KR102136025B1 - 프리캐스트 패널 적층형 합성보 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 프리캐스트 패널 적층형 합성보 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 규격화 된 복수의 프리캐스트 패널을 적층하여 사용하도록 함으로써 양중무게 감소 등에 따라 운송 및 시공이 용이하도록 하며 프리스트레스를 도입하여 장경간에도 적용이 가능하도록 하는 프리캐스트 패널 적층형 합성보 시스템에 관한 것이다.
본 발명의 바람직한 일 실시예는 기둥과; U형 단면으로 이루어져 기둥의 상부에 거치되어 부모멘트 구간에 배치되는 U형 보와; 복수의 프리캐스트 패널이 적층되어 이루어지며, 단부가 각각 U형 보에 거치되어 정모멘트 구간에 배치되는 적층형 보;로 이루어져, U형 보와 적층형 보의 상부에 동시에 콘크리트가 타설되도록 구성된다.

Description

프리캐스트 패널 적층형 합성보 시스템{Laminated Composite Beam System Using Precast Concrete Panels}

본 발명은 프리캐스트 패널 적층형 합성보 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 규격화 된 복수의 프리캐스트 패널을 적층하여 사용하도록 함으로써 양중무게 감소 등에 따라 운송 및 시공이 용이하도록 하며 프리스트레스를 도입하여 장경간에도 적용이 가능하도록 하는 프리캐스트 패널 적층형 합성보 시스템에 관한 것이다.

기존 철근콘크리트 습식공법은 복잡한 시공 상세로 인하여 공기가 길어지기 때문에 공기단축을 통한 금융비 절감을 꾀하는 최근 추세에 적합하지 않으며, 상기 철근콘크리트조의 대안으로 사용되는 철골조는 진동 성능 등에 취약한 문제점이 있고, 강-콘크리트 합성보의 접합부 시공 디테일이 복잡하다는 등의 이유로 공기를 단축하기에 한계가 있다.

따라서, 슬래브, 보 등의 부재를 공장 등에서 형틀에 성형 제조한 프리캐스트 콘크리트 구조를 적용하였으며 이는 상기 구조 시스템들과 달리 콘크리트의 품질 향상과 함께 공기단축 등의 효과가 있지만, 대형 구조물에 PC 부재를 적용하기에는 현실적으로 경간 길이, 설계하중, 운용 장비의 양중무게 및 현장조건 등에 대한 제약이 따르는 문제점이 있었다.

본 발명의 배경이 되는 기술로는 특허등록 제1710571호 "유닛 결합형 장경간 피씨 합성보 시스템"(특허문헌 1)이 있다. 상기 배경기술에서는 '기둥(1) 상부에 거치되어 부모멘트 구간에 배치되는 단부 PC보(2) 및 이웃하는 단부 PC보(2) 사이의 정모멘트 구간에 결합되는 중앙부 PC보(3)로 구성되는 것으로, 상기 단부 PC보(2) 및 중앙부 PC보(3)는 각각 하판(21, 31) 및 상기 하판(21, 31) 양측단에서 상부로 돌출되는 한 쌍의 측판(22, 32)으로 구성되어 내부에 현장 타설 콘크리트가 채워질 수 있는 U형 단면으로 구성되되, 상기 중앙부 PC보(3)의 외부 폭은 단부 PC보(2)의 내부 폭보다 작거나 같고, 중앙부 PC보(3)의 외부 높이는 단부 PC보(2)의 내부 높이와 같아 중앙부 PC보(3)의 단부가 단부 PC보(2)의 내부에 삽입되어 걸침 결합됨으로써 단부 PC보(2)와 중앙부 PC보(3)의 U형 단면 내부에 동시에 콘크리트가 타설되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 유닛 결합형 장경간 피씨 합성보 시스템'을 제안한다.

그러나 상기 배경기술은 다수의 판을 조립하기가 어려울 뿐만 아니라, 부재의 높이가 고정되어 제작되어 다양한 규격으로 시공이 어려운 문제점이 있었다.

특허등록 제1710571호 "유닛 결합형 장경간 피씨 합성보 시스템"

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 프리캐스트 패널을 롱라인 베드(Long-line bed) 방식으로 제작하도록 하여 규격화되도록 하면서도 우수한 품질의 부재를 대량으로 생산할 수 있으며, 복수의 프리캐스트 패널을 적층하여 사용하도록 함으로써 양중무게 감소 등에 따라 운송 및 시공이 용이한 효과가 있고, 프리스트레스를 도입하여 장경간에도 적용이 가능하도록 하는 프리캐스트 패널 적층형 합성보 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 기둥과; U형 단면으로 이루어져 기둥의 상부에 거치되어 부모멘트 구간에 배치되는 U형 보와; 복수의 프리캐스트 패널이 적층되어 이루어지며, 단부가 각각 U형 보에 거치되어 정모멘트 구간에 배치되는 적층형 보;로 이루어져, U형 보와 적층형 보의 상부에 동시에 콘크리트가 타설되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 패널 적층형 합성보 시스템을 제공하고자 한다.

또한, U형 보 내부의 부모멘트 구간에 적층형 보가 구성되는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 패널 적층형 합성보 시스템을 제공하고자 한다.

또한, 중앙부 패널 적층형 보의 프리캐스트 패널은 길이방향의 일정 간격으로 수직방향으로 관통하여 천공홀이 형성되며, 적층된 복수의 프리캐스트 패널의 천공홀을 관통하여 볼트를 삽입하고 볼트의 양단부에 너트를 체결하여 복수의 프리캐스트 패널을 결합하도록 하는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 패널 적층형 합성보 시스템을 제공하고자 한다.

또한, 볼트의 상단부는 최상부의 프리캐스트 패널의 상부면에서 일정 길이 더 돌출하도록 구성하여 전단철근의 역할을 하도록 하는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 패널 적층형 합성보 시스템을 제공하고자 한다.

또한, 천공홀의 주변에는 나선형 철근이 매입되어 천공홀을 보강하도록 하는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 패널 적층형 합성보 시스템을 제공하고자 한다.

또한, 패널 적층형 보이 최하단부의 프리캐스트 패널의 천공홀의 하단부에는 너트홈이 형성되어, 너트가 너트홈에 인입되어 결합되도록 하는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 패널 적층형 합성보 시스템을 제공하고자 한다.

또한, 패널 적층형 보이 프리캐스트 패널은 상부면에 일정 깊이의 몰탈 주입홈이 형성되도록 하고, 프리캐스트 패널을 적층하여 몰탈 주입홈에 몰탈을 주입하도록 하는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 패널 적층형 합성보 시스템을 제공하고자 한다.

또한, 정모멘트 구간에 배치되는 패널 적층형 보이 최하부의 프리캐스트 패널은 내부에 강연선이 매입되어 프리스트레스가 도입되도록 하는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 패널 적층형 합성보 시스템을 제공하고자 한다.

또한, 부모멘트 구간에 배치되는 패널 적층형 보이 최상부의 프리캐스트 패널은 내부에 강연선이 매입되어 프리스트레스가 도입되도록 하는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 패널 적층형 합성보 시스템을 제공하고자 한다.

또한, 프리캐스트 패널은 강연선의 배치 위치를 조절하여 캠버를 갖도록 구성되는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 패널 적층형 합성보 시스템을 제공하고자 한다.

본 발명의 프리캐스트 패널 적층형 합성보 시스템은 프리캐스트 패널을 롱라인 베드(Long-line bed) 방식으로 제작하도록 하여 규격화되도록 하면서도 우수한 품질의 부재를 대량으로 생산할 수 있으며, 복수의 프리캐스트 패널을 적층하여 사용하도록 함으로써 양중무게 감소 등에 따라 운송 및 시공이 용이한 효과가 있고, 프리스트레스를 도입하여 장경간에도 적용이 가능하도록 하는 매우 유용한 효과가 있다.

본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 첨부한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 프리캐스트 패널 적층형 합성보 시스템의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 프리캐스트 패널 적층형 합성보 시스템의 단면도이다.
도 3은 상기 도 1의 A-A, B-B 선을 따른 단면도이다.
도 4는 본 발명의 프리캐스트 패널의 평면도, 측면도 및 단면도이다.
도 5는 본 발명의 프리캐스트 패널에서 너트홈이 형성된 실시예를 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 정모멘트 및 부모멘트 구간에서의 적층형 보의 설치 실시예를 도시한 단면도이다.
도 7은 상기 도 6의 C-C, D-D 선을 따른 단면도이다.
도 8은 본 발명의 프리캐스트 패널에서 몰탈 주입홈이 형성된 실시예를 도시한 단면도이다.
도 9는 상기 도 8의 적층된 실시예를 도시한 도이다.

아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 제시된 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 예시적인 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다.

이하 바람직한 실시예에 따라 본 발명의 기술적 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 프리캐스트 패널 적층형 합성보 시스템의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 프리캐스트 패널 적층형 합성보 시스템의 단면도이다.

본 발명의 프리캐스트 패널 적층형 합성보 시스템은, 기둥(1)과 기둥(1)의 상부에 거치되는 U형 보(2)와, U형 보(2)와 U형 보(2)의 사이에 시공되는 적층형 보(3)로 이루어지며, U형 보(2)와 적층형 보(3)의 상부에 동시에 콘크리트(4)가 타설되도록 구성된다.

U형 보(2)는 U형 단면으로 이루어지며, 프리캐스트 콘크리트 부재로 이루어질 수도 있으며, 강재로 이루어질 수도 있다. 프리캐스트 콘크리트 부재로 이루어지는 경우에는 U형 보(2)에 스터럽(stirrup) 철근을 보강하도록 할 수도 있다.

이와 같은 U형 보(2)는 기둥(1)의 상부에 거치되어 전체적으로 부모멘트 구간에 해당되는 위치에 배치되고, 적층형 보(3)는 정모멘트 구간에 배치된도록 한다.

적층형 보(3)는 복수의 프리캐스트 패널(31)이 적층되어 이루어지며, 단부가 각각 U형 보(2)에 거치되어 정모멘트 구간에 배치되도록 한다.

프리캐스트 패널(31)은 일정 두께로 규격화 되어 생산하도록 하며, long-line bed 타입의 부재 생산방식을 통하여 다수의 PSC패널을 동시에 제작할 수 있어 생산성이 우수하며, 부재의 품질관리에 용이하다.

적층형 보(3)는 프리캐스트 패널(31)의 상부에 1개 또는 그 이상의 프리캐스트 패널(31)이 적층되어 다양한 높이의 적층형 보(3)를 형성하도록 할 수 있다.

도 3은 상기 도 1의 A-A, B-B 선을 따른 단면도이다.

이때, 적층형 보(3)는 복수의 프리캐스트 패널(31)이 적층되어 이루어지기 때문에, 복수의 프리캐스트 패널(31)을 결합하도록 다양한 방법을 이용할 수 있으며, 특히, 도 3(b)에서와 같이, 중앙부 패널 적층형 보(3)의 프리캐스트 패널(31)은 길이방향의 일정 간격으로 수직방향으로 관통하여 천공홀(311)이 형성되도록 하고, 프리캐스트 패널(31)을 적층하여 적층된 복수의 프리캐스트 패널(31)의 천공홀(311)을 관통하여 볼트(50)를 삽입하도록 하고 볼트(50)의 양단부에 너트(51)를 체결하여 복수의 프리캐스트 패널(31)을 결합하도록 할 수 있다.

이와 같이 각 프리캐스트 패널(31)를 관통하는 볼트(50)를 조여 결합하도록 함으로써, 각 프리캐스트 패널(31)을 압착하도록 하며, 수평전단저항을 하여 응력의 연속적인 분포가 가능하도록 할 수 있다.

특히, 볼트(50)의 상단부는 최상부의 프리캐스트 패널(31)의 상부면에서 일정 길이 더 돌출하도록 구성하여 상부에 타설되는 콘크리트와의 합성도를 높이면서 전단철근의 역할을 하도록 할 수도 있다.

이때, 프리캐스트 패널(31)의 천공홀(311)의 주변에는 나선형 철근(312)이 매입되도록 하여 천공홀(311)을 보강하도록 할 수 있으며, 도시되지는 않았지만, 천공홀(311)의 주변에는 몰탈을 주입을 위한 별도의 주입구가 형성되도록 할 수 있다.

도 4는 본 발명의 프리캐스트 패널의 평면도, 측면도 및 단면도이고, 도 5는 본 발명의 프리캐스트 패널에서 너트홈이 형성된 실시예를 도시한 단면도이다.

특히, 도 5에서와 같이, 패널 적층형 보(3)이 최하단부의 프리캐스트 패널(31)의 천공홀(31)의 하단부에는 너트홈(313)이 형성되어, 너트(51)가 너트홈(313)에 인입되어 결합되도록 함으로써, 볼트(50)의 하부에 결합되는 너트(51)가 프리캐스트 패널(31)의 하부로 돌출되는 것을 방지하도록 할 수도 있다.

이와 같은 적층형 보(3)는 최하부의 프리캐스트 패널(31)의 길이방향 단부가 U형 보(2)의 U형 단면의 내부에 인입되어 거치되도록 한다.

상기와 같이 구성되는 기둥(1) 상부에 거치되는 U형 보(2)와 적층형 보(3)의 상부에는 동시에 콘크리트를 현장 타설하여 시공하도록 한다.

도 6은 본 발명의 정모멘트 및 부모멘트 구간에서의 적층형 보의 설치 실시예를 도시한 단면도이고, 도 7은 상기 도 6의 C-C, D-D 선을 따른 단면도이다.

이와 같이 정모멘트 구간에만 적층형 보(3)가 구성될 수도 있으며, U형 보(2) 내부의 부모멘트 구간에도 적층형 보(3)가 구성되도록 할 수도 있다.

이와 같은 프리캐스트 콘크리트 패널(31)은 도 3 내지 도 5에서와 같이, 내부에 강연선(319)이 매입되어 프리스트레스가 도입되도록 할 수 있다.

이때에는, 도 6 및 도 7에서와 같이 정모멘트 구간에 배치되는 패널 적층형 보(3)이 최하부의 프리캐스트 패널(31)은 내부에 강연선(319)이 매입되어 프리스트레스가 도입되도록 할 수 있으며, 부모멘트 구간에 배치되는 패널 적층형 보(3)이 최상부의 프리캐스트 패널(31)은 내부에 강연선(319)이 매입되어 프리스트레스가 도입되도록 할 수 있다.

즉, 정,부모멘트 영역에 따라 주 인장면에 프리스트레스가 도입된 프리캐스트 패널(31)을 배치하도록 하여 효과적으로 저항할 수 있도록 하는 것이다.

이때, 프리캐스트 패널(31)에 프리스트레스 도입시에, 도 4b에서와 같이, 프리캐스트 패널(31)은 프리캐스트 패널(31)의 높이방향 중앙부에서 일정 위치로 치우치게 배치하여 강연선(319)의 배치 위치를 조절함으로써 프리캐스트 패널(31)이 일정 캠버(camber)를 갖도록 할 수 있다.

도 8은 본 발명의 프리캐스트 패널에서 몰탈 주입홈이 형성된 실시예를 도시한 단면도이고, 도 9는 상기 도 8의 적층된 실시예를 도시한 도이다.

특히, 도 8에서와 같이, 패널 적층형 보(3)의 프리캐스트 패널(31)은 상부면에 일정 깊이의 몰탈 주입홈(316)이 형성되도록 하고, 도 9에서와 같이, 프리캐스트 패널(31)을 적층하여 몰탈 주입홈(316)에 몰탈(317)을 주입하도록 하여, 합성능력을 크게 향상시킬 수 있다.

이때 몰탈 주입홈(316)은 도 8(a)에서와 같이 곡면을 갖는 홈으로 이루어질 수도 있고 도 8(b)에서와 같이 사각 홈으로 이루어질 수도 있으며, 프리캐스트 패널(31)의 길이방향 전체에 형성되도록 하거나, 길이방향의 일정 간격마다 형성되도록 할 수도 있다.

몰탈 주입홈(316)은 천공홀(311)을 포함하여 몰탈 주입홈(316)을 형성하도록 할 수도 있으며, 천공홀(311)을 제외한 양측에 형성되도록 할 수도 있다.

상기와 같은 본 발명의 프리캐스트 패널 적층형 합성보 시스템은 프리캐스트 패널을 롱라인 베드(Long-line bed) 방식으로 제작하도록 하여 규격화되도록 하면서도 우수한 품질의 부재를 대량으로 생산할 수 있으며, 복수의 프리캐스트 패널을 적층하여 사용하도록 함으로써 양중무게 감소 등에 따라 운송 및 시공이 용이한 효과가 있고, 프리스트레스를 도입하여 장경간에도 적용이 가능하도록 하는 매우 유용한 효과가 있다.

지금까지 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.

1 : 기둥
2 : U형 보
3 : 적층형 보
31 : 프리캐스트 패널
311 : 천공홀
312 : 나선형 철근
313 : 너트홈
316 : 몰탈 주입홈
317 : 몰탈
319 : 강연선
50 : 볼트
51 : 너트

Claims (10)

1. 기둥(1)과;
   U형 단면으로 이루어져 기둥(1)의 상부에 거치되어 부모멘트 구간에 배치되는 U형 보(2)와;
   길이방향의 일정 간격으로 수직방향으로 관통하여 천공홀(311)이 형성되는 복수의 프리캐스트 패널(31)이 적층되어 이루어지며, 단부가 각각 U형 보(2)에 거치되어 정모멘트 구간에 배치되는 적층형 보(3)와;
   적층된 복수의 프리캐스트 패널(31)의 천공홀(311)을 관통하여 삽입하도록 구성되며 양단부에 너트(51)를 체결하여 복수의 프리캐스트 패널(31)을 결합하도록 구성되는 볼트(50);로 이루어져,
   U형 보(2)와 적층형 보(3)의 상부에 동시에 콘크리트가 타설되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 패널 적층형 합성보 시스템.
2. 청구항 1에 있어서,
   U형 보(2) 내부의 부모멘트 구간에 적층형 보(3)가 구성되는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 패널 적층형 합성보 시스템.
3. 삭제
4. 삭제
5. 청구항 1에 있어서,
   천공홀(311)의 주변에는 나선형 철근(312)이 매입되어 천공홀(311)을 보강하도록 하는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 패널 적층형 합성보 시스템.
6. 청구항 1에 있어서,
   패널 적층형 보(3)이 최하단부의 프리캐스트 패널(31)의 천공홀(31)의 하단부에는 너트홈(313)이 형성되어, 너트(51)가 너트홈(313)에 인입되어 결합되도록 하는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 패널 적층형 합성보 시스템.
7. 청구항 1에 있어서,
   패널 적층형 보(3)이 프리캐스트 패널(31)은 상부면에 일정 깊이의 몰탈 주입홈(316)이 형성되도록 하고,
   프리캐스트 패널(31)을 적층하여 몰탈 주입홈(316)에 몰탈(317)을 주입하도록 하는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 패널 적층형 합성보 시스템.
8. 청구항 1에 있어서,
   정모멘트 구간에 배치되는 패널 적층형 보(3)이 최하부의 프리캐스트 패널(31)은 내부에 강연선(319)이 매입되어 프리스트레스가 도입되도록 하는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 패널 적층형 합성보 시스템.
9. 청구항 2에 있어서,
   부모멘트 구간에 배치되는 패널 적층형 보(3)이 최상부의 프리캐스트 패널(31)은 내부에 강연선(319)이 매입되어 프리스트레스가 도입되도록 하는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 패널 적층형 합성보 시스템.
10. 청구항 8에 또는 청구항 9에 있어서,
    프리캐스트 패널(31)은 강연선(319)의 배치 위치를 조절하여 캠버를 갖도록 구성되는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 패널 적층형 합성보 시스템.

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