KR101720473B1 - 내진성능이 개선된 Partial-PC 벽체를 이용한 지하 PC 구조물 및 이의 시공방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 내진성능이 개선된 Partial-PC 벽체를 이용한 지하 PC 구조물 및 이의 시공방법에 관한 것으로서, 상세하게는 제 1벽체와 슬래브 패널을 구성하는 제 1주철근과 제 3주철근이 PC 구조물의 코너부분 내측에 인접한 위치에서 교차되도록 구성되고, 기초 구조물에 배치된 한 쌍의 앵커 철근이 제 1, 2벽체의 내부에 삽입 결합됨에 따라, 지진시 가해지는 외력이 내부로 전달되지 않도록 차단하여 지하 PC 구조물의 내구성을 향상시킬 수 있는 내진성능이 개선된 Partial-PC 벽체를 이용한 지하 PC 구조물 및 이의 시공방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 내진성능이 개선된 Partial-PC 벽체를 이용한 지하 PC 구조물 및 이의 시공방법에 관한 것으로서, 상세하게는 제 1벽체와 슬래브 패널을 구성하는 제 1주철근과 제 3주철근이 PC 구조물의 코너부분 내측에 인접한 위치에서 교차되도록 구성되고, 기초 구조물에 배치된 한 쌍의 앵커 철근이 제 1, 2벽체의 내부에 삽입 결합됨에 따라, 지진 등으로 가해지는 외력이 내부로 전달되지 않도록 차단하여 지하 PC 구조물의 내구성을 향상시킬 수 있는 내진성능이 개선된 Partial-PC 벽체를 이용한 지하 PC 구조물 및 이의 시공방법에 관한 것이다.
일반적으로 폐수처리장, 지하주차장 또는 우수저류조와 같이 지하층에 매립되어지는 대용량 및 대공간으로 이루어진 각종 지하 구조물은 통상적으로 터파기후 기초를 형성하고, 그 위에 거푸집을 이용하여 RC 공법에 의해서 현장 콘크리트로 외벽을 시공한 후 그 외벽 상단부에 다시 피씨 슬래브 또는 현장 타설 콘크리트 슬래브를 안착시켜 시공한다.
그러나 이러한 RC 공법에 의한 벽체 구조물의 시공방법은 벽체를 형성하기 위해서 필수적으로 거푸집을 설치하고, 그 거푸집 속으로 콘크리트를 현장에서 타설하여 경화시킨 이후에만 후속 공정을 진행할 수 있기 때문에 공기가 지연되는 문제점이 있으며, 나아가 거푸집을 일일이 설치하였다가 제거해야만 하는 번거로움이 있을 뿐만 아니라, 콘크리트를 현장에서 타설하는 과정에서 거푸집이 터지게 되어 안전사고가 빈번하게 발생하는 문제점이 있다.
이러한 종래의 RC 공법에 의한 벽체 구조물의 문제점을 해결하기 위한 벽체 구조물의 시공방법에 대한 기술에 대해서, 등록특허공보 제10-1001208호(이하, '종래기술 1'이라 함) 및 등록특허공보 제10-1630235호(이하, '종래기술 2'라 함)가 개시되어 있다.
종래기술 1은 기초 상부면에 외벽 기립용 홈을 형성한 후, 상기 홈 위로 복수의 패널인 제1피씨 패널과 제2피씨 패널을 각각 소정의 간격을 두고 마주보면서 기립되도록 조립한 후, 상기 마주보는 양 패널 사이의 공간부에 현장 콘크리트를 타설하여 패널과 함께 일체로 피씨벽체를 형성하도록 시공된 것을 특징으로 하고 있다.
종래기술 2는 제 1패널과 제 2패널 사이에 트러스 구조물을 구비하여, 제 1패널과 제 2패널이 더욱 견고하게 결합된 상태에서 콘크리트가 몰탈됨에 따라, 벽체의 내구성이 향상되도록 하고 있다.
한편, 도 1은 지진 발생시 박스 형태로 구성된 지하 PC 구조물에 발생되는 벤딩 모멘트의 그래프로, 이를 보면 지하 PC 구조물의 각 코너부분, 즉, 각 구성요소가 연결 결합되는 부분에 상당한 양의 벤딩 모멘트가 발생되는 것을 알 수 있다.
구체적으로, 지하 PC 구조물의 상부측 코너에는 내부방향으로 작용되는 내측 인장 모멘트가 최대로 발생되며, 지하 PC 구조물의 하부측 코너에는 외부방향으로 작용되는 외측 인장 모멘트가 최대로 발생되고 있다.
즉, 상기 지하 PC 구조물의 각 코너부분이 견고하게 구성되지 않으면, 지진 발생시 지하 PC 구조물이 무너지는 등의 심각한 문제가 발생될 수 있다.
그러나 상기 종래기술 1 및 2는 벽체를 구성하는 패널이 단순히 바닥면의 상부에 얹혀진 상태에서 콘크리트를 타설하고, 벽체의 상부에 상부 패널이 단순히 얹혀진 상태에서 콘크리트를 타설함에 따라, 각 구성이 유기적으로 안전하게 결합된 상태라고 할 수 없다.
구체적으로 설명하면, 상기 종래기술 1 및 2의 PC 패널들은 바닥면과 견고하게 고정된 상태가 아닌, 단순히 거푸집의 역할만을 하는 것으로서, PC 구조물에 가해지는 하중, 충격 또는 진동 등의 외력을 견고하게 지지하지 못하고 패널의 내부에 타설된 콘크리트만이 외력에 대항하여 버티도록 이루어지고 있기 때문에, 상기 외측 인장 모멘트에 대해 안전하게 버티지 못하는 문제가 있다.
또한, 상기 종래기술 1 및 2의 PC 패널과 상부 패널의 연결부가 단순히 콘크리트에 의해 결합된 상태인 바, 현장에서 해당 부위에 타설된 콘크리트만이 외력에 저항하도록 이루어지고 어, 상기 내측 인장 모멘트에 대해 안전하게 지지하지 못하는 한계가 있다.
따라서, 지하 PC 구조물의 각 연결부를 더욱 견고히 하기 위해 개선된 기술에 대해서 공개특허공보 제10-2014-0129839호(이하, '종래기술 3'이라 함) 및 등록특허공보 제10-1289155호(이하, '종래기술 4'라 함)가 개시되어 있다.
종래기술 3은 외측 벽체 패널이 기초 바닥면의 내부에 매립된 상태로 설치되되, 내측 벽체 패널과 상부 패널의 연결부에 돌기와 홈을 형성하여 이에 의해 결합되도록 함에 따라, 각 구성이 더욱 견고하게 결합되도록 하고 있다.
그러나, 종래기술 3은 벽체 패널이 기초 바닥면의 내부에 매립되어 설치됨에 따라 기초 바닥면의 연결부의 강도는 일부 향상되어 있으나, 상부패널과 벽체 패널은 돌기와 홈의 결합으로 이루어지기 때문에 여전히 외측 인장 모멘트를 안정적으로 지지하기에는 구조강도가 취약한 문제가 있다.
한편, 종래기술 4는 벽체를 구성하는 패널 사이 및 벽체와 상부 슬래브층 사이에 절곡된 형태로 구성되는 강도 보강용 철근을 삽입하여, 해당 위치의 내구성을 향상시키도록 하고 있다.
그러나, 상기 종래기술 4는 단순히 보강용 철근을 추가하여 PC 구조물의 각 연결부의 내구성 향상을 도모하고 있는 바, 벽체 패널은 바닥면의 상부에 단순 기립된 상태로 구비되기 때문에 상호 구성 간의 결합부가 분단된 상태로 PC 벽체는 여전히 거푸집의 역할밖에 하지 못한다.
따라서, 종래기술들만으로는 지진발생시 PC 구조물을 구성하는 부재들의 결합부에서 발생되는 내측, 외측 인장 모멘트에 대해 안전하게 버틸 수 없는 바, 이를 해결하기 위한 지하 PC 구조물이 요구되고 있는 실정이다.
본 발명은 상기 종래 기술이 갖는 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 제 1벽체와 슬래브 패널을 구성하는 제 1주철근과 제 3주철근이 PC 구조물의 코너부분 내측에 인접한 위치에서 교차되도록 구성되고, 기초 구조물에 배치된 한 쌍의 앵커 철근이 제 1, 2벽체의 내부에 삽입 결합됨에 따라, 지진시 가해지는 외력이 내부로 전달되지 않도록 차단하여 지하 PC 구조물의 내구성을 향상시킬 수 있는 내진성능이 개선된 Partial-PC 벽체를 이용한 지하 PC 구조물 및 이의 시공방법을 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 내진성능이 개선된 Partial-PC 벽체를 이용한 지하 PC 구조물은 콘크리트의 타설에 의해 구성되는 기초 구조물; 제 1주철근의 상부가 상방으로 노출되도록 배근된 PC패널로 구성되며, 상기 기초 구조물의 상부에 기립 배열되는 제 1벽체; 내부에 제 2주철근이 삽입된 PC패널로 구성되며, 상기 제 1벽체의 외측방향으로 소정거리 이격되면서 상기 기초 구조물의 상부에 기립 배열되는 제 2벽체; 상기 제 1벽체의 폭방향 내측방향으로 소정거리 이격되어 상기 기초 구조물의 상부에 기립 배열되는 기둥부; PC패널로 구성되되, 인접하는 한 쌍의 기둥부를 상부에 배치되는 연결보; 및 PC패널로 구성된 복수 개의 슬래브 패널이 폭방향으로 배치 결합되면서 상기 제 1벽체와 상기 연결보의 상부를 연결하도록 구성되며, 최외측에 위치된 슬래브 패널에는 제 3주철근의 일단이 상기 제 1벽체측을 향하여 노출된 상태로 구비되는 슬래브층을 포함하여 구성되며, 상기 제 1주철근의 노출된 상부가 상기 슬래브 패널측으로 절곡되고, 상기 제 3주철근의 노출된 일단이 상기 제 1벽체와 상기 제 2벽체 사이로 절곡되면서 상기 제 1벽체와 상기 슬래브 패널에 인접하게 교차부가 형성되어 지진발생시 상기 제 1벽체와 슬래브층의 결합부에서 발생되는 내측 인장 모멘트를 저항하도록 이루어지는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 기초 구조물에는, 제 1앵커철근과 제 2앵커철근의 상부가 상방으로 노출되되, 상기 제 1, 2앵커철근이 서로 나란하게 배치된 상태에서 콘크리트를 타설하여 구성되도록 하며, 상기 제 1벽체에는 하방에서 상기 제 1앵커철근이 삽입 결합되는 제 1삽입홈이 형성되고, 상기 제 2벽체에는 하방에서 상기 제 2앵커철근이 삽입 결합되는 제 2삽입홈이 형성되며, 제 1, 2삽입홈에 상기 제 1, 2앵커철근이 각각 삽입 결합되어, 상기 제 1, 2벽체와 상기 기초 구조물은 유기적으로 연결된 상태가 되면서, 지진발생시 상기 제 1,2 앵커철근이 상기 제 1, 2벽체와 기초 구조물의 결합부에서 발생되는 외측 인장 모멘트를 저항하도록 이루어지도록 한다.
한편, 상기 제 1, 2벽체의 서로 마주보는 양면에는, 내측으로 오목하게 패인 제 1슬롯홈과 제 2슬롯홈이 각각 형성되고, 타이볼트의 양단이 상기 제 1슬롯홈 및제 2슬롯홈과 각각 결합 고정되도록 이루어지며, 상기 제 1슬롯홈에는, 깔때기의 형태로 형성된 가이드콘이 구비되어, 상기 타이볼트의 일단이 상기 가이드콘에 의해 상기 제 1슬롯홈으로 안내되면서 삽입 고정되도록 한다.
또한, 상기 제 1, 2벽체의 서로 마주보는 양면에는, 내측으로 오목하게 패인 제 1슬롯홈과 제 2슬롯홈이 각각 형성되고, 타이볼트의 양단이 상기 제 1, 2슬롯홈과 각각 결합 고정되도록 이루어지며, 상기 제 2벽체는, 상기 제 2슬롯홈의 반대방향에서 내측으로 오목하게 패인 몰탈홈이 상기 제 2슬롯홈과 연통되도록 형성되며, 중심부에 십자 형태의 홀이 형성된 슬롯 보강판이 상기 몰탈홈에 삽입 구비된 상태에서, 상기 타이볼트가 삽입 결합되도록 하여, 상기 타이볼트의 체결시 시공오차의 수정이 가능하도록 구성되도록 한다.
한편, 인접하는 한 쌍의 상기 슬래브 패널은, 일단이 상방으로 절곡 형성되어 외부로 노출되면서 일측의 슬래브 패널의 끝단에 결합되는 제 1연결철근; 상기 제 1연결철근과 동일한 형태로 형성되며, 타측의 슬래브 패널의 끝단에 상기 제 1연결철근과 교차되도록 배치 결합되는 제 2연결철근; 및 상기 제 1연결철근과 제 2연결철근 사이에 형성된 삽입공간에 구비되는 고정철근을 포함하여 구성되는 슬래브 패널 고정부에 의해서 고정되도록 한다.
한편, 본 발명의 내진성능이 개선된 Partial-PC 벽체를 이용한 지하 PC 구조물의 시공방법은 제 1앵커철근과 제 2앵커철근의 상부가 상방으로 노출되되, 서로 나란하게 배치되도록 한 뒤, 콘크리트를 타설하여 기초 구조물을 형성하는 기초 구조물 형성단계; 제 1벽체와 제 2벽체가 타이볼트에 의해 상호 구성 간의 결합이 이루어지면서 상기 기초 구조물의 상부에 기립 설치되도록 하며, 상기 기초 구조물의 중심부에는 기둥부를 기립 설치하고, 인접하는 한 쌍의 기둥부의 상부에 연결보를 결합하는 벽체 및 기둥부 설치 단계; 상기 제 1벽체와 상기 연결보 사이에 복수 개의 슬래브 패널을 설치하되, 제 3주철근이 상기 제 1벽체측을 향하도록 상기 슬래브 패널을 구비하는 슬래브 패널 설치단계; 및 상기 제 1벽체의 상부로 노출된 제 1주철근을 상기 슬래브 패널측으로 절곡하고, 상기 제 3주철근이 상기 제 1벽체와 제 2벽체 사이로 삽입되면서 상기 제 1벽체측에 인접하게 배치되도록 절곡하는 철근 절곡 단계를 포함하며, 상기 제 1벽체와 제 2벽체의 하측부에는 제 1삽입홈과 제 2삽입홈이 각각 형성되고, 상기 제 1삽입홈과 제 2삽입홈에 상기 제 1앵커철근과 제 2앵커철근이 각각 삽입 결합되도록 하며, 상기 타이볼트의 체결은, 상기 제 1벽체와 제 2벽체가 상기 기초 구조물의 상부에 설치된 이후에, 설치된 제 1벽체와 제 2벽체의 마주보는 양면 간에 결합되도록 이루어지거나, 또는 상기 제 1벽체와 제 2벽체가 상기 기초 구조물의 상부에 설치되기 이전에 상기 제 1벽체와 제 2벽체의 마주보는 양면에 타이볼트가 결합되도록 하여, 타이볼트가 결합된 제 1벽체 및 제 2벽체가 일체형으로 구성된 상태로 상기 기초 구조물의 상부에 기립 설치되도록 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 제 1벽체에 배근된 제 1주철근과 슬래브 패널에 배근된 제 3주철근이 절곡되면서, 상호 구성에 인접한 위치에 교차부가 형성되도록 하여, 지진 발생시 상호 구성의 연결부측에 가해지는 내측 인장 모멘트를 견고하게 대항하도록 함에 따라, PC 구조물의 내진강도가 향상되는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 기초 구조물의 형성시, 제 1벽체와 제 2벽체가 삽입될 위치에 미리 제 1, 2앵커철근을 설치한 상태에서 제 1벽체와 제 2벽체를 각각 결합 고정함에 따라, 상기 제 1, 2벽체와 상기 기초 구조물이 하나의 유기적인 구조물로 결합되면서, 지진시 상호 구성의 연결부에 가해지는 외측 인장 모멘트에 견고하게 저항할 수 있는 장점이 있다.
본 발명에 의하면, 상기 제 1벽체, 제 2벽체 및 상호 구성 사이에 타설되는 콘크리트가 하나의 벽체로 거동되도록 하는, 즉, 상기 제 1벽체 및 제 2벽체가 단순히 거푸집의 역할만을 하는 것이 아니라 구조 강도 향상에 참여함에 따라, 종래기술보다 타설되는 PC 구조물의 벽체 두께를 얇게 구성할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 지진 발생시 박스 형태로 구성된 지하 PC 구조물에 발생되는 벤딩 모멘트의 그래프.
도 2는 본 발명에 따른 내진성능이 개선된 Partial-PC 벽체를 이용한 지하 PC 구조물의 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 내진성능이 개선된 Partial-PC 벽체를 이용한 지하 PC 구조물의 일부 단면도.
도 4는 도 3의 A구역 확대 단면도.
도 5는 도 3의 B구역 확대 단면도.
도 6은 도 3의 C구역 확대 단면도.
도 7은 도 4의 D구역 확대 단면도.
도 8은 본 발명에 따른 내진성능이 개선된 Partial-PC 벽체를 이용한 지하 PC 구조물에 적용되는 제 2조립부의 분해 사시도.
도 9는 본 발명에 따른 내진성능이 개선된 Partial-PC 벽체를 이용한 지하 PC 구조물에 적용되는 제 2조립부의 정면도.
도 10은 도 3의 E구역 확대 단면도.
도 11은 본 발명에 따른 내진성능이 개선된 Partial-PC 벽체를 이용한 지하 PC 구조물의 시공방법의 흐름도.
도 2는 본 발명에 따른 내진성능이 개선된 Partial-PC 벽체를 이용한 지하 PC 구조물의 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 내진성능이 개선된 Partial-PC 벽체를 이용한 지하 PC 구조물의 일부 단면도.
도 4는 도 3의 A구역 확대 단면도.
도 5는 도 3의 B구역 확대 단면도.
도 6은 도 3의 C구역 확대 단면도.
도 7은 도 4의 D구역 확대 단면도.
도 8은 본 발명에 따른 내진성능이 개선된 Partial-PC 벽체를 이용한 지하 PC 구조물에 적용되는 제 2조립부의 분해 사시도.
도 9는 본 발명에 따른 내진성능이 개선된 Partial-PC 벽체를 이용한 지하 PC 구조물에 적용되는 제 2조립부의 정면도.
도 10은 도 3의 E구역 확대 단면도.
도 11은 본 발명에 따른 내진성능이 개선된 Partial-PC 벽체를 이용한 지하 PC 구조물의 시공방법의 흐름도.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명은 내진성능이 개선된 Partial-PC 벽체를 이용한 지하 PC 구조물 및 이의 시공방법에 관한 것으로서, 상세하게는 제 1벽체(200)와 슬래브 패널(710)을 구성하는 제 1주철근(210)과 제 3주철근(720)이 PC 구조물(1)의 코너부분 내측에 인접한 위치에서 교차되도록 구성되고, 기초 구조물(100)에 배치된 한 쌍의 앵커 철근(110, 120)이 제 1, 2벽체(200, 300)의 내부에 각각 삽입 결합됨에 따라, 지진시 가해지는 외력이 내부로 전달되지 않도록 차단하여 지하 PC 구조물(1)의 내구성을 향상시킬 수 있는 내진성능이 개선된 Partial-PC 벽체를 이용한 지하 PC 구조물 및 이의 시공방법에 관한 것이다.
이때, 상기 Partial-PC 벽체는 상기 기초 구조물(100)의 상부에 상기 제 1, 2벽체(200, 300)를 기립 설치하여, 이중벽을 형성한 뒤, 이에 콘크리트를 타설함에 따라, 상기 제 1, 2벽체(200, 300)가 유기적으로 하나의 벽체가 되도록 한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 내진성능이 개선된 Partial-PC 벽체를 이용한 지하 PC 구조물의 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 내진성능이 개선된 Partial-PC 벽체를 이용한 지하 PC 구조물의 일부 단면도이며, 도 4는 도 3의 A구역 확대 단면도이고, 도 5는 도 3의 B구역 확대 단면도이다.
본 발명은 크게 기초 구조물(100), 제 1벽체(200), 제 2벽체(300), 기둥부(500), 연결보(600) 및 슬래브층(700)을 포함하여 구성된다.
상기 기초 구조물(100)은 지하 PC 구조물(1)이 기립 설치되는 베이스 역할을 하는 것으로서, 콘크리트의 타설에 의해 구성된다.
이때, 상기 기초 구조물(100)에는 제 1앵커철근(110)과 제 2앵커철근(120)의 상부가 상방으로 노출되고, 하부가 내부에 매립되되, 상기 제 1앵커철근(110)과 제 2앵커철근(120)이 서로 나란하게 배치된 상태에서 콘크리트가 타설되게 된다.
상기 제 1벽체(200)는 지하 PC 구조물(1)의 내측벽을 구성하는 것으로서, 제 1주철근(210)의 상부가 상방으로 노출되도록 배근된 PC 패널로 구성되며, 상기 기초 구조물(100)의 상부에 기립 배열되도록 한다.
이때, 상기 제 1벽체(200)의 하부에는 하방에서 상기 제 1앵커철근(110)이 삽입 결합되도록 제 1삽입홈(220)이 형성되도록 하여, 상기 제 1삽입홈(220)에 상기 제 1앵커철근(110)이 삽입 결합되면서 상기 기초 구조물(100)의 상부에 기립 배열되도록 한다.
상기 제 2벽체(300)는 지하 PC 구조물(1)의 외측벽을 구성하는 것으로서, 내부에 제 2주철근(310)이 삽입된 PC패널로 구성되며, 상기 제 1벽체(200)의 외측방향으로 소정거리 이격되면서 상기 기초 구조물(100)의 상부에 기립 배열되도록 한다.
이때, 상기 제 2벽체(300)의 하부에는 하방에서 상기 제 2앵커철근(110)이 삽입 결합되도록 제 2삽입홈(320) 형성되며, 상기 제 2삽입홈(320)에 상기 제 2앵커철근(120)이 삽입되면서 상기 기초 구조물(100)의 상부에 기립 배열될 수 있도록 한다.
즉, 상기 제 1벽체(200)와 제 2벽체(300)는 소정거리 이격되면서 나란하게 배치되어, 지하 PC 구조물(1)의 측벽이 2중벽의 형태로 구성될 수 있도록 배치되며, 이후 상기 제 1벽체(200)와 제 2벽체(300) 사이에는 콘크리트를 타설하여, 하나의 벽체가 되도록 한다.
상기 기둥부(500)는 지하 PC 구조물(1)의 중심부를 지지하기 위한 것으로서, 상기 제 1벽체(200)의 폭방향 내측으로 소정거리 이격되어 상기 기초 구조물(100)의 상부에 기립 배열되도록 한다.
부연하면, 상기 기둥부(500)는 서로 마주보도록 배열된 제 1벽체(200) 사이의 중심부에 위치되도록 하며, 복수 개가 길이방향으로 소정거리 이격되면서 배치되도록 한다.
이때, 상기 기둥부(500)가 배치되는 위치는 지하 PC 구조물(1)의 구조강도에 따라 설계 변경하여 배치될 수 있도록 하여, 지하 PC 구조물(1)을 견고하게 지지하도록 한다.
상기 연결보(600)는 상기 기둥부(500) 사이를 고정 결합하기 위한 것으로서, 길이방향으로 연장되는 보(beam)의 형태의 PC 패널로 구성되되, 인접하게 위치되는 한 쌍의 기둥부(500)의 상부를 연결하도록 배치된다.
상기 슬래브층(700)은 PC 패널로 형성되는 복수 개의 슬래브 패널(710)이 폭방향으로 배치되고, 상기 슬래브 패널(710)의 상부에 콘크리트를 타설하여, 상기 제 1벽체(200)와 상기 연결보(600)의 상부를 연결하도록 구성되며, 최외측에 위치되는 슬래브 패널(710)에는 제 3주철근(720)의 일단이 상기 제 1벽체(200)측으로 노출되도록 구비된다.
부연하면, 상기 제 3주철근(720)은 폭방향으로 연장되는 막대 형태로 형성되되, 일단이 최외측에 위치된 상기 슬래브 패널(710)의 폭방향 일측으로 노출되고, 타단이 최외측에 위치된 상기 슬래브 패널(710)의 폭방향 타측에 인접하게 위치되도록 내부에 구비되며, 상기 제 3주철근(720)의 일단이 상기 제 1벽체(200)측을 향하도록 한다.
즉, 상기 슬래브층(700)의 양단은 상기 제 3주철근(720)이 노출된 콘크리트층으로 형성된다.
한편, 상기 슬래브 패널(710)의 내부에는 폭방향으로 연장되는 배력철근(714)이 매립되도록 구성되며, 이때, 상기 배력철근(714)의 양단이 상기 슬래브 패널(710)의 폭방향 양단에 인접하게 배치될 수 있는 충분한 길이로 연장 형성된다.
또한 상기 슬래브 패널(710)에는 상방으로 돌출 기립되는 전단철근(730)이 더 구비되도록 하여, 타설되는 콘크리트와 견고하게 결합되도록 하며, 이를 통해 전단강도가 향상되도록 한다.
한편, 각 구성의 배치가 이루어진 이후, 상기 제 1주철근(210)의 노출된 상부는 상기 슬래브 패널(710)측으로 절곡되어 인접하게 배치되고, 상기 제 3주철근(720)의 노출된 일단은 상기 제 1벽체(200)와 제 2벽체(300) 사이로 절곡되어 상기 제 1벽체(200)와 인접하게 배치된다.
이후, 상기 제 1벽체(200)와 제 2벽체(300) 사이에 콘크리트를 타설하고, 상기 슬래브층(700)에 콘크리트를 타설함으로써, 지하 PC 구조물(1)이 설치되도록 한다.
앞서 설명한 바와 같이, 지진 발생시, 지하 PC 구조물을 구성하는 부재들이 결합된 부분에서 최대치의 벤딩 모멘트가 발생된다.
부연하면, 상기 제 1벽체(200)와 슬래브층(700)의 결합부에서는 지하 PC 구조물(1)의 내측방향으로 인장 모멘트가 발생하게 되고, 제 1, 2벽체(200, 300)와 상기 기초 구조물(100)의 결합부에서는 지하 PC 구조물(1)의 외측방향으로 인장 모멘트가 발생하게 되면서, 지하 PC 구조물(1)의 각 코너의 내측에 타설된 콘크리트층으로 외력이 전달되게 된다.
따라서, 지하 PC 구조물(1)에 가해지는 내측 인장 모멘트(901)과 외측 인장 모멘트(902)에 대해 충분히 저항할 수 있을 정도의 내구성을 갖도록 구성되는 것이 바람직하다.
본 발명은 상기 제 1벽체(200)와 상기 슬래브 패널(710) 사이의 인접한 위치에 상기 제 1, 3주철근(710, 730)이 교차되는 교차부(10)가 형성되어, 지진발생시 상기 제 1벽체(200)와 슬래브 패널(710) 사이에서 발생되는 내측 인장 모멘트(901)를 저항하도록 이루어진다.
부연하면, 상기 교차부(10)는 내측 인장 모멘트(901)를 저항하면서 지진 등에 의해 발생된 진동 등의 외력이 지하 PC 구조물(1)을 구성하는 콘크리트층으로 전달되지 않도록 차단하게 되면서 지하 PC 구조물의 내진강도를 향상시키게 된다.
또한, 상기 슬래브층(700)으로 절곡 배치된 제 1주철근(210)은 상기 슬래브 패널(710)의 상부에 타설되는 콘크리트와 견고하게 결합되면서 지하 PC 구조물(1)의 상부 내구성을 향상시키도록 하며, 제 1, 2벽체(200, 300) 사이로 절곡 배치된 상기 제 3주철근(720)은 상기 제 1, 2벽체(200, 300) 사이에 타설된 콘크리트와 견고하게 결합되면서 지하 PC 구조물(1)을 구성하는 측벽의 내구성을 향상시키도록 한다.
한편, 본 발명에서는 상기 제 1, 2벽체(200, 300)가 단순히 콘크리트의 타설을 위한 거푸집의 역할만 하는 것이 아닌, 지하 PC 구조물(1)의 내구성 향상에 직접적으로 기여할 수 있도록 하기 위해서, 상기 제 1앵커철근(110)이 상기 제 1벽체(200)와 결합되고, 상기 제 2앵커철근(120)이 상기 제 2벽체(300)와 결합되도록 한다.
부연하면, 제 1, 2삽입홈(220, 320)에 제 1, 2앵커철근(110, 120)이 각각 삽입 결합되어, 상기 제 1, 2벽체(200, 300)와 상기 기초 구조물(100)이 유기적으로 연결된 상태가 되면서, 지진 발생시 상기 제 1,2 앵커철근(110, 120)이 제 1, 2벽체(200, 300)와 기초 구조물(100)의 결합부에서 발생되는 외측 인장 모멘트(902)를 저항하게 된다.
즉, 상기 제 1, 2벽체(200, 300)는 상기 제 1, 2앵커철근(110, 120)에 의해 상기 기초 구조물(100)과 유기적으로 연결된 구조가 되도록 하여, 상기 제 1, 2앵커철근(110, 120)이 제 1, 2벽체(200, 300) 사이의 콘크리트층으로 전달되는 외력을 차단하는 한편, 해당 위치에 가해지는 외력에 대해 견고하게 지지하도록 하여, 지하 PC 구조물(1)의 내구성 향상을 도모하게 된다.
이때, 상기 제 1, 2벽체(200, 300)의 설치를 더욱 쉽게 하도록 하기 위해서, 상기 기초 구조물(100)에는 상기 제 1벽체(200)가 설치되는 위치에서 내측으로 오목하게 패인 제 1체결홈(130)이 형성되고, 상기 제 1체결홈(130)에 제 1앵커철근(110)이 구비되도록 하며, 상기 제 2벽체(300)가 설치되는 위치에서 내측으로 오목하게 패인 제 2체결홈(140)이 형성되고, 상기 제 2체결홈(140)에 제 2앵커철근(120)이 구비되도록 한다.
부연하면, 본 발명은 상기 제 1, 2벽체(200, 300)가 설치될 위치에 상기 제 1, 2앵커철근(110, 120)이 구비된 상태에서, 상기 제 1, 2체결홈(130, 140)이 형성되도록 콘크리트를 타설하여 상기 기초 구조물(100)이 구성되도록 한다.
이때, 상기 제 1, 2앵커철근(110, 120)은 'ㄴ'자 형태로 절곡되도록 하고, 절곡된 부분이 상기 지하 PC 구조물(1)의 내측을 향하여 배치되도록 하여, 상기 제 1, 2앵커철근(110, 120)이 견고하게 고정된 상태를 유지할 수 있도록 한다.
한편, 상기 제 1, 2벽체(200, 300)를 구성하는 제 1, 2주철근(210, 310)과 제 1, 2앵커철근(110, 120)이 하나의 연장된 철근의 형태가 되도록 상호 구성을 고정 결합하여, 상기 제 1, 2벽체(200, 300)와 기초 구조물(100) 간의 결합을 더욱 견고하게 함으로써, 지하 PC 구조물(1)의 내구성을 향상시키도록 하는 것이 바람직하다.
즉, 상기 제 1, 2주철근(210, 310)의 하부는 상기 제 1, 2삽입홈(220, 320)의 상부를 관통하여 내부로 돌출되도록 구비된 상태에서, 상기 제 1, 2앵커철근(110, 120)이 상기 제 1, 2삽입홈(220, 320)에 삽입 결합되도록 함에 따라, 상기 제 1, 2주철근(210, 310)과 상기 제 1, 2앵커철근(110, 120)이 각각 하나의 연장된 철근의 형태가 되도록 한다.
이때, 제 1, 2삽입홈(220, 320)의 하측에는 상기 제 1, 2삽입홈(220, 320)과 상기 제 1, 2벽체(200, 300)의 외측이 연통되는 제 1, 2유입구(221, 321)가 형성되고, 상기 제 1, 2삽입홈(220, 320)의 상측에는 상기 제 1, 2삽입홈(220, 320)과 상기 제 1, 2벽체(200, 300)의 외측이 연통되는 제 1, 2배출구(222, 322)가 형성되도록 한다.
상기 제 1, 2유입구(221, 321)를 통해서 콘크리트를 주입하여 상기 제 1, 2삽입홈(220, 320)을 그라우팅(grouting)하며, 주입된 콘크리트가 상기 제 1, 2배출구(222, 322)를 통해서 배출되면 콘크리트의 주입을 중단하도록 한다.
즉, 상기 제 1, 2주철근(210, 310)과 상기 제 1, 2앵커철근(110, 120)이 동축을 이루면서 상기 제 1, 2삽입홈(220, 320)에 삽입되고, 상기 제 1, 2삽입홈(220, 320)이 콘트리트에 의해서 경화되면서 상기 제 1, 2벽체(200, 300)와 상기 기초 구조물(100)이 견고하게 고정된 상태가 되도록 한다.
이때 사용되는 콘크리트는 예를 들면, 무수축 콘크리트를 사용하도록 함으로써, 상기 제 1, 2삽입홈(220, 320)의 내구성 향상을 도모함과 동시에, 일반 콘크리트보다 빠른 시간내에 양생이 이루어질 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 제 1, 2삽입홈(220, 320)에는 연결 슬리브(S)가 구비된 상태로 상기 제 1벽체(200)와 제 2벽체(300)가 형성되도록 하여, 철근의 끝단이 보호되되, 상기 제 1, 2삽입홈(220, 320)의 내구성을 더욱 향상시킬 수 있게 된다.
부연하면, 상기 연결 슬리브(S)는 중심부에 격벽이 형성되도록 이루어지며, 격벽에 의해 분리된 상부로 상기 제 1, 2주철근(210, 310)이 삽입 고정된 상태에서, 격벽에 의해 분리된 하부로 상기 제 1, 2앵커철근(110, 120)이 삽입됨에 따라, 상기 연결 슬리브(S)에 상기 제 1, 2앵커철근(110, 120)이 견고하게 고정되도록 한다.
한편, 상기 제 1, 2앵커철근(110, 120)에 댐퍼(damper)(40)를 구비하도록 하여, 상기 제 1, 2벽체(200, 300)의 설치시 하단부를 보호할 수 있도록 한다. 즉, 상기 제 1벽체(200)와 제 2벽체(300)는, 하부에 댐퍼(40)가 구비된 상태로 상기 기초 구조물(100) 상부에 배치되도록 한다.
상기 기초 구조물(100)은 상기 제 1, 2앵커철근(110, 120)을 연결 결합하는 보강재(30)가 구비된 상태로 내부에 매립되도록 하여, 상기 제 1, 2앵커철근(110, 120)이 더욱 견고한 상태로 고정되도록 한다.
한편, 상기 슬래브층(700)에는 폭방향으로 연장되는 막대의 형태로 구성되되, 상기 슬래브 패널(710)로부터 상방으로 소정거리 이격되어 배치되는 상부철근(740)을 더 포함하여 구성된다.
이때, 상기 상부철근(740)은 상기 제 3주철근(720)과 평행하게 배치되며, 일단이 상기 슬래브층(700)의 폭방향 외측으로 노출되고, 타단이 상기 슬래브층(700)의 폭방향 타측에 안전하게 위치되도록 내부에 구비되며, 상기 상부철근(740)의 일단이 상기 제 2벽체(300)를 향하도록 구비되고, 상기 상부철근(740)은 상기 제 2벽체(300)에 인접하도록 상기 제 1벽체(200)와 제 2벽체(300) 사이로 절곡되어 삽입된다.
이에 따라, 상기 상부철근(740)은 지하 PC 구조물(1)의 상부 코너의 외측에서 전달되는 진동의 이동이 차단되도록 한다.
한편, 상기 제 3주철근(720)과 상부철근(740)에는 절곡된 일단 간을 결합 고정하는 보강재(30)가 더 구비되어, 더욱 견고하게 배치된 상태에서 콘크리트의 타설이 이루어지게 된다.
한편, 상기 제 1벽체(200)의 외측면, 상기 제 2벽체(300)의 내측면 및 상기 슬래브 패널(710)의 상부에는 '∩' 형태로 절곡된 철근으로 구성된 스터드(20)가 소정거리 이격되면서 배치되도록 하여, 타설된 콘크리트와 견고하게 고정됨과 동시에 해당 위치의 내구성을 향상시킬 수 있도록 한다.
한편, 본 발명은 하부가 상기 기초 구조물(100)에 매립되되, 상부가 상기 제 1, 2벽체(200, 300) 사이에 구비되는 보강 구조물(800)을 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기 보강 구조물(800)은 상기 제 1, 2벽체(200, 300)와 기초 구조물(100) 간의 강도를 보강하기 위한 것으로서, 높이방향으로 연장되되, 하부가 절곡되어 형성되는 한 쌍의 제 1지지철근(810)과 상기 제 1지지철근(810) 사이를 고정 결합하는 제 2지지철근(820)으로 구성되며, 상기 기초 구조물(100)의 타설시, 상기 제 1, 2앵커철근(110, 120)과 함께 구비되도록 할 수 있다.
도 6은 도 3의 C구역 확대 단면도이고, 도 7은 도 4의 D구역 확대 단면도이며, 도 8은 본 발명에 따른 내진성능이 개선된 Partial-PC 벽체를 이용한 지하 PC 구조물에 적용되는 제 2조립부의 분해 사시도이고, 도 9는 본 발명에 따른 내진성능이 개선된 Partial-PC 벽체를 이용한 지하 PC 구조물에 적용되는 제 2조립부의 정면도이다.
상기 제 1, 2벽체(200, 300) 사이에 콘크리트가 타설되는 특성상, 타설시 상호 구성이 견고하게 고정된 상태를 유지할 수 있어야 한다.
따라서, 상기 제 1, 2벽체(200, 300)는 폭방향으로 연장되는 막대의 형태로 구성되며 양끝단에 수나사산이 형성된 타이볼트(400)에 의해 체결되도록 하여, 상호 구성이 더욱 견고하게 고정될 수 있도록 한다.
이때, 상기 제 1, 2벽체(200, 300)가 서로 마주보는 양면에는 내측으로 오목하게 패인 제 1슬롯홈(421)과 제 2슬롯홈(431)이 각각 형성되고, 상기 타이볼트(400)의 양단이 제 1, 2슬롯홈(421, 422)과 각각 결합 고정되도록 한다.
부연하면, 상기 타이볼트의 일단(411)은 상기 제 1슬롯홈(421)에 구성된 제 1조립부(420)에 의해서 상기 제 1벽체(200)와 결합되고, 상기 타이볼트의 타단(412)은 상기 제 2슬롯홈(431)에 구성된 제 2조립부(430)에 의해서 상기 제 2벽체(300)와 결합됨에 따라, 상기 제 1, 2벽체(200, 300)가 유기적으로 견고하게 고정되도록 한다.
상기 제 1조립부(420)는 상기 타이볼트의 일단(411)과 상기 제 1벽체(200)의 체결을 위한 것으로서, 가이드콘(422) 및 너트부(423)를 포함하여 구성된다.
상기 가이드콘(422)은 깔때기의 형태로 구성되며, 출구측이 상기 제 1슬롯홈(421)에 삽입 고정되고, 입구측이 상기 제 1벽체(200)와 제 2벽체(300) 사이로 노출되도록 구비된다.
상기 너트부(423)는 내주면에 상기 타이볼트(400)의 수나사산에 대응되는 암나사산이 형성되고, 상기 제 1슬롯홈(421)과 연통되도록 상기 제 1벽체(200)의 내부에 고정 구비되도록 한다.
상기의 구성에 따라, 상기 제 1조립부(420)는 상기 제 1슬롯홈(421) 측으로 이동되는 상기 타이볼트의 일단(411)이 상기 가이드콘(422)에 의해 안내되면서 상기 제 1슬롯홈(421)으로 삽입되도록 하며, 삽입된 상기 타이볼트의 일단(411)은 상기 너트부(423)와 볼트 결합되도록 한다.
상기 제 1슬롯홈(421)은 그 크기가 작기 때문에, 작업자가 한 번에 상기 타이볼트와 상기 제 1슬롯홈(421)을 결합하기는 매우 어려운 것은 자명하다.
따라서, 본 발명은 상기 타이볼트(400)의 결합 전에 미리 상기 제 1슬롯홈(421)에 상기 가이드콘(422)을 구비하여, 상기 타이볼트의 일단(411)이 상기 가이드콘(422)의 내주면을 따라 이동되면서 상기 제 1슬롯홈(421)에 삽입되도록 하여, 작업자가 더욱 편리하게 작업을 할 수 있도록 한다.
한편, 상기 제 2조립부(430)는 상기 타이볼트의 타단(412)이 구비 체결되는 것으로서, 지하 PC 구조물(1)의 시공시 발생 가능한 오차를 보정할 수 있도록 구성된다.
이를 위해, 상기 제 2조립부(430)는 몰탈홈(432) 및 슬롯 보강판(433)을 포함하여 구성된다.
이때, 상기 제 2슬롯홈(431)은 십(+)자 형태의 단면을 가지며 상기 제 2벽체(300)의 내측면에서 외측으로 오목하게 패인 형태로 형성되며, 상기 제 1슬롯홈(421)과 대향되는 위치에 구비된다.
상기 몰탈홈(432)은 상기 제 2벽체(300)의 외측면에서 내측으로 오목하게 패인 형태로 형성되며, 상기 제 2슬롯홈(431)보다 상대적으로 큰 단면을 갖도록 형성되어, 상기 제 2슬롯홈(431)과 연통되도록 구성된다.
상기 슬롯 보강판(433)은 중심부에 상기 제 2슬롯홈(431)의 단면에 대응되는 십자형 홈이 형성되되, 상기 제 2슬롯홈(431)보다 상대적으로 큰 단면적을 갖도록 형성되며, 상기 제 2슬롯홈(431)에 인접하도록 상기 몰탈홈(432)에 삽입 배치된다.
상기 타이볼트의 타단(412)은 상기 제 2슬롯홈(431)과 슬롯 보강판(433)을 관통하여 상기 몰탈홈(432)측으로 돌출된 상태로 구비되고, 돌출된 상기 타이볼트의 타단(412)에 너트(n)를 체결함으로써, 상기 타이볼트의 타단(412)이 견고하게 고정되도록 한다.
상기 타이볼트의 타단(412)은 상기 제 2슬롯홈(431)을 따라 이동, 즉, 상하좌우로 일부 이동될 수 있도록 구성됨에 따라, 지하 PC 구조물(1)의 시공시 발생되는 시공오차를 보정하면서, 상기 타이볼트(400)의 결합이 가능한 장점이 있다.
한편, 상기 제 2조립부(430)는 상기 타이볼트의 타단(412)이 고정된 이후, 상기 슬롯 보강판(433)과 타이볼트의 타단(412)이 배치된 위치에서 이탈되는 것을 방지하기 위해, 와셔(washer)(435)와 고무패킹(434)이 더 구비되도록 한다.
부연하면, 상기 고무패킹(434)은 소정의 면적을 갖는 패드의 형태로 구성되며, 중심부에 상기 타이볼트의 타단(412)이 관통되는 관통홀이 형성되도록 하며, 상기 고무패킹(434)의 일면이 상기 슬롯 보강판(433)에 면접촉되도록 구비되고, 상기 고무패킹(434)의 타면에 상기 와셔(435)가 구비되도록 한다.
즉, 슬롯 보강판(433), 고무패킹(434) 및 와셔(435)가 순차적으로 상기 몰탈홈(432)에 삽입된 상태에서, 상기 타이볼트의 타단(412)이 상호 구성들에 형성된 홈을 동시에 관통된 상태에서 너트(n)가 결합되면서, 이를 통해, 상기 제 2조립부(430)가 고정되도록 함으로써, 상기 몰탈홈(432)에 몰탈을 수행하기 전까지 상기 제 2조립부(430)가 결합 고정된 위치에서 이탈되지 않도록 한다.
상기 제 2슬롯홈(431)이 구비된 제 2벽체(300)에는 상기 제 2슬롯홈(431)에 인접하게 보강철근(436)을 구비하도록 하여, 상기 제 2슬롯홈(431)측의 강도를 보강하도록 한다.
한편, 상기 몰탈홈(432)은 상기 타이볼트(400)의 고정 결합이 마무리된 이후, 콘크리트의 몰탈을 수행하여 상기 제 2조립부(430)가 제 2벽체(300)의 내부에 매립된 상태가 되도록 한다.
도 10은 도 3의 E구역 확대 단면도이다.
슬래브층(700)은 복수 개의 슬래브 패널(710)의 결합으로 이루어지고 있는데, 상기 슬래브 패널(710)은 견고하게 결합되어 지진 발생시 상기 슬래브층(700)으로 전달되는 진동을 차단하되, 시공이 편리하게 이루어지도록 구성되어야 한다.
따라서 인접하게 배치되는 한 쌍의 슬래브 패널(710)은, 제 1연결철근(711), 제 2연결철근(712) 및 고정철근(713)을 포함하여 구성되는 슬래브 고정부(760)에 의해서 결합되도록 이루어진다.
상기 제 1연결철근(711)은 일단이 상방으로 절곡 형성되어 외부로 노출되면서 일측에 배치된 슬래브 패널(710)의 끝단에 결합된다.
상기 제 2연결철근(712)은 상기 제 1연결철근(711)과 동일한 형태로 형성되며, 타측의 슬래브 패널(710)의 끝단에 상기 제 1연결철근(711)과 교차되도록 배치 결합된다.
상기 고정철근(713)은 노출된 상기 제 1연결철근(711)과 상기 제 2연결철근(712)이 교차됨에 따라, 제 1, 2연결철근(711, 712) 사이에 형성되는 삽입공간(750)에 구비되도록 한다.
즉, 상기 고정철근(713)에 의해 인접하게 배치된 슬래브 패널(710)은 견고하게 결합된 상태가 유지되게 되면서, 상기 제 1, 2연결철근(711, 712)의 교차부와 고정철근(713)에 의해서, 상기 슬래브층(700)의 내부로 전달되는 진동 등의 충격이 차단되도록 한다.
한편, 상기 한 쌍의 슬래브 패널(710)은 최대한 인접한 위치에 배치되지만, 시공과정에서 이음틈새가 발생될 수 있다.
따라서, 상기 이음틈새에는 코킹(751)을 실시하고 백업재(752)를 구비하여 상기 이음틈새를 메울 수 있도록 한다.
본 발명에 의하면, 지하 PC 구조물(1)을 구성하는 기초 구조물(100), 제 1, 2벽체(200, 300) 및 슬래브층(700)이 각 구성에 배근된 철근에 의해서 유기적으로 연결된 상태가 됨에 따라, 상기 제 1, 2벽체(200, 300)가 지하 PC 구조물에 가해지는 외력을 견고하게 지지할 수 있는 장점이 있다.
또한, 상기의 구성에 따라, 지진 발생시, 상기 지하 PC 구조물(1)에 가해지는 내측 인장 모멘트(901) 및 외측 인장 모멘트(902)에 대해 안정적으로 지지할 수 있는 장점이 있다.
아울러, 본 발명에 의하면, 지하 PC 구조물(1)을 구성하는 주철근들이 구조물의 둘레를 따라 연속적인 하나의 띠의 형태로 배치 구성됨에 따라, 지진 발생시 지하 PC 구조물(1)의 내측으로 전달되는 진동이 배치된 주철근들에 의해 차단됨에 따라, 지하 PC 구조물(1)의 붕괴 등의 위험을 방지하는 장점이 있다.
도 11은 본 발명에 따른 내진성능이 개선된 Partial-PC 벽체를 이용한 지하 PC 구조물의 시공방법의 흐름도이다.
하기에서는 본 발명에 따른 지하 PC 구조물의 시공방법에 대해서 설명하기로 한다.
본 발명의 지하 PC 구조물을 구성하는 제 1벽체(200), 제 2벽체(300), 기둥부(500), 연결보(600) 및 슬래브 패널(710)은 PC 패널로서, 공장 등의 제작소에서 사전에 제작하고, 제작된 구성품을 운반하여 사용하도록 이루어진다.
1. 기초 구조물 형성단계(S10)
기초 구조물 형성단계(S10)는 지하 PC 구조물(1)의 저면부를 형성하는 과정으로서, 터파기 공사가 이루어진 지면에 거푸집(미도시)을 설치하고, 이에 제 1앵커철근(110)과 제 2앵커철근(120)의 상부가 상방으로 노출되되, 서로 나란하게 배치되도록 한 뒤, 상기 거푸집에 콘크리트를 타설하여 기초 구조물(100)을 형성하는 과정이다.
이때, 제 1벽체(200)와 제 2벽체(300)가 기립 설치될 위치를 미리 설정한 뒤, 대응되는 위치에 제 1, 2앵커철근(110, 120)을 배치하도록 한다.
한편, 상기 기초 구조물 형성단계(S10)는 상기 제 1, 2앵커철근(110, 120)이 설치된 이후, 상기 제 1, 2앵커철근(110, 120) 사이에 보조 구조물(800)이 배치되도록 하여, 지하 PC 구조물(1)의 내구성 향상을 도모하도록 한다.
2. 벽체 및
기둥부
설치단계(S20)
벽체 및 기둥부 설치단계(S20)는 지하 PC 구조물(1)의 측벽을 형성하는 과정으로서, 제 1벽체(200)와 제 2벽체(300)가 타이볼트(400)에 의해 상호 구성 간의 결합이 이루어지면서 상기 기초 구조물(100)의 상부에 기립 설치되도록 하며, 상기 기초 구조물(100)의 중심부에는 기둥부(500)를 기립 설치하고, 인접하는 한 쌍의 기둥부(500)의 상부에 연결보(600)를 결합하도록 한다.
이때, 상기 제 1벽체(200)는, 하부에 형성된 제 1삽입홈(220)으로 상기 제 1앵커철근(110)의 상부가 삽입되도록 하여, 상기 기초 구조물(100)의 상부에 설치되게 되고, 상기 제 2벽체(300)는 하부에 형성된 제 2삽입홈(320)으로 상기 제 2앵커철근(120)의 상부가 삽입되도록 하여, 상기 기초 구조물(100)의 상부에 설치되게 된다.
한편, 상기 타이볼트(400)의 체결은, 상기 제 1벽체(200)와 제 2벽체(300)가 상기 기초 구조물(100)의 상부에 설치된 이후에, 설치된 제 1벽체(200)와 제 2벽체(300)의 마주보는 양면 간의 결합을 통해 이루어지도록 한다.
또는 상기 제 1벽체(200)와 제 2벽체(300)가 상기 기초 구조물(100)의 상부에 설치되기 이전에 상기 제 1벽체(200)와 제 2벽체(300)의 마주보는 양면에 타이볼트(400)가 결합되도록 하여, 타이볼트(400)가 결합된 제 1벽체(200) 및 제 2벽체(300)가 일체형으로 구성된 상태로 상기 기초 구조물(100)의 상부에 기립 설치되도록 한다.
부연하면, 공장 등의 제작소에서 제 1, 2벽체(200, 300) 사이에 타이볼트(400)를 체결하여, 상기 제 1, 2벽체(200, 300)가 연결된 상태에서 운반하여 사용하거나, 현장으로 운반된 제 1, 2벽체(200, 300)를 상기 타이볼트(400)와 체결하여, 상기 제 1, 2벽체(200, 300)가 일체형으로 구성된 상태로 기립 설치되도록 한다.
상기와 같이, 상기 제 1, 2벽체(200, 300)는 제 1, 2앵커철근(110, 120)에 의해서 상기 기초 구조물(100)과 유기적으로 연결된 상태가 됨에 따라, 지진 발생시 지하 PC 구조물(1)에 가해지는 외측 인장 모멘트(901)에 대해 안정적으로 지지되게 된다.
한편, 상기 타이볼트(400)는 상기 제 1슬롯홈(421)에 가이드콘(422)이 구비된 상태에서, 일단이 상기 제 1슬롯홈(421)측을 향하고, 상기 타이볼트(400)의 타단이 상기 제 2슬롯홈(431)측을 향하도록 배치되도록 한다.
이후, 상기 타이볼트(400)를 제 1벽체(200)측으로 이동시켜, 상기 타이볼트(400)의 일단이 상기 가이드콘(422)에 의해 상기 제 1슬롯홈(421)으로 안내되면서 삽입되도록 하고, 상기 제 1슬롯홈(421) 측에 위치된 너트부(423)와 고정 결합되도록 한다.
이후, 상기 몰탈홈(432)에 위치된 상기 타이볼트(400)의 타단에 슬롯 보강판(433)을 결합한 상태에서 너트(n)를 체결하고, 상기 몰탈홈(432)에 콘크리트를 몰탈함으로써, 상기 타이볼트(400)가 결합되도록 한다.
이때, 상기 슬롯 보강판(433)을 삽입하고, 고무패킹(434)과 와셔(435)를 순차적으로 삽입하여 상기 타이볼트(400)의 타단이 더욱 견고하게 고정되도록 한다.
또한, 상기 제 2벽체(300)는 상기 제 2슬롯홈(431)에 인접한 위치에 보강철근(436)이 배근된 상태가 되도록 하여, 상기 제 2슬롯홈(431)의 내구성이 더욱 향상되도록 할 수 있다.
한편, 제 1, 2벽체(200, 300)의 결합 전에, 상기 제 1, 2앵커철근(110, 120)에 댐퍼(40)를 구비함으로써, 상기 제 1, 2벽체(200, 300)의 하부가 상기 댐퍼(40)에 의해 보호될 수 있도록 한다.
한편, 상기 제 1벽체(200)와 제 2벽체(300)의 설치 및 조립 이전 또는 이후에 지하 PC 구조물(1)의 중심부에 기둥부(500)를 설치하고, 인접하게 위치되는 한 쌍의 기둥부(500)의 상부에 연결보(600)를 결합하도록 한다.
3. 슬래브 패널 설치단계(S30)
슬래브 패널 설치단계(S60)는 PC 구조물(1)의 상층부인 슬래브층(700)을 형성하기 위한 과정으로서, 상기 제 1벽체(200)와 상기 연결보(600) 사이에 복수 개의 슬래브 패널(710)을 설치하는 과정이다.
부연하면, 제 3주철근(720)이 배근된 슬래브 패널(710)은 상기 제 1벽체(200)와 인접하게 배치, 즉, 상기 슬래브층(700)의 폭방향 최외측에 배치되도록 한다.
이후, 제 1, 2연결철근(711, 712)이 배근된 슬래브 패널(710)은 제 1연결철근(711)과 제 2연결철근(712)이 서로 교차되면서 상호 구성 사이에 삽입공간(750)이 형성될 수 있도록 배치된다.
이후, 상기 삽입공간(750)에 고정철근(713)이 삽입됨으로써, 복수 개의 슬래브 패널(710)이 유기적으로 결합되도록 한다.
한편, 상기 슬래브 패널(710) 사이에 형성된 이음틈새에는 코킹(751)을 실시하고 이에 백업재(752)를 구비함으로써, 상기 이음틈새를 메우도록 한다.
한편, 상기 슬래브 패널(710)이 설치된 이후, 상기 슬래브 패널(710)의 상부에 상부철근(740)이 더 구비될 수 있다.
상기 상부철근(740)은 스페이서 등에 의해 상기 슬래브 패널(710)의 상방으로 소정거리 이격되면서 배치되거나, 상기 슬래브 패널(710)의 상부로 돌출된 전단철근(730)에 결합되도록 함으로써, 상기 슬래브 패널(710)의 상방에 배치되도록 한다.
4. 철근
절곡
단계(S40)
철근 절곡 단계(S40)는 상기 제 1주철근(210)과 제 3주철근(720)을 절곡하는 과정으로서, 상기 제 1주철근(210)을 상기 슬래브 패널(710)측으로 절곡시키고, 상기 제 3주철근(720)이 상기 제 1벽체(200)와 제 2벽체(300) 사이로 삽입되면서 상기 제 1벽체(200)측에 인접하여 절곡되도록 한다.
이에 따라, 상기 제 1주철근(210)과 제 3주철근(720)에 의해 지하 PC 구조물(1)의 상부 내측 코너부분에 인접하게 교차부(10)가 생성되면서, 상기 제 1벽체(200)와 슬래브 패널(710)의 인접한 연결부의 내구성이 향상되면서 지진 발생시 지하 PC 구조물에 가해지는 내측 인장 모멘트(901)를 견고하게 지지하게 된다.
한편, 상기 슬래브 패널(710)의 상부에 상부철근(740)이 구비된 경우, 상기 상부철근(740)의 일단이 상기 제 2벽체(300)에 인접하게 배치되도록 하여, 상기 제 2벽체(300)와 상기 슬래브층(700) 사이 연결부의 내구성이 향상되도록 함으로써, 지하 PC 구조물(1)에 가해지는 진동 등이 구조물의 표면에서 차단되도록 한다.
5. 콘크리트
양생단계
(S50)
콘크리트 양생단계(S50)는 상기 제 1, 2벽체(200, 300) 사이에 콘크리트를 타설하고, 상기 슬래브 패널(710)의 상측에 콘크리트를 타설하여 박스 형태의 PC 구조물(1)을 제조하고, 이를 양생하는 과정이다.
이때, 타설되는 콘크리트는 통상적으로 콘크리트를 타설하기 위해 사용되는 방법에 의해서 이루어지는 바, 이에 대한 자세한 설명은 생략하도록 한다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며 본 발명의 실시 예와 실질적으로 균등한 범위에 있는 것까지 본 발명의 권리범위가 미치는 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능하다.
1 : PC 구조물 10 : 교차부
20 : 스터드 30 : 보강재
40 : 댐퍼
100 : 기초 구조물 110 : 제 1앵커철근
120 : 제 2앵커철근 130 : 제 1체결홈
140 : 제 2체결홈
200 : 제 1벽체 210 : 제 1주철근
220 : 제 1삽입홈 221 : 제 1유입구
222 : 제 1배출구
300 : 제 2벽체 310 : 제 2주철근
320 : 제 2삽입홈 321 : 제 1유입구
322 : 제 1배출구
400 : 타이볼트
411 : 타이볼트의 일단 412 : 타이볼트의 타단
420 : 제 1조립부 421 : 제 1슬롯홈
422 : 가이드콘 423 : 너트부
430 : 제 2조립부 431 : 제 2슬롯홈
432 : 몰탈홈 433 : 슬롯 보강판
434 : 고무패킹 435 : 와셔
436 : 보강철근
500 : 기둥부 600 : 연결보
700 : 슬래브층 710 : 슬래브 패널
711 : 제 1연결철근 712 : 제 2연결철근
713 : 고정철근 714 : 배력철근
720 : 제 3주철근 730 : 전단철근
740 : 상부철근 750 : 삽입공간
760 : 슬래브 패널 고정부
751 : 코킹 752 : 백업재
800 : 보조 구조물 810 : 제 1지지철근
820 : 제 2지지철근
901 : 내측 인장 모멘트 902 : 외측 인장 모멘트
S : 연결 슬리브 n : 너트
20 : 스터드 30 : 보강재
40 : 댐퍼
100 : 기초 구조물 110 : 제 1앵커철근
120 : 제 2앵커철근 130 : 제 1체결홈
140 : 제 2체결홈
200 : 제 1벽체 210 : 제 1주철근
220 : 제 1삽입홈 221 : 제 1유입구
222 : 제 1배출구
300 : 제 2벽체 310 : 제 2주철근
320 : 제 2삽입홈 321 : 제 1유입구
322 : 제 1배출구
400 : 타이볼트
411 : 타이볼트의 일단 412 : 타이볼트의 타단
420 : 제 1조립부 421 : 제 1슬롯홈
422 : 가이드콘 423 : 너트부
430 : 제 2조립부 431 : 제 2슬롯홈
432 : 몰탈홈 433 : 슬롯 보강판
434 : 고무패킹 435 : 와셔
436 : 보강철근
500 : 기둥부 600 : 연결보
700 : 슬래브층 710 : 슬래브 패널
711 : 제 1연결철근 712 : 제 2연결철근
713 : 고정철근 714 : 배력철근
720 : 제 3주철근 730 : 전단철근
740 : 상부철근 750 : 삽입공간
760 : 슬래브 패널 고정부
751 : 코킹 752 : 백업재
800 : 보조 구조물 810 : 제 1지지철근
820 : 제 2지지철근
901 : 내측 인장 모멘트 902 : 외측 인장 모멘트
S : 연결 슬리브 n : 너트
Claims (6)
- 콘크리트의 타설에 의해 구성되는 기초 구조물(100);
제 1주철근(210)의 상부가 상방으로 노출되도록 배근된 PC패널로 구성되며, 상기 기초 구조물(100)의 상부에 기립 배열되는 제 1벽체(200);
내부에 제 2주철근(310)이 삽입된 PC패널로 구성되며, 상기 제 1벽체(200)의 외측방향으로 소정거리 이격되면서 상기 기초 구조물(100)의 상부에 기립 배열되는 제 2벽체(300);
상기 제 1벽체(200)의 폭방향 내측방향으로 소정거리 이격되어 상기 기초 구조물(100)의 상부에 기립 배열되는 기둥부(500);
PC패널로 구성되되, 인접하는 한 쌍의 기둥부(500)의 상부에 배치되는 연결보(600); 및
PC패널로 구성된 복수 개의 슬래브 패널(710)이 폭방향으로 배치 결합되면서 상기 제 1벽체(200)와 상기 연결보(600)의 상부를 연결하도록 구성되며, 최외측에 위치된 슬래브 패널(710)에는 제 3주철근(720)의 일단이 상기 제 1벽체(200)측을 향하여 노출된 상태로 구비되는 슬래브층(700);
을 포함하여 구성되며,
상기 제 1주철근(210)의 노출된 상부가 상기 슬래브 패널(710)측으로 절곡되고, 상기 제 3주철근(720)의 노출된 일단이 상기 제 1벽체(200)와 상기 제 2벽체(300) 사이로 절곡되면서 상기 제 1벽체(200)와 상기 슬래브 패널(710)에 인접하게 교차부(10)가 형성되며 지진발생시 상기 제 1벽체(200)와 슬래브 패널(710)의 결합부에서 발생되는 내측 인장 모멘트(901)를 저항하도록 이루어지도록 하며,
상기 제 1벽체(200)와 제 2벽체(300)는,
하부에 댐퍼(40)가 구비된 상태로 상기 기초 구조물(100) 상부에 배치되도록 하며,
상기 제 1벽체(200)와 제 2벽체(300)의 서로 마주보는 양면에는,
내측으로 오목하게 패인 제 1슬롯홈(421)과 제 2슬롯홈(431)이 각각 형성되고, 타이볼트(400)의 양단이 상기 제 1슬롯홈(421) 및 제 2슬롯홈(431)과 각각 결합 고정되도록 이루어지며,
상기 제 1슬롯홈(421)에는,
깔때기의 형태로 형성되며, 출구측이 상기 제 1슬롯홈(421)에 삽입 고정되고, 입구측이 상기 제 1벽체(200)와 제 2벽체(300) 사이에 노출되도록 구비되는 가이드콘(422); 및
내주면에 상기 타이볼트(400)의 수나사산에 대응되는 암나사산이 형성되고, 상기 제 1슬롯홈(421)과 연통되도록 상기 제 1벽체(200)의 내부에 고정 구비되는 너트부(423);
를 포함하는 제 1조립부(420)가 구성되며, 상기 타이볼트의 일단(411)이 상기 가이드콘(422)에 의해 상기 제 1슬롯홈(421)으로 안내되면서 삽입 고정되는 것을 특징으로 하는 내진성능이 개선된 Partial-PC 벽체를 이용한 지하 PC 구조물.
- 청구항 1에 있어서,
상기 기초 구조물(100)에는,
상부가 상방으로 노출 형성되는 제 1앵커철근(110)과 제 2앵커철근(120)이 구비되되, 상기 제 1앵커철근(110)과 제 2앵커철근(120)이 서로 나란하게 배치된 상태에서 콘크리트가 타설되어 구성되며,
상기 제 1벽체(200)에는,
하방에서 상기 제 1앵커철근(110)이 삽입 결합되는 제 1삽입홈(220)이 형성되고,
상기 제 2벽체(300)에는,
하방에서 상기 제 2앵커철근(120)이 삽입 결합되는 제 2삽입홈(320)이 형성되며,
상기 제 1삽입홈(220)과 제 2삽입홈(320)에 상기 제 1앵커철근(110)과 제 2앵커철근(120)이 각각 삽입 결합되어, 상기 제 1벽체(200), 상기 제 2벽체(300) 및 상기 기초 구조물(100)이 유기적으로 연결된 상태가 되며, 지진발생시 제 1,2 앵커철근(110, 120)이 제 1, 2벽체(200, 300)와 기초 구조물(100)의 결합부에서 발생되는 외측 인장 모멘트(902)를 저항하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 내진성능이 개선된 Partial-PC 벽체를 이용한 지하 PC 구조물.
- 삭제
- 청구항 1에 있어서,
상기 제 1벽체(200)와 제 2벽체(300)의 서로 마주보는 양면에는,
내측으로 오목하게 패인 제 1슬롯홈(421)과 제 2슬롯홈(431)이 각각 형성되고, 타이볼트(400)의 양단이 상기 제 1슬롯홈(421)과 제 2슬롯홈(431)과 각각 결합 고정되도록 이루어지며,
상기 제 2벽체(300)에는,
상기 제 2슬롯홈(431)의 반대방향에서 내측으로 오목하게 패인 몰탈홈(432)이 상기 제 2슬롯홈(431)과 연통되도록 형성되며,
중심부에 십자 형태의 홀이 형성된 슬롯 보강판(433)이 상기 몰탈홈(432)에 삽입 구비된 상태에서 상기 타이볼트(400)가 삽입 결합되도록 하여, 상기 타이볼트(400)의 체결시 시공오차의 수정이 가능하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 내진성능이 개선된 Partial-PC 벽체를 이용한 지하 PC 구조물.
- 청구항 1에 있어서,
인접하는 한 쌍의 상기 슬래브 패널(710)은,
일단이 상방으로 절곡 형성되어 외부로 노출되면서 일측의 슬래브 패널(710)의 끝단에 결합되는 제 1연결철근(711);
상기 제 1연결철근(711)과 동일한 형태로 형성되며, 타측의 슬래브 패널(710)의 끝단에 상기 제 1연결철근(711)과 교차되도록 배치 결합되는 제 2연결철근(712); 및
상기 제 1연결철근(711)과 제 2연결철근(712) 사이에 형성된 삽입공간(750)에 구비되는 고정철근(713);
을 포함하여 구성되는 슬래브 패널 고정부(760)에 의해서 고정되는 것을 특징으로 하는 내진성능이 개선된 Partial-PC 벽체를 이용한 지하 PC 구조물.
- 청구항 1의 내진성능이 개선된 Partial-PC 벽체를 이용한 지하 PC 구조물의 시공방법에 있어서,
제 1앵커철근(110)과 제 2앵커철근(120)의 상부가 상방으로 노출되되, 서로 나란하게 배치되도록 한 뒤, 콘크리트를 타설하여 기초 구조물(100)을 형성하는 기초 구조물 형성단계(S10);
제 1벽체(200)와 제 2벽체(300)가 타이볼트(400)에 의해 상호 구성 간의 결합이 이루어지면서 상기 기초 구조물(100)의 상부에 기립 설치되도록 하며, 상기 기초 구조물(100)의 중심부에는 기둥부(500)를 기립 설치하고, 인접하는 한 쌍의 기둥부(500)의 상부에 연결보(600)를 결합하는 벽체 및 기둥부 설치 단계(S20);
상기 제 1벽체(200)와 상기 연결보(600) 사이에 복수 개의 슬래브 패널(710)을 설치하되, 제 3주철근(720)이 상기 제 1벽체(200)측을 향하도록 상기 슬래브 패널(710)을 구비하는 슬래브 패널 설치단계(S30); 및
상기 제 1벽체(200)의 상부로 노출된 제 1주철근(210)을 상기 슬래브 패널(710)측으로 절곡하고, 상기 제 3주철근(720)이 상기 제 1벽체(200)와 제 2벽체(300) 사이로 삽입되면서 상기 제 1벽체(200)측에 인접하게 배치되도록 절곡하는 철근 절곡 단계(S40);
를 포함하며,
상기 제 1벽체(200)와 제 2벽체(300)의 하측부에는 제 1삽입홈(220)과 제 2삽입홈(320)이 각각 형성되고, 상기 제 1삽입홈(220)과 제 2삽입홈(320)에 상기 제 1앵커철근(110)과 제 2앵커철근(120)이 각각 삽입 결합되도록 하며,
상기 타이볼트(400)의 체결은,
상기 제 1벽체(200)와 제 2벽체(300)가 상기 기초 구조물(100)의 상부에 설치된 이후에, 설치된 제 1벽체(200)와 제 2벽체(300)의 마주보는 양면 간에 결합되도록 이루어지거나,
또는 상기 제 1벽체(200)와 제 2벽체(300)가 상기 기초 구조물(100)의 상부에 설치되기 이전에 상기 제 1벽체(200)와 제 2벽체(300)의 마주보는 양면에 타이볼트(400)가 결합되도록 하여, 타이볼트(400)가 결합된 제 1벽체(200) 및 제 2벽체(300)가 일체형으로 구성된 상태로 상기 기초 구조물(100)의 상부에 기립 설치되도록 하는 것을 특징으로 하는 지하 PC 구조물의 시공방법.
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| KR1020160163630A KR101720473B1 (ko) | 2016-12-02 | 2016-12-02 | 내진성능이 개선된 Partial-PC 벽체를 이용한 지하 PC 구조물 및 이의 시공방법 |
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| KR101720473B1 true KR101720473B1 (ko) | 2017-03-27 |
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ID=58496974
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