KR101776129B1 - 슬래브 및 벽체 겸용 조립형 프리캐스트 이중 구조물 및 이를 이용한 이중 구조 pc 벽체의 시공 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 프리캐스트 콘크리트로 제작된 상,하부판을 조립식으로 연결 구성하여 제작이 용이하고, 양단 거치 형태에서의 전단응력 분포에 대한 전단내력에 대응할 수 있고, 인장을 상쇄시켜 균열을 방지할 수 있고, 바닥판 위에 직각으로 세워진 이중벽체는 현장타설 심부콘크리트 타설시에 측압 분포에 대한 인장내력에 대응할 수 있고, 수밀성이 요구되는 벽체에 적용이 가능한 슬래브 및 벽체 겸용 조립형 프리캐스트 이중 구조물 및 이의 시공 방법을 제공한다.
본 발명의 적절한 실시 형태에 따른 슬래브 및 벽체 겸용 조립형 프리캐스트 이중 구조물은, 각기 일정한 폭과 길이 및 두께를 갖는 상,하부 PC판과; 상기 상,하부 PC판의 내부에 각기 설치되어 건조수축 및 크리프, 온도응력에 저항하는 보강철근과; 상기 상,하부 PC판의 각기 내부에서 그 길이방향을 따라 휨에 저항하도록 배치된 주철근 또는 PC 강연선과; 상기 상,하부 PC판의 사이에서 그 길이방향을 따라 형성되는 콘크리트 리브와; 상기 상,하부 PC판과 상기 콘크리트 리브를 관통하여 상,하부 PC판이 일체로 거동하도록 연결하는 체결볼트를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 적절한 실시 형태에 따른 슬래브 및 벽체 겸용 조립형 프리캐스트 이중 구조물은, 각기 일정한 폭과 길이 및 두께를 갖는 상,하부 PC판과; 상기 상,하부 PC판의 내부에 각기 설치되어 건조수축 및 크리프, 온도응력에 저항하는 보강철근과; 상기 상,하부 PC판의 각기 내부에서 그 길이방향을 따라 휨에 저항하도록 배치된 주철근 또는 PC 강연선과; 상기 상,하부 PC판의 사이에서 그 길이방향을 따라 형성되는 콘크리트 리브와; 상기 상,하부 PC판과 상기 콘크리트 리브를 관통하여 상,하부 PC판이 일체로 거동하도록 연결하는 체결볼트를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 슬래브 및 벽체 겸용 조립형 프리캐스트 이중 구조물 및 이의 시공 방법에 관한 것으로, 특히 프리캐스트 콘크리트로 제작된 상,하부 PC판을 조립식으로 연결 구성하여 제작이 용이하고, 양단 거치 형태에서의 전단응력 분포에 대한 전단내력에 대응할 수 있고, 인장을 상쇄시켜 균열을 방지할 수 있고, 바닥판 위에 직각으로 세워지는 이중 구조 PC벽체는 현장타설 심부콘크리트 타설시에 측압 분포에 대한 인장내력에 대응할 수 있고, 수밀성이 요구되는 벽체에 적용이 가능한 슬래브 및 벽체 겸용 조립형 프리캐스트 이중 구조물 및 이의 시공 방법에 관한 것이다.
철근콘크리트 구조벽체는 구조물의 연직하중(축력)을 전달하는 수직부재이면서도 수평하중(휨모멘트)에 대한 저항성능이 우수하여 초고층빌딩의 전단벽이나 지하구조물의 옹벽으로 많이 사용된다. 특히 기둥과 보 없이 벽체와 슬래브만으로 구성되는 벽식구조는 층고를 줄이고 공사비 절감에 효과적이어서 아파트공사에 많이 채택되고 있다.
하지만 기존의 현장타설 RC(Reinforced Concrete)벽체는 철근배근 및 거푸집설치/해체 등에 많은 인력과 시간이 소요되므로 일반적으로 골조공사 층당 공기의 주공정(Critical Path)에 해당하며, 이에 따라 공기단축에 대한 요구가 높은 편이다. 특히, 최근 벽체의 배치나 형상이 다양해지고, 인건비 상승 및 숙련공 부족 등의 현상이 발생하면서 기존의 현장타설 RC벽체와 RC슬래브는 시공성이나 경제성면에서 점점 경쟁력을 잃어가고 있다. 한편 공기단축을 위해 PC(Precast Concrete)공법이 적용 가능하지만, 기존의 PC벽체는 고성능 양중장비가 요구되고 요소부재간 접합의 어려움, 별도의 추가적인 현장의 콘크리트 타설이 필요하여 그 사용이 제한적이다.
이에 대한 대안으로 이중벽체공법과 하프PC(Half-PC)공법이 가능하다. 이중벽체공법은 기존의 PC공법과 현장타설RC공법의 장점만을 절충ㆍ보완한 일종의 부분 하프PC(Half-PC)공법으로써, 이중구조의 PC패널과 이를 연결하는 보강재로 구성된 중공PC벽체를 공장에서 선제작하고, 현장에서는 중공부에 심부콘크리트만 채우는 방식이다. 중공부로 인해 양중무게가 크게 줄어들며, 현장타설 심부콘크리트로 인해 접합부의 일체성이 확보되므로 내진성능 등 구조안전성뿐만 아니라, 방음, 방수, 단열 등 사용성도 개선된다.
이와 같은 이중벽체공법은 인건비가 높은 유럽 등지에서 활발히 연구 및 적용되고 있으며, 현지에서는 Double Wall 또는 Twin Wall로 불리고 있다. 일반적으로 이중의 이중 구조의 PC패널을 연결하는 보강재로는 래티스거더(Lattice Girder) 또는 타이철근(Steel Ties) 등이 사용되며, 제작방식에 따라 크게 회전성형식과 배터리성형식으로 구분할 수 있다.
그런데 이같은 구조의 이중벽체는 현장에서 시공시 거푸집이 필요없는 장점을 갖는데 반해, 제작시 1차 콘크리트의 양생 후 뒤집어서 2차 콘크리트의 양생을 거처야 하는 등 제작이 복잡하고 번거로운 과정을 필요로 한다.
본 발명의 배경이 되는 기술로는 한국 공개번호 제10-2016-0021940호로서, 내부에 중공이 형성되도록 서로 일정간격 이격된 채 외측에 설치되는 한 쌍의 PC패널; 상기 PC패널의 내부에 매입되며, 일정높이마다 가로방향으로 설치되는 다수 개의 수평근; 상기 PC패널의 내부에 매입되며, 일정너비마다 세로방향으로 설치되어 상기 다수 개의 수평근과 직교하여 설치되는 다수 개의 수직근; 일부분이 개구된 형태를 가지는 C형상의 철근으로 구성되고, 인접한 수직근 사이에서 일부가 상기 PC패널에 매입되며, 개구된 부분이 상기 PC패널의 외측으로 돌출되도록 설치되는 갈고리근; 및, 서로 일정한 간격으로 이격된 한 쌍의 강판과, 상기 한 쌍의 강판 내측에 접하여 용접결합되는 래티스근으로 구성되는 래티스거더;를 포함하여 구성되되, 상기 래티스거더에 포함되는 한 쌍의 강판이 상기 한 쌍의 PC패널 내측에서 돌출된 채 서로 마주보며 설치되는 갈고리근의 돌출된 부분에 각각 상하로 끼움결합되는 것을 특징으로 하여, 단면의 PC패널이 이용되므로 별도의 특수 장비나 공정 없이 소량다품종의 제품을 쉽게 제작할 수 있어 공장생산성이 향상되고, PC패널의 내측면에 대한 거친면처리가 용이하여 PC부 및 심부 콘크리트간 일체성이 개선되며, 중공부를 통해 기계적이음보다 경제적인 철근의 겹침이음이 가능해지는 이점을 갖는다.
하프PC(Half-PC)공법은 기존의 PC공법과 현장타설RC공법의 장점만을 절충ㆍ보완한 일종의 부분 PC(Half-PC)공법으로써, 하부의 PC패널을 공장에서 선제작하고, 현장에서는 하부의 PC(Half-PC)패널 위에 철근 등의 보강재를 추가로 설치하여 슬래브 상단에 토핑콘크리트를 타설하는 PC공법과 현장타설 RC공법의 혼합방식이다. 하부의 PC(Half-PC)패널은 중공으로도 제작이 가능하여, 중공부로 인해 양중무게가 크게 줄어들며, 현장타설 토핑콘크리트로 인해 접합부의 일체성이 확보되므로 내진성능 등 구조안전성뿐만 아니라, 방음, 방수, 단열 등 사용성도 개선되는 구조이다.
그러나, 상기 배경기술인 이중벽체공법과 하프PC(Half-PC)공법은 다음과 같은 단점들을 갖고 있다.
첫째, 이중벽체공법은 내.외측 PC벽체 사이에 현장타설 심부콘크리트와 같이 배치되는 심부 철근은 휨모멘트를 받을 때 그 기능(휨모멘트에 대한 저항능력)을 발휘하기 어렵다.
둘째, 이중벽체공법은 내.외측 PC벽체 사이에 타설되는 현장타설 심부콘크리트의 측압이 콘크리트 타설시에 하단에서 상단으로 선형적으로 줄어들기 때문에 이를 고려한 철근 배근이 고려되지 못하였다.
셋째, 이중벽체공법은 내.외측 PC벽체를 형성하는 패널 내부에 미리 설치되는 보강철근과 내.외측 PC벽체 조립 후에 배근되는 보강 철근들로 인하여 작업성과 시공성이 매우 떨어지는 단점이 있다.
넷째, 하프PC(Half-PC)공법은 슬래브 부재로 활용하기 위해서 PC부재 상단에 철근배근을 추가적으로 하여야 하는 현장 시공공정을 포함한다.
다섯째, 하프PC(Half-PC)공법은 슬래브 부재로 활용하기 위해서 PC부재 상단에 타설되는 토핑콘크리트가 자중을 증가시키고, 층고를 높이는 단점을 갖고 있다.
본 발명은 프리캐스트 콘크리트로 제작된 상,하부판을 조립식으로 연결 구성하여 제작이 용이하고, 양단 거치 형태에서의 전단응력 분포에 대한 전단내력에 대응할 수 있고, 인장을 상쇄시켜 균열을 방지할 수 있고, 바닥판 위에 직각으로 세워진 이중벽체는 현장타설 심부콘크리트 타설시에 측압 분포에 대한 인장내력에 대응할 수 있고, 수밀성이 요구되는 벽체에 적용이 가능한 슬래브 및 벽체 겸용 조립형 프리캐스트 이중 구조물 및 이의 시공 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명의 적절한 실시 형태에 따른 슬래브 및 벽체 겸용 조립형 프리캐스트 이중 구조물은, 각기 일정한 폭과 길이 및 두께를 갖는 상,하부 PC판과; 상기 상,하부 PC판의 내부에 각기 설치되어 건조수축 및 크리프, 온도응력에 저항하는 보강철근과; 상기 상,하부 PC판의 각기 내부에서 그 길이방향을 따라 휨에 저항하도록 배치된 주철근 또는 PC 강연선과; 상기 상,하부 PC판의 사이에서 그 길이방향을 따라 형성되는 콘크리트 리브와; 상기 상,하부 PC판과 상기 콘크리트 리브를 관통하여 상,하부 PC판이 일체로 거동하도록 연결하는 체결볼트를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 콘크리트 리브는 상기 상부 PC판 또는 하부 PC판에 일체로 제작된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 체결볼트가 아래에 위치하는 하부 PC판에 매입되어 상부 PC판을 체결하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 상부 PC판과 하부 PC판을 연결하는 체결볼트의 간격이 전단력에 저항이 가능하도록 양단부로 갈수록 그 간격이 좁아지도록 설치된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 상,하부 PC판의 사이에는 콘크리트 리브와 직각 방향으로 배치된 격벽이 일정 간격으로 더 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 슬래브 및 벽체 겸용 조립형 프리캐스트 이중 구조물이 벽체로 사용되는 경우 측압의 저항이 가능하도록 상,하부 PC판을 세웠을 시 상단부에서 하단부로 갈수록 상기 체결볼트의 간격이 좁아지도록 설치된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 상,하부 PC판에 각기 양측 장변으로 일정 간격마다 커플링 볼트 인입홈이 형성되고, 그 장변의 단면에 커플링 볼트 인입홈에 각기 연통되어 커플링 볼트가 삽입 체결되는 커플링 볼트 체결공이 더 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명에 따른 슬래브 및 벽체 겸용 조립형 프리캐스트 이중 구조물을 이용한 이중 구조 PC 벽체의 시공 방법은, (a) 벽체를 시공하기 위해 슬래브 및 벽체 겸용 조립형 프리캐스트 이중 구조물을 제작하여 구비하는 단계와; (b) 상기 슬래브 및 벽체 겸용 조립형 프리캐스트 이중 구조물들을 인양하여 벽체의 높이 방향으로 세워서 동일한 수직면상에 장변의 단면측이 밀착되도록 배치하는 단계와; (c) 커플링 볼트를 커플링 볼트 인입홈에 인입시킨 후 커플링 볼트 체결공을 삽통시켜 너트로 체결하여 이웃한 슬래브 및 벽체 겸용 조립형 프리캐스트 이중 구조물들을 순차적으로 결합시켜 가는 단계와; (d) 슬래브 및 벽체 겸용 조립형 프리캐스트 이중 구조물의 상,하부 PC판과 콘크리트 리브의 사이에 형성된 중공부에 심부콘크리트를 현장 타설하는 단계;를 포함하여 시공되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 (c)단계 후, 현장 타설되는 심부콘크리트 타설시 벽체와의 합성작용을 위해 상,하부 PC판과 콘크리트 리브의 사이에 전단철근이 추가로 설치되는 단계가 더 포함된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 슬래브 및 벽체 겸용 조립형 프리캐스트 이중 구조물은, 프리캐스트 콘크리트로 제작된 상,하부 PC판을 연결볼트의 체결에 의해 조립식으로 연결 구성할 수 있도록 하여 제작이 용이하고, 연결볼트의 배치 간격으로 양단 거치 형태에서의 전단응력 분포에 대한 전단내력에 대응할 수 있고, 하부 PC판에 설치된 긴장재의 긴장력 도입으로 인장을 상쇄시켜 균열을 방지할 수 있고, 콘크리트 리브에 의해 장스팬에 적용이 가능한 이점을 갖는다.
또한, 이중 구조 PC 벽체는 거푸집이 필요없는 지하 벽체에 시공될 수도 있고, 측압의 저항이 우수하여 인장내력에 대응할 수 있고, 심부콘크리트에 의해 슬래브 및 벽체 겸용 조립형 프리캐스트 이중 구조물간 접합부에 수밀이 이루어져 방수 처리가 불필요한 이점을 갖게 된다.
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 일 실시 예에 따른 슬래브 및 벽체 겸용 조립형 프리캐스트 이중 구조물의 분해사시도.
도 2는 도 1의 조립상태도.
도 3은 도 1의 평면도.
도 4는 도 1의 상,하부 PC판에 배근된 주철근의 설치상태도.
도 5는 도 2의 A-A선 단면도.
도 6은 본 발명에 적용되는 하부 PC판에 콘크리트 리브가 일체된 사시도.
도 7 내지 도 9a는 본 발명에 따른 슬래브 및 벽체 겸용 조립형 프리캐스트 이중 구조물을 이용한 벽체 시공 순서에 따른 시공상태도.
도 9b는 도 9a의 B-B선 단면도.
도 10은 도 6의 하부 PC판에 격벽이 더 설치된 사시도.
도 11a의 (a),(b),(c),(d)는 슬래브가 받는 등분포하중선도, 지간길이의 전단력도, 비합성단면의 휨변형도, 합성단면의 휨변형도를 나타낸 도면이고, 도 11b의 (e)는 벽체에 작용하는 측압의 크기를 나타낸 도면.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 슬래브 및 벽체 겸용 조립형 프리캐스트 이중 구조물의 분해사시도.
도 2는 도 1의 조립상태도.
도 3은 도 1의 평면도.
도 4는 도 1의 상,하부 PC판에 배근된 주철근의 설치상태도.
도 5는 도 2의 A-A선 단면도.
도 6은 본 발명에 적용되는 하부 PC판에 콘크리트 리브가 일체된 사시도.
도 7 내지 도 9a는 본 발명에 따른 슬래브 및 벽체 겸용 조립형 프리캐스트 이중 구조물을 이용한 벽체 시공 순서에 따른 시공상태도.
도 9b는 도 9a의 B-B선 단면도.
도 10은 도 6의 하부 PC판에 격벽이 더 설치된 사시도.
도 11a의 (a),(b),(c),(d)는 슬래브가 받는 등분포하중선도, 지간길이의 전단력도, 비합성단면의 휨변형도, 합성단면의 휨변형도를 나타낸 도면이고, 도 11b의 (e)는 벽체에 작용하는 측압의 크기를 나타낸 도면.
휨을 받는 슬래브부재 또는 벽체부재는 작용하는 하중에 가장 잘 저항하기 위해서 보강하는 철근 또는 PC강선의 배치위치가 콘크리트 부재단면의 중심에서 외측에 설치되어야 작용하는 인장 또는 압축응력에 효과적으로 저항한다.
예를 들어, 작용하는 인장 또는 압축응력에 효과적으로 저항하는 겹쳐진 이중구조의 PC슬래브가 합성단면으로 거동하기 위해서는 도11a (a)와 같이 작용하는 등분포하중에 대해서 지지하는 양단부 쪽으로 갈수록 전단력이 도11a (b)와 같이 증가하게 된다. 이러한 발생 전단력은 도11a (c)와 같이 상,하부 PC판 간의 합성작용(전단저항, 
)이 없으면 따로 거동하기 때문에 기대하는 저항단면을 얻을 수 없게 된다.
반면에, 도11a (d)와 같이 부재에 작용하는 전단력에 저항(상,하부 PC판 부재 사이에 발생하는 슬립 또는 변형 방지)하도록 적절한 보강이 이루어진다면 상,하부 PC판이 일체로 거동하여 기대하는 합성단면의 저항단면을 얻을 수 있다.
도11e는 이중벽체가 지면에 세워지고 현장타설 심부콘크리트 타설시에 발생하는 측압을 도시한 것이며, 측압의 크기가 지면에서 상부로 올라 갈수록 작아 지기 때문에 상,하부 PC판 상호간의 연결구조를 하부는 조밀하게 상부는 느슨하게 연결하는 것이 바람직하다.
결론적으로, 이중바닥판은 상,하부 PC판으로 분리되어 있는 부재가 겹쳐진 상태에서 전단력에 저항할 수 있도록 보강하게 되면 합성단면의 슬래브 부재로 적용이 가능하게 된다.
또한, 이중벽체는 상,하부 PC판 벽체 사이에 현장타설 심부콘크리트 타설시에 지면에서 위로 올라갈수록 커지는 측압과 부재간의 연결부 위치에서 발생하는 모멘트를 적절한 연결볼팅에 의해 저항 하도록 하면 합성단면의 벽체 부재로 적용이 가능하다.
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.
도 1 내지 도 4와 같이 본 발명에 따른 슬래브 및 벽체 겸용 조립형 프리캐스트 이중 구조물(10)은 상,하부 PC판(12a,12b), 보강철근(13), 주철근(14), 콘크리트 리브(15) 및 체결볼트(16)를 포함하여 구성된다.
상,하부 PC판(12a,12b)은 각기 일정한 폭(W)과 길이(L) 및 두께(T)를 갖고 콘크리트로 타설 양생되어 프리캐스트 콘크리트로 제작된다. 도 4와 같이 보강철근(13)은 상,하부 PC판(12a,12b)의 내부에 각기 설치되어 건조수축 및 크리프, 온도응력에 저항한다. 주철근(14)은 상,하부 PC판(12a,12b)의 각기 내부에서 그 길이방향을 따라 휨에 저항하도록 배치되어 있다. 주철근(14)에 대체하여 PC 강연선이 설치될 수도 있다. 이때 PC 강연선은 통상의 프리텐션 또는 포스트텐션 방식에 의해 프리스트레스가 도입되도록 설치된다.
콘크리트 리브(15)는 상,하부 PC판(12a,12b)의 사이에서 그의 길이방향을 따라 형성된다. 콘크리트 리브(15)는 사각 단면 또는 사다리꼴 단면을 갖을 수 있다. 콘크리트 리브(15)는 상부 PC판(12a) 또는 하부 PC판(12b)에 일체로 제작되거나, 도 1과 같이 분리 제작되어 설치될 수 있다.
체결볼트(16)는 상,하부 PC판(12a,12b)과 상기 콘크리트 리브(15)를 관통하여 도시안된 너트와 체결됨으로써 상,하부 PC판(12a,12b)이 일체로 거동하도록 연결한다. 이때 체결볼트(16)는 아래에 위치하는 하부 PC판(12b)에 매입되어 상부 PC판(12a)을 체결하도록 설치될 수 있다. 또한 체결볼트(16)는 길이 방향으로 동일 간격을 가지고 배열되거나, 도 3과 같이 중심선(Z)을 기준으로 길이 방향의 양단부측으로 갈수록 점차적으로 좁아지는 배열 간격(L1,L2,L3,L4,L5)을 갖을 수 있다. 여기서 배열 간격은 L1>L2>L3>L4 >L5이다. 이 경우 도 11a (b)의 지간길이의 전단력도에서와 같이 중앙에서 단부측으로 갈수록 전단력이 증가되는 것에 효과적으로 대응할 수 있다. 따라서 슬래브 및 벽체 겸용 조립형 프리캐스트 이중 구조물(10)은 터널의 폭이 큰 풍도슬래브에 적용할 수 있다.
또한, 도 10과 같이 상,하부 PC판(12a,12b)의 사이에는 콘크리트 리브(15)와 직각 방향으로 배치된 격벽(17)이 일정 간격으로 설치될 수 있다. 이때 격벽(17)은 상,하부 PC판(12a,12b)의 어느 한 쪽에 일체로 형성되거나 분리 제작되어 상,하부 PC판(12a,12b)에 도시안된 볼트 결합으로 연결될 수 있다.
이같이 슬래브 및 벽체 겸용 조립형 프리캐스트 이중 구조물(10)은 상,하부 PC판(12a,12b)에 주철근(14) 또는 PC 강연선이 설치되고, 콘크리트 리브(15)가 구비되어 휨과 전단 내력을 증가시킬 수 있다.
한편, 도 7과 같이 슬래브 및 벽체 겸용 조립형 프리캐스트 이중 구조물(10)을 벽체로 사용되는 경우 측압의 저항이 가능하도록 길이 방향의 일단부(상단부)에서 타단부(하단부)로 갈수록 상기 체결볼트(16)의 간격이 좁아지도록 설치됨이 바람직하다.
이때 상,하부 PC판(12a,12b)에 도 2 및 도 5와 같이 각기 양측 장변으로 일정 간격마다 커플링 볼트 인입홈(121)이 형성되고, 그 장변의 단면에 커플링 볼트 인입홈(121)에 각기 연통되어 커플링 볼트(30)가 삽입 체결되는 커플링 볼트 체결공(122)이 추가적으로 형성되어 구성될 수 있다.
이와 같이 구성된 슬래브 및 벽체 겸용 조립형 프리캐스트 이중 구조물(10)은 선 제작된 상,하부 PC판(12a,12b)을 나란하게 배치하여 놓고, 체결볼트(16)로 콘크리트 리브(15)를 삽통시켜 체결하여 간단하게 조립이 이루어져, 종래의 PC 더블 벽체와 같이 복잡하게 제작해야 하는 번거로움이 줄어든다.
또한, 슬래브 및 벽체 겸용 조립형 프리캐스트 이중 구조물(10)은 양단이 지지되는 설치 구조에서 체결볼트(16)의 간격이 단부로 갈수록 좁게 구성되어 있어 효과적으로 전단력에 대응하여 전단파괴를 방지할 수 있고, 주철근(14) 또는 PC 강연선에 의해 하부 PC판(12b)에 작용하는 인장력을 상쇄시켜 균열을 방지할 수 있고, 휨 강도가 증가되어 장스팬에 설치가 가능한 이점을 갖게 된다.
이와 같이 구성된 슬래브 및 벽체 겸용 조립형 프리캐스트 이중 구조물을 이용한 이중 구조 PC 벽체의 시공 방법의 일예를 설명한다.
먼저, 도 2와 같이 커플링 볼트 인입홈(121)과 커플링 볼트 체결공(122)을 갖는 슬래브 및 벽체 겸용 조립형 프리캐스트 이중 구조물(10)이 제작되어 구비된다.
바람직하게 슬래브 및 벽체 겸용 조립형 프리캐스트 이중 구조물(10)은 벽체에 작용하는 측압의 저항이 가능하도록 길이 방향의 일단부(상단부)에서 타단부(하단부)로 갈수록 체결볼트(16)의 간격이 좁아지도록 설치된 것이 적용된다.
그 다음, 현장으로 운반된 슬래브 및 벽체 겸용 조립형 프리캐스트 이중 구조물(10)들을 크레인으로 인양하여 벽체의 높이 방향으로 세워서 동일한 수직면상에 장변의 단면측이 밀착되도록 도 8과 같이 배치한다. 여기서 장변은 길이 방향을 갖는 단부를 의미한다.
그 다음, 도 8 및 도 9b와 같이 커플링 볼트(30)를 커플링 볼트 인입홈(121)에 인입시킨 후 커플링 볼트 체결공(122)을 삽통시켜 너트(31)로 체결하여 이웃한 슬래브 및 벽체 겸용 조립형 프리캐스트 이중 구조물(10)(10)들을 순차적으로 결합시킨다.
이후, 현장 타설되는 심부콘크리트 타설시 벽체와의 합성작용을 위해 상,하부 PC판(12a,12b)과 콘크리트 리브(15)의 사이에 전단철근(22)이 추가로 설치될 수 있다.
그 다음, 도 9a와 같이 슬래브 및 벽체 겸용 조립형 프리캐스트 이중 구조물(10)의 상,하부 PC판(12a,12b)과 콘크리트 리브(15)의 사이에 형성된 중공부에 심부콘크리트(20)를 현장 타설한다.
이와 같이 시공되는 이중 구조 PC 벽체는 거푸집이 필요없는 지하 벽체에 시공될 수도 있고, 측압의 저항이 우수하여 인장내력에 대응할 수 있고, 심부콘크리트(20)에 의해 슬래브 및 벽체 겸용 조립형 프리캐스트 이중 구조물(10)(10)간 접합부에 수밀이 이루어져 방수 처리가 불필요한 이점을 갖게 된다.
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.
12a,12b: 상,하부 PC판
13: 보강철근
14: 주철근
15: 콘크리트 리브
16: 체결볼트
17: 격벽
13: 보강철근
14: 주철근
15: 콘크리트 리브
16: 체결볼트
17: 격벽
Claims (9)
- 각기 일정한 폭(W)과 길이(L) 및 두께(T)를 갖는 상,하부 PC판(12a,12b)과;
상기 상,하부 PC판(12a,12b)의 내부에 각기 설치되어 건조수축 및 크리프, 온도응력에 저항하는 보강철근(13)과;
상기 상,하부 PC판(12a,12b)의 각기 내부에서 그 길이방향을 따라 휨에 저항하도록 배치된 주철근(14) 또는 PC 강연선과;
상기 상,하부 PC판(12a,12b)의 사이에서 그 길이방향을 따라 형성되는 콘크리트 리브(15)와;
상기 상,하부 PC판(12a,12b)과 상기 콘크리트 리브(15)를 관통하여 상,하부 PC판(12a,12b)이 일체로 거동하도록 연결하며, 전단력에 저항이 가능하도록 양단부로 갈수록 그 간격이 좁아지도록 설치된 체결볼트(16)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 슬래브 및 벽체 겸용 조립형 프리캐스트 이중 구조물. - 제 1항에 있어서,
상기 콘크리트 리브(15)는 상기 상부 PC판(12a) 또는 하부 PC판(12b)에 일체로 제작된 것을 특징으로 하는 슬래브 및 벽체 겸용 조립형 프리캐스트 이중 구조물. - 제 1항에 있어서,
상기 체결볼트(16)가 아래에 위치하는 하부 PC판(12b)에 매입되어 상부 PC판(12a)을 체결하는 것을 특징으로 하는 슬래브 및 벽체 겸용 조립형 프리캐스트 이중 구조물. - 삭제
- 제 1항에 있어서,
상기 상,하부 PC판(12a,12b)의 사이에는 콘크리트 리브(15)와 직각 방향으로 배치된 격벽(17)이 일정 간격으로 더 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 슬래브 및 벽체 겸용 조립형 프리캐스트 이중 구조물. - 각기 일정한 폭(W)과 길이(L) 및 두께(T)를 갖는 상,하부 PC판(12a,12b)과;
상기 상,하부 PC판(12a,12b)의 내부에 각기 설치되어 건조수축 및 크리프, 온도응력에 저항하는 보강철근(13)과;
상기 상,하부 PC판(12a,12b)의 각기 내부에서 그 길이방향을 따라 휨에 저항하도록 배치된 주철근(14) 또는 PC 강연선과;
상기 상,하부 PC판(12a,12b)의 사이에서 그 길이방향을 따라 형성되는 콘크리트 리브(15)와;
상기 상,하부 PC판(12a,12b)과 상기 콘크리트 리브(15)를 관통하여 상,하부 PC판(12a,12b)이 일체로 거동하도록 연결하는 체결볼트(16)를 포함하며,
벽체로 사용되는 경우 측압의 저항이 가능하도록 상,하부 PC판(12a,12b)을 세웠을 시 상단부에서 하단부로 갈수록 상기 체결볼트(16)의 간격이 좁아지도록 설치된 것을 특징으로 하는 슬래브 및 벽체 겸용 조립형 프리캐스트 이중 구조물. - 제 6항에 있어서,
상기 상,하부 PC판(12a,12b)에 각기 양측 장변으로 일정 간격마다 커플링 볼트 인입홈(121)이 형성되고, 그 장변의 단면에 커플링 볼트 인입홈(121)에 각기 연통되어 커플링 볼트(30)가 삽입 체결되는 커플링 볼트 체결공(122)이 더 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 슬래브 및 벽체 겸용 조립형 프리캐스트 이중 구조물. - (a) 벽체를 시공하기 위해 청구항 제7항의 슬래브 및 벽체 겸용 조립형 프리캐스트 이중 구조물(10)을 제작하여 구비하는 단계와;
(b) 상기 슬래브 및 벽체 겸용 조립형 프리캐스트 이중 구조물(10)들을 인양하여 벽체의 높이 방향으로 세워서 동일한 수직면상에 장변의 단면측이 밀착되도록 배치하는 단계와;
(c) 커플링 볼트(30)를 커플링 볼트 인입홈(121)에 인입시킨 후 커플링 볼트 체결공(122)을 삽통시켜 너트로 체결하여 이웃한 슬래브 및 벽체 겸용 조립형 프리캐스트 이중 구조물(10)(10)들을 순차적으로 결합시켜 가는 단계와;
(d) 슬래브 및 벽체 겸용 조립형 프리캐스트 이중 구조물(10)의 상,하부 PC판(12a,12b)과 콘크리트 리브(15)의 사이에 형성된 중공부에 심부콘크리트(20)를 현장 타설하는 단계;를 포함하여 시공되는 것을 특징으로 하는 슬래브 및 벽체 겸용 조립형 프리캐스트 이중 구조물을 이용한 이중 구조 PC 벽체의 시공 방법. - 제 8항에 있어서,
상기 (c)단계 후, 현장 타설되는 심부콘크리트 타설시 벽체와의 합성작용을 위해 상,하부 PC판(12a,12b)과 콘크리트 리브(15)의 사이에 전단철근(22)이 추가로 설치되는 단계가 더 포함된 것을 특징으로 하는 슬래브 및 벽체 겸용 조립형 프리캐스트 이중 구조물을 이용한 이중 구조 PC 벽체의 시공 방법.
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