KR102044706B1 - 전단연결재, 이를 포함하는 합성 슬래브, 및 이의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

전단연결재가 제공된다. 일 실시예에 있어서, 대향하는 적어도 한 쌍의 모서리에 모따기 또는 모깎기가 형성된 베이스; 상기 베이스에서 연직 상방향으로 연장되는 스터드; 및 상기 베이스 하부에 마련된 고정핀;을 포함하고, 상기 스터드는 상기 베이스에서 상방향으로 연장되는 지지부 및 상기 지지부의 일 단에서 절곡되어 연장되는 절곡부를 포함하며, 시간차를 갖고 타설되는 합성 콘크리트 구조물을 견고하게 일체화할 수 있다.

Description

전단연결재, 이를 포함하는 합성 슬래브, 및 이의 제조 방법{SHEAR CONNECTING UNIT, COMPOSITE SLAB INCLUDING THEREOF, AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 콘크리트 슬래브에 내화성 경량기포콘크리트 블록을 합성하여 풍도 슬래브를 제조하는 것으로, 콘크리트 슬래브에 내화성 경량기포콘크리트 블록을 견고하게 합성하는 전단연결재, 이를 포함하는 합성 슬래브, 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

터널 내부의 환기를 위하여 터널 천정부에는 풍도 슬래브가 설치되는데, 터널 내에 화재가 발생하는 경우, 풍도 슬래브에 열이 가해져서 손상이 발생할 수 있으며, 이 경우 풍도 슬래브가 붕괴되어 큰 사고가 발생할 우려가 있다. 따라서 터널 내의 화재에 대비하여 풍도 슬래브는 일정 시간동안 버틸 수 있는 내화성능이 요구된다.

이에 따라, 콘크리트 슬래브에 경량기포콘크리트(ALC)를 합성하여 풍도 슬래브를 제조하는 시도들이 있었다. 예를 들어, 종래 기술들은 콘크리트 슬래브에 내화성 경량기포콘크리트를 콘크리트의 접착력에 의해 고정하거나, 별도의 연결부재를 이용하거나, 경량기포콘크리트에 단차를 두어 접촉면적을 넓힘으로써, 콘크리트 슬래브와 내화성 경량기포콘크리트의 접착력을 향상시키고자 하였다.

그러나, 이러한 방법들은, 콘크리트의 접착력 만으로 경량기포콘크리트의 자중을 장시간 지지하기에 부족한 점, 별도의 연결부재는 경량기포콘크리트의 자중에 의한 수직력에 저항하지 못하는 점, 경량기포콘크리트에 단차를 형성하기 위한 정교한 절단 작업이 어려움에 따라 비대칭 경량기포콘크리트가 형성되는 문제가 발생하는 점에서 실제 시공 현장에서 활용되기 어려운 문제가 있었다.

따라서, 내화성 경량기포콘크리트와 콘크리트 슬래브가 견고하게 부착되고, 내화성 경량기포콘크리트의 자중에 의해 발생하는 수직력에 충분히 저항하여 시공 후 낙하 위험이 방지됨으로써 안전성이 크게 향상된, 내화성을 갖는 합성 슬래브의 개발이 필요하다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 내화성 경량기포콘크리트와 콘크리트 슬래브가 견고하게 부착되고, 내화성 경량기포콘크리트의 자중에 의해 발생하는 수직력에 충분히 저항하여 시공 후 낙하 위험이 방지됨으로써 안전성이 크게 향상된, 내화성을 갖는 합성 슬래브 및 이의 제조방법을 제공하고자 한다.

또한, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 합성 슬래브에 포함되는 전단연결재로서, 수직력 및 수평력에 저항하는 구조를 가짐으로써 경량기포콘크리트와 콘크리트 슬래브를 간단한 시공방법으로 견고하게 부착하면서도, 콘크리트 블록을 활용하는 시공 방법에 있어서의 단점을 극복할 수 있는 전단연결재를 제공하는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해, 대향하는 적어도 한 쌍의 모서리에 모따기 또는 모깎기가 형성된 베이스; 상기 베이스에서 연직 상방향으로 연장되는 스터드; 및 상기 베이스 하부에 마련된 고정핀;을 포함하고, 상기 스터드는 상기 베이스에서 상방향으로 연장되는 지지부 및 상기 지지부의 일 단에서 절곡되어 연장되는 절곡부를 포함하며, 시간차를 갖고 타설되는 합성 콘크리트 구조물을 견고하게 일체화하는, 전단연결재를 제공한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 내화성 경량기포콘크리트와 콘크리트 슬래브가 견고하게 부착되고, 내화성 경량기포콘크리트의 자중에 의해 발생하는 수직력에 충분히 저항하여 시공 후 낙하 위험이 방지됨으로써 안전성이 크게 향상될 수 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 복합형 풍도 슬래브 패널을 나타낸 것이다.
도 2 내지 도 4 및 도 6 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 전단연결재를 나타낸 것이고, 도 5는 도 4의 단면과 A-A' 및 B-B'를 따라 취한 단면을 나타낸 것이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 콘크리트 블록 조립체를 나타낸 것이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 전단연결재를 전단키 형성부에 설치하는 것을 나타낸 것이다.
도 12(a) 및 도 12(b)는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 전단연결재의 고정핀에 의해 콘크리트 블록이 고정되는 것을 나타낸 개념도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 합성 슬래브가 제작판 상에 배치된 것을 나타낸 것이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 콘크리트 블록 조립체에 강재가 설치된 것을 나타낸 것이다.
도 15(a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 콘크리트 슬래브의 단면을 나타낸 것이고, 도 15(b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 콘크리트 블록 조립체의 단면을 나타낸 것이다.
도 16 내지 도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 합성 슬래브 제조 방법을 나타낸 것이다.

이하, 본 발명의 실시예들이 상세하게 설명된다. 그러나 본 발명이 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 내용을 더 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다.

본 명세서에서 일 요소가 다른 요소 '위' 또는 '아래'에 위치하는 것으로 언급되는 경우, 이는 상기 일 요소가 다른 요소 '위' 또는 '아래'에 바로 위치하거나 또는 그들 요소들 사이에 추가적인 요소가 개재될 수 있다는 의미를 모두 포함한다. 본 명세서에서, '상부' 또는 '하부' 라는 용어는 관찰자의 시점에서 설정된 상대적인 개념으로, 관찰자의 시점이 달라지면, '상부' 가 '하부'를 의미할 수도 있고, '하부'가 '상부'를 의미할 수도 있다.

복수의 도면들 상에서 동일 부호는 실질적으로 서로 동일한 요소를 지칭한다. 또한, '포함하다' 또는 '가지다' 등의 용어는 기술되는 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명에서 지칭하는 하부 콘크리트는 합성 콘크리트 구조물에서 하부에 위치한 것을, 상부 콘크리트는 그 상부에 위치한 것을 지칭할 수 있고, 예를 들어, 상기 하부 콘크리트는 내화성 경량기포콘크리트 블록을, 상기 상부 콘크리트는 콘크리트 슬래브를 각각 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예는, 대향하는 적어도 한 쌍의 모서리에 모따기 또는 모깎기가 형성된 베이스; 상기 베이스에서 연직 상방향으로 연장되는 스터드; 및 상기 베이스 하부에 마련된 고정핀;을 포함하고, 상기 스터드는 상기 베이스에서 상방향으로 연장되는 지지부 및 상기 지지부의 일 단에서 절곡되어 연장되는 절곡부를 포함하며, 시간차를 갖고 타설되는 합성 콘크리트 구조물을 견고하게 일체화하는, 전단연결재를 제공한다.

일 예로, 상기 지지부는, 상기 베이스에서 연장되며 상기 베이스에서 멀어질수록 폭이 좁아지는 제1 영역, 및 상기 제1 영역에서 상기 베이스로부터 멀어지는 방향으로 연장되는 제2 영역을 포함할 수 있다.

일 예로, 상기 스터드는 복수 개가 마련되되 적어도 한 쌍이 대향하도록 배치되며, 상기 복수 개의 스터드 사이에 강재가 배치될 수 있도록 상방향이 개구된 개구부를 포함할 수 있다.

이때, 상기 대향하도록 배치되는 적어도 한 쌍의 스터드를 연결하는 스페이서를 더 포함할 수 있다.

일 예로, 상기 지지부는 수직 단면 및 수평 단면이 사다리꼴 형태를 포함하되, 상기 수평 단면(A-A')은 상기 베이스 중앙부에서 멀리 형성된 변이 가까이 형성된 변 보다 길고, 상기 수직 단면(B-B')은 상기 베이스에서 가까이 형성된 변이 멀리 형성된 변 보다 길게 형성될 수 있다.

일 예로, 상기 절곡부는 수평 방향 단면의 면적이 상기 지지부보다 넓은 판 형태를 포함함으로써 상기 콘크리트 구조물의 하부 콘크리트의 수직력에 대한 저항을 증가시킬 수 있다.

일 예로, 상기 고정핀은 상기 콘크리트 구조물의 하부 콘크리트에 설치되는 파장핀에 대응하는 파형을 포함할 수 있다.

일 예로, 상기 고정핀은 상기 베이스에서 연직 하방향으로 연장되는 고정핀 판 및 상기 고정핀 판으로부터 상기 베이스의 내측 방향으로 수직 연장되는 고정핀 돌출부를 포함할 수 있다.

이때, 상기 고정핀 돌출부는 상기 베이스로부터 멀어질수록 폭이 좁아지는 형태를 포함할 수 있다.

본 발명은 또한, 적어도 일 측에 경사부 및 평탄부를 포함하는 전단키 형성부가 마련되며, 상기 평탄부가 맞닿도록 배치되는 적어도 한 쌍의 콘크리트 블록; 및 상기 전단키 형성부에 설치되는 전술한 상기 전단연결재;를 포함하고, 상기 전단연결재는 상기 전단키 형성부에 삽입된 후 수평 방향으로 회전하여 상기 전단키 형성부에 설치되고, 상기 고정핀의 적어도 일부가 상기 평탄부에 삽입되어 상기 한 쌍의 콘크리트 블록을 상호 고정되도록 하는 콘크리트 블록 조립체를 제공한다.

이때, 상기 경사부는 상기 평탄부로부터 예각을 갖고, 대향하는 한 쌍의 상기 경사부에 의해 정의된 영역은, 상기 베이스가 삽입된 후 수평방향으로 회전하는 경우 상기 베이스가 이탈되지 않도록 할 수 있다.

본 발명은 또한, 전술한 상기 콘크리트 블록 조립체; 상기 전단키 형성부에 설치되는 강재; 및 상기 콘크리트 블록 조립체 상에 타설 및 양생된 콘크리트 슬래브;를 포함하고, 상기 콘크리트 블록은 내화성 경량기포콘크리트 블록을 포함하는, 합성 슬래브를 제공한다.

본 발명은 또한, (a) 콘크리트 블록을 준비하고; (b) 상기 콘크리트 블록의 적어도 일 측에 경사부 및 평탄부를 포함하는 전단키 형성부를 형성하고; (c) 상기 평탄부가 맞닿도록 복수의 상기 콘크리트 블록을 배치하고; (d) 상기 전단키 형성부에 전술한 상기 전단연결재를 설치하고; (e) 상기 베이스 상에 강재를 설치하고; 및 (f) 상기 콘크리트 블록 상에 콘크리트 슬래브를 형성하는 것;을 포함하는, 합성 슬래브의 제조 방법을 제공한다.

이때, 상기 전단연결재를 설치하는 것은, 상기 전단키 형성부에 상기 전단연결재를 삽입하는것; 상기 전단연결재를 수평 방향으로 회전시키는 것; 및 상기 고정핀의 적어도 일부를 상기 평탄부에 삽입하여 상기 한 쌍의 콘크리트 블록을 상호 고정시키는 것;을 포함할 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.

도 1은 종래 기술에 따른 복합형 풍도 슬래브 패널을 나타낸 것으로, 구체적으로, 복합형 풍도 슬래브 패널(10)에서 경량체 블록(20)의 결속을 강화하기 위해 판상형 경량체 블록(21) 및 연결부재(21a)를 설치하는 구성을 개시한다.

본 발명의 발명자들은 도 1과 같은 종래 기술을 반복실시 한 결과, 판상형 경량체 블록(21)은 콘크리트 접촉 면적을 넓히는 효과는 있지만 콘크리트의 접착력에 의해서만 수직력에 대응할 수 있는 구조로, 콘크리트의 자중을 버티기에 충분한 힘을 발휘하지 못하여 시공 후 안전상 문제가 발생하고, 연결부재(21a)는 이를 형성하는 과정에서 콘크리트의 블록에 균열을 발생시키며, 판상형 경량체 블록(21)에 매립하여 연결부재(21a)를 형성하는 경우에도 경량 콘크리트 블록의 자중에 의해 경량체 블록(20, 21)이 콘크리트 슬래브로부터 쉽게 이탈되어 낙하할 수 있어 안전상 문제가 발생할 수 있음을 발견하였다.

즉, 종래 기술에 의할 때, 콘크리트의 접착력 만으로 경량기포콘크리트의 자중을 장시간 지지하기에 부족하고, 별도의 연결부재를 사용하는 경우에도 경량기포콘크리트의 자중에 의한 수직력에 대응하지 못하며, 경량기포콘크리트에 단차를 형성하기 위한 정교한 절단 작업이 어려움에 따라 비대칭 경량기포콘크리트가 형성되는 문제를 해결하기 위해, 현장과 유사한 환경에의 적용 및 관련된 실험을 무수히 반복한 끝에 후술하는 전단연결재, 이를 포함하는 합성 슬래브, 그리고 전단연결재를 활용한 합성 슬래브의 제조 방법을 발명하였다.

도 2 내지 도 4 및 도 6 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 전단연결재를 나타낸 것이고, 도 5는 도 4에서 A-A' 및 B-B'를 따라 취한 단면을 나타낸 것이다.

전단연결재는 시간차를 갖고 타설되는 콘크리트 구조물이 견고하게 합성되도록 한다. 즉, 본 발명의 전단연결재는, 양생이 완료된 콘크리트 블록에 콘크리트가 타설되어 제조되는 합성 콘크리트 구조물을 견고하게 일체화하기 위해 적용된다. 상기 합성 콘크리트 구조물은, 시간차를 갖고 타설되는 동종(同種) 또는 이종(異種)의 콘크리트를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 합성 콘크리트 구조물은, 내화성 경량기포콘크리트와 콘크리트 슬래브를 포함하는 합성 슬래브를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 합성 슬래브는, 내화성 경량기포콘크리트가 하부 콘크리트에 포함되고, 콘크리트 슬래브가 상부 콘크리트에 포함될 수 있다.

도 2를 참조하면, 전단연결재(100, 100a)는 베이스(110), 스터드(120), 및 고정핀(130)을 포함한다.

베이스(110)는 전단연결재(100)가 후술하는 전단키 형성부에 안정적으로 안착될 수 있도록 판 형상을 가질 수 있다. 또한, 베이스(110)는 대향하는 적어도 한 쌍의 모서리에 모따기 또는 모깎기가 형성되어 상기 전단키 형성부에 삽입된 후 고정설치 되기 위한 회전이 용이한 형태를 가질 수 있다. 이와 관련된 구체적인 구성은 도 11을 들어 후술한다.

스터드(120)는 콘크리트 블록의 자중에 의해 발생하는 수직력(이하, '수직력'이라 지칭함)에 저항하기 위한 것으로, 베이스(110)에서 연직 상방향으로 연장되는 형태를 가질 수 있다. 예를 들어, 베이스(110)가 전단연결재(100)를 상기 콘크리트 블록에 고정되도록 하고, 스터드(120)가 상기 콘크리트 블록과 이와 시간차를 갖고 타설되는 콘크리트 슬래브에 형성되는 수평력 및 수직력에 저항하도록 하여, 합성 콘크리트 슬래브를 견고하게 일체화하면서도, 후술하는 강재가 설치될 수 있는 형태를 갖기 위해 지지부(120a) 및 절곡부(123)를 포함한다.

지지부(120a)는 적어도 일부가 상기 콘크리트 블록의 전단키 형성부(도 10의 12) 상부로 돌출 베이스(110)로부터 연장된다. 즉, 지지부(120a)는 시간차를 갖고 타설되는 상기 콘크리트 슬래브의 양생을 방해하지 않도록 충분한 길이를 갖는다.

절곡부(123)는 수직력에 대한 저항을 직접적으로 발생시키는 것으로, 지지부(120a)의 일 말단에서 절곡되어 연장되는 형태가 적용될 수 있다. 예를 들어, 절곡부(123)는 지지부(120a)의 폭 방향으로 연장되어, 후술하는 강재가 안내되는 것을 방해하지 않고, 전단연결재(100)가 견고하게 설치되었는지를 절곡부(123)가 향하는 방향을 통해 외부에서 확인할 수 있게 됨으로써, 시공의 효율을 향상시킬 수 있다. 한편, 절곡부(123)의 절곡되는 방향은 수직력에 대한 저항의 효율을 떨어뜨리지 않고, 강재의 설치를 방해하지 않는 것이라면 특별히 한정되지 않는다.

한편, 도 2(a)는 하나의 스터드(120)를 포함하는 전단연결재(100)를, 도 2(b)는 복수의 스터드(120)를 포함하는 전단연결재(100a)를 나타낸 것이다. 콘크리트 블록 조립체의 설치 위치, 목적, 환경에 따라 하나의 스터드(120)를 포함하는 전단연결재(100) 및/또는 복수의 스터드(120)를 포함하는 전단연결재(100a)가 설치될 수 있다.

한편, 도 2(b)에 나타낸 바와 같이, 복수 개의 스터드(120)를 포함하는 경우, 적어도 한 쌍이 대향하도록 배치됨으로써 상방향이 개구된 개구부(140)가 스터드(120) 사이에 형성된다. 이후의 시공 과정에서 개구부(140)를 통해 강재가 가이드되어 설치될 수 있다. 이와 같이, 전단연결재(100a)는 복수 개의 스터드(120)가 마련되어 상기 콘크리트 블록의 상기 전단키 형성부에 더욱 견고하게 설치되는 동시에, 강재의 설치를 안내하는 점에서 시공의 효율을 향상시킬 수 있는 구조가 적용될 수 있다.

고정핀(130)은 베이스(110) 하부에 마련되는 것으로, 도 12를 들어 후술하는 바와 같이 시공 과정에서 상기 콘크리트 블록이 움직이는 것을 방지하며, 예를 들어, 상기 콘크리트 블록의 수평 이동을 방지할 수 있다. 예를 들어, 고정핀(130)의 적어도 일부는 상기 콘크리트 블록의 상기 평탄부에 삽입될 수 있다. 예를 들어, 고정핀(130)의 적어도 일부는 상기 콘크리트 블록의 상기 평탄부에 삽입되는 파장핀(도 7(b)의 13)에 대응하는 형태가 적용될 수 있다. 고정핀(130)의 구체적인 형태는 도 7 내지 도 9를 들어 후술한다.

도 3(a)를 참조하면, 전단연결재(200, 200a) 는 도 2를 들어 전술한 전단연결재(100)에서 스터드(120)의 형태가 변형된 실시예로, 이하 이를 설명한다.

스터드(120)는 지지부(220a) 및 절곡부(223)를 포함한다.

지지부(220a)는 베이스(110)에서 연장되는 제1 영역(221) 및 제1 영역(221)에서 연장되는 제2 영역(222)을 포함한다.

제1 영역(221)은 베이스(110)에서 연장되며 베이스(110)에서 멀어질수록 폭이 좁아지는 형태를 갖고, 예를 들어, 도 3에 나타낸 바와 같이 w_b 가 w_t 보다 긴 형태가 적용될 수 있다. 이러한 형태는, 스터드(220)를 전단연결재(200)가 설치되는 상기 전단키 형성부(도 10의 도면부호 12)의 경사부(도 10의 도면부호 12a)의 형태에 대응하도록 하여 수직력에 대해 효과적으로 저항하고, 전단 응력에 효과적으로 대응하기 위한 것이다. 즉, 본 발명의 콘크리트 블록은 적어도 일 측에 상기 경사부 및 평탄부(도 10의 도면부호 12b)를 포함하는 상기 전단키 형성부가 마련되는데, 상기 경사부는 수직력에 대한 저항성을 향상시키기 위해 상기 평탄부로부터 예각을 갖도록 형성된다. 따라서, 제1 영역(221)이 상기 경사부의 형태에 대응하도록 형성되어, 수직력에 대해 효과적으로 저항하고, 전단 응력에 효과적으로 대응하면서도, 제1 영역(221)이 베이스(110)로부터 탈락되지 않는 내구성을 갖기 위해 이와 같은 형태가 적용된다.

제2 영역(222)은 제1 영역(221)에서 베이스(110)로부터 멀어지는 방향으로 연장되고, 형태가 특별히 한정되지 않으나, 도 3에 나타낸 바와 같이 제1 영역(221)에서 수직 상방향으로 연장되는 형태가 적용될 수 있다. 제2 영역(222)은, 절곡부(223)가 상기 콘크리트 블록에서 상부 방향으로 소정간격 이격되어 수직력에 충분한 저항이 가능하고, 상기 콘크리트 블록 상에 타설되는 콘크리트 슬래브에 기포가 발생하지 않고 원활하게 양생될 수 있는 정도의 길이를 갖는 것이 바람직하다. 이러한 이유로, 제2 영역(222)은 상기 콘크리트 블록 상부로 적어도 일부가 돌출되는 형태가 적용된다.

절곡부(223)는 수직력에 대한 저항을 직접적으로 발생시키는 것으로, 제2 영역(222)에서 절곡되어 연장되는 형태가 적용되며, 도 2를 들어 전술한 절곡부(123)가 적용될 수 있다.

도 3(b)를 참조하면, 전단연결재(200a)는 도 3(a)를 들어 전술한 전단연결재(200)에서 복수 개의 스터드(220)를 갖고 스페이서(150)를 더 포함하는 실시예로, 이하 이를 설명한다.

스터드(220)는 복수 개가 마련될 수 있는데, 적어도 한 쌍이 대향하도록 배치됨으로써 상방향이 개구된 개구부(140)가 스터드(220) 사이에 형성된다. 이후의 시공 과정에서 개구부(140)를 통해 강재가 가이드되어 설치될 수 있다. 이와 같이, 전단연결재(200a)는 복수 개의 스터드(220)가 마련되어 상기 콘크리트 블록의 상기 전단키 형성부에 더욱 견고하게 설치되는 동시에, 강재의 설치를 안내하는 점에서 시공의 효율을 향상시킬 수 있는 구조가 적용될 수 있다.

스페이서(150)는 대향하도록 배치되는 적어도 한 쌍의 스터드(220)를 연결하도록 마련되어, 스터드(220)의 내구성을 향상시킬 수 있다. 즉, 도 11을 들어 후술하는 바와 같이, 전단연결재(200a)가 상기 전단키 형성부에 삽입된 후 회전하여 설치될 때 스터드(220)가 상기 경사부에 의해 소정 간격 구부러질 수 있는데, 이때 스페이서(150)가 스터드(220)를 지지하여 부러지는 것을 방지할 수 있다. 스터드(220)의 위치는 특별히 한정되지 않지만, 강재 설치와 관련된 시공상 효율성을 달성하기 위해 베이스(110)에 인접하여 설치될 있고, 예를 들어, 전단연결재(200a) 설치 시 스터드(220)에 요구되는 소정의 탄성을 방해하지 않도록 하기 위해 스페이서(150)는 베이스(110)에서 연장된 형태일 수 있다. 이와 같이, 전단연결재(200a)는 복수 개의 스터드(220) 및 이를 연결하는 스페이서(150)를 포함하여, 전단연결재(200a)가 상기 전단키 형성부에 더욱 견고하게 설치되는 동시에, 설치 과정에서 스터드(220)의 내구성이 향상되는 형태가 적용될 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전단연결재를 나타낸 것이고, 도 5(a)는 도 4의 단면도를 나타낸 것이고, 도 5(b)는 스터드의 제1 영역의 수평 단면(A-A')을 나타낸 것이며, 도 5(c)는 스터드의 제1 영역의 수직 단면(B-B')을 나타낸 것이다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 전단연결재(300)는 도 3을 들어 전술한 전단연결재(200, 200a)에서 스터드(220)의 형태가 변형된 실시예로, 이하 이를 설명한다.

스터드(320)의 제1 영역(321)은 수직 단면(B-B') 및 수평 단면(A-A')이 사다리꼴 형태를 포함할 수 있다. 예를 들어, 스터드(320)의 수평 단면(A-A')은 베이스(110) 중앙에서 멀리 형성된 변이 가까이 형성된 변 보다 길고, 수직 단면(B-B')은 베이스(110)에서 가까이 형성된 변이 멀리 형성된 변 보다 길게 형성될 수 있다. 이와 동시에, 제1 영역(321)은 도 11을 들어 후술하는 바와 같이 전단연결재(300)가 상기 전단키 형성부에 삽입된 후 회전하여 설치될 수 있는 형태를 갖게 되며, 예를 들어, 제1 영역(321)의 최하단은 베이스(110)의 일 변에서 모따기 또는 모깎기가 형성되지 않은 부분에서 연장되어 형성되는 형태가 적용될 수 있다. 예를 들어, 스터드(320)는 한 쌍이 대향하도록 배치되되, 한 쌍의 스터드(320)로 도 4에 따른 스터드(320)가 적용될 수 있고, 또는 하나는 도 3을 들어 전술한 스터드(220) 형태가 적용되고 다른 하나는 도 4에 따른 스터드(320)가 적용되는 형태일 수도 있다.

즉, 제1 영역(321)이 베이스(110)에서 멀어질수록 폭이 좁아지는 형태를 입체적으로 가짐으로써, 스터드(320)의 내구성이 향상되는 동시에, 상기 전단키 형성부의 경사부의 형태에 대응하는 면적을 넓혀 수직력에 대해 효과적으로 저항하도록 하고, 전단 응력에 효과적으로 대응하도록 한다.

도 6을 참조하면, 전단연결재(400)는 도 3을 들어 전술한 전단연결재(200, 200a)에서 스터드(220)의 형태가 변형된 실시예로, 이하 이를 설명한다.

스터드(420)의 절곡부(423)는 수직력에 대한 저항을 더욱 증대시키기 위한 구조가 적용될 수 있다. 예를 들어, 절곡부(423)는 제2 영역(422)에서 절곡되어 연장되는 형태이되, 판 형태가 적용될 수 있다. 이때, 절곡부(423)를 구성하는 판 형태의 폭은 이후 시간차를 두고 타설되는 콘크리트에 공기층이 형성되지 않고 충분히 타설 및 양생될 수 있는 정도의 폭을 갖는 것이 바람직하고, 예를 들어, 상기 판 형태의 폭은 베이스(110)의 폭을 넘지 않는 형태가 적용될 수 있다. 이와 같이, 절곡부(423)가 판 형태를 포함함으로써, 수직력에 대한 저항을 더욱 증대시켜 풍도 슬래브의 안전성을 더욱 향상시킬 수 있다.

도 7(a)를 참조하면, 고정핀(130)은 도 7(b)에 나타낸 파장핀(13)에 대응하는 파형을 포함할 수 있다. 프리캐스팅 된 콘크리트 블록을 배치한 후 시간차를 두고 콘크리트를 타설 및 양생시키는 경우, 미리 배치된 콘크리트 블록이 의도하지 않게 이동하여 품질의 저하가 발생하는 것을 방지하기 위해, 콘크리트 블록에 파장핀(13)을 삽입하여 수평이동을 저지할 수 있다. 예를 들어, 파장핀(13) 및/또는 고정핀(130)은 적어도 일부가 상기 전단키 형성부의 상기 평탄부에 삽입될 수 있다. 즉, 고정핀(130)은 파장핀(13)에 대응하는 형태를 포함함으로써, 콘크리트 블록에 삽입된 파장핀(13)에 의한 고정력을 증대시킬 수 있다. 또한, 파형을 포함하는 고정핀(130)은 적어도 일부가 콘크리트 블록에 삽입되어 콘크리트 블록의 수평방향 고정력을 더욱 증대시킬 수 있다.

도 8 및 도 9를 참조하면, 전단연결재(500, 600)는 도 7을 들어 전술한 전단연결재(200, 200a)에서 고정핀(130)의 형태가 변형된 실시예로, 이하 이를 설명한다.

고정핀(530)은 콘크리트 블록에 파장핀(13)을 삽입하지 않고, 최소한의 면적을 콘크리트 블록에 삽입하여 콘크리트 블록을 고정할 수 있는 구조가 적용되기 위해, 고정핀 판(531) 및 고정핀 돌출부(532)를 포함한다. 고정핀 판(531)은 베이스(110)에서 연직 하방향으로 연장되고, 고정핀 돌출부(532)는 고정핀 판(531)으로부터 베이스(110)의 내측 방향으로 수직 연장될 수 있다. 예를 들어, 고정핀 판(531)은 한 쌍이 대향하도록 설치될 수 있다. 이때, 콘크리트 블록의 수평이동을 방지할 필요성이 큰 경우 고정핀 돌출부(532)는 한 쌍의 고정핀 판(531)을 연결하도록 마련될 수 있고, 콘크리트 블록에 대한 고정핀(530) 삽입 정도를 최소화할 필요가 있는 경우 한 쌍의 고정핀 판(531) 각각에 고정핀 돌출부(532)가 마련될 수 있다.

양생이 완료된 콘크리트 블록에 파장핀(13) 및/또는 고정핀(130, 530)을 삽입하는 경우, 콘크리트 블록에 균열이 발생할 수 있으므로, 콘크리트 블록의 수평이동을 충분히 방지하면서도 콘크리트 블록에 삽입되는 정도를 최소화 하는 것이 바람직하다. 이러한 관점에서, 도 9에 나타낸 바와 같이, 전단연결재(600)에서 고정핀 돌출부(632)는 베이스(110)로부터 멀어질수록 폭이 좁아지는 형태가 적용될 수 있다. 즉, 콘크리트에 삽입되는 면의 면적을 최소화하여 용이하게 시공할 수 있고, 콘크리트 블록의 균열 발생을 방지할 수 있다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 콘크리트 블록 조립체를 나타낸 것이다.

콘크리트 블록 조립체(10)는 콘크리트 블록(11) 및 도 2 내지 도 9를 들어 전술한 전단연결재(100, 100a, 200, 200a, 300, 400, 500, 600)를 포함한다. 한편, 도 10 및 이하 설명에서 전단연결재로 도 3을 들어 전술한 전단연결재(200a)를 설명하지만, 전술한 전단연결재(100, 100a, 200, 200a, 300, 400, 500, 600)가 적용될 수 있고, 그 이하에서도 동일한 방법으로 설명한다.

콘크리트 블록(11)은 적어도 일 측에 경사부(12a) 및 평탄부(12b)를 포함하는 전단키 형성부(12)가 마련되는데, 복수 개의 콘크리트 블록(11)은 평탄부(12b)가 맞닿도록 배치된다.

평탄부(12b)는 전술한 전단연결재(12)가 안착 및 고정핀(130, 530, 630)에 의해 고정 설치되어, 시공 중에 콘크리트 블록의 의도하지 않은 움직임을 방지하여 합성 슬래브의 품질을 향상시키기 위해 마련된다.

경사부(12a)는 수직력에 대한 저항성을 향상시키기 위해 평탄부(12b)로부터 예각을 갖도록 형성된다. 이때, 전술한 바와 같이, 전단연결재(200a)의 제1 영역(221)이 경사부(12a)의 형태에 대응하는 형태를 갖는다. 한편, 전단연결재(200a)는 제1 영역(221)이 경사부(12a)로부터 소정 간격 이격되도록 설치될 수 있다. 제1 영역(221)과 경사부(12a) 사이의 공간에 상부 콘크리트, 예를 들어, 콘크리트 슬래브가 타설 및 양생되어 전단연결재(200a)를 상기 콘크리트 블록에 견고하게 고정시킬 수 있다.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 전단연결재를 전단키 형성부에 설치하는 것을 나타낸 것이다.

도 11을 참조하면, 전단연결재(200a)는 전단키 형성부(12)에 삽입된 후 수평 방향으로 회전할 수 있고, 예를 들어 대략 90°가 회전할 수 있다.

이때, 경사부(12a)는 평탄부(12b)로부터 예각을 갖고, 제1 영역(221)은 경사부(12a)에 대응하는 형태를 가질 수 있다. 이에 따라, 콘크리트 블록(11)에서 대향하는 한 쌍의 경사부(12a)에 의해 정의된 영역은, 베이스(110)가 삽입된 후 수평방향으로 회전하는 경우 베이스(110)가 이탈되지 않는 형태일 수 있다.

즉, 베이스(110)는 모따기 또는 모깎기가 형성된 대략 직사각형 형태로, 베이스(110)의 긴 변이 대향하는 한 쌍의 경사부(12a)에 의해 정의된 영역의 짧은 변 보다 긴 형태가 적용됨으로써, 전단연결재(200a)가 콘크리트 블록에 안정적으로 설치되며, 전단연결재(200a)가 수평력에 효과적으로 저항할 수 있도록 한다.

이후, 전단연결재(200a)는 상기 고정핀이 평탄부(12b)에 삽입된 상기 파장핀에 결합될 수 있고, 또는 고정핀(530, 630)의 적어도 일부가 평탄부(12b)에 삽입되어 콘크리트 블록 조립체(11)의 수평 방향 이동을 저지할 수 있다. 이와 같은 방법이 적용됨으로써, 전단연결재(200a)가 전단키 형성부(12)로 용이하게 삽입되어 시공의 효율이 향상되고, 수평 회전시키는 간단한 방법으로 전단연결재(200a)가 콘크리트 블록(11)에 견고하게 설치될 수 있도록 하여, 수직력에 효과적으로 저항하여 콘크리트 블록(11)이 콘크리트 슬래브(도 15의 도면부호 5)에서 이탈되는 현상을 방지함으로써, 풍도 슬래브의 안전성을 향상시킬 수 있다.

도 12(a) 및 도 12(b)는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 전단연결재(200a, 500)의 고정핀(130, 530)에 의해 콘크리트 블록이 고정되는 것을 나타낸 개념도이다.

도 12(a)를 참조하면, 전단연결재(200a)의 고정핀(130)이 한 쌍의 콘크리트 블록(11)에서 맞닿는 한 쌍의 평탄부(12b) 모두에 걸쳐서 고정됨으로써, 콘크리트 블록(11)의 수평 이동을 견고하게 저지할 수 있다.

도 12(b)를 참조하면, 전단연결재(500)의 고정핀(530)이 고정핀 판(531) 및 고정핀 판(531)에서 연직 방향으로 연장된 고정핀 돌출부(532)를 포함하고, 한 쌍의 고정핀(530)이 각각 한 쌍의 콘크리트 블록(11)의 평탄부(12b)에 적어도 일부가 삽입됨으로써, 고정핀(530)이 콘크리트 블록(11)에 삽입되는 정도를 최소화하는 동시에 콘크리트 블록(11)의 이동을 방지할 수 있다.

도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 합성 슬래브가 제작판 상에 배치된 것을 나타낸 것이고, 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 콘크리트 블록 조립체에 강재가 설치된 것을 나타낸 것이며, 도 15(a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 콘크리트 슬래브의 단면을 나타낸 것이고, 도 15(b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 콘크리트 블록 조립체의 단면을 나타낸 것이다.

도 13 및 도 14를 참조하면, 합성 슬래브(1)는 도 10 내지 도 12를 들어 전술한 콘크리트 블록(11), 전단키 형성부(12)에 설치되는 강재(2), 및 콘크리트 블록(11) 상에 타설 및 양생되는 콘크리트 슬래브(5)를 포함한다.

이때, 콘크리트 슬래브(5)가 타설되기 전 상태를 나타낸 도 14를 참조하면, 콘크리트 슬래브(5)는 상기 평탄부가 맞닿도록 배치된 복수의 콘크리트 블록(11), 전단키 형성부에 설치된 전단연결재(200a), 전단연결재(200a)의 상기 개구부에 설치되는 강재(2)를 포함한다.

한편, 이러한 합성 슬래브(1)는, 콘크리트 블록 조립체(10)와 콘크리트 슬래브(5)의 결합 구조에 의해 수직력에 대한 저항이 크게 향상된다. 즉, 도 15(a)에 나타낸 콘크리트 슬래브(5)의 전단키(6)와 이에 대응하는 도 15(b)에 나타낸 전단키 형성부(12)에 의해 1차적으로 수직력에 대한 저항을 갖고, 이에 더하여 전단연결재(200a)에 의해 2차적으로 수직력에 대한 저항을 가짐으로써, 콘크리트 블록(11)이 콘크리트 슬래브(5)에서 이탈되는 현상이 방지되어, 합성 슬래브(1)의 안전성을 크게 향상시킬 수 있다.

이하, 도 16 내지 도 20을 들어, 본 발명의 일 실시예에 따른 풍도 슬래브의 제조 방법을 설명한다.

도 16을 참조하면, 콘크리트 블록(11)을 준비하고, 콘크리트 블록(11)의 적어도 일 측에 경사부(12a) 및 평탄부(12b)를 포함하는 전단키 형성부(12)를 형성한다. 경사부(12a)는 평탄부(12b)로부터 예각을 갖도록 형성되며, 예를 들어, 10°~80°를 가질 수 있다. 종래기술의 경우 콘크리트에 단차를 두기 위한 시공 과정이 현실적으로 매우 까다로웠다. 그러나, 본 발명의 발명자들은 콘크리트 블록(11)을 활용하여, 그러한 종래 기술의 문제점을 해결할 수 있었다. 한편, 콘크리트 블록(11)은 예를 들어, 내화성 경량기포콘크리트 블록을 포함한다.

도 17 및 도 18을 참조하면, 합성 슬래브의 크기에 맞추어 제작판(3) 및 거푸집(4)을 마련하고, 제작판(3) 상에서 평탄부(12b)가 맞닿도록 복수의 콘크리트 블록을 배치한다.

도 19 및 도 20을 참조하면, 콘크리트 블록(11)의 전단키 형성부(12)에 전단연결재(200a)를 설치하고, 전단연결재(200a)의 상기 베이스 상에 강재(2)를 설치한다. 강재(2)는 쉬스관 및/또는 긴장재를 포함하고, 상기 긴장재는 예를 들어, PS 강재를 포함한다. 이때, 전단연결재(200a)를 전단키 형성부(12)에 삽입한 후, 수평으로 회전시켜 설치하는 방법은 도 11 및 도 12를 들어 전술한 바를 적용할 수 있다. 이후, 콘크리트 블록 조립체 상에 콘크리트 슬래브(5)를 형성하기 위한 콘크리트를 타설 및 양생한다.

한편, 합성 슬래브(1)는 상기 긴장재를 긴장시켜 프리스트레스가 도입되는데, 시공 환경과 합성 슬래브의 두께 등을 고려하여, 상기 긴장재를 긴장시킨 후 콘크리트를 타설 및 양생하는 프리텐션 공법, 또는 콘크리트를 타설 및 양생한 후 긴장재를 긴장시키는 포스트텐션 공법이 적용될 수 있다.

위에서 설명한 바와 같이 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시예에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시예는 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이므로, 본 발명이 상기 실시예에만 국한되는 것으로 이해돼서는 안 되며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 및 그 등가개념으로 이해되어야 할 것이다.

예를 들어, 도면은 이해를 돕기 위해 각각의 구성요소를 주체로 하여 모식적으로 나타낸 것으로, 도시된 각 구성요소의 두께, 길이, 개수 등은 도면 작성의 진행상, 실제와 다를 수 있다. 또한, 상기의 실시형태에서 나타낸 각 구성요소의 재질이나 형상, 치수 등은 한 예로서, 특별히 한정되지 않고, 본 발명의 효과에서 실질적으로 벗어나지 않는 범위에서 여러 가지 변경이 가능하다.

100, 100a, 200, 200a, 300, 400, 500, 600: 전단연결재
110: 베이스
120, 220, 320, 420: 스터드
120a, 220a: 지지부
221, 321, 421: 제1 영역
222, 322, 422: 제2 영역
123, 223, 323, 423: 절곡부
130, 530, 630: 고정핀
531, 631: 고정핀 판
532, 632: 고정핀 돌출부
140: 개구부
150: 스페이서
10: 콘크리트 블록 조립체
11: 콘크리트 블록
12: 전단키 형성부
12a: 경사부
12b: 평탄부
13: 파장핀
1: 합성 슬래브
2: 강재
3: 제작판
4: 거푸집
5: 콘크리트 슬래브
6: 전단키
7: 콘크리트 타설 호스

Claims (14)

1. 적어도 일 측에 경사부 및 평탄부를 포함하는 전단키 형성부가 마련되며, 상기 평탄부가 맞닿도록 배치되는 적어도 한 쌍의 콘크리트 블록; 및
   상기 전단키 형성부에 설치되는 전단연결재;
   를 포함하고,
   상기 전단연결재는,
   대향하는 적어도 한 쌍의 모서리에 모따기 또는 모깎기가 형성된 베이스, 상기 베이스에서 연직 상방향으로 연장되는 스터드, 및 상기 베이스 하부에 마련된 고정핀을 포함하고,
   상기 스터드는 상기 베이스에서 상방향으로 연장되는 지지부 및 상기 지지부의 일 단에서 절곡되어 연장되는 절곡부를 포함하며,
   상기 전단연결재는 상기 전단키 형성부에 삽입된 후 수평 방향으로 회전하여 상기 전단키 형성부에 설치되고,
   상기 고정핀의 적어도 일부가 상기 평탄부에 삽입되어 상기 한 쌍의 콘크리트 블록을 상호 고정되도록 하는, 콘크리트 블록 조립체.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 지지부는, 상기 베이스에서 연장되며 상기 베이스에서 멀어질수록 폭이 좁아지는 제1 영역, 및 상기 제1 영역에서 상기 베이스로부터 멀어지는 방향으로 연장되는 제2 영역을 포함하는, 콘크리트 블록 조립체.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 스터드는 복수 개가 마련되되 적어도 한 쌍이 대향하도록 배치되며,
   상기 복수 개의 스터드 사이에 강재가 배치될 수 있도록 상방향이 개구된 개구부를 포함하는, 콘크리트 블록 조립체.
   
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 대향하도록 배치되는 적어도 한 쌍의 스터드를 연결하는 스페이서를 더 포함하는, 콘크리트 블록 조립체.
   
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 지지부는 수직 단면 및 수평 단면이 사다리꼴 형태를 포함하되, 상기 수평 단면(A-A')은 상기 베이스 중앙부에서 멀리 형성된 변이 가까이 형성된 변 보다 길고, 상기 수직 단면(B-B')은 상기 베이스에서 가까이 형성된 변이 멀리 형성된 변 보다 길게 형성된, 콘크리트 블록 조립체.
   
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 절곡부는 수평 방향 단면의 면적이 상기 지지부보다 넓은 판 형태를 포함함으로써 상기 콘크리트 구조물의 하부 콘크리트의 수직력에 대한 저항을 증가시키는, 콘크리트 블록 조립체.
   
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 고정핀은 상기 콘크리트 구조물의 하부 콘크리트에 설치되는 파장핀에 대응하는 파형을 포함하는, 콘크리트 블록 조립체.
   
8. 청구항 1에 있어서,
   상기 고정핀은 상기 베이스에서 연직 하방향으로 연장되는 고정핀 판 및 상기 고정핀 판으로부터 상기 베이스의 내측 방향으로 수직 연장되는 고정핀 돌출부를 포함하는, 콘크리트 블록 조립체.
   
9. 청구항 8에 있어서,
   상기 고정핀 돌출부는 상기 베이스로부터 멀어질수록 폭이 좁아지는 형태를 포함하는, 콘크리트 블록 조립체.
   
10. 삭제
11. 청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 경사부는 상기 평탄부로부터 예각을 갖고,
    대향하는 한 쌍의 상기 경사부에 의해 정의된 영역은, 상기 베이스가 삽입된 후 수평방향으로 회전하는 경우 상기 베이스가 이탈되지 않도록 하는, 콘크리트 블록 조립체.
    
12. 청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 하나의 항에 따른 상기 콘크리트 블록 조립체;
    상기 전단키 형성부에 설치되는 강재; 및
    상기 콘크리트 블록 조립체 상에 타설 및 양생된 콘크리트 슬래브;
    를 포함하고,
    상기 콘크리트 블록은 내화성 경량기포콘크리트 블록을 포함하는, 합성 슬래브.
    
13. (a) 콘크리트 블록을 준비하고;
    (b) 상기 콘크리트 블록의 적어도 일 측에 경사부 및 평탄부를 포함하는 전단키 형성부를 형성하고;
    (c) 상기 평탄부가 맞닿도록 복수의 상기 콘크리트 블록을 배치하고;
    (d) 상기 전단키 형성부에 청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 하나의 항에 따른 상기 전단연결재를 설치하고;
    (e) 상기 베이스 상에 강재를 설치하고; 및
    (f) 상기 콘크리트 블록 상에 콘크리트 슬래브를 형성하는 것;
    을 포함하는, 합성 슬래브의 제조 방법.
    
14. 삭제

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