KR102361308B1 - 부유식 콘크리트 단위 블록 및 이를 포함하는 부유식 콘크리트 구조체 - Google Patents

부유식 콘크리트 단위 블록 및 이를 포함하는 부유식 콘크리트 구조체 Download PDF

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Abstract

부유식 콘크리트 단위 블록 및 이를 포함하는 부유식 콘크리트 구조체에 관한 것으로서, 본원의 일 실시예에 따른 부유식 콘크리트 단위 블록은, 내부에 형성된 중공부 및 상기 중공부를 감싸는 외벽부를 포함하는 콘크리트 본체; 및 상기 중공부에 충진되는 부력체를 포함하고, 상기 콘크리트 본체는, 상기 외벽부의 둘레면에 둘레면 외측으로 돌출되는 돌기부; 및 상기 돌기부에 대해 횡 방향으로 간격을 두고 배치되며 상기 둘레면에 둘레면 내측으로 함몰되는 함몰부를 포함하되, 상기 돌기부는, 상기 부유식 콘크리트 단위 블록과 상기 둘레면을 기준으로 서로 마주보고 이웃하는 이웃 부유식 콘크리트 단위 블록의 함몰부와 맞물림 연결되도록 구비되고, 상기 함몰부는, 상기 이웃 부유식 콘크리트 단위 블록의 돌기부와 맞물림 연결되도록 구비될 수 있다.

Description

부유식 콘크리트 단위 블록 및 이를 포함하는 부유식 콘크리트 구조체{FLOATING CONCRETE UNIT BLOCK AND FLOATING CONCRETE STRUCTURE CONTAINING THIS}
본원은 부유식 콘크리트 단위 블록 및 이를 포함하는 부유식 콘크리트 구조체에 관한 것이다. 예시적으로, 본원은 해수면과 같은 수면에 대하여 부유하는 해양 구조물에 적용될 수 있다.
부유식 구조체는 수면 위에 뜨는 형식의 구조물로서, 해양, 하천, 저수지 등의 수상에 부유하도록 배치될 수 있다. 예시적으로, 부유식 구조체는 선착장, 보트나 요트 등의 선박 계류장, 수상구조물과 육지를 이어주는 다리, 수상 작업용(Barge) 등과 같은 용도로 사용될 수 있다.
이러한 부유식 구조체 중 콘크리트 재질을 포함하는 부유식 콘크리트 구조체는 다른 재질의 부유식 구조체에 비해 수명이 길고 내구성이 좋아 유지보수비용을 줄여 경제적 측면에서 유리하다. 특히, 부유식 콘크리트 구조체는 무거운 자중(self-weight)으로 인해 파동이 심한 해수면 위에서의 움직임이 다른 재질의 부유식 구조체들에 비해 안정적이다.
다만, 부유식 구조체는 통상적으로 단위 블록 형태로 복수개 제작되어, 복수개의 단위 블록끼리 상호 연결하는 형태로 시공이 되는데, 부유식 콘크리트 구조체의 경우, 콘크리트 재질의 특성으로 인해 단위 블록끼리의 상호 연결을 통한 조립 및 시공이 다소 용이하지 않은 곤란성이 있었다.
본원의 배경이 되는 기술은 한국등록특허공보 제10-1371080호에 개시되어 있다.
본원은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 부유식 콘크리트 구조체의 단위 블록간 연결 용이성을 높이면서도 연결 내구성이나 구조적 강성 또한 높일 수 있는 부유식 콘크리트 단위 블록 및 이를 포함하는 부유식 콘크리트 구조체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
다만, 본원의 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본원의 일 실시예에 따른 부유식 콘크리트 단위 블록은 내부에 형성된 중공부 및 상기 중공부를 감싸는 외벽부를 포함하는 콘크리트 본체; 및 상기 중공부에 충진되는 부력체를 포함하고, 상기 콘크리트 본체는, 상기 외벽부의 둘레면에 둘레면 외측으로 돌출되는 돌기부, 및 상기 돌기부에 대해 횡 방향으로 간격을 두고 배치되며 상기 둘레면의 둘레면 내측으로 함몰되는 함몰부를 포함하되, 상기 돌기부는, 상기 부유식 콘크리트 단위 블록과 상기 둘레면을 기준으로 서로 마주보고 이웃하는 이웃 부유식 콘크리트 단위 블록의 함몰부와 맞물림 연결되도록 구비되고, 상기 함몰부는, 상기 이웃 부유식 콘크리트 단위 블록의 돌기부와 맞물림 연결되도록 구비될 수 있다.
또한, 상기 부력체는 스티로폼을 포함하는 재질일 수 있다.
또한, 상기 돌기부는 상기 둘레면을 기준으로 외측으로 갈수록 폭이 넓어져 외측단이 가장 넓은 폭을 갖는 형태로 제공되고, 상기 함몰부는 상기 돌기부의 형태에 맞물림 연결될 수 있도록 돌기부 형태에 대응하여 입구단이 가장 좁은 폭을 갖는 형태로 제공되되, 상기 돌기부와 상기 함몰부 사이에는 제작 오차 및 간섭 저감을 고려한 유격 공간이 존재할 수 있다.
또한, 상기 돌기부는 상기 외측단의 폭이 상기 입구단의 폭 이하가 되도록 구비되고, 상기 유격 공간에는 돌기부와 함몰부가 맞물림 연결된 상태에서 무수축 몰탈 충진부가 형성될 수 있다.
또한, 상기 함몰부는 상하 방향으로 연장되어 형성되되, 상기 돌기부를 지지하도록 폐쇄된 바닥턱이 형성되고, 상기 돌기부는 상하 방향으로 연장되어 형성되되, 상기 이웃 부유식 콘크리트 단위 블록의 바닥턱에 안착되는 형태로 맞물림 연결될 수 있다.
또한, 본원의 일 실시예에 따른 부유식 콘크리트 단위 블록은 상기 바닥턱에 의해, 상기 부유식 콘크리트 단위 블록 및 상기 부유식 콘크리트 단위 블록과 맞물림 연결된 이웃 부유식 콘크리트 단위 블록의 수직 방향 유동이 방지될 수 있다.
또한, 상기 부유식 콘크리트 단위 블록과 상기 이웃 부유식 콘크리트 단위 블록은 동일한 타입일 수 있다.
또한, 상기 콘크리트 본체는 4개의 둘레면을 가지는 직육면체 타입이고, 상기 4개의 둘레면 각각에 대하여 이웃하는 이웃 부유식 콘크리트 단위 블록과 맞물림 연결될 수 있도록 상기 4개의 둘레면 각각마다 돌기부와 함몰부가 형성되되, 상기 4개의 둘레면 각각마다의 돌기부는 함몰부와 대비하여 상대적으로 둘레 방향 일측에 구비될 수 있다.
또한, 상기 콘크리트 본체는 상기 쉬스관 내부에 삽입되는 와이어 및 상기 와이어의 적어도 일단을 정착 고정하는 정착 유닛을 포함할 수 있다.
또한, 본원의 일 실시예에 따른 부유식 콘크리트 구조체는 본원의 일 실시예에 따른 부유식 콘크리트 단위 블록 복수개를 포함할 수 있다.
상술한 과제 해결 수단은 단지 예시적인 것으로서, 본원을 제한하려는 의도로 해석되지 않아야 한다. 상술한 예시적인 실시예 외에도, 도면 및 발명의 상세한 설명에 추가적인 실시예가 존재할 수 있다.
전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 외벽부가 외측으로 돌출되는 돌기부와 내측으로 함몰되는 함몰부를 포함함으로써, 서로 마주보고 이웃하는 이웃 부유식 구조체의 함몰부와 돌기부에 맞물림 연결되어 연결이 쉽게 이루어질 수 있다.
또한, 전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 돌기부는 둘레면을 기준으로 외측으로 갈수록 폭이 넓어져 외측단이 가장 넓은 폭을 갖는 형태로 제공되고, 함몰부는 돌기부의 형태에 대응하여 입구단이 가장 좁은 폭을 갖는 형태로 제공되되, 돌기부의 외측단 폭이 함몰부의 입구단 폭 이하가 되도록 구비되고, 돌기부와 함몰부 사이에 유격 공간이 존재함으로써, 제작 오차 및 간섭 저감이 고려되고, 돌기부를 함몰부에 삽입할 때 삽입이 보다 용이하게 이루어질 수 있다.
또한, 전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 돌기부 및 함몰부는 쐐기 형태를 띄고 돌기부와 함몰부 사이의 유격 공간을 무수축 몰탈로 충진시킴으로써, 결합 상태를 안정적으로 유지시킬 수 있다.
또한, 전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 함몰부가 상하 방향으로 연장되어 형성되되 돌기부를 지지하도록 폐쇄된 바닥턱이 형성되고, 돌기부가 상하 방향으로 연장되어 형성되되 이웃 부유식 콘크리트 단위 블록의 바닥턱에 안착되는 형태로 형성됨으로써, 서로 맞물림 연결되는 부유식 콘크리트 단위 블록과 이웃 부유식 콘크리트 단위 블록은 맞물림 연결에 대한 수직 방향 유동이 방지되어 보다 안전한 연결이 이루어질 수 있다.
또한, 전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 4개의 둘레면을 가지는 부유식 콘크리트 단위 블록은 4개의 둘레면 각각에 대하여 이웃하는 이웃 부유식 콘크리트 단위 블록이 연결됨으로써, 수평 방향으로 크기를 연장시킬 수 있어 원하는 크기와 구조에 맞춰 연결시킬 수 있다.
또한, 전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 쉬스관이 내부 통로에 삽입되는 와이어를 포함하고 부유식 콘크리트 단위 블록의 외벽부의 하부에 배치됨으로써, 부유식 콘크리트 단위 블록이 복수개로 연결된 부유식 콘크리트 구조체의 하부에 미리 압축(prestressing)이 가해져 향후에 부유식 콘크리트 구조체의 상측에 다양한 하중들이 가해지더라도 안정적인 구조적 거동을 유지할 수 있다.
다만, 본원에서 얻을 수 있는 효과는 상기된 바와 같은 효과들로 한정되지 않으며, 또 다른 효과들이 존재할 수 있다.
도 1은 본원의 일실시예에 따른 부유식 콘크리트 단위 블록의 사시도이다.
도 2는 본원의 일실시예에 따른 부유식 콘크리트 단위 블록 복수개의 상호 조립 상태를 도시하는 사시도이다.
도 3a는 본원의 일 실시예에 따른 부유식 콘크리트 단위 블록과 이웃 부유식 콘크리트 단위 블록 사이의 맞물림 연결을 설명하기 위한 개략적인 평면도 및 부분 확대 평면도이다.
도 3b는 본원의 일 실시예에 따른 부유식 콘크리트 단위 블록과 이웃 부유식 콘크리트 단위 블록 사이의 맞물림 연결의 일 구현예를 설명하기 위한 개념도이다.
도 4는 도 2에 도시된 A-A'선을 따라 절개한 단면을 부분 도시한 도면이다.
도 5의 (a)는 본원의 일 실시예에 따른 부유식 콘크리트 단위 블록의 외벽부에 배치된 쉬스관을 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 5의 (b)는 본원의 일 실시예에 따른 부유식 콘크리트 단위 블록의 외벽부에 배치된 쉬스관을 설명하기 위해 도 5의 (a)에 도시된 쉬스관의 길이 방향을 따라 절개한 개략적인 단면도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본원을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에", "상부에", "상단에", "하에", "하부에", "하단에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하에서는 본원의 일 실시예의 따른 부유식 콘크리트 단위 블록(이하 '본 단위 블록'이라 함)에 대하여 설명한다.
도 1은 본원의 일실시예에 따른 부유식 콘크리트 단위 블록의 사시도이며, 도 2는 본원의 일실시예에 따른 부유식 콘크리트 단위 블록 복수개의 상호 조립 상태를 도시하는 사시도이고, 도 3a는 본원의 일 실시예에 따른 부유식 콘크리트 단위 블록과 이웃 부유식 콘크리트 단위 블록 사이의 맞물림 연결을 설명하기 위한 개략적인 평면도 및 부분 확대 평면도이다. 도 3b는 본원의 일 실시예에 따른 부유식 콘크리트 단위 블록과 이웃 부유식 콘크리트 단위 블록 사이의 맞물림 연결의 일 구현예를 설명하기 위한 개념도이며, 도 4는 도 2에 도시된 A-A'선을 따라 절개한 단면을 부분 도시한 도면이고, 도 5의 (a)는 본원의 일 실시예에 따른 부유식 콘크리트 단위 블록의 외벽부에 배치된 쉬스관을 설명하기 위한 개략적인 단면도이다. 또한, 도 5의 (b)는 본원의 일 실시예에 따른 부유식 콘크리트 단위 블록의 외벽부에 배치된 쉬스관을 설명하기 위해 도 5의 (a)에 도시된 쉬스관의 길이 방향을 따라 절개한 개략적인 단면도이다.
본 단위 블록(100)은 콘크리트 본체(110) 및 부력체(120)를 포함한다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 콘크리트 본체(110)는 내부에 형성된 중공부(111) 및 중공부(111)를 감싸는 외벽부(112)를 포함한다.
중공부(111)는 본 단위 블록(100)의 부력을 형성하기 위한 공간일 수 있다. 중공부(111)에는 부력체(120)가 충진될 수 있으며, 이에 대해서는 보다 상세히 후술하기로 한다.
도 1을 참조하면, 콘크리트 본체(110)는 외벽부(112)의 둘레면에 둘레면 외측으로 돌출되는 돌기부(112a) 및 외벽부(112)의 둘레면에 둘레면 내측으로 함몰되는 함몰부(112b)를 포함한다.
또한, 함몰부(112b)는 돌기부(112a)에 대해 횡 방향(외벽부(112)의 둘레면 방향 중 수평 방향)으로 간격을 두고 배치된다. 예시적으로 도 1 및 도 2를 참조하면, 함몰부(112b)는 외벽부(112)의 둘레면(외면)의 수직 중심선에 대하여 돌기부(112a)와 대칭이 되도록 돌기부(112a)와 간격을 두고 구비될 수 있다.
도 2를 참조하면, 돌기부(112a)는 본 단위 블록(100)과 외벽부(112)의 둘레면을 기준으로 서로 마주보고 이웃하는 이웃 부유식 콘크리트 단위 블록(200)(이하 '이웃 단위 블록'이라 함)의 함몰부(112b)와 맞물림 연결되도록 구비될 수 있다. 또한, 함몰부(112b)는 이웃 단위 블록(200)의 돌기부(112a)와 맞물림 연결되도록 구비될 수 있다.
여기서, 맞물림 연결은 본 단위 블록(100)의 돌기부(112a)가 이웃 단위 블록(200)의 함몰부(112b)에 삽입되는 연결, 또는 본 단위 블록(100)의 함몰부(112b)에 이웃하는 이웃 단위 블록(200)의 돌기부(112a)가 삽입되는 연결을 의미할 수 있다.
또한, 도 1, 도 2, 도 3a 및 도 3b를 참조하면, 맞물림 연결은 본 단위 블록(100)의 돌기부(112a)가 이웃 단위 블록(200)의 함몰부(112b)에 삽입된 상태에서 서로 멀어지는 수평 방향으로의 이동이 제한되도록 이웃 단위 블록(200)의 함몰부(112)의 입구가 그 내부 공간보다 좁게 형성되고 본 단위 블록(100)의 돌기부(112a) 또한 이웃 단위 블록(200)의 함몰부의 형상에 대응하는 맞물림 가능한 형상으로 구비되는 것을 의미할 수 있다.
즉, 이러한 돌기부(112a)와 함몰부(112b)의 맞물림 연결은 쐐기 결합 형태로 이루어질 수 있으며, 이에 대해서는 이하에서 보다 구체적인 예시를 통해 후술하기로 한다.
도 1및 도 2를 참조하면, 함몰부(112b)와 돌기부(112a)는 상하 방향으로 연장되어 형성될 수 있다.
또한, 함몰부(112b)는 돌기부(112a)를 지지하도록 폐쇄된 바닥턱(112c)이 형성될 수 있고, 돌기부(112a)는 이웃 단위 블록(200)의 바닥턱(112c)에 안착되는 형태로 맞물림 연결이 될 수 있다.
도 4를 참조하면, 돌기부(112a)의 상하 방향으로 연장된 길이 및 위치는 함몰부(112b)의 상하 방향으로 연장된 길이 및 위치에 대응하도록 설정될 수 있다. 예시적으로 도 4를 참조하면, 시공 오차, 제작 오차 등을 고려하여, 돌기부(112a)의 상하 방향 연장 길이는 함몰부(112b)의 상하 방향 연장 길이보다 오차 범위를 고려한 정도로 작게 설정되는 것이 바람직할 수 있다. 즉, 돌기부(112a)의 상하 방향 연장 길이 및 위치는 돌기부(112a)가 함몰부(112b)에 형성된 바닥턱(112c)에 간섭 받지 않고 삽입이 가능하도록 설정될 수 있으며, 돌기부(112a)가 함몰부(112b)에 맞물림 연결된 상태에서 수직 방향(맞물림 연결에 대하여 수직 방향) 유동을 함몰부(112b)에 형성된 바닥턱(112c)이 상하 방향 유동 제한턱 역할을 수행하며 방지할 수 있도록 설정될 수 있다.
이처럼 바닥턱(112c)에 의해, 본 단위 블록(100) 및 본 단위 블록(100)과 맞물림 연결된 이웃 단위 블록(200)은 수직 방향(맞물림 연결에 대하여 수직 방향) 유동이 방지될 수 있다.
다시 말해, 본 단위 블록(100)에 존재하는 돌기부(112a)는 이웃 단위 블록(200)에 존재하는 바닥턱(112c)에 의하여 하향으로의 유동이 방지(제한)될 수 있으며, 본 단위 블록(100)에 존재하는 바닥턱(112c)은 이웃 단위 블록(200)에 존재하는 돌기부(112a)에 의하여 상향으로의 유동이 방지(제한)될 수 있다. 이에 따라, 본 단위 블록(100)과 이웃 단위 블록(200)은 맞물림 연결에 대하여 수직 방향으로 유동이 방지될 수 있다.
또한, 도 1 및 도 2를 참조하면, 콘크리트 본체(110)는 4개의 둘레면을 가지는 직육면체 타입일 수 있다. 또한, 콘크리트 본체(110)는 중공부(111)의 상측을 폐쇄하는 상면 부재 및 중공부(111)의 하측을 폐쇄하는 하면 부재를 포함할 수 있다. 예시적으로 도 4를 참조하면, 콘크리트 본체(110)는 이러한 상면 부재 및 하면 부재, 그리고 4개의 둘레면을 형성하는 둘레 부재에 의해 그 내부에 부력체가 충진되는 중공부(111)를 형성할 수 있다,
또한 도 1 및 도 2를 참조하면, 콘크리트 본체(110)는 4개의 둘레면 각각에 대하여 이웃하는 이웃 단위 블록(200)와 맞물림 연결될 수 있도록 4개의 둘레면 각각마다 돌기부(112a)와 함몰부(112b)가 형성될 수 있다.
콘크리트 본체(110)의 4개의 둘레면 중 적어도 하나와 이웃하는 이웃 단위 블록(200)이 존재할 수 있다. 예시적으로 도 2를 참조하면, 본 단위 블록(100)이 부유식 콘크리트 구조체 전체에서 보았을 때 그 내부에 위치하는 단위 블록인 경우, 4개의 둘레면에 형성된 돌기부(112a)와 함몰부(112b)에 맞물림 연결이 가능한 4개의 이웃 단위 블록(200)이 존재할 수 있다. 이처럼 본 단위 블록(100)은 4개의 둘레면 중 적어도 하나와 이웃하는 이웃 단위 블록(200) 각각에 대하여 돌기부(112a)와 함몰부(112b)를 맞물림 연결시켜 수평 방향으로 크기를 연장시킬 수 있다. 이와 같이, 본 단위 블록(100)을 복수개 연결하여 부유식 콘크리트 구조체를 원하는 형태로 시공할 수 있다.
또한, 도 1 및 도 2를 참조하면, 콘크리트 본체(110)의 4개의 둘레면 각각마다의 돌기부(112a)는 함몰부(112b)와 대비하여 상대적으로 둘레 방향 일측에 구비될 수 있다. 예를 들어, 도 1 및 도 2를 참조하면, 4개의 둘레면 각각마다의 돌기부(112a)는 함몰부(112b)에 대비하여 둘레 방향 중 상대적으로 시계 방향 측으로 이웃하게 위치해 있을 수 있다. 다른 실시예로, 돌기부(112a)는 함몰부(112b)에 대비하여 상대적으로 반시계 방향으로 이웃하게 위치해 있을 수 있다. 이와 같이 수평한 둘레 방향을 기준으로 돌기부(112a)가 함몰부(112b)와 대비하여 상대적으로 어느 일측에 일률적으로 구비됨으로써, 본 단위 블록(100)과 이웃 단위 블록(200)의 연결이 4개의 둘레면 모두에 대하여 자유롭게 이루어질 수 있는 범용적인 연결성이 확보될 수 있다.
또한, 이 같은 범용적인 연결성 확보를 위해, 본 단위 블록(100)과 이웃 단위 블록(200)은 동일한 타입으로 구비됨이 바람직하다. 여기서 동일한 타입이라 함은 형상(규격, 크기, 길이, 각 구성의 형성 위치 등)적인 측면에 있어서의 동일성을 의미한다.
즉, 부유식 콘크리트 구조체에 포함되는 복수개의 단위 블록은 모두 동일한 타입일 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 돌기부(112a)는 외벽부(112)의 둘레면을 기준으로 외측으로 갈수록 폭이 넓어져 외측단이 가장 넓은 폭을 갖는 형태로 제공되고, 함몰부(112b)는 돌기부(112a)의 형태에 대응하여 입구단이 가장 좁은 폭을 갖는 형태로 제공될 수 있다. 다만, 상기 외측단은 돌기부(112a)의 외측 가장 끝단을 지칭하는 것은 아니며, 내측 대비 상대적으로 외측에 해당하는 단부를 의미한다.
여기서 함몰부(112b)가 돌기부(112a)의 형태에 대응한다는 것은, 함몰부(112b)는 외벽부(112)의 둘레면을 기준으로 내측으로 갈수록 폭이 넓어져 입구단이 가장 좁은 폭을 갖는 형태를 가지고, 돌기부(112a)가 삽입될 수 있도록 돌기부(112a)보다 큰 홈 형상으로 형성되되, 돌기부(112a)의 외면과 함몰부(112b)의 내면 사이의 소정의 간격(유격 공간)이 형성되는 것을 의미할 수 있다. 여기서, 소정의 간격이라 함은 일정한 간격일 수도 있지만 이에만 한정되는 것은 아니며, 둘레 방향을 따라 변화하는 간격으로 설정될 수도 있다.
또한, 돌기부(112a)는 돌기부(112a)의 외측단의 폭이 함몰부(112b)의 입구단의 폭 이하가 되도록 구비될 수 있다.
즉, 도 3a를 참조하면, 돌기부(112a)의 외측단의 폭인 W a가 돌기부(112a)에 대응하는 함몰부(112b)의 입구단의 폭인 W b 이하일 수 있다. 다만, 돌기부(112a)의 외측단의 폭인 W a는, 돌기부(112a)가 함몰부(112b)의 입구단을 통과할 수 있는 한도 내에서, 돌기부(112a)에 대응하는 함몰부(112b)의 입구단의 폭인 W b에 최대한 가깝게 설정됨이 바람직하다. 예시적으로, 돌기부(112a)의 외측단의 폭인 W a는 함몰부(112b)의 입구단의 폭인 W b보다 단위 블록의 제작 오차 및 시공(연결)시의 상호 간섭 저감을 고려한 폭 크기만큼 작게 설정될 수 있다.
이에 따라, 돌기부(112a)가 함몰부(112b)에 삽입되는 결합이 본 단위 블록(100)을 들어 올려서 본 단위 블록(100)의 돌기부(112a)를 이웃 단위 블록(200)의 함몰부(112b)에 위에서 꽂는 결합이 아닌, 예를 들어, 본 단위 블록(100)이나 이웃 부유식 콘크리트 단위 블록(200)을 들어 올리지 않고 본 단위 블록(100)의 돌기부(112a)를 이웃 단위 블록(200)의 함몰부(112b)에 수평 방향을 따라 바로 삽입시키는 결합이 이루어질 수 있어, 시공성 및 작업성이 향상될 수 있다.
도 3a를 참조하면, 본 단위 블록(100)의 돌기부(112a)를 이웃하는 이웃 단위 블록(200)의 함몰부(112b)에 삽입시킨 상태에서 돌기부(112a)와 함몰부(112b) 사이에는 제작 오차 및 간섭저감을 고려한 유격 공간이 존재할 수 있다.
또한, 돌기부(112a)와 함몰부(112b)가 맞물림 연결된 상태에서 돌기부(112a)와 함몰부(112b) 사이에 존재하는 유격 공간에는 무수축 몰탈 충진부가 형성될 수 있다.
돌기부(112a)와 함몰부(112b) 사이에 존재하는 유격 공간에 무수축 몰탈이 충진되면 수직 방향(맞물림 연결에 대하여 수직 방향)으로의 유동뿐 아니라 수평 방향(맞물림 연결에 대하여 수평 방향)으로의 유동을 제한하여 보다 안전한 맞물림 상태를 유지할 수 있다. 특히, 돌기부(112a)가 함몰부(112b)로부터 이탈되려는 외력(본 단위 블록과 이웃 단위 블록이 서로 멀어지게 하는 외력)이 작용될 때, 돌기부(112a)가 함몰부(112b) 사이의 무수축 몰탈 충진부의 무수축 몰탈이 압축되면서 상기 이탈되려는 외력에 대하여 저항하여 이탈을 방지할 수 있다.
이처럼 본 단위 블록(100)은 돌기부(112a)의 외측단의 폭이 이웃 단위 블록(200)의 함몰부(112b)의 입구단의 폭 이하가 되도록 구비함으로써, 본 단위 블록(100)의 돌기부(112a)가 이웃 단위 블록(200)의 함몰부(112b)에 수평 방향으로 바로 삽입될 수 있어, 돌기부(112a)와 함몰부(112b)의 맞물림 연결 결합이 용이하게 이루어질 수 있고, 더불어, 돌기부(112a)가 함몰부(112b)에 대하여 쐐기 결합 형태로 맞물림 결합될 수 있도록, 돌기부(112a)와 함몰부(112b) 사이의 유격 공간에 무수축 몰탈을 충진함으로써, 돌기부(112a)가 최종적으로는 이탈 외력에 대하여 압축 저항하는 무수축 몰탈 충진부까지 포함하는 쐐기 형태로 형성될 수 있어, 상호 맞물림 결합 상태가 안정적으로 유지될 수 있다.
다만, 콘크리트 본체(110) 및 돌기부(112a)와 함몰부(112b) 사이의 유격 공간에 충진되는 무수축 몰탈은 압축 강도에 비해 인장 강도가 상대적으로 작다. 이에 따라, 도 3b를 참조하면, 돌기부(112a)와 함몰부(112b) 사이의 유격 공간에는 인장에 대하여 저항할 수 있는 인장 유닛(130)이 포함될 수 있다.
도 3b를 참조하면, 인장 유닛(130)은 돌기부(112a)와 함몰부(112b) 사이의 유격 공간에, 길이 방향이 상하 방향을 향하도록 삽입되는 포스트 부재(131)를 포함할 수 있다.
예시적으로, 도 3b를 참조하면, 포스트 부재(131)는 유격 공간 중 함몰부(112b)의 입구단에 가까운 영역(단위 블록들이 서로 멀어지게 하는 외력 작용시 무수축 몰탈이 압축되는 압축 영역)에 대하여 배치될 수 있다. 이처럼 압축 영역에 배치되는 포스트 부재(131)는 돌출부(112a)가 함몰부(112b)로부터 이탈되지 못하도록 하는 쐐기 효과를 더욱 강화하는 역할을 수행할 수 있다.
또한, 도 3b의 (b)를 참조하면, 포스트 부재(131)는 유격 공간 중 함몰부(112b)의 입구단으로부터 상대적으로 먼 영역(단위 블록들이 서로 멀어지게 하는 외력 작용시 무수축 몰탈이 인장되는 인장 영역)에 대하여 배치될 수 있다. 또한, 포스트 부재(131)는 함몰부(112b)의 상하 방향 크기(높이 또는 깊이) 이하의 길이를 갖도록 구비될 수 있다. 또한, 포스트 부재(131)의 길이는 유격 공간에 대하여 가해지는 외력에 대한 충분한 저항성이 확보될 수 있도록 충분히 길게 설정함이 바람직하다. 이처럼 인장 영역에 배치되는 포스트 부재(131)는 그 자신뿐만 아니라 그와 연결되는 인장 부재(132)에 의한 인장 저항을 부가하는 역할을 수행할 수 있다. 이에 따라, 무수축 몰탈의 인장 저항이 인장 유닛(130)에 의해 보강될 수 있다.
예시적으로, 도 3b를 참조하면, 포스트 부재(131)는 2개(예를 들면 도 3b의 (a)에 도시된 바와 같이 압축 영역의 포스트 부재 2개) 또는 4개(예를 들면 도 3b의 (b)에 도시된 바와 같이 압축 영역의 포스트 부재 2개 및 인장 영역의 포스트 부재 2개)로 구비될 수 있으며, 이에만 한정되는 것은 아니다.
또한, 포스트 부재(131)는 그 자체로도 인장 저항이 소정 이상 이루어질 수 있도록 소정의 연성을 갖는 재질로 구비될 수 있다. 예시적으로, 포스트 부재(131)는 철근, 강봉과 같은 강재일 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
도 3b를 참조하면, 인장 유닛(130)은 복수의 포스트 부재(131) 사이를 연결하는 인장 부재(132)를 포함할 수 있다. 예시적으로, 인장 부재(132)는 서로 이웃하는 포스트 부재(131) 사이를 연결할 수 있고, 복수개 구비되되 서로 상하 방향으로 간격을 두고 배치될 수 있다. 또한, 인장 부재(132)는 메쉬(망) 형태로 구비되어 서로 이웃하는 포스트 부재(131) 사이를 연결할 수 있다. 이처럼 인장 부재(132)가 메쉬 형태로 구비되는 경우, 무수축 몰탈과 인장 부재(132) 사이의 합성(결합)이 보다 견고하게 이루어질 수 있어, 보다 일체화된 거동이 이루어질 수 있다.
예시적으로, 인장 부재(132)는 인장 저항이 가능하며 휨에 대하여 플렉서블한 와이어 형태로 제공될 수 있다. 예시적으로, 이러한 와이어에는 인장 저항을 위해 사용되는 다양한 재질 또는 타입의 와이어가 적용될 수 있다.
이러한 포스트 부재(131)와 인장 부재(132)가 무수축 몰탈과 조합(합성)됨으로써, 유격 공간에 충진된 무수축 몰탈에 작용되는 외력에 대한 저항성이 보다 향상될 수 있고, 함몰부(112b)에 대한 돌출부(112a)의 이탈을 방지하는 쐐기 효과 또한 더욱 강화될 수 있다.
한편, 본 단위 블록(100)에 인장 유닛(130)을 삽입하는 방법으로는, 예시적으로, 돌기부(112a)를 함몰부(112b)에 대하여 삽입하는 단계(제1 단계), 돌기부(112a)와 함몰부(112b) 사이의 유격 공간에 무수축 몰탈을 충진시키는 단계(제2 단계), 및 포스트 부재(131)와 인장 부재(132)를 포함하도록 선제작된 인장 유닛(130)을 무수출 몰탈이 충진된 유격 공간에 삽입하는 단계(제3 단계)를 포함할 수 있다. 여기서 무수축 몰탈은 이후 삽입될 인장 유닛(130)의 부피를 고려하여 상기 유격 공간에 충진시키는 것이 바람직하다. 또한, 인장 유닛(130)을 유격 공간에 삽입하는 단계는 인장 유닛(130)에 포함된 포스트 부재(131)를 하향으로 압력을 가해 밀어 넣으면 포스트 부재(131)와 연결된 인장 부재(132) 또한 함께 하향으로 이동되는 형태로 수행될 수 있다. 이에 따라, 포스트 부재(131)는 인장 부재(132)와 대비하여 상하 방향으로의 가압에 대하여 큰 변형 없이 탄성 변형 범위 내의 변형만으로 점차 하향 이동될 수 있는 강체 또는 그와 유사한 형태의 부재(재질)로 구비됨이 바람직하다. 전술한 바와 같이, 포스트 부재(131)는 철근, 강봉 등과 같은 강재일 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
한편, 다른 실시 예로, 본 단위 블록(100)에 인장 유닛(130)을 삽입하는 방법은 제3 단계를 제2 단계보다 먼저 수행할 수도 있다.
본 단위 블록(100)은 이러한 맞물림 연결 방식으로 보다 간편한 조립 방법을 제공하여 사용자(작업자)의 본 단위 블록(100) 연결 작업 시간을 단축시켜 효율적인 작업방식을 제공할 수 있다.
한편, 도 4를 참조하면, 본 단위 블록(100)은 콘크리트 본체(110) 및 중공부(111)에 충진되는 부력체(120)를 포함한다. 이러한 부력체(120)는 본 단위 블록(100)이 수면 상에 일부 돌출되는 형태로 부유할 수 있는 부력을 제공할 수 있는 체적(부피), 재질 등으로 구비될 수 있다.
부력체(120)는 예를 들어, 스티로폼을 포함하는 재질일 수 있다. 다시 말해, 부력체(120)는 스티로폼과 같은 발포 재질에 의해 부력을 제공하는 구성일 수 있다. 이와 같이 부유식 구조체에 적용되는 부력체에는 통상의 기술자에게 자명한 다양한 구성들, 또는 향후 개발될 다양한 구성들 중 적어도 하나가 적용될 수 있음은 물론이다.
한편, 도 5를 참조하면, 외벽부(112)의 내부에는 와이어(113a)가 삽입되는 쉬스관(113)이 배치될 수 있다.
콘크리트 본체(110)는 쉬스관(113) 내부에 삽입되는 와이어(113a) 및 와이어(113a)의 적어도 일단은 정착 고정하는 정착 유닛을 포함할 수 있다.
상기 정착 유닛은 정착구 등을 포함할 수 있으며, 이는 당 분야의 통상의 기술자에게 자명하므로 보다 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
도 5의 (a)를 참조하면, 쉬스관(113)은 중공부(111)를 가로지르지 않는 상태로 외벽부(112)의 내부를 따라 수평 방향으로 연장되게 배치될 수 있다. 전술한 바와 같이, 콘크리트 본체(110)가 직육면체 형상인 경우, 외벽부(112)는 4개의 둘레 부재와 상측 부재 및 하측 부재를 포함할 수 있다. 도 5의 (a)를 참조하면, 쉬스관(113)은 4개의 둘레 부재 중 서로 마주보는(서로 반대를 향하도록 대응하는) 2개의 둘레 부재의 내부를 따라 중공부(111)를 가로지르지 않는 상태로 서로 나란하게 연장될 수 있다. 다만, 쉬스관(113)의 설치 형태는 이에만 한정되는 것은 아니며, 하측 부재에 대하여 중공부(111)를 가로지르지 않는 상태로 설치될 수도 있다.
이러한 쉬스관(113)은 서로 직교하는 2방향에 대하여 각각 설치될 수 있다. 도 2를 참조하면, 쉬스관(113)은 2시-8시 방향(제1 수평 방향)을 따라 연장되는 형태로 설치되고, 이와 별개로 10시-4시 방향(제2 수평 방향)을 따라 연장되는 형태로 설치될 수 있다. 이처럼 본 단위 블록(100)은 외벽부(112) 내부에 쉬스관(113)을 상호 교차(cross)되게 상기 제1 수평 방향과 제2 수평 방향 각각에 대하여 배치할 수 있다. 여기서 크로스로 교차되는 쉬스관(113)은 서로 간섭되지 않게 배치(예를 들면 상하 방향으로 이격되게 배치)될 수 있으며, 시공 여건(주변 환경 여건), 작용 하중 여건 등에 맞게 다양한 방식으로 설계(계획)되고 배치될 수 있다
쉬스관(113)은 양단이 서로 반대를 향하도록 대응하는 둘레면 각각에 대하여 개구(오픈)되도록 배치될 수 있고, 외벽부(112)의 하부에 대하여 배치될 수 있다.
본 단위 블록(100)은 쉬스관(113) 내부에 삽입되는 와이어(113a)를 정착 고정할 때 본 단위 블록(100)의 콘크리트 본체(110)에 대하여 압축 프리스트레싱(prestressing)이 가해지도록 인장 상태로 정착(당겨 정착)시킴이 바람직하다.
이에 따라, 본 단위 블록(100)은 향후에 본 단위 블록(100)의 상측에 다양한 하중들이 가해졌을 때, 보다 안정적인 구조적 거동을 할 수 있다. 여기서 프리스트레싱이란, 내부에 있는 와이어(113a)를 미리 긴장시킴으로써 콘크리트에 미리 응력을 가하는 것이다.
이와 같이, 본 단위 블록(100)은 프리스트레싱이 가해지는 구성을 포함함으로써, 전술한 본 단위 블록(100)의 함몰부(112b)에 대한 이웃 단위 블록(200)의 돌출부(112a)의 맞물림 결합, 또는 이웃 단위 블록(200)의 함몰부(112b)에 대한 본 단위 블록(100)의 돌출부(112a)의 맞물림 결합이 보다 견고하게 이루어질 수 있다. 특히, 프리스트레싱이 가해지는 구성에 의하면, 유격 공간에 충진되는 무수축 몰탈에 대한 인장 응력의 작용이 보다 배제될 수 있다.
콘크리트 본체(110)의 상판(상측 부재)에 해당하는 슬래브(slab)의 두께는 구조적 강도가 충분히 확보될 수 있도록 150mm 이상으로 설정될 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니며, 본 단위 블록(100)의 시공 환경 및 하중 제한 조건을 고려하여 설정함이 바람직하다.
또한, 콘크리트 본체(110)는 인장보강재를 포함하는 콘크리트 구조일 수 있다. 예시적으로, 인장보강재는 철근, 섬유보강재(예를 들면 FRP) 등일 수 있다. 인장보강재가 철근인 경우, 콘크리트 본체(110)는 철근콘크리트 구조물에 해당할 수 있다.
한편, 본원은 본원의 일 실시예에 따른 부유식 콘크리트 단위 블록 복수개를 포함하는 부유식 콘크리트 구조체(이하 '본 구조체'라 함)를 제공할 수 있다.
도 2을 참조하면, 본 단위 블록(100) 복수개가 2시-8시 방향(제1 수평 방향) 및 10시-4시 방향(제2 수평 방향) 중 하나 이상의 방향으로 상호 연결되는 형태로 상기 본 구조체가 제공될 수 있다. 다만, 본 단위 블록(100) 복수개가 상호 연결되는 방식에 대해서는 본 단위 블록(100)을 설명하면서 기설명(예를 들면 본 단위 블록(100)과 이웃 단위 블록(200) 사이의 연결에 대한 설명)한 바 있으므로 보다 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 부유식 콘크리트 단위 블록
110: 콘크리트 본체
111: 중공부
112: 외벽부
112a: 돌출부
112b: 함몰부
112c: 바닥턱
113: 쉬스관
113a: 와이어
120: 부력체
130: 인장 유닛
131: 포스트 부재
132: 인장 부재
200: 이웃 부유식 콘크리트 단위 블록

Claims (5)

  1. 부유식 콘크리트 단위 블록에 있어서,
    내부에 형성된 중공부 및 상기 중공부를 감싸는 외벽부를 포함하는 콘크리트 본체; 및
    상기 중공부에 충진되는 부력체를 포함하고,
    상기 콘크리트 본체는, 상기 외벽부의 둘레면에 둘레면 외측으로 돌출되는 돌기부; 및 상기 돌기부에 대해 횡 방향으로 간격을 두고 배치되며 상기 둘레면에 둘레면 내측으로 함몰되는 함몰부를 포함하되,
    상기 돌기부는, 상기 부유식 콘크리트 단위 블록과 상기 둘레면을 기준으로 서로 마주보고 이웃하는 이웃 부유식 콘크리트 단위 블록의 함몰부와 맞물림 연결되도록 구비되고,
    상기 함몰부는, 상기 이웃 부유식 콘크리트 단위 블록의 돌기부와 맞물림 연결되도록 구비되며,
    상기 돌기부는 상기 둘레면을 기준으로 외측으로 갈수록 폭이 넓어져 외측단이 가장 넓은 폭을 갖는 형태로 제공되고,
    상기 함몰부는 상기 돌기부의 형태에 맞물림 연결될 수 있도록 돌기부 형태에 대응하여 입구단이 가장 좁은 폭을 갖는 형태로 제공되되, 상기 돌기부와 상기 함몰부 사이에는 제작 오차 및 간섭 저감을 고려한 유격 공간이 존재하고,
    상기 돌기부는, 상기 함몰부의 입구단에 대해 수평 방향으로 삽입 가능하도록, 상기 외측단의 폭이 상기 입구단의 폭 이하가 되도록 구비되되,
    상기 유격 공간에는 돌기부와 함몰부가 맞물림 연결된 상태에서 상기 부유식 콘크리트 단위 블록과 상기 이웃 부유식 콘크리트 단위 블록이 서로 멀어지게 하는 이탈 외력에 대하여 압축 저항하도록 무수축 몰탈 충진부가 형성되고,
    상기 돌기부는, 상기 무수축 몰탈 충진부와 연계하여 상기 이웃 부유식 콘크리트 단위 블록의 함몰부에 대하여 쐐기 결합의 형태로 맞물림 결합되며,
    상기 함몰부는 상하 방향으로 연장되어 형성되되, 상기 돌기부를 지지하도록 폐쇄된 바닥턱이 형성되고,
    상기 돌기부는 상하 방향으로 연장되어 형성되되, 상기 이웃 부유식 콘크리트 단위 블록의 바닥턱에 안착되는 형태로 맞물림 연결되고,
    상기 바닥턱에 의해, 상기 부유식 콘크리트 단위 블록 및 상기 부유식 콘크리트 단위 블록과 맞물림 연결된 이웃 부유식 콘크리트 단위 블록의 수직 방향 유동이 방지되고,
    상기 부유식 콘크리트 단위 블록은, 상기 유격 공간에 길이 방향이 상하 방향을 향하도록 삽입되는 2개의 포스트 부재 및 인장 저항이 가능한 와이어 형태로 제공되고 상기 2개의 포스트 부재 사이를 연결하는 인장 부재를 갖는 인장 유닛을 더 포함하되,
    상기 2개의 포스트 부재는, 상기 쐐기 결합이 상기 포스트 부재의 미배치시 대비 보다 강화되도록, 강 재질로 구비되고 상기 유격 공간 중 상기 이탈 외력 작용시의 상기 무수축 몰탈 충진부의 무수축 몰탈이 압축되는 양측 압축 영역에 대하여 각각 배치되는 것인, 부유식 콘크리트 단위 블록.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 외벽부의 내부에는 와이어가 삽입되는 쉬스관이 배치되되,
    상기 쉬스관은, 상기 중공부를 가로지르지 않는 상태로 상기 외벽부의 내부를 따라 수평 방향으로 연장되게 배치되고, 양단이 서로 반대를 향하도록 대응하는 둘레면 각각에 대하여 개구되도록 배치되며, 상기 외벽부의 하부에 대하여 배치되고,
    상기 콘크리트 본체는 상기 쉬스관 내부에 삽입되는 와이어 및 상기 와이어의 적어도 일단을 정착 고정하는 정착 유닛을 포함하는 것인, 부유식 콘크리트 단위 블록.
  5. 부유식 콘크리트 구조체에 있어서,
    제1항에 따른 부유식 콘크리트 단위 블록 복수개를 포함하는 것인, 부유식 콘크리트 구조체.
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