KR102079674B1 - 연속 시공을 위한 프리캐스트 콘크리트 기둥 - Google Patents

Abstract

본 발명은 미리 공장에서 제작되어 현장에서 설치되는 프리캐스트 콘크리트 기둥과 보를 현장에서 시공하는 방법으로서, 프리캐스트 콘크리트 기둥의 사이에 프리캐스트 콘크리트 보를 설치하는 과정에서, 프리캐스트 콘크리트 기둥에 프리캐스트 콘크리트 보의 단부에 설치된 보연결철물에 체결된 보연결철근의 단부를 끼워서 고정하고, 하층의 프리캐스트 콘크리트 기둥의 위에 상층의 프리캐스트 콘크리트 기둥을 설치하는 과정에서, 하층의 프리캐스트 콘크리트 기둥의 상부로 돌출된 철근 중 적어도 일부와 상층의 프리캐스트 콘크리트 기둥의 하부에 설치된 기둥연결철물을 체결함으로써, 프리캐스트 콘크리트 보의 설치과정에서 접합부 콘크리트 타설 및 토핑 콘크리트 타설을 수행하지 않은 상태에서, 프리캐스트 콘크리트 기둥과 프리캐스트 콘크리트 보를 시공하며, 상기 보연결철물은 내부가 비어 있고 상면이 개방된 구조물로서, 단부에 형성된 관통공에 상기 보연결철근이 삽입되고, 상기 보연결철근의 단부가 프리캐스트 콘크리트 기둥에 끼워진 상태에서 상기 보연결철근의 표면에 형성된 나사산에 너트를 체결하여 보연결철근과 보연결철물을 체결하고, 상기 기둥연결철물은 내부가 비어 있고 측면 일부가 프리캐스트 콘크리트 기둥 외면으로 개방된 구조물로서, 하단에 형성된 관통공에 하층의 프리캐스트 콘크리트 기둥의 철근 단부가 삽입되고, 상기 하층의 프리캐스트 콘크리트 기둥의 철근 표면에 형성된 나사산에 너트를 체결하여 하층의 프리캐스트 콘크리트 기둥의 철근과 기둥연결철물을 체결하는 것을 특징으로 한다.

Description

연속 시공을 위한 프리캐스트 콘크리트 기둥{PRECAST CONCRETE COLUMN FOR USED BY CONTINUOUS CONSTRUCTION METHOD}

본 발명은 프리캐스트 콘크리트 기둥과 보 및 이를 이용한 시공 방법에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 프리캐스트 콘크리트 기둥과 보를 연속적으로 시공할 수 있는 방법에 관한 것이다.

일반적으로 프리캐스트 콘크리트 공법이라 함은 건축물을 이루는 주요 구성요소인 기둥, 보, 슬래브 등을 미리 공장에서 단위 유닛의 형태로 제작하고, 이러한 프리캐스트 유닛을 현장으로 반입하여 단순히 조립만 하거나 일부분을 타설함으로써 건축물을 시공하는 공법이다.

이러한 프리캐스트 콘크리트 공법은 현장작업을 최소화할 수 있어 시공효율을 향상시킬 수 있고 공사 기간을 대폭 단축할 수 있으며 일정한 품질을 확보할 수 있는 장점이 있다. 따라서 최근에는 이러한 프리캐스트 콘크리트 공법에 의해 시공되는 건축물이 급속히 증가하는 추세이다.

도 12는 종래의 방법으로 프리캐스트 콘크리트 기둥과 보를 다층으로 시공한 모습을 나타낸다.

도 12를 기준으로 프리캐스트 콘크리트 기둥과 보를 다층으로 시공하는 종래의 과정을, 하층 프리캐스트 콘크리트 기둥(100)의 위에 상층 프리캐스트 콘크리트 기둥(200)을 설치하는 과정에 대해서 설명하며, 2층 이상의 구조를 형성하는 경우에는 아래의 방법을 반복하게 된다.

종래에는, 하층 프리캐스트 콘크리트 기둥(100)의 위에 상층 프리캐스트 콘크리트 기둥(200)을 설치하기 전에, 하층 프리캐스트 콘크리트 기둥(100)에 연결되는 프리캐스트 콘크리트 보(300)를 설치하여, 접합부 콘크리트와 토핑 콘크리트(400)를 현장에서 타설하여 완전히 굳은 다음에 그 위에 상층 프리캐스트 콘크리트 기둥(200)을 설치하였다.

이때, 하나의 층에 대하여 현장 타설 공정이 완료된 이후에 다음 층의 기둥을 설치하여야 하고, 결국 하나의 프리캐스트 콘크리트 기둥의 위에 위층의 프리캐스트 콘크리트 기둥을 설치할 때까지 각각 1주일 내외의 시간이 소요되기 때문에, 다층을 구성할 때에 시간이 많이 소요되는 문제가 있다.

대한민국 등록특허 10-0937745

본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서 프리캐스트 콘크리트 기둥과 보만을 먼저 연속적으로 시공할 수 있는 연속시공 방법 및 그에 사용되는 프리캐스트 콘크리트 기둥과 보를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 프리캐스트 콘크리트 기둥과 보의 연속 시공 방법은, 미리 공장에서 제작되어 현장에서 설치되는 프리캐스트 콘크리트 기둥과 보를 현장에서 시공하는 방법으로서, 프리캐스트 콘크리트 기둥의 사이에 프리캐스트 콘크리트 보를 설치하는 과정에서, 프리캐스트 콘크리트 보의 단부에 설치된 보연결철물에 체결된 보연결철근의 단부를 프리캐스트 콘크리트 기둥에 끼워서 고정하고, 하층의 프리캐스트 콘크리트 기둥의 위에 상층의 프리캐스트 콘크리트 기둥을 설치하는 과정에서, 하층의 프리캐스트 콘크리트 기둥의 상부로 돌출된 철근 중 적어도 일부와 상층의 프리캐스트 콘크리트 기둥의 하부에 설치된 기둥연결철물을 체결함으로써, 프리캐스트 콘크리트 보의 설치과정에서 접합부 콘크리트 타설 및 토핑 콘크리트 타설을 수행하지 않은 상태에서, 프리캐스트 콘크리트 기둥과 프리캐스트 콘크리트 보를 시공하며, 상기 보연결철물은 내부가 비어 있고 상면이 개방된 구조물로서, 단부에 형성된 관통공에 상기 보연결철근이 삽입되고, 상기 보연결철근의 단부가 프리캐스트 콘크리트 기둥에 끼워진 상태에서 상기 보연결철근의 표면에 형성된 나사산에 너트를 체결하여 보연결철근과 보연결철물을 체결하고, 상기 기둥연결철물은 내부가 비어 있고 측면 일부가 프리캐스트 콘크리트 기둥 외면으로 개방된 구조물로서, 하단에 형성된 관통공에 하층의 프리캐스트 콘크리트 기둥의 철근 단부가 삽입되고, 상기 하층의 프리캐스트 콘크리트 기둥의 철근 표면에 형성된 나사산에 너트를 체결하여 하층의 프리캐스트 콘크리트 기둥의 철근과 기둥연결철물을 체결하는 것을 특징으로 한다.

보연결철근과 보연결철물을 체결하는 과정에서, 상기 보연결철물을 사이에 두고 양쪽 각각에 너트가 체결되는 것이 바람직하다.

보연결철근의 단부는 프리캐스트 콘크리트 기둥에 삽입 설치된 커플러에 끼워 고정되는 것으로 구성될 수 있다.

하층의 프리캐스트 콘크리트 기둥의 철근과 기둥연결철물을 체결하는 과정에서, 상기 기둥연결철물을 사이에 두고 양쪽 각각에 너트가 체결되는 것이 바람직하다.

프리캐스트 콘크리트 보의 단부 가운데에 소정 거리 돌출되는 돌출부가 형성되고 상기 보연결철물은 적어도 일부가 상기 돌출부에 설치되며, 프리캐스트 콘크리트 기둥의 사이에 프리캐스트 콘크리트 보를 설치하는 과정에서, 프리캐스트 콘크리트 기둥과 상기 돌출부의 사이에 끼움쇠를 끼워 넣는 것이 바람직하다.

본 발명의 다른 형태에 의한 프리캐스트 콘크리트 기둥은, 미리 공장에서 제작되어 현장에서 설치되는 프리캐스트 콘크리트 기둥으로서, 프리캐스트 콘크리트 보의 단부가 올라가는 브라켓이 설치된 기둥 몸체; 상기 기둥 몸체에 수직하게 설치되고 상부의 일부분이 노출된 철근; 상기 기둥 몸체의 하단에 설치되며, 다른 프리캐스트 콘크리트 기둥의 상부에 노출된 철근 중에 일부가 삽입될 수 있는 하나 이상의 슬리브; 및 상기 기둥 몸체의 하단에 설치되며, 내부가 비어 있고 측면 일부가 기둥 몸체의 외면으로 개방되고 하단에 관통공이 형성되어, 다른 프리캐스트 콘크리트 기둥의 상부에 노출된 철근 중에 일부가 삽입될 수 있는 하나 이상의 기둥연결철물을 포함하며, 상기 철근과 상기 슬리브 및 기둥연결철물의 위치는 서로 대응되며, 상기 기둥연결철물에 대응되는 위치에 설치된 철근은 적어도 일부에 나사산이 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 기둥 몸체의 평단면이 4각형이고, 상기 기둥연결철물이 적어도 4개이며, 상기 기둥연결철물이 상기 기둥 몸체 평단면의 4개 모서리에 위치하는 것이 바람직하다.

상기 기둥연결철물이 기둥 몸체의 외면으로 개방된 방향이 상기 기둥 몸체 평단면의 모서리 방향인 것이 좋다.

상기 기둥연결철물의 상단에도 관통공이 형성되고, 상기 철근의 하단이 관통공에 삽입된 상태로 너트를 체결하여 고정된 것이 바람직하다.

상기 기둥연결철물의 측면에 끝부분이 체결되고 나머지 부분은 상기 기둥 몸체에 위치하는 고정볼트를 더 포함할 수 있다.

상기 기둥연결철물이 상기 기둥 몸체의 외측면보다 소정 간격 안쪽에 위치하는 것이 바람직하다.

상기 브라켓의 소정 간격 위쪽에 삽입 설치되며 철근을 끼워서 고정할 수 있는 커플러를 더 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 또 다른 형태에 의한, 프리캐스트 콘크리트 보는, 미리 공장에서 제작되어 현장에서 설치되는 프리캐스트 콘크리트 보로서, 수평 방향으로 길게 제작된 보 몸체; 상기 보 몸체에 수평하게 설치되고 양단의 일부분이 노출된 철근; 상기 보 몸체의 양단에 설치되며, 내부가 비어 있고 상면이 보 몸체의 외면으로 개방되고 단부에 관통공이 형성된 보연결철물; 및 상기 관통공에 끼워져 위치하는 보연결철근을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 보연결철물의 단부에 복수의 관통공이 형성되고, 각 관통공에 보연결철근이 끼워지며, 상기 보연결철물의 내부 공간에는 프리캐스트 콘크리트 보의 길이 방향으로 공간을 분할하는 중간판이 설치되는 것이 바람직하다.

상기 보 몸체의 양단 가운데에 소정 거리 돌출되는 돌출부가 형성되고, 상기 보연결철물의 적어도 일부가 상기 돌출부에 설치된 것이 바람직하다.

상기 돌출부의 단부보다 상기 보연결철물의 단부가 소정 간격 안쪽에 위치하는 것이 좋다.

상기 보 몸체의 양단 가장자리에 수평방향으로 연장된 연장부를 더 포함하며, 연장부는 상기 보 몸체의 양단 가장자리 중에 한쪽에만 형성되어 단부가 L자 형태인 것이 바람직하다.

상기 연장부가 형성된 쪽에 노출된 철근보다 상기 연장부가 형성되지 않은 쪽에 노출되는 철근의 길이가 짧고 커플러에 의해서 길이가 연장된 것일 수 있다.

상기 커플러는 내부에 나사산이 형성되고, 연결되는 철근들의 단부에 형성된 나사산과 체결되어 보 철근이 연장되며, 내부에 나사산이 형성되어 커플러의 양쪽에 추가적으로 나사체결되는 보조커플러를 더 포함할 수 있다.

상술한 바와 같이 구성된 본 발명은, 프리캐스트 콘크리트 기둥과 보를 연속적으로 먼저 시공하고 접합부 콘크리트와 토핑 콘크리트는 나중에 타설함으로써, 각층의 현장 타설에 의한 콘크리트가 양생되는 시간동안 프리캐스트 콘크리트 기둥과 보를 시공하지 못하였던 문제를 해결할 수 있는 효과가 있다.

또한, 접합부 콘크리트와 토핑 콘크리트의 현장 타설을 각 층별로 따로 수행하던 종래에 비하여, 전체 콘크리트 현장 타설과 양생에 소요되는 시간이 크게 감소하여 전체 공정 시간이 많이 단축되는 뛰어난 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 프리캐스트 콘크리트 기둥의 단면도이고, 도 2는 철근의 배치를 설명하기 위한 도면이며, 도 3은 도 1에서 기둥연결철물을 확대한 확대도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 프리캐스트 콘크리트 기둥에 설치된 기둥연결철물의 설치방향을 설명하기 위한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 프리캐스트 콘크리트 보를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 프리캐스트 콘크리트 보의 단부를 확대한 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따라서 프리캐스트 콘크리트 기둥과 보를 시공하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따라서 프리캐스트 콘크리트 보를 프리캐스트 콘크리트 기둥에 체결한 모습을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따라서 프리캐스트 콘크리트 기둥을 서로 체결한 모습을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 실시예의 기둥연결철물에 무수축 모르타르를 충진하는 방법을 설명하는 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 프리캐스트 콘크리트 보의 보 철근을 커플러로 연결하는 모습을 확대한 도면이다.
도 12는 종래의 방법으로 프리캐스트 콘크리트 기둥과 보를 다층으로 시공한 모습을 나타낸다.

첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다.

그러나 본 발명의 실시형태는 여러 가지의 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로만 한정되는 것은 아니다. 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.

그리고 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 또는 "구비"한다고 할 때, 이는 특별이 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함하거나 구비할 수 있는 것을 의미 한다.

또한, "제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 프리캐스트 콘크리트 기둥의 단면도이고, 도 2는 철근의 배치를 설명하기 위한 도면이며, 도 3은 도 1에서 기둥연결철물을 확대한 확대도이다. 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 프리캐스트 콘크리트 기둥에 설치된 기둥연결철물의 설치방향을 설명하기 위한 단면도이다.

프리캐스트 콘크리트 기둥은 미리 공장에서 제작되어 현장에서 설치되는 프리캐스트 철근콘크리트 시공 방법에 적용되는 기둥이다. 프리캐스트 콘크리트 시공 방법은 미리 제작된 기둥과 보를 현장에서 설치 및 결합하는 시공방법이며, 현장에 기둥과 보를 위한 거푸집을 세우지 않으며, 기둥과 보를 결합하는 과정에서 일부의 현장 타설 콘크리트를 타설하여 시공된다. 도시된 본 실시예의 프리캐스트 콘크리트 기둥(1000)은 기둥 몸체(1100)와 두 종류의 기둥 철근(1200) 및 두 종류의 하부 결합부(1300)를 포함한다.

기둥 몸체(1100)는 내부에 철근을 포함하여 제작되는 프리캐스트 콘크리트 기둥의 몸체이며, 중간에 프리캐스트 콘크리트 보를 설치하기 위하여 측면으로 돌출된 브라켓(1120)이 형성되고, 단면이 4각형인 것을 제외하고 프리캐스트 콘크리트 기둥의 구성이 제한 없이 적용될 수 있다.

기둥 철근(1200)은 기둥 몸체(1100)에 길이 방향으로 수직하게 삽입되어 적어도 일부는 기둥 몸체(1100)의 위쪽으로 노출되며, 본 실시예의 프리캐스트 콘크리트 기둥은 2종류의 철근을 사용한다. 일반적인 스플라이스 슬리브(splice sleeve) 연결을 수행하는 제1철근(1220)과 볼트 연결을 위하여 나사산이 형성된 제2철근(1240)을 함께 사용하며, 도 2에 도시된 것과 같이 기둥의 단면에 맞추어 8개의 기둥 철근(1200)을 정사각형으로 배치한다. 이때, 정사각형의 모서리에 해당하는 부분에 제2철근(1240)을 배치한다. 철근의 개수와 배치는 이에 한정된 것은 아니지만, 프리캐스트 콘크리트 기둥의 단면 형태인 사각형의 모서리 측에 배치되는 철근에는 적용되는 철근의 형태는 제2철근(1240)으로 특정된다. 제2철근(1240)은 전체 표면에 나사산이 형성될 수도 있으나, 그에 한정되는 것은 아니며, 나사체결을 수행하는 부분에만 나사산이 형성될 수 있다. 이때, 적어도 상부로 도출된 부분에는 나사산이 형성되어야 하며, 본 실시예에서는 하단에도 기둥연결철물(1340)을 결합하기 위한 나사산이 형성되어 있다. 그리고 기둥 몸체(1100)의 상부로 노출된 길이에 있어서는, 제1철근(1220)이 상대적으로 더 길게 노출되어 있고, 제2철근(1240)은 상대적으로 더 짧게 노출된다.

하부 결합부(1300)는 아래쪽에 위치하는 기둥의 위쪽으로 노출된 기둥 철근이 결합되어 연속배근의 형태로 다층 기둥을 연결하기 위한 부분이다. 종래에는 하부 결합부(1300)가 모두 슬리브로 구성되어 있었으나, 본 발명은 슬리브에 의한 연결과 기둥연결철물에 의한 나사 결합을 동시에 적용하는 점에 특징이 있다. 우선 스플라이스 슬리브 연결을 위한 제1철근(1220)에 대응되는 위치에는 종래와 같은 슬리브(1320)가 형성되며, 제2철근(1240)에 대응되는 위치에는 기둥연결철물(1340)이 설치된다.

기둥연결철물(1340)은 기둥 몸체(1100)의 모서리에 설치되고, 내부가 비어 있으며 기둥 몸체(1100)의 외부방향으로 1면 이상이 개방된 박스(box) 또는 바구니 형태이다. 도시된 것과 같이, 본 실시예의 기둥연결철물(1340)은 상부판(1341)과 측면판(1342) 및 하부판(1343)을 포함하고, 전체적으로 기둥 몸체(1100)에 삽입된 구조이기 때문에 상부판(1341)과 측면판(1342)은 기둥 몸체(1100)에 접하며, 하부판(1343)은 기둥 몸체(1100)의 하면에 노출되어 있다. 이때 상부판(1341)에 형성된 관통공에 제2철근(1240)의 하단부가 삽입되고, 제2철근(1240) 하단의 나사산에 체결된 너트(1345)와 와셔(1346)에 의해서 기둥연결철물(1340)의 위치가 안정적으로 고정된다. 한편, 추가적으로 기둥연결철물(1340)의 측면판(1342)을 고정하기 위한 고정볼트(1344)를 기둥 몸체(1100)에 삽입하고 그 끝부분을 측면판(1342)과 체결함으로써, 기둥연결철물(1340)의 아래쪽에 가해지는 하중에 의해서 측면판(1342)이 휘어져 이탈되는 것을 방지할 수 있다. 그리고 기둥연결철물(1340)의 하부판(1343)에는 하층에 해당하는 기둥의 철근이 삽입되는 관통공이 형성된다. 이때, 상부판(1341)에 형성된 관통공에는 프리캐스트 콘크리트 기둥의 제조과정에서 제2철근(1240)의 하단이 삽입 및 고정되기 때문에, 상부판(1341)의 관통공은 제2철근(1240)의 두께에 딱 맞추는 것이 가능하다. 반면, 하부판(1343)은 현장에서 아래쪽에 위치하는 프리캐스트 콘크리트 기둥의 철근을 삽입하여 체결하기 때문에, 위치 조절을 위하여 철근의 두께보다 여유 있는 크기로 형성하는 것이 바람직하며, 결국 상부판(1341)의 관통공보다 하부판(1343)의 관통공을 더 크게 형성한다.

그리고 추후에 자세하게 설명하겠지만, 본 실시예의 기둥연결철물(1340)은 내부가 비어 있고 적어도 일면이 기둥 몸체(1100)의 외부로 개방된 형태이기 때문에, 하부판(1343)에 나사 체결 작업 등을 수행하는 것이 가능하다. 이때, 기둥연결철물(1340)이 기둥 몸체(1100)의 외부로 개방되는 방향은, 기둥연결철물(1340)의 배치 방향에 의해서 조절되며, 도 4의 위에 도시된 것과 같이 직각으로 배치하여 측면판(1342) 중에 하나가 노출되고 기둥연결철물(1340) 사이의 순간격이 좁아지는 것보다, 도 4의 아래에 도시된 것과 같이 경사지게 엇 배치하는 것이 바람직하다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 프리캐스트 콘크리트 보를 설명하기 위한 도면이고, 도 6은 프리캐스트 콘크리트 보의 단부를 확대한 도면이다.

프리캐스트 콘크리트 기둥과 마찬가지로 프리캐스트 콘크리트 보(2000)는 미리 공장에서 제작되어 현장에서 설치되는 프리캐스트 철근콘크리트 시공 방법에 적용되는 보(거더)이다. 도시된 프리캐스트 콘크리트 보는 보 몸체(2100), 보 철근(2200) 및 보연결철물(2300)을 포함하며, 양단이 프리캐스트 콘크리트 기둥에 연결되는 쌍보 형태이다.

보 몸체(2100)는 내부에 철근을 포함하여 제작되는 프리캐스트 콘크리트 보의 몸체이며, 끝에 보연결철물(2300)이 설치된 것을 제외하고 프리캐스트 콘크리트 기둥의 구성이 제한 없이 적용될 수 있다. 다만, 본 실시예에서는 프리캐스트 콘크리트 기둥(1000)의 브라켓(1120)에 올라가는 면적을 늘리기 위해서, 프리캐스트 콘크리트 기둥(1000)의 주변을 따라서 수평방향으로 연장되는 연장부(2120)를 형성함에 있어서, 한쪽에만 연장부(2120)를 형성하였다. 이와 같이, 한쪽에만 연장부(2120)를 형성한 L자 구조를 적용함으로써, 연장부(2120)가 형성되지 않은 방향을 통해 수평이동으로 프리캐스트 콘크리트 보(2000)를 미리 설치된 프리캐스트 콘크리트 기둥(1000) 사이에서 원하는 위치로 이동시킬 수 있다. 연장부(2120)는 접합부 콘크리트를 타설할 때에 콘크리트의 유출을 방지하는 타설막이의 역할과 상부 프리캐스트 콘크리트 슬래브를 설치할 때에 받침의 역할을 수행할 수 있다.

보 철근(2200)은 보 몸체(2100)에 길이 방향으로 수평하게 삽입되어 적어도 일부는 보 몸체(2100)의 측면으로 노출된다. 보 철근(2200)은 프리캐스트 콘크리트 보(2000)의 설치 이후에, 기둥 후프 철근 등과 함께 기둥 몸체(1100)의 주변을 감싸도록 위치하며, 현장 타설되는 콘크리트가 보 철근(2200)을 감싸면서 타설되기 때문에 프리캐스트 콘크리트 기둥(1000)과 프리캐스트 콘크리트 보(2000)를 단단하게 고정하는 역할을 한다. 다만, 앞서 살펴본 것과 같이, 한쪽에만 연장부(2120)를 형성한 L자 구조를 적용하여 수평이동으로 프리캐스트 콘크리트 보(2000)를 프리캐스트 콘크리트 기둥(1000)의 사이에 이동시키기 위해서는, 연장부(2120)가 형성되지 않은 쪽에 노출된 보 철근(2200)은 프리캐스트 콘크리트 기둥(1000)에 걸리지 않을 정도로 짧게 형성하되, 커플러(2210)를 통해서 철근의 길이를 연장할 수 있는 구조를 적용한다.

도 11은 본 발명의 실시예에 따른 프리캐스트 콘크리트 보의 보 철근을 커플러로 연결하는 모습을 확대한 도면이다.

본 실시예에서는 보 몸체(2100)에서 도출된 짧은 보 철근의 단부와 연장을 위한 보 철근의 단부가 각각 커플러(2210)에 삽입되어 연장되는 구조이며, 보 철근(2200)을 연결하는 커플러(2210)는 내부에 나사산이 형성되고, 커플러(2210)에 삽입된 보 철근의 표면에도 나사산이 형성되어 커플러(2210)에 나사결합된다. 이때, 커플러(2210)와 보 철근의 나사산에 다소의 유격이 형성되며, 이를 보완하기 위해서 커플러(2210)의 양측에 내부에 나사산이 형성된 보조커플러(2211, 2212)를 추가하였다. 이와 같이 보조커플러(2211, 2212)가 메인 커플러(2210)의 양쪽을 조여서 밀어줌으로써, 메인 커플러(2210)와 보 철근(2200) 사이의 유격에 의한 문제가 발생하지 않는다.

보연결철물(2300)은 프리캐스트 콘크리트 기둥의 브라켓(1120)의 위에 올려지는 보 몸체(2100)의 단부에 설치된다. 이때, 본 실시예에서는 보 몸체(2100)의 단부에 돌출부(2110)를 형성하고, 돌출부(2110)에 보연결철물(2300)의 적어도 일부가 위치하도록 설치하였다.

보연결철근(2400)은 보연결철물(2300)의 관통공에 끼워지며, 현장에서 고정되기 전까지는 보연결철근(2400)이 돌출되는 길이를 조절할 수 있다. 보연결철근(2400)을 보연결철물(2300)에 체결하여 고정하는 방법은 이후에 자세하게 설명한다.

본 실시예의 보연결철물(2300)은 내부가 비어 있으며 보 몸체(2100)의 상부 방향으로 개방된 박스(box) 또는 바구니 형태이다. 보연결철물(2300)은 5개의 판 중에서 4개의 판이 보 몸체(2100)에 접하도록 삽입된 형태이고, 외부에 노출된 측면판에 보연결철근(2400)이 체결되는 관통공이 형성된다. 관통공의 크기는 보연결철근(2400)의 단면보다 크게 형성하는 것이 설치에 용이하다. 보연결철근(2400)이 2개 이상 연결되는 경우에는 각각의 보연결철근(2400)에 맞추어 중간판(2310)을 내부에 설치한다. 이러한 중간판(2310)에 의해서 보연결철물(2300)의 폭이 넓어지는 경우에 철판 두께를 두껍게 구성하지 않아도 안정적인 구성을 유지한다. 보 몸체(2100)에 삽입 설치된 보연결철물(2300)의 위치를 고정하기 위한 고정부재(2320)들이 보 몸체(2100)에 삽입되어 있으며, 고정부재(2320)들은 도시된 것과 같이 정착용 철근일 수도 있고 특별히 제한되지 않는다.

추후에 자세하게 설명하겠지만, 본 실시예의 보연결철물(2300)은 내부가 비어 있고 상면이 보 몸체(2100)의 외부로 개방된 형태이기 때문에, 보연결철물(2300)에 나사 체결 작업 등을 수행하는 것이 가능하다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따라서 프리캐스트 콘크리트 기둥과 보를 시공하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.

앞서 살펴본 것과 같이, 종래의 프리캐스트 공법에서는 하층의 프리캐스트 콘크리트 기둥 위에 상층의 프리캐스트 콘크리트 기둥을 설치하기 위해서는, 하층의 프리캐스트 콘크리트 기둥에 프리캐스트 콘크리트 보를 위치시키고 현장타설에 의해서 접합부 콘크리트와 토핑 콘크리트를 모두 타설하여 굳은 이후에 상층의 프리캐스트 콘크리트 기둥을 설치하였다.

반면, 본 실시예의 프리캐스트 콘크리트 기둥과 보의 연속 시공 방법은, 하층 프리캐스트 콘크리트 기둥의 기둥 몸체(1100a)에 프리캐스트 콘크리트 보를 설치하는 과정에서 보연결철물(2300)의 단부에 돌출된 보연결철근(2400)의 끝부분을 기둥 몸체(1100a)에 삽입하는 고정만을 수행한 상태에서, 접합부 콘크리트와 토핑 콘크리트를 타설하지 않고, 상층 프리캐스트 콘크리트 기둥의 기둥 몸체(1100b)를 하층 프리캐스트 콘크리트 기둥의 기둥 몸체(1100a) 위에 기둥연결철물(1340b)로 체결하는 점에 특징이 있다. 즉, 프리캐스트 콘크리트 기둥(1000)과 프리캐스트 콘크리트 보(2000)의 접합부에 대한 현장 타설을 수행하기 전에, 프리캐스트 콘크리트 기둥(1000)과 프리캐스트 콘크리트 보(2000)만을 연속적으로 시공하는 점에 특징이 있다.

도 8은 본 발명의 실시예에 따라서 프리캐스트 콘크리트 보를 프리캐스트 콘크리트 기둥에 고정한 모습을 설명하기 위한 도면이다.

설치된 프리캐스트 콘크리트 기둥의 브라켓(1120)에 보 몸체(2100)의 단부를 올려서 거치하는 것만으로 종래의 프리캐스트 콘크리트 보(2000)의 설치는 완료되었다. 이렇게 단순 거치된 프리캐스트 콘크리트 보(2000)는 풍하중, 지진하중, 충격하중 등 수평하중을 견디지 못하기 때문에, 프리캐스트 콘크리트 기둥(1000)과 프리캐스트 콘크리트 보(2000)의 접합부 콘크리트 및 토핑 콘크리트 타설을 하여 프리캐스트 콘크리트 보(2000)를 안정화 시킨 이후에 상부에 추가적인 프리캐스트 콘크리트 기둥을 설치하였다.

반면, 본 실시예에서는 보연결철물(2300)의 관통공에 끼워져 프리캐스트 콘크리트 보의 단부에서 돌출된 보연결철근(2400)을 프리캐스트 콘크리트 기둥(1000)에 끼워서 프리캐스트 콘크리트 보(2000)가 고정되기 때문에, 접합부 콘크리트와 토핑 콘크리트를 타설하지 않고도 프리캐스트 콘크리트 보(2000)가 안정적으로 설치될 수 있다. 구체적으로

프리캐스트 콘크리트 기둥(1000)의 표면에 삽입 설치된 커플러(1400)에 보연결철근(2400)의 단부가 끼워져 고정된 상태에서, 보연결철근(2400)을 보연결철물(2300)에 나사체결하여 위치를 고정한다. 도시된 것과 같이, 보연결철물(2300)의 관통공에 삽입된 보연결철근(2400)에 너트(2330)와 와셔(2340)를 사용하면, 보연결철물(2300)의 양측에서 나사체결되어 보연결철근(2400)의 위치가 고정된다.

보연결철근(2400)이 보연결철물(2300)에 나사체결되어 위치가 고정된 상태에서는 프리캐스트 콘크리트 보의 양단에 돌출된 보연결철근(2400)을 기둥몸체(1100)의 커플러(1400)에 끼우는 것이 어렵다. 본 실시예에서는 보연결철근(2400)이 나사체결되지 않은 상태에서 프리캐스트 콘크리트 보를 브라켓(1120)에 올려 위치시키고, 현장에서 보연결철근(2400)의 단부를 기둥몸체(1100)의 커플러(1400)에 끼워서 위치시킨 뒤에 보연결철근(2400)을 보연결철물(2300)에 나사체결하여 위치를 고정한다.

이러한 보연결철근(2400)의 위치 조정과 보연결철물(2300)과의 나사체결은 보연결철물(2300)의 내부가 비어 있고 상면이 개방된 구조이기 때문에, 현장에서 쉽게 진행할 수 있다. 이때, 보연결철물(2300)의 단부가 돌출부(2110)의 단부보다 안쪽으로 오목하게 들어간 셋백 형태를 적용함으로써, 나사체결을 수행하기 위한 공간을 확보할 수 있다.

그리고 보연결철물(2300)이 설치된 보 단부의 돌출부(2110)와 프리캐스트 콘크리트 기둥(1000)의 사이에 끼움쇠(2600)를 설치하여 압축력에 대한 보완을 할 수 있다. 끼움쇠(2600)는 복수의 철판을 겹쳐서 보 단부의 돌출부(2110)와 프리캐스트 콘크리트 기둥(1000)의 간격에 맞도록 끼워 넣은 구조물이다. 그리고 보연결철물(2300)과 보연결철근(2400)을 나사체결한 뒤에 프리캐스트 콘크리트 기둥(1000)과 돌출부(2110) 사이에 무수축 모르타르(2500)를 충진할 수 있으며, 상기한 보연결철물(2300)의 셋백 형태에 의해서 무수축 모르타르(2500)의 주입이 용이하다. 이러한 무수축 모르타르(2500) 충진은 프리캐스트 콘크리트 보(2000)의 설치 직후에 수행되어야만 하는 것은 아니고 나중에 수행될 수도 있다. 또한, 상기한 보연결철물(2300)의 셋백 형태를 적용하면 시공 오차에 따른 보 돌출부(2110) 부분의 커팅이 필요할 경우에 커팅이 용이해지는 효과가 있다.

한편, 무수축 모르타르(2500)와 프리캐스트 콘크리트 기둥(1000) 표면의 직접적인 전단마찰력을 줄이기 위한 전단키(1500)가 설치될 수 있다.

도 9는 본 발명의 실시예에 따라서 프리캐스트 콘크리트 기둥을 서로 체결한 모습을 설명하기 위한 도면이다.

하층 프리캐스트 콘크리트 기둥의 기둥 몸체(1100a)의 위에 상층 프리캐스트 콘크리트 기둥의 기둥 몸체(1100b)를 위치시키면, 하층 프리캐스트 콘크리트 기둥의 기둥 몸체(1100a)에서 위쪽으로 돌출된 철근 중에서 표면처리가 되지 않은 제1철근은 상층 프리캐스트 콘크리트 기둥의 기둥 몸체(1100b)에 형성된 하부 결합부 중에서 슬리브에 삽입되고, 나사산 처리 된 제2철근(1240a)은 상층 프리캐스트 콘크리트 기둥의 기둥 몸체(1100b)에 형성된 하부 결합부 중에서 기둥연결철물의 하부판(1343b)에 형성된 관통공에 삽입된다. 그리고 하층 프리캐스트 콘크리트 기둥의 기둥 몸체(1100a)의 제2철근(1240a)을 상층 프리캐스트 콘크리트 기둥의 기둥 몸체(1100b)의 하부판(1343b) 양측에 너트(1347b)와 와셔(1348b)를 사용하여 나사체결하여 고정한다. 이러한 나사체결은 기둥연결철물(1340)의 내부가 비어 있고 외부를 향하여 개방된 구조이기 때문에, 현장에서도 쉽게 진행할 수 있다. 프리캐스트 콘크리트 기둥의 4각 단면의 모서리에 위치하는 4개의 제2철근에 대하여 기둥연결철물을 나사체결하기 때문에 상층 프리캐스트 콘크리트 기둥의 기둥 몸체(1100b)가 안정적으로 설치될 수 있다.

이와 같이 본 실시예에서는 기둥연결철물(1340)에 제2철근(1240)을 나사체결함으로써 토핑 콘크리트를 타설하지 않고도 하층 프리캐스트 콘크리트 기둥의 기둥 몸체(1100a)의 위에 상층 프리캐스트 콘크리트 기둥의 기둥 몸체(1100b)를 설치하는 것이 가능하며, 결국 본 실시예에서는 접합부 콘크리트와 토핑 콘크리트의 현장 타설을 수행하기 전에 프리캐스트 콘크리트 기둥(1000)과 프리캐스트 콘크리트 보(2000)를 먼저 연속 시공하는 것이 가능하다.

이때, 앞서 살펴본 것과 같이, 본 실시예의 프리캐스트 콘크리트 보(2000)는 연장부(2120)가 한쪽에만 형성된 L자형 구조를 적용하여, 수평방향의 이동으로 프리캐스트 콘크리트 보(2000)를 설치할 수 있으므로, 상층 프리캐스트 콘크리트 기둥의 기둥 몸체(1100b)를 먼저 체결한 뒤에 하층 프리캐스트 콘크리트 기둥의 기둥 몸체(1100a)에 프리캐스트 콘크리트 보(2000)를 설치하는 것이 가능하다.

한편, 다층을 구성하는 프리캐스트 콘크리트 기둥들 중에서 중간에 위치하는 프리캐스트 콘크리트 기둥들에 대해서는 브라켓 주변의 두께를 얇게 제작하면, 프리캐스트 콘크리트 보(2000)를 수평방향으로 이동시켜 설치하는 것이 더욱 쉬워진다.

도 10은 본 실시예의 기둥연결철물에 무수축 모르타르를 충진하는 방법을 설명하는 도면이다.

앞서 살펴본 것과 같이, 본 실시예의 기둥연결철물은 내부가 비어 있기 때문에 하층의 프리캐스트 콘크리트 기둥의 위쪽으로 돌출된 제2철근의 나사산에 너트와 와셔를 체결하여 고절할 수 있다. 하지만 최종적으로는 기둥연결철물의 내부도 모르타르나 콘크리트로 채워서 최종 마감을 하여야 한다. 이때, 기둥연결철물의 비어있는 내부를 별도의 공정으로 채우지 않고, 제1철근이 삽입된 슬리브 및 하층의 프리캐스트 콘크리트 기둥과 상층의 프리캐스트 콘크리트 기둥 사이의 공간에 무수축 모르타르를 충진하는 과정에서, 기둥연결철물의 내부를 함께 무수축 모르타르로 충진하는 방법을 도 10에 도시하였다. 도시된 것과 같이, 기둥연결철물이 기둥 몸체의 외면보다 약 20mm 정도 안쪽에 위치하는 셋백 형태로 제작하면, 기둥연결철물의 개방된 면과 셋백된 부분을 모두 덮는 타설막이를 설치한 뒤에 슬리브에 연결된 주입공(1600)을 통해서 무수축 모르타르를 주입하면, 화살표로 표시된 것과 같이 무수축 모르타르가 슬리브 및 하층의 프리캐스트 콘크리트 기둥과 상층의 프리캐스트 콘크리트 기둥 사이의 공간을 채울 뿐만이 아니라 기둥연결철물 내부에 까지 충진된다.

이상 본 발명을 바람직한 실시예를 통하여 설명하였는데, 상술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화가 가능함은 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 보호범위는 특정 실시예가 아니라 특허청구범위에 기재된 사항에 의해 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상도 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

1000: 프리캐스트 콘크리트 기둥
1100: 기둥 몸체 1120: 브라켓
1200: 기둥 철근 1220: 제1철근
1240: 제2철근 1300: 하부 결합부
1320: 슬리브 1340: 기둥연결철물
1341: 상부판 1342: 측면판
1343: 하부판 1344: 고정볼트
1400: 커플러 1500: 전단키
2000: 프리캐스트 콘크리트 보
2100: 보 몸체 2110: 돌출부
2120: 연장부 2200: 보 철근
2210: 커플러 2300: 보연결철물
2310: 중간판 2320: 고정부재
2400: 보연결철근 2500: 무수축 모르타르
2600: 끼움쇠

Claims (19)

1. 미리 공장에서 제작되어 현장에서 설치되는 프리캐스트 콘크리트 기둥으로서,
   프리캐스트 콘크리트 보의 단부가 올라가는 브라켓이 설치된 기둥 몸체;
   상기 기둥 몸체에 수직하게 설치되고 상부의 일부분이 노출된 철근;
   상기 기둥 몸체의 하단에 설치되며, 다른 프리캐스트 콘크리트 기둥의 상부에 노출된 철근 중에 일부가 삽입될 수 있는 하나 이상의 슬리브; 및
   상기 기둥 몸체의 하단에 설치되며, 내부가 비어 있고 측면 일부가 기둥 몸체의 외면으로 개방되고 하단에 관통공이 형성되어, 다른 프리캐스트 콘크리트 기둥의 상부에 노출된 철근 중에 일부가 삽입될 수 있는 하나 이상의 기둥연결철물을 포함하며,
   상기 철근과 상기 슬리브 및 기둥연결철물의 위치는 서로 대응되며, 상기 기둥연결철물에 대응되는 위치에 설치된 철근은 적어도 일부에 나사산이 형성되고,
   상기 기둥연결철물이 상기 기둥 몸체의 외측면보다 소정 간격 안쪽에 위치하는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 콘크리트 기둥.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 기둥 몸체의 평단면이 4각형이고, 상기 기둥연결철물이 적어도 4개이며, 상기 기둥연결철물이 상기 기둥 몸체 평단면의 4개 모서리에 위치하는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 콘크리트 기둥.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 기둥연결철물이 기둥 몸체의 외면으로 개방된 방향이 상기 기둥 몸체 평단면의 모서리 방향인 것을 특징으로 하는 프리캐스트 콘크리트 기둥.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 기둥연결철물의 상단에도 관통공이 형성되고, 상기 철근의 하단이 관통공에 삽입된 상태로 너트를 체결하여 고정된 것을 특징으로 하는 프리캐스트 콘크리트 기둥.
   
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 기둥연결철물의 측면에 끝부분이 체결되고 나머지 부분은 상기 기둥 몸체에 위치하는 고정볼트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 콘크리트 기둥.
   
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 브라켓의 소정 간격 위쪽에 삽입 설치되며 철근을 끼워서 고정할 수 있는 커플러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 콘크리트 기둥.
   
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