KR101847544B1 - 전단보강 기능을 갖는 프리캐스트 콘크리트 슬래브 - Google Patents

전단보강 기능을 갖는 프리캐스트 콘크리트 슬래브 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전단보강 기능을 갖는 프리캐스트 콘크리트 슬래브에 관한 것이다.
본 발명의 일실시예에 따른 전단보강 기능을 갖는 프리캐스트 콘크리트 슬래브는, 콘크리트 재질로 형성되는 본체; 다수의 웨브 및 상,하부 플랜지가 형성되도록 상기 본체의 내부에 길이방향을 따라 제공되는 복수 개의 중공부; 상기 상,하부 플랜지의 내부에 배치되는 와이어 메쉬; 및 상기 웨브의 심부에 길이방향을 따라 배치되는 전단보강재;를 포함한다.
본 발명에 의하면, 중공 슬래브에 전단보강재를 형성하여 전단력과 비틀림 등에 대한 저항력을 향상시킬 수 있다.

Description

전단보강 기능을 갖는 프리캐스트 콘크리트 슬래브{Precast concrete slab having shear reinforcement function}
본 발명은 프리캐스트 콘크리트 슬래브에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전단보강 기능을 갖는 프리캐스트 콘크리트 슬래브에 관한 것이다.
통상적으로, 건물들은 반복적인 평면 모듈로 형성될 경우, 경제성 및 시공성 등을 고려하여 할로코어 슬래브(Hollow Core Slab), 더블티 슬래브(Double T Slab), 멀티리브드 슬래브(Multi Ribbed Slab) 및 역방향 멀티리브드 슬래브(Inverted Multi Ribbed Slab) 등의 PC 슬래브(Precast Concrete Slab) 시스템을 빈번하게 적용하고 있다.
예를 들면, PC 슬래브는 거푸집(metal form)을 사용하여 공장에서 대량으로 제작되는 규격화된 프리캐스트 콘크리트 슬래브로서, 이러한 PC 슬래브는 바닥판과 리브가 일체로 되어 있거나, 또는 상판과 바닥판 사이에 다수개의 리브가 있는 중공(中空) 구조로 되어 있기 때문에 가볍고 강성이 높아서 폭이 넓은 조립식 구조물의 천장 부재로 사용되고 있다.
여기서 말하는 프리캐스트(Precast)란, 공장에서 고정시설을 이용하여 기성 제작하는 방식을 의미하는 것으로, 최적의 조건에서 제작 가능하므로 현장에서 시공한 콘크리트 제품에 비해 정도(精度) 및 강도(强度)를 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
일반적인 건축물의 중공 슬래브는 공사현장에서 직접 거푸집을 설치하고 철근을 배근한 후, 설치된 큰 보와 일체가 되도록 콘크리트를 타설하는 현장타설식 중공 슬래브공법과, 공장 혹은 주변의 작업장에서 준비된 형틀 내에 철근을 배근한 후, 콘크리트를 타설하며 프리스트레스트를 도입하여 제작된 프리캐스트 콘크리트부재를 보에 거치하는 조립식 중공 슬래브공법으로 구분된다.
상기 현장타설식 중공 슬래브공법은, 중공 슬래브와 보가 일체로 되므로 시공품질이 우수한 반면, 공사현장에서 직접 거푸집을 설치하고 해체하는 과정이 번거로워 많은 전문인력이 소요될 뿐만 아니라 콘크리트를 타설하고 양생하는데 따른 공사기간이 과도하게 늘어나는 문제점이 있었다.
또한, 상기 조립식 중공 슬래브공법은, 공장에서 제작된 프리캐스트 콘크리트부재를 설치된 큰 보에 거치시켜 조립설치하므로 시공성이 우수한 반면, 프리캐스트 콘크리트부재 간은 물론이고, 프리캐스트 콘크리트부재와 큰 보 간의 일체성이 취약한 것이 문제점으로 지적되어 왔다.
상기 조립식 중공 슬래브공법은 보통 중공 슬래브와 더블티형 중공 슬래브가 사용되는데, 상기 중공 슬래브는, 내부가 중공 또는 스티로폼과 같은 가벼운 물질로 채워져 하중이 작기 때문에 단면을 슬림(slim)하게 만들어 보와 보 사이 같이 하중을 많이 받는 곳에 설치되어 보에 가해지는 하중을 줄이면서 구조적인 역할을 충실히 수행하게 된다.
그러나 상기 중공 슬래브는 경량화되어 강성이 약해짐에 따라 내진성능과 피로성능에 악영향을 주고 전단력과 비틀림에 대한 성능이 저하되는 문제점이 있었다.
대한민국 등록특허 제10-1192362호(등록일자: 2012.10.11.) "패널의 전단 저항력 보강 구조를 갖는 피씨 슬래브 및 상기 피씨 슬래브의 제조방법"
상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명의 목적은 중공 슬래브에 전단보강재를 형성하여 전단력과 비틀림 등에 대한 저항력을 향상시킬 수 있는 전단보강 기능을 갖는 프리캐스트 콘크리트 슬래브를 제공하는데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 PC(Precast Concrete) 슬래브 제작시 래티스재를 추가로 설치함으로써 현장 배근시 우마철근의 역할까지 가능한 즉, 스페이서(spacer)나 우마철근의 필요없이 콘크리트 타설현장에 바로 철근의 배근이 가능한 전단보강 기능을 갖는 프리캐스트 콘크리트 슬래브를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 사람(통상의 기술자)에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은 전단보강 기능을 갖는 프리캐스트 콘크리트 슬래브를 제공한다.
본 발명의 일실시예에 따른 전단보강 기능을 갖는 프리캐스트 콘크리트 슬래브는, 콘크리트 재질로 형성되는 본체; 다수의 웨브 및 상,하부 플랜지가 형성되도록 상기 본체의 내부에 길이방향을 따라 제공되는 복수 개의 중공부; 상기 상,하부 플랜지의 내부에 배치되는 와이어 메쉬; 및 상기 웨브의 심부에 길이방향을 따라 배치되는 전단보강재;를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 전단보강 기능을 갖는 프리캐스트 콘크리트 슬래브는 중공 슬래브에 전단보강재를 형성하여 전단력과 비틀림 등에 대한 저항력을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 전단보강 기능을 갖는 프리캐스트 콘크리트 슬래브는 PC(Precast Concrete) 슬래브 제작시 래티스재를 추가로 설치함으로써 현장 배근시 우마철근의 역할까지 가능한 즉, 스페이서(spacer)나 우마철근의 필요없이 콘크리트 타설현장에 바로 철근의 배근이 가능한 장점이 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 전술한 발명의 내용과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전단보강 기능을 갖는 프리캐스트 콘크리트 슬래브의 전단 또는 후단의 단면도
도 2는 도 1의 A-A'의 단면도
도 3은 도 2의 X의 확대도
도 4는 도 1의 B-B'의 단면도
도 5는 도 4의 Y의 확대도
도 6은 도 1의 전단보강 기능을 갖는 프리캐스트 콘크리트 슬래브가 현장에서 설치되는 모습을 나타내는 도면
이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다. 각 도면은 명확한 설명을 위해 일부가 간략하거나 과장되게 표현되었다. 각 도면의 구성 요소들에 참조 번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 동일한 부호를 가지도록 도시되었음에 유의해야 한다. 또한, '포함(또는 구비)한다'로 언급된 구성 요소 및 동작은 하나 이상의 다른 구성요소 및 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 더불어, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전단보강 기능을 갖는 프리캐스트 콘크리트 슬래브의 전단 또는 후단의 단면도이고, 도 2는 도 1의 A-A'의 단면도이고, 도 3은 도 2의 X의 확대도이고, 도 4는 도 1의 B-B'의 단면도이고, 도 5는 도 4의 Y의 확대도이고, 도 6은 도 1의 전단보강 기능을 갖는 프리캐스트 콘크리트 슬래브가 현장에서 설치되어 콘크리트가 타설되는 모습을 보여주는 도면이다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 전단보강 기능을 갖는 프리캐스트 콘크리트(Precast Concrete, PC) 슬래브(10)는 본체(100), 중공부(200), 와이어 메쉬(300) 및 전단보강재(400)를 포함한다.
본체(100)는 콘크리트 재질로 형성된다.
본체(100)의 양 측면에는 전단키(Shear Key)(101)가 형성된다.
즉, 본 발명에 따른 전단보강 기능을 갖는 PC 슬래브(10)와 인접하는 다른 PC 슬래브(10')의 사이에는 평평하거나 밋밋한 것이 아닌 전단키(101)가 제공된다.
따라서, 도 6과 같이, 본 발명은 콘크리트 타설 현장에서 인접하는 PC 슬래브(10,10')를 연결하는 연결근이 필요치 않게 된다.
또한, 본체(100)의 내부에도 철근 및 강선 등이 삽입될 수 있다.
아울러, 본체(100)의 하부면은 평탄하게 제공되어 마감재 시공을 용이하게 할 수 있다.
중공부(200)는 다수의 웨브(110) 및 상,하부 플랜지(121,122)가 형성되도록 본체(100)의 내부에 길이방향을 따라 복수 개가 제공된다.
즉, 본체(100)의 심부에는 길이방향을 따라 다수의 중공부(200)가 형성된다. 이에 따라 본체(100)에는 다수의 웨브(110) 및 다수의 상,하부 플랜지(121,122)가 형성된다.
각각의 웨브(110)의 하측 심부에는 강선(102)이 배치될 수 있다. 이러한 강선(102)들은 프리스트레스(prestress)용 강선으로써 압축 응력(應力,stress)을 줄 수 있다.
또한, 중공부(200)에는 단열재(210)가 충진될 수 있다. 예를 들어, 단열재(210)는 아이소핑크(EPS) 등이 이용될 수 있으나 이에 한정될 것은 아니다.
더불어, 단열재(210)는 부재중량을 최소화해 시공성이 좋아지는 효과를 얻을 수도 있다.
실시예에 따라, 중공부(200)에는 발포 재질의 충전재가 구비될 수도 있다.
따라서, 본 발명은 단열재(210) 또는 충전재가 제공됨으로써 뛰어난 단열 효과를 가질 수 있다.
와이어 메쉬(300)는 상,하부 플랜지(121,122)의 내부에 배치된다.
이러한 와이어 메쉬(300)는 콘크리트가 휨에 대하여 매우 약하므로 콘크리트의 보강을 위해 설치될 수 있다. 더불어, 와이어 메쉬(300)는 상,하부 플랜지(121,122) 등 본체(100)의 건조수축의 균열을 막을 수 있다.
전단보강재(400)는 각각의 웨브(110)의 심부에 길이방향을 따라 배치된다.
또한, 도 2 내지 도 4를 참조하면, 전단보강재(400)는 웨브(110)의 전단 및/또는 후단의 미리 정해진 범위 내에서 각각 제공될 수 있다.
즉, 전단보강재(400)는 웨브(110)의 전단 및/또는 후단에서 내부로 일정 길이 만큼씩만 배치될 수 있다.
특히, 본 발명은 PC 슬래브(10)의 전단 및 후단에서 어느 정도의 거리까지 발생되는 전단력(shearing force)에 대응할 수 있도록 전단보강재(400)를 길게 뽑는 것이 바람직하다.
실시예에 따라, 이러한 전단보강재(400)는 전단 및/또는 후단에 각각 나란하게 한 쌍씩 제공될 수 있다.
또한, 도 2 및 도 3을 참조하면, 전단보강재(400)는 상부바(bar)(410), 하부바(420) 및 연결바(430)를 포함한다.
상부바(410)는 웨브(110)의 상측에 배치된다.
하부바(420)는 웨브(110)의 하측에 배치된다.
연결바(430)는 웨브(110)의 전방 및/또는 후방에서 상부바(410)와 하부바(420)를 연결시킨다. 즉, 연결바(430)는 상부바(410)의 일단과 하부바(420)의 일단을 연결한다.
따라서, 전단보강재(400)는 측면에서 볼 때 전체적으로 U자 형상의 바(bar), 즉 U-BAR의 형태로 제공될 수 있다. 이와 같은 U-BAR는 단부정착과 전단보강철근 역할을 할 수 있다.
이와 같은 U-BAR 형상의 전단보강재(400)는 연결바(430)가 위치되는 부근의 본체(100) 내부에 제공되는 전단보강재 정착용 철근(103)을 통해 설치될 수 있다.
상기와 같은 전단보강재(400)를 구비하는 본 발명은 중공 슬래브에 전단보강재를 형성하여 전단력과 비틀림 등에 대한 저항력을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 도 2 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 의한 전단보강 기능을 갖는 프리캐스트 콘크리트 슬래브(10)는 상부재(510), 하부재(520) 및 래티스재(600)를 더 포함한다. 이러한 상부재(510), 하부재(520) 및 래티스재(600)는 모두 철근으로 제공될 수 있다.
상부재(510)는 웨브(110)의 심부에 길이방향을 따라 상부바(410)의 상부에 제공된다.
하부재(520)는 웨브(110)의 심부에 길이방향을 따라 하부바(420)의 하부에 제공된다.
래티스재(600)는 웨브(110)의 심부에 길이방향을 따라 제공된다. 래티스재(600)는 상부재(510) 및 하부재(520)에 교번하여 지그재그 형태로 절곡되어 고정결합된다.
도 2 내지 도 5와 같이, 래티스재(600)는 요철 형상으로 제공될 수 있다.
실시예에 따라, 래티스재(600)의 형상은 N자형, 이등변 삼각형 등 다양하게 변경될 수 있음은 물론이다.
상기한 바와 같이, PC 슬래브(10)의 내부에는 철근 및 강선, 와이어 메쉬(300) 등이 삽입된다.
또한, PC 슬래브(10)는 현장 배근이 용이하게 될 수 있도록 래티스재(600)를 PC 슬래브(10) 제작시 공장제작품 또는 제작 완료 후(양생후) 현장 용접하여 설치할 수 있다.
이러한 래티스재(600)는 현장 배근시 우마철근의 역할까지 가능하게 한다.
즉, 래티스재(600)는 스페이서(spacer)나 우마철근 필요없이 바로 현장에 철근을 배근하면 된다.
또한, 도 2 내지 도 3을 참조하면, 전단보강재(400)가 위치되는 영역에서 래티스재(600)는 전단보강재(400)와 고정결합될 수 있다.
실시예에 따라, 도 1 및 도 6과 같이, 래티스재(600)는 한 쌍의 전단보강재(400)의 사이에 위치되어 전단보강재(400)에 고정될 수도 있다.
상술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명은 현장 콘크리트와의 합성 전에도 휨에 대한 성능을 극대화하여 처짐 제어가 가능하고, 슬래브 시공성이 향상되어 공기가 단축되고, 슬래브 배관설비와 일체로 설치될 수 있는 이점이 있다.
또하, 본 발명은 장스판 구조 적용에 유리하고, 층고를 절감할 수 있는 효과가 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 사람이라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 전단보강 기능을 갖는 프리캐스트 콘크리트 슬래브
100: 본체 110: 웨브
121: 상부 플랜지 122: 하부 플랜지
200: 중공부 210: 단열재
300: 와이어 메쉬 400: 전단보강재
410: 상부바 420: 하부바
430: 연결바 510: 상부재
520: 하부재 600: 래티스재

Claims (6)

  1. 콘크리트 재질로 형성되는 본체;
    다수의 웨브 및 상,하부 플랜지가 형성되도록 상기 본체의 내부에 길이방향을 따라 제공되는 복수 개의 중공부;
    상기 상,하부 플랜지의 내부에 배치되는 와이어 메쉬;
    상기 웨브의 심부에 길이방향을 따라 배치되되 상기 웨브의 전단 및 후단의 미리 정해진 범위 내에서 각각 제공되며, 상기 웨브의 상측에 배치되는 상부바와, 상기 웨브의 하측에 배치되는 하부바 및 상기 웨브의 전방 및 후방에서 상기 상부바와 상기 하부바를 연결하는 연결바를 포함하는 전단보강재;
    상기 웨브의 심부에 길이방향을 따라 상기 상부바의 상부에 제공되는 상부재;
    상기 웨브의 심부에 길이방향을 따라 상기 하부바의 하부에 제공되는 하부재; 및
    상기 웨브의 심부에 길이방향을 따라 상기 상부재 및 상기 하부재에 교번하여 지그재그 형태로 절곡되어 고정결합되는 래티스재;
    를 포함하며,
    상기 전단보강재가 위치되는 영역에서 상기 래티스재는 한 쌍의 전단보강재의 사이에 위치되어 상기 전단보강재와 고정결합되는 것을 특징으로 하는 전단보강 기능을 갖는 프리캐스트 콘크리트 슬래브.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 중공부에 충진되는 단열재;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전단보강 기능을 갖는 프리캐스트 콘크리트 슬래브.
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