KR101736009B1 - 층고절감이 가능한 시공단계 단순접합식 역타 시공방법 - Google Patents

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윤수원
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Abstract

본 발명은 층고절감이 가능한 충전형 보를 단순 거치하여 시공할 수 있도록 하는 층고절감이 가능한 시공단계 단순접합식 역타 시공방법에 관한 것이다.
본 발명의 바람직한 일 실시예는 (a) 대지경계선을 따라 흙막이 벽체를 구축하는 단계; (b) 내부 기둥을 시공하는 단계; (c) 소정의 심도까지 굴토를 완료한 후 기준층 구조체를 설치하는 단계; (d) 소정의 심도로 굴토하되 흙막이 벽체와 접하는 외측에는 굴토면보다 높은 위치에 소단이 형성되도록 굴토하는 단계; (e) 보 결합용 브라켓 및 데크 거치용 브라켓을, 기둥의 일정 높이의 대응하는 면에 각각 설치하는 단계; (f) 일정 폭과 길이를 갖는 하부판과 하부판의 폭방향 양단에서 수직 상방으로 연장되며 길이방향의 단부에 결합공이 통공되는 수직판과 수직판의 상단에서 폭방향 내측 또는 외측의 수평방향으로 연장되는 상부판을 포함하여 구성되어 상부가 개구된 U자형 단면으로 형성되는 절곡강판 유닛과, 일정 폭과 길이를 갖는 상부 수평판과, 상부 수평판의 폭방향 양단에서 하부로 연장되는 측면판을 포함하여 구성되며 측면판의 하단부가 절곡강판 유닛의 상부판에 결합되는 덮개부재로 형성되는 충전형 보의 단부를 보 결합용 브라켓에 볼트로 핀 결합하고, 데크 플레이트의 단부를 충전형 보의 상부판 및 데크 거치용 브라켓의 상부에 거치하도록 하는 단계; (g) 충전형 보(2)의 내부에 콘크리트를 충전하도록 하는 단계; (h) 데크 플레이트의 상부로 일정 두께를 형성하도록, 데크 플레이트의 상부에 콘크리트를 타설하여 바닥구조체를 시공하는 단계; (i) 상기 (d) 내지 (h) 단계를 반복하여 지하 최하층까지에 대한 바닥구조체의 시공을 완료하는 단계;를 포함하여 이루어진다.

Description

층고절감이 가능한 시공단계 단순접합식 역타 시공방법{Top-Down Construction Method For Underground Structure}
본 발명은 층고절감이 가능한 시공단계 단순접합식 역타 시공방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 층고절감이 가능한 충전형 보를 단순 접합하여 시공할 수 있도록 하는 층고절감이 가능한 시공단계 단순접합식 역타 시공방법에 관한 것이다.
역타공법(Top-Down Method)이라 함은 흙막이 벽체를 구조체로 시공하고, 지반을 굴토하면서 슬래브 등 지하구조물을 구축해가는 공법을 말한다.
이러한 역타공법은 지하구조물의 구축과 동시에 순타에 의해 지상건축물을 구축할 수 있어 공기가 대폭 감축되고, 역타에 의해 시공되는 보나 슬래브와 같은 바닥구조체가 흙막이 벽체를 지지하기 때문에 별도의 버팀대를 사용하지 않게 되어 작업공간을 충분히 확보할 수 있고 자재사용량을 감소시키는 등 시공의 용이성 및 경제성을 확보할 수 있으며, 인접 건물에 대하여 미치는 영향이 다른 공법에 비하여 현저히 줄일 수 있기 때문에 도심지에서 가장 안전하게 시행될 수 있는 공법이다.
이러한 역타공법에 의한 지하구조물의 시공은, 흙막이 벽체의 구축이 완료되면 본 기둥용 철골기둥을 지중에 근입시키고, 굴토를 시행하면서 흙막이 벽체를 지지하기 위한 보나 슬래브와 같은 바닥구조체를 상기 철골기둥에 지지시키면서 역타로 구축하는 단계를 반복 시행하여 기초바닥콘크리트까지 완성시키게 된다.
따라서 본 기둥이 완성되기 전의 철골기둥은 본 기둥의 내력과 관계없이 각 층의 바닥구조체 등 시공하중을 지지해야 하므로 과다설계될 수 밖에 없으며, 기둥-보의 결합부의 구조가 복잡할 뿐만 아니라 시공성이 떨어지고 경제적인 설계가 불가능한 문제점이 있었다.
본 발명의 배경이 되는 기술로는 특허등록 제1028695호 "지하 역타 공법에서 철골 또는 강관 기둥과 결합되는피씨보 연결구조"(특허문헌 1)이 있다. 상기 배경기술에서는 '지하 역타 공법의 층간 보 연결구조에 있어서, 피씨보(100)의 길이방향 좌,우측 양단에 철골브라켓(110)의 일측단이 각각 매입되고 타측단이 외측으로 분기되어 철골 또는 강관기둥(200)의 결합브라켓(210)과 서로 결합되며, 상기 피씨보 상단부로 슬래브(S)가 걸침된 후 현장콘크리트(C)에 의해 타설되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 지하 역타 공법에서 철골 또는 강관 기둥과 결합되는 피씨보 연결구조'를 제안한다.
그러나 상기 배경기술 역시 본 기둥의 내력과 관계없이 각 층의 바닥구조체 등 시공하중을 지지해야 하므로 과다설계될 수 밖에 없으며, 기둥-보의 결합부의 구조가 복잡하여 시공성이 떨어지고 경제적인 설계가 불가능한 문제점이 있었다.
특허등록 제1028695호 "지하 역타 공법에서 철골 또는 강관 기둥과 결합되는피씨보 연결구조"
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 보 단면의 측면에 데크 플레이트의 거치가 가능하고 내부에 콘크리트를 충전할 수 있도록 폐단면을 갖는 박스형의 충전형 보로 구성하여 층고절감이 가능하도록 하고, 역타공법에 의한 지하구조물의 시공이 시작되고 작업공간에 기준이 되는 기준층은 시공단계나 완공단계에 발생되는 횡력에 대한 저항이 요구되는 기준층의 바닥 골조에 대해서는 강 접골골조를 적용하고, 나머지 지하층에 대해서는 충전형 보를 단순 거치하도록 하여 시공단계 단순 핀 접합으로 시공할 수 있도록 하여 지지보 접합부의 간소화 및 층고절감이 가능해져 경제성 및 시공성을 향상시킬 수 있는 층고절감이 가능한 시공단계 단순접합식 역타 시공방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 (a) 대지경계선을 따라 흙막이 벽체를 구축하는 단계; (b) 내부 기둥을 시공하는 단계; (c) 소정의 심도까지 굴토를 완료한 후 기준층 구조체를 설치하는 단계; (d) 소정의 심도로 굴토하되 흙막이 벽체와 접하는 외측에는 굴토면보다 높은 위치에 소단이 형성되도록 굴토하는 단계; (e) 보 결합용 브라켓 및 데크 거치용 브라켓을, 기둥의 일정 높이의 대응하는 면에 각각 설치하는 단계; (f) 일정 폭과 길이를 갖는 하부판과 하부판의 폭방향 양단에서 수직 상방으로 연장되며 길이방향의 단부에 결합공이 통공되는 수직판과 수직판의 상단에서 폭방향 내측 또는 외측의 수평방향으로 연장되는 상부판을 포함하여 구성되어 상부가 개구된 U자형 단면으로 형성되는 절곡강판 유닛과, 일정 폭과 길이를 갖는 상부 수평판과, 상부 수평판의 폭방향 양단에서 하부로 연장되는 측면판을 포함하여 구성되며 측면판의 하단부가 절곡강판 유닛의 상부판에 결합되는 덮개부재로 형성되는 충전형 보의 단부를 보 결합용 브라켓에 볼트로 단순 핀 접합하고, 데크 플레이트의 단부를 충전형 보의 상부판 및 데크 거치용 브라켓의 상부에 거치하도록 하는 단계; (g) 충전형 보(2)의 내부에 콘크리트를 충전하도록 하는 단계; (h) 데크 플레이트의 상부로 일정 두께를 형성하도록, 데크 플레이트의 상부에 콘크리트를 타설하여 바닥구조체를 시공하는 단계; (i) 상기 (d) 내지 (h) 단계를 반복하여 지하 최하층까지에 대한 바닥구조체의 시공을 완료하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 층고절감이 가능한 시공단계 단순접합식 역타 시공방법을 제공하고자 한다.
또한, (b) 단계에서, 기둥은 H형강, 원형단면 또는 사각 단면의 강재 기둥 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 층고절감이 가능한 시공단계 단순접합식 역타 시공방법을 제공하고자 한다.
또한, (b) 단계에서, 기둥은, 강판을 절곡시킨 ㄱ자형 단위부재를 용접하여 사각단면으로 형성시킨 것으로서, ㄱ자형 단위부재의 양 측단부에는 앵커형의 리브가 형성된 것을 특징으로 하는 층고절감이 가능한 시공단계 단순접합식 역타 시공방법을 제공하고자 한다.
또한, (e) 단계에서, 보 결합용 브라켓은, 수평으로 형성되는 수평판과 수평판의 상부에서 한 개 이상의 결합공이 통공되어 형성되며 일정거리 수평으로 이격되어 한 쌍이 수직으로 형성되는 측면판으로 이루어지며, (f) 단계에서, 충전형 보의 단부를 보 결합용 브라켓의 측면판의 사이에 끼워서 거치하고, 결합공과 결합공을 일치시켜 볼트로 단순 핀 접합하도록 하는 것을 특징으로 하는 층고절감이 가능한 시공단계 단순접합식 역타 시공방법을 제공하고자 한다.
또한, (e) 단계에서, 보 결합용 브라켓은, 수평으로 형성되는 수평판과 수평판의 상부에서 일측으로 치우쳐 한 개 이상의 결합공이 통공되어 형성되는 측면판으로 이루어지며, (f) 단계에서, 충전형 보의 단부의 하부판과 일측의 측면판이 만나는 모서리를 보 결합용 브라켓의 수평판과 측면판의 모서리에 밀착하여 거치하고, 충전형 보의 단부의 타측의 측면판의 외측에 면접하도록 한 개 이상의 결합공이 통공되어 형성되는 별도의 측면판을 수평판의 상부에 결합한 이후에, 결합공과 결합공을 일치시켜 볼트로 단순 핀 접합하도록 하는 것을 특징으로 하는 층고절감이 가능한 시공단계 단순접합식 역타 시공방법을 제공하고자 한다.
또한, 보 결합용 브라켓의 결합공은 수평방향으로 긴 장공의 슬롯으로 형성되는 것을 특징으로 하는 층고절감이 가능한 시공단계 단순접합식 역타 시공방법을 제공하고자 한다.
또한, (f) 단계에서, 충전형 보는, 덮개부재가 절곡강판 유닛의 길이방향의 일정 간격마다 이격되어 결합되는 것을 특징으로 하는 층고절감이 가능한 시공단계 단순접합식 역타 시공방법을 제공하고자 한다.
또한, (f) 단계에서, 충전형 보는, 덮개부재가 절곡강판 유닛의 전 길이에 형성되며, 덮개부재의 상부 수평판은 일정 간격으로 복수의 타설구가 통공되어 형성되고, 측면판은 하단부에서 일정 크기로 일정 간격마다 절개되어 복수의 연통구가 형성되는 것을 특징으로 하는 층고절감이 가능한 시공단계 단순접합식 역타 시공방법을 제공하고자 한다.
또한, (f) 단계에서, 충전형 보는, 덮개부재의 측면판은 폭방향 외측으로 넓어지도록 하향 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 층고절감이 가능한 시공단계 단순접합식 역타 시공방법을 제공하고자 한다.
또한, (f) 단계에서, 충전형 보는, 하부판은 폭방향 중앙부가 일정 폭으로 절개되어 구성되며, 하부판의 하부에 별도의 하부 플랜지을 덧대어 분절된 하부판을 상호 연결되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 층고절감이 가능한 시공단계 단순접합식 역타 시공방법을 제공하고자 한다.
또한, (f) 단계에서, 충전형 보는, 하부판은 폭방향 중앙부가 분절되며, 분절된 단부는 상부로 절곡되어 절곡부가 형성되어, 절곡부가 상호 접하여 결합되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 층고절감이 가능한 시공단계 단순접합식 역타 시공방법을 제공하고자 한다.
또한, (f) 단계에서, 충전형 보는, 일정 길이의 선재로 구성되는 하부 보강재가 절곡강판 유닛의 하부판의 상부면에 길이방향으로 결합되는 것을 특징으로 하는 층고절감이 가능한 시공단계 단순접합식 역타 시공방법을 제공하고자 한다.
또한, (f) 단계에서, 충전형 보는, 일정 길이의 선재로 구성되는 상부 보강재가 덮개부재의 상부 수평판의 하부면에 길이방향으로 결합되는 것을 특징으로 하는 층고절감이 가능한 시공단계 단순접합식 역타 시공방법을 제공하고자 한다.
또한, (f) 단계에서, 데크 플레이트는 길이방향의 양단부가 외측 사선방향을 이루도록 압착된 형태로 구성되는 것을 특징으로 하는 층고절감이 가능한 시공단계 단순접합식 역타 시공방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 층고절감이 가능한 시공단계 단순접합식 역타 시공방법은 보 단면의 측면에 데크 플레이트의 거치가 가능하고 내부에 콘크리트를 충전할 수 있도록 폐단면을 갖는 박스형의 충전형 보로 구성하여 층고절감이 가능하도록 하고, 역타공법에 의한 지하구조물의 시공이 시작되고 작업공간에 기준이 되는 기준층은 시공단계나 완공단계에 발생되는 횡력에 대한 저항이 요구되는 기준층의 바닥 골조에 대해서는 강 접골골조를 적용하고, 나머지 지하층에 대해서는 충전형 보를 단순 거치하도록 하여 시공단계 단순 핀 접합으로 시공할 수 있도록 하여 지지보 접합부의 간소화 및 층고절감이 가능해져 경제성 및 시공성을 향상시킬 수 있는 매우 유용한 효과가 있다.
본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 첨부한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 층고절감이 가능한 시공단계 단순접합식 역타 시공방법에 따른 지하구조물의 개략적인 단면도이다.
도 2는 본 발명과 종래의 지하구조물의 구조적 거동을 비교하여 도시한 도이다.
도 3은 본 발명에 사용되는 충전형 보의 사시도이다.
도 4는 상기 도 3의 다양한 실시예를 도시한 단면도이다.
도 5 내지 도 10은 본 발명의 층고절감이 가능한 시공단계 단순접합식 역타 시공방법을 시공순서대로 도시한 도 및 이의 상세도이다.
도 11은 본 발명의 보 결합용 브라켓과 충전형 보의 결합구조의 실시예를 도시한 단면도이다.
아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 제시된 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 예시적인 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
이하 바람직한 실시예에 따라 본 발명의 기술적 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 층고절감이 가능한 시공단계 단순접합식 역타 시공방법에 따른 지하구조물의 개략적인 단면도이고, 도 2는 본 발명과 종래의 지하구조물의 구조적 거동을 비교하여 도시한 도이다.
도 1에서와 같이, 본 발명의 층고절감이 가능한 시공단계 단순접합식 역타 시공방법에 따른 지하구조물은 횡력에 대한 저항이 요구되는 기준층의 바닥 골조에 대해서는 강접골조를 적용하고, 나머지 지하층에 대해서는 충전형 보(2)를 기둥(1)에 단순 거치하도록 하여 단순 핀 접합으로 시공할 수 있도록 하도록 한다.
즉 본 발명에서는 도 2a에서와 같이, 종래의 H형강을 보로 사용하는 지하구조물의 경우에는 단부의 모멘트의 증가로 보의 단면이 크게 결정이 되지만 보의 중앙부는 단면에 여유가 생겨 비경제적일 뿐만 아니라 층고가 높아지는 문제점이 있었지만, 본 발명에 따른 지하구조물의 경우에는 도 2(b)에서와 같이, 충전형 보를 기둥에 단순 거치식으로 거치하여 시공시에는 슬래브 콘크리트 양생전 시공단계 단순 핀 접합조건이기 때문에 동바리가 불필요할 뿐만 아니라, 슬래브 콘크리트 양생후에는 연속조건으로 적재하중에 대한 모멘트의 균등분배로 보의 단면을 축소시킬 수 있어 경제성 및 시공성을 향상시킬 수 있는 것이다.
도 3은 본 발명에 사용되는 충전형 보의 사시도이고, 도 4는 상기 도 3의 다양한 실시예를 도시한 단면도이다.
본 발명에서 사용되는 충전형 보(2)는 내부에 콘크리트를 충전할 수 있도록 박스형 폐단면으로 구성하고 특히 보 단면의 소정 높이의 측면에 데크 플레이트의 거치가 가능하여 층고를 절감할 수 있도록 한다.
본 발명의 충전형 보(2)는 내부에 콘크리트의 충전이 가능하도록, U형의 절곡강판 유닛(21)과 절곡강판 유닛(21)의 상부를 덮는 덮개 형태의 덮개부재(22)로 이루어져 내부가 비어 있는 박스형 단면을 갖게된다.
절곡강판 유닛(21)은 U형의 단면을 갖도록 일정 폭과 길이를 갖는 하부판(211)과, 하부판(211)의 폭방향 양단에서 수직 상방으로 연장되는 수직판(212)으로 구성되며, 수직판(212)의 상단에서 폭방향 내측 또는 외측의 수평방향으로 연장되도록 하여 상부판(213)이 구성된다.
이와 같은 상부판(213)은 데크 플레이트의 단부가 상부판(13)에 거치되기 때문에, 바닥 구조체의 최하측이 충전형 보(1)의 상부 상단에 시공되는 형태가 아니라 바닥구조체의 최하측이 충전형 보 단면의 소정 높이의 측면에 거치되는 형태로 시공되어 그만큼 층고를 절감할 수 있도록 하며, 상부판(213)의 상부에 데크 플레이트를 거치하고 데크 플레이트의 상부에 콘크리트를 타설하여 시공하도록 할 수 있다.
덮개부재(22)는 절곡강판 유닛(21)의 상부를 덮는 형태의 덮개모양으로 형성되며, 상부 수평판(221)와, 상부 수평판(221)의 폭방향 양단에서 하부로 연장되는 측면판(222)를 포함하여 구성되며, 측면판(222)의 하단부가 절곡강판 유닛(21)의 상부판(213)에 결합된다.
또한, 이와 같은 충전형 보(2)는 도 3a에서와 같이, 덮개부재(22)가 절곡강판 유닛(21)의 전 길이에 형성되도록 할 수도 있으며, 도 3b에서와 같이, 덮개부재(22)가 절곡강판 유닛(21)의 길이방향의 일정 간격마다 이격되어 결합되도록 할 수도 있다.
특히, 도 3a에서와 같이, 덮개부재(22)가 절곡강판 유닛(21)의 전 길이에 형성되는 경우에는 덮개부재(22)의 상부 수평판(221)은 일정 간격으로 복수의 타설구(223)가 통공되어 형성되도록 하고, 측면판(222)은 일정 간격마다 복수의 연통구(224)가 형성되도록 하여, 내부에 콘크리트의 충전이 용이하며 충전형 보(2)의 내부에 충전되는 콘크리트와 데크 플레이트 상부에 타설되는 콘크리트와 연통이 되도록 할 수 있다.
측면판(222)에 형성되는 연통구(224)는 관통하여 원형, 사각형, 다각형태 등의 관통구를 형성하도록 하거나, 도시된 바와 같이, 하단부에서 일정 크기로 절개한 형상으로 이루어질 수도 있다.
또한, 충전형 보(2)는 도 4(a)와 같이, 덮개부재(22)의 측면판(222)이 수직방향으로 형성되도록 할 수도 있으며, 도 4(b)와 같이, 덮개부재(22)의 측면판(222)이 폭방향 외측으로 넓어지도록 하향 경사지게 형성되도록 하여, 데크 플레이트 거치시에 데크 플레이트의 단부와 덮개부재(22) 사이에 타설되는 콘크리트량을 증가시킬 수 있다.
또한, 충전형 보(2)는 하나의 강판을 절곡하여 U형으로 제작할 수도 있지만, 도 4(c)와 같이, 하부판(211)은 폭방향 중앙부가 일정 폭으로 절개되어 구성되도록 하고, 하부판(211)의 하부에 별도의 하부 플랜지(217)를 덧대어 분절된 하부판(211)을 상호 연결되도록 구성되도록 하여 제작을 용이하게 할 수도 있으며, 도 4(d)에서와 같이, 하부판(211)은 폭방향 중앙부가 분절되며, 분절된 단부는 상부로 절곡되어 절곡부(218)가 형성되도록 하고, 절곡부(218)가 상호 접하여 결합되도록 하여 하부판(211)의 중앙부를 보강하여 내부에 콘크리트 충전시에도 하중에 의한 변형 등을 방지하도록 할 수 있다.
또한, 충전형 보(2)는 일정 길이의 봉강, 각강 등으로 이루어지는 원형 철근이나 사각근 등의 선재로 구성되는 하부 보강재(24)가 1개이상이 절곡강판 유닛(21)의 하부판(211)의 상부면에 길이방향으로 결합되도록 하여, 내부에 충전되는 콘크리트에 의하여 변형이 되는 것을 방지하도록 하부판(211)을 보강하도록 할 수 있으며, 일정 길이의 봉강, 각강 등으로 이루어지는 원형, 이형 철근이나 사각근 등의 선재로 구성되는 상부 보강재(25)가 1개 이상이 덮개부재(22)의 상부 수평판(221)의 상부면이나 하부면에 길이방향으로 결합하되 바람직하게는 하부면에 설치하도록 하여 상부 수평판(221)을 보강하여 시공중 하중 등에 저항할 수 있도록 할 수 있다.
이와 같은 상부 보강재(25)는 봉강, 각강 등으로 이루어지는 원형, 이형 철근이나 사각근 등의 다양한 선재를 상부 수평판(221)의 길이방향으로 배치되어 결합되도록 1개 이상이 형성될 수 있으며, 특히 상부 보강재(25)로 사각단면을 갖는 사각근 등을 사용할 수 있으며, 덮개부재(22)의 상부 수평판(221)의 하부면에 용접 등 공지의 다양한 방법으로 결합하도록 한다.
이는 충전형 보(2)의 시공단계에서 작용하는 작업하중과 바닥판 콘크리트 하중에 대해 충전형 보 단면의 상부 덮개부재(22)를 전체적으로 보강하는 것보다, 최상단 위치에 강재단면의 내력을 증가시킬 수 있는 덮개부재(22)에 상부 보강재(25)를 배치하여 타설시 시공단계 하중 저항성능을 향상시키도록 하는 것이다.
도 5 내지 도 11은 본 발명의 층고절감이 가능한 시공단계 단순접합식 역타 시공방법을 시공순서대로 도시한 도이다.
본 발명의 층고절감이 가능한 시공단계 단순접합식 역타 시공방법은 먼저, 도 5에 도시된 바와 같이, 대지경계선을 따라 흙막이 벽체(5)를 구축하고(a), 내부 기둥(1)을 시공하도록 한 후(b),, 소정의 심도까지 굴토를 완료한 후 기준층 구조체를 설치하도록 한다(c).
흙막이 벽체(5)는 슬러리월, C.I.P, S.C.W 공법 등 공지의 다양한 방법에 의하여 시공하도록 할 수 있다.
기준층 구조체는 H형강 등 공지의 다양한 보 재료를 사용하여 횡력에 대한 저항이 요구되는 기준층의 바닥 골조에 대해서는 기둥(1)과 강접골조 방식으로 접합된다.
즉, 횡력에 대한 저항이 요구되는 기준층 구조체에 대해서는 강접골조 접합을 적용하고, 후술하는 다음 단계에서 나머지 지하층에 대해서는 단순 핀 접합으로 시공하여 접합부의 단순화를 유도하는 것이다.
도 6b는 대지 경계선 내부에 시공되는 기둥(1)의 일 실시예의 사시도이며, 도 6c는 기둥의 다양한 실시예의 단면을 도시한 도이다.
기둥(1)은 대지 경계선 내부에 시공되며, 도 6c(a)에서와 같이, H형강, 원형, 사각 단면이나, 육각, 팔각, 튜브형 등의 강재 기둥이나 콘크리트 충전 강관기둥이 될 수 있고, 콘크리트 충전 강관기둥은 강축과 약축이 존재하지 않는 형상을 가지는 것, 예컨대 사각단면이나 원형단면의 것이 모두 사용 가능하다.
보다 바람직하게는 도 6b 및 도 6c(b)에서와 같이, 강판을 절곡시킨 ㄱ자형 단위부재(111)를 용접하여 사각단면으로 형성시킨 것으로서, 상기 ㄱ자형 단위부재(111)의 양 측단부에는 앵커형의 리브(111a)가 형성되도록 하여 사각강관의 형태로 접합하여 사용할 수 있다.
이와 같은 사각강관은 강축과 약축이 없는 대칭 단면을 이루고 있어 H형강보다 좌굴내력이 증가되므로 기둥의 설치 깊이를 H형강보다 더 깊게 할 수 있고, 더욱이 상기한 사각강관의 리브(111a)는, 강관 내부에 충전되는 콘크리트와의 마찰면적을 증가시키고, 콘크리트의 구속력을 증가시킴으로, 일반적인 콘크리트 충전 강관기둥보다도 더 우수한 구조성능을 가도록 할 수 있다.
이후, 도 6에서와 같이, 소정의 심도로 굴토하되 흙막이 벽체(5)와 접하는 외측에는 굴토면보다 높은 위치에 소단(s)이 형성되도록 굴토하도록 한다(d).
기준층 구조체에서 소정의 심도로 굴착을 하여 다음 층의 구조체 형성을 위한 작업을 하며, 이때, 흙막이 벽체(5)와 접하는 외측면은 굴토면보다 높게 형성되도록 하여 소단(s)을 형성하도록 하여, 소단(s)이 형성된 부분이 흙막이 벽체(5) 배면의 토압에 저항하도록 하여, 지하층에 대해서는 단순 핀 접합으로 시공하여, 지지보 접합부의 간소화 및 층고절감이 가능해져 경제성 및 시공성을 향상시킬 수 있는 매우 유용한 효과가 있다.
이후, 도 7에서와 같이, 보 결합용 브라켓(7) 및 데크 거치용 브라켓(8)을 (d) 단계에서 굴토되어 노출된 기둥(1)의 일정 높이의 대응하는 면에 각각 설치하도록 한다(e).
도 7b 및 도 7c는 도 7a의 부분 확대도로써, 도 7b는 원형 단면을 갖는 기둥의 실시예이고, 도 7c는 사각 단면을 갖는 기둥의 실시예를 도시한 사시도이다.
도 7b와 도 7c에서와 같이, 중앙부 기둥(1)에 먼저 보 결합용 브라켓(7) 및 데크 거치용 브라켓(8)을 설치하고, 소단(s)이 형성된 부분을 굴토하여 나머지 외측 기둥(1)에 보 결합용 브라켓(7) 및 데크 거치용 브라켓(8)을 설치하도록 할 수 있다.
보 결합용 브라켓(7)은 후술하는 충전형 보(2)를 단순 핀 결합하기 위한 다양한 형태를 갖도록 구성하여 기둥(1)의 일정 높이에 접합하도록 할 수 있으며, 데크 거치용 브라켓(8)은 데크 플레이트의 단부 거치시에 데크 플레이트의 높이가 충전형 보(2)를 보 결합용 브라켓(7)에 결합시에 충전형 보(2)의 상부판(213)과 동일한 높이에 위치하도록 데크 플레이트 단부를 거치할 수 있는 플레이트, 앵글, 채널 등 다양한 형상으로 이루어지도록 하여 기둥(1)의 일정 높이에 용접 등 공지의 다양한 방법으로 결합하도록 할 수 있다.
특히, 데크 거치용 브라켓(8)은 도 7c에서와 같이 앵글 형상으로 이루어질 수도 있으며, 도 7b에서와 같이, 기둥(1)의 소정높이의 측면에 수평으로 결합되는 판형상의 수평걸침면(81)과, 수평걸침면(81)의 하부와 기둥(1)의 측면을 연결하도록 수직방향으로 결합되는 수직 보강요소(82)로 이루어지도록 하여, 수평걸침면(81)의 상부에 데크의 단부를 거치가 용이하도록 하면서, 수직 보강요소(82)로 보강을 하도록 할 수도 있다.
보 결합용 브라켓(7)은 도 7b 및 7c에 도시된 바와 같이, 수평으로 형성되는 수평판(72)과 수평판(72)의 상부에서 한 개 이상의 결합공(711)(731)이 통공되어 형성되며 일정거리 수평으로 이격되어 한 쌍이 수직으로 형성되는 측면판(71)(73)으로 이루어지도록 하여 U형상으로 이루어져, 후속단계인 (f) 단계에서, 충전형 보(2)의 단부를 보 결합용 브라켓(7)의 측면판(71)(73)의 사이에 끼워서 거치하고, 결합공(215)과 결합공(711)(731)을 일치시켜 볼트(75)로 단순 핀 결합하도록 하여, 안정적인 거치와 시공중 단순 지지로 결합이 가능하도록 할 수 있다. 이때, 수평판(72)의 하부에는 별도의 지지 플레이트(74)가 구성되어 수평판(72)의 지지 및 보강을 하도록 할 수도 있다.
볼트(75)는 도시된 바와 같이, 관통볼트 등 다양한 결합수단으로 단순 핀 접합하도록 할 수 있다.
또한, 보 결합용 브라켓(7)은 본 단계에서는 수평으로 형성되는 수평판(72)과 수평판(72)의 상부에서 일측으로 치우쳐 한 개 이상의 결합공(711)이 통공되어 형성되는 측면판(71)으로 이루어지도록 하여 ㄴ형상으로 이루어지도록 하고, 후속단계인 (f) 단계에서, 충전형 보(2)의 단부의 하부판(211)과 일측의 측면판(211)이 만나는 모서리를 보 결합용 브라켓(7)의 수평판(72)과 측면판(71)의 모서리에 밀착하여 거치하고, 충전형 보(2)의 단부의 타측의 측면판(211)의 외측에 면접하도록 한 개 이상의 결합공(731)이 통공되어 형성되는 별도의 측면판(73)을 수평판(72)의 상부에 결합한 이후에, 결합공(215)과 결합공(711)을 일치시켜 볼트(75)로 핀 결합하도록 할 수도 있다.
도 11은 본 발명의 보 결합용 브라켓과 충전형 보의 결합구조의 실시예를 도시한 단면도이다.
도 11a에서와 같이, U형의 보 결합용 브라켓(7)에 충전형 보(2)의 단부를 끼워 거치하도록 하면, 충전형 보(2)의 폭과 보 결합용 브라켓(7)의 측면판(71)과 측면판(73) 사이에 시공상의 오차가 존재할 수 있기 때문에, 이와 같은 오차를 줄이기 위해서는 별도의 필러 플레이트(filler plate)를 충전형 보(2)와 측면판(71)과 측면판(73) 사이에 끼워 넣어 결합을 하여야 한다. 그러나 도 11b에서와 같이, ㄴ형의 보 결합용 브라켓(7)에 별도로 측면판(73)을 후속단계에서 결합하도록 하는 것은, 충전형 보(2)의 폭과 보 결합용 브라켓(7)의 측면판(71)과 측면판(73) 사이에 시공상의 오차가 존재 하지 않기 때문에 별도의 필러 플레이트 등이 필요하지 않아 시공 및 결합이 매우 용이하도록 하는 것이다.
또한, 보 결합용 브라켓(7)의 결합공(711)(731)은 원형으로 통공될 수도 있지만 수평방향으로 긴 장공의 슬롯으로 형성되도록 하여, 충전형 보(2)를 볼트(75)로 결합시에 충전형 보(2)의 길이상의 오차를 장공의 슬롯으로 이루어진 결합공(711)(731)에서 흡수할 수 있도록 할 수도 있다.
또한, 보 결합용 브라켓(7)의 수평판(72)은 도 7b에서와 같이, 측면판(71)의 외측단부보다 소정의 길이만큼 더 외측으로 돌출하도록 형성하여, 다음 단계인 (f)단계에서, 충전형 보(2)의 단부의 거치가 용이하도록 할 수도 있다.
이후, 기둥(1)의 보 결합용 브라켓(7) 및 데크 거치용 브라켓(8)에 충전형 보(2)를 단순 핀 접합으로 결합하고, 데크 플레이트(3)를 거치하도록 한다(f).
도 8b는 도 8a의 부분 확대도이다.
도 8에서와 같이, 충전형 보(2)는 단부를 보 결합용 브라켓(7)에 볼트(75)로 핀 결합하고, 도 9에서와 같이, 데크 플레이트(3)의 단부를 충전형 보(2)의 상부판(213) 및 데크 거치용 브라켓(8)의 상부에 거치하도록 한다.
충전형 보(2)를 보 결합용 브라켓(7)에 볼트(75)를 이용하여 단순 핀 결합하도록 하는 접합 방식은 기존의 강 접합 방식에 비해 기둥(1)과 충전형 보(2)의 접합부를 간소화시키며, 또한 경제성 및 시공성을 향상시킬 수 있는 장점을 제공할 수 있는 것이다.
흙막이 벽체(5)와 접하는 외측면은 굴토면보다 높게 소단(s)이 형성된 부분이 흙막이 벽체(5) 배면의 토압에 저항하도록 하여, 이와 같이 지하층에 대해서는 핀 접합으로 시공이 가능하도록 하여, 기둥-보 접합부의 단순화 및 층고절감이 가능해져 경제성 및 시공성을 향상시킬 수 있는 매우 유용한 효과가 있다.
도 9b는 도 9a의 충전형 보의 단부 부모멘트 구간의 단면도이며, 간단한 현장배근으로 합성 후의 부모멘트 내력을 확보하도록 할 수 있다. 데크 플레이트(3)는 공지의 다양한 데크 플레이트를 사용할 수 있으며, 특히, 도 9에서와 같이, 데크 플레이트(3)의 길이방향의 양단부가 외측 사선방향을 이루도록 압착된 형태로 구성되도록 하여, 데크 플레이트(3)와 충전형 보(2)와의 결합부에 콘크리트 투입량을 증가시키도록 할 수 있으며, 이때에는 (f) 단계와 (g) 단계 사이에서 충전형 보(2)의 길이방향 단부의 덮개부재(22) 상부의 부모멘트 구간에는 보강 철근(31)을 배근하도록 하여, 보강하도록 할 수도 있다.
이후, 충전형 보(2)의 내부에 콘크리트를 충전하도록 한다(g).
박스형의 폐단면을 갖는 충전형 보(2)의 내부를 콘크리트를 충전하여 충전함으로써, 기둥(1)의 측면에 단순 거치형으로 거치가 매우 용이할 뿐만 아니라 충전형 보(1) 자체가 영구거푸집의 역할을 하게 된다.
이후, 도 10에서와 같이, 데크 플레이트(3)의 상부로 일정 두께를 형성하도록, 데크 플레이트(3)의 상부에 콘크리트(C)를 타설하여 바닥구조체를 시공하도록 한다(h).
이때, (f) 단계와 (g) 단계는 상기와 같이 단계적으로 이루어질 수도 있고, 동시에 이루어질 수 있도록 할 수도 있다.
마지막으로, 상기 (d) 내지 (g) 단계를 반복하여 지하 최하층까지에 대한 바닥구조체의 시공을 완료하도록 한다(i).
상기와 같은 본 발명의 층고절감이 가능한 시공단계 단순접합식 역타 시공방법은 보 단면의 측면에 데크 플레이트의 거치가 가능하고 내부에 콘크리트를 충전할 수 있도록 폐단면을 갖는 박스형의 충전형 보로 구성하여 층고절감이 가능하도록 하고, 역타공법에 의한 지하구조물의 시공이 시작되고 작업공간에 기준이 되는 기준층은 시공단계나 완공단계에 발생되는 횡력에 대한 저항이 요구되는 기준층의 바닥 골조에 대해서는 강 접골골조를 적용하고, 나머지 지하층에 대해서는 충전형 보를 단순 거치하도록 하여 시공단계 단순 핀 접합으로 시공할 수 있도록 하여 지지보 접합부의 간소화 및 층고절감이 가능해져 경제성 및 시공성을 향상시킬 수 있는 매우 유용한 효과가 있다.
지금까지 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.
1 : 기둥
2 : 충전형 보
21 : 절곡강판 유닛
211 : 하부판
212 : 수직판
213 : 상부판
22 : 덮개부재
221 : 상부 수평판
222 : 측면판
24 : 하부 보강재
25 : 상부 보강재
3 : 데크 플레이트
31 : 보강철근
5 : 흙막이 벽체
7 : 보 결합용 브라켓
71, 73 : 측면판
72 : 수평판
8 : 데크 거치용 브라켓

Claims (15)

  1. (a) 대지경계선을 따라 흙막이 벽체(5)를 구축하는 단계;
    (b) 내부 기둥(1)을 시공하는 단계;
    (c) 소정의 심도까지 굴토를 완료한 후 기준층 구조체를 설치하는 단계;
    (d) 소정의 심도로 굴토하되 흙막이 벽체(5)와 접하는 외측에는 굴토면보다 높은 위치에 소단(s)이 형성되도록 굴토하는 단계;
    (e) 수평으로 형성되는 수평판(72)과, 수평판(72)의 상부에서 일측으로 치우쳐 수직하게 결합되고 수평방향으로 긴 장공의 슬롯으로 형성되는 한 개 이상의 결합공(711)이 통공되어 형성되는 측면판(71)으로 이루어진 보 결합용 브라켓(7), 및 데크 거치용 브라켓(8)을 기둥(1)의 일정 높이의 대응하는 면에 각각 설치하는 단계;
    (f) 일정 폭과 길이를 갖는 하부판(211)과, 하부판(211)의 폭방향 양단에서 수직 상방으로 연장되며 길이방향의 단부에 결합공(215)이 통공되는 수직판(212)과, 수직판(212)의 상단에서 폭방향 내측 또는 외측의 수평방향으로 연장되는 상부판(213)을 포함하여 구성되어 상부가 개구된 U자형 단면으로 형성되는 절곡강판 유닛(21)과, 일정 폭과 길이를 갖는 상부 수평판(221)과, 상부 수평판(221)의 폭방향 양단에서 하부로 연장되는 측면판(222)을 포함하여 구성되며 측면판(222)의 하단부가 절곡강판 유닛(21)의 상부판(213)에 결합되는 덮개부재(22)로 형성되는 충전형 보(2) 단부의 하부판(211)과 일측의 수직판(212)이 만나는 모서리를 보 결합용 브라켓(7)의 수평판(72)과 측면판(71)의 모서리에 밀착하여 거치하고, 충전형 보(2)의 단부의 타측의 수직판(212)의 외측에 면접하도록 한 개 이상의 수평방향으로 긴 장공의 슬롯으로 형성되는 결합공(731)이 통공되어 형성되는 별도의 측면판(73)을 수평판(72)의 상부에 결합한 이후에, 결합공(215)과 결합공(711)(731)을 일치시켜 볼트(75)를 체결하여, 보 결합용 브라켓(7)에 충전형 보(2)를 단순 핀 접합하고, 데크 플레이트(3)의 단부를 충전형 보(2)의 상부판(213) 및 데크 거치용 브라켓(8)의 상부에 거치하도록 하는 단계;
    (g) 충전형 보(2)의 내부에 콘크리트를 충전하도록 하는 단계;
    (h) 데크 플레이트(3)의 상부로 일정 두께를 형성하도록, 데크 플레이트(3)의 상부에 콘크리트를 타설하여 바닥구조체를 시공하는 단계; 및
    (i) 상기 (d) 내지 (h) 단계를 반복하여 지하 최하층까지에 대한 바닥구조체의 시공을 완료하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 층고절감이 가능한 시공단계 단순접합식 역타 시공방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    (b) 단계에서,
    기둥(1)은,
    H형강, 원형단면 또는 사각 단면의 강재 기둥 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 층고절감이 가능한 시공단계 단순접합식 역타 시공방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    (b) 단계에서,
    기둥(1)은, 강판을 절곡시킨 ㄱ자형 단위부재(111)를 용접하여 사각단면으로 형성시킨 것으로서, ㄱ자형 단위부재(111)의 양 측단부에는 앵커형의 리브(111a)가 형성된 것을 특징으로 하는 층고절감이 가능한 시공단계 단순접합식 역타 시공방법.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 청구항 1에 있어서,
    (f) 단계에서,
    충전형 보(2)는, 덮개부재(22)가 절곡강판 유닛(21)의 길이방향의 일정 간격마다 이격되어 결합되는 것을 특징으로 하는 층고절감이 가능한 시공단계 단순접합식 역타 시공방법.
  8. 청구항 1에 있어서,
    (f) 단계에서,
    충전형 보(2)는, 덮개부재(22)가 절곡강판 유닛(21)의 전 길이에 형성되며,
    덮개부재(22)의 상부 수평판(221)은 일정 간격으로 복수의 타설구(223)가 통공되어 형성되고,
    측면판(222)은 하단부에서 일정 크기로 일정 간격마다 절개되어 복수의 연통구(224)가 형성되는 것을 특징으로 하는 층고절감이 가능한 시공단계 단순접합식 역타 시공방법.
  9. 청구항 1에 있어서,
    (f) 단계에서,
    충전형 보(2)는, 덮개부재(22)의 측면판(222)은 폭방향 외측으로 넓어지도록 하향 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 층고절감이 가능한 시공단계 단순접합식 역타 시공방법.
  10. 청구항 1에 있어서,
    (f) 단계에서,
    충전형 보(2)는, 하부판(211)은 폭방향 중앙부가 일정 폭으로 절개되어 구성되며, 하부판(211)의 하부에 별도의 하부 플랜지(217)을 덧대어 분절된 하부판(211)을 상호 연결되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 층고절감이 가능한 시공단계 단순접합식 역타 시공방법.
  11. 청구항 1에 있어서,
    (f) 단계에서,
    충전형 보(2)는, 하부판(211)은 폭방향 중앙부가 분절되며, 분절된 단부는 상부로 절곡되어 절곡부(218)가 형성되어, 절곡부(218)가 상호 접하여 결합되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 층고절감이 가능한 시공단계 단순접합식 역타 시공방법.
  12. 청구항 1에 있어서,
    (f) 단계에서,
    충전형 보(2)는, 일정 길이의 선재로 구성되는 하부 보강재(24)가 절곡강판 유닛(21)의 하부판(211)의 상부면에 길이방향으로 결합되는 것을 특징으로 하는 층고절감이 가능한 시공단계 단순접합식 역타 시공방법.
  13. 청구항 1에 있어서,
    (f) 단계에서,
    충전형 보(2)는, 일정 길이의 선재로 구성되는 상부 보강재(25)가 덮개부재(22)의 상부 수평판(221)의 하부면에 길이방향으로 결합되는 것을 특징으로 하는 층고절감이 가능한 시공단계 단순접합식 역타 시공방법.
  14. 청구항 1에 있어서,
    (f) 단계에서,
    데크 플레이트(3)는 길이방향의 양단부가 외측 사선방향을 이루도록 압착된 형태로 구성되는 것을 특징으로 하는 층고절감이 가능한 시공단계 단순접합식 역타 시공방법.
  15. 청구항 1에 있어서,
    (e) 단계에서,
    데크 거치용 브라켓(8)은 기둥(1)의 소정높이의 측면에 수평으로 결합되는 판형상의 수평걸침면(81)과, 수평걸침면(81)의 하부와 기둥(1)의 측면을 연결하도록 수직방향으로 결합되는 수직 보강요소(82)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 층고절감이 가능한 시공단계 단순접합식 역타 시공방법.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101544803B1 (ko) * 2014-07-23 2015-08-17 경기대학교 산학협력단 절곡강판 합성보의 기둥 접합구조 및 그 시공방법

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