KR102078033B1 - 선조립 보 스트립과 탄성 체결구를 이용한 합성보 시공 방법 - Google Patents

선조립 보 스트립과 탄성 체결구를 이용한 합성보 시공 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 합성보 시공 방법에 관한 것으로서, 상세하게는 상면이 개구된 사각 박스 형태로 조립된 아연 강판의 양측면과 저면에 등간격으로 기체결된 탄성 체결구를 이용하여 선조립 보 스트립을 아연 강판의 내부에 결합시킨 상태에서 탄성 체결구를 잡아당기면서 회전시켜 선조립 보 스트립을 삽입시킨 다음, 탄성 체결구를 반대 방향으로 회전시킨 다음 놓으면 탄발력에 의해 원위치로 복귀되면서 선조립 보 스트립을 고정시키도록 하는 선조립 보 스트립과 탄성 체결구를 이용한 합성보 시공 방법에 관한 것이다.

Description

선조립 보 스트립과 탄성 체결구를 이용한 합성보 시공 방법{METHOD FOR CONSTRUCTING COMPOSITE BEAM USING BAR ARRANGEMENT BEAM STRIP AND ELASTIC CONNECTION}
본 발명은 합성보 시공 방법에 관한 것으로서, 상세하게는 상면이 개구된 사각 박스 형태로 조립된 아연 강판의 양측면과 저면에 등간격으로 기체결된 탄성 체결구를 이용하여 선조립 보 스트립을 아연 강판의 내부에 결합시킨 상태에서 탄성 체결구를 잡아당기면서 회전시켜 선조립 보 스트립을 삽입시킨 다음, 탄성 체결구를 반대 방향으로 회전시킨 다음 놓으면 탄발력에 의해 원위치로 복귀되면서 선조립 보 스트립을 고정시키도록 하는 선조립 보 스트립과 탄성 체결구를 이용한 합성보 시공 방법에 관한 것이다.
현재 사용되고 있는 합성보 공법은 크게 철골 보가 콘크리트로 완전하게 감싸진 형태의 매입형 합성보와 철골보의 상부에 합성 슬래브를 시공하여 모멘트 성능을 극대화시킨 노출형 합성보로 대별할 수 있다.
매입형 합성보의 경우 규준에서 정한 피복 두께를 만족하면 별도의 전단연결재가 없어도 완전합성 거동을 하지만 시공성 및 경제성에서 불리하기 때문에 국내의 경우 적용 예가 많지 않다.
노출형 합성보는 철골 보의 상부에 콘크리트 슬래브를 시공하여 모멘트 성능을 극대화시킨 방식으로 높은 내하 성능 및 강성을 가지면서 경량으로 비교적 장스팬에 사용할 수 있다. 하지만 철골 보의 상부에 슬래브를 시공하기 때문에 층고가 증가하고 내화피복, 철골 보 상부 압축 플랜지 및 웨브의 국부좌굴 등의 문제점이 있다.
한편 최근에는 바닥 슬래브를 철골 보의 춤 내에 시공 가능하도록 바닥 슬래브를 춤이 깊은 데크 플레이트 혹은 속 빈 프리캐스트 콘크리트 슬래브를 사용하고 이를 지지할 수 있도록 철골 보의 하부 플랜지 폭이 확대된 비대칭 철골 보로 구성되는 슬림 플로어(Slim Floor) 공법이 다양하게 개발되어 사용되고 있다.
이를 보다 상세하게 설명하면, 국내 공개특허공보 제10-2018-0045140호에 게시된 고정작업이 필요없는 무해체 보 거푸집과 데크 플레이트의 결합구조는 보들의 외측에 설치되는 무해체 보거푸집(10)들의 상면에 데크 플레이트 받침판(11)을 절곡 형성하고, 바닥기판(21)의 상부에 고정 설치된 트리거 거더(22)의 양단부에 데크 수직 고정봉(23)이 구비된 데크 플레이트(20)를 두 보에 각각 설치되어 있는 두 무해체 보 거푸집(10) 사이에 재치시키되, 상기 데크 플레이트(20)의 바닥기판(21) 양측 일부를 포함하여 데크 수직 고정봉(23)들이 각각 두 무해체 보 거푸집(10)들의 데크 플레이트 받침판(11) 상면에 올려지도록 한 다음, 도 1과 같이 용접을 통해 상기 데크 플레이트(20)의 데크 수직 고정봉(23) 또는 바닥기판(21)을 무해체 보 거푸집(10)의 데크 플레이트 받침판(11)에 일체로 고정시켜 주거나 또는 도 2와 같이 나사못(40) 등을 이용하여 데크플레이트(20)의 바닥기판(21)을 무해체 보 거푸집(10)의 데크 플레이트 받침판(11)에 착탈 가능하게 고정시키는 결합구조를 갖고 있다,
또한, 스트립(32)을 보 거푸집(10) 내부에 돌출된 지지대에 삽입한 다음 접합 부위를 모두 용접한 후 철근(31)을 결합하여 스트립(32)을 고정시킨다.
그러나, 스트립과 지지대를 용접하는 경우 용접 개수가 많고, 용접 작업을 수행할 수 있는 공간이 부족하여 작업 시간이 증대되는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 국내 등록특허공보 제10-1959041호에 탈형 보 데크가 게시되어 있다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 상기 탈형 보 데크(A)는 거푸집을 형성하는 탈형 보 데크 플레이트 유닛(200)과, 탈형 보 데크 플레이트 유닛(200)의 탈형 보 데크용 스페이서(100)에 조립 배근되는 스트럽(240)과 측판지지용 철근(250), 스트럽(240)에 결선되는 주 철근(260)을 포함한다.
탈형 보 데크 플레이트(210)는 밑판용 탈형 보 데크 플레이트(200a)와 측판용 탈형 보 데크 플레이트(200b)(200b')로 구성된다.
밑판용 탈형 보 데크 플레이트(200a)와 측판용 탈형 보 데크 플레이트(200b)가 조립될 때 하측 모서리에는 코너 각관(300)이 놓인 상태에서 체결된다.
코너 각관(300)은 탈형 보 데크(A)를 장석 등에 받쳐 지지시키는 역할을 한다.
코너 각관(300), 밑판용 탈형 보 데크 플레이트(200a), 측판용 탈형 보 데크 플레이트(200b)(200b')가 길이가 긴 볼트와 너트(미도시)에 의해 체결 조립되면, 최상단 측판용 탈형 보 데크 플레이트(200b')의 조인트판(213b')에 목재 막대기(400)를 올려놓는다.
이 목재 막대기(400)는 탈형 보 데크(A)에 슬래브 데크(B)가 올려놓게 될 자재이다.
목재 막대기(400)에 슬래브 데크(B)의 양단을 올려놓은 후 못 등으로 박아 움직이지 못하게 하고, 콘크리트 타설이 완료된 후 못을 빼고 목재 막대기(400)도 제거한다.
이렇게 1개의 피스(미도시)로만 탈형 보 데크 플레이트(210)에 스페이서(100)를 체결하면, 운반 중이거나 현장 배근 중에 스페이서(100)가 임의로 헛돌아 풀어질 수 있다.
그러나, 이러한 탈형 보 데크는 각각의 U자형 스트립을 일일이 스페이서에 체결해야만 하기 때문에 선조립된 스트립을 사용하지 못하고, 이로 인해 작업 시간이 증대되는 문제점이 있다.
국내 공개특허공보 제10-2018-0045140호 국내 등록특허공보 제10-1959041호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 상면이 개구된 사각 박스 형태로 조립된 아연 강판의 양측면과 저면에 등간격으로 기체결된 탄성 체결구를 이용하여 선조립 보 스트립을 아연 강판의 내부에 결합시킨 상태에서 탄성 체결구를 잡아당기면서 회전시켜 선조립 보 스트립을 삽입시킨 다음, 탄성 체결구를 반대 방향으로 회전시킨 다음 놓으면 탄발력에 의해 원위치로 복귀되면서 선조립 보 스트립을 고정시키도록 하는 선조립 보 스트립과 탄성 체결구를 이용한 합성보 시공 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은,
상면이 개구된 사각 박스 형태로 조립된 아연 강판의 양측면과 저면에 등간격으로 탄성 체결구를 고정시키는 탄성 체결구 고정 공정과; 상기 탄성 체결구가 고정된 상기 아연 강판을 바닥 슬래브 구조물에 고정시키는 아연 강판 설치 공정과; 복수의 U자형의 밴딩 철근을 와이어로 고정시킨 선조립 보 스트립을 상기 아연 강판 내부에서 상기 밴딩 철근이 상기 탄성 체결구와 대응되는 위치에 삽입하는 선조립 보 스트립 삽입 공정과; 상기 탄성 체결구를 잡아당기면서 회전시켜 상기 선조립 보 스트립과 결합시킨 다음, 상기 탄성 체결구를 반대 방향으로 회전시킨 다음 놓으면 탄발력에 의해 원위치로 복귀시켜 선조립 보 스트립을 고정시키는 선조립 보 스트립 고정 공정과; 상기 선조립 보 스트립 내부에 연결 철근을 길이 방향으로 삽입하여 고정시키는 연결 철근 고정 공정과; 상기 아연 강판 내부에 콘크리트를 타설한 후 양생하여 합성보를 형성하는 타설 공정; 및 상기 합성보의 양생이 완료되면 상기 탄성 체결구를 제거하는 탄성 체결구 제거 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
여기에서, 상기 탄성 체결구는 막대 형태로 일측이 절곡되고, 타측에 나사산이 형성되어 절곡 부위가 상기 아연 강판 내측에 위치하는 본체와; 상기 본체의 나사산에 체결되는 고정 너트와; 상기 고정 너트와 상기 아연 강판 사이에 위치하는 코일 스프링; 및 상기 아연 강판과 상기 본체의 절곡 부위 사이에 위치하는 스페이서로 이루어진다.
여기에서 또한, 상기 본체는 상기 합성보에서 제거시 노출 부위를 용이하게 절단하여 제거하도록 V자 형태의 절단홈이 구비된다.
여기에서 또, 상기 스페이서는 폭 또는 높이 조절이 가능하도록 2단 나사 구조로 형성된다.
여기에서 또, 상기 아연 강판에는 상기 코일 스프링의 압축시 변형을 방지하도록 와셔와 보강판이 구비된다.
상기와 같이 구성되는 본 발명인 선조립 보 스트립과 탄성 체결구를 이용한 합성보 시공 방법에 따르면, 상면이 개구된 사각 박스 형태로 조립된 아연 강판의 양측면과 저면에 등간격으로 기체결된 탄성 체결구를 이용하여 선조립 보 스트립을 아연 강판의 내부에 결합시킨 상태에서 탄성 체결구를 잡아당기면서 회전시켜 선조립 보 스트립을 삽입시킨 다음, 탄성 체결구를 반대 방향으로 회전시킨 다음 놓으면 탄발력에 의해 원위치로 복귀되면서 선조립 보 스트립을 고정시킴으로써 작업 시간을 상대적으로 단축시킬 수 있다.
도 1 및 도 2는 종래의 고정작업이 필요없는 무해체 보 거푸집과 데크 플레이트의 결합구조를 나타낸 도면이다.
도 3 및 도 4는 종래의 탈형 보 데크를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 선조립 보 스트립과 탄성 체결구를 이용한 합성보 시공 방법에 적용된 아연 강판, 탄성 체결구 및 선조립 보 스트립의 구성을 나타낸 단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 선조립 보 스트립과 탄성 체결구를 이용한 합성보 시공 방법을 설명하기 위한 공정도이다.
도 7a 내지 7f는 본 발명에 따른 선조립 보 스트립과 탄성 체결구를 이용한 합성보 시공 방법의 각 공정을 설명하기 위한 설명도이다.
이하, 본 발명에 따른 선조립 보 스트립과 탄성 체결구를 이용한 합성보 시공 방법에 따른 아연 강판, 탄성 체결구 및 선조립 보 스트립의 구성을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 선조립 보 스트립과 탄성 체결구를 이용한 합성보 시공 방법에 적용된 아연 강판, 탄성 체결구 및 선조립 보 스트립의 구성을 나타낸 단면도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 선조립 보 스트립과 탄성 체결구를 이용한 합성보 시공 방법에 따르면 아연 강판(110), 탄성 체결구(120) 및 선조립 보 스트립(130)으로 구성된다.
먼저, 아연 강판(110)은 두께 1㎜의 3개의 판이 각각 절곡 형성되고, 측면과 바닥면 연결 부위가 각각 V자 형태로 절곡되어 상호 겹침 이음 구조(111)를 갖는다. 또한, 아연 강판(110)은 양측면 상단이 외측으로 수평하게 절곡되어 날개(113)가 구비되고, 하기에서 설명할 탄성 체결구(120)가 삽입되도록 결합홀(115)이 구비된다.
그리고, 탄성 체결구(120)는 본체(121)와, 고정 너트(123)와, 코일 스프링(125) 및 스페이서(127)로 구성된다.
본체(121)는 금속 재질 또는 합성수지 재질로 막대 형태로 일측이 절곡되고, 타측에 나사산이 형성되어 절곡 부위가 아연 강판(110) 내측에 위치한다. 이때, 본체(121)는 합성보에서 제거시 노출 부위를 용이하게 절단하여 제거하도록 V자 형태의 절단홈(122)이 구비된다.
고정 너트(123)는 본체(121)의 나사산에 체결된다.
코일 스프링(125)은 고정 너트(123)와 아연 강판(110) 사이에 위치한다.
스페이서(127)는 합성수지 재질로 원형 막대 형태로 형성되고, 내부에 본체(121)가 관통되어 아연 강판(110)과 본체(121)의 절곡 부위 사이에 위치한다. 이때, 스페이서(127)는 폭 또는 높이 조절이 가능하도록 2단 나사 구조로 형성된다.
또한, 선조립 보 스트립(130)은 공장에서 기제작되어 설치 위치로 이동되는 것으로 복수의 U자형의 밴딩 철근(131)을 와이어(133)로 고정시킨 제작한다.
이하, 본 발명에 따른 선조립 보 스트립과 탄성 체결구를 이용한 합성보 시공 방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 6은 본 발명에 따른 선조립 보 스트립과 탄성 체결구를 이용한 합성보 시공 방법을 설명하기 위한 공정도이고, 도 7a 내지 7f는 본 발명에 따른 선조립 보 스트립과 탄성 체결구를 이용한 합성보 시공 방법의 각 공정을 설명하기 위한 설명도이다.
도 6 내지 도 7f를 참조하면, 본 발명에 따른 선조립 보 스트립과 탄성 체결구를 이용한 합성보 시공 방법은 탄성 체결구 고정 공정(S10)과, 아연 강판 설치 공정(S20)과, 선조립 보 스트립 삽입 공정(S30)과, 선조립 보 스트립 고정 공정(S40)과, 연결 철근 고정 공정(S50)과, 타설 공정(S60) 및 탄성 체결구 제거 공정(S70)으로 이루어진다.
《탄성 체결구 고정 공정-S10》
먼저, 공장에서 상면이 개구된 사각 박스 형태로 조립된 아연 강판(110)의 양측면과 저면에 등간격으로 탄성 체결구(120)를 고정시킨다. 이때, 아연 강판(110)과 코일 스프링(125) 사이에 와셔(W)와 보강판(P)을 삽입하여 아연 강판(110)이 변형되는 것을 방지하고, 탄성 체결구(120)의 고정 너트(123)와 코일 스프링(125) 사이에도 와셔(W)를 설치하는 것을 바람직하다.
《아연 강판 설치 공정-S20》
그리고, 도 7a에 도시된 바와 같이 각각 공장에서 기제작된 탄성 체결구(120)가 고정된 아연 강판(110)과 선조립 보 스트립(130)을 설치 현장으로 이송시킨 상태에서 아연 강판(110)의 날개(113)를 이용하여 바닥 슬래브 구조물(철근, 데크 플레이트 등)(S)에 고정시킨다. 이때, 탄성 체결구(120)의 스페이서(127)를 통해 폭 또는 높낮이를 조절하여 선조립 보 스트립(130)의 수평을 맞출 수 있다.
《선조립 보 스트립 삽입 공정-S30》
아연 강판(110)의 설치가 완료되면, 도 7b에 도시된 바와 같이 선조립 보 스트립(130)을 아연 강판(110) 내부에서 밴딩 철근(131)이 탄성 체결구(120)와 대응되는 위치에 삽입한다.
《선조립 보 스트립 고정 공정-S40》
이어서, 도 7c에 도시된 바와 같이 작업자가 탄성 체결구(120)의 본체(121)를 아연 강판(110) 내측으로 잡아당기면서 회전시키면, 코일 스프링(125)이 압축되면서 본체(121)가 내측으로 이동하면서 선조립 보 스트립(130)의 밴딩 철근(131)과 간섭이 없어지고, 다시 탄성 체결구(120)를 반대 방향으로 회전시킨 다음 놓으면 코일 스프링(125)의 탄발력에 의해 본체(121)가 원위치로 복귀되면서 선조립 보 스트립(130)을 가압 고정시킨다.
《연결 철근 고정 공정-S50》
선조립 보 스트립(130)의 고정이 완료되면, 도 7d에 도시된 바와 같이 선조립 보 스트립(130) 내부에 연결 철근(R1)을 길이 방향으로 삽입하여 고정시킨다. 이때, 선조립 보 스트립(130) 상부에 선조립 철근(R2)을 더 결합할 수 있다.
《타설 공정-S60》
그런 다음, 도 7e에 도시된 바와 같이 아연 강판(110) 내부에 콘크리트를 타설한 후 양생하여 아연 강판(110), 탄성 체결구(120), 선조립 보 스트립(130) 및 연결 철근(R)이 일체화된 합성보를 형성한다.
《탄성 체결구 제거 공정-S70》
합성보의 양생이 완료되면, 도 7f에 도시된 바와 같이 탄성 체결구(120)의 고정 너트(123)를 제거한 다음, 코일 스프링(125), 와셔(W) 및 보강판(P)을 제거한 다음, 본체(121)의 절단홈(122)을 공구를 이용하여 절단하여 본체(121)의 노출 부위를 제거한다.
본 발명은 다양하게 변형될 수 있고 여러 가지 형태를 취할 수 있으며 상기 발명의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시 예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 발명은 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
110 : 아연 강판 120 : 탄성 체결구
121 : 본체 123 : 고정 너트
125 : 코일 스프링 127 : 스페이서
130 : 선조립 보 스트립 P : 보강판
R1 : 연결 철근 S : 바닥 슬래브 구조물
W : 와셔

Claims (5)

  1. 상면이 개구된 사각 박스 형태로 조립된 아연 강판의 양측면과 저면에 등간격으로 탄성 체결구를 고정시키는 탄성 체결구 고정 공정과;
    상기 탄성 체결구가 고정된 상기 아연 강판을 바닥 슬래브 구조물에 고정시키는 아연 강판 설치 공정과;
    복수의 U자형의 밴딩 철근을 와이어로 고정시킨 선조립 보 스트립을 상기 아연 강판 내부에서 상기 밴딩 철근이 상기 탄성 체결구와 대응되는 위치에 삽입하는 선조립 보 스트립 삽입 공정과;
    상기 탄성 체결구를 잡아당기면서 회전시켜 상기 선조립 보 스트립과 결합시킨 다음, 상기 탄성 체결구를 반대 방향으로 회전시킨 다음 놓으면 탄발력에 의해 원위치로 복귀시켜 선조립 보 스트립을 고정시키는 선조립 보 스트립 고정 공정과;
    상기 선조립 보 스트립 내부에 연결 철근을 길이 방향으로 삽입하여 고정시키는 연결 철근 고정 공정과;
    상기 아연 강판 내부에 콘크리트를 타설한 후 양생하여 합성보를 형성하는 타설 공정; 및
    상기 합성보의 양생이 완료되면 상기 탄성 체결구를 제거하는 탄성 체결구 제거 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 선조립 보 스트립과 탄성 체결구를 이용한 합성보 시공 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 탄성 체결구는,
    막대 형태로 일측이 절곡되고, 타측에 나사산이 형성되어 절곡 부위가 상기 아연 강판 내측에 위치하는 본체와;
    상기 본체의 나사산에 체결되는 고정 너트와;
    상기 고정 너트와 상기 아연 강판 사이에 위치하는 코일 스프링; 및
    상기 아연 강판과 상기 본체의 절곡 부위 사이에 위치하는 스페이서로 이루어지는 것을 특징으로 하는 선조립 보 스트립과 탄성 체결구를 이용한 합성보 시공 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 본체는,
    상기 합성보에서 제거시 노출 부위를 용이하게 절단하여 제거하도록 V자 형태의 절단홈이 구비되는 것을 특징으로 하는 선조립 보 스트립과 탄성 체결구를 이용한 합성보 시공 방법.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 스페이서는,
    폭 또는 높이 조절이 가능하도록 2단 나사 구조로 형성되는 것을 특징으로 하는 선조립 보 스트립과 탄성 체결구를 이용한 합성보 시공 방법.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 아연 강판에는,
    상기 코일 스프링의 압축시 변형을 방지하도록 와셔와 보강판이 구비되는 것을 특징으로 하는 선조립 보 스트립과 탄성 체결구를 이용한 합성보 시공 방법.
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