KR102331140B1 - 단위 덕트 모듈을 이용한 중공형 구조 및 이의 제조방법 - Google Patents

단위 덕트 모듈을 이용한 중공형 구조 및 이의 제조방법 Download PDF

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옹정열
김동혁
조경동
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Abstract

본 발명은 서로 마주하는 양 측이 개구된 사각 박스 형상으로 이루어진 복수개의 단위 덕트 모듈이 각각 개구된 방향을 따라서 연결되어 내부에 중공부가 형성되는 덕트부; 상기 단위 덕트 모듈들이 결합된 방향을 따라서 상기 덕트부 주변에 나란히 복수개 구비되는 주 철근부; 각 상기 주 철근부들을 감싸도록 배치되어 상기 주 철근부와 결합되는 복수개의 띠 철근부; 상기 덕트부 주변을 둘러싸도록 상기 철근부들과 함께 콘크리트를 타설하여 성형된 본체; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 단위 덕트 모듈을 이용한 중공형 구조를 제공한다.
또한, 본 발명은 몰드를 제작하는 단계; 복수개의 단위 덕트 모듈을 조립하여 덕트부를 제작하는 단계; 상기 덕트부 외부에 주 철근부, 띠 철근부 및 연결 철근부를 조립하여 철근망을 제작하는 단계; 상기 몰드 내부에 상기 덕트부와 철근망이 조립된 상태를 거치하는 단계; 상기 몰드 내부에 콘크리트를 타설하는 단계; 및 상기 몰드를 제거하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 단위 덕트 모듈을 이용한 중공형 구조의 제조방법을 제공한다.

Description

단위 덕트 모듈을 이용한 중공형 구조 및 이의 제조방법{A precast concrete hollow column using unit duct modules}
본 발명은 본 발명은 단위 덕트 모듈을 이용한 중공형 구조 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 구조물 내부에 중공부를 가지는 단위 덕트 모듈을 이용한 중공형 구조 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 콘크리트 건축물은 기둥과, 보 및 슬라브로 이루어지며, 시공방법은 내부에 철근이 배근된 상태에서 철근 주위에 거푸집을 만들고, 거푸집 내부에 콘크리트를 타설한 후, 양생하여 구조물을 형성한다. 이러한 콘크리트 건축물 구조는 기둥 및 슬래브 거푸집을 설치하고 콘크리트를 타설하는 모든 공정이 시공 현장에서 이루어지기 때문에 많은 인력이 필요하고, 또한 공사기간이 증대될 수 있다.
근래에는 공기단축과 인력절감을 위해 시공에 필요한 각 부재별 철근 배근 및 콘크리트 타설을 미리 공장에서 제작하여 시공 현장으로 운반하여 조립하는 PC(Pre-casted Concrete) 공법이 적용되고 있다.
그러나, 이러한 PC 공법은 현장에 필요한 구조물을 미리 제작하여 공급할 수 있는 이점이 있으나, 규모가 큰 구조물에 필요한 기둥을 미리 만들어 운반하는데 한계가 있고, 또한 현장에서도 이를 취급하기 어려운 문제점이 제기되고 있다.
한국등록특허공보 제10-0797194호(2008.01.16 등록)
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 보다 상세하게는 양중 하중을 줄이기 위해 중공부가 형성되고, 구조적 성능을 향상시킬 수 있는 중공부를 가지는 단위 덕트 모듈을 이용한 중공형 구조 및 이의 제조방법을 제공하는데 목적이 있다.
또한, 본 발명은 복수로 분절된 중공형 구조를 이용하여 조립식으로 결합할 수 있어 운반과 취급이 용이한 중공부를 가지는 단위 덕트 모듈을 이용한 중공형 구조 및 이의 제조방법을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
이와 같은 목적을 수행하기 위한 본 발명은 서로 마주하는 양 측이 개구된 사각 박스 형상으로 이루어진 복수개의 단위 덕트 모듈이 각각 개구된 방향을 따라서 연결되어 내부에 중공부가 형성되는 덕트부; 상기 단위 덕트 모듈들이 결합된 방향을 따라서 상기 덕트부 주변에 나란히 복수개 구비되는 주 철근부; 각 상기 주 철근부들을 감싸도록 배치되어 상기 주 철근부와 결합되는 복수개의 띠 철근부; 및 상기 덕트부 주변을 둘러싸도록 상기 철근부들과 함께 콘크리트를 타설하여 성형된 본체;를 포함하는 것을 특징으로 하는 단위 덕트 모듈을 이용한 중공형 구조를 제공한다.
상기 단위 덕트 모듈은 개구된 일 측 모서리에 제1플랜지가 구비되고, 타 측 모서리에 제2플랜지가 구비되며, 상기 덕트부는 하나의 단위 덕트 모듈의 제1플랜지와 다른 하나의 단위 덕트 모듈의 제2플랜지가 복수개 연결될 수 있다.
상기 단위 덕트 모듈은 서로 마주하는 두 쌍의 측면 간 간격을 각각 유지하도록 격자패턴 형상으로 내부에 결합되는 보강부와, 상기 단위 덕트 모듈의 측면을 관통한 상기 보강부와 외부에서 결합되되 상기 단위 덕트 모듈의 외부로 돌출되도록 결합되는 스터드를 포함할 수 있다.
상기 스터드는 상기 본체가 성형되기 전에 장착되어 상기 본체 내부에 배치될 수 있다.
상기 단위 덕트 모듈을 이용한 중공형 구조는 상기 주 철근부 상에 복수개 결합되는 연결 철근부를 더 포함하고, 상기 연결 철근부는 일 단면이 “C”자 형상으로 이루어져 상기 주 철근부에 결합되는 고정클립과, 중심 영역이 상기 주 철근부에 걸쳐지도록 상기 고정클립에 결합되어 상기 본체와 주 철근부 사이에 간섭을 증대시키는 V형 타이를 포함할 수 있다.
상기 고정클립은 일 단면이 “C”자 형상으로 이루어져 상기 주 철근부에 결합되는 몸체와, 상기 몸체부 상에서 상기 V형 타이가 결합되는 방향으로 돌출되는 적어도 하나 또는 복수개의 돌부를 포함할 수 있다.
상기 몸체는 상기 주 철근부의 외주면과 마주하도록 내주면에 적어도 하나 또는 복수개 구비되는 엠보싱을 포함할 수 있다.
상기 돌부는 상기 몸체의 측면에서 상기 돌부와 마주하는 방향으로 돌출된 볼록부를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 몰드를 제작하는 단계; 복수개의 단위 덕트 모듈을 조립하여 덕트부를 제작하는 단계; 상기 덕트부 외부에 주 철근부, 띠 철근부 및 연결 철근부를 조립하여 철근망을 제작하는 단계; 상기 몰드 내부에 상기 덕트부와 철근망이 조립된 상태를 거치하는 단계; 상기 몰드 내부에 콘크리트를 타설하는 단계; 및 상기 몰드를 제거하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 단위 덕트 모듈을 이용한 중공형 구조의 제조방법을 제공한다.
상기 덕트부를 제작하는 단계는 상기 단위 덕트모듈 내부에서 서로 마주하는 두 쌍의 측면 간 간격을 각각 유지하도록 격자패턴 형상으로 내부에 보강부를 결합하는 단계와, 상기 단위 덕트 모듈의 외부에 돌출되도록 측면을 관통하여 상기 보강부와 결합되는 스터드를 조립하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 덕트부를 제작하는 단계는 상기 단위 덕트 모듈의 측면을 중심으로 상기 단위 덕트모듈의 내부에 배치된 보강부와 외부에 배치된 스터드가 서로 마주하도록 배치될 수 있다.
상기 철근망을 제작하는 단계는 상기 단위 덕트 모듈들이 결합된 방향을 따라서 상기 덕트부 주변에 나란히 복수개의 주 철근부를 배근하는 단계와, 각 상기 주 철근부들을 감싸도록 배치되어 상기 주 철근부와 결합되는 복수개의 띠 철근부를 배근하는 단계와, 상기 일 단면이 “C”자 형상으로 이루어진 고정클립 상에 V형 타이를 결합하는 단계와, 원터치 방식으로 상기 고정클립을 주 철근에 결합하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 단위 덕트 모듈을 이용한 중공형 구조 및 이의 제조방법에 의하면,
첫째, 단위 덕트 모듈을 이용하여 중공형 구조를 제조하기 때문에 양중하중을 줄일 수 있고,
둘째, 덕트부 내부에 구비된 보강부와, 외부에 구비된 스터드 및 철근망에 구비된 연결 철근부를 통하여 중심축하중 및 반복 횡하중에 충분히 견딜 수 있는 구조적 성능을 증대시킬 수 있으며,
셋째, 복수로 분절된 모듈형 중공형 구조를 이용하여 층고에 맞춰 조립식으로 결합할 수 있어 운반과 취급이 용이할 수 있고,
넷째, 현장에서 이루어지던 철근망 조립 공정과 몰탈, 코킹 마감 공정 등을 축소할 수 있어 작업성 증대 및 공사기간을 대략 절반으로 단축할 수 있으며,
다섯째, 연결 철근부의 원터치 결합구조를 통하여 철근 과밀을 해소하고, 시공성을 향상시킬 수 있으며, 주 철근부가 조기 좌굴되는 것을 방지함으로써 지진 저항성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 단위 덕트 모듈을 이용한 중공형 구조를 이용한 시공을 개략적으로 도시하는 사시도이다.
도 2는 단위 덕트 모듈을 이용한 중공형 구조의 단위 덕트 모듈이 두 개 결합된 상태를 도시하는 사시도이다.
도 3은 덕트부 내부에 보강부가 결합된 상태를 도시하는 단면도이다.
도 4는 덕트부 외부에 철근망이 조립된 상태를 도시하는 사시도이다.
도 5는 도 4에 나타낸 단위 덕트 모듈을 이용한 중공형 구조의 일 단면을 도시하는 단면도이다.
도 6은 도 5에 나타낸 연결 철근부를 부분적으로 확대하여 도시하는 분해사시도이다.
도 7은 도 1에 나타낸 하나의 단위 덕트 모듈을 이용한 중공형 구조를 도시하는 단면도이다.
도 8은 도 7에 나타낸 단위 덕트 모듈을 이용한 중공형 구조의 상부 구조를 도시하는 평면도이다.
도 9는 본 발명의 단위 덕트 모듈을 이용한 중공형 구조의 조립방법을 도시하는 블록도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 설명하고자 한다.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소 들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다.
상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다.
및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 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.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 단위 덕트 모듈을 이용한 중공형 구조(100)는 각각의 본체를 모듈화 하여 상부 또는 하부에 또 다른 단위 덕트 모듈을 이용한 중공형 구조(100', 100'')가 결합될 수 있다. 모듈화 된 단위 중공형 구조(100)는 구조물의 하나의 층고에 대응하는 높이로 제작될 수 있다.
물론, 튜브를 이용한 중공형 구조(100)는 중공형 기둥, 중공형 슬라브, 중공형 거더, 중공형 벽체 등과 같이 중공부를 포함하는 콘크리트 구조물을 모두 포함할 수 있다. 다만, 설명의 편의를 위해서 중공형 기둥을 대표적으로 설명하였으나, 발명의 범위는 기둥에만 한하지 않고, 상술한 바와 같이 중공부를 포함하는 모든 콘크리트 구조물에 미친다.
본 발명에 따른 중공부를 가지는 단위 덕트 모듈을 이용한 중공형 구조(100)는 덕트부(110)와, 철근망(120) 및 콘크리트를 타설하여 성형된 본체(130)를 포함한다.
먼저, 덕트부(110)는 동일한 크기의 단위 덕트 모듈(110a)이 복수개 결합되어 설정된 길이를 갖도록 제작된다.
단위 덕트 모듈(110a)은 서로 마주하는 양 측이 개구된 중공부(111)를 갖는 사각 박스 형상으로 이루어진다. 물론, 개구된 양 측면을 제외한 나머지 측면은 막혀 있다. 도면에 도시하지는 않았지만, 단위 덕트 모듈(110a)은 원기둥 형상으로 이루어져 마주하는 양 측의 원형 면이 개구되면서 중공부를 갖는 구조로도 적용될 수 있다.
도 2를 참조하면, 각 단위 덕트 모듈(110a)은 개구된 일 측 모서리에 제1플랜지(110a-1)가 구비되고, 타 측 모서리에 제2플랜지(110a-2)가 구비된다. 따라서, 하나의 단위 덕트 모듈(110a)의 제2플랜지(110a-2)와, 다른 하나의 단위 덕트 모듈(110b)의 제1플랜지(110b-1)에 패스너가 체결되면서 연결된다. 한편, 단위 덕트 모듈(110b)의 내부에는 내부 플랜지(115)가 내측 공간으로 돌출되는 형태로 마련되며, 내부 플랜지(115)는 도3에서 도시한 바와 같이 덕트부 내부 공간에 사각형 공간을 형성하도록 마련된다.
단위 덕트 모듈(110a)의 내부에는 서로 마주하는 두 쌍의 측면 사이에 각각 결합되는 보강부(112)가 구비된다. 즉, 단위 덕트 모듈(110a)은 개구된 면을 제외한 나머지 4개의 면 중에 서로 마주하는 두 쌍의 측면이 마련되는데, 한 쌍의 마주하는 측면을 연결하는 제1보강부(112a)와, 또 다른 한 쌍의 마주하는 측면을 연결하는 제2보강부(112b)가 구비된다.
제1보강부(112a)와 제2보강부(112b)는 서로 직교하는 방향으로 단위 덕트 모듈(110a) 내부에 배치되되, 서로 간섭되지 않도록 배치된다. 이때 제1보강부(112a)와 제2보강부(112b)는 서로 우물정(井) 자 형상의 격자 패턴을 갖도록 배치된다. 따라서, 제1보강부(112a)는 좌우면을 나란히 연결하고, 제1보강부(112a)와 겹치지 않도록 제2보강부(112b)는 상하면을 나란히 연결한다. 물론, 한 쌍의 측면과 다른 한 쌍의 측면이 서로 다른 길이를 갖는 경우, 상대적으로 길이가 짧은 한 쌍의 측면을 연결하는 보강부는 각 측면의 중심을 지나는 하나의 프레임 구조로 마련될 수도 있다.
단위 덕트 모듈(110a)의 외부에는 제1보강부(112a) 및 제2보강부(112b)가 단위 덕트 모듈(110a)을 관통하여 돌출된 부분에 결합되는 스터드(113)를 구비한다.
스터드(113)는 보강부(112)의 단부에 마련된 수나사 또는 암나사 중 어느 하나에 대응하도록 일 단부에 암나사 또는 수나사가 형성된다. 따라서, 보강부(112)와 스터드(113)는 나사결합이 이루어진다.
스터드(113)의 타 단부는 보강부(112)와 나사 결합될 때 육각 렌치에 의해 조여지도록 육각 헤드로 이루어진다. 물론, 적용될 공구에 대응하도록 다른 형상의 헤드로 이루어질 수도 있다. 육각 헤드는 나머지 몸체에 비하여 지름 또는 단면적이 크게 형성될 수 있다.
스터드(113)는 단위 덕트 모듈(110a)의 외부에 돌출되어 단위 덕트 모듈(110a) 외부에 형성될 본체(130)에 내장된다. 다시 말해, 본체(130)는 콘크리트가 굳으면서 형성되는데, 단위 덕트 모듈(110a) 외부에 콘크리트가 채워질 때, 스터드(113)는 이미 콘크리트에 노출되기 때문에 본체(130)의 양생이 완료되면 본체(130) 내부에 배치된다. 따라서, 스터드(113)는 덕트부(110)와 본체(130) 사이를 견고하게 연결시키는 기능을 제공할 수 있다.
다음으로, 철근망(120)은 주 철근부(121), 띠 철근부(122) 및 연결 철근부(123)를 포함한다.
주 철근부(121)는 덕트부(110)의 길이방향을 따라서 나란히 배치된다. 즉, 주 철근부(121)는 단위 덕트 모듈들이 서로 결합된 방향을 따라서 길게 배치되고, 덕트부(110) 주변을 둘러 싸도록 복수개 배치된다.
주 철근부(121)는 덕트부(110)의 외주면으로부터 일부 이격되도록 배치된다.
주 철근부(121)는 덕트부(110)의 길이방향 양 단부 중 적어도 일 단부 보다 더 돌출되도록 길게 연장 배치될 수 있다.
예컨대, 덕트부(110)의 일 단부(기둥을 세웠을 때 상부) 방향으로 주 철근부(121)가 더 길게 배치되면, 완성된 하나의 단위 덕트 모듈을 이용한 중공형 구조(100) 상부에 또 다른 하나의 단위 덕트 모듈을 이용한 중공형 구조(100', 100'')가 결합될 수 있다. 이때, 하나의 단위 덕트 모듈을 이용한 중공형 구조(100)의 타 단부(기둥을 세웠을 때 하부)에는 주 철근부(121)가 삽입될 수 있도록 커플러(도 7 참조, 114)가 배치될 수 있다. 커플러(114)는 주 철근부(121)와 다른 주 철근부(121)를 원터치 방식으로 결합시킬 수 있고, 또는 용접에 의해 주 철근부(121)와 다른 주 철근부(121)를 결합시킬 수 있다.
그리고, 띠 철근부(122)는 주 철근부(121)들을 감싸도록 복수개 배치된다. 띠 철근부(122)는 주 철근부(121)들과 수직한 방향으로 배치될 수 있다. 즉, 주 철근부(121)는 덕트부(110)의 길이 방향을 따라서 배치되고, 띠 철근부(122)는 단위 덕트 모듈(110a)의 각 측면에 대응하는 영역을 둘러 싸도록 배치된다.
띠 철근부(122)는 모든 주 철근부(121)들을 감싸도록 배치될 수 있고, 적어도 일부의 주 철근부(121)들을 감싸거나 연결하도록 배치될 수 있다. 본 실시에에서는 띠 철근부(122)가 모든 주 철근부(121)들을 감싸도록 배치되되, 띠 철근부(122)의 일 단부가 하나의 주 철근부(121)에 일부 감기도록 배치되고, 모든 주 철근부(121)들을 감싸고 다시 띠 철근부(122)의 타 단부가 하나의 주 철근부(121)에 일부 감기도록 배치된다.
그리고, 주 철근부(121)들 중 적어도 일부는 띠 철근부(122)와 와이어(미도시)를 통해 묶어진다. 물론, 모든 주 철근부(121)와 띠 철근부(122)가 교차하는 부분에 와이어를 통해 묶어질 수 있고, 설정된 영역 별로만 묶어질 수도 있다.
주 철근부(121) 상에는 복수개의 연결 철근부(123)가 구비된다.
연결 철근부(123)는 고정클립(124)과 V형 타이(125)를 포함한다.
고정클립(124)은 V형 타이(125)를 주 철근부(121) 상에 고정시키는 기능을 제공한다. 고정클립(124)은 일 단면이 대략 “C”자 형상으로 이루어진 몸체(124a)와, 몸체(124a) 상에 V형 타이(125)가 결합되는 방향으로 돌출되는 복수개의 돌부(124b)를 포함한다.
고정클립(124)은 소정의 탄성 복원력을 가지는 플라스틱과 같은 합성 수지재로 제조되는 것이 바람직하다. 고정클립(124)은 주 철근부(121) 상에 결합될 때, 작업자가 원터치 방식으로 억지끼움 하면 “C” 형상의 개구된 방향으로 주 철근부(121)에 원터치 방식으로 딸깍 끼워질 수 있다.
몸체(124a)는 주 철근부(121)의 외주면과 마주하도록 배치된 내주면에 적어도 하나 또는 복수개의 엠보싱(124c)이 구비된다. 엠보싱(124c)은 주 철근부(121)의 리브 또는 마디와 간섭될 수 있다. 또한, 몸체 내주면에 복수의 엠보싱(124c)이 구비되는 경우, 각각의 엠보싱(124c) 사이에 주 철근부(121)의 리브나 마디가 배치되도록 결합될 수 있다.
돌부(124b)는 V형 타이(125)가 결합되는 부분으로써, 몸체(124a)의 측면 방향으로 돌출 및 절곡되도록 형성된다. 즉, 돌부(124b)는 V형 타이(125)를 복수 영역에서 결합시키되, 주 철근부(121)가 끼워지는 부분을 중심으로 양 측에서 V형 타이(125)를 연결한다. 돌부(124b)는 몸체(124a) 상에서 후크 형상으로 돌출될 수 있고, 또는 몸체(124a)의 측면에 돌부(124b)와 마주하는 방향으로 돌출된 볼록부(124d)를 구비할 수도 있다.
따라서, 연결 철근부(123)를 통하여 중공형 구조(100)의 과밀 배근으로 인한 선조립의 어려움을 해결할 수 있고, 시공성 및 품질 향상을 도모할 수 있다.
본체(130)는 외부에 배치된 몰드(M)와 덕트부(110) 사이에 콘크리트를 타설하고 양생하여 성형된다.
따라서, 본체(130)는 단위 덕트 모듈(110a)의 외측면과 몰드(M) 사이에서 플랜지와, 주 철근부(121)와, 띠 철근부(122) 및 연결 철근부(123)를 내장하는 하나의 단위 콘크리트 구조물로 형성된다. 이러한 단위 덕트 모듈(110a)을 이용한 중공형 구조(100)는 덕트부 내부가 적어도 30% 이상 비어 있어 중공형 구조(100)의 전체적인 중량을 감소시킬 수 있고, 공사기간을 단축시킬 수 있는 효과가 있다. 또한, 단위 콘크리트 구조물을 복수개 연결하여 높이 연장이 용이함으로 현장에서 거푸집 설치 탈형 및 철근 배근으로 인한 시간을 단축시킬 수 있고, 안정적인 품질을 제공할 수 있어 생산성이 향상되는 효과를 기대할 수 있다.
이하에서는 본 발명에 따른 단위 덕트 모듈(110a)을 이용한 중공형 구조(100)의 제조방법에 대해서 설명한다. 이하, 전기한 참조부호와 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 나타낸다.
본 발명에 따른 단위 덕트 모듈을 이용한 중공형 구조(100)의 제조방법은 몰드(M)를 제작하는 단계(S110)와, 복수개의 단위 덕트 모듈을 조립하여 덕트부(110)를 제작하는 단계(S120)와, 덕트부(110) 외부에 주 철근부(121), 띠 철근부(122) 및 연결 철근부(123)를 조립하여 철근망(120)을 제작하는 단계(S130)와, 몰드(M) 내부에 덕트부(110)와 철근망(120)이 조립된 상태를 거치하는 단계(S140)와, 몰드(M) 내부에 콘크리트를 타설하는 단계(S150) 및 몰드(M)를 제거하는 단계(S160)를 포함한다.
몰드를 제작하는 단계(S110)에서, 몰드는 기존 PC 구조물 제작에 사용되는 거푸집 구조가 적용될 수 있다. 물론, 몰드는 단위 덕트 모듈을 이용한 중공형 구조(100)의 사이즈에 대응하도록 설치된다. 이때, 몰드를 제작하는 단계에서 몰드 내부에 방수판이 설치될 수 있다.
덕트부를 제작하는 단계(S120)는 단위 덕트모듈 내부에서 서로 마주하는 두 쌍의 측면 간 간격을 각각 유지하도록 격자패턴 형상으로 내부에 보강부를 결합하는 단계(S121)와, 단위 덕트 모듈의 외부에 돌출되도록 측면을 관통하여 보강부와 결합되는 스터드를 조립하는 단계(S122)를 포함할 수 있다.
보강부를 결합하는 단계(S121)는 각각의 단위 덕트모듈 내부에 서로 마주하는 두 쌍의 내 측면을 연결하도록 보강부가 결합된다. 이때 보강부는 격자 패턴으로 배치될 수 있고, 격자 패턴 중 세로로 배치되는 프레임과 가로로 배치되는 프레임이 서로 간섭되지 않도록 결합된다.
스터드를 조립하는 단계(S122)는 보강부를 결합하는 단계(S121)가 완료된 후, 각 단위 덕트모듈의 외부로 돌출되는 보강부의 단부에 스터드가 결합된다. 따라서, 보강부는 단위 덕트모듈의 내부에 배치되고, 스터드는 단위 덕트모듈의 외부에 배치되며, 보강부와 스터드는 단위 덕트모듈의 측면을 중심으로 서로 마주하도록 배치된다.
그리고, 복수개의 단위 덕트모듈은 서로 마주하도록 배치된 제1플랜지와 제2플랜지가 결합되면서 설정된 크기의 덕트부를 형성한다.
덕트부를 제작하는 단계(S120)는 보강부를 결합하는 단계(S121)와 스터드를 결합하는 단계(S122)가 선행된 후에 각 단위 덕트모듈의 플랜지들이 결합되면서 덕트부가 조립되는 것이 바람직하다.
철근망을 제작하는 단계(S130)는 단위 덕트 모듈들이 결합된 방향을 따라서 덕트부 주변에 나란히 복수개의 주 철근부를 배근하는 단계(S131)와, 각 주 철근부들을 감싸도록 배치되어 주 철근부와 결합되는 복수개의 띠 철근부를 배근하는 단계(S132)와, 일 단면이 “C”자 형상으로 이루어진 고정클립 상에 V형 타이를 결합하는 단계(S133)와, 고정클립을 주 철근 상에 원터치 방식으로 결합하는 단계(S134)를 포함한다.
주 철근부를 배근하는 단계(S131)는 덕트부의 길이방향을 따라서 덕트부 주면에 나란히 주 철근부를 배치한다. 이때 주 철근부와 덕트부는 서로 이격된 거리를 가질 수 있다.
띠 철근부를 배근하는 단계(S132)는 주 철근부가 배근된 방향과 수직한 방향으로 즉, 덕트부의 각 측면에 대응하는 영역을 따라서 주 철근부를 감싸도록 배치된다. 물론, 주 철근부와 띠 철근부는 서로 와이어를 통해서 묶이기 때문에 철근망이 견고하게 조립될 수 있다.
다음으로, 연결 철근부를 배근하는 단계(S133, S134)가 이루어지는데, 연결철근부를 배근하는 단계는 V형 타이를 결합하는 단계(S133)와, 고정클립을 주 철근부에 결합하는 단계(S134)를 포함한다.
V형 타이를 결합하는 단계(S133)는 고정클립에 V형 타이를 결합하는 과정으로써, 고정클립의 몸체에서 돌출된 돌부를 통하여 V형 타이를 조립한다. 즉, V형 타이는 고정클립에 결합되고, 고정클립이 주 철근에 결합되면서 연결 철근부의 결합이 이루어진다.
고정클립을 주 철근부에 결합하는 단계(S134)는 주 철근부 상에 고정클립을 억지끼움으로 결합할 수 있어 원터치 방식으로 조립이 이루어질 수 있다.
또한, 철근망을 제작하는 단계는 완성된 철근망을 검사하는 단계(미도시)를 포함할 수 있다.
그리고, 덕트부와 철근망을 거치하는 단계(S140)는 제작된 몰드 내부에 덕트부와 철근망이 결합된 상태로 거치된다.
그리고, 몰드 내부에 콘크리트를 타설하는 단계(S150)를 통해서 본체(130)가 형성된다.
몰드 내부에 콘크리트가 굳으면, 몰드를 제거하는 단계(S160)를 통해서 단위 덕트 모듈을 이용한 중공형 구조가 완성된다. 물론, 이때도 몰드의 탈형 후 외관을 검사하는 단계(미도시)가 이루어질 수 있다. 도면에 도시하지는 않았지만, 중공 구조는 현장에서 설치되는 과정에서 중공부 내부에 현장 타설이 이루어질 수 있다. 이로써, 현장에서 이루어질 중공부의 현장 타설에 따른 중량만큼의 하중을 더 줄일 수 있는 이점이 있다.
또한, 도 8과 같이 구조의 최 상부에는 돌출턱(131)이 구비될 수 있다. 돌출턱(131)은 플랜지 또는 벽 구조 형태로 마련되어 인접한 벽이나 거더 등과 연속될 수 있는 구성을 제공하며, 구조의 최상부에 별도의 벽을 설치할 수고를 덜어줄 수 있다. 돌출턱(131)은 도8과 같이 구조의 최상부 테두리의 일부에 설치될 수 있으며 필요에 따라서 구조의 최상부 4면의 상부 테두리 중 1면의 테두리에만 설치되거나 또는 'ㄴ'자 형태로 2개의 인접한 테두리에 설치되거나, 'ㄷ'자 형태로 3개의 인접한 테두리에 설치될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 단위 덕트 모듈을 이용한 중공형 구조 및 이의 제조방법에 의하면, 단위 덕트 모듈을 이용하여 중공형 구조를 제조하기 때문에 양중하중을 줄일 수 있고, 덕트부 내부에 구비된 보강부와, 외부에 구비된 스터드 및 철근망에 구비된 연결 철근부를 통하여 중심축하중 및 반복 횡하중에 충분히 견딜 수 있는 구조적 성능을 증대시킬 수 있으며, 복수로 분절된 모듈형 중공형 구조를 이용하여 층고에 맞춰 조립식으로 결합할 수 있어 운반과 취급이 용이할 수 있고, 현장에서 이루어지던 철근망 조립 공정과 몰탈, 코킹 마감 공정 등을 축소할 수 있어 작업성 증대 및 공사기간을 대략 절반으로 단축할 수 있으며, 연결 철근부의 원터치 결합구조를 통하여 철근 과밀을 해소하고, 시공성을 향상시킬 수 있으며, 주 철근부가 조기 좌굴되는 것을 방지함으로써 지진 저항성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
이상에서 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위해 구체적인 실시 예로 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기와 같이 구체적인 실시 예와 동일한 구성 및 작용에만 국한되지 않고, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 실시될 수 있다. 따라서, 그와 같은 변형도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주해야 하며, 본 발명의 범위는 후술하는 청구범위에 의해 결정되어야 한다.
100 : 단위 덕트 모듈을 이용한 중공형 구조
110 : 덕트부
120 : 철근망
130 : 본체

Claims (12)

  1. 서로 마주하는 양 측이 개구된 금속성 재질 사각 박스 형상으로 이루어진 복수개의 단위 덕트 모듈이 각각 개구된 방향을 따라서 연결되어 내부에 중공부가 형성되는 덕트부;
    상기 단위 덕트 모듈들이 결합된 방향을 따라서 상기 덕트부 주변에 나란히 복수개 구비되는 주 철근부;
    각 상기 주 철근부들을 감싸도록 배치되어 상기 주 철근부와 결합되는 복수개의 띠 철근부; 및
    상기 덕트부 주변을 둘러싸도록 상기 철근부들과 함께 콘크리트를 타설하여 성형된 본체; 를 포함하고,
    상기 단위 덕트 모듈은 개구된 일 측 모서리에 제1플랜지가 구비되고, 타 측 모서리에 제2플랜지가 구비되며,
    상기 덕트부는 하나의 단위 덕트 모듈의 제1플랜지와 다른 하나의 단위 덕트 모듈의 제2플랜지가 각각 복수개 연결됨으로써, 제1플랜지와 제2플랜지의 연결구조는 상기 덕트부의 외측공간에 배치되고,
    상기 제1플랜지와 제2플랜지는 상기 본체 방향으로 노출되어 콘크리트 타설 시 상기 본체 내부에 내장되며,
    상기 덕트부 내면에는 안쪽으로 돌출되는 내부 플랜지가 형성되며,
    상기 제1플랜지와 제2플랜지, 그리고 상기 내부 플랜지는 사각형 형태로 마련되고,
    상기 단위 덕트 모듈은,
    서로 마주하는 두 쌍의 측면 간 간격을 각각 유지하도록 격자패턴 형상으로 내부에 결합되는 보강부와,
    상기 단위 덕트 모듈의 측면을 관통한 상기 보강부와 외부에서 결합되되 상기 단위 덕트 모듈의 외부로 돌출되도록 결합되는 스터드를 포함하고,
    보강부는 단위 덕트 모듈의 4면 중 한 쌍의 마주하는 측면을 연결하는 제1보강부와,
    다른 한 쌍의 마주하는 측면을 연결하는 제2보강부를 포하하고,
    제1보강부와 제2보강부는 서로 직교하는 방향으로 단위 덕트 모듈 내부에 배치되되, 서로 간섭되지 않도록 배치되는 것을 특징으로 하는 단위 덕트 모듈을 이용한 중공형 구조.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 주 철근부 상에 복수개 결합되는 연결 철근부를 더 포함하고,
    상기 연결 철근부는,
    일 단면이 “C”자 형상으로 이루어져 상기 주 철근부에 결합되는 고정클립과,
    중심 영역이 상기 주 철근부에 걸쳐지도록 상기 고정클립에 결합되어 상기 본체와 주 철근부 사이에 간섭을 증대시키는 V형 타이를 포함하되,
    상기 고정클립은,
    일 단면이 “C”자 형상으로 이루어져 상기 주 철근부에 결합되는 몸체와,
    상기 몸체 상에서 상기 V형 타이가 결합되는 방향으로 돌출되는 적어도 하나 또는 복수개의 돌부를 포함하고,
    상기 몸체는,
    상기 주 철근부의 외주면과 마주하도록 내주면에 적어도 하나 또는 복수개 구비되는 엠보싱을 포함하며,
    상기 돌부는,
    상기 몸체의 측면에서 상기 돌부와 마주하는 방향으로 돌출된 볼록부를 포함하는 것을 특징으로 하는 단위 덕트 모듈을 이용한 중공형 구조.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 몰드를 제작하는 단계;
    복수개의 단위 덕트 모듈을 조립하고 그 내면에는 안쪽으로 돌출되는 내부 플랜지가 형성되는 덕트부를 제작하는 단계;
    상기 덕트부 외부에 주 철근부, 띠 철근부 및 연결 철근부를 조립하여 철근망을 제작하는 단계;
    상기 몰드 내부에 상기 덕트부와 철근망이 조립된 상태를 거치하는 단계;
    상기 몰드 내부에 콘크리트를 타설하는 단계; 및
    상기 몰드를 제거하는 단계; 를 포함하고,
    상기 단위 덕트 모듈은 개구된 일 측 모서리에 제1플랜지가 구비되고, 타 측 모서리에 제2플랜지가 구비되며,
    상기 덕트부는 하나의 단위 덕트 모듈의 제1플랜지와 다른 하나의 단위 덕트 모듈의 제2플랜지가 각각 복수개 연결되되, 제1플랜지와 제2플랜지의 연결구조는 상기 덕트부의 외측공간에 배치되고,
    상기 제1플랜지와 제2플랜지는 콘크리트가 타설되어 성형된 본체 방향으로 노출되어 상기 콘크리트를 타설하는 단계에서 콘크리트 내부에 내장되며,
    상기 덕트부를 제작하는 단계는,
    상기 단위 덕트모듈 내부에서 서로 마주하는 두 쌍의 측면 간 간격을 각각 유지하도록 격자패턴 형상으로 내부에 보강부를 결합하는 단계와,
    상기 단위 덕트 모듈의 외부에 돌출되도록 측면을 관통하여 상기 보강부와 결합되는 스터드를 조립하는 단계를 포함하고,
    상기 철근망을 제작하는 단계는,
    상기 단위 덕트 모듈들이 결합된 방향을 따라서 상기 덕트부 주변에 나란히 복수개의 주 철근부를 배근하는 단계와,
    각 상기 주 철근부들을 감싸도록 배치되어 상기 주 철근부와 결합되는 복수개의 띠 철근부를 배근하는 단계를 포함하며,
    보강부는 단위 덕트 모듈의 4면 중 한 쌍의 마주하는 측면을 연결하는 제1보강부와,
    다른 한 쌍의 마주하는 측면을 연결하는 제2보강부를 포하하고,
    제1보강부와 제2보강부는 서로 직교하는 방향으로 단위 덕트 모듈 내부에 배치되되, 서로 간섭되지 않도록 배치되는 것을 특징으로 하는 단위 덕트 모듈을 이용한 중공형 구조의 제조방법.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 청구항 9에 있어서,
    상기 철근망을 제작하는 단계는,
    상기 단위 덕트 모듈들이 결합된 방향을 따라서 상기 덕트부 주변에 나란히 복수개의 주 철근부를 배근하는 단계와,
    각 상기 주 철근부들을 감싸도록 배치되어 상기 주 철근부와 결합되는 복수개의 띠 철근부를 배근하는 단계와,
    일 단면이 “C”자 형상으로 이루어진 고정클립 상에 V형 타이를 결합하는 단계와,
    원터치 방식으로 상기 고정클립을 주 철근에 결합하는 단계를 포함하며,
    상기 고정클립은,
    일 단면이 “C”자 형상으로 이루어져 상기 주 철근부에 결합되는 몸체와,
    상기 몸체 상에서 상기 V형 타이가 결합되는 방향으로 돌출되는 적어도 하나 또는 복수개의 돌부를 포함하고,
    상기 몸체는,
    상기 주 철근부의 외주면과 마주하도록 내주면에 적어도 하나 또는 복수개 구비되는 엠보싱을 포함하며,
    상기 돌부는,
    상기 몸체의 측면에서 상기 돌부와 마주하는 방향으로 돌출된 볼록부를 포함하는 것을 특징으로 하는 단위 덕트 모듈을 이용한 중공형 구조의 제조방법.
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