KR102227414B1 - 지하 외벽-슬래브 접합 구조 - Google Patents

지하 외벽-슬래브 접합 구조 Download PDF

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이주홍
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Abstract

본 발명은 지하 구조물 공사시 PC 부재를 이용하여 공기를 단축하면서도 PC 부재들을 상호 일체화하여 연속성을 확보함으로써 지하 구조물의 내진 성능을 확보할 수 있는 지하 외벽-슬래브 접합 구조에 대한 것이다.
본 발명 지하 외벽-슬래브 접합 구조는 복수 개가 지하의 지반 전면에 인접하도록 세워지는 것으로 내부에 수직 방향으로 복수의 중공이 형성된 중공형 PC 벽체; 상기 중공형 PC 벽체의 상부 일측에 설치되는 PC 슬래브; 하단은 상기 중공형 PC 벽체의 중공 내에 삽입되고, 타단은 중공형 PC 벽체의 상부로 돌출되는 정착철근을 포함하는 정착구; 상기 PC 슬래브의 상부에 현장 타설되는 토핑 콘크리트; 및 상기 중공형 PC 벽체의 상부에 구비되어 상기 토핑 콘크리트와 함께 현장 타설되어 복수의 중공형 PC 벽체를 일체화하는 것으로 상기 정착철근의 상부가 내부에 정착되는 캡빔; 으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

지하 외벽-슬래브 접합 구조{Joint structure of underground exterior wall and slab}
본 발명은 지하 구조물 공사시 PC 부재를 이용하여 공기를 단축하면서도 PC 부재들을 상호 일체화하여 연속성을 확보함으로써 지하 구조물의 내진 성능을 확보할 수 있는 지하 외벽-슬래브 접합 구조에 대한 것이다.
최근 공동주택에서는 지상 주차를 지양하면서 지하 주차장 규모 및 층수가 점점 커지고 있는 추세이다. 이러한 지하주차장 시공을 위해 종래에는 터파기 후 기초를 시공하고, 기초 상면에 거푸집 설치와 철근 배근 작업을 한 후 콘크리트를 타설하여 지하주차장 외벽을 시공한다.
그런데 이러한 재래식 공법은 가설재가 많이 소요되고, 가설재의 설치 및 해체에 많은 시간이 소요되는 문제점이 있다. 뿐만 아니라 가설재는 작업자 이동에 방해가 되어 안전사고의 우려가 있고, 가설재가 많은 공간을 차지하므로 지하 공간 활용이 어렵다.
특히, 지하 외벽의 경우 외벽 바깥쪽의 공간이 협소하여 외부 거푸집의 설치 및 탈형 작업이 곤란하고, 거푸집 지지를 위한 가설재 설치에 어려움이 있다.
이에 지하층 외벽을 PC 벽체로 시공하는 사례가 증가하고 있다.
최근에는 지하 구조물의 내진 설계가 의무화되면서 PC 벽체 간 연속성 확보 및 슬래브와의 일체화가 필요하다. 그런데 PC 벽체의 경우, 부재 간 연속성을 확보하기 위해서는 등록특허 제10-1776129호와 같이 벽체 양측에 PC 판을 설치하고 내부에 콘크리트를 타설하여야 하므로, 현장 작업이 많아 복잡하다. 뿐만 아니라 슬래브가 PC 벽체에 단순 지지되므로, 슬래브와의 일체성 확보에도 어려움이 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 지하 구조물 공사시 PC 부재를 이용하여 공기를 단축하면서도 PC 부재들을 상호 일체화하여 연속성을 확보함으로써 지하 구조물의 내진 성능을 확보할 수 있는 지하 외벽-슬래브 접합 구조를 제공하고자 한다.
바람직한 실시예에 따른 본 발명은 복수 개가 지하의 지반 전면에 인접하도록 세워지는 것으로 내부에 수직 방향으로 복수의 중공이 형성된 중공형 PC 벽체; 상기 중공형 PC 벽체의 상부 일측에 설치되는 PC 슬래브; 하단은 상기 중공형 PC 벽체의 중공 내에 삽입되고, 타단은 중공형 PC 벽체의 상부로 돌출되는 정착철근을 포함하는 정착구; 상기 PC 슬래브의 상부에 현장 타설되는 토핑 콘크리트; 및 상기 중공형 PC 벽체의 상부에 구비되어 상기 토핑 콘크리트와 함께 현장 타설되어 복수의 중공형 PC 벽체를 일체화하는 것으로 상기 정착철근의 상부가 내부에 정착되는 캡빔; 으로 구성되고, 상기 중공형 PC 벽체의 상부에는 캡빔의 외측면을 감싸는 측면판 및 상기 측면판의 하단에서 수직 절곡되어 중공형 PC 벽체의 상단에 거치되는 것으로 상기 중공형 PC 벽체의 중공과 연통되는 관통공이 형성된 하면판으로 구성되는 박판거푸집이 구비되는 것을 특징으로 하는 지하 외벽-슬래브 접합 구조를 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 정착철근의 상부는 PC 슬래브 측으로 절곡되어 PC 슬래브 상부의 토핑 콘크리트 내에 정착되는 것을 특징으로 하는 지하 외벽-슬래브 접합 구조를 제공한다.
삭제
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 캡빔의 내부에는 중공형 PC 벽체의 폭 방향으로 캡빔 내부의 상하부에 배치되는 복수의 주철근 및 상기 복수의 주철근 외부를 감싸는 스터럽으로 구성되는 선조립철근조립체가 구비되는 것을 특징으로 하는 지하 외벽-슬래브 접합 구조를 제공한다.
삭제
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 정착구에는 중공형 PC 벽체의 중공 내부에 삽입되어 중공 하부를 폐쇄하는 것으로 상기 정착철근의 수직부 하단이 결합되는 막음판이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 지하 외벽-슬래브 접합 구조를 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 정착구에는 중공형 PC 벽체의 상단에 거치되는 것으로 정착철근이 관통되고, 중앙에 중공과 연통되는 유동공이 형성된 걸림판이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 지하 외벽-슬래브 접합 구조를 제공한다.
상기와 같은 본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 중공형 PC 벽체의 상부에 PC 슬래브를 설치하여 PC 부재로 지하 구조물을 시공하므로 공기 단축이 가능하고, 중공 부재의 사용으로 경량화가 가능하여 부재 조립이 용이하고 제작 비용을 절감할 수 있다.
둘째, 벽체와 슬래브의 접합부에서 정착구의 하단 및 상단이 각각 중공형 PC 벽체의 중공 내부 및 상부로 돌출 구비되므로, 토핑 콘크리트 타설시 중공 내부에 정착철근의 하부를 정착하여 일체화할 수 있다.
셋째, 정착구의 정착철근 상부를 PC 슬래브 측으로 절곡하여 PC 슬래브 상부의 토핑 콘크리트 내에 정착하는 경우, 충분한 정착철근 확보로 PC 슬래브와 결합 가능하다.
넷째, 복수의 중공형 PC 벽체 상부에 캡빔을 구비하는 경우, 토핑 콘크리트 타설시 캡빔 콘크리트를 함께 타설하여 복수의 중공형 PC 벽체를 일체화할 수 있다. 이에 따라 인접하는 PC 벽체들 간 연속성을 확보할 수 있으며, 외벽과 슬래브의 접합부를 일체화하여 내진 성능을 향상시킬 수 있다.
도 1은 중공형 PC 벽체와 PC 슬래브의 설치 상태를 도시하는 사시도.
도 2는 도 1에서 토핑 콘크리트가 타설된 상태를 도시하는 사시도.
도 3은 도 2에 도시된 지하 외벽-슬래브 접합 구조를 도시하는 단면도.
도 4는 캡빔이 구비된 실시예를 도시하는 단면도.
도 5는 캡빔 내부에 설치되는 선조립철근조립체를 도시하는 사시도.
도 6은 박판거푸집 및 정착구의 결합 관계를 도시하는 사시도.
도 7은 박판거푸집, 정착구 및 선조립철근조립체의 설치 상태를 도시하는 사시도.
도 8은 정착구의 실시예를 도시하는 사시도.
도 9는 정착구의 설치 과정을 도시하는 사시도.
이하, 첨부한 도면 및 바람직한 실시예에 따라 본 발명을 상세히 설명한다.
도 1은 중공형 PC 벽체와 PC 슬래브의 설치 상태를 도시하는 사시도이고, 도 2는 도 1에서 토핑 콘크리트가 타설된 상태를 도시하는 사시도이며, 도 3은 도 2에 도시된 지하 외벽-슬래브 접합 구조를 도시하는 단면도이다.
도 1 내지 도 3 등에 도시된 바와 같이, 본 발명 지하 외벽-슬래브 접합 구조는 복수 개가 지하의 지반 전면에 인접하도록 세워지는 것으로 내부에 수직 방향으로 복수의 중공(11)이 형성된 중공형 PC 벽체(1); 상기 중공형 PC 벽체(1)의 상부 일측에 설치되는 PC 슬래브(2); 하단은 상기 중공형 PC 벽체(1)의 중공(11) 내에 삽입되고, 타단은 중공형 PC 벽체(1)의 상부로 돌출되는 정착철근(31)을 포함하는 정착구(3); 및 상기 PC 슬래브(2)의 상부에 현장 타설되는 토핑 콘크리트(4); 로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 지하 구조물 공사시 PC 부재를 이용하여 공기를 단축하면서도 PC 부재들을 상호 일체화하여 연속성을 확보함으로써 지하 구조물의 내진 성능을 확보할 수 있는 지하 외벽-슬래브 접합 구조를 제공하기 위한 것이다.
본 발명 지하 외벽-슬래브 접합 구조는 중공형 PC 벽체(1), PC 슬래브(2), 정착구(3) 및 토핑 콘크리트(4)를 포함하여 구성된다.
상기 중공형 PC 벽체(1)는 복수 개가 지하의 지반 전면에 인접하도록 세워진다.
상기 중공형 PC 벽체(1)는 내부에 수직 방향으로 복수의 중공(11)이 형성된다. 이에 따라 상기 중공형 PC 벽체(1)를 경량화할 수 있으므로, 부재 조립이 용이하고 제작 비용이 저렴하여 경제적이다.
아울러 PC 벽체를 사용하므로, 현장 콘크리트 타설 없이 PC 부재 설치만으로 벽체 시공을 완료할 수 있다.
상기 PC 슬래브(2)는 중공형 PC 벽체(1)의 상부 일측에 설치된다.
상기 PC 슬래브(2)는 양측에 설치되는 PC 보(미도시)에 거치 가능하다.
상기 PC 슬래브(2)도 경량화를 위해 중공형 PC 슬래브를 사용 가능하다.
상기 토핑 콘크리트(4)는 PC 슬래브(2)의 상부에 현장 타설된다.
상기 토핑 콘크리트(4)는 중공형 PC 벽체(1)의 상부까지 연장 타설될 수 있다.
상기 정착구(3)는 하단은 상기 중공형 PC 벽체(1)의 중공(11) 내에 삽입되고, 타단은 중공형 PC 벽체(1)의 상부로 돌출되는 정착철근(31)을 포함하여 구성된다.
상기 정착철근(31)의 하단은 중공형 PC 슬래브(2)의 중공(11) 내에 삽입한다.
상기 정착철근(31)의 상단은 중공형 PC 벽체(1)의 상단으로 노출되도록 하여 PC 슬래브(2)의 상부에 타설되는 토핑 콘크리트(4) 내에 정착한다.
상기 토핑 콘크리트(4) 타설시, 콘크리트가 중공(11) 내부를 채우면서 정착철근(31)의 하부가 중공형 PC 벽체(1) 내에 정착된다.
상기 중공형 PC 벽체(1)의 중공(11)을 이용하여 중공형 PC 벽체(1)와 PC 슬래브(2)를 일체화할 수 있다.
상기 중공(11)에 삽입되는 정착철근(31)은 복수 개일 수 있다.
상기 PC 슬래브(2)의 상부에 타설되는 토핑 콘크리트(4) 내에는 상부 철근(41, 또는 와이어메쉬)이 배근될 수 있다.
상기 상부 철근(41)의 단부는 중공형 PC 벽체(1)의 상단까지 연장할 수 있다.
도 3 등에 도시된 바와 같이, 상기 정착철근(31)의 상부는 PC 슬래브(2) 측으로 절곡되어 PC 슬래브(2) 상부의 토핑 콘크리트(4) 내에 정착될 수 있다.
상기 PC 슬래브(2)가 중공형 PC 벽체(1)의 상부 측면에 밀착 설치되는 경우, 중공형 PC 벽체(1)의 상부에 연장 타설되는 토핑 콘크리트(4)의 높이가 낮아 정착철근(31)의 정착길이를 확보하기 어렵다.
따라서 상기 정착철근(31)의 상부를 수평 방향으로 절곡하여 PC 슬래브(2) 상부의 토핑 콘크리트(4) 내에 정착되도록 구성할 수 있다.
도 4는 캡빔이 구비된 실시예를 도시하는 단면도이다.
도 4, 도 5 등에 도시된 바와 같이, 상기 중공형 PC 벽체(1)의 상부에는 상기 토핑 콘크리트(4)와 함께 현장 타설되어 복수의 중공형 PC 벽체(1)를 일체화하는 캡빔(5)이 구비되고, 상기 정착철근(31)의 상부는 캡빔(5) 내에 정착되도록 구성할 수 있다.
인접하는 복수의 중공형 PC 벽체(1)들 간 연속성을 확보하기 위해, 중공형 PC 벽체(1)들의 상부에는 캡빔(5)을 설치할 수 있다.
상기 캡빔(5)은 토핑 콘크리트(4)의 현장 타설시 함께 연속으로 콘크리트를 타설하여 형성 가능하다.
상기 캡빔(5)은 인접하는 복수의 중공형 PC 벽체(1)의 상부를 연결하여 일체화한다. 이에 따라 지하 외벽과 슬래브 접합부를 일체화하여 내진 성능 확보가 가능하다.
상기 캡빔(5)과 토핑 콘크리트(4)의 상면 높이를 일치시키고 캡빔(5)의 춤을 확보하기 위해, PC 슬래브(2)의 하면은 중공형 PC 벽체(1)의 상단 높이에 위치하도록 설치되는 것이 바람직하다.
상기 정착철근(31)의 상단은 캡빔(5) 내부에 정착한다.
상기 토핑 콘크리트(4) 내에 배근되는 상부 철근(41, 또는 와이어메쉬)의 단부는 중공형 PC 벽체(1)의 상부 측으로 연장하여 캡빔(5) 내부에 정착 가능하다.
도 5는 캡빔 내부에 설치되는 선조립철근조립체를 도시하는 사시도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 상기 캡빔(5)의 내부에는 중공형 PC 벽체(1)의 폭 방향으로 캡빔(5) 내부의 상하부에 배치되는 복수의 주철근(511) 및 상기 복수의 주철근(511) 외부를 감싸는 스터럽(512)으로 구성되는 선조립철근조립체(51)가 구비될 수 있다.
상기 캡빔(5)은 휨과 전단에 의해 하중을 지지하는 보 부재로, 주철근(511) 및 전단철근이 배근되어야 한다.
그런데 이들 철근을 현장 배근할 경우, 중공형 PC 벽체(1)의 상부에 설치되는 정착철근(31)과의 간섭으로 인하여 작업이 번거로울 수 있다.
따라서 복수의 주철근(511)과 스터럽(512)을 선조립하여 선조립철근조립체(51)를 구성함으로써, 한 번의 설치로 보 부재의 철근 배근을 쉽게 완료하도록 구성할 수 있다.
도 6은 박판거푸집 및 정착구의 결합 관계를 도시하는 사시도이고, 도 7은 박판거푸집, 정착구 및 선조립철근조립체의 설치 상태를 도시하는 사시도이다.
도 6, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 중공형 PC 벽체(1)의 상부에는 캡빔(5)의 외측면을 감싸는 측면판(521) 및 상기 측면판(521)의 하단에서 수직 절곡되어 중공형 PC 벽체(1)의 상단에 거치되는 것으로 상기 중공형 PC 벽체(1)의 중공(11)과 연통되는 관통공(523)이 형성된 하면판(522)으로 구성되는 박판거푸집(52)이 구비될 수 있다.
지하 외벽의 경우, 외부 측에 거푸집을 설치하기 곤란하다. 따라서 박강판을 영구거푸집으로 활용할 수 있다.
이에 상기 박판거푸집(52)은 캡빔(5)의 측면 마구리 역할을 하는 측면판(521)과 중공형 PC 벽체(1)의 상부에 박판거푸집(52)을 거치하기 위한 하면판(522)으로 구성할 수 있다.
상기 하면판(522)에는 중공형 PC 벽체(1)의 중공(11)과 대응되는 위치에 중공(11)과 연통되는 관통공(523)이 형성된다.
상기 관통공(523)을 통하여 정착철근(31)을 관통시킬 수 있으며, 중공(11) 내에 현장 콘크리트를 채워넣을 수 있다.
상기 하면판(522)은 PC 슬래브(2)의 하면 측으로 연장 형성할 수 있다.
이 경우, 캡빔(5) 콘크리트 타설시 콘크리트 페이스트가 중공형 PC 벽체(1)와 PC 슬래브(2)의 사이 틈으로 누출되는 것을 방지할 수 있다.
도 8은 정착구의 실시예를 도시하는 사시도이고, 도 9는 정착구의 설치 과정을 도시하는 사시도이다.
도 8, 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 정착구(3)에는 중공형 PC 벽체(1)의 중공(11) 내부에 삽입되어 중공(11) 하부를 폐쇄하는 것으로 상기 정착철근(31)의 수직부 하단이 결합되는 막음판(32)이 더 구비될 수 있다.
상기 중공형 PC 벽체(1)의 중공(11) 내부에 중공(11)의 높이 전체에 걸쳐 콘크리트를 채움할 경우, 콘크리트 물량이 과도하게 증가하여 공사비가 증가한다.
따라서 상기 정착철근(31)을 중공(11) 내에 정착시킬 높이만큼만 현장 타설 콘크리트가 채워질 수 있도록 정착구(3)의 정착철근(31) 하부에는 중공(11)을 폐쇄하는 막음판(32)을 일체로 구비할 수 있다.
상기 막음판(32)은 중공(11)을 폐쇄하고 복수의 정착철근(31)을 고정하여 일체화한다.
따라서 상기 정착철근(31)을 개별적으로 중공(11) 내에 삽입하여 시공하는 것이 아니라 복수의 정착철근(31)과 막음판(32)을 모듈화하여 한 번에 시공할 수 있어 시공성이 우수하다.
상기 막음판(32)의 외주면에는 막음판(32)을 중공(11) 내에 용이하게 삽입할 수 있도록 하기 위하여 복수의 날개판(321)을 형성할 수 있다.
각 날개판(321)은 탄성에 의해 중공(11) 내벽에 걸려 위치가 고정됨과 동시에 중공(11) 내부를 빈틈없이 폐쇄할 수 있도록 막음판(32)의 단부에서 상향으로 경사지게 절곡하여 형성할 수 있다.
도 8, 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 정착구(3)에는 중공형 PC 벽체(1)의 상단에 거치되는 것으로 정착철근(31)이 관통되고, 중앙에 중공(11)과 연통되는 유동공(331)이 형성된 걸림판(33)이 더 구비될 수 있다.
복수의 정착철근(31)이 모듈화된 정착구(3)의 설치시, 정착철근(31)이 중공(11) 내에 삽입되는 깊이를 고정하기 위해 정착철근(31)의 중간에는 중공형 PC 벽체(1)의 상단에 걸려 거치되는 걸림판(33)이 구비될 수 있다.
상기 걸림판(33)은 원환체로 형성 가능한 것으로, 복수의 정착철근(31)이 관통되어 결합된다.
현장 타설 콘크리트가 걸림판(33)을 지나 중공(11) 내부를 충전할 수 있도록 걸림판(33)의 중앙에는 중공(11)과 연통되는 유동공(331)이 형성될 수 있다.
1: 중공형 PC 벽체 11: 중공
2: PC 슬래브 3: 정착구
31: 정착철근 32: 막음판
321: 날개판 33: 걸림판
331: 유동공 4: 토핑 콘크리트
41: 상부 철근 5: 캡빔
51: 선조립철근조립체 511: 주철근
512: 스터럽 52: 박판거푸집
521: 측면판 522: 하면판
523: 관통공

Claims (7)

  1. 복수 개가 지하의 지반 전면에 인접하도록 세워지는 것으로 내부에 수직 방향으로 복수의 중공(11)이 형성된 중공형 PC 벽체(1);
    상기 중공형 PC 벽체(1)의 상부 일측에 설치되는 PC 슬래브(2);
    하단은 상기 중공형 PC 벽체(1)의 중공(11) 내에 삽입되고, 타단은 중공형 PC 벽체(1)의 상부로 돌출되는 정착철근(31)을 포함하는 정착구(3);
    상기 PC 슬래브(2)의 상부에 현장 타설되는 토핑 콘크리트(4); 및
    상기 중공형 PC 벽체(1)의 상부에 구비되어 상기 토핑 콘크리트(4)와 함께 현장 타설되어 복수의 중공형 PC 벽체(1)를 일체화하는 것으로 상기 정착철근(31)의 상부가 내부에 정착되는 캡빔(5); 으로 구성되고,
    상기 중공형 PC 벽체(1)의 상부에는 캡빔(5)의 외측면을 감싸는 측면판(521) 및 상기 측면판(521)의 하단에서 수직 절곡되어 중공형 PC 벽체(1)의 상단에 거치되는 것으로 상기 중공형 PC 벽체(1)의 중공(11)과 연통되는 관통공(523)이 형성된 하면판(522)으로 구성되는 박판거푸집(52)이 구비되는 것을 특징으로 하는 지하 외벽-슬래브 접합 구조.
  2. 제1항에서,
    상기 정착철근(31)의 상부는 PC 슬래브(2) 측으로 절곡되어 PC 슬래브(2) 상부의 토핑 콘크리트(4) 내에 정착되는 것을 특징으로 하는 지하 외벽-슬래브 접합 구조.
  3. 삭제
  4. 제1항에서,
    상기 캡빔(5)의 내부에는 중공형 PC 벽체(1)의 폭 방향으로 캡빔(5) 내부의 상하부에 배치되는 복수의 주철근(511) 및 상기 복수의 주철근(511) 외부를 감싸는 스터럽(512)으로 구성되는 선조립철근조립체(51)가 구비되는 것을 특징으로 하는 지하 외벽-슬래브 접합 구조.
  5. 삭제
  6. 제1항에서,
    상기 정착구(3)에는 중공형 PC 벽체(1)의 중공(11) 내부에 삽입되어 중공(11) 하부를 폐쇄하는 것으로 상기 정착철근(31)의 수직부 하단이 결합되는 막음판(32)이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 지하 외벽-슬래브 접합 구조.
  7. 제1항에서,
    상기 정착구(3)에는 중공형 PC 벽체(1)의 상단에 거치되는 것으로 정착철근(31)이 관통되고, 중앙에 중공(11)과 연통되는 유동공(331)이 형성된 걸림판(33)이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 지하 외벽-슬래브 접합 구조.
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