KR101875043B1 - 각관을 이용한 프리텐션 중공 콘크리트 슬래브 - Google Patents

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KR101875043B1
KR101875043B1 KR1020180044294A KR20180044294A KR101875043B1 KR 101875043 B1 KR101875043 B1 KR 101875043B1 KR 1020180044294 A KR1020180044294 A KR 1020180044294A KR 20180044294 A KR20180044294 A KR 20180044294A KR 101875043 B1 KR101875043 B1 KR 101875043B1
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pipe
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김동필
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주식회사 서하
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    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/02—Structures consisting primarily of load-supporting, block-shaped, or slab-shaped elements
    • E04B1/04—Structures consisting primarily of load-supporting, block-shaped, or slab-shaped elements the elements consisting of concrete, e.g. reinforced concrete, or other stone-like material
    • E04B1/06—Structures consisting primarily of load-supporting, block-shaped, or slab-shaped elements the elements consisting of concrete, e.g. reinforced concrete, or other stone-like material the elements being prestressed
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C5/00—Reinforcing elements, e.g. for concrete; Auxiliary elements therefor
    • E04C5/08—Members specially adapted to be used in prestressed constructions

Abstract

본 발명은 각관을 이용한 프리텐션 중공 콘크리트 슬래브에 관한 것으로,판상의 콘크리트 몸체 내부의 중공부가 단부가 막히고 두께가 다른 판재로 제작된 중공형 각관들에 의해 형성되고, 상기 콘크리트 몸체의 길이방향 중 하중에 의한 휨모멘트 값이 가장 큰 중앙부에는 판재 두께가 가장 두꺼운 중앙각관이 배치되고, 하중에 의한 휨모멘트 값이 가장 작은 상기 콘크리트 몸체의 단부로 갈수록 중앙각관의 판재 두께 보다 더 얇은 판재 두께를 가지는 측부각관이 배치되며, 상기 콘크리트 몸체의 길이방향 중 하중에 의한 전단력과 지점부 지압력 값이 가장 큰 양단부는 전 단면이 유효하도록 중공부가 없는 단면으로 형성되어 있다.
본 발명은 콘크리트 몸체 내부에 형성되어 있는 중공부를 형성하는 각관들이 단면의 전체 중량을 줄여주고, 철근 배근에 따른 중공부의 피복 노출을 억제하여 철근을 보호하며, 상기 콘크리트 몸체의 길이방향 중 중앙부의 중앙각관을 기준으로 측부각관이 좌우 대칭되게 배치되고 너비방향으로 철근이 배치된 휨모멘트 보강 구조로 되어 있기 때문에 중공부의 철근 피복이 확보되지 않은 종래의 프리텐션 중공 콘크리트 슬래브와 비교하여 볼 때, 배력 철근이나 온도 철근 설치가 가능하여 균열 발생 가능성이 현저하게 낮고 각관의 강성을 활용하게 되어 자중에 의한 처짐값이 현저하게 작아져 강선량을 절감하는 장점이 있다.

Description

각관을 이용한 프리텐션 중공 콘크리트 슬래브{Pre-tensioned hollow concrete slab using square pipes}
본 발명은 프리텐션 중공 콘크리트 슬래브에 관한 것이며, 더욱 상세히는 각관을 이용한 프리텐션 중공 콘크리트 슬래브에 관한 것이다.
콘크리트 슬래브는 교량, 터널, 건축물 등 다양한 구조물에 적용되고, 강재에 비해 저렴한 공사비와 형태의 자유로움, 상부진동에 유리한 장점 등을 갖고 있다.
상기와 같은 콘크리트 슬래브 제작 방식 중 거푸집과 동바리, 비계 등을 설치하고, 철근 배근 후 레미콘을 타설하는 현장 타설 콘크리트 방식이 잘 알려져 있다.
그러나, 상기한 현장타설 콘크리트 방식으로 슬래브를 제작하는 경우에는 공사기간, 품질, 시공 안정성 등의 개선이 요구되어 최근에는 다양한 형태의 공장제작 PC(Precast Concrete) 슬래브가 교량, 터널, 건축물 등 다양한 구조물에 적용되고 있는 실정이다.
상기한 PC 슬래브로는 중공 콘크리트 슬래브(Hollow Concrete slab), 하프 콘크리트 슬래브(Half concrete slab), 직사각형 형태의 프리텐션 슬래브(solid pretension concrete slab) 등이 알려져 있으며, 이들은 공장 또는 현장 제작대에서 제작하여 구조물에 적용하고 있으나 장단점들이 상존하여 개선이 필요하다.
예컨대, 특허문헌 1에 게재된 바와 같은 종래의 프리텐션 중공 콘크리트 슬래브는 제작대에 긴장부재로 사용되는 PS(Prestress) 강연선을 배치하고 정해진 긴장력을 형성한 다음 거푸집을 설치하여 콘크리트를 타설한 후 PS 강재에 대한 인장을 풀어 긴장력을 도입하는 롱라인(Long line) 방식으로 제작되기 때문에 대량생산이 가능하고, 긴장부재로 사용되는 PS 강연선 이외에 별도의 철근 배치가 없어 제작 공기가 단축되고, 저슬럼프 레미콘을 적용할 경우 콘크리트 몸체 내부에 형성되어 있는 중공부에 스티로폼 등의 공간채움재 설치가 필요 없다는 장점이 있다.
하지만, 상기한 바와 같이 콘크리트와 긴장부재로 사용되는 PS 강연선으로 구성되어 있는 특허문헌 1에 게재된 바와 같은 종래의 프리텐션 중공 콘크리트 슬래브는 콘크리트 몸체 내부에 형성되어 있는 중공부의 철근 피복이 확보되지 않아 배력 철근이나 온도 철근 설치가 불가하기 때문에 균열 발생 가능성이 매우 높은 단점이 있다.
또한, 슬래브 상하부의 두께를 늘려 철근을 설치를 할 경우 슬래브 두께가 증가하여 중공부를 형성하는 이유가 없게 되며 저슬럼프 레미콘 사용이 불가하고 중공부에 스티로폼 등을 채워 공간을 확보해야 하는 공정 등이 추가된다.
KR 10-2017-0046562 A
본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 판상의 콘크리트 몸체 내부의 중공부가 단부가 막히고 두께가 다른 판재로 제작된 중공형 각관들에 의해 형성되고, 상기 콘크리트 몸체의 길이방향 중 하중에 의한 휨모멘트 값이 가장 큰 중앙부에는 판재 두께가 가장 두꺼운 중앙각관이 배치되고, 하중에 의한 휨모멘트 값이 가장 작은 상기 콘크리트 몸체의 단부로 갈수록 중앙각관의 판재 두께 보다 더 얇은 판재 두께를 가지는 측부각관이 배치되며, 상기 콘크리트 몸체의 길이방향 중 하중에 의한 전단력과 지점부 지압력 값이 가장 큰 양단부는 전 단면이 유효하도록 중공부가 없는 단면으로 형성되어 있는 각관을 이용한 프리텐션 중공 콘크리트 슬래브를 제공하는 것이다.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 각관을 이용한 프리텐션 중공 콘크리트 슬래브는, 판상의 콘크리트 몸체 내부에 상기 콘크리트 몸체의 길이방향을 따라 중공부가 형성되어 있고, 각각의 중공부는 상기 콘크리트 몸체의 너비방향을 따라 정해진 간격으로 형성되어 있고, 상기 중공부 하측과 상기 콘크리트 몸체의 저면 또는 상기 중공부 상측과 상기 콘크리트 몸체의 상면 사이에 프리텐션(pre-tension)에 의한 긴장력을 제공하는 긴장부재가 상기 콘크리트 몸체의 길이방향을 따라 배치되어 있는 프리텐션 중공 콘크리트 슬래브에 있어서, 상기 중공부는 단부가 막히고 두께가 다른 판재로 제작된 중공형 각관들에 의해 형성되고, 상기 콘크리트 몸체의 길이방향 중 하중에 의한 휨모멘트 값이 가장 큰 중앙부에는 판재 두께가 가장 두꺼운 중앙각관이 배치되고, 휨모멘트 값이 점점 작아지는 상기 콘크리트 몸체의 단부로 갈수록 중앙각관의 판재 두께 보다 더 얇은 판재 두께를 가지는 측부각관이 배치되며, 상기 각관들에 의해 형성된 휨모멘트 보강 구조에 온도철근 또는 배력철근 역할을 하는 철근이 상기 콘크리트 몸체의 너비방향을 따라 배근되어 있고, 상기 콘크리트 몸체의 길이방향 중 하중에 의한 전단력과 지점부 지압력 값이 가장 큰 양단부는 중공부가 없는 콘크리트 채움 단면으로 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 각관을 이용한 프리텐션 중공 콘크리트 슬래브에 있어서, 상기 중공부는 상기 콘크리트 몸체의 길이방향 중 중앙부에 배치된 중앙각관과 상기 중앙각관을 기준으로 좌우 대칭되게 배치되는 측부각관에 의해 휨모멘트 보강 구조를 형성한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 각관을 이용한 프리텐션 중공 콘크리트 슬래브에 있어서, 상기 중공부는 서로 연결되어 있는 상기 중앙각관과 상기 측부각관에 의해 휨모멘트 보강 구조를 형성한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 각관을 이용한 프리텐션 중공 콘크리트 슬래브에 있어서, 상기 중공부는 상기 콘크리트 몸체의 길이방향을 따라 정해진 간격으로 떨어져 배치되어 있는 상기 중앙각관과 상기 측부각관에 의해 휨모멘트 보강 구조를 형성한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 각관을 이용한 프리텐션 중공 콘크리트 슬래브에 있어서, 상기 중공부는 상기 중앙각관과 상기 중앙각관에서 상기 콘크리트 몸체의 일단으로 갈수록 더 얇은 판재 두께를 가지는 복수의 측부각관에 의해 휨모멘트 보강 구조를 형성한 것을 특징으로 한다.
본 발명은 콘크리트 몸체 내부에 형성되어 있는 중공부를 형성하는 각관들이 단면의 전체 중량을 줄여주고, 철근 배근에 따른 중공부의 피복 노출을 억제하여 철근을 보호하며, 상기 콘크리트 몸체의 길이방향의 위치별 하중에 의한 휨모멘트에 대응하여 상기 콘크리트 몸체의 길이방향 중 중앙부에서 단부로 갈수록 판재 두께가 더 얇은 각관이 중앙부의 각관을 기준으로 좌우 대칭되게 배치되어 있으며 너비방향으로 철근이 배치된 휨모멘트 보강 구조로 되어 있기 때문에 중공부의 철근 피복이 확보되지 않은 종래의 프리텐션 중공 콘크리트 슬래브와 비교하여 볼 때, 배력 철근이나 온도 철근 설치가 가능하여 균열 발생 가능성이 현저하게 낮고 각관의 강성을 활용하게 되어 자중에 의한 처짐값이 현저하게 작아져 강선량을 절감하는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 각관을 이용한 프리텐션 중공 콘크리트 슬래브를 나타낸 단면도.
도 2는 도 1의 평면도.
도 3은 도 1의 요부를 나타낸 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 각관을 이용한 프리텐션 중공 콘크리트 슬래브를 나타낸 다른 평면도.
도 5는 도 2 내지 도 4에 나타낸 중앙각관과 측부각관들의 판재 두께를 비교한 단면도.
도 6은 전단키가 형성된 각관을 나타낸 사시도.
도 7은 본 발명에 따른 각관을 이용한 프리텐션 중공 콘크리트 슬래브 제작 방법을 나타낸 실시예.
도 8은 일반적인 프리텐션 중공 콘크리트 슬래브의 길이방향의 위치별 하중에 의한 휨모멘트와 저항모멘트 변화에 대응하는 본 발명에 따른 휨모멘트 보강 구조를 나타낸 실시예.
도 9는 본 발명에 따른 각관을 이용한 프리텐션 중공 콘크리트 슬래브와 종래의 프리텐션 중공 콘크리트 슬래브와의 자중에 의한 처짐값 비교 결과를 나타낸 실시예.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.
이하에서 설명하는 본 발명에 따른 각관을 이용한 프리텐션 중공 콘크리트 슬래브는 하기의 실시예에 한정되지 않고, 청구범위에서 청구하는 기술의 요지를 벗어남이 없이 해당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변경하여 실시할 수 있는 범위까지 그 기술적 정신이 있다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 각관을 이용한 프리텐션 중공 콘크리트 슬래브(100)는 판상의 콘크리트 몸체(110) 내부에 상기 콘크리트 몸체(110)의 길이방향을 따라 중공부(120)가 형성되어 있고, 각각의 중공부(120)는 상기 콘크리트 몸체(110)의 너비방향을 따라 정해진 간격으로 형성되어 있고, 상기 중공부(120) 하측과 상기 콘크리트 몸체(110)의 저면 또는 상기 중공부(120) 상측과 상기 콘크리트 몸체(110)의 상면 사이에 프리텐션(pre-tension)에 의한 긴장력을 제공하는 긴장부재(130)가 상기 콘크리트 몸체(110)의 길이방향을 따라 배치되어 있다.
도 1 내지 도 6에서는 상기 중공부(120) 하측과 상기 콘크리트 몸체(110)의 저면 사이에 긴장부재(130)가 상기 콘크리트 몸체(110)의 길이방향을 따라 배치된 실시예를 나타내고 있다.
상기 중공부(120)는 단부가 막히고 두께가 다른 판재로 제작된 중공형 각관(140)들에 의해 형성된다.
상기 각관(140)의 단면 형상은 직사각형 또는 직사각형의 상하부 모따기 형태의 5, 6, 8각형인 것이 바람직하다.
상기 중공부(120)는 상기 콘크리트 몸체(110)의 길이방향 중 하중에 의한 휨모멘트 값이 가장 큰 중앙부에는 판재 두께가 가장 두꺼운 중앙각관(140a)이 배치되고, 상기 콘크리트 몸체(110)의 길이방향 중 하중에 의한 휨모멘트 값이 가장 작은 상기 콘크리트 몸체(110)의 단부로 갈수록 중앙각관(140a)의 판재 두께 보다 더 얇은 판재 두께를 가지는 측부각관(140b,140c)이 배치되어 휨모멘트 보강 구조를 형성한다.
상기 중공부(120)는 상기 콘크리트 몸체(110)의 길이방향 중 중앙부에 배치된 중앙각관(140a)과 상기 중앙각관(140a)을 기준으로 좌우 대칭되게 배치되는 측부각관(140b,140c)에 의해 휨모멘트 보강 구조를 형성한다.
상기 중공부(120)는 도 2 내지 도 3에 나타낸 바와 같이, 서로 연결되어 있는 상기 중앙각관(140a)과 상기 측부각관(140b,140c)에 의해 형성되어 있거나, 도 4에 나타낸 바와 같이, 상기 콘크리트 몸체(110)의 길이방향을 따라 정해진 간격으로 떨어져 배치되어 있는 상기 중앙각관(140a)과 상기 측부각관(140b,140c)에 의해 휨모멘트 보강 구조를 형성한다.
상기 중공부(120)는 도 5에 나타낸 바와 같이, 상기 중앙각관(140a)과 상기 중앙각관(140a)에서 상기 콘크리트 몸체(110)의 일단으로 갈수록 더 얇은 판재 두께를 가지는 복수의 측부각관(140b,140c)에 의해 휨모멘트 보강 구조를 형성한다.
도 5에 있어서, a-a 단면은 도 2 내지 도 4에 나타낸 측부각관 140c의 판재 두께를 나타내고, b-b 단면은 도 2 내지 도 4에 나타낸 측부각관 140b의 판재 두께를 나타내고, c-c 단면은 도 2 내지 도 4에 나타낸 중앙각관 140a의 판재 두께를 나타낸다.
도 3 또는 도 6에 나타낸 바와 같이, 상기 각관(140)은 그 단부를 캡(141)으로 막아 각관(140)의 내부 부식이나 녹 발생을 예방하는 것이 바람직하다.
상기 각관(140)의 단부를 막으면 각관(140) 내부 피복을 위하여 페인트 도장이니 아연 도금 등의 피복 작업을 할 필요가 없다.
상기 각관(140)은 강재, 플라스틱 등과 같은 다양한 소재로 제작할 수 있고, 콘크리트의 부착강도 증가를 위해 외면에 전단 키(142)를 설치하는 것이 바람직하다.
도 6에서는 상기 각관(140)의 상면에 정해진 간격으로 전단 키(142)가 형성된 실시예를 나타낸다.
본 발명에 따른 각관을 이용한 프리텐션 중공 콘크리트 슬래브(100)는 상기 각관(140)들에 의해 형성된 휨모멘트 보강 구조에 온도철근 또는 배력철근 역할을 하는 철근(150)이 상기 콘크리트 몸체(110)의 너비방향을 따라 배근되어 있다.
상기 콘크리트 몸체의(110) 길이방향 중 하중에 의한 전단력과 지점부 지압력 값이 가장 큰 양단부는 전 단면이 유효하도록 중공부가 없는 단면으로 형성되어 있는 것이 바람직하다.
상기 콘크리트 몸체의(110)의 양단부에 중공부(120)가 없는 사각 콘크리트 채움 단면이 적용되면 콘크리트 단면 전체가 전단력에 저항하도록 작용한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 각관을 이용한 프리텐션 중공 콘크리트 슬래브(100)는 다음과 같이 제작된다.
도 7은 본 발명에 따른 각관을 이용한 프리텐션 중공 콘크리트 슬래브(100)를 제작하는 방법을 단계별로 나타낸 실시예이다.
도 7을 참조하면, 먼저 제작자는 프리텐션(pre-tension)에 의한 긴장부재(130)의 긴장력을 형성하기 위한 반력대(210)가 좌우 양단에 돌출된 제작대(200)를 설치한다(제1단계).
상기와 같이 제작대(200)가 설치되고 나면, 제작자는 상기 제작대(200)에 미리 계산된 소요 강성을 근거로 콘크리트 몸체(110)의 길이방향을 따라 상기한 중공부(120)를 형성하기 위한 각관(140)들을 배치하여 휨모멘트 보강 구조를 형성하고, 각관(140)들에 의해 형성된 휨모멘트 보강 구조에 온도철근 또는 배력철근 역할을 하는 철근(150)을 상기 콘크리트 몸체(110)의 너비방향을 따라 배근한다(제2단계).
상기 제2단계에서는, 상기한 중공부(120)를 형성하기 위하여 단부가 캡(141)에 의해 막히고 두께가 다른 판재로 제작된 중공형 각관(140)들을 배치한다.
이때, 상기 콘크리트 몸체(110)의 길이방향 중 하중에 의한 휨모멘트 값이 가장 큰 중앙부에는 판재 두께가 가장 두꺼운 중앙각관(140a)가 배치되고, 상기 콘크리트 몸체(110)의 길이방향 중 하중에 의한 전단력 값이 가장 큰 상기 콘크리트 몸체(110)의 단부로 갈수록 중앙각관(140a)의 판재 두께 보다 더 얇은 판재 두께를 가지는 측부각관(140b,140c)가 배치됨에 따라 휨모멘트 보강 구조가 형성된다.
특히, 상기 콘크리트 몸체(110)의 길이방향 중 중앙부에 배치된 중앙각관(140a)과 상기 중앙각관(140a)을 기준으로 좌우 대칭되게 배치되는 측부각관(140b,140c)에 의해 휨모멘트 보강 구조가 형성된다.
상기와 같이 휨모멘트 보강 구조를 형성하는 상기 중앙각관(140a)과 상기 중앙각관(140a)을 기준으로 좌우 대칭되게 배치되는 측부각관(140b,140c)은 도 2 내지 도 3에 나타낸 바와 같이 서로 연결되어 있거나, 도 4에 나타낸 바와 같이 상기 콘크리트 몸체(110)의 길이방향을 따라 정해진 간격으로 떨어져 배치되어 있는 것이 바람직하다.
참고로, 도 8은 일반적인 프리텐션 중공 콘크리트 슬래브의 길이방향의 위치별 하중에 의한 휨모멘트와 저항모멘트 변화에 대응하는 본 발명에 따른 휨모멘트 보강 구조를 나타낸 실시예이다.
일반적인 프리텐션 중공 콘크리트 슬래브는 단순보 형태로 양측단이 지지 구조물(예컨대, 도 8의 지점부)에 거치되도록 설치된 상태에서 자중 등의 등분포 하중이 재하되고, 도 8에 나타낸 바와 같이 프리텐션 중공 콘크리트 슬래브의 길이방향 중 중앙부가 하중에 의한 휨모멘트 값이 가장 크고, 중앙부에서 단부로 갈수록 하중에 의한 휨모멘트 값이 점점 작아지게 된다.
따라서, 본 발명의 실시예에서는 도 8에 나타낸 프리텐션 중공 콘크리트 슬래브의 길이방향의 위치별 하중에 의한 휨모멘트와 저항모멘트를 고려하여, 상기 중앙각관(140a)을 기준으로 좌우 대칭되게 측부각관(140b,140c)을 배치하여 휨모멘트 보강 구조를 형성할 때, 도 5에 나타낸 바와 같이, 상기 중앙각관(140a)과 상기 중앙각관(140a)에서 상기 콘크리트 몸체(110)의 일단으로 갈수록 더 얇은 판재 두께를 가지는 복수의 측부각관(140b,140c)에 의해 휨모멘트 보강 구조를 형성한다.
도 8에 있어서, a-a는 도 2 내지 도 4에 나타낸 측부각관 140c가 배치되는 위치를 나타내고, b-b는 도 2 내지 도 4에 나타낸 측부각관 140c 보다 판재 두께가 더 두꺼운 측부각관 140b가 배치되는 위치를 나타내고, c-c는 도 2 내지 도 4에 나타낸 측부각관 140b 보다 판재 두께가 더 두꺼운 중앙각관 140a가 배치되는 위치를 나타낸다.
상기 제2단계의 작업이 완료되고 나면, 제작자는 상기 제작대(200)에 배치된 상기 중앙각관(140a)과 상기 측부각관(140b,140c)의 하측으로 상기 긴장부재(130)를 설치하고 상기 반력대(210)의 일단부에 상기 긴장부재(130)의 일단을 고정한 상태에서 상기 반력대(210)의 타단부에서 유압실린더 등과 같은 인장장비(300)로 상기 긴장부재(130)를 인장하여 정해진 긴장력을 형성한다(제3단계).
상기 제3단계에서는 상기 긴장부재(130)로 PS 강연선을 사용하는 것이 바람직하다.
상기와 같이 인장장비(300)로 상기 긴장부재(130)를 인장하여 정해진 긴장력을 형성하고 나면, 제작자는 상기 제작대(200)에 거푸집(400)을 설치하고(제4단계), 상기 거푸집(400)에 레미콘(500)을 타설한(제5단계) 후, 증기양생포(600)를 설치하고 증기양생을 실시한다(제6단계).
이후, 상기 거푸집(400)에 타설된 콘크리트가 양생되고 나면, 제작자는 거푸집(400)을 제거하고 상기 반력대(210)의 단부에서 가해진 상기 긴장부재(130)에 대한 인장을 풀어 긴장력이 도입된 본 발명에 따른 각관(140)을 이용한 프리텐션 중공 콘크리트 슬래브(100)의 제작을 완료한다(제7단계).
참고로, 도 9는 본 발명에 따른 각관(140)을 이용한 프리텐션 중공 콘크리트 슬래브(100)와 종래의 프리텐션 중공 콘크리트 슬래브와의 자중에 의한 처짐값 비교 결과를 나타낸 실시예이다.
도 9의 단면도 (a)는 특허문헌1에 게재된 바와 같이, 긴장부재로 PS 강연선을 사용하고 중공부만 형성되어 있는 종래의 프리텐션 중공 콘크리트 슬래브이고, 도 9의 단면도 (b)는 본 발명에 따른 각관을 이용한 프리텐션 중공 콘크리트 슬래브이다.
도 9의 처짐도 (a)와 (b)에 나타낸 바와 같이, 중공부만 형성되어 있는 종래의 프리텐션 중공 콘크리트 슬래브의 자중에 의한 처짐값 d1 보다 각관과 너비방향 철근이 보강된 본 발명에 따른 각관을 이용한 프리텐션 중공 콘크리트 슬래브의 자중에 의하 처짐값 d2가 현저하게 더 작아진 상태, 즉 d1>d2의 상태를 확인할 수 있다.
도 9에서 비교한 바와 같이, 종래의 프리텐션 중공 콘크리트 슬래브는 너비방향 보강철근 배근이 불가하여 너비방향 균열 발생가능성이 큰 단점이 있으나 본 발명에 따른 각관을 이용한 프리텐션 중공 콘크리트 슬래브는 균열발생 억제용 보강철근을 너비방향으로 배근하여 균열발생을 억제함으로써 장기간 양호한 품질을 확보할 수 있게 된다.
상기한 바에서 알 수 있듯이, 본 발명은 콘크리트 몸체(110) 내부에 형성되어 있는 중공부(120)를 형성하는 각관(140)들이 단면의 전체 중량을 줄여주고, 철근 배근에 따른 중공부(120)의 피복 노출을 억제하여 철근을 보호한다.
특히, 상기 콘크리트 몸체(110)의 길이방향의 위치별 하중에 의한 휨모멘트에 대응하여 상기 콘크리트 몸체(110)의 길이방향 중 중앙부에서 단부로 갈수록 판재 두께가 더 얇은 측부각관(140b,140c)이 중앙부의 중앙각관(140a)을 기준으로 좌우 대칭되게 배치되어 있으며 너비방향으로 철근이 배치된 휨모멘트 보강 구조로 되어 있기 때문에, 보강을 위하여 철근을 배근하고자 하여도 내부의 콘크리트 두께가 얇아 철근 배근시 중공부의 철근 피복이 확보되지 않은 종래의 프리텐션 중공 콘크리트 슬래브와 비교하여 볼 때, 배력 철근이나 온도 철근 설치가 가능하여 균열 발생 가능성이 현저하게 낮고 각관(140)의 강성을 활용하게 되어 자중에 의한 처짐값이 현저하게 작아져 긴장부재와 긴장력 도입량이 작아져 강선량을 절감하고경제적인 제작이 가능해지는 장점이 있다.
참고로, 만약 종래의 프리텐션 중공 콘크리트 슬래브에 철근 배근을 위하여 피복 확보 만큼 두께를 늘릴 경우 전체 두께가 너무 커지고 중량이 증가하기 때문에 종공부를 형성하는 이유가 없게 된다.
100: 각관을 이용한 프리텐션 중공 콘크리트 슬래브
110: 콘크리트 몸체 120: 중공부
130: 긴장부재 140: 각관
141: 캡 140a: 중앙각관
140b,140c: 측부각관 150: 철근
200: 제작대 210: 반력대
300: 인장장비 400: 거푸집
500: 레미콘 600: 증기양생포

Claims (5)

  1. 판상의 콘크리트 몸체 내부에 상기 콘크리트 몸체의 길이방향을 따라 중공부가 형성되어 있고, 각각의 중공부는 상기 콘크리트 몸체의 너비방향을 따라 정해진 간격으로 형성되어 있고, 상기 중공부 하측과 상기 콘크리트 몸체의 저면 또는 상기 중공부 상측과 상기 콘크리트 몸체의 상면 사이에 프리텐션(pre-tension)에 의한 긴장력을 제공하는 긴장부재가 상기 콘크리트 몸체의 길이방향을 따라 배치되어 있는 프리텐션 중공 콘크리트 슬래브에 있어서,
    상기 중공부는 단부가 막히고 두께가 다른 판재로 제작된 중공형 각관들에 의해 형성되고, 상기 콘크리트 몸체의 길이방향 중 하중에 의한 휨모멘트 값이 가장 큰 중앙부에는 판재 두께가 가장 두꺼운 중앙각관이 배치되고, 휨모멘트 값이 점점 작아지는 상기 콘크리트 몸체의 단부로 갈수록 중앙각관의 판재 두께 보다 더 얇은 판재 두께를 가지는 측부각관이 배치되며, 상기 각관들에 의해 형성된 휨모멘트 보강 구조에 온도철근 또는 배력철근 역할을 하는 철근이 상기 콘크리트 몸체의 너비방향을 따라 배근되어 있고,
    상기 콘크리트 몸체의 길이방향 중 하중에 의한 전단력과 지점부 지압력 값이 가장 큰 양단부는 중공부가 없는 콘크리트 채움 단면으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 각관을 이용한 프리텐션 중공 콘크리트 슬래브.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 중공부는 상기 콘크리트 몸체의 길이방향 중 중앙부에 배치된 중앙각관과 상기 중앙각관을 기준으로 좌우 대칭되게 배치되는 측부각관에 의해 휨모멘트 보강 구조를 형성한 것을 특징으로 하는 각관을 이용한 프리텐션 중공 콘크리트 슬래브.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 중공부는 서로 연결되어 있는 상기 중앙각관과 상기 측부각관에 의해 휨모멘트 보강 구조를 형성한 것을 특징으로 하는 각관을 이용한 프리텐션 중공 콘크리트 슬래브.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 중공부는 상기 콘크리트 몸체의 길이방향을 따라 정해진 간격으로 떨어져 배치되어 있는 상기 중앙각관과 상기 측부각관에 의해 휨모멘트 보강 구조를 형성한 것을 특징으로 하는 각관을 이용한 프리텐션 중공 콘크리트 슬래브.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 중공부는 상기 중앙각관과 상기 중앙각관에서 상기 콘크리트 몸체의 일단으로 갈수록 더 얇은 판재 두께를 가지는 복수의 측부각관에 의해 휨모멘트 보강 구조를 형성한 것을 특징으로 하는 각관을 이용한 프리텐션 중공 콘크리트 슬래브.
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