KR102227639B1 - 철골 합성 프리캐스트 슬래브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 철골 합성 프리캐스트 슬래브에 관한 것으로, 현장 콘크리트와의 합성 전에도 휨에 대한 성능을 극대화하여 처짐 제어가 가능하고, 전단 강성 증대로 전단보강근을 생략할 수 있을 뿐만 아니라, 부방향 철근량을 최소화할 수 있으며, 콘크리트의 단면적을 최소화하여 경량 시공이 가능하고, 슬래브 시공성이 향상되어 공기를 단축시킬 수 있는 이점이 있으며, 장스판 구조 적용에 유리하고, 층고를 절감할 수 있는 효과가 있다.

Description

철골 합성 프리캐스트 슬래브{STEEL COMPOSITE PRECAST SLAB}

본 발명은 철골이 추가된 프리캐스트 슬래브에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 추가된 철골로 인해 전단보강근을 생략할 수 있을 뿐만 아니라, 휨강성 증가로 프리캐스트 콘크리트 단면적을 최소화할 수 있어 경량 시공이 가능하며, 부방향 철근을 최소화할 수 있는 철골 합성 프리캐스트 슬래브에 관한 것이다.

콘크리트 슬래브를 시공하는 방식에는 거푸집을 설치하여 현장에서 직접 콘크리트를 타설하는 현장시공법과, 공장에서 제작된 PC(precast concrete)부재를 현장에서 조립하여 설치하는 PC 공법으로 구분할 수 있다.

현장시공법은 많은 현장작업량에 따라 많은 인력과 공기(工期)가 소요되므로, 최근에는 부재의 표준화, 공정의 간소화, 노동 생산성 등을 꾀할 수 있는 PC 공법이 주목받고 있는 상황이다.

PC 공법에는 다양한 형태의 PC부재들이 개발되어 사용되고 있으며, 그러한 PC부재 중의 하나가 하프 PC 슬래브이다.

하프 PC 슬래브는 양중무게를 고려하여 소요 슬래브 두께의 절반 정도의 두께로 미리 공장에서 제작한 부재인데, 통상적으로 하부철근 다수개를 병렬 배치한 후 상·하현재와 래티스재가 조립된 트러스조립철근 다수개를 병렬 배치하여 하부철근 위에 교차하게 접합한 상태에서 콘크리트를 부어 하부철근이 콘크리트에 매입되도록 하는 한편 트러스조립철근 상부가 콘크리트에서 돌출되도록 제작한다.

이와 같은 하프 PC 슬래브는 시공위치에 양중 설치한 후에 나머지 콘크리트를 현장에서 타설하여 슬래브 구조체로 완성한다.

도 1은 종래 트러스근 보강형 하프 슬래브를 나타낸 것으로, 트러스근(11)은 덧침콘크리트가 굳을 때까지 피씨판의 휨강도를 높이는 역할도 한다.

그러나, 트러스근 보강형은 PC판과 덧침콘크리트의 부착성능이 우수하여 확실한 일체성을 기대할 수 있어 구조적 신뢰성 및 심리적 안정성이 좋은 반면에 초기 투자비가 고가인 별도의 트러스근 생산설비가 필요함은 물론 상부 배근작업이 불편하고 부방향 철근량이 과다한 문제점이 있다.

대한민국 공개특허공보 특1994-0019945호 (1994.09.15. 공개)

이에 본 발명은 전술한 배경에서 안출된 것으로, 현장 콘크리트와의 합성 전에도 휨에 대한 성능을 극대화하여 처짐 제어가 가능하고, 전단 강성 증대로 전단보강근을 생략할 수 있을 뿐만 아니라, 부방향 철근량을 최소화할 수 있으며, 콘크리트의 단면적을 최소화하여 경량 시공이 가능하고, 슬래브 시공성이 향상되어 공기를 단축시킬 수 있는 이점이 있으며, 장스판 구조 적용에 유리하고, 층고를 절감할 수 있는 철골 합성 프리캐스트 슬래브를 제공하는데 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일실시예는 제1방향으로 서로 이격되며 배치되는 제1철근부와, 상기 제1철근부의 하부에 상기 제1방향과 교차되는 제2방향으로 상기 제1철근부를 따라 서로 이격되며 배치되는 제2철근부를 포함하는 프리캐스트 콘크리트 구조의 베이스본체부; 상기 베이스본체부의 상부에 상기 제1방향과 교차되는 제2방향으로 상기 제1철근부를 따라 서로 이격되며 배치되는 지지철골; 및 상기 지지철골의 하측면에 결합되며 상기 베이스본체부에 매설되는 고정부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 철골 합성 프리캐스트 슬래브를 제공한다.

또한, 본 발명에서 상기 지지철골은, 하측면이 상기 고정부재와 결합되고, 상기 베이스본체부의 상부에 상기 베이스본체부와 평행하게 배치되는 하부 플랜지; 상기 하부 플랜지의 상부에 상기 하부 플랜지와 평행하게 배치되는 상부 플랜지; 및 상기 하부 플랜지 및 상기 상부 플랜지와 교차되며, 상기 하부 플랜지의 상측면과 상기 상부 플랜지의 하측면에 결합되는 웨브;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에서 상기 지지철골은, 상기 하부 플랜지와 상기 상부 플랜지의 사이에 상기 하부 플랜지와 평행하게 배치되어 상기 웨브와 교차되며 결합되는 중앙 플랜지;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에서 상기 지지철골은, 상기 중앙 플랜지의 양단에 상기 중앙 플랜지와 교차되며 결합되는 보조 플랜지;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에서 상기 베이스본체부는, 상기 제1철근부의 하부에 상기 제1방향과 교차되는 제2방향으로 상기 제1철근부를 따라 서로 이격되며 배치되는 긴장재;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에서 상기 베이스본체부는, 타설되는 콘크리트와의 합성효과를 높이기 위해 내부에서 상향 돌출되어 고정되는 스터드 볼트;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에서 상기 베이스본체부의 상부 일측 또는 양측에 상기 제1방향으로 배치되며 일단이 상기 베이스본체부의 측단부 외측으로 돌출되어 형성되는 보강철근부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일실시예에 의하면, 현장 콘크리트와의 합성 전에도 휨에 대한 성능을 극대화하여 처짐 제어가 가능하고, 전단 강성 증대로 전단보강근을 생략할 수 있을 뿐만 아니라, 부방향 철근량을 최소화할 수 있는 효과가 있다.

또한, 콘크리트의 단면적을 최소화하여 경량 시공이 가능하고, 슬래브 시공성이 향상되어 공기를 단축시킬 수 있는 이점이 있으며, 장스판 구조 적용에 유리하고, 층고를 절감할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 하프 슬래브를 나타낸 도면,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 철골 합성 프리캐스트 슬래브를 나타낸 도면,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 철골 합성 프리캐스트 슬래브의 지지철골을 나타낸 도면,
도 4는 도 2의 철골 합성 프리캐스트 슬래브의 설치예를 나타낸 도면,
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 철골 합성 프리캐스트 슬래브를 나타낸 도면,
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 철골 합성 프리캐스트 슬래브의 지지철골을 나타낸 도면이다.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 본 발명의 구성요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성요소 사이에 또 다른 구성요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 철골 합성 프리캐스트 슬래브를 나타낸 도면, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 철골 합성 프리캐스트 슬래브의 지지철골을 나타낸 도면, 도 4는 도 2의 철골 합성 프리캐스트 슬래브의 설치예를 나타낸 도면, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 철골 합성 프리캐스트 슬래브를 나타낸 도면, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 철골 합성 프리캐스트 슬래브의 지지철골을 나타낸 도면이다.

이들 도면들에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 철골 합성 프리캐스트 슬래브(10)는, 제1방향으로 서로 이격되며 배치되는 제1철근부(110)와, 제1철부(110)의 하부에 제1방향과 교차되는 제2방향으로 제1철근부(110)를 따라 서로 이격되며 배치되는 제2철근부(120)를 포함하는 프리캐스트 콘크리트 구조의 베이스본체부(100); 베이스본체부(100)의 상부에 제1방향과 교차되는 제2방향으로 제1철근부(110)를 따라 서로 이격되며 배치되는 지지철골(130); 및 지지철골(130)의 하측면에 결합되며 베이스본체부(100)에 매설되는 고정부재(150);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

베이스본체부(100)는 프리캐스트 콘크리트 구조로 형성된다.

여기서, 프리캐스트 콘크리트(Precast Concrete)는 공장 등에서 형틀에 성형 제조한 철근 콘크리트 부재를 의미한다.

베이스본체부(100)는 내측에 제1방향으로 서로 이격되며 배치되는 제1철근부(110)와, 제1철근부(110)의 하부에 제1방향과 교차되는 제2방향으로 제1철근부(110)를 따라 서로 이격되며 배치되는 제2철근부(120)를 포함한다.

제1철근부(110)는 베이스본체부(100)의 내측에 소정간격 이격되며 제1방향으로 배치되는데, 여기서 제1방향은 도 2에 도시된 바와 같이 베이스본체부(100)의 좌우 길이방향을 의미한다.

물론, 제1철근부(110)는 베이스본체부(100)의 내측에 소정간격 이격되며 제2방향으로 배치될 수 있다.

제2철근부(120)는 베이스본체부(100)의 내측 제1철근부(110)의 하부에 제1방향과 교차되는 제2방향으로 제1철근부(110)를 따라 서로 이격되며 배치된다.

여기서, 일예로 제2방향은 제1방향과 수직이 되는 방향이다.

한편, 제1철근부(110)와 제2철근부(120)는 별도의 철사로 묶여서 결합될 수 있다.

지지철골(130)은 베이스본체부(100)의 상부에 제1방향과 교차되는 제2방향으로 제1철근부(110)를 따라 서로 이격되며 배치된다.

여기서, 지지철골(130)은, 하측면이 고정부재(150)와 결합되고, 베이스본체부(100)의 상부에 베이스본체부(100)와 평행하게 배치되는 하부 플랜지(132); 하부 플랜지(132)의 상부에 하부 플랜지(132)와 평행하게 배치되는 상부 플랜지(134); 및 하부 플랜지(132) 및 상부 플랜지(134)와 교차되며, 하부 플랜지(132)의 상측면과 상부 플랜지(134)의 하측면에 결합되는 웨브(136);를 포함한다.

하부 플랜지(132)는 평판 형상으로 하측면이 고정부재(150)와 결합되고, 베이스본체부(100)의 상부에 베이스본체부(100)와 평행하게 배치된다.

상부 플랜지(134)는 평판 형상으로 하부 플랜지(132)의 상부에 하부 플랜지(132)와 평행하게 배치되며, 웨브(136)를 통해 하부 플랜지(132)와 연결된다.

본 발명의 철골 합성 프리캐스트 슬래브(10)는 하부 플랜지(132)의 두께와 좌우 폭이 상부 플랜지(134)보다 작게 형성된다.

이때, 하부 플랜지(132)는 두께와 좌우 폭이 상부 플랜지(134)보다 크게 형성될 수 있고, 두께와 좌우 폭이 상부 플랜지(134)와 동일하게 형성될 수도 있다.

웨브(136)는 평판 형상으로 하부 플랜지와 수직하게 하부 플랜지(132)의 상측면에 하부 플랜지(132)와 T형 교차되며 결합되고, 상부 플랜지와 수직하게 상부 플랜지(134)의 하측면에 상부 플랜지(134)와 T형 교차되며 결합된다.

계속해서, 고정부재(150)는 지지철골(130)의 하측면에 결합되며 베이스본체부(100)에 매설되는 것으로, 베이스본체부(100)에 매설된 상태에서 지지철골(130)과 결합되어 지지철골(130)을 베이스본체부(100)의 상부에 고정시키게 된다.

이와 더불어, 베이스본체부(100)는, 제1철근부(110)의 하부에 제1방향과 교차되는 제2방향으로 제1철근부(110)를 따라 서로 이격되며 배치되는 긴장재(160);를 포함한다.

긴장재(160)는 철골 합성 프리캐스트 슬래브(10)의 변형과 처짐 및 균열을 억제하기 위해 베이스본체부(100)의 내부에 배치된 강재(鋼材)로, PS 강선, PS 강연선, PS 강봉, 피복 PS 강재, 저 Relaxation PS 강재, 특수 PS 강연선, PS 경강선, FRP Rod 중 어느하나를 포함한다.

또한, 본 발명에서 베이스본체부(100)는, 타설되는 콘크리트와의 합성효과를 높이기 위해 내부에서 상향 돌출되어 고정되는 스터드 볼트(170);를 포함한다.

스터드 볼트(170)는 콘크리트의 합성구조에서 사용되는 전단연결재로 상호 간의 전단 응력 전달 및 일체성 확보를 위하여 베이스본체부(100)의 상측에 연직으로 결합된다.

보강 철근부(180)는 베이스본체부(100)의 상부 일측 또는 양측에 제1방향으로 배치되며 일단이 베이스본체부(100)의 측단부 외측으로 돌출되어 인접한 철골 합성 프리캐스트 슬래브의 상부에 위치하도록 형성된다.

보강 철근부(180)는 제1철근부(110)의 상측에 제1방향으로 배치되는데, 일예로 보강 철근부(180)와 제1철근부(110)는 별도의 철사로 묶여서 결합될 수 있다.

이와 같이 보강 철근부(180)가 프리캐스트 콘크리트 구조의 베이스본체부(100)에 미리 설치됨으로써, 철골 합성 프리캐스트 슬래브(10)들 사이의 전단력 보강을 위한 별도의 보강근이 불필요하고, 이로 인해 시공에 필요한 철근 자재량이 감소할 뿐만 아니라, 시공기간을 단축시킬 수 있게 된다.

와이어 매쉬(wire mesh)(190)는 베이스본체부(100)의 상면으로부터 소정의 간격을 두고 포설되는 것으로, 베이스본체부(100)의 강성을 증가시키고 연직두께를 감소시켜 시공의 효율성을 증대시키게 된다.

즉, 본 발명의 베이스본체부(100)는 얇은 판으로 구성되기 때문에 휨 보강을 위한 와이어 매쉬(190)가 베이스본체부(100)의 내부에 매설된다.

본 발명의 다른 실시예에 있어서, 지지철골(130')은, 하부 플랜지(132)와 상부 플랜지(134)의 사이에 하부 플랜지(132)와 평행하게 배치되어 웨브(136)와 교차되며 결합되는 중앙 플랜지(142);를 포함한다.

또한, 지지철골(130')은, 중앙 플랜지(142)의 양단에 중앙 플랜지(142)와 교차되며 결합되는 보조 플랜지(144);를 포함한다.

중앙 플랜지(142)는 하부 플랜지(132)와 상부 플랜지(134)의 사이에 하부 플랜지(132)와 평행하게 배치되어 웨브(136)와 교차되며 결합되고, 보조 플랜지(144)는 중앙 플랜지(142)의 양단에 중앙 플랜지(142)와 교차되며 결합되는 것으로, 철골 합성 프리캐스트 슬래브(10)의 전단력 저항성을 향상시킬 수 있게 된다.

도 6을 참조하면, 하부 플랜지(132)와 상부 플랜지(134) 및 웨브(136)는 일실시예와 유사한 구조를 가지며, 중앙 플랜지(142)가 웨브(136)에 교차된 형태로 결합이 되고 보조 플랜지(144)가 중앙 플랜지(142)의 양단에 3지(三枝) 교차된 형태로 결합되어 도 3에 제시된 결합 구조에 비하여 타설되는 콘크리트와의 결합 강도가 높아진다는 이점을 가진다.

이때, 웨브(136)에 중앙 플랜지(142)가 교차되며 결합되고, 중앙 플랜지(142)의 양단에 보조 플랜지(144)가 결합된 각각의 실시 예는 시공 환경에 따라 적절하게 선택될 수 있고 필요에 따라 중앙 플랜지(142)와 보조 플랜지(144)는 적절하게 변형되어 적용될 수 있다.

여기서, 철골 합성 프리캐스트 슬래브(10)를 이용한 구조물의 시공방법은, 도 4에 도시된 바와 같이 피씨부재로 된 기둥, 보를 이용해 골조를 만들거나 현장타설 콘크리트로 골조를 만든 후, 본 발명에 따른 철골 합성 프리캐스트 슬래브(10)를 보 위에 거치하고 슬래브 철근(200)을 배근한 후 상부 덧침 콘크리트를 타설하면 된다.

이에 따른 본 발명의 철골 합성 프리캐스트 슬래브(10)는 현장 콘크리트와의 합성 전에도 휨에 대한 성능을 극대화하여 처짐 제어가 가능하고, 슬래브 시공성이 향상되어 공기를 단축시킬 수 있는 이점이 있으며, 장스판 구조 적용에 유리하고, 층고를 절감할 수 있는 효과가 있다.

이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다.

또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥 상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10 : 하프 슬래브 100 : 베이스본체부
110 : 제1철근부 120 : 제2철근부
130 : 지지철골 132 : 하부 플랜지
134 : 상부 플랜지 136 : 웨브
142 : 중앙 플랜지 144 : 보조 플랜지
150 : 고정부재 160 : 긴장재
170 : 스터드 볼트 180 : 보강 철근부
190 : 와이어 메쉬 200 : 슬래브 철근

Claims (5)

1. 제1방향으로 서로 이격되며 배치되는 제1철근부와, 상기 제1철근부의 하부에 상기 제1방향과 교차되는 제2방향으로 상기 제1철근부를 따라 서로 이격되며 배치되는 제2철근부를 포함하는 프리캐스트 콘크리트 구조의 베이스본체부;
   상기 베이스본체부의 상부에 상기 제1방향과 교차되는 제2방향으로 상기 제1철근부를 따라 서로 이격되며 배치되는 지지철골;
   상기 지지철골의 하측면에 결합되며 상기 베이스본체부에 매설되는 고정부재; 및
   상기 베이스본체부의 상부 일측 또는 양측에 상기 제1방향으로 배치되며, 일단이 상기 베이스본체부의 측단부 외측으로 돌출되어, 인접한 철골 합성 프리캐스트 슬래브의 상부에 위치하도록 형성되는 보강 철근부;를 포함하되,
   상기 지지철골은,
   하측면이 상기 고정부재와 결합되고, 상기 베이스본체부의 상부에 상기 베이스본체부와 평행하게 배치되는 하부 플랜지;
   상기 하부 플랜지의 상부에 상기 하부 플랜지와 평행하게 배치되는 상부 플랜지; 및
   상기 하부 플랜지 및 상기 상부 플랜지와 교차되며, 상기 하부 플랜지의 상측면과 상기 상부 플랜지의 하측면에 결합되는 웨브;를 포함하며,
   상기 하부 플랜지의 두께와 좌우폭은 상기 상부 플랜지보다 작게 형성되고,
   상기 베이스본체부는, 상측에 연직으로 스터드 볼트가 결합되어, 타설되는 콘크리트와의 합성효과를 높이는 것을 특징으로 하는 철골 합성 프리캐스트 슬래브.
   
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 지지철골은,
   상기 하부 플랜지와 상기 상부 플랜지의 사이에 상기 하부 플랜지와 평행하게 배치되어 상기 웨브와 교차되며 결합되는 중앙 플랜지;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 철골 합성 프리캐스트 슬래브.
   
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 지지철골은,
   상기 중앙 플랜지의 양단에 상기 중앙 플랜지와 교차되며 결합되는 보조 플랜지;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 철골 합성 프리캐스트 슬래브.
   
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 베이스본체부는,
   상기 제1철근부의 하부에 상기 제1방향과 교차되는 제2방향으로 상기 제1철근부를 따라 서로 이격되며 배치되는 긴장재;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 철골 합성 프리캐스트 슬래브.
   

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