KR101727518B1 - 역타공법용 층고 절감형 바닥 구조 및 층고 절감형 바닥 구조를 이용한 역타 공법 - Google Patents

역타공법용 층고 절감형 바닥 구조 및 층고 절감형 바닥 구조를 이용한 역타 공법 Download PDF

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김재욱
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Abstract

본 발명은 역타 공법에서 바닥 슬래브 시공시 층고 절감을 통하여 지하 굴착 깊이를 감소시킬 수 있고 철골 기둥 주위의 드롭 패널 생략으로 시공성을 크게 개선할 수 있는 역타공법용 층고 절감형 바닥 구조 및 층고 절감형 바닥 구조를 이용한 역타 공법에 대한 것이다.
본 발명 역타공법용 층고 절감형 바닥 구조는 평면상 X, Y 양방향으로 배치되는 복수의 철골 기둥; X 방향으로 배치되는 것으로 양단이 철골 기둥 측면에 직접 결합되어 하중을 철골 기둥에 직접 전달하는 메인 거더; Y 방향으로 철골 기둥 양측에 배치되는 것으로 각각 양단이 메인 거더에 결합되고, 양단부에서 각각 일정 거리 떨어진 위치에 힌지부가 형성되는 겔버보인 한 쌍의 거더 부재로 구성되어 하중을 상기 메인 거더를 통해 철골 기둥으로 전달하는 더블 거더; 상기 더블 거더의 거더 부재 사이에 배치되는 제1데크플레이트; 이웃하는 더블 거더의 사이에 X 방향으로 배치되는 것으로, 거더 부재의 하부플랜지 상면에 거치되는 딥데크인 제2데크플레이트; 및 상기 제1데크플레이트 및 제2데크플레이트 상부에 타설되는 슬래브 콘크리트; 로 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

역타공법용 층고 절감형 바닥 구조 및 층고 절감형 바닥 구조를 이용한 역타 공법{Floor system for reducing story height in top down method and top down method using the same}
본 발명은 역타 공법에서 바닥 슬래브 시공시 층고 절감을 통하여 지하 굴착 깊이를 감소시킬 수 있고 철골 기둥 주위의 드롭 패널 생략으로 시공성을 크게 개선할 수 있는 역타공법용 층고 절감형 바닥 구조 및 층고 절감형 바닥 구조를 이용한 역타 공법에 대한 것이다.
역타 공법은 H 형강 철골 기둥을 영구 기둥으로 지반에 선시공한 후에 흙막이벽의 배면 토압과 시공 하중을 지지하는 수평 부재를 철골 기둥에 결합하면서 상부에서 하부로 시공을 진행하는 공법이다.
통상 역타 공법에서는 기둥 부재(1)를 선시공한 후 지반의 단계별 굴착과 함께 메인 거더(2)를 수평 설치하고, 상기 메인 거더(2) 사이에 빔 부재(3)를 결합한다. 이후, 빔 부재(3) 상부에 데크플레이트(4)를 설치하고 슬래브 콘크리트를 타설하는 순서로 바닥 구조의 시공을 진행한다.
그러나 도 1에 도시된 바와 같이, 종래 메인 거더(2)를 기둥 부재(1)에 직접 연결하면, 메인 거더(2)의 길이가 길어져 부모멘트의 크기가 커지게 된다.
이에 따라 메인 거더(2)의 춤이 커지므로 층고에 불리하며, 지하층 암반 굴착 깊이가 늘어나 공기 및 공사비 측면에서 불리하다.
이에 도 2 및 도 3에서 볼 수 있는 바와 같이, 메인 거더(2)의 부모멘트를 줄이기 위해 철골 기둥(11) 양측에 더블 거더(5)를 설치하여 메인 거더(2)가 더블 거더(5) 측면에 결합되도록 하고, 시공 중 토압 지지 및 휨모멘트와 전단력 지지를 위해 철골 기둥(11) 주변의 더블 거더(5) 사이에 두께가 두꺼운 철근콘크리트 드롭 패널(6)을 설치하는 기술이 제안되었다(특허 제10-0967497호, 제10-1600845호 등).
상기 기술에서는 시공중 더블 거더(5)가 철골 기둥(11)과 이격되어 있으므로, 더블 거더(5)의 하중을 철골 기둥(11)에 전달할 수 없다. 따라서 도 3과 같이 철골 기둥(11) 양측에 브래킷(7)을 결합하고 더블 거더(5)를 브래킷(7) 측면에 결합하거나 브래킷(7)에 얹어 하중을 전달하도록 한다.
이때, 철골 기둥(11) 주변에는 철골 기둥(11) 외측을 감싸도록 순타로 콘크리트를 타설하여 철근콘크리트 기둥(12)을 시공하기 위해 슬래브에 개구부(8)를 형성한다. 이 경우 토압에 의한 횡하중 전달이 어렵기 때문에, 브래킷(7) 상부와 철골 기둥(11)을 연결하는 브레이싱재(9)를 설치하고 드롭 패널(6) 내에 브래킷(7)이 매립되도록 드롭 패널(6)을 두껍게 타설하여 기둥 콘크리트 타설 전까지 토압을 지지하도록 한다.
상기와 같은 종래 기술은 메인 거더(2)의 길이를 줄여 강재량을 감소시킬 수 있는 장점이 있으나, 드롭 패널(6)의 시공이 매우 까다롭다는 문제가 있다.
아울러 드롭 패널(6)은 높이가 400~500㎜ 이상으로 두께가 두껍다. 따라서 개구부(8) 형성을 위해 메탈라스 등을 설치하기가 어렵다. 또한, 더블 거더(5) 지지를 위한 브래킷(7)의 웨브에 하부 철근(61)이 관통하는 관통공(71)을 형성하여야 하고, 내부 개구부(8) 설치를 위한 내부 거푸집과 하부 철근(61)이 상호 간섭되는 등의 이유로 하부 철근(61) 배근 작업이 곤란한 단점이 있다.
뿐만 아니라 토압 지지를 위한 브레이싱재(9)는 순타 기둥 시공 전까지는 토압을 계속 지지하여야 하기 때문에 기둥 콘크리트의 시공이 완료된 후에나 제거 가능하다. 따라서 브레이싱재(9)와 순타 기둥 시공을 위한 기둥 거푸집이 간섭되어 거푸집 작업에 어려움이 수반된다.
더욱이 종래 기술들은 더블 거더(5) 사이의 데크플레이트(4)가 더블 거더(5)의 길이 방향인 Y 방향으로 배치되어 메인 거더(2)로 하중이 전달되는 구조이다.
따라서 메인 거더(2)의 춤이 커져 층고가 증가할 수밖에 없다. 또한, 데크플레이트(4)의 설치를 위해 이웃하는 더블 거더(5) 사이에 X 방향으로 서브빔을 복수 개 설치하여야 한다.
이뿐만 아니라 도 4의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이 상기 종래 기술들은 거더(2, 3, 5a, 5b) 상부에 데크플레이트(4)를 거치하고 슬래브 콘크리트(S)를 타설하므로, 거더(2, 3, 5a, 5b) 하면에서 슬래브 상면까지의 거리(H1, H2)가 커져 층고에 불리하다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 데크플레이트의 방향을 변경하여 메인 거더의 춤 감소에 따른 층고 절감 및 서브빔 생략이 가능한 역타공법용 층고 절감형 바닥 구조 및 층고 절감형 바닥 구조를 이용한 역타 공법을 제공하고자 한다.
본 발명은 드롭 패널의 생략으로 시공성을 크게 개선할 수 있고, 슬래브 두께만으로도 토압 및 시공중 하중을 모두 지지할 수 있는 역타공법용 층고 절감형 바닥 구조 및 층고 절감형 바닥 구조를 이용한 역타 공법을 제공하고자 한다.
본 발명은 더블 거더를 철골 기둥에 결합하기 위한 브래킷이나 수평 부재 지지를 위한 브레이싱재가 필요 없는 역타공법용 층고 절감형 바닥 구조 및 층고 절감형 바닥 구조를 이용한 역타 공법을 제공하고자 한다.
본 발명은 거더의 최대 모멘트 크기를 줄임으로써 층고 절감 및 이에 따른 지하 암반 굴착 깊이를 감소할 수 있는 역타공법용 층고 절감형 바닥 구조 및 층고 절감형 바닥 구조를 이용한 역타 공법을 제공하고자 한다.
바람직한 실시예에 따른 본 발명은 평면상 X, Y 양방향으로 배치되는 복수의 철골 기둥; X 방향으로 배치되는 것으로 양단이 철골 기둥 측면에 직접 결합되어 하중을 철골 기둥에 직접 전달하는 메인 거더; Y 방향으로 철골 기둥 양측에 배치되는 것으로 각각 양단이 메인 거더에 결합되고, 양단부에서 각각 일정 거리 떨어진 위치에 힌지부가 형성되는 겔버보인 한 쌍의 거더 부재로 구성되어 하중을 상기 메인 거더를 통해 철골 기둥으로 전달하는 더블 거더; 상기 더블 거더의 거더 부재 사이에 배치되는 제1데크플레이트; 이웃하는 더블 거더의 사이에 X 방향으로 배치되는 것으로, 거더 부재의 하부플랜지 상면에 거치되는 딥데크인 제2데크플레이트; 및 상기 제1데크플레이트 및 제2데크플레이트 상부에 타설되는 슬래브 콘크리트; 로 구성되되, 상기 거더 부재의 웨브 내측에는 지지부재가 결합되고, 상기 제1데크플레이트는 상기 지지부재 상부에 거치되는 것을 특징으로 하는 역타공법용 층고 절감형 바닥 구조를 제공한다.
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다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 (a) 복수의 철골 기둥을 평면상 X, Y 양방향으로 지중에 근입하여 설치하는 단계; (b) 1층 바닥 시공을 위해 일정 깊이 터파기하는 단계; (c) 하중을 철골 기둥에 직접 전달하기 위해 X 방향으로 철골 기둥 사이에 메인 거더를 직접 결합하는 단계; (d) 하중을 상기 메인 거더를 통해 철골 기둥으로 전달하기 위해 Y 방향으로 철골 기둥 양측에 배치되되, 양단부에서 각각 일정 거리 떨어진 위치에 힌지부가 형성되는 겔버보인 한 쌍의 거더 부재를 메인 거더 사이에 결합하여 더블 거더를 시공하는 단계; (e) 상기 더블 거더의 거더 부재 사이에 제1데크플레이트를 거치하여 설치하는 한편, 이웃하는 더블 거더의 사이에서 거더 부재의 하부플랜지 상면에 딥데크인 제2데크플레이트를 X 방향으로 거치하되, 상기 제1데크플레이트는 거더 부재의 웨브 내측에 결합된 지지부재 상부에 거치되는 단계; (f) 상기 제1데크플레이트 및 제2데크플레이트 상부에 슬래브 콘크리트를 타설하여 바닥 슬래브를 완성하는 단계; (g) 상기 (b) 단계 내지 (f) 단계를 반복하여 하향으로 최하층까지 순차적으로 지하 각층 바닥 슬래브를 완성하는 단계; 및 (h) 상기 철골 기둥 외부에 철근콘크리트 본 기둥을 순타 시공하는 단계; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 층고 절감형 바닥 구조를 이용한 역타 공법을 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 (g) 단계에서, 상기 더블 거더의 거더 부재 중앙부는 현수부재에 의해 상부층에 지지되어 시공하중을 지지하는 것을 특징으로 하는 층고 절감형 바닥 구조를 이용한 역타 공법을 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 (e) 단계에서, 상기 제2데크플레이트는 거더 부재의 하부플랜지 상부에 설치되어 상기 (f) 단계에서 더블 거더의 일부가 슬래브 콘크리트 내에 매립되는 것을 특징으로 하는 층고 절감형 바닥 구조를 이용한 역타 공법을 제공한다.
본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 메인 거더를 철골 기둥에 직접 결합하여 수직 하중을 철골 기둥에 전달하여 지지하도록 하면서 바닥 슬래브 형성을 위한 제2데크플레이트의 방향을 변경하여 메인 거더의 춤을 감소시킬 수 있다. 따라서 층고 절감으로 지하 굴착 깊이를 감소시킬 수 있고, 제2데크플레이트 지지를 위한 서브빔을 생략할 수 있다.
둘째, 별도의 드롭 패널 없이 슬래브 두께만으로 토압 및 시공중 하중을 모두 지지할 수 있다. 따라서 시공성을 크게 개선할 수 있고, 기둥 콘크리트 타설을 위한 개구부 형성시 두께가 얇은 슬래브 부분을 메탈라스 등으로 간단하게 막으면 되므로 별도의 거푸집 시공이 불필요하다.
셋째, 메인 거더가 더블 거더를 지지하므로, 더블 거더를 철골 기둥에 결합하기 위한 브래킷이 불필요하다.
넷째, 더블 거더의 하중을 메인 거더를 통하여 철골 기둥에 전달하므로, 수평 부재를 철골 기둥에 결합하기 위한 브레이싱재가 불필요하다. 따라서 브레이싱재의 간섭 없이 기둥 거푸집 작업을 용이하게 할 수 있다.
다섯째, 더블 거더를 겔버보로 구성하여 최대 모멘트 크기를 감소할 수 있다. 이에 따라 층고 절감 및 이에 따른 지하 암반 굴착 깊이를 감소할 수 있고, 큰 부재가 아닌 작은 단면의 부재로 설계가 가능하다.
도 1은 종래 역타 공법에 이용되는 바닥 구조의 실시예를 도시하는 평면도.
도 2는 종래 역타 공법에 이용되는 바닥 구조의 다른 실시예를 도시하는 평면도.
도 3은 철골 기둥에 지지되는 도 2의 바닥 구조를 도시하는 측단면도.
도 4의 (a)와 (b)는 각각 도 1 및 도 2에 도시된 바닥 구조에서 거더와 콘크리트 슬래브의 결합 상세를 도시하는 측단면도.
도 5는 본 발명 역타공법용 층고 절감형 바닥 구조의 실시예를 도시하는 평면도.
도 6은 도 5의 실시예에서 철골 기둥, 메인 거더 및 더블 거더의 결합 관계를 도시하는 사시도.
도 7은 지지부재가 구비된 본 발명 역타공법용 층고 절감형 바닥 구조를 도시하는 측단면도.
도 8은 중공재가 구비된 본 발명 역타공법용 층고 절감형 바닥 구조를 도시하는 측단면도.
도 9는 본 발명 역타공법용 층고 절감형 바닥 구조의 다른 실시예를 도시하는 평면도.
도 10은 도 9의 실시예에서 철골 기둥, 메인 거더 및 더블 거더의 결합 관계를 도시하는 사시도.
이하, 첨부한 도면 및 바람직한 실시예에 따라 본 발명을 상세히 설명한다.
도 5는 본 발명 역타공법용 층고 절감형 바닥 구조의 실시예를 도시하는 평면도이고, 도 6은 도 5의 실시예에서 철골 기둥, 메인 거더 및 더블 거더의 결합 관계를 도시하는 사시도이다.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명 역타공법용 층고 절감형 바닥 구조는 평면상 X, Y 양방향으로 배치되는 복수의 철골 기둥(11); X 방향으로 배치되는 것으로 양단이 철골 기둥(11) 측면에 직접 결합되어 하중을 철골 기둥(11)에 직접 전달하는 메인 거더(21); Y 방향으로 철골 기둥(11) 양측에 배치되는 것으로 각각 양단이 메인 거더(21)에 결합되고, 양단부에서 각각 일정 거리 떨어진 위치에 힌지부(221)가 형성되는 겔버보인 한 쌍의 거더 부재(22a, 22b)로 구성되어 하중을 상기 메인 거더(21)를 통해 철골 기둥(11)으로 전달하는 더블 거더(22); 상기 더블 거더(22)의 거더 부재(22a, 22b) 사이에 배치되는 제1데크플레이트(23); 이웃하는 더블 거더(22)의 사이에 X 방향으로 배치되는 것으로, 거더 부재(22a, 22b)의 하부플랜지 상면에 거치되는 딥데크인 제2데크플레이트(24); 및 상기 제1데크플레이트(23) 및 제2데크플레이트(24) 상부에 타설되는 슬래브 콘크리트(S); 로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명 역타공법용 층고 절감형 바닥 구조는 역타 공법에서 지하층 바닥 슬래브 시공시 층고 절감 및 드롭 패널 생략을 통하여 경제성, 시공성을 크게 향상시키기 위한 것이다.
상기 철골 기둥(11)은 지중에 근입되는 것으로, 평면상 X, Y 양방향으로 상호 이격되도록 복수 개 설치된다.
상기 메인 거더(21)와 더블 거더(22)는 각각 X 방향 및 Y 방향으로 배치된다.
상기 메인 거더(21)는 철골 기둥(11) 측면에 양단이 직접 결합되어 본 기둥 순타 시공 전까지 하중을 철골 기둥(11)에 전달하여 지지하고, 순타 시공을 위한 철골 기둥(11) 주변 개구부에서 토압을 지지한다.
그리고 상기 더블 거더(22)는 한 쌍의 거더 부재(22a, 22b)로 구성되는데, 한 쌍의 거더 부재(22a, 22b)는 상호 이격되도록 철골 기둥(11)의 양측에 배치되며 양단이 메인 거더(21)의 측면에 결합된다.
따라서 더블 거더(22)가 메인 거더(21)에 결합되어 지지되므로, 더블 거더(22)를 철골 기둥(11)에 결합하기 위한 브래킷이 불필요하다. 그러므로 브래킷 결합 작업이나 브래킷의 웨브에 하부 철근 관통을 위한 관통공을 뚫는 등 번거로운 작업을 거칠 필요가 없으며, 브래킷의 간섭 없이 슬래브 하부 철근 배근 작업을 용이하게 진행할 수 있다.
즉, 상기 메인 거더(21)는 종래 브래킷의 역할을 대신할 뿐 아니라, 철골 기둥(11)을 감싸는 기둥을 순타 시공하기 전까지 슬래브의 수직 하중을 철골 기둥(11)에 전달하는 역할을 동시에 수행한다.
아울러 상기 더블 거더(22)의 하중은 메인 거더(21)를 통하여 철골 기둥(11)으로 전달된다. 따라서 더블 거더(22) 또는 브래킷을 철골 기둥(11)에 지지하기 위한 브레이싱재가 불필요하다. 따라서 브레이싱재의 간섭 없이 기둥 거푸집 작업을 진행할 수 있어 시공이 편리하다.
물론 수평 부재의 처짐 방지를 위하여 더블 거더(22)나 메인 거더(21)의 중간에 일시적으로 현수부재를 결합하여 상부 구조물에 매달아 지지할 수는 있다. 그러나 이러한 종류의 현수부재는 슬래브 콘크리트(S) 타설 후 바로 제거 가능하다.
상기 더블 거더(22)는 양단부에서 각각 일정 거리 떨어진 위치에 힌지부(221)가 형성되는 겔버보로 구성되는데, 이와 관련하여서는 도 9 및 도 10을 참조하여 후술한다.
상기 제1데크플레이트(23)는 더블 거더(22)의 거더 부재(22a, 22b) 사이에 배치된다.
상기 제1데크플레이트(23)는 X 방향 또는 Y 방향으로 설치할 수 있다.
상기 제1데크플레이트(23)를 Y 방향으로 설치하면 제1데크플레이트(23)의 판수를 최소화할 수 있다. 이 경우에는 한 쌍의 거더 부재(22a, 22b) 중간에 서브빔이 필요하다.
그리고 상기 제1데크플레이트(23)를 X 방향으로 설치하면 제1데크플레이트(23)의 데크 폭 한계로 판수가 증가하기는 한다. 대신 한 쌍의 거더 부재(22a, 22b) 중간에 별도로 서브빔을 설치하지 않아도 된다.
상기 제2데크플레이트(24)는 이웃하는 더블 거더(22)의 사이에 X 방향으로 배치된다.
상기와 같이, 바닥슬래브 형성을 위한 제2데크플레이트(24)의 방향을 메인 거더(21) 측이 아니라 더블 거더(22) 측으로 변경하는 경우, 즉 제2데크플레이트(24)의 방향을 X 방향으로 변경하는 경우에는 메인 거더(21)의 최대 모멘트 크기를 줄여 층고를 감소할 수 있다. 이에 따라 지반 굴착 깊이를 감소할 수 있으며, 제2데크플레이트(24)를 지지하기 위한 서브빔 시공을 생략할 수 있다.
이와 같이 최대 모멘트 크기가 감소하면 철골 기둥(11) 부근에서 드롭 패널로 거더 단부를 보강할 필요가 없다. 따라서 드롭 패널 없이 슬래브 두께만으로도 토압이나 시공중 하중 등을 모두 지지할 수 있다.
즉, 슬래브가 기본적으로 토압을 지지하고, 철골 기둥(11) 주변 개구부에서는 메인 거더(21)가 토압을 지지한다.
아울러 드롭 패널이 생략되어 슬래브 시공이 간단해지는 등 시공성이 크게 개선된다.
그리고 기둥 콘크리트 타설을 위하여 슬래브에 개구부 형성시, 두께가 얇은 슬래브 부분을 메탈라스 등으로 간단하게 막으면 되므로 개구부 형성을 위한 별도의 거푸집이 불필요하다.
또한, 종래에는 거더에 작용하는 모멘트가 커서 압연 형강, 즉 롤빔의 사용이 곤란하여 주로 빌트업 형강을 이용하였다. 그러나 본 발명에서는 메인 거더(21)는 물론 후술할 더블 거더(22)의 최대 모멘트를 감소시킬 수 있으므로 일반 규격품인 롤빔을 자유롭게 사용할 수 있다.
도 7은 지지부재가 구비된 본 발명 역타공법용 층고 절감형 바닥 구조를 도시하는 측단면도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 상기 제2데크플레이트(24)는 거더 부재(22a, 22b)의 하부플랜지 상면에 거치되는 딥데크로 구성할 수 있다.
상기 제2데크플레이트(24)는 이웃하는 더블 거더(22) 사이에 지지되어 스팬 길이가 길어지므로, 동바리 없이 장스팬을 지지할 수 있는 춤이 큰 딥데크를 사용할 수 있다.
이때, 상기 딥데크는 춤이 크기 때문에, 제2데크플레이트(24)는 거더 부재(22a, 22b)의 하부플랜지 상면에 거치하여 층고를 절감할 수 있도록 한다.
상기 딥데크로 캡데크 등을 이용할 수 있다.
반면, 상기 제1데크플레이트(23)는 평데크 등 일반 데크플레이트를 이용하여도 충분하다.
상기 제1, 2데크플레이트(23, 24) 상부에 슬래브 콘크리트(S)를 타설하면 상기 더블 거더(22)는 슬래브 콘크리트(S) 내에 묻히게 된다.
이에 따라 시공중에는 단순히 더블 거더(22)가 시공하중을 지지하나, 슬래브 콘크리트(S)를 타설하여 슬래브를 완공한 후에는 슬래브 콘크리트(S)와 더블 거더(22)가 강콘크리트 합성 부재가 되어 거동하므로 구조적 성능이 향상된다.
아울러 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 거더 부재(22a, 22b)의 웨브 내측에는 지지부재(25)가 결합되고, 상기 제1데크플레이트(23)는 상기 지지부재(25) 상부에 거치되도록 구성할 수 있다.
상기 지지부재(25)는 한 쌍의 거더 부재(22a, 22b)의 상호 대면하는 내측 웨브에 각각 결합 가능하다.
이와 같이, 상기 제1데크플레이트(23)를 거더 부재(22a, 22b)의 상부플랜지가 아닌 웨브 레벨에 설치하면, 제1데크플레이트(23) 상부에 현장 타설되는 슬래브 콘크리트(S)의 상면 레벨을 낮출 수 있다.
이에 따라 거더 부재(22a, 22b)의 상부 일부가 슬래브 콘크리트(S) 내에 묻히는 구조가 되므로, 슬래브 상면과 거더 하단 사이의 거리(H3)를 줄여 층고 절감이 가능하다.
아울러 제1데크플레이트(23) 및 지지부재(25)가 거더 부재(22a, 22b)의 웨브를 지지하므로, 거더 부재(22a, 22b)의 횡좌굴을 방지할 수 있다.
물론, 상기 제1데크플레이트(23)는 거더 부재(22a, 22b)의 하부플랜지 상면에 거치할 수도 있다. 그러나 한 쌍의 거더 부재(22a, 22b) 사이의 간격이 넓지 않아 슬래브 콘크리트(S)를 두껍게 할 필요가 없으며, 슬래브 콘크리트(S) 물량이 많아져 비경제적이다.
상기 지지부재(25)는 일측 레그 상부에 제1데크플레이트(23)를 거치할 수 있도록 앵글 부재를 이용할 수 있으며, 상부에 제1데크플레이트(23)를 거치할 수 있는 것이기만 하면 다양한 단면 형상의 부재를 선택적으로 이용 가능하다.
상기 제1데크플레이트(23)는 딥데크인 제2데크플레이트(24)의 상면 레벨과 동일하게 구성하도록 한다.
도 8은 중공재가 구비된 본 발명 역타공법용 층고 절감형 바닥 구조를 도시하는 측단면도이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 상기 제1데크플레이트(23)는 거더 부재(22a, 22b)의 하부플랜지 상부에 거치되고, 상기 더블 거더(22)의 거더 부재(22a, 22b) 사이에는 중공재(26)가 구비되도록 구성할 수 있다.
상기 제1데크플레이트(23)를 거더 부재(22a, 22b)의 하부플랜지에 직접 거치할 경우에는 도 7의 실시예와 달리 별도의 지지부재(25)가 불필요하다.
다만, 슬래브 콘크리트(S) 물량이 증가하고 이로 인한 자중 부담이 커지므로, 더블 거더(22)의 거더 부재(22a, 22b) 사이에 중공재(26)를 구비하여 콘크리트 물량을 줄이고 자중을 경감할 수 있도록 한다.
상기 중공재(26)는 중공형 파이프 또는 볼형 중공재 등을 사용할 수 있다.
도 9는 본 발명 역타공법용 층고 절감형 바닥 구조의 다른 실시예를 도시하는 평면도이고, 도 10은 도 9의 실시예에서 철골 기둥, 메인 거더 및 더블 거더의 결합 관계를 도시하는 사시도이다.
도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 거더 부재(22a, 22b)는 양단부에서 각각 일정 거리 떨어진 위치에 힌지부(221)가 형성되는 겔버보로 구성할 수 있다.
거더 부재(22a, 22b)로 일반 연속보를 사용하는 경우, 일반 연속보는 단부 모멘트가 중앙부 모멘트의 2배이다. 이때, 거더 부재(22a, 22b)의 단면은 최대모멘트인 단부 모멘트를 기준으로 결정된다.
따라서 거더 부재(22a, 22b)의 일측을 힌지부(221)로 형성하여 겔버보(gerber's beam)로 구성하면, 거더 부재(22a, 22b)의 단부 부모멘트의 크기를 Mmax에서 M'max로 줄일 수 있다.
이에 따라 거더 부재(22a, 22b)의 춤을 감소하여 구조물의 층고 절감이 가능하며, 지반 굴착 깊이를 줄일 수 있어 공기 및 공사비 면에서 경제적이다.
도 10에 도시된 바와 같이, 상기 거더 부재(22a, 22b)의 힌지부(221)는 힌지부(221) 양측에서 H 형강인 거더 부재(22a, 22b)를 웨브만 결합하여, 모멘트 전달 없이 전단력만 전달하도록 구성할 수 있다.
다음으로, 본 발명 층고 절감형 바닥 구조를 이용한 역타 공법에 대하여 살펴본다.
본 발명 층고 절감형 바닥 구조를 이용한 역타 공법에서는 (a) 복수의 철골 기둥(11)을 평면상 X, Y 양방향으로 지중에 근입하여 설치하고, (b) 1층 바닥 시공을 위해 일정 깊이 터파기한다.
상기 철골 기둥(11)은 H 형강을 이용할 수 있으며, 이외에도 여러 가지 단면 형상을 이용할 수 있다.
상기 철골 기둥(11)은 평면상 X 방향 및 Y 방향으로 상호 이격되게 복수 개 설치된다.
그리고 (c) 하중을 철골 기둥(11)에 직접 전달하기 위해 X 방향으로 철골 기둥(11) 사이에 메인 거더(21)를 직접 결합하고, (d) 하중을 상기 메인 거더(21)를 통해 철골 기둥(11)으로 전달하기 위해 Y 방향으로 철골 기둥(11) 양측에 배치되되, 양단부에서 각각 일정 거리 떨어진 위치에 힌지부(221)가 형성되는 겔버보인 한 쌍의 거더 부재(22a, 22b)를 메인 거더(21) 사이에 결합하여 더블 거더(22)를 시공한다.
상기 메인 거더(21)는 X 방향으로 배치되는 것으로 양단이 이웃하는 철골 기둥(11)의 측면에 직접 결합되어 수직 하중을 지지한다.
상기 더블 거더(22)는 한 쌍의 거더 부재(22a, 22b)로 구성되는 것으로, 한 쌍의 거더 부재(22a, 22b)는 상호 이격되도록 철골 기둥(11)에 양측에 배치되며, 양단이 메인 거더(21)의 측면에 결합된다.
따라서 더블 거더(22)가 메인 거더(21)에 결합되어 지지되므로, 더블 거더(22)를 철골 기둥(11)에 결합하기 위한 브래킷이 불필요하다.
아울러 더블 거더(22)의 하중이 메인 거더(21)를 통하여 철골 기둥(11)에 전달되므로, 수평 부재를 철골 기둥(11)에 지지하기 위한 브레이싱재가 불필요하다.
다음으로, (e) 상기 더블 거더(22)의 거더 부재(22a, 22b) 사이에 제1데크플레이트(23)를 거치하여 설치하는 한편, 이웃하는 더블 거더(22)의 사이에서 거더 부재(22a, 22b)의 하부플랜지 상면에 딥데크인 제2데크플레이트(24)를 X 방향으로 거치하되, 상기 제1데크플레이트(23)는 거더 부재(22a, 22b)의 웨브 내측에 결합된 지지부재(25) 상부에 거치하며, (f) 상기 제1데크플레이트(23) 및 제2데크플레이트(24) 상부에 슬래브 콘크리트(S)를 타설하여 바닥 슬래브를 완성한다.
상기 제2데크플레이트(24)의 방향을 X 방향으로 하면, 메인 거더(21)의 최대 모멘트 크기를 줄여 층고를 감소할 수 있다. 그리고 철골 기둥(11) 부근에서 드롭 패널로 거더 단부를 보강할 필요가 없어 시공성이 크게 개선되며, 슬래브 두께만으로 토압이나 시공중 하중을 지지할 수 있다.
이때, 상기 (e) 단계에서, 상기 제2데크플레이트(24)는 거더 부재(22a, 22b)의 하부플랜지 상부에 설치되어 상기 (f) 단계에서 더블 거더(22)의 일부가 슬래브 콘크리트(S) 내에 매립되도록 구성할 수 있다.
이에 따라 슬래브 콘크리트(S)와 더블 거더(22)가 강콘크리트 합성 부재를 이루므로, 구조적 성능이 향상된다.
상기 제2데크플레이트(24)는 딥데크를 이용하여 동바리 없이 장스팬을 지지하도록 할 수 있다.
상기 제1데크플레이트(23)를 거더 부재(22a, 22b)의 웨브 일측에 설치하면 슬래브 콘크리트(S)의 양을 줄일 수 있다. 그리고 상기 제1데크플레이트(23)를 거더 부재(22a, 22b)의 하부플랜지 상부에 설치하면 한 쌍의 거더 부재(22a, 22b) 사이에 중공재(26)를 구비하여 콘크리트 물량을 줄이고 자중을 경감하도록 구성함이 바람직하다.
도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 슬래브 콘크리트(S)에 매립되는 거더 부재(22a, 22b)의 플랜지 및 웨브 부분에는 쉬어스터드를 결합할 수 있다.
상기 (f) 단계에서는 철골 기둥(11) 주변에서 콘크리트 기둥(12) 시공을 위한 개구부를 제외하고 슬래브 콘크리트(S)를 타설한다.
이후, (g) 상기 (b) 단계 내지 (f) 단계를 반복하여 하향으로 최하층까지 순차적으로 지하 각층 바닥 슬래브를 완성한다.
상기 (g) 단계에서는 지하 1층, 지하 2층 순으로 하향 시공하여 최하층까지 각층 바닥 슬래브를 완성한다.
이때, 상기 (g) 단계에서, 상기 더블 거더(22)의 거더 부재(22a, 22b) 중앙부는 현수부재에 의해 상부층에 지지되어 시공하중을 지지하도록 구성할 수 있다.
상기 제2데크플레이트(24)는 더블 거더(22) 측으로 하중을 전달하므로, Y 방향 스팬이 길어질 경우 더블 거더(22)의 거더 부재(22a, 22b)의 처짐이 커질 수 있다.
따라서 슬래브 콘크리트(S)가 타설되어 슬래브가 하중을 지지하기 전까지 거더 부재(22a, 22b)를 현수부재에 의해 상부층에 임시로 지지시킬 수 있다.
이때, 1층 바닥은 상부층이 아직 시공 전이므로 다른 방법에 의해 별도로 거더 부재(22a, 22b)에 지지한다.
상기 현수부재는 슬래브 콘크리트(S) 경화 후 제거한다.
마지막으로 (h) 상기 철골 기둥(11) 외부에 철근콘크리트 본 기둥을 순타 시공하여 작업을 마무리한다.
1: 기둥 부재 2: 메인 거더
3: 빔 부재 4: 데크플레이트
5: 더블 거더 6: 드롭 패널
61: 하부 철근 7: 브래킷
71: 관통공 8: 개구부
9: 브레이싱재 11: 철골 기둥
12: 콘크리트 기둥 21: 메인 거더
22: 더블 거더 22a, 22b: 거더 부재
221: 힌지부 23: 제1데크플레이트
24: 제2데크플레이트 25: 지지부재
26: 중공재 S: 슬래브 콘크리트
t: 슬래브 두께

Claims (7)

  1. 평면상 X, Y 양방향으로 배치되는 복수의 철골 기둥(11);
    X 방향으로 배치되는 것으로 양단이 철골 기둥(11) 측면에 직접 결합되어 하중을 철골 기둥(11)에 직접 전달하는 메인 거더(21);
    Y 방향으로 철골 기둥(11) 양측에 배치되는 것으로 각각 양단이 메인 거더(21)에 결합되고, 양단부에서 각각 일정 거리 떨어진 위치에 힌지부(221)가 형성되는 겔버보인 한 쌍의 거더 부재(22a, 22b)로 구성되어 하중을 상기 메인 거더(21)를 통해 철골 기둥(11)으로 전달하는 더블 거더(22);
    상기 더블 거더(22)의 거더 부재(22a, 22b) 사이에 배치되는 제1데크플레이트(23);
    이웃하는 더블 거더(22)의 사이에 X 방향으로 배치되는 것으로, 거더 부재(22a, 22b)의 하부플랜지 상면에 거치되는 딥데크인 제2데크플레이트(24); 및
    상기 제1데크플레이트(23) 및 제2데크플레이트(24) 상부에 타설되는 슬래브 콘크리트(S); 로 구성되되,
    상기 거더 부재(22a, 22b)의 웨브 내측에는 지지부재(25)가 결합되고, 상기 제1데크플레이트(23)는 상기 지지부재(25) 상부에 거치되는 것을 특징으로 하는 역타공법용 층고 절감형 바닥 구조.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. (a) 복수의 철골 기둥(11)을 평면상 X, Y 양방향으로 지중에 근입하여 설치하는 단계;
    (b) 1층 바닥 시공을 위해 일정 깊이 터파기하는 단계;
    (c) 하중을 철골 기둥(11)에 직접 전달하기 위해 X 방향으로 철골 기둥(11) 사이에 메인 거더(21)를 직접 결합하는 단계;
    (d) 하중을 상기 메인 거더(21)를 통해 철골 기둥(11)으로 전달하기 위해 Y 방향으로 철골 기둥(11) 양측에 배치되되, 양단부에서 각각 일정 거리 떨어진 위치에 힌지부(221)가 형성되는 겔버보인 한 쌍의 거더 부재(22a, 22b)를 메인 거더(21) 사이에 결합하여 더블 거더(22)를 시공하는 단계;
    (e) 상기 더블 거더(22)의 거더 부재(22a, 22b) 사이에 제1데크플레이트(23)를 거치하여 설치하는 한편, 이웃하는 더블 거더(22)의 사이에서 거더 부재(22a, 22b)의 하부플랜지 상면에 딥데크인 제2데크플레이트(24)를 X 방향으로 거치하되, 상기 제1데크플레이트(23)는 거더 부재(22a, 22b)의 웨브 내측에 결합된 지지부재(25) 상부에 거치되는 단계;
    (f) 상기 제1데크플레이트(23) 및 제2데크플레이트(24) 상부에 슬래브 콘크리트(S)를 타설하여 바닥 슬래브를 완성하는 단계;
    (g) 상기 (b) 단계 내지 (f) 단계를 반복하여 하향으로 최하층까지 순차적으로 지하 각층 바닥 슬래브를 완성하는 단계; 및
    (h) 상기 철골 기둥(11) 외부에 철근콘크리트 본 기둥을 순타 시공하는 단계; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 층고 절감형 바닥 구조를 이용한 역타 공법.
  6. 제5항에서,
    상기 (g) 단계에서, 상기 더블 거더(22)의 거더 부재(22a, 22b) 중앙부는 현수부재에 의해 상부층에 지지되어 시공하중을 지지하는 것을 특징으로 하는 층고 절감형 바닥 구조를 이용한 역타 공법.
  7. 제5항에서,
    상기 (e) 단계에서, 상기 제2데크플레이트(24)는 거더 부재(22a, 22b)의 하부플랜지 상부에 설치되어 상기 (f) 단계에서 더블 거더(22)의 일부가 슬래브 콘크리트(S) 내에 매립되는 것을 특징으로 하는 층고 절감형 바닥 구조를 이용한 역타 공법.
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