공 중 콘크리트 페이스트가 탈락할 염려가 없고 사용 중 콘크리트 분진이 전혀 발생하지 않으며 진동 제어에 유리하다.
넷째, RC조에 근접하는 저렴한 공사비로 RC조 수준의 진동 저감이 가능하고 분진 제어 면에서 효과적이며, S조 수준의 짧은 공사기간 안에 클린룸 등의 골조를 시공할 수 있다.
다섯째, 최외곽에 설치되는 강판조립 합성거더 및 강판조립 합성빔의 상부플랜지에 에어홀을 형성하는 경우, 콘크리트가 최외곽 부재까지 밀실하게 타설되었는지 여부를 확인할 수 있다.
여섯째, 강판조립 합성거더 측면에 결합되어 강판조립 합성빔이 결합되는 브래킷의 상부플랜지를 착탈 가능하게 구성하는 경우, 거더와 보의 접합부에 콘크리트가 밀실하게 충전되었는지 쉽게 확인할 수 있다.
도 1은 클린룸의 사시도.
도 2는 본 발명 콘크리트 일체 타설 철골-콘크리트 합성 프레임의 평면도.
도 3은 본 발명에서 기둥-보 콘크리트 일체 타설 개념을 도시하는 정면도.
도 4는 본 발명에서 기둥-거더-빔의 결합 관계를 도시하는 사시도.
도 5는 콘크리트 주입구의 결합 관계를 도시하는 사시도.
도 6은 콘크리트 주입구의 결합 관계를 도시하는 측면도.
도 7은 콘크리트 주입구와 호퍼의 연결 상태를 도시하는 측면도.
도 8은 에어홀의 설치 위치를 도시하는 평면도.
도 9는 배출관 고정구의 결합 관계를 도시하는 측면도.
도 10은 브래킷의 설치 위치를 도시하는 평면도.
도 11은 브래킷에 의하여 결합되는 거더-빔을 도시하는 사시도.
이하, 첨부한 도면 및 바람직한 실시예에 따라 본 발명을 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명 콘크리트 일체 타설 철골-콘크리트 합성 프레임의 평면도이고, 도 3은 본 발명에서 기둥-보 콘크리트 일체 타설 개념을 도시하는 정면도이며, 도 4는 본 발명에서 기둥-거더-빔의 결합 관계를 도시하는 사시도이다.
도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 콘크리트 일체 타설 철골-콘크리트 합성 프레임은 복수 개가 상호 일정 간격 이격되게 복수 열로 설치되는 것으로, 폐쇄형 단면이고 상부가 개방된 강관기둥(1); 복수 개가 상기 강관기둥(1) 상단에 안착되도록 복수 열로 설치되는 것으로, 하부플랜지(21), 상기 하부플랜지(21) 양단부 상부에 수직 방향으로 구비되는 한 쌍의 웨브(22), 상기 한 쌍의 웨브(22) 상단을 덮어 내부를 폐쇄하도록 구비되는 상부플랜지(23)로 구성되는 강판조립 합성거더(2); 단부가 상기 강판조립 합성거더(2)의 웨브(22) 측면에 결합되도록 이웃하는 강판조립 합성거더(2)의 사이에 설치되는 것으로, 하부플랜지(31), 상기 하부플랜지(31) 양단부 상부에 수직 방향으로 구비되는 한 쌍의 웨브(32), 상기 한 쌍의 웨브(32) 상단을 덮어 내부를 폐쇄하도록 구비되는 상부플랜지(33)로 구성되는 강판조립 합성빔(3); 및 상기 강관기둥(1), 강판조립 합성거더(2) 및 강판조립 합성빔(3) 내부에 일체로 충전되는 고유동 콘크리트(4); 로 구성되되, 상기 복수의 강판조립 합성거더(2) 중 어느 하나 또는 상기 복수의 강판조립 합성빔(3) 중 어느 하나의 상부플랜지(23, 33)에는 콘크리트 주입공(231)이 관통 형성되고, 상기 콘크리트 주입공(231)이 설치되는 강판조립 합성거더(2) 또는 강판조립 합성빔(3)의 하부에는 처짐을 방지하기 위한 하부지지부재(9)가 설치되며, 상기 콘크리트 주입공(231)의 상부에는 중앙에 상기 콘크리트 주입공(231)과 연통되는 관통공(511)이 형성된 것으로 상부플랜지(23)에 착탈 가능하게 결합되는 고정플레이트(51) 및 상기 고정플레이트(51)의 상부에 형성된 관통공(511)과 연통되도록 결합되는 연결파이프(52)로 구성되어 콘크리트 주입공(231)에 낙입에 의해 콘크리트를 연속 주입하는 콘크리트 주입구(5)가 설치되고, 상기 강판조립 합성거더(2)의 강관기둥(1) 상단에 안착되는 부위의 하부플랜지(21) 및 상기 강판조립 합성빔(3)의 단부가 결합되는 웨브(22)에는 콘크리트 유동공(211, 221)이 각각 관통 형성되어 상기 강관기둥(1), 강판조립 합성거더(2) 및 강판조립 합성빔(3)으로 구성되는 합성 프레임 내부가 서로 연통되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
즉, 본 발명의 콘크리트 일체 타설 철골-콘크리트 합성 프레임은 강관기둥(1), 강판조립 합성거더(2), 강판조립 합성빔(3) 및 이들 부재 내부에 충전되는 콘크리트(4)로 구성된다.
따라서 RC조와 S조의 장점을 채용하여 RC조에 근접하는 저렴한 공사비로 RC조 수준의 진동 저감을 구현할 수 있고 분진 제어 면에서 효과적이며, S조 수준의 짧은 공사기간 안에 클린룸 등의 골조를 시공할 수 있다. 또한, 보-기둥 접합부의 시공이 간단하고 콘크리트 타설이 편리하여 시공이 간편하며, 거푸집 지지를 위한 가설재가 불필요하다.
상기 강관기둥(1)은 복수 개가 상호 일정 간격 이격되게 복수 열로 설치되는 것으로, 폐쇄형 단면이고 상부가 개방된다.
후술할 강판조립 합성거더(2)의 하부플랜지(21)에 형성된 콘크리트 유동공(211)과 연통되도록 중앙에 관통공이 형성된 플레이트가 강관기둥(1) 상부에 결합할 수 있다.
상기 플레이트는 강관기둥(1) 외측으로 일정 길이 돌출되어 돌출된 부분을 강판조립 합성거더(2)의 하부플랜지(21)와 볼트 결합할 수 있다.
강관기둥(1)의 개방된 상부를 통하여 강판조립 합성거더(2)를 통하여 유입되는 콘크리트(4)가 강관기둥(1) 내부에 충전된다.
상기 강판조립 합성거더(2)와 강판조립 합성빔(3)은 각각 하부플랜지(21, 31), 한 쌍의 웨브(22, 32) 및 상부플랜지(23, 33)로 구성되며, 상부플랜지(23, 33)에 의하여 부재 내부가 폐쇄된다.
상기 강판조립 합성거더(2)는 복수 개가 상기 강관기둥(1) 상단에 안착되도록 복수 열로 설치된다.
따라서 강관기둥(1) 상단에 강판조립 합성거더(2)를 안착시켜 기둥과 거더를 결합하므로, 거더의 설치가 매우 간단하고 복수 스팬의 거더를 연속되게 제작할 수 있다. 이로써, 기둥-보 접합부를 최소화할 수 있으므로, 부재 내부 콘크리트 유동에 매우 유리하다.
도 4에서와 같이, 상기 강판조립 합성거더(2)의 강관기둥(1) 상단에 안착되는 부위의 하부플랜지(21)에는 콘크리트 유동공(211)이 관통 형성된다. 상기 콘크리트 유동공(211)은 강판조립 합성거더(2) 또는 강판조립 합성빔(3)의 상부플랜지(23, 33)에 형성된 콘크리트 주입공(231)을 통하여 유입되는 콘크리트를 강관기둥(1) 측으로 이동시키는 통로이다.
상기 강판조립 합성빔(3)은 이웃하는 강판조립 합성거더(2) 사이에 설치되는 것으로, 양단부가 강판조립 합성거더(2)의 웨브(22) 측면에 결합된다.
그리고 상기 강판조립 합성거더(2)는 강판조립 합성빔(3)의 단부가 결합되는 웨브(22)에 콘크리트 유동공(221)이 관통 형성된다.
상기 콘크리트 유동공(221)은 강판조립 합성거더(2)와 강판조립 합성빔(3) 사이에서 콘크리트를 이동시키는 통로이다.
상기 강판조립 합성거더(2)와 강판조립 합성빔(3)의 상부플랜지(23, 33)는 종래 상부가 개방된 TSC 보의 한 쌍의 웨브 상단에 플레이트를 용접하여 부재 내부를 폐쇄하도록 구성하거나, TSC 보의 한 쌍의 웨브 상단에 각각 결합된 플레이트 및 이들 플레이트 상부를 결합하는 플레이트로 구성할 수 있다.
상기 강관기둥(1), 강판조립 합성거더(2) 및 강판조립 합성빔(3) 내부에는 콘크리트(4)가 일체로 충전되는데, 도 4에서와 같이 상기 복수의 강판조립 합성거더(2) 중 어느 하나 또는 상기 복수의 강판조립 합성빔(3) 중 어느 하나의 상부플랜지(23, 33)에는 콘크리트 주입공(231)이 관통 형성된다.
강관기둥(1), 강판조립 합성거더(2) 및 강판조립 합성빔(3)은 각각 폐쇄형 단면으로 구성되는 반면, 강관기둥(1)과 강판조립 합성거더(2) 사이 및 강판조립 합성거더(2)와 강판조립 합성빔(3) 사이에는 각각 콘크리트의 유동이 가능한 통로가 구비된다.
따라서 강판조립 합성거더(2) 또는 강판조립 합성빔(3) 중 어느 하나의 상부플랜지(23, 33)에 형성된 콘크리트 주입공(231)을 통하여 콘크리트가 주입되면, 강관기둥(1), 강판조립 합성거더(2) 및 강판조립 합성빔(3) 내부에 콘크리트가 충전된다.
이때, 강관기둥(1), 강판조립 합성거더(2) 및 강판조립 합성빔(3)은 모두 폐쇄형 단면을 형성하므로, 콘크리트 타설 시 오버플로우(overflow)가 없어 시공 중 콘크리트 페이스트가 탈락할 염려가 없고 사용 중 콘크리트 분진이 전혀 발생하지 않는다.
또한, 콘크리트 주입공(231)이 1개소면 충분하므로, 콘크리트 주입관을 이동할 필요가 없다.
도 4 등의 실시예에서는 강판조립 합성거더(2)의 상부플랜지(23)에 콘크리트 주입공(231)이 형성되었으나, 강판조립 합성빔(3)의 상부플랜지(33)에 콘크리트 주입공이 형성되는 것도 가능하다.
도 2 내지 도 3에 도시된 실시예는 중앙에 위치되는 강판조립 합성거더(2)의 상부플랜지(23)에 콘크리트 주입공(231)이 형성되었다. 호퍼(6)를 이용하여 콘크리트 주입공(231)에 콘크리트를 낙입하면, 강관기둥(1) 하부에서부터 상부로 순차적으로 콘크리트가 충전되며, 이후 강판조립 합성거더(2)와 강판조립 합성빔(3) 내부에 콘크리트가 충전된다.
따라서 보 부재를 통하여 기둥 부재까지 콘크리트를 일체로 타설할 수 있으므로 공기를 크게 단축할 수 있으며, 고유동 콘크리트를 사용하는 경우 콘크리트의 유동 및 공기 단축에 보다 효과적이다.
도 5는 콘크리트 주입구의 결합 관계를 도시하는 사시도이고, 도 6은 콘크리트 주입구의 결합 관계를 도시하는 측면도이며, 도 7은 콘크리트 주입구와 호퍼의 연결 상태를 도시하는 측면도이다.
도 5에서 볼 수 있는 바와 같이, 상기 콘크리트 주입공(231)의 상부에는 콘크리트 주입구(5)가 설치되되, 상기 콘크리트 주입구(5)는 중앙에 상기 콘크리트 주입공(231)과 연통되는 관통공(511)이 형성된 것으로 상부플랜지(23)에 착탈 가능하게 결합되는 고정플레이트(51) 및 상기 고정플레이트(51)의 상부에 형성된 관통공(511)과 연통되도록 결합되는 연결파이프(52)로 구성될 수 있다.
즉, 상기 콘크리트 주입구(5)는 상부플랜지(23)에 착탈 가능한 고정플레이트(51)와 고정플레이트(51)의 관통공(511)과 연통되는 연결파이프(52)로 구성된다.
상기 콘크리트 주입구(5)는 콘크리트 주입공(231)에 콘크리트 낙입 시 콘크리트가 부재 외부를 오염시키지 않도록 하기 위한 것으로, 호퍼(6)를 콘크리트 주입공(231)에 직접 연결한다.
상기 콘크리트 주입구(5)는 부재 내부에 콘크리트 주입을 완료한 후 제거한다.
도 5에서 콘크리트는 연결파이프(52), 고정플레이트(51)의 관통공(511), 상부플랜지(23)의 콘크리트 주입공(231)을 통하여 강판조립 합성거더(2) 내부로 주입된다.
도 5 및 도 6 등에서 볼 수 있는 바와 같이, 상기 콘크리트 주입구(5)의 고정플레이트(51)에 형성된 관통공(511) 주변에는 제1결합공(512)이 형성되고, 상기 제1결합공(512)과 대응되는 위치의 상부플랜지(23)에는 제2결합공(232)이 형성되며, 상기 상부플랜지(23)의 제2결합공(232) 하부에는 너트부재(N)가 연통되게 고정 결합되어, 볼트부재(B)를 제1결합공(512)과 제2결합공(232)에 삽입하여 너트부재(N)에 체결함으로써 콘크리트 주입구(5)가 상부플랜지(23)와 착탈 가능하게 결합될 수 있다.
상기 콘크리트 주입구(5)의 착탈을 용이하게 하기 위하여, 고정플레이트(51)의 제1결합공(512)과 상부플랜지(23)의 제2결합공(232)을 관통하도록 볼트부재(B)를 상부플랜지(23)의 제2결합공(232) 하부에 결합된 너트부재(N)에 체결할 수 있다.
상기 너트부재(N)는 상부플랜지(23) 하부에 용접 결합하여 둘 수 있으며, 고정플레이트(51) 상부에서 볼트부재(B)를 회전시키는 것만으로 볼트부재(B)를 체결 또는 해체하여 콘크리트 주입구(5)를 강판조립 합성거더(2)에 결합 또는 분리할 수 있다.
따라서 콘크리트 타설이 완료된 후에는 볼트부재(B)를 풀어 강판조립 합성거더(2)에서 콘크리트 주입구(5)를 제거한다.
도 5 등의 실시예는 강판조립 합성거더(2)의 상부플랜지(23)에 콘크리트 주입구(5)를 결합한 경우를 도시하나, 강판조립 합성빔(3)의 상부플랜지(33)에 콘크리트 주입구(5)를 결합하는 것도 가능하다.
상기 볼트부재(B) 결합시 상기 고정플레이트(51)와 상부플랜지(23) 사이에 와셔를 위치시킬 수 있다.
도 7에서 볼 수 있는 바와 같이, 호퍼(6) 하부의 토출관(61)에 상단이 연결된 주입관(62)의 하단을 콘크리트 주입구(5)의 연결파이프(52)에 클램프(63)로 고정한 후, 콘크리트를 호퍼(6)에서 낙입시켜 부재 내부로 콘크리트를 주입할 수 있다.
도 8은 에어홀의 설치 위치를 도시하는 평면도이다.
도 8에서 볼 수 있는 바와 같이, 최외곽에 설치되는 강판조립 합성거더(2) 및 강판조립 합성빔(3)의 상부플랜지(23, 33)에는 에어홀(233, 333)이 관통 형성될 수 있다.
상기 에어홀(233, 333)은 합성 프레임 내 공기를 외부로 배출하여 부재 내부에 콘크리트가 밀실하게 충전되도록 한다.
이때, 최외곽의 강판조립 합성거더(2) 및 강판조립 합성빔(3)까지 콘크리트가 밀실하게 충전되면 콘크리트가 에어홀(233, 333)을 통해 외부로 배출된다. 따라서 콘크리트가 밀실하게 충전되었는지 여부를 에어홀(233, 333)을 통하여 육안으로 확인 가능하다.
도 8에서는 최외곽에 위치되는 강판조립 합성거더(2) 및 강판조립 합성빔(3)의 상부플랜지(23, 33)에 형성된 에어홀(233, 333)의 위치가 도시된다.
도 9는 배출관 고정구의 결합 관계를 도시하는 측면도이다.
도 9에서 볼 수 있는 바와 같이, 상기 에어홀(233, 333)의 상부에는 배출관 고정구(7)가 설치되되, 상기 배출관 고정구(7)는 중앙에 상기 에어홀(233, 333)과 연통되는 관통공(711)이 형성되는 것으로 상부플랜지(23, 33)에 착탈 가능하게 결합되는 고정플레이트(71), 상기 고정플레이트(71)의 상부에 형성된 관통공(711)과 연통되도록 결합되는 연결파이프(72) 및 상기 연결파이프(72)에 상부에 결합되는 배출관(73)으로 구성될 수 있다.
즉, 상기 배출관 고정구(7)는 상부플랜지(23, 33)에 착탈 가능한 고정플레이트(71)와 고정플레이트(71)의 관통공(711)과 연통되는 연결파이프(72) 및 연결파이프(72) 상부의 배출관(73)으로 구성된다.
상기 배출관 고정구(7)는 콘크리트가 부재 내부에 밀실하게 충전된 후 외부로 배출되는지 여부를 육안으로 쉽게 확인할 수 있도록 하기 위한 것이다.
상기 배출관 고정구(7)는 부재 내부에 콘크리트 주입을 완료한 후 제거 가능하다.
도 9에서 콘크리트는 부재 내부에 충분히 충전된 후 상부플랜지(23)의 에어홀(233), 고정플레이트(71)의 관통공(711), 연결파이프(72) 및 배출관(73)을 거쳐 외부로 배출될 수 있다.
상기 배출관(73)은 휠 수 있는 PVC 재질 등으로 구성할 수 있으며, 콘크리트가 외부로 유출되는지 여부를 쉽게 확인할 수 있도록 가급적 투명 재질로 구성함이 바람직하다.
상기 배출관(73)은 메가컬럼(10) 측면에 부착하여 지지시킬 수 있다.
도 9는 강판조립 합성거더(2)에 배출관 고정구(7)가 결합된 상태를 도시하나, 강판조립 합성빔(3)에도 배출관 고정구(7)가 결합될 수 있다.
도 9에 도시된 바와 같이, 상기 배출관 고정구(7)의 고정플레이트(71)에 형성된 관통공(711) 주변에는 제1결합공(712)이 형성되고, 상기 제1결합공(712)과 대응되는 위치의 상부플랜지(23)에는 제2결합공(234)이 형성되며, 상기 상부플랜지(23)의 제2결합공(234) 하부에는 너트부재(N)가 연통되게 고정 결합되어, 볼트부재(B)를 제1결합공(712)과 제2결합공(234)에 삽입하여 너트부재(N)에 체결함으로써 배출관 고정구(7)가 상부플랜지(23)와 착탈 가능하게 결합될 수 있다.
앞서 콘크리트 주입구(5)와 마찬가지로 상기 배출관 고정구(7)의 착탈을 용이하게 하기 위하여, 고정플레이트(71)의 제1결합공(712)과 상부플랜지(23)의 제2결합공(234)을 관통하도록 볼트부재(B)를 상부플랜지(23)의 제2결합공(234) 하부에 결합된 너트부재(N)에 체결할 수 있다.
상기 너트부재(N)는 상부플랜지(23) 하부에 용접 결합하여 둘 수 있으며, 고정플레이트(71) 상부에서 볼트부재(B)를 회전시키는 것만으로 볼트부재(B)를 체결 또는 해체하여 배출관 고정구(7)를 강판조립 합성거더(2)에 결합 또는 분리할 수 있다.
따라서 콘크리트 타설이 완료된 후에는 볼트부재(B)를 풀어 강판조립 합성거더(2)에서 배출관 고정구(7)를 제거한다.
도 9 등의 실시예는 강판조립 합성거더(2)의 상부플랜지(23)에 배출관 고정구(7)를 결합한 경우를 도시하나, 강판조립 합성빔(3)의 상부플랜지(33)에 배출관 고정구(7)를 결합하는 것도 가능하다.
상기 볼트부재(B) 결합시 상기 고정플레이트(71)와 상부플랜지(23) 사이에 와셔를 위치시킬 수 있다.
도 10은 브래킷의 설치 위치를 도시하는 평면도이고, 도 11은 브래킷에 의하여 결합되는 거더-빔을 도시하는 사시도이다.
도 4, 도 10, 도 11 등에서 볼 수 있는 바와 같이, 상기 강판조립 합성빔(3)은 강판조립 합성거더(2) 측면에 결합된 브래킷(8)에 설치되어 강판조립 합성거더(2)와 결합되되, 상기 브래킷(8)은 하부플랜지(81), 상기 하부플랜지(81) 양단부 상부에 수직 방향으로 구비되는 한 쌍의 웨브(82) 및 상기 한 쌍의 웨브(82) 상단을 덮어 내부를 폐쇄하도록 구비되는 상부플랜지(83)로 구성되고, 상기 상부플랜지(83)는 일부 또는 전체를 개폐할 수 있도록 구성될 수 있다.
상기 브래킷(8)은 강판조립 합성거더(2)와 강판조립 합성빔(3)을 결합하기 위하여 강판조립 합성거더(2)의 측면에 위치되는 것으로, 하부플랜지(81), 한 쌍의 웨브(82) 및 상부플랜지(83)로 구성된다.
상기 브래킷(8)은 강판조립 합성빔(3)과 두께, 크기를 일치시켜 상호 동일선상에서 연장되도록 구성함이 바람직하며, 웨브(32, 82) 외측에서 덧판을 대고 볼트 결합하여 상호 결합할 수 있다.
상기 브래킷(8)의 상부플랜지(83) 또한 브래킷(8) 내부를 폐쇄하도록 결합된다.
상기 브래킷(8)의 상부플랜지(83)는 콘크리트 타설 후 각 강판조립 합성빔(3)과 강판조립 합성거더(2)의 접합부에 콘크리트가 밀실하게 충전되었는지 여부를 확인할 수 있도록 상부플랜지(23, 33)에 개폐 가능하게 볼트 등으로 결합할 수 있다.
도 10에 도시된 평면도에서는 강판조립 합성거더(2)의 측면에 결합되는 브래킷(8)의 설치 위치가 도시된다.
아울러 도 11에서 볼 수 있는 바와 같이, 상기 강판조립 합성빔(3)의 웨브(32)에는 작업홀(321)이 형성되고, 상기 작업홀(321)은 착탈 가능하게 웨브(32)에 결합되는 커버플레이트(322)에 의해 폐쇄되도록 구성할 수 있다.
상기 강판조립 합성빔(3)을 강판조립 합성거더(2)의 측면에 결합된 브래킷(8)과 볼트 결합하는 경우, 폐쇄형 단면의 강판조립 합성빔(3) 내부로 작업자가 손을 집어넣어 볼트 체결 작업을 실시하기 어렵다.
따라서 상기 강판조립 합성빔(3)의 강판조립 합성거더(2)와 결합되는 측 부근의 웨브(32)에 작업홀(321)을 형성하여, 작업자가 강판조립 합성빔(3) 내부로 손을 집어넣어 강판조립 합성빔(3)과 브래킷(8)을 상호 접합할 수 있도록 하였다.
강판조립 합성빔(3)과 브래킷(8)의 체결 작업이 완료된 후에는 작업홀(321) 상부에 커버플레이트(322)를 결합하여 작업홀(321)을 폐쇄한다.
다음으로, 본 발명의 콘크리트 일체 타설 철골-콘크리트 합성 프레임 시공 방법은 앞서 도 2 내지 도 4를 통하여 설명한 본 발명의 콘크리트 일체 타설 철골-콘크리트 합성 프레임을 시공하는 방법에 관한 것이다.
본 발명의 콘크리트 일체 타설 철골-콘크리트 합성 프레임 시공 방법은 (a) 상기 강관기둥(1)을 복수 열로 설치하는 단계; (b) 하부플랜지(21)의 콘크리트 유동공(211)이 상기 강관기둥(1) 상단에 위치하도록 강판조립 합성거더(2)를 강관기둥(1) 상부에 복수 열로 설치하는 단계; (c) 상기 강판조립 합성거더(2)의 웨브(22)에 형성된 콘크리트 유동공(221)의 위치에 강판조립 합성빔(3)의 단부가 결합되도록 강판조립 합성거더(2)의 사이에 상기 강판조립 합성빔(3)을 설치하는 단계; 및 (d) 상기 콘크리트 주입공(231)에 고유동 콘크리트를 낙입 주입하여 강판조립 합성거더(2), 강판조립 합성빔(3) 및 강관기둥(1) 내에 고유동 콘크리트를 충전하는 단계; 로 구성되는 것을 특징으로 한다.
전술한 바와 같이, 강판조립 합성거더(2) 외에 강판조립 합성빔(3)의 상부플랜지(33)에도 콘크리트 주입공이 형성될 수 있다. 이 경우 상기 (d) 단계에서 고유동 콘크리트는 강판조립 합성빔(3)의 상부플랜지(33)에 형성된 콘크리트 주입공을 통하여 주입된다.
아울러 상기 (d) 단계에서 고유동 콘크리트 주입 전에 상기 콘크리트 주입공(231)이 설치되는 강판조립 합성거더(2) 또는 강판조립 합성빔(3)의 하부에는 하부지지부재(9)가 설치될 수 있다.
상기 하부지지부재(9)는 도 2에서 확인할 수 있는 것으로, 콘크리트 주입 시 콘크리트가 연속 주입되어 콘크리트 주입공(231) 부위에 처짐이 발생하는 것을 방지하기 위한 것이다.
상기 하부지지부재(9)의 일실시예로 시스템 비계를 이용할 수 있다.
본 발명의 콘크리트 일체 타설 철골-콘크리트 합성 프레임 시공 방법에서 각 구성의 역할 및 구체적인 결합 관계는 앞서 본 발명 콘크리트 일체 타설 철골-콘크리트 합성 프레임에 살펴본 바와 같다.
1: 강관기둥 2: 강판조립 합성거더
21: 하부플랜지 211: 콘크리트 유동공
22: 웨브 221: 콘크리트 유동공
23: 상부플랜지 231: 콘크리트 주입공
232: 제2결합공 233: 에어홀
234: 제2결합공 3: 강판조립 합성빔
31: 하부플랜지 32: 웨브
321: 작업홀 322: 커버플레이트
33: 상부플랜지 333: 에어홀
4: 콘크리트 5: 콘크리트 주입구
51: 고정플레이트 511: 관통공
512: 제1결합공 52: 연결파이프
6: 호퍼 61: 토출관
62: 주입관 63: 클램프
7: 배출관 고정구 71: 고정플레이트
711: 관통공 712: 제1결합공
72: 연결파이프 73: 배출관
8: 브래킷 81: 하부플랜지
82: 웨브 83: 상부플랜지
9: 하부지지부재 10: 메가컬럼
B: 볼트부재 N: 너트부재

Claims (10)

  1. 복수 개가 상호 일정 간격 이격되게 복수 열로 설치되는 것으로, 폐쇄형 단면이고 상부가 개방된 강관기둥(1);
    복수 개가 상기 강관기둥(1) 상단에 안착되도록 복수 열로 설치되는 것으로, 하부플랜지(21), 상기 하부플랜지(21) 양단부 상부에 수직 방향으로 구비되는 한 쌍의 웨브(22), 상기 한 쌍의 웨브(22) 상단을 덮어 내부를 폐쇄하도록 구비되는 상부플랜지(23)로 구성되는 강판조립 합성거더(2);
    단부가 상기 강판조립 합성거더(2)의 웨브(22) 측면에 결합되도록 이웃하는 강판조립 합성거더(2)의 사이에 설치되는 것으로, 하부플랜지(31), 상기 하부플랜지(31) 양단부 상부에 수직 방향으로 구비되는 한 쌍의 웨브(32), 상기 한 쌍의 웨브(32) 상단을 덮어 내부를 폐쇄하도록 구비되는 상부플랜지(33)로 구성되는 강판조립 합성빔(3); 및
    상기 강관기둥(1), 강판조립 합성거더(2) 및 강판조립 합성빔(3) 내부에 일체로 충전되는 고유동 콘크리트(4); 로 구성되되,
    상기 복수의 강판조립 합성거더(2) 중 어느 하나 또는 상기 복수의 강판조립 합성빔(3) 중 어느 하나의 상부플랜지(23, 33)에는 콘크리트 주입공(231)이 관통 형성되고,
    상기 콘크리트 주입공(231)이 설치되는 강판조립 합성거더(2) 또는 강판조립 합성빔(3)의 하부에는 처짐을 방지하기 위한 하부지지부재(9)가 설치되며,
    상기 콘크리트 주입공(231)의 상부에는 중앙에 상기 콘크리트 주입공(231)과 연통되는 관통공(511)이 형성된 것으로 상부플랜지(23)에 착탈 가능하게 결합되는 고정플레이트(51) 및 상기 고정플레이트(51)의 상부에 형성된 관통공(511)과 연통되도록 결합되는 연결파이프(52)로 구성되어 콘크리트 주입공(231)에 낙입에 의해 콘크리트를 연속 주입하는 콘크리트 주입구(5)가 설치되고,
    상기 강판조립 합성거더(2)의 강관기둥(1) 상단에 안착되는 부위의 하부플랜지(21) 및 상기 강판조립 합성빔(3)의 단부가 결합되는 웨브(22)에는 콘크리트 유동공(211, 221)이 각각 관통 형성되어 상기 강관기둥(1), 강판조립 합성거더(2) 및 강판조립 합성빔(3)으로 구성되는 합성 프레임 내부가 서로 연통되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 일체 타설 철골-콘크리트 합성 프레임.
  2. 삭제
  3. 제1항에서,
    상기 콘크리트 주입구(5)의 고정플레이트(51)에 형성된 관통공(511) 주변에는 제1결합공(512)이 형성되고, 상기 제1결합공(512)과 대응되는 위치의 상부플랜지(23)에는 제2결합공(232)이 형성되며, 상기 상부플랜지(23)의 제2결합공(232) 하부에는 너트부재(N)가 연통되게 고정 결합되어, 볼트부재(B)를 제1결합공(512)과 제2결합공(232)에 삽입하여 너트부재(N)에 체결함으로써 콘크리트 주입구(5)가 상부플랜지(23)와 착탈 가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 일체 타설 철골-콘크리트 합성 프레임.
  4. 제1항에서,
    최외곽에 설치되는 강판조립 합성거더(2) 및 강판조립 합성빔(3)의 상부플랜지(23, 33)에는 에어홀(233, 333)이 관통 형성되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 일체 타설 철골-콘크리트 합성 프레임.
  5. 제4항에서,
    상기 에어홀(233, 333)의 상부에는 배출관 고정구(7)가 설치되되,
    상기 배출관 고정구(7)는 중앙에 상기 에어홀(233, 333)과 연통되는 관통공(711)이 형성되는 것으로 상부플랜지(23, 33)에 착탈 가능하게 결합되는 고정플레이트(71), 상기 고정플레이트(71)의 상부에 형성된 관통공(711)과 연통되도록 결합되는 연결파이프(72) 및 상기 연결파이프(72)에 상부에 결합되는 배출관(73)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 일체 타설 철골-콘크리트 합성 프레임.
  6. 제5항에서,
    상기 배출관 고정구(7)의 고정플레이트(71)에 형성된 관통공(711) 주변에는 제1결합공(712)이 형성되고, 상기 제1결합공(712)과 대응되는 위치의 상부플랜지(23)에는 제2결합공(234)이 형성되며, 상기 상부플랜지(23)의 제2결합공(234) 하부에는 너트부재(N)가 연통되게 고정 결합되어, 볼트부재(B)를 제1결합공(712)과 제2결합공(234)에 삽입하여 너트부재(N)에 체결함으로써 배출관 고정구(7)가 상부플랜지(23)와 착탈 가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 일체 타설 철골-콘크리트 합성 프레임.
  7. 제1항에서,
    상기 강판조립 합성빔(3)은 강판조립 합성거더(2) 측면에 결합된 브래킷(8)에 설치되어 강판조립 합성거더(2)와 결합되되, 상기 브래킷(8)은 하부플랜지(81), 상기 하부플랜지(81) 양단부 상부에 수직 방향으로 구비되는 한 쌍의 웨브(82) 및 상기 한 쌍의 웨브(82) 상단을 덮어 내부를 폐쇄하도록 구비되는 상부플랜지(83)로 구성되고, 상기 상부플랜지(83)는 일부 또는 전체를 개폐할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 일체 타설 철골-콘크리트 합성 프레임.
  8. 제1항에서,
    상기 강판조립 합성빔(3)의 웨브(32)에는 작업홀(321)이 형성되고, 상기 작업홀(321)은 착탈 가능하게 웨브(32)에 결합되는 커버플레이트(322)에 의해 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 일체 타설 철골-콘크리트 합성 프레임.
  9. 제1항에 의한 철골-콘크리트 합성 프레임을 시공하는 방법에 관한 것으로,
    (a) 상기 강관기둥(1)을 복수 열로 설치하는 단계;
    (b) 하부플랜지(21)의 콘크리트 유동공(211)이 상기 강관기둥(1) 상단에 위치하도록 강판조립 합성거더(2)를 강관기둥(1) 상부에 복수 열로 설치하는 단계;
    (c) 상기 강판조립 합성거더(2)의 웨브(22)에 형성된 콘크리트 유동공(221)의 위치에 강판조립 합성빔(3)의 단부가 결합되도록 강판조립 합성거더(2)의 사이에 상기 강판조립 합성빔(3)을 설치하는 단계; 및
    (d) 상기 콘크리트 주입공(231)에 고유동 콘크리트를 낙입 주입하여 강판조립 합성거더(2), 강판조립 합성빔(3) 및 강관기둥(1) 내에 고유동 콘크리트를 충전하는 단계; 로 구성되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 일체 타설 철골-콘크리트 합성 프레임 시공 방법.
  10. 삭제
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