KR102320411B1 - 망상형 전단보강대를 이용한 무량판 구조물의 슬래브-기둥 접합부 전단 보강구조 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 제작이 용이 간단한 망상형 전단보강대를 설치하여 연직하중에 대한 펀칭파괴와 지진하중에 대한 편심전단파괴에 대한 억제력을 더욱 효과적으로 발휘할 수 있도록 한 망상형 전단보강대를 이용한 무량판 구조물의 슬래브-기둥 접합부 전단 보강구조를 제공한다. 본 발명의 실시 예에 따르면, 기둥(10)의 주두부(102)에 지지되어 배근된 하부철근(12)과; 일단이 기둥(10)의 주두부(102) 상부 둘레로 위치되어 하부철근(12)에 지지되도록 설치되며, 그물구멍(210a)을 갖는 익스펜디드 메탈로 제작되어 일정 폭의 삼각밑변부(211), 서로 대칭을 이루는 삼각빗변부(212), 삼각빗변부(212)의 하단에서 단면 내측으로 절곡된 삼각지지발(213)로 형성시켜 일정 길이에 걸쳐 삼각단면을 갖는 익스펜디드 삼각망체(210)와, 상기 익스펜디드 삼각망체(210)의 양쪽 단부 및 그 사이에 하나 이상 설치된 삼각망체 보강재(220)를 포함하는 망상형 전단보강대(20)와; 상기 망상형 전단보강대(20)의 상단에 배근된 상부철근(14)과; 상기 하부철근(12)의 하부에 설치된 거푸집 위로 상부철근(14)이 내설되도록 일정 두께로 콘크리트로 타설되어 형성된 콘크리트 슬래브(16)와; 익스펜디드 삼각망체(210)의 삼각빗변부(212)의 내면에 설치되며 일정 두께를 갖는 강판으로 제작된 판상형으로 길이방향으로 다수의 콘크리트 합성공(230a)을 갖는 빗변보강판(230);을 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 무량판 구조물의 슬래브-기둥 접합부 전단 보강구조에 관한 것으로, 특히 제작이 용이 간단한 망상형 전단보강대를 설치하여 연직하중에 대한 펀칭파괴와 지진하중에 대한 편심전단파괴에 대한 억제력을 더욱 효과적으로 발휘할 수 있도록 한 망상형 전단보강대를 이용한 무량판 구조물의 슬래브-기둥 접합부 전단 보강구조에 관한 것이다.
일반적으로 무량판 구조는 기둥위에 보가 없이 슬래브가 바로 얹히는 형식으로 슬래브가 보의 역할을 대신하게 된다. 이러한 무량판 구조는 시공 시 보 제작을 위한 거푸집 공사가 필요 없어 골조 공사가 단순하고 건물의 층고가 낮아 사업성에 유리하며 건물의 중량을 감소시켜 결과적으로 공사비를 절감할 수 있는 효율적인 구조이다. 따라서 무량판 구조는 기둥배치가 자유롭기 때문에 다양한 거주자의 요구에 대응하기 위한 가변형 평면설계가 가능하며, 벽식 구조와 달리 리모델링에도 유리하여 공동주택으로써 환경부하를 절감할 수 있고 다중용도 건물에서 전이층이 필요 없는 장점이 있다.
그러나 무량판 구조는 슬래브-기둥 접합부가 취약하다는 단점이 있다. 보가 없이 슬래브가 기둥위에 바로 시공되기 때문에 연직하중에 대한 펀칭파괴가 일어나기 쉽다. 또한 지진하중에 대하여 슬래브-기둥 접합부에서 불균형모멘트(Unbalanced Moment)가 발생하고 이로 인한 편심전단력(Eccentric Shear)이 접합부에 작용하기 때문에 무량판 접합부는 편심전단파괴가 발생하기 쉽다. 이러한 슬래브-기둥 접합부의 파괴는 구조물 전체의 파괴로 이어지기 때문에 무량판 구조를 안전하게 사용하기 위해서는 접합부를 효율적으로 보강하여야 한다.
따라서 무량판 구조에서는 무량판 접합부 보강이 이루어져 구조성능과 경제성, 그리고 시공성을 모두 충족시키는 기술적 구조가 요구된다.
본 발명의 배경이 되는 기술로는 한국 등록특허 등록번호 제10-1318284호로서, '2층 1절식 피씨 기둥을 갖는 무량판 피씨 구조물'이 제안되어 있다. 이는 설정된 면적을 갖는 주두가 피씨 기둥에 형성되도록 하되, 두는 상하층을 이루는 기둥본체(2층 1절식) 마다 조립식 또는 일체식으로 결합되도록 한 뒤, 거더 슬래브와 피씨 슬래브가 차례로 안착되면 현장 콘크리트에 의해 타설되도록 형성되어, 건축 구조물의 구조 일체화를 도모하고 시공성과 생산성을 높이도록 한 것이다. 그러나 이 배경기술은 슬래브-기둥 접합부의 전단을 보강할 수 있는 수단이 없어 연직하중에 대한 펀칭파괴와 지진하중에 의한 편심전단파괴가 발생하기 쉽다.
본 발명의 배경이 되는 다른 기술로는 한국 등록특허 등록번호 제10-1514772호로서, '나선형 보강재에 의한 무량판 전단보강 시스템'이 제안되어 있다. 이는 기둥을 지지하는 슬래브의 기둥 경계부분에 배치되어 슬래브의 전단 저항력을 증대시키는 전단보강근의 시공을 간편하게 할 수 있도록 한 것으로, 기둥에 대한 슬래브의 전단 저항력을 증대시키고 배근작업의 시공성을 대폭적으로 향상시키도록 한 것이다. 그러나 이 배경기술은 보강을 위한 제2전단보강근의 구성이 보조철근, 나선철근, 스페이서, 걸고리 등 부품수가 많이 들어가 제작이 복잡해져 생산성이 떨어지는 문제가 있다.
본 발명은 제작이 용이 간단한 망상형 전단보강대를 설치하여 연직하중에 대한 펀칭파괴와 지진하중에 대한 편심전단파괴에 대한 억제력을 더욱 효과적으로 발휘할 수 있도록 한 망상형 전단보강대를 이용한 무량판 구조물의 슬래브-기둥 접합부 전단 보강구조를 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 망상형 전단보강대를 이용한 무량판 구조물의 슬래브-기둥 접합부 전단 보강구조는,
기둥의 주두부에 지지되어 배근된 하부철근과;
일단이 기둥의 주두부의 상부 둘레로 위치되어 하부철근에 지지되도록 설치되며, 그물구멍을 갖는 익스펜디드 메탈로 제작되어 일정 폭의 삼각밑변부, 서로 대칭을 이루는 삼각빗변부, 삼각빗변부의 하단에서 단면 내측으로 절곡된 삼각지지발로 형성시켜 일정 길이에 걸쳐 삼각단면을 갖는 익스펜디드 삼각망체와; 상기 익스펜디드 삼각망체의 양쪽 단부 및 그 사이에 하나 이상 설치된 삼각망체 보강재;를 포함하는 망상형 전단보강대와;
상기 망상형 전단보강대의 상단에 배근된 상부철근과;
상기 하부철근의 하부에 설치된 거푸집 위로 상부철근이 내설되도록 일정 두께로 콘크리트로 타설되어 형성된 콘크리트 슬래브와;
상기 익스펜디드 삼각망체의 삼각빗변부의 내면에 설치되며 일정 두께를 갖는 강판으로 제작된 판상형으로 길이방향으로 다수의 콘크리트 합성공을 갖는 빗변보강판;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 익스펜디드 삼각망체의 삼각빗변부의 내면에 설치되며 일정 두께를 갖는 강판으로 제작된 판상형으로 길이방향으로 다수의 콘크리트 합성공을 갖는 빗변보강판;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
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또한, 삼각망체 보강재는 익스펜디드 삼각망체의 삼각밑변부에 배치·접합되어 있는 밑변보강근과, 밑변보강근의 중앙에서 수직으로 입설되어 익스펜디드 삼각망체의 꼭지부에 접합되어 있는 수직보강근으로 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 망상형 전단보강대를 이용한 무량판 구조물의 슬래브-기둥 접합부 전단 보강구조에 따르면, 보강용으로 사용된 망상형 전단보강대가 익스펜디드 메탈로 제작 시공되어져 시공비용을 저감할 수 있다. 또한 망상형 전단보강대는 익스펜디드 삼각망체에 의해 콘크리트와의 합성력을 높여 구조적 강도를 증대시킴으로써 연직하중에 대한 펀칭파괴와 지진하중에 대한 편심전단파괴에 대한 억제력을 효과적으로 발휘할 수 있다.
또한, 망상형 전단보강대에 빗변보강판의 추가적인 설치가 가능하여 더욱 큰 전단 저항력을 효과적으로 발휘할 수 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 발명에 따른 망상형 전단보강대를 이용한 무량판 구조물의 슬래브-기둥 접합부 전단 보강구조를 나타낸 예시도.
도 2는 도 1의 평면도.
도 3은 도 1에 설치된 망상형 전단보강대를 입체적으로 나타낸 사시도.
도 4a 및 도 4b는 도 1에 적용된 망상형 전단보강대의 정면도 및 평면도.
도 5는 본 발명에 적용되는 망상형 전단보강대의 다른 형태를 예시한 사시도.
도 6a 및 도 6b는 본 발명에 적용되는 망상형 전단보강대의 또 다른 형태를 예시한 사시도 및 정면도.
도 1은 본 발명에 따른 망상형 전단보강대를 이용한 무량판 구조물의 슬래브-기둥 접합부 전단 보강구조를 나타낸 예시도.
도 2는 도 1의 평면도.
도 3은 도 1에 설치된 망상형 전단보강대를 입체적으로 나타낸 사시도.
도 4a 및 도 4b는 도 1에 적용된 망상형 전단보강대의 정면도 및 평면도.
도 5는 본 발명에 적용되는 망상형 전단보강대의 다른 형태를 예시한 사시도.
도 6a 및 도 6b는 본 발명에 적용되는 망상형 전단보강대의 또 다른 형태를 예시한 사시도 및 정면도.
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.
본 실시 예에 따른 망상형 전단보강대를 이용한 무량판 구조물의 슬래브-기둥 접합부 전단 보강구조는 도 1 내지 도 3에 도시되어 있다.
먼저, 기둥(10)의 주두부(102)에 지지되어 배근된 하부철근(12)이 설치되어 있다. 여기서 기둥(10)은 현장에서 시공된 철근콘크리트 기둥 또는 공장에서 제작되어 현장에 시공된 PC 기둥이 될 수 있다. 기둥(10)은 본 실시 예에서 사각단면을 가지고 있으나 원형 단면에도 적용이 가능하며, 이러한 단면에 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 하부철근(12)은 주두부(102) 상면을 지나가도록 배근되며 횡과 종방향으로 배근된다.
슬래브-기둥 접합부를 보강하기 위해 망상형 전단보강대(20)가 설치된다. 즉, 망상형 전단보강대(20)는 연직하중에 대한 슬래브의 펀칭파괴 방지와 지진하중에 대한 편심전단파괴 방지를 위해 설치된다. 망상형 전단보강대(20)는 하부철근(12)의 상부로 설치된다. 이때 망상형 전단보강대(20)는 일단이 기둥(10)의 주두부(102) 상부에 위치되어 하부철근(12)에 지지되도록 설치된다.
망상형 전단보강대(20)는 도 2의 평면도에 나타난 바와 같이 기둥(10)의 주두부(102) 한 변에 적어도 하나 이상 설치된다. 본 실시 예에서는 주두부(102)의 단변 및 장변에 각기 2개가 설치되어 있으나 그 장변에 3개가 설치될 수도 있다. 그러나 본 발명은 이러한 망상형 전단보강대(20)의 설치 개수에 한정되는 것은 아니다.
망상형 전단보강대(20)는 익스펜디드 메탈로 제작되어 그물 구멍(210a)을 갖는다. 망상형 전단보강대(20)는 도 3 및 도 4에 도시된 바와같이 익스펜디드 삼각망체(210)와 익스펜디드 삼각망체(210)의 양쪽 단부 및 그 사이에 하나 이상 설치된 삼각망체 보강재(220)를 포함한다. 익스펜디드 삼각망체(210)는 일정 폭의 삼각밑변부(211), 서로 대칭을 이루는 삼각빗변부(212), 삼각빗변부(212)의 하단에서 단면 내측으로 절곡된 삼각지지발(213)로 형성시켜 일정 길이에 걸쳐 삼각단면을 갖는다. 삼각망체 보강재(220)는 익스펜디드 삼각망체(210)의 삼각밑변부(211)에 배치·접합되어 있는 밑변보강근(221)과, 밑변보강근(221)의 중앙에서 수직으로 입설되어 익스펜디드 삼각망체(210)의 꼭지부에 접합되어 있는 수직보강근(222)으로 구성된다. 밑변보강근(221)과 수직보강근(222)은 예로 강봉 또는 철근으로 제작될 수 있다.
또한, 망상형 전단보강대(20)의 상단에는 상부철근(14)이 배근된다. 상부철근(14)은 횡방향과 종방향으로 배근되어 하부철근(12)과 대칭적으로 설치될 수 있다.
하부철근(12)의 하부에 설치된 거푸집 위로 상부철근(14)이 내설되도록 일정 두께로 콘크리트로 타설되어 콘크리트 슬래브(16)가 시공된다. 이때 타설 콘크리트는 망상형 전단보강대(20)의 내,외부 및 삼각빗변부(212)의 그물구멍(210a)에도 채움되어져 콘크리트의 합성력을 증대시키고 콘크리트 슬래브(16)의 강도를 높이게 된다.
이와 같이 본 발명은 망상형 전단보강대(20)를 이용하여 무량판 구조물의 슬래브-기둥 접합부 전단 보강구조를 적용함으로써 콘크리트 강도가 커지고, 기둥-슬래브 접합부의 전단파괴를 방지할 수 있다. 또한 망상형 전단보강대(20)는 익스펜디드 메탈을 사용함으로써 제작이 용이한 이점을 갖는다.
여기서 망상형 전단보강대(20)는 도 3에 비해 도 5와 같이 그물구멍(210a)이 상대적으로 큰 것이 적용될 수도 있다.
한편, 본 발명은 도 6과 같이 익스펜디드 삼각망체(210)의 삼각빗변부(212)의 내면에는 일정 두께를 갖는 강판으로 제작된 판상형으로 길이방향으로 다수의 콘크리트 합성공(230a)을 갖는 빗변보강판(230)이 더 설치될 수 있다. 이같이 빗변보강판(230)이 추가적으로 설치되면 강도가 더욱 높아져 기둥-슬래브 접합부에 작용하는 연직하중에 의한 펀칭파괴와 지진하중에 의한 편심전단파괴에 대한 억제력을 더욱 효과적으로 발휘할 수 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.
12: 하부철근
14: 상부철근
16: 콘크리트 슬래브
20: 망상형 전단보강대
210: 익스펜디드 삼각망체
220: 삼각망체 보강재
230: 빗변보강판
14: 상부철근
16: 콘크리트 슬래브
20: 망상형 전단보강대
210: 익스펜디드 삼각망체
220: 삼각망체 보강재
230: 빗변보강판
Claims (4)
- 기둥(10)의 주두부(102)에 지지되어 배근된 하부철근(12)과;
일단이 기둥(10)의 주두부(102) 상부 둘레로 위치되어 하부철근(12)에 지지되도록 설치되며, 그물구멍(210a)을 갖는 익스펜디드 메탈로 제작되어 일정 폭의 삼각밑변부(211), 서로 대칭을 이루는 삼각빗변부(212), 삼각빗변부(212)의 하단에서 단면 내측으로 절곡된 삼각지지발(213)로 형성시켜 일정 길이에 걸쳐 삼각단면을 갖는 익스펜디드 삼각망체(210)와, 상기 익스펜디드 삼각망체(210)의 양쪽 단부 및 그 사이에 하나 이상 설치된 삼각망체 보강재(220)를 포함하는 망상형 전단보강대(20)와;
상기 망상형 전단보강대(20)의 상단에 배근된 상부철근(14)과;
상기 하부철근(12)의 하부에 설치된 거푸집 위로 상부철근(14)이 내설되도록 일정 두께로 콘크리트로 타설되어 형성된 콘크리트 슬래브(16)와;
익스펜디드 삼각망체(210)의 삼각빗변부(212)의 내면에 설치되며 일정 두께를 갖는 강판으로 제작된 판상형으로 길이방향으로 다수의 콘크리트 합성공(230a)을 갖는 빗변보강판(230);을 포함하는 것을 특징으로 하는 망상형 전단보강대를 이용한 무량판 구조물의 슬래브-기둥 접합부 전단 보강구조. - 삭제
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- 제1항에 있어서,
삼각망체 보강재(220)는 익스펜디드 삼각망체(210)의 삼각밑변부(211)에 배치·접합되어 있는 밑변보강근(221)과, 밑변보강근(221)의 중앙에서 수직으로 입설되어 익스펜디드 삼각망체(210)의 꼭지부에 접합되어 있는 수직보강근(222)으로 구성된 것을 특징으로 하는 망상형 전단보강대를 이용한 무량판 구조물의 슬래브-기둥 접합부 전단 보강구조.
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| KR20240076146A (ko) | 2022-11-23 | 2024-05-30 | (주)비케이철강 | 무량판 슬래브의 전단보강용 선조립체 |
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