KR102175063B1 - 가변형 조립 pc 부재 - Google Patents

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KR102175063B1
KR102175063B1 KR1020200054598A KR20200054598A KR102175063B1 KR 102175063 B1 KR102175063 B1 KR 102175063B1 KR 1020200054598 A KR1020200054598 A KR 1020200054598A KR 20200054598 A KR20200054598 A KR 20200054598A KR 102175063 B1 KR102175063 B1 KR 102175063B1
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hollow
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steel wire
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KR1020200054598A
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강현구
오형석
박시영
박수현
김민규
김군삼
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서울대학교산학협력단
김군삼
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C1/00—Building elements of block or other shape for the construction of parts of buildings
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • 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
    • E04B1/043—Connections specially adapted therefor

Abstract

본 발명은 상하부플랜지 및 웨브로 구성되어 내부에 중공이 형성된 복수의 중공 PC 모듈을 연결구를 이용하여 폭 방향으로 상호 결합함으로써, PC 부재의 중량을 경량화하여 부재 대형화가 가능하면서도 현장 조립이 용이하고, 다양한 규격의 부재를 형성할 수 있으며, 폭 방향으로도 구조적 일체화가 가능한 가변형 조립 PC 부재에 대한 것이다.
본 발명 가변형 조립 PC 부재는 서로 이격된 상부플랜지와 하부플랜지 및 상기 상부플랜지와 하부플랜지의 양 단부를 연결하는 한 쌍의 웨브로 구성되어 내부에 중공이 형성되는 복수의 중공 PC 모듈; 및 상기 복수의 중공 PC 모듈을 폭 방향으로 상호 연결하는 연결구; 로 구성되고, 상기 중공 PC 모듈의 상부플랜지와 하부플랜지에는 중공 PC 모듈의 폭 방향으로 복수의 강봉이 구비되며, 상기 연결구는 인접하는 중공 PC 모듈의 강봉을 상호 연결하는 것을 특징으로 한다.

Description

가변형 조립 PC 부재{Variable assembly PC member}
본 발명은 상하부플랜지 및 웨브로 구성되어 내부에 중공이 형성된 복수의 중공 PC 모듈을 연결구를 이용하여 폭 방향으로 상호 결합함으로써, PC 부재의 중량을 경량화하여 부재 대형화가 가능하면서도 현장 조립이 용이하고, 다양한 규격의 부재를 형성할 수 있으며, 폭 방향으로도 구조적 일체화가 가능한 가변형 조립 PC 부재에 대한 것이다.
현장에서 철근을 배근하고 거푸집을 설치한 후 콘크리트를 타설하여 구조물을 시공하는 RC조(Reinforced concrete structure) 공법은 현장 작업 비중이 크고 현장 환경 및 기상 상황의 영향을 많이 받는다. 따라서 공기 단축에 한계가 있고 정밀성이 떨어져 품질 관리에 어려움이 있다. 뿐만 아니라 RC 공법은 인력 의존적이어서 인건비 비중이 매우 큰데, 최근 인건비 상승으로 경제성이 떨어지는 단점이 있다.
이에 최근에는 공장에서 사전 제작된 콘크리트 부재를 현장에서 조립하는 프리캐스트 콘크리트(Precast Concrete) 공법, 즉 PC 공법의 채용이 증가하고 있다.
PC 공법은 현장 작업 비중을 줄일 수 있어 공기 단축이 가능하고, 우수한 품질을 확보할 수 있으며, 인건비 비중이 작아 인건비 상승 및 인력 부족에 대한 부담이 적다. 그러나 PC 부재는 부재 중량이 크기 때문에, 대형 구조물의 경우 운반 및 현장 조립에 어려움이 있다.
이에 양중 능력 한계와 부재 간 일체화 문제로 인하여 부재 단면 일부는 PC 부재로 형성하여 현장에서 조립 설치하고, 나머지 단면은 현장콘크리트를 타설하여 완성하는 하프 PC 부재가 사용된다.
일례로 등록특허 제10-1713632호는 하프 PC 슬래브 내부에 복수 열의 중공을 형성하여 경량화하는 기술이 개시된다.
그러나 이러한 하프 PC 부재 역시 현장콘크리트 타설이 필수적이어서 공기 단축에 한계가 있다. 뿐만 아니라 상기 하프 PC 부재는 부재의 길이 방향으로 하중을 전달하는 1방향 슬래브(one way slab)로만 적용이 가능하여 진동 및 처짐에 불리하다.
또한, 등록특허 제10-1776129호에는 상하부 PC 판 사이에 콘크리트 리브를 설치한 조립형 프리캐스트 이중 구조물에 대한 기술이 개시된다.
그러나 상기 등록특허는 폭 방향으로 이웃하는 구조물과의 구조적 일체화가 어렵다. 뿐만 아니라 상하부 PC 판과 콘크리트 리브를 결합하기 위해 체결볼트를 관통시켜야 하고, 인접 구조물과의 접합부 수밀성 확보가 어려워 폐수처리시설 저수조 등과 같이 수밀성 확보가 필수적인 구조에 사용하기 곤란하다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 PC 부재의 중량을 경량화하여 부재 대형화가 가능하면서도 현장 조립이 용이하고, 다양한 규격의 부재를 제작할 수 있는 가변형 조립 PC 부재를 제공하고자 한다.
본 발명은 길이 방향은 물론 폭 방향으로도 구조적 일체화가 가능한 가변형 조립 PC 부재를 제공하고자 한다.
바람직한 실시예에 따른 본 발명은 서로 이격된 상부플랜지와 하부플랜지 및 상기 상부플랜지와 하부플랜지의 양 단부를 연결하는 한 쌍의 웨브로 구성되어 내부에 중공이 형성되는 복수의 중공 PC 모듈; 및 상기 복수의 중공 PC 모듈을 폭 방향으로 상호 연결하는 연결구; 로 구성되고, 상기 중공 PC 모듈의 상부플랜지와 하부플랜지에는 중공 PC 모듈의 폭 방향으로 복수의 강봉이 구비되며, 상기 연결구는 인접하는 중공 PC 모듈의 강봉을 상호 연결하되, 상기 연결구는 일측 강봉의 단부에 결합되는 커플러; 일단은 상기 커플러에 결합되고, 타단에는 확대헤드가 구비되는 헤디드바; 일단은 타측 강봉의 단부에 결합되고, 타단에는 상기 헤디드바의 확대헤드가 수용되도록 수용공간이 형성되는 수용소켓; 및 상기 수용소켓의 수용공간에 결합되어 헤디드바의 확대헤드를 가압하는 고정캡; 으로 구성되는 것을 특징으로 하는 가변형 조립 PC 부재를 제공한다.
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다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 복수의 중공 PC 모듈의 상부플랜지 및 하부플랜지에는 PC 강선이 관통되도록 구비되어 포스트텐션이 도입되는 것을 특징으로 하는 가변형 조립 PC 부재를 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 인접하는 중공 PC 모듈의 웨브 사이에는 무수축 모르타르가 충전되는 것을 특징으로 하는 가변형 조립 PC 부재를 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 인접하는 중공 PC 모듈의 웨브 사이 PC 강선 주위에는 심플레이트가 구비되는 것을 특징으로 하는 가변형 조립 PC 부재를 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 일측 중공 PC 모듈의 PC 강선 주위 웨브에는 마그네틱이 구비되고, 상기 심플레이트는 사이 마그네틱에 부착되어 위치가 고정되는 것을 특징으로 하는 가변형 조립 PC 부재를 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 심플레이트는 중공 PC 모듈의 길이 방향으로 길게 형성되고, PC 강선의 위치에 PC 강선이 관통되는 관통공이 형성되는 것을 특징으로 하는 가변형 조립 PC 부재를 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 중공 PC 모듈의 웨브 외측에는 중공 PC 모듈의 길이 방향으로 홈부가 형성되고, 상기 웨브에는 홈부 내로 돌출되는 지수판이 중공 PC 모듈의 길이 방향으로 구비되는 것을 특징으로 하는 가변형 조립 PC 부재를 제공한다.
상기와 같은 본 발명에 따르면 상하부플랜지 및 웨브로 구성되어 내부에 중공이 형성된 복수의 중공 PC 모듈을 연결구를 이용하여 폭 방향으로 상호 결합함으로써 가변형 조립 PC 부재를 제작할 수 있다.
따라서 내부에 중공이 형성된 중공 PC 모듈을 이용하므로, PC 부재의 경량화로 운반 및 양중 부담이 적고 현장 시공이 용이하며 부재 대형화가 가능하다.
또한, 중공 PC 모듈의 폭을 모듈화하여 다양한 규격의 PC 부재를 조립할 수 있으며, PC 부재의 제작 및 관리가 효율적이다.
아울러 현장콘크리트가 타설되지 않는 All PC 부재이므로, 현장콘크리트 타설 공정이 생략되어 공기를 단축할 수 있다.
뿐만 아니라 중공 PC 모듈의 폭 방향으로 플랜지 내부에 배치되는 강봉을 연결구로 상호 연결하는 경우, PC 부재 제작을 위한 현장 조립 공정이 용이하고 부재를 폭 방향으로 일체화할 수 있어 구조적으로 유리하다.
도 1은 중공 PC 모듈을 도시하는 사시도.
도 2는 본 발명 가변형 조립 PC 부재를 도시하는 사시도.
도 3은 본 발명 가변형 조립 PC 부재를 도시하는 단면도.
도 4는 가변형 조립 PC 부재가 벽체인 실시예를 도시하는 사시도.
도 5는 가변형 조립 PC 부재가 슬래브인 실시예를 도시하는 사시도.
도 6은 가변형 조립 PC 부재가 기둥인 실시예를 도시하는 단면도.
도 7은 가변형 조립 PC 부재가 보인 실시예를 도시하는 단면도.
도 8은 풍선 몰드에 의해 장방형 중공을 원심 성형하는 과정을 나타내는 도면.
도 9는 다른 형태의 중공이 형성된 중공 PC 모듈을 도시하는 단면도.
도 10은 도 1의 A 부분을 도시하는 확대도.
도 11은 중공 PC 모듈을 다른 각도에서 도시하는 사시도.
도 12는 도 11의 B 부분을 도시하는 확대도.
도 13은 연결구에 의한 강봉 연결 과정을 도시하는 사시도.
도 14는 인접하는 중공 PC 모듈의 결합 과정을 도시하는 단면도.
도 15는 PC 강선이 구비된 가변형 조립 PC 부재를 도시하는 정면도.
도 16은 앵커의 일실시예를 도시하는 단면 사시도.
도 17은 PC 강선 단부의 정착 상태를 도시하는 단면도.
도 18은 인접하는 중공 PC 모듈 사이에 심플레이트가 구비된 상태를 도시하는 단면도.
도 19는 마그네틱에 의한 심플레이트의 결합 관계를 도시하는 도면.
도 20은 일체형 심플레이트를 도시하는 사시도.
도 21은 지수판의 결합 관계를 도시하는 단면도.
도 22는 지수판의 설치 과정을 도시하는 단면도.
이하, 첨부한 도면 및 바람직한 실시예에 따라 본 발명을 상세히 설명한다.
도 1은 중공 PC 모듈을 도시하는 사시도이고, 도 2는 본 발명 가변형 조립 PC 부재를 도시하는 사시도이며, 도 3은 본 발명 가변형 조립 PC 부재를 도시하는 단면도이다.
도 1 내지 도 3 등에 도시된 바와 같이, 본 발명 가변형 조립 PC 부재는 서로 이격된 상부플랜지(21)와 하부플랜지(22) 및 상기 상부플랜지(21)와 하부플랜지(22)의 양 단부를 연결하는 한 쌍의 웨브(23)로 구성되어 내부에 중공(20)이 형성되는 복수의 중공 PC 모듈(2); 및 상기 복수의 중공 PC 모듈(2)을 폭 방향으로 상호 연결하는 연결구(3); 로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 PC 부재의 중량을 경량화하여 부재의 대형화가 가능하면서도 현장 조립이 용이하고, 다양한 규격의 부재를 제작할 수 있으며, 폭 방향으로도 구조적 일체화가 가능한 가변형 조립 PC 부재를 제공하기 위한 것이다.
본 발명은 분할된 복수의 중공 PC 모듈(2)을 연결구(3)를 이용하여 폭 방향으로 상호 결합하여 구성된다.
상기 중공 PC 모듈(2)은 서로 이격된 상부플랜지(21)와 하부플랜지(22) 및 상기 상부플랜지(21)와 하부플랜지(22)의 양 단부를 연결하는 한 쌍의 웨브(23)로 구성되는 것으로, 내부에 중공(20)이 형성되어 전체적으로 박스 형상을 이룬다.
상기 중공 PC 모듈(2)은 정방형 또는 장방형 단면으로 형성 가능하다.
상기 상하부플랜지(21, 22) 또는 웨브(23)에는 와이어 메쉬(미도시)가 구비될 수 있다.
상기 중공 PC 모듈(2)은 상부플랜지(21)와 하부플랜지(22)가 부재 마감면을 이루는 것으로, 현장콘크리트가 타설되지 않는 All PC 부재이다. 따라서 현장콘크리트 타설 공정이 생략되어 공기를 크게 단축할 수 있다.
상기 중공 PC 모듈(2)은 내부에 중공(20)이 형성된 중공 부재이므로, 중량이 매우 가벼워 운반 및 양중 부담이 적고 현장 시공이 용이하다. 뿐만 아니라 중공 PC 모듈(2)의 폭을 건축에서 많이 사용되는 치수로 모듈화하면, 최소한의 규격으로 중공 PC 모듈(2)의 개수를 조절하여 다양한 폭의 PC 부재를 조립할 수 있으며, 규격 최소화로 PC 부재의 제작 및 관리 효율이 우수하다.
상기 가변형 조립 PC 부재(1)는 동일 규격의 중공 PC 모듈(2)을 전체 부재의 크기에 맞춰 다양한 폭으로 조절하여 제작할 수 있고, 각 중공 PC 모듈(2)에는 중공(20)이 단일 열로 구비되어 단위 부재의 중량을 최소화할 수 있다. 따라서 중공 PC 모듈(2)은 하나의 PC 부재 내부에 복수 열로 중공 코어가 형성된 종래 중공 부재(hollow core member)와는 차이가 있다.
상기 연결구(3)는 복수의 중공 PC 모듈(2)을 폭 방향으로 상호 연결한다.
인접하는 중공 PC 모듈(2)은 웨브(23)가 상호 밀착되도록 폭 방향으로 연결구(3)에 의해 서로 연결 가능하다.
상기 가변형 조립 PC 부재(1)는 공장에서 복수의 중공 PC 모듈(2)을 미리 조립하여 제작할 수 있으나, 운반상 편의를 고려하여 현장에서 조립하는 것이 바람직하다.
복수의 중공 PC 모듈(2)을 조립하여 형성되는 가변형 조립 PC 부재(1)는 슬래브, 벽체, 기둥, 보 등 다양한 부재에 적용 가능하다.
수밀성 확보가 필요한 구조물에 적용시, 상기 중공 PC 모듈(2)의 측면에는 방수시트(미도시)를 접착하여 접합부를 통한 누수를 방지할 수 있다.
도 3 등에 도시된 바와 같이, 상기 중공 PC 모듈(2)의 상부플랜지(21)와 하부플랜지(22)에는 중공 PC 모듈(2)의 폭 방향으로 복수의 강봉(25)이 구비되며, 상기 연결구(3)는 인접하는 중공 PC 모듈(2)의 강봉(25)을 상호 연결하도록 구성할 수 있다.
상기 상부플랜지(21)와 하부플랜지(22)에는 중공 PC 모듈(2)의 길이 방향으로 종방향 철근(24)이 복수 개 구비된다.
이에 부재 길이 방향으로 길이가 긴 복수의 중공 PC 모듈(2)을 폭 방향으로 상호 연결하여 구성된 가변형 조립 PC 부재(1)는 길이 방향으로는 종방향 철근(24)이 연속되어 하중 전달이 가능하다. 그러나 폭 방향으로는 서로 분할되어 있으므로 하중 전달이 불가능하다.
따라서 부재가 종방향뿐 아니라 횡방향으로도 구조적으로 연속되도록 하기 위해 중공 PC 모듈(2)의 폭 방향으로 상부플랜지(21)와 하부플랜지(22) 내부에 강봉(25)을 배치하고, 인접하는 중공 PC 모듈(2)의 강봉(25)을 연결구(3)로 상호 연결할 수 있다.
이에 가변형 조립 PC 부재(1)가 슬래브인 경우에는 2방향 슬래브(Two way slab)로 형성되어 진동 및 처짐을 경감할 수 있고, 부재 두께를 최소화할 수 있다.
또한, 상기 가변형 조립 PC 부재(1)가 벽체인 경우, 연결구(3)에 의해 인접하는 중공 PC 모듈(2)이 상호 밀착되어 수밀성 향상이 가능하다.
아울러 상기 가변형 조립 PC 부재(1)가 보(7)인 경우, 연결구(3)에 의해 강봉(25)이 상호 연속되므로 스터럽 역할을 하여 전단력 지지가 가능하다.
상기 강봉(25)은 철근일 수도 있다.
도 4는 가변형 조립 PC 부재가 벽체인 실시예를 도시하는 사시도이고, 도 5는 가변형 조립 PC 부재가 슬래브인 실시예를 도시하는 사시도이다. 그리고 도 6은 가변형 조립 PC 부재가 기둥인 실시예를 도시하는 단면도이고, 도 7은 가변형 조립 PC 부재가 보인 실시예를 도시하는 단면도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명 가변형 조립 PC 부재(1)가 벽체인 경우 중공 PC 모듈(2)을 연결하기 위한 연결구(3)를 동일하게 사용하여 인접하는 기둥(6)에 접합할 수 있다.
이 경우, 벽체 하부 기초(8)와도 연결구(3)에 의해 고정 가능하다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명 가변형 조립 PC 부재(1)가 슬래브인 경우에는 중공 PC 모듈(2) 연결을 위한 연결구(3)를 동일하게 사용하여 인접하는 보(7)에 접합할 수 있다.
본 발명 가변형 조립 PC 부재(1)는 도 6과 같이 기둥(6)으로 사용하거나 도 7과 같이 보(7)로 사용할 수도 있다.
상기 가변형 조립 PC 부재(1)가 기둥(6) 또는 보(7)로 사용되는 경우, 중공 PC 모듈(2) 단품으로 구성될 수도 있다.
도 8은 풍선 몰드에 의해 장방형 중공을 원심 성형하는 과정을 나타내는 도면이고, 도 9는 다른 형태의 중공이 형성된 중공 PC 모듈을 도시하는 단면도이다.
상기 중공 PC 모듈(2)은 제작시 중공(20)을 형성하기 위해 플라스틱 구체를 사용할 수 있다. 그러나 플라스틱 구체는 중량이 무겁고 생산비가 많이 소요될 뿐 아니라 제작 완료 후 제거가 어렵다. 또한, 강성 및 중량의 한계로 인해 대형 중공(20)을 형성하기 곤란하다.
따라서 공기 주입식 풍선 몰드(41)를 이용하거나 원심 성형에 의해 중공(20)을 형성하는 것이 바람직하다.
특히, 원심 성형에 의해 중공(20)을 형성하는 경우, 중공 PC 모듈(2)의 외부면 전체가 몰드(4)에 의해 형성되므로 고품질 중공 PC 모듈(2)을 제작 가능하다.
한편, 상기 중공(20)이 장방형인 경우에는 일반적인 원심 성형에 의해 장방형 중공(20)을 형성할 수 없다. 따라서 도 8의 (a)와 같이 중공(20) 위치 양측에 풍선 몰드(41)를 배치하고 몰드(4)에 콘크리트(C)를 일부 채워넣는다. 그리고 도 8의 (b)와 같이 몰드(4)를 회전시켜 원심 성형하면, 도 8의 (c)와 같이 풍선 몰드(41) 사이에도 중공이 형성되어 전체적으로 장방형 형상의 중공(20)이 형성된다.
이와 같이, 풍선 몰드(41)와 원심 성형을 혼합하여 중공(20)을 제작하는 경우, 중공(20)의 크기를 극대화하면서도 품질이 우수한 중공 PC 모듈(2)의 제작이 가능하다.
상기 중공(20)은 몰드(4)의 회전 속도에 따라 다양한 형태로 형성할 수 있다(도 9).
도 10은 도 1의 A 부분을 도시하는 확대도이고, 도 11은 중공 PC 모듈을 다른 각도에서 도시하는 사시도이며, 도 12는 도 11의 B 부분을 도시하는 확대도이다. 그리고 도 13은 연결구에 의한 강봉 연결 과정을 도시하는 사시도이고, 도 14는 인접하는 중공 PC 모듈의 결합 과정을 도시하는 단면도이다.
도 10 내지 도 14 등에 도시된 바와 같이, 상기 연결구(3)는 일측 강봉(25)의 단부에 결합되는 커플러(31); 일단은 상기 커플러(31)에 결합되고, 타단에는 확대헤드(321)가 구비되는 헤디드바(32); 일단은 타측 강봉(25')의 단부에 결합되고, 타단에는 상기 헤디드바(32)의 확대헤드(321)가 수용되도록 수용공간(331)이 형성되는 수용소켓(33); 및 상기 수용소켓(33)의 수용공간(331)에 결합되어 헤디드바(32)의 확대헤드(321)를 가압하는 고정캡(34); 으로 구성될 수 있다.
인접하는 강봉(25, 25')은 시공 오차 흡수가 용이하고, 이음되는 강봉(25, 25')이 상호 유격 없이 서로 밀착 결합되어 인장력은 물론 압축력에 대해서도 안정적으로 하중을 전달하도록 기계식 이음으로 이음할 수 있다.
이를 위하여 상기 연결구(3)는 커플러(31), 헤디드바(32), 수용소켓(33) 및 고정캡(34)으로 구성할 수 있다.
상기 강봉(25)의 일단에는 커플러(31)가 결합되고, 커플러(31)에는 확대헤드(321)가 구비된 헤디드바(32)가 결합되어 외부로 노출되며, 상기 헤디드바(32)의 외부에는 고정캡(34)이 구비된다.
상기 강봉(25)의 타단에는 수용소켓(33)이 결합되어 수용공간(331)의 입구가 노출되도록 중공 PC 모듈(2) 내부에 매입된다.
이에 따라 일측 중공 PC 모듈(2)의 강봉(25) 일단은 타측 중공 PC 모듈(2')의 강봉(25') 타단에 결합 가능하다.
상기 수용소켓(33)에는 전방이 개방된 수용공간(331)이 형성되고, 상기 수용공간(331)의 내주면에는 암나사산이 형성될 수 있다.
상기 고정캡(34)은 수용소켓(33)의 수용공간(331) 내부에 나사 결합되도록 외주면에 나사산이 형성되고, 상기 헤디드바(32)가 중앙을 관통되도록 구성된다.
상기 고정캡(34)의 후방 외측면에는 공구에 의해 고정캡(34)의 회전이 가능하도록 공구결합부(341)가 형성될 수 있다. 상기 공구결합부(341)는 공구 결합이 용이하도록 다각형으로 형성 가능하다.
상기 헤디드바(32) 및 수용소켓(33)이 외부로 노출될 수 있도록 커플러(31) 측 강봉(25) 단부에는 제1포켓부(26)가 형성될 수 있다.
상기 연결구(3)는 압축과 인장 모두 지지 가능하므로, 동일한 연결구(3)를 중공 PC 모듈(2)의 상부 및 하부에 모두 사용할 수 있다.
도 13 및 도 14를 참고하여 인접하는 중공 PC 모듈(2)의 결합 과정을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 일측 중공 PC 모듈(2)의 측면으로 돌출되지 않도록 헤디드바(32)를 커플러(31) 측으로 후퇴시킨 상태에서 타측 중공 PC 모듈(2')을 밀착 설치한다(도 13의 (a), 도 14의 (a)).
다음으로, 헤디드바(32)를 전진시켜 타측 중공 PC 모듈(2')의 수용소켓(33) 내부의 수용공간(331)에 삽입한다. 이때, 인접하는 중공 PC 모듈(2, 2') 간 이음부 유격을 제거하고, 압축력 전달이 가능하도록 헤디드바(32)의 확대헤드(321) 전면을 수용공간(331)의 저면에 밀착한다(도 13의 (b), 도 14의 (b)).
그리고 상기 고정캡(34)을 수용소켓(33)의 수용공간(331) 내부에 나사 결합하여 전단이 헤디드바(32)의 확대헤드(321) 후면을 가압하도록 한다(도 13의 (c), 도 14의 (c)).
이와 같이 인접하는 강봉(25, 25')을 연결구(3)로 결합한 후에는 제1포켓부(26)에 무수축 모르타르(M)를 충전한다.
상기와 같이 간단한 나사 결합에 의해 양측 강봉(25, 25')을 상호 연결 및 고정할 수 있으므로 매우 신속한 작업이 가능하고, 나사 체결 후 바로 응력 지지가 가능하여 안정적이다.
도 15는 PC 강선이 구비된 가변형 조립 PC 부재를 도시하는 정면도이고, 도 16은 앵커의 일실시예를 도시하는 단면 사시도이며, 도 17은 PC 강선 단부의 정착 상태를 도시하는 단면도이다.
도 15 내지 도 17에 도시된 바와 같이, 상기 복수의 중공 PC 모듈(2)의 상부플랜지(21) 및 하부플랜지(22)에는 PC 강선(5)이 관통되도록 구비되어 포스트텐션이 도입될 수 있다.
가변형 조립 PC 부재(1)의 폭 방향으로 분할된 복수의 중공 PC 모듈(2) 간 접합을 견고하게 유지하기 위해 복수의 중공 PC 모듈(2)의 상부플랜지(21) 및 하부플랜지(22)에는 PC 강선(5)을 관통시키되, PC 강선(5)을 긴장하여 포스트텐션을 도입할 수 있다.
이 경우, 특히 저수조 벽체에 본 발명 적용시 수밀성을 높여 방수 성능에 대한 높은 신뢰도를 확보할 수 있다.
이를 위해 상기 중공 PC 모듈(2)의 상부플랜지(21)와 하부플랜지(22)에는 각각 중공 PC 모듈(2)의 폭 방향으로 PC 강선(5)이 관통되는 복수 열의 덕트(51)가 구비될 수 있다(도 17).
상기 PC 강선(5)의 단부는 앵커(52)에 의해 정착 가능하다.
상기 앵커(52)의 부식 방지를 위해, 앵커(52)의 외주면은 폴리머 재질의 인캡슐부(521)로 감쌀 수 있다(도 16).
상기 PC 강선(5)은 피복 텐던을 사용하여 부식을 방지할 수 있다.
상기 가변형 조립 PC 부재(1)의 최외곽 중공 PC 모듈(2)의 단부에는 앵커(52)가 수용되는 제2포켓부(27)가 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 PC 강선(5)의 단부를 앵커(52)로 정착한 후 제2포켓부(27)에 무수축 모르타르(M)를 충전 가능하다.
상기 가변형 조립 PC 부재(1)의 단부가 기둥(6)이나 보(7)의 측면에 결합되는 경우, 상기 PC 강선(5)은 기둥(6)이나 보(7)와 같은 타 부재를 관통하여 기둥(6) 또는 보(7)에 앵커(52)로 고정 가능하다. 즉, PC 강선(5)에 의하여 타 부재와 일체화할 수 있다.
특히, 가변형 조립 PC 부재(1)의 단부가 슬래브에 결합되는 경우에는 PC 강선(5)이 단부 부모멘트에 추가로 저항 가능하다.
기존에 분할된 PC 부재를 PC 강선에 포스트텐션을 도입하여 결합하는 경우에는 포스트텐션 도입 전까지 서포트 지지가 필요하다. 이와 달리, 본 발명은 연결구(3)에 의해 중공 PC 모듈(2)이 연결된 상태에서 포스트텐션이 도입되므로 별도로 서포트로 지지할 필요가 없다.
도 18은 인접하는 중공 PC 모듈 사이에 심플레이트가 구비된 상태를 도시하는 단면도이다.
도 18에 도시된 바와 같이, 상기 인접하는 중공 PC 모듈(2)의 웨브(23) 사이에는 무수축 모르타르(M)가 충전될 수 있다.
상기 중공 PC 모듈(2)을 아무리 정교하게 제작한다 하더라도 인접하는 두 중공 PC 모듈(2)을 밀착할 경우 사이에 틈이 발생할 수밖에 없다. 아울러 PC 강선(5)을 삽입하기 위한 덕트(51)의 단부가 웨브(23)의 외측으로 돌출될 경우, 인접하는 중공 PC 모듈(2) 사이에 소정의 틈이 발생할 수밖에 없는데, 이 경우 PC 강선(5)에 도입된 긴장력에 손실이 발생할 수 있다.
따라서 인접하는 중공 PC 모듈(2) 사이에 무수축 모르타르(M)를 충전하여 틈이 발생하지 않도록 할 수 있다.
인접하는 중공 PC 모듈(2)은 별도의 연결구(3)에 의해 서로 지지되므로, 무수축 모르타르(M)를 충전하기 위한 공간 확보가 용이하다.
뿐만 아니라 무수축 모르타르(M)를 충전할 경우, PC 강선(5)에 긴장력 도입시 압축력을 지지하고 가변형 조립 PC 부재(1)의 진동을 최소화할 수 있다.
도 18에 도시된 바와 같이, 상기 인접하는 중공 PC 모듈(2)의 웨브(23) 사이 PC 강선(5) 주위에는 심플레이트(53)가 구비될 수 있다.
인접하는 중공 PC 모듈(2) 사이에 무수축 모르타르(M)가 충전되는 경우, 무수축 모르타르(M)가 경화된 후에 PC 강선(5)에 포스트텐션을 도입 가능하다. 이에 공기 지연 우려가 있다.
따라서 무수축 모르타르(M)를 충전하기 전에 PC 강선(5)을 긴장할 수 있도록 인접하는 중공 PC 모듈(2) 사이를 심플레이트(53, shim plate)로 지지하여 신속한 시공이 가능하게 할 수 있다.
상기 심플레이트(53)는 PC 강선(5)에 포스트텐션 도입시 PC 강선(5)의 긴장력을 바로 지지할 수 있도록 PC 강선(5) 주위에 배치한다.
상기 심플레이트(53)는 중앙에 관통공(531)이 형성되어 PC 강선(5)이 관통되도록 할 수 있다(도 19).
상기 심플레이트(53)에 의하여 그라우팅 덕트(51) 내로 무수축 모르타르(M)가 침투되는 것을 방지할 수 있다.
상기 심플레이트(53)는 금속재로 구성할 수 있다.
또는, 상기 심플레이트(53)는 기계적 강도가 매우 뛰어나면서도 가격이 저렴한 MC 나일론(Mono Cast Nylon) 플레이트를 사용 가능하다.
상기 심플레이트(53)가 MC 나일론 플레이트인 경우, 접착제에 의해 일측 중공 PC 모듈(2)에 심플레이트(53)를 부착할 수 있다.
도 19는 마그네틱에 의한 심플레이트의 결합 관계를 도시하는 도면이다.
도 19, 도 20에 도시된 바와 같이, 일측 중공 PC 모듈(2)의 PC 강선(5) 주위 웨브(23)에는 마그네틱(54)이 구비되고, 상기 심플레이트(53)는 사이 마그네틱(54)에 부착되어 위치가 고정되도록 구성할 수 있다.
양측의 중공 PC 모듈(2)이 조립된 후에는 심플레이트(53)를 설치하기 어려우므로, 중공 PC 모듈(2) 조립 전 심플레이트(53)를 일측의 중공 PC 모듈(2) 측면에 미리 고정함이 바람직하다.
이를 위해 상기 중공 PC 모듈(2)의 일측 웨브(23)에 마그네틱(54)을 매립 설치하여 자력에 의해 심플레이트(53)를 부착 고정할 수 있다.
이 경우 심플레이트(53)는 스틸플레이트로 구성된다.
도 20은 일체형 심플레이트를 도시하는 사시도이다.
도 20에 도시된 바와 같이, 상기 심플레이트(53)는 중공 PC 모듈(2)의 길이 방향으로 길게 형성되고, PC 강선(5)의 위치에 PC 강선(5)이 관통되는 관통공(531)이 형성되도록 구성할 수 있다.
상기 심플레이트(53)는 각 PC 강선(5) 위치마다 개별적으로 설치할 수 있으며, 도 20에서와 같이 상하 복수의 심플레이트(53)를 하나로 연결되게 구성하는 것도 가능하다.
이를 위해 상기 심플레이트(53)를 길이가 긴 띠판 형태로 형성하되, 각 PC 강선(5)의 위치마다 관통공(531)을 형성하여 일측 중공 PC 모듈(2)에 고정한다.
이 경우, 복수의 심플레이트(53)가 단일 띠판으로 연속되므로, 심플레이트(53) 설치 시간을 줄일 수 있다.
뿐만 아니라 상기 심플레이트(53)가 중공 PC 모듈(2)의 측면에 길이 방향으로 길이가 길게 배치되므로, 추가적인 방수 성능을 확보할 수 있다.
도 21은 지수판의 결합 관계를 도시하는 단면도이고, 도 22는 지수판의 설치 과정을 도시하는 단면도이다.
도 21, 도 22에 도시된 바와 같이, 상기 중공 PC 모듈(2)의 웨브(23) 외측에는 중공 PC 모듈(2)의 길이 방향으로 홈부(231)가 형성되고, 상기 웨브(23)에는 홈부(231) 내로 돌출되는 지수판(28)이 중공 PC 모듈(2)의 길이 방향으로 구비될 수 있다.
가변형 조립 PC 부재(1)를 저수조와 같이 수밀 성능이 필요한 구조물에 적용할 경우, 인접하는 중공 PC 모듈(2) 간 접합부에서 누수가 발생하지 않아야 한다.
특히, 인접하는 중공 PC 모듈(2) 사이에 무수축 모르타르(M)가 충전되는 경우에는 무수축 모르타르(M)와 중공 PC 모듈(2)의 계면으로 누수가 발생할 수 있다.
따라서 상기 중공 PC 모듈(2)의 웨브(23) 외측면에 중공 PC 모듈(2)의 길이 방향으로 홈부(231)를 형성하고, 홈부(231) 내로 지수판(28)이 돌출되게 구성할 수 있다.
상기 홈부(231) 내부에는 무수축 모르타르(M)가 채워지는데, 지수판(28)이 무수축 모르타르(M)와 중공 PC 모듈(2)의 웨브(23) 접합면을 가로질러 구비되므로 이질재 간 계면을 통한 누수를 방지할 수 있다.
상기 지수판(28)은 중공 PC 모듈(2)의 웨브(23) 내부에 견고하게 정착되도록 T형으로 형성할 수 있다.
상기 지수판(28)은 다음과 같은 과정을 거쳐 설치할 수 있다.
먼저, 중공 PC 모듈(2) 제작시 웨브(23)의 몰드(4) 내측면에 반원형 단면의 고무마개(42)를 부착하고, 고무마개(42) 내측에 형성된 절개부(421)에 지수판(28)의 일단을 삽입하여 고정한다(도 22의 (a)).
이후, 콘크리트(C)를 타설한 다음, 고무마개(42)를 제거하여 지수판(28) 설치 작업을 완료한다(도 22의 (b)).
1: 가변형 조립 PC 부재 2: 중공 PC 모듈
20: 중공 21: 상부플랜지
22: 하부플랜지 23: 웨브
231: 홈부 24: 종방향 철근
25: 강봉 26: 제1포켓부
27: 제2포켓부 28: 지수판
3: 연결구 31: 커플러
32: 헤디드바 321: 확대헤드
33: 수용소켓 331: 수용공간
34: 고정캡 341: 공구결합부
4: 몰드 41: 풍선 몰드
42: 고무마개 421: 절개부
5: PC 강선 51: 덕트
52: 앵커 521: 인캡슐부
53: 심플레이트 531: 관통공
54: 마그네틱 6: 기둥
7: 보 8: 기초
C: 콘크리트 M: 무수축 모르타르

Claims (9)

  1. 서로 이격된 상부플랜지(21)와 하부플랜지(22) 및 상기 상부플랜지(21)와 하부플랜지(22)의 양 단부를 연결하는 한 쌍의 웨브(23)로 구성되어 내부에 중공(20)이 형성되는 복수의 중공 PC 모듈(2); 및
    상기 복수의 중공 PC 모듈(2)을 폭 방향으로 상호 연결하는 연결구(3); 로 구성되고,
    상기 중공 PC 모듈(2)의 상부플랜지(21)와 하부플랜지(22)에는 중공 PC 모듈(2)의 폭 방향으로 복수의 강봉(25)이 구비되며, 상기 연결구(3)는 인접하는 중공 PC 모듈(2)의 강봉(25)을 상호 연결하되,
    상기 연결구(3)는 일측 강봉(25)의 단부에 결합되는 커플러(31);
    일단은 상기 커플러(31)에 결합되고, 타단에는 확대헤드(321)가 구비되는 헤디드바(32);
    일단은 타측 강봉(25')의 단부에 결합되고, 타단에는 상기 헤디드바(32)의 확대헤드(321)가 수용되도록 수용공간(331)이 형성되는 수용소켓(33); 및
    상기 수용소켓(33)의 수용공간(331)에 결합되어 헤디드바(32)의 확대헤드(321)를 가압하는 고정캡(34); 으로 구성되는 것을 특징으로 하는 가변형 조립 PC 부재.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에서,
    상기 복수의 중공 PC 모듈(2)의 상부플랜지(21) 및 하부플랜지(22)에는 PC 강선(5)이 관통되도록 구비되어 포스트텐션이 도입되는 것을 특징으로 하는 가변형 조립 PC 부재.
  5. 제4항에서,
    상기 인접하는 중공 PC 모듈(2)의 웨브(23) 사이에는 무수축 모르타르(M)가 충전되는 것을 특징으로 하는 가변형 조립 PC 부재.
  6. 제5항에서,
    상기 인접하는 중공 PC 모듈(2)의 웨브(23) 사이 PC 강선(5) 주위에는 심플레이트(53)가 구비되는 것을 특징으로 하는 가변형 조립 PC 부재.
  7. 제6항에서,
    일측 중공 PC 모듈(2)의 PC 강선(5) 주위 웨브(23)에는 마그네틱(54)이 구비되고, 상기 심플레이트(53)는 사이 마그네틱(54)에 부착되어 위치가 고정되는 것을 특징으로 하는 가변형 조립 PC 부재.
  8. 제6항에서,
    상기 심플레이트(53)는 중공 PC 모듈(2)의 길이 방향으로 길게 형성되고, PC 강선(5)의 위치에 PC 강선(5)이 관통되는 관통공(531)이 형성되는 것을 특징으로 하는 가변형 조립 PC 부재.
  9. 제5항에서,
    상기 중공 PC 모듈(2)의 웨브(23) 외측에는 중공 PC 모듈(2)의 길이 방향으로 홈부(231)가 형성되고, 상기 웨브(23)에는 홈부(231) 내로 돌출되는 지수판(28)이 중공 PC 모듈(2)의 길이 방향으로 구비되는 것을 특징으로 하는 가변형 조립 PC 부재.
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