KR102213802B1 - 프리캐스트 콘크리트 연결방법 - Google Patents

프리캐스트 콘크리트 연결방법 Download PDF

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송재혁
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 프리캐스트 콘크리트 연결방법은 상부 철근이 결합된 베이스 홀더가 구비된 상부 프리캐스트를 제작하는 상부 프리캐스트 제작단계; 단부가 노출되게 하부 철근이 구비된 하부 프리캐스트를 제작하는 하부 프리캐스트 제작단계; 상기 하부 철근의 단부에 고정캡이 관통되게 배치하는 고정캡 조립단계; 상기 하부 철근의 단부에 조정너트를 조립하는 조정너트 조립단계; 상기 조정너트에 레벨러를 결합시키는 레벨러 조립단계; 상기 레벨러에 하중전달부재를 결합시키는 하중전달부재 조립단계; 상기 레벨러를 회전시켜 상기 레벨러를 일정선상에 배치시키는 레벨조정단계; 상기 베이스 홀더에 상기 하부 철근을 삽입하는 하부 철근 삽입단계; 및 상기 고정캡을 상기 베이스 홀더에 결합시키는 고정캡 결합단계; 를 포함한다.

Description

프리캐스트 콘크리트 연결방법{coupling method for precast concrete}
본 발명은 프리캐스트 콘크리트 연결방법에 관한 것으로, 상부 프리캐스트를 하부 프리캐스트에 견고하게 지지시키고, 시공성을 향상시킬 수 있는 프리캐스트 콘크리트 연결방법에 관한 것이다.
프리캐스트 콘크리트(precast concrete, PC)는 공장 등 일정 시설에서 기둥, 보, 벽체, 바닥판 등의 건설부재를 철제 거푸집으로 만들어 양생시킨 기성 콘크리트 제품이다. 이러한 프리캐스트 콘크리트를 이용하여 시공하는 공법을 PC공법이라고 하며, 공장에서 일정한 규격 및 강도로 프리캐스트 콘크리트가 제작되므로, PC공법 적용 시 공기가 단축되고 시공품질이 일정하게 유지되는 장점을 갖는다.
하나의 프리캐스트 콘크리트는 콘크리트 내부에 철근이 복수개 배근되며, 각 프리캐스트 콘크리트의 철근을 서로 연결하여, 기둥, 보, 벽체, 바닥판, 옹벽 등을 제작한다.
도 1은 일정 규격으로 제작된 프리캐스트 콘크리트를 연결하여 벽체를 시공하는 것을 도시한 도면이다. 도 1을 참조하면, 상부 프리캐스트(PC1)에는 슬리브(SV)가 구비되고, 상부 프리캐스트(PC1)의 내부에 구비된 상부 철근(10)에 슬리브(SV)가 결합되어 있다. 또한, 하부 프리캐스트(PC2)의 내부에는 하부 철근(20)이 구비되어 있다.
이때, 상부 프리캐스트(PC1)를 하부 프리캐스트(PC2)에 결합하는데, 슬리브(SV)에 하부 철근(20)을 삽입하고, 슬리브(SV)가 하부 철근(20)에 지지되게 한 상태에서, 상부 프리캐스트(PC1)와 하부 프리캐스트(PC2) 사이에 몰타르(M)(mortar)를 충진시켜 프리캐스트 벽체를 제작한다. 이 경우, 몰타르(M)가 경화되는데 3주 정도의 기간이 소요되며, 몰타르(M)의 경화가 완료되면 프리캐스트 벽체가 완성된다.
이때, 슬리브(SV)의 충진구(SV2)를 통해 슬리브(SV) 내부로 몰타르(M)가 충진되는데, 슬리브(SV)에 내부의 공기가 배출되는 벤트홀(SV1)이 형성되어 있으나 내부의 공기가 벤트홀(SV1)로 완전히 배출되지 않아, 슬리브(SV) 내부에 몰타르(M)가 완전히 충진되지 않을 수 있다. 이 경우, 프리캐스트 벽체의 결합강도가 저하되어 내구연한이 감소되며, 향후 붕괴 등의 안전문제가 발생하기도 한다.
또한, 도 1에 도시된 것과 같아, 하부 프리캐스트(PC2) 제작 시 하부 프리캐스트(PC2)에 배치된 일부 하부 철근(20)들의 단부(21)가 수평선(H) 상에 배치되지 않을 수 있다. 또한, 하부 철근(20)을 일정 길이로 절단 시 절단력에 의해 하부 철근(20)의 단부(21)가 만곡되기도 한다.
이때, 상부 프리캐스트(PC1)에 하부 프리캐스트(PC2)를 결합 시, 일부 하부 철근(20)의 경우 상부 철근(10)에 접촉되지 않고 이격되는데, 상부 프리캐스트(PC1)의 하중이 슬리브(SV)에 이격된 하부 철근(20)을 제외한 나머지 하부 철근(20)에 전달되어, 나머지 하부 철근(20)들의 허용하중을 초과하기도 하므로 프리캐스트 벽체의 내구연한을 감소시키고 붕괴 등의 사고를 일으키기도 한다.
또한, 상부 철근(10)의 중심축(C1)과 하부 철근(20)의 중심축(C2)이 동축 상에 배치되지 않을 수 있다. 이 경우, 하부 철근(20)이 슬리브(SV)에 제대로 삽입되지 않아, 현장에서 하부 철근(20)을 일부러 만곡시켜 슬리브(SV)에 삽입시키기도 하므로, 공기가 지연되며 현장의 시공성도 감소된다.
따라서, 하부 철근(20)의 단부(21)의 위치 및 형상에 상관없이 상부 철근(10)을 하부 철근(20)에 견고하게 지지시켜 프리캐스트 콘크리트의 내구연한을 보존하고, 상부 철근(10)의 중심축(C1)과 하부 철근(20)의 중심축(C2)의 일치 여부에 상관없이 시공 용이성을 향상시킬 수 있는 프리캐스트 콘크리트 연결방법을 개발할 필요가 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상부 프리캐스트를 하부 프리캐스트에 견고하게 지지시키고, 시공성을 향상시킬 수 있는 프리캐스트 콘크리트 연결방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 프리캐스트 콘크리트 연결방법은 상부 철근이 결합된 베이스 홀더가 구비된 상부 프리캐스트를 제작하는 상부 프리캐스트 제작단계; 단부가 노출되게 하부 철근이 구비된 하부 프리캐스트를 제작하는 하부 프리캐스트 제작단계; 상기 하부 철근의 단부에 고정캡이 관통되게 배치하는 고정캡 조립단계; 상기 하부 철근의 단부에 조정너트를 조립하는 조정너트 조립단계; 상기 조정너트에 레벨러를 결합시키는 레벨러 조립단계; 상기 레벨러에 하중전달부재를 결합시키는 하중전달부재 조립단계; 상기 레벨러를 회전시켜 상기 레벨러를 일정선상에 배치시키는 레벨조정단계; 상기 베이스 홀더에 상기 하부 철근을 삽입하는 하부 철근 삽입단계; 및 상기 고정캡을 상기 베이스 홀더에 결합시키는 고정캡 결합단계; 를 포함한다.
또한, 상기 상부 프리캐스트 제작단계는, 상부 거푸집에 복수개의 상기 상부 철근을 수평하게 배치하고, 상기 상부 철근의 단부에 상기 베이스 홀더를 결합시킨 후 상기 상부 거푸집에 콘크리트를 충진시킬 수 있다.
또한, 상기 하부 프리캐스트 제작단계는, 하부 거푸집에 복수개의 상기 하부 철근을 수평하게 배치하고, 상기 하부 거푸집에 콘크리트를 충진시킬 수 있다.
또한, 상기 레벨조정단계는, 상기 레벨러를 회전시켜 상기 레벨러를 일정선 상에 배치시킬 수 있다.
또한, 상기 레벨조정단계는, 상기 레벨러를 회전시켜 상기 레벨러가 상기 조정너트와 함께 상하방향으로 이동될 수 있다.
또한, 상기 하부 철근 삽입단계는, 상기 하부 철근을 상기 베이스 홀더의 하부 철근 수용부에 삽입시킬 수 있다.
또한, 상기 하부 철근 삽입단계는, 상기 상부 프리캐스트를 수평방향으로 이동시킬 수 있다.
또한, 상기 고정캡 결합단계는, 상기 고정캡이 상기 레벨러를 상방향으로 슬라이딩시켜, 상기 레벨러가 상기 하중전달부재를 상기 상부 철근에 접촉시킬 수 있다.
또한, 상기 고정캡 결합단계 후에 상기 상부 프리캐스트와 상기 하부 프리캐스트 사이에 비수축 몰타르를 충진시키는 충진단계를 더 포함할 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 프리캐스트 콘크리트 연결방법에 따르면 각 하부 철근(20)에 구비된 레벨러(40)가 일정선(Ha) 상에 배치되도록 조정되어 하중전달부재(70)가 수평선(H) 상에 배치되므로, 각 하중전달부재(70)가 각 상부 철근(10)에 접촉될 수 있게 된다.
이에 따라, 상부 철근(10)의 하중이 하중전달부재(70)를 통해 최종적으로 하부 철근(20)으로 전달될 수 있게 되어, 상부 철근(10)이 하부 철근(20)에 견고하게 지지됨에 따라, 상부 프리캐스트(PC1)가 하부 프리캐스트(PC2)에 견고하게 지지된다.
또한, 상부 철근(10)의 중심축(C1)과 하부 철근(20)의 중심축(C2)이 상이한 경우라도 제1갭(G1) 및 제2갭(G2)의 여유공간이 형성되어 있어, 상부 프리캐스트(PC1)를 수평방향으로 유동시켜 하부 철근(20)의 단부(21)를 하부 철근 수용부(32)에 삽입하면 되므로, 하부 철근(20)을 하부 철근 수용부(32)에 삽입시키기 위해 현장에서 하부 철근(20)을 추가적으로 만곡시키는 등의 작업이 필요 없게 되어, 시공성이 향상된다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 일반적인 프리캐스트 콘크리트를 연결하여 벽체를 시공하는 것을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 프리캐스트 콘크리트 연결장치의 분해단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 다른 프리캐스트 콘크리트 연결장치의 분해사시도이다.
도 4는 도 2에 도시된 프리캐스트 콘크리트 연결장치의 결합도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 레벨러(40) 및 조정너트(50)의 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 프리캐스트 콘크리트 연결장치에 인장력의 작용 시 동작도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 프리캐스트 콘크리트 연결방법의 시공순서도이다.
도 8은 상부 프리캐스트 제작단계(S10) 및 하부 프리캐스트 제작단계(S20)에 따른 상부 프리캐스트(PC1) 및 하부 프리캐스트(PC2)이다.
도 9는 고정캡 조립단계(S30)에 따른 상부 프리캐스트(PC1) 및 하부 프리캐스트(PC2)이다.
도 10은 조정너트 조립단계(S40), 레벨러 조립단계(S50) 및 하중전달부재 조립단계(S55)에 따른 상부 프리캐스트(PC1) 및 하부 프리캐스트(PC2)이다.
도 11은 레벨조정단계(S60)에 따른 상부 프리캐스트(PC1) 및 하부 프리캐스트(PC2)이다.
도 12는 하부 철근 삽입단계(S70)에 따른 상부 프리캐스트(PC1) 및 하부 프리캐스트(PC2)이다.
도 13 내지 도 14는 고정캡 결합단계(S80)에 따른 상부 프리캐스트(PC1) 및 하부 프리캐스트(PC2)이다.
도 15는 충진단계(S90)에 따른 상부 프리캐스트(PC1) 및 하부 프리캐스트(PC2)로, 프리캐스트 공법이 완료된 상태가 도시된 도면이다.
본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 용어가 동일하더라도 표시하는 부분이 상이하면 도면 부호가 일치하지 않음을 미리 말해두는 바이다.
그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 설정된 용어들로서 이는 실험자 및 측정자와 같은 조작자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하에서 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 도면부호는 동일한 부재를 나타낸다.
이하, 도 2 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 프리캐스트 콘크리트 연결장치에 대하여 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 프리캐스트 콘크리트 연결장치의 분해단면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 다른 프리캐스트 콘크리트 연결장치의 분해사시도이고, 도 4는 도 2에 도시된 프리캐스트 콘크리트 연결장치의 결합도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 레벨러(40) 및 조정너트(50)의 사시도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 프리캐스트 콘크리트 연결장치에 인장력의 작용 시 동작도이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 프리캐스트 콘크리트 연결장치는, 상부 프리캐스트(PC1)에 구비되는 상부 철근(10), 상기 상부 프리캐스트(PC1)에 구비되고, 상기 상부 철근(10)의 단부(12)가 결합되며, 내부에 하부 철근 수용부(32)가 형성되는 베이스 홀더(30), 하부 프리캐스트(PC2)에 단부(21)가 노출되게 구비되고, 상기 단부(21)가 상기 하부 철근 수용부(32)에 삽입되는 하부 철근(20), 상기 하부 철근(20)의 단부(21)에 구비되고, 상기 하부 철근 수용부(32)에 수용되는 레벨러(40), 내주면(50a)이 상기 하부 철근(20)에 결합되고, 외주면(50b)이 상기 레벨러(40)의 내주면(40a)에 결합되는 조정너트(50), 상기 하부 철근(20)에 관통되며, 상기 베이스 홀더(30)의 단부(31)에 결합되고, 상기 레벨러(40)에 접촉되는 고정캡(60), 및 상기 상부 철근(10)과 상기 레벨러(40) 사이에 구비되어 상기 상부 철근(10)의 하중을 상기 레벨러(40)로 전달하는 하중전달부재(70)를 포함한다.
상부 철근(10)은 상부 프리캐스트(PC1)에 구비된다. 상부 프리캐스트(PC1)는 종래기술에서 상술한 PC공법에 사용되는 프리캐스트 콘크리트로 실시될 수 있다. 상부 프리캐스트(PC1)는 기둥, 보, 벽체, 바닥판, 옹벽 중 적어도 어느 하나로 실시될 수 있다.
상부 철근(10)은 상부 프리캐스트(PC1)의 내부에 복수개가 수평하게 구비될 수 있다. 상부 철근(10)은 외주면에 리브(rib)가 형성된 이형철근(deformed bar)으로 실시될 수 있다. 상부 철근(10)의 양측 단부(11, 12)는 전조가공되어 나사산이 형성될 수 있다.
상부 철근(10)의 타측 단부(12)는 후술하는 베이스 홀더(30)가 결합된다. 상부 철근(10)의 일측 단부(11)는 상부 프리캐스트(PC1)에 노출되게 구비될 수 있다.
베이스 홀더(30)는 상부 프리캐스트(PC1)에 구비된다. 베이스 홀더(30)는 상부 프리캐스트(PC1)에 인입되게 배치될 수 있다. 베이스 홀더(30)에는 상부 철근(10)의 단부(12)가 결합된다. 이 경우, 상부 철근(10)의 단부(12)에는 나사산이 형성되어, 베이스 홀더(30)가 상부 철근(10)의 단부(12)에 나사결합될 수 있다.
베이스 홀더(30)에는 내부에 하부 철근 수용부(32)가 개구되어 형성된다. 이 경우, 베이스 홀더(30)의 내주면(30a) 및 지지면(30c)이 하부 철근 수용부(32)를 형성한다. 상부 철근(10)의 단부(12)는 베이스 홀더(30)의 지지면(30c)까지 결합될 수 있다. 베이스 홀더(30)의 내주면(30a)에는 나사산이 형성될 수 있다.
하부 철근 수용부(32)에는 후술하는 하부 철근(20)이 삽입된다. 하부 철근 수용부(32)에는 하부 철근(20)의 단부(21)가 삽입될 수 있다.
하부 철근(20)은 하부 프리캐스트(PC2)에 구비된다. 하부 프리캐스트(PC2)는 상부 프리캐스트(PC1)와 동일하게 실시될 수 있으므로, 상세한 설명을 생략한다.
하부 철근(20)은 하부 프리캐스트(PC2)의 내부에 복수개가 수평하게 구비될 수 있다. 하부 철근(20)은 외주면에 리브(rib)가 형성된 이형철근(deformed bar)으로 실시될 수 있다.
하부 철근(20)의 단부(21)는 하부 프리캐스트(PC2)에 노출되게 구비된다. 하부 철근(20)의 단부(21)는 전조가공되어 나사산이 형성될 수 있다.
하부 철근(20)의 단부(21)는 베이스 홀더(30)의 하부 철근 수용부(32)에 삽입된다. 이때, 상부 철근(10)의 중심축(C1)과 하부 철근(20)의 중심축(C2)이 동축 상에 배치될 수 있다. 또한, 실시예에 따라, 상부 철근(10)의 중심축(C1)과 하부 철근(20)의 중심축(C2)이 동축 상에서 벗어나 상이하게 배치될 수 있다. 이에 대하여는 후술한다.
상부 프리캐스트(PC1)와 하부 프리캐스트(PC2)는 동일한 구성으로 실시될 수 있다. 상부 프리캐스트(PC1)를 기준으로 설명하면, 상부 프리캐스트(PC1)의 상부 철근(10)은 양측 단부(11, 12)에 나사산이 형성된다. 이때, 상부 철근(10)의 타측 단부(12)는 베이스 홀더(30)가 결합되고, 상부 철근(10)의 일측 단부(11)는 상부 프리캐스트(PC1)에 노출되게 구비될 수 있다.
이 경우, 상부 철근(10)의 일측 단부(11)는 하부 철근(20)의 일측 단부(21)와 동일하게 작용하므로, 하나의 상부 프리캐스트(PC1)를 다른 하나의 상부 프리캐스트(PC1)의 하부에 적층할 수 있다. 이때, 상부 철근(10)의 일측 단부(11)는 다른 하나의 상부 프리캐스트(PC1)의 베이스 홀더(30)에 형성된 하부 철근 수용부(32)에 삽입될 수 있다.
레벨러(40)는 하부 철근(20)의 단부(21)에 결합된다. 레벨러(40)는 하부 철근(20)에 관통될 수 있다. 레벨러(40)는 하부 철근(20)의 단부(21)에 슬라이딩 가능하게 결합될 수 있다.
레벨러(40)는 하부 철근 수용부(32)에 수용된다. 레벨러(40)는 후술하는 하중전달부재(70)로부터 상부 철근(10)의 하중을 전달받을 수 있다. 이에 따라, 상부 철근(10)의 하중이 레벨러(40)를 통해 하부 철근(20)으로 전달될 수 있게 된다.
레벨러(40)의 외주면(40b)은 베이스 홀더(30)의 내주면(30a)과 이격된다. 레벨러(40)의 외주면(40b)은 베이스 홀더(30)의 내주면(30a)과 이격되어, 제1갭(G1)을 형성한다. 제1갭(G1)은 여유공간을 형성할 수 있다. 레벨러(40)는 제1갭(G1)의 범위 내에서 수평방향으로 유동될 수 있다. 이에 대하여는 후술한다.
레벨러(40)의 일측 단부(41)는 후술하는 하중전달부재(70)에 접촉된다. 레벨러(40)의 타측 단부(42)는 후술하는 고정캡(60)의 일측 단부(61)에 접촉된다.
각 하부 철근(20)에 구비된 각 레벨러(40)는 일정선(Ha) 상에 배치될 수 있다. 이 경우, 각 레벨러(40)는 각 하중전달부재(70)를 수평선(H) 상에 배치시킨다. 이에 대하여는 후술한다.
조정너트(50)는 하부 철근(20)의 단부(21)에 결합된다. 조정너트(50)는 내주면(50a)이 하부 철근(20)의 외주면(b)에 결합된다. 상술한 것과 같이, 하부 철근(20)의 외주면에는 나사산이 형성될 수 있다. 이 경우, 조정너트(50)의 내주면(50a)에는 하부 철근(20)에 형성된 나사산이 형성되어, 조정너트(50)가 하부 철근(20)의 외주면에 나사결합 될 수 있다. 이에 따라, 조정너트(50)가 회전되면, 하부 철근(20)의 단부(21)에서 나사결합 방향에 따른 상하방향으로 이동될 수 있다.
조정너트(50)는 외주면(50b)이 레벨러(40)의 내주면(40a)에 결합된다. 이때, 레벨러(40)는 조정너트(50)에 대해 상하방향으로 슬라이딩되도록 조정너트(50)에 결합될 수 있다. 즉, 레벨러(40)가 하부 철근(20)의 단부(21)에 슬라이딩 가능하게 결합되고, 조정너트(50)와 슬라이딩 가능하게 결합되어, 레벨러(40)는 하부 철근(20)의 단부(21)를 기준으로 상하방향으로 슬라이딩 될 수 있다.
여기서, 본 발명의 일 실시예에 따른 조정너트(50)는 외주면(50b)에 스플라이싱 돌기(53)가 돌출되어 형성될 수 있다. 이때, 스플라이싱 돌기(53)는 외주면(50b)에 반지름 방향으로 돌출되게 형성될 수 있다.
이 경우, 본 발명의 일 실시예에 따른 레벨러(40)는 내주면(40a)에 스플라이싱 홈(43)이 함몰되어 형성될 수 있다. 스플라이싱 홈(43)은 스플라이싱 돌기(53)에 대응되게 형성될 수 있다.
조정너트(50)에 레벨러(40)가 결합될 때 스플라이싱 돌기(53)가 스플라이싱 홈(43)에 삽입된다. 이 경우, 조정너트(50)가 고정된 상태에서 레벨러(40)는 스플라이싱 돌기(53)에 의해 축방향으로 회전되지 않고, 스플라이싱 돌기(53)를 따라 상하방향으로 슬라이딩 될 수 있다.
여기서, 본 발명의 일 실시예에 따른 레벨러(40)는 내부에 단차부(44)가 형성될 수 있다. 단차부(44)에는 조정너트(50)가 접촉될 수 있다. 조정너트(50)가 고정된 상태에서 단차부(44)가 조정너트(50)에 지지되면, 레벨러(40)가 조정너트(50)에 지지될 수 있게 된다.
조정너트(50)에 레벨러(40)를 결합한 상태에서, 레벨러(40)를 회전시키면 스플라이싱 돌기(53)로 회전력이 전달되어 조정너트(50)가 함께 회전될 수 있다. 이 경우, 레벨러(40)는 조정너트(50)와 함께 상하방향으로 이동될 수 있다. 이에 대하여는 후술한다.
레벨러(40)와 조정너트(50)가 함께 회전되어, 레벨러(40)가 상방향으로 상승되면, 각 하부 철근(20)의 단부(21)에 구비된 각 레벨러(40)가 일정선(Ha) 상에 배치될 수 있다. 이 경우, 각 레벨러(40)의 일측 단부(41)의 연장선이 일정선(Ha) 상에 배치되어 일정한 선을 형성할 수 있다.
고정캡(60)은 하부 철근(20)의 단부(21)에 구비된다. 이 경우, 고정캡(60)은 하부 철근(20)에 관통되게 배치될 수 있다.
고정캡(60)은 베이스 홀더(30)의 단부(31)에 결합된다. 이때, 베이스 홀더(30)의 내주면(30a)에는 나사산이 형성되고, 고정캡(60)의 외주면(60b)에는 나사산이 형성될 수 있다. 이 경우, 고정캡(60)의 외주면(60b)은 베이스 홀더(30)의 내주면(30a)에 나사결합될 수 있다.
고정캡(60)이 베이스 홀더(30)의 단부(31)에 결합되면, 고정캡(60)은 레벨러(40)에 접촉될 수 있다. 이 경우, 레벨러(40)의 타측 단부(42)가 고정캡(60)의 일측 단부(61)에 접촉된다.
이때, 고정캡(60)은 레벨러(40)를 상방향으로 슬라이딩시킬 수 있다. 고정캡(60)이 베이스 홀더(30)의 단부(31)에 나사산을 따라 상방향으로 결합되면, 고정캡(60)은 레벨러(40)를 상방향으로 슬라이딩시킬 수 있다. 이 경우, 고정캡(60)은 레벨러(40)를 상방향으로 밀어 올릴 수 있다.
이때, 고정캡(60)은 조정너트(50)와 이격되게 배치될 수 있다. 즉, 고정캡(60)은 레벨러(40)에만 접촉되고 조정너트(50)에는 비접촉되어, 조정너트(50)에서 레벨러(40)만 상방향으로 슬라이딩시킬 수 있다.
고정캡(60)이 베이스 홀더(30)의 단부(31)에 결합되면, 고정캡(60)의 내주면(60a)은 하부 철근(20)의 외주면과 이격된다. 이 경우, 고정캡(60)의 내주면(60a)은 하부 철근(20)의 외주면과 제2갭(G2)을 형성한다.
고정캡(60)의 내주면에는 걸림부(64)가 형성될 수 있다. 이 경우, 걸림부(64)가 고정캡(60)의 내주면에 돌출되게 형성될 수 있다. 걸림부(64)는, 상부 철근(10)과 하부 철근(20)이 서로 이격되는 방향으로 인장력이 작용할 때, 조정너트(50)를 지지할 수 있다. 이에 대하여는 후술한다.
제2갭(G2)은 하부 철근(20)이 수평방향으로 유동 시 하부 철근(20)이 유동할 수 있는 여유공간을 형성한다. 또한, 제2갭(G2)에는 후술하는 비수축 몰타르(M)가 충진될 수 있다. 이에 대하여는 후술한다.
하중전달부재(70)는 상부 철근(10)과 레벨러(40) 사이에 구비된다. 하중전달부재(70)는 레벨러(40)의 상면에 배치된다. 하중전달부재(70)의 일측은 상부 철근(10)에 접촉되고, 타측은 레벨러(40)에 접촉될 수 있다.
하중전달부재(70)는 상부 철근(10)의 하중을 전달받아 레벨러(40)로 전달한다. 이때, 상부 철근(10)에는 상부 프리캐스트(PC1)의 하중이 전달될 수 있다. 이 경우, 하중전달부재(70)는 상부 프리캐스트(PC1)의 하중을 레벨러(40)로 전달할 수 있다. 레벨러(40)로 전달된 하중은 조정너트(50)를 거쳐 최종적으로 하부 철근(20)으로 전달될 수 있다.
하중전달부재(70)는 레벨러(40)에 의해 수평선(H) 상에 배치된다. 즉, 각 하부 철근에 구비된 레벨러(40)가 일정선(Ha) 상에 배치되면, 각 레벨러(40)의 상면에 배치된 각 하중전달부재(70)가 수평선(H) 상에 배치된다. 이에 대하여는 후술한다.
하중전달부재(70)는 하부 철근(20)의 중심축(C2)이 경사진 경우에도 상부 철근(10)의 하중을 레벨러(40)로 전달할 수 있다. 이에 대하여는 후술한다.
여기서, 본 발명의 일 실시예에 따른 하중전달부재(70)는 일면이 평탄하게 형성되어 상기 레벨러(40)와 면접촉되는 평탄부(71), 및 상기 평탄부(71)에 돌출되게 형성되고, 표면이 구면으로 형성되어, 상기 상부 철근(10)과 점접촉되는 반구부(72)를 포함한다.
평탄부(71)는 일면이 평탄하게 형성된다. 평탄부(71)의 일면은 레벨러(40)의 일면에 접촉된다. 이 경우, 평탄부(71)는 레벨러(40)와 면접촉된다. 이에 따라, 상부 철근(10)에서 전달되는 하중을 레벨러(40)의 일면에 전체적으로 전달할 수 있게 된다.
평탄부(71)의 일면에는 돌기부(71a)가 돌출되어 형성될 수 있다. 레벨러(40)의 일측 단부에는 돌기부(71a)를 수용하는 함몰부(45)가 함몰되어 형성될 수 있다. 이 경우, 평탄부(71)의 돌기부(71a)가 레벨러(40)의 함몰부(45)에 결합되어, 평탄부(71)가 레벨러(40)에 안정적으로 접촉될 수 있게 된다.
반구부(72)는 평탄부(71)에 돌출되게 형성된다. 반구부(72)는 상방향으로 돌출되게 형성될 수 있다. 반구부(72)는 표면이 구면으로 형성된다.
반구부(72)는 상부 철근(10)과 점접촉된다. 즉, 반구부(72)의 표면이 구면으로 형성됨에 따라, 반구부(72)의 일점이 상부 철근(10)에 접촉될 수 있다. 이 경우, 상부 철근(10)에 걸리는 상부 프리캐스트(PC1)의 하중이 반구부(72)의 일점을 통해 평탄부(71)로 전달될 수 있다.
반구부(72)는 하부 철근(20)의 중심축(C2)이 경사진 경우에도 상부 철근(10)의 하중을 레벨러(40)로 전달할 수 있다. 하부 철근(20)의 중심축(C2)이 도 1과 같이 경사진 경우, 레벨러(40)의 상면이 경사지게 배치되며, 레벨러(40)에 결합된 평탄부(71)도 경사지게 배치된다. 이 경우, 반구부(72)의 표면이 구면으로 형성되므로, 반구부(72)는 상부 철근(10)과 일점에서 점접촉될 수 있다.
이에 따라, 상부 철근(10)에 걸리는 하중이 반구부(72)를 통해 평탄부(71)로 전달되고, 평탄부(71)가 상부 철근(10)의 하중을 레벨러(40)의 일면에 전체적으로 전달할 수 있게 된다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 프리캐스트 콘크리트 연결장치의 작용효과에 대하여 설명한다.
일반적으로, 하부 프리캐스트(PC2)를 제작할 때 하부 거푸집 내에 배치된 각 하부 철근(20)의 길이 차이, 하부 철근(20)의 배치 위치 등에 따라 각 하부 철근(20)의 단부(21)가 수평선(H) 상에 배치되지 않을 수 있다.
즉, 도 1에서 상술한 것과 같이, 일부 하부 철근(20)의 단부(21)가 수평선(H) 상에서 벗어나 높이 차이가 발생할 수 있다. 또한, 일부 하부 철근(20)의 단부(21)가 만곡된 상태로 제작될 수도 있다. 이 경우, 상술한 것과 같이, 하부 철근(20)이 상부 철근(10)에 접촉되지 않아 상부 프리캐스트(PC1)의 하중이 하부 철근(20)으로 전달되지 않을 수 있다.
여기서, 본 발명의 일 실시예에 따른 레벨러(40)를 회전시켜 레벨러(40)를 일정선(Ha) 상에 배치시킬 수 있다.
이 경우, 각 하부 철근(20)의 단부(21)에 결합된 레벨러(40)를 회전시켜, 모든 레벨러(40)가 일정선(Ha) 상에 위치되도록 배치시킨다. 이에 따라, 하부 철근(20)에서 연장된 레벨러(40)가 일정한 선을 형성하게 된다.
이때, 상술한 것과 같이, 조정너트(50)에 레벨러(40)를 결합한 상태에서, 레벨러(40)를 회전시키면 스플라이싱 돌기(53)로 회전력이 전달되어 조정너트(50)가 함께 회전될 수 있다. 이 경우, 조정너트(50)가 하부 철근(20)의 나사산을 따라 상하방향으로 이동되어, 조정너트(50)와 레벨러(40)가 함께 상하방향으로 이동되므로, 복수개의 레벨러(40)가 일정선(Ha) 상에 위치될 수 있게 된다. 이에 따라, 하중전달부재(70)가 수평선(H) 상에 배치된다.
이 경우, 베이스 홀더(30)의 하부 철근 수용부(32)에 하부 철근(20)을 삽입 시, 각 하중전달부재(70)가 수평선(H) 상에 위치되므로, 각 하중전달부재(70)가 각 상부 철근(10)에 접촉될 수 있게 되어, 상부 철근(10)의 하중이 하중전달부재(70)를 통해 하부 철근(20)으로 전달될 수 있게 된다.
한편, 상술한 것과 같이, 레벨러(40)의 외주면(40b)은 베이스 홀더(30)의 외주면(30b)과 이격되어 제1갭(G1)을 형성한다. 이 경우, 레벨러(40)는 제1갭(G1)의 범위 내에서 수평방향으로 유동될 수 있다.
실시예에 따라, 각 레벨러(40)가 일정선(Ha) 상에 위치되는 경우라도, 상부 철근(10)의 중심축(C1)이 하부 철근(20)의 중심축(C2)과 동축 상에 배치되지 않고 상이하게 배치될 수 있다. 이 경우, 일부 레벨러(40)가 하부 철근 수용부(32)에 삽입되지 않을 수 있다.
이때, 상부 프리캐스트(PC1)를 수평방향으로 미세하게 유동시켜 각 하부 철근 수용부(32)를 각 레벨러(40)에 대향되도록 위치시킬 수 있다. 이 경우, 레벨러(40)가 제1갭(G1)의 범위 내에서 수평방향으로 유동될 수 있으므로, 제1갭(G1)이 형성하는 여유공간만큼 결합여유가 생겨, 각 레벨러(40)를 각 베이스 홀더(30)에 결합시킬 수 있게 된다.
이때, 하부 철근(20)은 제2갭(G2)이 형성하는 여유공간에 의해 제1갭(G1) 및 제2갭(G2) 중에서 작은 크기만큼 유동될 수 있다. 즉, 제1갭(G1)이 제2갭(G2) 보다 작은 경우 하부 철근(20)의 단부(21)는 제1갭(G1)의 범위 내에서 수평방향으로 유동되고, 제1갭(G1)이 제2갭(G2) 보다 큰 경우 하부 철근(20)의 단부(21)는 제2갭(G2)의 범위 내에서 수평방향으로 유동될 수 있다.
이에 따라, 상부 프리캐스트의 하중이 하중전달부재(70)를 통해 각 레벨러(40)로 전달되고, 전달된 하중이 레벨러(40)를 통해 조정너트(50)를 거쳐 최종적으로 하부 철근(20)으로 전달될 수 있게 되어, 상부 철근(10)이 하부 철근(20)에 견고하게 지지될 수 있게 됨에 따라, 상부 프리캐스트(PC1)가 하부 프리캐스트(PC2)에 견고하게 지지될 수 있게 된다.
또한, 상부 철근(10)의 중심축(C1)과 하부 철근(20)의 중심축(C2)이 상이한 경우라도 제1갭(G1) 및 제2갭(G2)의 여유공간이 형성되어 있어, 상부 프리캐스트(PC1)를 수평방향으로 유동시켜 하부 철근(20)의 단부(21)를 하부 철근 수용부(32)에 삽입하면 되므로, 하부 철근(20)을 하부 철근 수용부(32)에 삽입시키기 위해 현장에서 하부 철근(20)을 추가적으로 만곡시키는 등의 작업이 필요 없게 되어, 시공성이 향상된다.
또한, 하부 철근(20)의 단부(21)가 만곡되어 중심축(C2)이 경사진 경우에도 하중전달부재(70)가 상부 철근(10)에 점접촉되어 상부 철근(10)의 하중을 전달받으므로, 상부 철근(10)의 하중이 안정적으로 하부 철근(20)으로 전달될 수 있게 된다.
최종적으로, 상부 프리캐스트(PC1)와 하부 프리캐스트(PC2) 사이에 비수축 몰타르(M)(mortar)가 충진될 수 있다. 이 경우, 제2갭(G2)에 비수축 몰타르(M)가 충진될 수 있다. 여기서, 비수축 몰타르(M)는 경화되어도 부피가 수축되지 않는 몰타르이다.
비수축 몰타르(M)가 경화되면 상부 프리캐스트(PC1)와 하부 프리캐스트(PC2) 사이의 이격공간이 완전히 충진된다. 또한, 제2갭(G2)에 비수축 몰타르(M)가 충진되어 경화되면 하부 철근(20)의 단부(21)의 위치가 고정된다. 이에 따라, 도 15와 같이 완성된 프리캐스트 콘크리트가 제작될 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 프리캐스트 콘크리트 연결장치에는 실시예에 따라 인장력이 작용될 수 있다. 즉, 프리캐스트 콘크리트의 휨, 굽힘 등에 따른 힘이 작용하는 경우, 도 6과 같이 상부 철근(10)과 하부 철근(20)이 서로 이격되는 방향으로 인장력이 작용할 수 있다. 상부 철근(10)은 상방향으로, 하부 철근(20)은 하방향으로 각각 힘이 작용하면, 프리캐스트 콘크리트 연결장치에 인장력이 작용된다.
이 경우, 걸림부(64)가 고정캡(60)의 내주면에 돌출되게 형성되어, 걸림부(64)에 조정너트(50)가 지지될 수 있다. 도 6에 도시된 화살표 방향과 같이 인장력이 작용할 때, 레벨러(40)가 고정된 상태에서, 하부 철근(20) 및 조정너트(50)가 하방향으로 슬라이딩된다. 이때, 조정너트(50)가 고정캡(60)의 걸림부(64)에 지지된다. 이에 따라, 고정캡(60)이 조정너트(50)를 지지하므로, 인장력이 발생하는 경우에도 프리캐스트 콘크리트가 견고하게 결합된 상태를 유지할 수 있게 된다.
이하, 도 7 내지 도 15를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 프리캐스트 콘크리트 연결방법에 대하여 설명한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 프리캐스트 콘크리트 연결방법의 시공순서도이고, 도 8은 상부 프리캐스트 제작단계(S10) 및 하부 프리캐스트 제작단계(S20)에 따른 상부 프리캐스트(PC1) 및 하부 프리캐스트(PC2)이고, 도 9는 고정캡 조립단계(S30)에 따른 상부 프리캐스트(PC1) 및 하부 프리캐스트(PC2)이고, 도 10은 조정너트 조립단계(S40), 레벨러 조립단계(S50) 및 하중전달부재 조립단계(S55)에 따른 상부 프리캐스트(PC1) 및 하부 프리캐스트(PC2)이고, 도 11은 레벨조정단계(S60)에 따른 상부 프리캐스트(PC1) 및 하부 프리캐스트(PC2)이고, 도 12는 하부 철근 삽입단계(S70)에 따른 상부 프리캐스트(PC1) 및 하부 프리캐스트(PC2)이고, 도 13 내지 도 14는 고정캡 결합단계(S80)에 따른 상부 프리캐스트(PC1) 및 하부 프리캐스트(PC2)이고, 도 15는 충진단계(S90)에 따른 상부 프리캐스트(PC1) 및 하부 프리캐스트(PC2)로, 프리캐스트 공법이 완료된 상태가 도시된 도면이다.
도 7 내지 도 15를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 프리캐스트 콘크리트 연결방법은, 상부 철근(10)이 결합된 베이스 홀더(30)가 구비된 상부 프리캐스트(PC1)를 제작하는 상부 프리캐스트 제작단계(S10), 단부(21)가 노출되게 하부 철근(20)이 구비된 하부 프리캐스트(PC2)를 제작하는 하부 프리캐스트 제작단계(S20), 상기 하부 철근(20)의 단부(21)에 고정캡(60)이 관통되게 배치하는 고정캡 조립단계(S30), 상기 하부 철근(20)의 단부(21)에 조정너트(50)를 조립하는 조정너트 조립단계(S40), 상기 조정너트(50)에 레벨러(40)를 결합시키는 레벨러 조립단계(S50), 상기 레벨러(40)에 하중전달부재(70)를 결합시키는 하중전달부재 조립단계(S55), 상기 레벨러(40)를 회전시켜 상기 레벨러(40)를 일정선(Ha) 상에 배치시키는 레벨조정단계(S60), 상기 베이스 홀더(30)에 상기 하부 철근(20)을 삽입하는 하부 철근 삽입단계(S70), 및 상기 고정캡(60)을 상기 베이스 홀더(30)에 결합시키는 고정캡 결합단계(S80)를 포함한다.
상부 프리캐스트 제작단계(S10)에서는, 도 8과 같이, 상부 프리캐스트(PC1)를 제작한다. 상술한 것과 같이, 상부 프리캐스트(PC1)에는 상부 철근(10)이 구비되고, 상부 철근(10)은 상부 프리캐스트(PC1)의 내부에 복수개가 수평하게 구비될 수 있다. 상부 철근(10)은 상술한 베이스 홀더(30)에 결합된다. 베이스 홀더(30)에는 상부 철근(10)의 단부(12)가 결합된다. 베이스 홀더(30)는 상부 프리캐스트(PC1)의 단부에 구비될 수 있다.
여기서, 본 발명의 일 실시예에 따른 상부 프리캐스트 제작단계(S10)는, 상부 거푸집에 복수개의 상부 철근(10)을 수평하게 배치하고, 상부 철근(10)의 단부(12)에 베이스 홀더(30)를 결합시킨 후 상부 거푸집에 콘크리트를 충진시킨다.
상부 거푸집은 상부 프리캐스트(PC1)의 외관에 대응되게 형성된다. 상부 거푸집에 콘크리트를 충진한 후 양생시키면 상부 프리캐스트(PC1)가 제작될 수 있도록, 상부 거푸집을 제작한다.
상부 프리캐스트 제작단계(S10)에서, 상부 거푸집에 복수개의 상부 철근(10)을 수평하게 배치한다. 이때, 상부 철근(10)의 일측 단부(11)를 상부 거푸집의 단부에 노출시키고, 타측 단부(12)에 베이스 홀더(30)를 결합시킨다. 이때, 베이스 홀더(30)는 상부 프리캐스트(PC1)에 인입되도록 배치한다.
상부 철근(10)의 단부(12)에 베이스 홀더(30)가 결합되면, 상부 거푸집에 콘크리트를 충진시킨다. 상부 거푸집에 충진된 콘크리트를 일정 시간 양생시키면 상부 철근(10)이 수평하게 배근된 상부 프리캐스트(PC1)가 제작된다.
하부 프리캐스트 제작단계(S20)에서는, 도 8과 같이, 하부 프리캐스트(PC2)를 제작한다. 상술한 것과 같이, 하부 프리캐스트(PC2)에는 하부 철근(20)이 구비되고, 하부 철근(20)은 하부 프리캐스트(PC2)의 내부에 복수개가 수평하게 구비될 수 있다. 하부 철근(20)의 단부(21)는 하부 프리캐스트(PC2)에 노출되게 배치된다.
여기서, 본 발명의 일 실시예에 따른 하부 프리캐스트 제작단계(S20)는, 하부 거푸집에 복수개의 하부 철근(20)을 수평하게 배치하고, 하부 거푸집에 콘크리트를 충진시킨다.
하부 거푸집은 상부 거푸집과 동일하게 실시될 수 있으므로, 상세한 설명을 생략한다.
하부 프리캐스트 제작단계(S20)에서 하부 거푸집에 복수개의 하부 철근(20)을 수평하게 배치한다. 이때, 하부 철근(20)의 일측 단부(21)를 하부 거푸집의 단부에 노출시킨다.
이후, 하부 거푸집에 콘크리트를 충진시킨다. 하부 거푸집에 충진된 콘크리트를 일정 시간 양생시키면 하부 철근(20)이 수평하게 배근된 하부 프리캐스트(PC2)가 제작된다.
실시예에 따라, 상부 프리캐스트(PC1)와 하부 프리캐스트(PC2)는 도 8과 같이, 동일하게 제작될 수 있다.
상부 프리캐스트(PC1)를 기준으로 설명하면, 상부 프리캐스트(PC1)의 상부 철근(10)은 양측 단부(11, 12)에 나사산을 형성시킨다. 이때, 상부 철근(10)의 타측 단부(12)에는 베이스 홀더(30)를 결합시키고, 상부 철근(10)의 일측 단부(11)는 상부 프리캐스트(PC1)에 노출되게 배치시킨다.
이 경우, 상부 철근(10)의 일측 단부(11)는 하부 철근(20)의 일측 단부(21)와 동일하게 실시되어, 어느 하나의 상부 프리캐스트(PC1)는 상부 프리캐스트(PC1)로, 다른 하나의 상부 프리캐스트(PC1)는 하부 프리캐스트(PC2)로 실시될 수 있다.
이하, 하나의 상부 프리캐스트(PC1)를 제작하는 방법에 대하여 설명한다. 먼저, 상부 프리캐스트(PC1)를 형성하는 거푸집에 상부 철근(10)을 수평하게 배치한다. 이때, 양측 단부(11, 12)에 나사산이 형성된 상부 철근(10)을 거푸집에 배치시킨다.
여기서, 상부 철근(10)의 일측 단부(11)를 상부 거푸집의 단부에 노출시키고, 타측 단부(12)를 베이스 홀더(30)에 결합시킨다. 베이스 홀더(30)는 상부 프리캐스트(PC1)에 인입되게 배치시킨다. 이 상태에서, 거푸집에 콘크리트를 충진시켜 하나의 프리캐스트를 제작한다.
이에 따라 제작된 프리캐스트는 상부 프리캐스트(PC1) 또는 하부 프리캐스트(PC2)로 실시될 수 있다. 즉, 상기 프리캐스트는 베이스 홀더(30)를 사용할 경우 상부 프리캐스트(PC1)로 실시되며, 프리캐스트에 노출된 일측 단부에 레벨러(40), 조정너트(50), 고정캡(60)을 조립할 경우, 하부 프리캐스트(PC2)로 실시될 수 있다.
이후, 도 8과 같이, 상부 프리캐스트(PC1) 및 하부 프리캐스트(PC2)의 제작이 완료되면, 하부 프리캐스트(PC2)에 상부 프리캐스트(PC1)를 대향시킨다. 이때, 하부 프리캐스트(PC2)의 하부 철근(20)의 단부(21)가 수평선(H) 상에 배치되지 않을 수 있다. 이 경우, 일부 하부 철근(20)의 단부(21)는 나머지 하부 철근(20)의 단부(21)가 형성하는 수평선(H)과 일정간격(D) 이격될 수 있다. 또한, 상부 철근(10)의 중심축(C1)과 하부 철근(20)의 중심축(C2)이 동축 상에 위치되지 않을 수도 있다.
고정캡 조립단계(S30)에서는, 도 9와 같이, 하부 철근(20)의 단부(21)에 고정캡(60)이 관통되게 배치시킨다. 이 경우, 고정캡(60)의 내주면(60a)은 하부 철근(20)의 외주면과 제2갭(G2)을 형성한다. 제2갭(G2)에는 후술하는 비수축 몰타르(M)가 충진될 수 있다.
조정너트 조립단계(S40)에서는, 도 10과 같이, 하부 철근(20)의 단부(21)에 조정너트(50)를 조립한다. 상술한 것과 같이, 하부 철근(20)의 단부(21)에는 나사산이 형성된다. 이 경우, 조정너트(50)의 내주면(50a)에는 하부 철근(20)에 형성된 나사산이 형성되어, 조정너트(50)가 하부 철근(20)에 나사결합 될 수 있다. 이에 따라, 조정너트(50)는 하부 철근(20)의 단부(21)에 고정된다.
레벨러 조립단계(S50)에서는, 도 10과 같이, 조정너트(50)에 레벨러(40)를 결합시킨다. 이 경우, 조정너트(50)는 외주면(50b)이 레벨러(40)의 내주면(40a)에 결합된다. 이때, 레벨러(40)는 조정너트(50)에 대해 상하방향으로 슬라이딩되도록 조정너트(50)에 결합될 수 있다. 즉, 레벨러(40)가 하부 철근(20)의 단부(21)에 슬라이딩 가능하게 결합되고, 조정너트(50)와 슬라이딩 가능하게 결합되어, 레벨러(40)는 하부 철근(20)의 단부(21)를 기준으로 상하방향으로 슬라이딩 될 수 있다.
상술한 것과 같이, 조정너트(50)에 레벨러(40)가 결합되면, 스플라이싱 돌기(53)가 스플라이싱 홈(43)에 삽입된다. 이 경우, 조정너트(50)가 고정된 상태에서 레벨러(40)는 스플라이싱 돌기(53)에 의해 축방향으로 회전되지 않고, 스플라이싱 돌기(53)를 따라 상하방향으로 슬라이딩 될 수 있다.
조정너트(50)에 레벨러(40)를 결합한 상태에서, 레벨러(40)를 회전시키면 스플라이싱 돌기(53)로 회전력이 전달되어 조정너트(50)가 함께 회전될 수 있다. 이 경우, 조정너트(50)가 하부 철근(20)의 나사산을 따라 상하방향으로 이동되므로, 조정너트(50)와 레벨러(40)는 함께 상하방향으로 이동될 수 있다.
하중전달부재 조립단계(S55)에서는 레벨러(40)에 하중전달부재(70)를 결합시킨다. 레벨러(40)의 상면에 하중전달부재(70)를 배치시킨다. 이때, 평탄부(71)의 일면을 레벨러(40)의 일면에 접촉시킨다.
실시예에 따라, 평탄부(71)의 일면에는 돌기부(71a)가 돌출되어 형성되고, 레벨러(40)의 일측 단부에는 돌기부(71a)를 수용하는 함몰부(45)가 함몰되어 형성될 수 있다. 이 경우, 하중전달부재 조립단계(S55)에서, 평탄부(71)의 돌기부(71a)가 레벨러(40)의 함몰부(45)에 결합되어, 평탄부(71)가 레벨러(40)에 안정적으로 접촉될 수 있게 된다. 이때, 반구부(72)는 상방향으로 배치되어, 하부 철근 수용부에 대향된다.
레벨조정단계(S60)에서는, 도 11과 같이, 레벨러(40)를 회전시켜 레벨러(40)를 일정선(Ha) 상에 배치시킨다.
상술한 것과 같이, 하부 프리캐스트 제작단계(S20)에서 하부 프리캐스트(PC2)를 제작할 때 하부 거푸집 내에 배치된 각 하부 철근(20)의 길이 차이, 하부 철근(20)의 배치 위치 등에 따라 각 하부 철근(20)의 단부(21)가 수평선(H) 상에 배치되지 않을 수 있다.
즉, 일부 하부 철근(20)의 단부(21)가 수평선(H) 상에서 벗어나, 도 9에 도시된 것과 같이 높이 차이(D)가 발생할 수 있다. 또한, 일부 하부 철근(20)의 단부(21)가 도 1에 도시된 것과 같이 만곡된 상태로 제작될 수도 있다. 이 경우, 상술한 것과 같이, 하부 철근(20)이 상부 철근(10)에 접촉되지 않아 상부 철근(10)의 하중이 하부 철근(20)으로 전달되지 않을 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 레벨조정단계(S60)에서는, 도 11과 같이, 레벨러(40)를 회전시켜 레벨러(40)를 일정선(Ha) 상에 배치시킨다. 이 경우, 각 하부 철근(20)의 단부(21)에 결합된 레벨러(40)를 회전시켜, 모든 레벨러(40)가 일정선(Ha) 상에 위치되도록 배치시킨다. 이에 따라, 하부 철근(20)에서 연장된 레벨러(40)가 일정한 선을 형성하게 되어, 하중전달부재(70)가 수평선(H) 상에 배치된다.
이 경우, 베이스 홀더(30)의 하부 철근 수용부(32)에 하부 철근(20)을 삽입 시, 각 하중전달부재(70)가 수평선(H) 상에 위치되므로, 하중전달부재(70)가 상부 철근(10)에 접촉될 수 있게 되어, 상부 철근(10)의 하중이 하중전달부재(70)를 통해 레벨러(40)로 전달될 수 있게 된다.
이때, 상술한 것과 같이, 조정너트(50)에 레벨러(40)를 결합한 상태에서, 레벨러(40)를 회전시키면 스플라이싱 돌기(53)로 회전력이 전달되어 조정너트(50)가 함께 회전될 수 있다. 이 경우, 조정너트(50)가 하부 철근(20)의 나사산을 따라 상하방향으로 이동되므로, 레벨러(40)는 조정너트(50)와 함께 상하방향으로 이동될 수 있다. 이에 따라, 도 11과 같이, 복수개의 레벨러(40)가 일정선(Ha) 상에 위치될 수 있게 된다.
하부 철근 삽입단계(S70)에서는, 도 12와 같이, 상부 프리캐스트(PC1)의 베이스 홀더(30)에 하부 프리캐스트(PC2)의 레벨러(40)를 삽입한다. 베이스 홀더(30)에 레벨러(40)를 삽입 시 레벨러(40)는 하부 철근 수용부(32)에 수용된다.
이때, 각 레벨러(40)가 일정선(Ha) 상에 위치되어 각 하중전달부재(70)가 수평선(H) 상에 배치되므로, 각 하중전달부재(70)가 각 상부 철근(10)에 접촉될 수 있게 된다. 이에 따라, 상부 철근(10)의 하중이 하중전달부재(70)를 통해 레벨러(40)로 전달되어 하부 철근(20)으로 전달될 수 있게 되므로, 상부 프리캐스트(PC1)가 하부 프리캐스트(PC2)에 견고하게 지지된다.
여기서, 바람직하게 각 하중전달부재(70)가 수평선(H) 상에 위치되고 상부 철근(10)의 중심축(C1)과 하부 철근(20)의 중심축(C2)이 동축 상에 배치되면, 상부 철근(10)의 하중을 하부 철근(20)이 완전하게 지지할 수 있다.
실시예에 따라, 각 하중전달부재(70)가 수평선(H) 상에 위치되는 경우라도, 상부 철근(10)의 중심축(C1)이 하부 철근(20)의 중심축(C2)과 동축 상에 배치되지 않고 상이하게 배치될 수 있다. 이 경우, 일부 하중전달부재(70)가 하부 철근 수용부(32)에 삽입되지 않을 수 있다.
이때, 도 12과 같이, 상부 프리캐스트(PC1)를 수평방향으로 미세하게 이동시켜, 각 하부 철근 수용부(32)를 각 하중전달부재(70)에 대향되도록 위치시킬 수 있다.
이 경우, 상술한 것과 같이, 레벨러(40)의 외주면(40b)은 베이스 홀더(30)의 외주면(30b)과 이격되어 제1갭(G1)을 형성하여, 레벨러(40)가 제1갭(G1)의 범위 내에서 수평방향으로 유동될 수 있으므로, 제1갭(G1)의 범위만큼 결합여유가 생겨, 각 하중전달부재(70)를 각 하부 철근 수용부(32)에 결합시킬 수 있게 된다.
이때, 하부 철근 수용부(32) 내에서 레벨러(40)가 수평방향으로 유동되므로, 하부 철근(20)이 수평방향으로 유동될 수 있는데, 하부 철근(20)은 제2갭(G2)이 형성하는 여유공간에 의해 제1갭(G1) 및 제2갭(G2) 중에서 작은 크기만큼 유동될 수 있다.
즉, 제1갭(G1)이 제2갭(G2) 보다 작은 경우 하부 철근(20)의 단부(21)는 제1갭(G1)의 범위 내에서 수평방향으로 유동되고, 제1갭(G1)이 제2갭(G2) 보다 큰 경우 하부 철근(20)의 단부(21)는 제2갭(G2)의 범위 내에서 수평방향으로 유동될 수 있다.
이에 따라, 상부 철근(10)의 하중이 각 하중전달부재(70)를 통해 각 레벨러(40)로 전달되어 최종적으로 하부 철근(20)으로 전달될 수 있으므로, 상부 철근(10)이 하부 철근(20)에 견고하게 지지되고, 중심축(C1, C2)이 상이한 경우라도 레벨러(40)를 하부 철근 수용부(32)에 삽입시키기 위해 현장에서 하부 철근(20)을 추가적으로 만곡시키는 등의 작업이 필요 없게 되므로, 시공성이 향상된다.
또한, 제1갭(G1)에 의해 레벨러(40)가 하부 철근 수용부(32) 내에서 수평방향으로 유동될 수 있으므로, 지진 발생 시 레벨러(40)가 하부 철근 수용부(32) 내에서 유동되면서 진동을 상쇄시키므로, 내진성이 향상될 수 있게 된다.
또한, 하중전달부재(70)는 도 1과 같이 하부 철근(20)의 중심축(C2)이 경사진 경우에도 상부 철근(10)의 하중을 레벨러(40)로 전달할 수 있다. 즉, 반구부(72)의 표면이 구면으로 형성되므로, 하부 철근(20)의 중심축(C2)이 경사진 경우에도, 반구부(72)가 상부 철근(10)의 점접촉된다. 이 경우, 상부 철근(10)의 하중이 반구부(72)를 통해 평탄부(71)로 전달될 수 있다. 이에 따라, 평탄부(71)가 상부 철근(10)의 하중을 레벨러(40)의 일면에 전체적으로 전달할 수 있게 된다.
고정캡 결합단계(S80)에서는 고정캡(60)을 베이스 홀더(30)에 결합시킨다. 고정캡(60)은 베이스 홀더(30)의 단부(31)에 나사 결합될 수 있다.
고정캡(60)이 베이스 홀더(30)의 단부(31)에 결합되면, 고정캡(60)은 레벨러(40)에 접촉될 수 있다. 이때, 상술한 것과 같이, 레벨러(40)는 조정너트(50)와 슬라이딩 가능하게 결합되어, 레벨러(40)는 하부 철근(20)의 단부(21)를 기준으로 상하방향으로 슬라이딩 될 수 있으므로, 고정캡(60)이 레벨러(40)를 상방향으로 슬라이딩시킬 수 있다.
즉, 레벨조정단계(S60)에서, 각 하중전달부재가(70)가 수평선(H) 상에 위치되는 것이 바람직하나, 도 13과 같이 실시예에 따라 일부 하중전달부재(70)가 수평선(H) 상에서 미세하게 이격되게 위치될 수 있다. 이 경우, 하중전달부재(70)가 상부 철근(10)와 미세한 틈새(P)를 형성하게 된다.
이 경우, 고정캡 결합단계(S80)에서, 고정캡(60)이 베이스 홀더(30)에 나사 결합되면, 고정캡(60)이 조정너트(50)를 기준으로 레벨러(40)를 상방향으로 슬라이딩시킬 수 있다.
고정캡(60)이 레벨러(40)를 상방향으로 슬라이딩시키면, 도 14와 같이, 레벨러(40)가 하부 철근 수용부(32)에서 상부 철근(10)에 접촉되지 않은 일부 하중전달부재(70)를 상부 철근(10)에 접촉시킨다. 이에 따라, 하중전달부재(70)가 상부 철근(10)와 미세한 틈새(P)를 형성하여 이격된 경우에도, 레벨러(40)가 슬라이딩되어 미세조정이 가능하므로, 하중전달부재(70)를 상부 철근(10)에 견고하게 접촉시킬 수 있게 된다.
이때, 상술한 것과 같이, 조정너트(50)는 외주면(50b)에 스플라이싱 돌기(53)가 돌출되어 형성되고, 레벨러(40)는 내주면(40a)에 스플라이싱 홈(43)이 함몰되어 형성될 수 있다. 이에 따라, 고정캡(60)이 조정너트(50)를 기준으로 슬라이딩 시켜 레벨러(40)를 상방향으로 슬라이딩시킬 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 프리캐스트 콘크리트 연결방법은, 고정캡 결합단계(S80) 후에 충진단계(S90)를 더 포함할 수 있다.
충진단계(S90)에서는, 도 15와 같이, 상부 프리캐스트(PC1)와 하부 프리캐스트(PC2) 사이에 비수축 몰타르(M)(mortar)를 충진시킨다. 비수축 몰타르(M)는 제2갭(G2)에 충진될 수 있다.
비수축 몰타르(M)가 경화되면 상부 프리캐스트(PC1)와 하부 프리캐스트(PC2) 사이의 이격공간이 완전히 충진된다. 또한, 제2갭(G2)에 비수축 몰타르(M)가 충진되어 경화되면 하부 철근(20)의 단부(21)의 위치가 고정된다. 이에 따라, 도 15와 같이 완성된 프리캐스트 콘크리트가 제작될 수 있게 된다.
이상, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10 : 상부 철근 20 : 하부 철근
30 : 베이스 홀더 40 : 레벨러

Claims (10)

  1. 상부 철근이 결합된 베이스 홀더가 구비된 상부 프리캐스트를 제작하는 상부 프리캐스트 제작단계;
    단부가 노출되게 하부 철근이 구비된 하부 프리캐스트를 제작하는 하부 프리캐스트 제작단계;
    상기 하부 철근의 단부에 고정캡이 관통되게 배치하는 고정캡 조립단계;
    상기 하부 철근의 단부에 조정너트를 조립하는 조정너트 조립단계;
    상기 조정너트에 레벨러를 결합시키는 레벨러 조립단계;
    상기 레벨러에 하중전달부재를 결합시키는 하중전달부재 조립단계;
    상기 레벨러를 회전시켜 상기 레벨러를 일정선상에 배치시키는 레벨조정단계;
    상기 베이스 홀더에 상기 하부 철근을 삽입하는 하부 철근 삽입단계; 및
    상기 고정캡을 상기 베이스 홀더에 결합시키는 고정캡 결합단계;
    를 포함하는 프리캐스트 콘크리트 연결방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 상부 프리캐스트 제작단계는, 상부 거푸집에 복수개의 상기 상부 철근을 수평하게 배치하고, 상기 상부 철근의 단부에 상기 베이스 홀더를 결합시킨 후 상기 상부 거푸집에 콘크리트를 충진시키는 프리캐스트 콘크리트 연결방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 하부 프리캐스트 제작단계는, 하부 거푸집에 복수개의 상기 하부 철근을 수평하게 배치하고, 상기 하부 거푸집에 콘크리트를 충진시키는 프리캐스트 콘크리트 연결방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 레벨조정단계는, 상기 레벨러를 회전시켜 상기 레벨러를 일정선 상에 배치시키는 프리캐스트 콘크리트 연결방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 레벨조정단계는, 상기 레벨러를 회전시켜 상기 레벨러가 상기 조정너트와 함께 상하방향으로 이동되는 프리캐스트 콘크리트 연결방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 하부 철근 삽입단계는, 상기 하부 철근을 상기 베이스 홀더의 하부 철근 수용부에 삽입시키는 프리캐스트 콘크리트 연결방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 하부 철근 삽입단계는, 상기 상부 프리캐스트를 수평방향으로 이동시키는 프리캐스트 콘크리트 연결방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 고정캡 결합단계는, 상기 고정캡이 상기 레벨러를 상방향으로 슬라이딩시켜, 상기 레벨러가 상기 하중전달부재를 상기 상부 철근에 접촉시키는 프리캐스트 콘크리트 연결방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 고정캡 결합단계 후에 상기 상부 프리캐스트와 상기 하부 프리캐스트 사이에 비수축 몰타르를 충진시키는 충진단계를 더 포함하는 프리캐스트 콘크리트 연결방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 하나의 항에 따라 제작된 프리캐스트 콘크리트.
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