KR102489817B1 - 피씨 구조물용 보 및 이를 구비한 피씨 구조물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 길이방향을 따라서 양 단부에 각각 상향 개구된 상부 개구부가 마련되고, 각 상기 상부 개구부를 중심으로 상기 길이방향을 따라 나란히 더 돌출되는 거치부와, 상기 거치부 상에서 상기 상부 개구부를 관통하도록 형성된 연결홈을 포함하고, 상기 거치부는 하단에서 상기 연결홈을 향하여 서로 마주하도록 돌출되는 내측 지지부재와, 상단에서 외측으로 서로 대향하도록 돌출되는 외측 지지부재와, 상기 내측 지지부재의 외측 단부와 상기 외측 지지부재의 내측 단부를 연결하는 연결부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 피씨 구조물용 보를 제공한다.
또한, 본 발명은 적어도 둘 이상이 설치면 상에 상하방향으로 배치되고, 상부에 측방향으로 돌출된 주두부가 마련되는 기둥; 및 서로 인접한 상기 기둥들의 주두부 상부를 연결하도록 설치되는 보; 를 포함하고, 상기 주두부 상에서 상부 방향으로 돌출된 수직철근이 상기 보의 단부를 관통하도록 삽입되면서 상기 기둥과 보가 결합되는 것을 특징으로 하는 피씨 구조물을 제공한다.
또한, 본 발명은 적어도 둘 이상이 설치면 상에 상하방향으로 배치되고, 각 상부에 측방향으로 돌출된 주두부와, 상기 주두부 상부에 상부기둥이 마련되는 기둥; 서로 인접한 상기 기둥들의 주두부 상부를 연결하도록 설치되는 보; 를 포함하고, 상기 기둥은 상기 보의 길이방향을 따라 철근을 관통 고정시키도록 상기 상부기둥 내부에 마련되는 스트롱 커넥터를 포함하며, 상기 스트롱 커넥터를 관통하도록 설치된 철근이 마감층 성형 시 타설되는 콘크리트 내부에 매설되는 것을 특징으로 하는 피씨 구조물을 제공한다.

Description

피씨 구조물용 보 및 이를 구비한 피씨 구조물{A beam for a precast concrete structure and the precast concrete structure with the beam}
본 발명은 피씨 구조물용 보 및 이를 구비한 피씨 구조물에 관한 것으로서, 기둥 상에 장착되어 보와 인접한 다른 보 사이를 보다 견고하게 연결 및 고정시킬 수 있는 피씨 구조물용 보 및 이를 구비한 피씨 구조물에 관한 것이다.
일반적으로 프리캐스트 공법(Precast Method, 이하 피씨 공법)은 건축물의 구조부재를 미리 프리캐스트 콘크리트(Precast Concrete, 이하 피씨) 부재로 공장 제작하고 현장으로 운송 반입한 다음 양중을 통해 소정 위치에서 조립하는 공법이다.
피씨 공법은 건설현장에서 노동력의 부족을 해결하거나 가설자재의 사용을 감소시켜 비용을 절감시키기 위해 사용되며, 특히 주차장 구조물이나 물류센터처럼 단위 모듈을 갖는 피씨 구조물에 적용하는 경우, 동일 작업의 반복적인 시공으로 경제성과 시공성을 확보할 수 있고 공장 제작한 피씨 부재를 현장으로 운반 양중하여 설치하는 건식공법의 적용에 의해 거푸집 사용 및 가설 자재 등을 감소시킬 수 있는 등 많은 장점을 갖고 있다.
이러한 피씨 구조물은 보통 하부기둥과, 하부기둥 상부에 양 단이 올려지는 거더와, 거더 상면에 올려지는 복수개의 슬라브패널과, 슬라브패널 상면에 콘크리트를 타설하여 구성된 마감층으로 구성된다. 물론, 복수의 층으로 이루어지는 경우 하부기둥 상부에 상부기둥이 더 연결된다.
최근 들어, 보와 보 사이의 거리가 큰 경우 슬라브패널과 보의 단면을 크게 제작하면 가설재 사용 및 양중에 어려움이 있어, 보의 폭을 넓게 제작하는 와이드형 피시 보가 개발되고 있다.
그러나, 피씨 보의 자중이 증가하기 때문에 기둥과의 접합부에서 보통 내부 주근에 정착되는 것과 달리, 기둥 외부에 정착되어, 접합부의 보강에 따른 기계적 이음의 필요성이 대두되고 있는 실정이다.
한국등록특허공보 제10-1865812호(2018.06.01 등록)
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 보다 상세하게는 기둥과 보 사이의 접합부에 서로 기계적으로 연결될 수 있도록 개선한 피씨 구조물용 보 및 이를 구비한 피씨 구조물을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 스트롱 커넥터를 기둥에 구비하여 기둥과 보 상부에 마감층이 성형되는 과정에서 기계적 이음을 통한 접합부의 강성을 확보할 수 있는 피씨 구조물용 보 및 이를 구비한 피씨 구조물을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
이와 같은 목적을 수행하기 위한 본 발명은 길이방향을 따라서 양 단부에 각각 상향 개구된 상부 개구부가 마련되고, 각 상기 상부 개구부를 중심으로 상기 길이방향을 따라 나란히 더 돌출되는 거치부와, 상기 거치부 상에서 상기 상부 개구부를 관통하도록 형성된 연결홈을 포함하고, 상기 거치부는 하단에서 상기 연결홈을 향하여 서로 마주하도록 내측으로 돌출되는 내측 지지부재와, 상기 내측 지지부재의 외측에서 절곡되어 수직 상방으로 연장되는 연결부재 및 상기 상부 개구부의 내측에서 상기 연결부재와 나란하게 돌출되는 돌출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 피씨 구조물용 보를 제공한다.
상기 피씨 구조물용 보는 상기 상부 개구부 내측에서 상기 길이방향을 따라서 배치되는 수평철근을 더 포함하고, 상기 수평철근은 일 단부가 상기 길이방향에 대하여 절곡되도록 설치되거나, 또는 일 단부에 너트가 체결되도록 설치될 수 있다.
상기 피씨 구조물용 보는 양 측의 상기 거치부 사이에서 중심 영역의 내부가 비어있는 중공부를 더 포함하고, 상기 중공부에는 발포부재가 채워질 수 있다.
상기 피씨 구조물용 보는 상기 돌출부의 단부에서 상기 길이방향을 따라서 돌출되는 보 상부근 및 보 하부근을 더 포함할 수 있다.
상기 피씨 구조물용 보는 상기 보 상부근과 보 하부근 중 하나 또는 복수개는 상기 보 상부근과 보 하부근의 단부에 구비되는 커플러를 더 포함할 수 있다.
상기 거치부는 상기 연결부재 내부에 수직철근이 삽입될 수 있도록 직결홈이 형성되고, 상기 직결홈은 상기 내측 지지부재와 연결부재의 내부에 배치되거나 또는 상기 내측 지지부재와 연결부재를 관통하도록 형성될 수 있다.
또한, 본 발명은 적어도 둘 이상이 설치면 상에 상하방향으로 배치되고, 상부에 측방향으로 돌출된 주두부가 마련되는 기둥; 및 서로 인접한 상기 기둥들의 주두부 상부를 연결하도록 설치되며, 양 단부 중심에서 길이방향을 따라서 돌출된 돌출부를 구비하는 보; 를 포함하고, 상기 주두부 상에서 상부 방향으로 돌출된 수직철근이 상기 보의 단부를 관통하도록 삽입되면서 상기 기둥과 보가 결합되는 것을 특징으로 하는 피씨 구조물을 제공한다.
상기 보는 상기 돌출부와, 길이방향의 양 단부 각 측면으로부터 나란히 돌출되는 거치부와, 상기 거치부의 내측에서 상향 개구된 상부 개구부와, 상기 상부 개구부의 저면이 일부 개방된 연결홈과 및 중심 영역의 내부가 비어있는 중공부를 포함하고, 상기 거치부는 하단에서 상기 연결홈 방향으로 돌출된 내측 지지부재와, 상기 내측 지지부재의 외측에서 절곡되어 상기 돌출부와 나란히 배치되는 연결부재를 포함하며, 상기 수직철근은 적어도 상기 내측 지지부재와 연결부재의 내부에 삽입될 수 있다.
상기 피씨 구조물은 상기 개구부 내부에서 콘크리트 타설하기 전에, 상기 연결부재의 내측면에 인접하게 배치되는 수평철근을 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 적어도 둘 이상이 설치면 상에 상하방향으로 배치되고, 각 상부에 측방향으로 돌출된 주두부와, 상기 주두부 상부에 상부기둥이 마련되는 기둥; 서로 인접한 상기 기둥들의 주두부 상부를 연결하도록 설치되며, 양 단부 중심에서 길이방향을 따라서 돌출된 돌출부를 구비하는 보; 를 포함하고, 상기 기둥은 상기 돌출부와 마주하여 철근을 관통 고정시키도록 상기 상부기둥 내부에 마련되는 스트롱 커넥터를 포함하며, 상기 스트롱 커넥터를 관통한 철근이 상기 보에 타설된 콘크리트 내부에 매설되는 것을 특징으로 하는 피씨 구조물을 제공한다.
상기 스트롱 커넥터는 상기 상부기둥 내부를 관통하도록 삽입되는 제1중공관과, 기둥 구조물 내부에서 상기 제1중공관과 나란히 배치되는 제2중공관과, 상기 제1중공관과 제2중공관의 적어도 일 측 단부를 연통시키는 제1연결관 및 상기 상부기둥의 외부에 적어도 주입구가 노출되고, 상기 제1중공관 또는 제2중공관과 연통하도록 연결되어 상기 제1중공관과 제2중공관 내부에 무수축 몰탈을 동시에 공급할 수 있는 적어도 하나 이상의 주입노즐을 포함하는 제1단위 커넥터를 포함할 수 있다.
상기 보는 상기 돌출부와, 길이방향의 양 단부 각 측면으로부터 나란히 돌출되는 거치부와, 상기 거치부의 내측에서 상향 개구된 상부 개구부와, 상기 상부 개구부의 저면이 일부 개방된 연결홈과 및 중심 영역의 내부가 비어있는 중공부를 포함하고, 상기 거치부는 하단에서 상기 연결홈 방향으로 돌출된 내측 지지부재와, 상기 내측 지지부재의 외측에서 절곡되어 상기 돌출부와 나란히 배치되는 연결부재를 포함하며, 상기 상부기둥은 상기 제1단위 커넥터와 직교하는 방향으로 배치된 양 측면을 관통하도록 마련된 제3단위 커넥터를 포함할 수 있다.
상기 보는 상기 상부기둥을 중심으로 서로 마주하는 상기 보의 돌출부에 각각 고정된 철근과, 상기 상부기둥 내부를 관통한 철근이 커플러에 의해 결합되면서 상기 기둥에 기계적으로 연결될 수 있다.
본 발명에 따른 피씨 구조물용 보 및 이를 구비한 피씨 구조물에 따르면,
첫째, 보의 폭을 증대시키고 기둥의 폭을 그대로 유지하면서도 접합부를 보강할 수 있고,
둘째, 스트롱 커넥터를 기둥에 설치하여 보와 기둥의 기계적 이음을 제공할 수 있으며,
셋째, 상부기둥이 없는 경우에도 수직철근과 수평철근을 구비하여 접합부를 보강할 수 있고,
넷째, 보에 돌출부가 있는 구조에서는 커플러를 이용하여 기둥과 기계적 이음을 용이하게 할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 피씨 구조물을 도시하는 사시도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 피씨 구조물을 분리하여 도시하는 분해 사시도이다.
도 3은 도 2에 나타낸 피씨 구조물의 A영역을 확대하여 도시하는 부분 확대도이다.
도 4는 도 1에 나타낸 피씨 구조물의 상부를 도시하는 평면도이다.
도 5는 도 1에 나타낸 피씨 구조물의 수직 단면을 도시하는 단면도이다.
도 6은 도 5에 나타낸 피씨 구조물의 보의 단부를 도시하는 평면도이다.
도 7은 도 6에 나타낸 기둥과 보의 결합영역의 단면을 도시하는 단면도이다.
도 8은 도 2에 나타낸 피씨 구조물의 기둥 내부에 설치된 스트롱 커넥터를 도시하는 사시도이다.
도 9는 도 8에 나타낸 스트롱 커넥터를 분리하여 도시하는 분해 사시도이다.
도 10은 도 1에 나타낸 피씨 구조물의 스트롱 커넥터에 삽입된 철근의 단부 형상을 예시적으로 도시하는 참고도이다.
도 11은 도 1에 나타낸 피씨 구조물의 기둥에 제3단위 커넥터가 설치된 구조를 도시하는 사시도이다.
도 12는 본 발명의 제2실시예에 따른 피씨 구조물을 도시하는 사시도이다.
도 13은 도 12에 나타낸 피씨 구조물을 분리하여 도시하는 분해 사시도이다.
도 14는 본 발명의 제3실시예에 따른 피씨 구조물을 도시하는 사시도이다.
도 15는 도 14에 나타낸 피씨 구조물을 분리하여 도시하는 분해 사시도이다.
도 16은 도 14에 나타낸 피씨 구조물의 수직 단면을 도시하는 단면도이다.
도 17은 도 16에 나타낸 피씨 구조물의 보의 단부를 도시하는 평면도이다.
도 18은 도 17에 나타낸 기둥과 보의 결합영역의 단면을 도시하는 단면도이다.
도 19는 본 발명의 제4실시예에 따른 피씨 구조물을 도시하는 사시도이다.
도 20는 도 18에 나타낸 피씨 구조물을 분리하여 도시하는 분해 사시도이다.
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 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 피씨 구조물을 도시하는 사시도이고, 도 2는 도 1에 나타낸 피씨 구조물을 분리하여 도시하는 분해 사시도이며, 도 3은 도 2에 나타낸 피씨 구조물의 A영역을 확대하여 도시하는 부분 확대도이고, 도 4는 도 1에 나타낸 피씨 구조물의 상부를 도시하는 평면도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 피씨 구조물(1)은 기둥(100)과, 보(girder, 200)와, 슬래브(300) 및 스트롱 커넥터(strong connector, 400)를 포함한다. 이러한 피씨 구조물(1)은 기둥(100), 보(200) 및 슬래브(300)가 각각 설정된 규격으로 제작된 후, 시공 현장으로 이송되어 조립되는 PC 공법을 통하여 제작될 수 있다.
먼저, 기둥(100)은 설치면 상에서 측방향으로 서로 이격된 상태로 복수개가 마련된다. 기둥(100)은 각 층에 따른 층고에 대응하는 높이를 가지며, 기둥(100)의 상부에 설치되는 보(200)와, 보(200a)와 보(200b) 사이에 설치되는 슬래브(300)를 동시에 지지하는 기능을 제공한다.
기둥(100)은 설치면 상에 고정되는 하부기둥(110)과, 하부기둥(110)의 상부에서 하부기둥(110)의 단면적 보다 넓은 크기를 가지는 주두부(120)와, 주두부(120) 상부에서 하부기둥(110)의 형상처럼 돌출되는 상부기둥(130)을 포함한다.
하부기둥(110)과 상부기둥(130)은 대략 직육면체의 형상을 가지며, 외형은 이에 한정되지 않고 원형이나 다각형의 형상으로 이루어질 수도 있다.
하부기둥(110)과 상부기둥(120) 사이에서 측방향으로 돌출된 주두부(120)는 보의 단부가 지지되는 영역이다. 주두부(120)는 일 단면이 사각형이나 다각형 또는 사다리꼴 형상으로 이루어질 수 있다.
상부기둥(130)은 기둥(100)이 성형되는 과정에서 내부에 스트롱 커넥터(400)가 설치된다. 스트롱 커넥터(400)에 대한 상세한 설명은 후기하기로 한다.
상부기둥(130)의 주변에는 보의 상부와 동시에 타설된 콘크리트에 의해서 마감층(도 5 참조, 10)이 마련될 수 있다. 여기서 마감층(10)은 보(200)의 상부에 설치된 슬래브(300) 상부까지 동일한 높이로 성형될 수 있다.
상부기둥(130)의 상부에는 또 다른 기둥이 반복적으로 연결되면서 여러 층으로 시공될 수 있다. 도면에 도시하지는 않았지만, 피씨 구조물(1)이 복수의 층으로 이루어지는 경우, 상부기둥(130) 상부에는 그 상부에 올려지는 기둥과 결합을 위한 철근들이 복수개 돌출될 수 있다.
이러한 기둥(100)은 하부기둥(110)으로부터 상부기둥(130)까지 내부에 수직 또는 수평방향으로 다수의 철근이 배근될 수 있다.
그리고, 보(200)는 하나의 기둥(100a)과 다른 하나의 기둥(100b) 사이를 연결하도록 설치된다.
보(200)는 주두부(120)의 상면에 올려지면서 상부기둥(130)을 일부 감싸도록 배치될 수 있다.
보(200)는 길이방향(x축 방향)을 따라서 양 단부에 거치부(210)가 마련되고, 거치부(210)는 내측에 상향 개구된 상부 개구부(211)가 마련되며, 상부 개구부(211)의 저면에는 상부기둥(130)이 위치하도록 일부 개방되는 연결홈(212)이 형성되고, 보(200)의 중심 영역에는 저면에서 하향 개구된 하부 개구부(220)를 포함한다.
여기서, 거치부(210)는 상부 개구부(211)의 저면이 일부 개방된 연결홈(212)을 향하여 내측 방향으로 돌출되는 턱 형태의 내측 지지부재(215)와, 상단에서 외측으로 돌출되는 턱 형태의 외측 지지부재(216) 및 상기 내측 지지부재(215)의 외측 단부와 외측 지지부재(216)의 내측 단부를 연결하는 연결부재(217)를 포함한다.
즉, 거치부(210)는 일 단면이 외측 지지부재(216)와 연결부재(217)가 대략 “ㄱ”자 형상으로 이루어지고, 연결부재(217)와 내측 지지부재(215)가 대략 “ㄴ”자 형상으로 이루어질 수 있다. 또한 거치부(210)는 상부 개구부(211)를 중심으로 좌우 대칭으로 형성될 수 있다.
외측 지지부재(216) 상에는 복수개의 슬래브(300) 단부가 지지되도록 설치될 수 있다.
여기서, 보(200)는 길이방향과 직교한 방향(도 1 참조, y축 방향)을 따라서 형성된 폭이 주두부(120)의 수평방향 폭에 비하여 더 넓게 형성될 수 있다. 물론, 여기서 보(200)의 폭은 내측 지지부재(215) 또는 외측 지지부재(216)의 폭에 따라서 설정될 수 있으며, 내측 지지부재(215)와 외측 지지부재(216) 중 어느 하나의 폭이 크게 형성된 구조로 이루어질 수도 있다.
내측 지지부재(215)의 내부에 형성된 연결홈(212)은 상부기둥(130)을 중심으로 두 개의 보(200a, 200c)가 함께 마주하도록 결합될 수 있도록 상부기둥(130)의 단면적의 절반 크기로 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 내측 지지부재(215)는 상부기둥(130)의 외측면과 사이에서 조립 공차만을 허용하도록 설계되어, 보(200a)가 기둥(100a)과 인접한 다른 기둥(100b) 사이에서 슬래브(300)가 설치된 방향으로 전도되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 내측 지지부재(215)는 상부기둥(130)의 외측면에 직접 접촉하는 영역으로써, 보(200)와 기둥(100) 간의 조립은 용이하되 상부기둥(130) 상에서 보(200)의 조립된 상태가 슬래브(300)의 하중에 의해 틀어지는 것을 방지하도록 조립된다.
또한, 거치부(210)는 상부측인 외측 지지부재(216)가 돌출된 폭에 비하여 하부측인 내측 지지부재(215)의 폭이 상대적으로 줄어들면서 주두부(120)의 폭(또는 거치부(210)를 지지하는 길이)이 줄어들 수 있고, 이에 따라서 하부기둥(110) 또는 상부기둥(130)의 폭이나 단면적이 줄어들 수 있다. 따라서, 기둥(100)의 전체적인 하중을 감소시킬 수 있기 때문에 운반이 용이해지는 효과를 기대할 수 있다.
도 5는 도 1에 나타낸 피씨 구조물의 수직 단면을 도시하는 단면도이고, 도 6은 도 5에 나타낸 피씨 구조물의 보의 단부를 도시하는 평면도이며, 도 7은 도 6에 나타낸 기둥과 보의 결합영역의 I-I' 단면을 도시하는 단면도이다.
도 5 내지 도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 피씨 구조물(10)은 상부기둥(130)에 설치된 스트롱 커넥터(400)를 따라서 철근(R)이 관통하도록 설치되어 기둥(100)과 보(200)의 접합 영역에서 강성을 보강할 수 있다.
도 3 및 도 5를 참조하면, 상부기둥(130)은 보 상부근(R1)과, 보 하부근(R2)이 각각 한 쌍씩 관통하도록 설치되어, 보 상부근(R1)은 x축 방향으로 인접한 다른 상부기둥(130)을 향하여 연장되고, 보 하부근(R2)은 일 측 보의 상부 개구부(211a)와 타 측 보의 상부 개구부(211b) 사이에 배치된다.
이때, 보 하부근(R2)은 상부기둥(130)을 중심으로 일 측의 상부 개구부(211a)에서 타 측의 상부 개구부(211b) 사이에 걸쳐서 설치된다. 따라서, 보 하부근(R2)은 복수개로 나눠진 철근 중 하나가 상부 기둥(130)의 스트롱 커넥터(400)에 삽입된 후, 각 상부 개구부(211a)에 노출된 철근의 양 단부에 또 다른 철근이 커플러(213)에 의해 연결되면서 설치될 수 있다.
그리고, 보 상부근(R1)과 보 하부근(R2)은 마감층(10)이 성형되는 과정에서 마감층(10) 내부에 위치하게 된다.
도 6 및 도 7을 살펴보면, 기둥(100) 상에서 서로 마주하도록 배치되는 일 측 보(200a)와 타 측 보(200c) 사이에는 연결홈(212)의 수직 방향으로 중첩되지 않도록 수평철근(20)이 더 구비된다.
수평철근(20)은 일 측 보(200a)의 상부 개구부(211a)로부터 타 측 보(200c)의 상부 개구부(211b) 방향으로 배치되며, 이때 상부기둥(130)과 연결부재(도 3 참조, 217) 사이를 통과하도록 배치된다. 수평철근(20)은 상부기둥(130)을 중심으로 양 측에서 적어도 상하방향으로 둘 이상이 배치되는 것이 바람직하다.
도면에 도시하지는 않았지만, 보 상부근(R1), 보 하부근(R2) 및 수평철근(20)의 개수는 이에 한정되지 않고, 기둥(100)이나 보(200)의 규모 또는 지지하중에 따라서 가감될 수 있다.
또한, 일 측 보(200a)의 상부 또는 적어도 거치부(210) 상면에서 돌출되어 마감층(10)이 성형되는 과정에서 마감층(10) 내부에 위치하는 스트럽 철근(11)을 포함한다. 스트럽 철근(11)은 거치부와 마감층 사이에서 구조적인 강성을 증대시켜줄 수 있다.
도 8은 도 2에 나타낸 피씨 구조물의 기둥 내부에 설치된 스트롱 커넥터를 도시하는 사시도이고, 도 9는 도 8에 나타낸 스트롱 커넥터를 분리하여 도시하는 분해 사시도이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 스트롱 커넥터(400)는 상부기둥(도 2 참조, 130) 상에서 z축 방향(도 2 참조)을 따라서 하부에 위치하는 제1단위 커넥터(410)와, 제1단위 커넥터(410)의 상부에 위치하는 제2단위 커넥터(420)를 포함한다.
제1단위 커넥터(410)는 상부기둥(130)을 관통하도록 배치되는 제1중공관(411)과, 제1중공관(411)의 측방향에 나란히 배치되는 제2중공관(412)과, 제1중공관(411)과 제2중공관(412)을 연결하는 제1연결관(413) 및 제1중공관(411) 또는 제2중공관(412)과 연통하도록 배치되는 주입노즐(415)을 포함한다.
제1중공관(401)과 제2중공관(412)은 동일 형상 또는 좌우 대칭 형상으로 이루어질 수 있다. 따라서, 이하에서는 제1중공관(411)의 구조에 대해서 설명하고 중복 설명은 생략한다.
제1중공관(411)은 내부가 빈 사각기둥 형상으로 이루어지고, 양 단부는 상부기둥(도 2 참조, 130)의 양 측면에 인접하게 또는 적어도 일부 노출되도록 배치된다. 제1중공관(411)의 내부에 빈 공간에는 보 상부근(도 7 참조, R1) 또는 보 하부근(도 7 참조, R2)이 삽입된다. 물론, 각 중공관의 일 단면은 사각형뿐만 아니라 원형이나 타원 또는 다각형의 구조로 이루어질 수도 있다.
제2중공관(412)은 제1중공관(411)과 나란히 배치되되, 제1연결관(413)이 제1중공관(411)과 제2중공관(412)의 일 측을 연통하도록 연결된다. 또한, 제1연결관(413)과 나란하게 제2연결관(414)이 제1중공관과 제2중공관 타 측을 연통하도록 연결될 수 있다. 물론, 제2연결관(414)은 선택적으로 삭제되거나, 복수개가 연결된 구조로 구비될 수 있다.
주입노즐(415)은 일 단부에 마련된 주입구(415a)가 상부기둥(130)의 일 측면에 노출되고, 타 단부가 제1중공관(411)에 연결되는 제1노즐(4151)과, 일 단부에 마련된 주입구(415b)가 상부기둥(130)의 일 측면에서 제1노즐(4151)과 나란히 노출되고, 타 단부가 제2중공관(412)에 연결되는 제2노즐(4152)을 포함한다. 물론, 주입노즐(415)은 제1중공관(411)의 타 측에 제3노즐(4153)이 마련되고, 제2중공관(412)의 타 측에 제4노즐(4154)가 선택적으로 더 구비될 수 있다.
주입노즐(415)에는 무수축 몰탈이 주입되는 영역으로, 주입노즐(415)을 통해 주입된 무수축 몰탈은 제1중공관(411)과 제2중공관(412) 및 제1연결관(413)과 제2연결관(414) 내부에 채워지면서 보 상부근(도 7 참조, R1) 또는 보 하부근(도 7 참조, R2)과 함께 일체로 성형된다. 이는 보(200)와 기둥(100) 사이에 접합력을 증대시키는 효과를 제공할 수 있다.
제1노즐(4151)은 제1중공관(411)의 하측에서 연장되어 상부기둥(130)의 서로 마주하는 양 측면에 노출되고, 제3중공관(421)의 상측에서 연장되어 상부기둥(130) 상에서 제1노즐(4151)과 동일 방향으로 노출된다.
또한, 제2노즐(4152)은 제2중공관(412)의 하측에서 연장되어 상부기둥(130)의 서로 마주하는 양 측면에 노출되고, 제4중공관(422)의 상측에서 연장되어 상부기둥(130) 상에서 제2노즐(4152)과 동일 방향으로 노출된다.
그리고, 제1노즐(4151)과 제2노즐(4152) 중 적어도 어느 하나는 분리 가능한 구조로 제작될 수 있다. 본 실시예에서는 제2노즐(4152)이 분리 가능한 구조로 이루어진 것을 일 예로써 설명한다. 제2노즐(4152)은 제2중공관(412)에 연결되면서 절곡되는 연결관(4152a)과 연결관(4152a)의 단부에서 나사 결합되는 연장관(4152b)을 포함한다. 연장관(4152b)은 연결관(4152a)으로부터 결합간격을 조절할 수 있고, 이러한 결합간격의 조정은 후기할 스트롱 커넥터(400)의 설치 과정에서 스트롱 커넥터(400)가 설치되는 위치를 조정하는데 기여할 수 있다.
이때, 제1노즐(4151)과 제2노즐(4152)의 각 주입구(415a, 415b)의 내주면에는 나사산이 형성되는 것이 바람직하다.
그리고, 제1연결관(413) 내지 제4연결관(424)과 각 중공관(411, 423, 421, 422)에는 이들 사이를 연결시키는 커플러(440)가 마련된다. 또한 제5연결관(430)의 양 단부에도 각 중공관(411, 423, 421, 422)과 연결되는 동일 구조의 커플러(440)가 마련된다.
커플러(440)는 하나의 중공관(예컨대 411)과 다른 하나의 중공관(예컨대 412)을 연통하도록 연결시키는 연결관(예컨대 413)의 양 단부 연결부분에 마련되어 연결관과 중공관 사이의 연결을 용이하게 할 수 있다.
커플러(440)는 연결관(413)의 일 단부가 삽입되는 조임부재(441)와, 중공관의 내부에 삽입되어 일부 조임부재(441) 방향으로 노출되는 고정부재(442)와, 조임부재(441)와 고정부재(442) 사이를 연결하는 연결부재(443)를 포함한다.
먼저, 조임부재(441)는 주름관으로 이루어지거나 또는 외주면에 나사산이 형성된 구조로 이루어진 연결관(413)이 내부에 삽입될 수 있도록 중공의 형상을 갖는다. 이때, 조임부재(441)의 내주면에는 연결관의 외주면을 향해 등 간격으로 서로 이격 배치되면서 복수개가 돌출되는 간섭부재(4411)가 방사형으로 돌출된다. 간섭부재(4411)는 연결관(413)의 주름부분이나 나사산에 간섭되면서 연결관(413)이 조입부재(441) 내부에 결합되는 깊이를 조절할 수 있고, 또한 조임부재(441)가 연결부재(443) 방향으로 더 조여질수록 연결관(413)을 가압하도록 배치된다. 조임부재(441)와 연결부재(443)의 일 단부는 나사 결합으로 결합될 수 있다.
고정부재(442)는 중공관(412)의 내부에 삽입되고, 중공관(412)의 일 측면 상에서 연결관 방향으로 개구된 구멍(h)을 통해 수나사가 노출되도록 고정된다. 즉, 고정부재(442)는 나사 구조로 이루어져, 수나사는 구멍(h)을 통해 연결부재(443) 방향으로 노출되고, 헤드 구조는 중공관(412)의 내부에서 수나사가 이탈하는 것을 방지하게 된다.
연결부재(443)는 일 측에 조임부재(441)가 결합되고 타 측에 고정부재(442)가 결합되면서 커플러(440)의 설치가 이루어진다. 연결부재(443)는 중심 영역에 조임부재의 설치 깊이를 제한하는 제1플랜지(미도시)와 고정부재(442)의 설치 깊이를 제한하는 제2플랜지(미도시)가 마련될 수 있다. 또한, 커플러(440)는 스트롱 커넥터(400)의 사이즈나 설치 하중에 따라서 합성수지재 또는 금속재로 제작될 수 있다.
또한, 제2단위 커넥터(420)는 제3중공관(421)과, 제4중공관(422) 및 제3연결관(423)과 제4연결관(424)을 포함한다. 여기서, 제2단위 커넥터(420)는 제1단위 커넥터(410)에 비하여 주입노즐(415)이 삭제된 구조를 가지며, 나머지 구조는 동일한 구성을 갖는다.
제1단위 커넥터(410)와 제2단위 커넥터(420)는 제5연결관(430)을 통하여 상부기둥(130) 내부에서 서로 연결된다. 즉, 제5연결관(430)은 복수개가 마련되어, 제1중공관(411)과 제3중공관(421)을 연결하고, 또한 제2중공관(412)과 제4중공관(422)을 연결할 수 있다.
따라서, 주입노즐(415)을 통해서 제1중공관(411) 또는 제2중공관(412)에 무수축 몰탈이 주입되면, 순차적으로 제5연결관(430)을 통해서 각각 제3중공관(421) 및 제4중공관(422)으로 무수축 몰탈이 주입된다.
제1단위 커넥터(410)는 제2단위 커넥터(420)의 하부에 위치하기 때문에 주입노즐(415)은 제1단위 커넥터(410)에만 구비되는 것이 바람직하다. 이는 스트롱 커넥터(400)의 하부에서부터 상부방향으로 무수축 몰탈이 주입되면서 주입 방향을 따라 공기를 밀어내기 때문에 스트롱 커넥터(400) 내부에 공기가 남아있지 않고 모두 배출될 수 있는 효과를 수반한다. 즉, 스트롱 커넥터(400) 내부의 기포를 모두 배출함으로써 무수축 몰탈이 스트롱 커넥터(400)와 철근(R1, R2)의 결합력을 증대시킬 수 있는 것이다.
스트롱 커넥터(400)는 각각의 중공관(411, 412, 421, 422) 양 단부에 캡(417)과 밀봉부재(418)가 구비된다.
캡(417)은 각 중공관(411, 412, 421, 422) 상에서 밀봉부재(418)를 장착할 수 있도록 마련되고, 밀봉부재(418)는 각 중공관(411, 412, 421, 422)의 최외곽에서 철근(R1, R2)과 스트롱 커넥터(400) 사이 영역을 밀봉시키는 기능을 제공한다. 따라서, 각 중공관(411, 412, 421, 422)은 양 단부에서 밀봉부재(418)가 밀폐상태를 유지시켜주기 때문에, 중공관 내부에 공급된 무수축 몰탈이 제1단위 커넥터(410)와 제2단위 커넥터(420)까지 새지 않고 온전히 주입될 수 있다. 캡(417)은 각 중공관(411, 412, 421, 422)의 단부에서 외측에 결합되거나 또는 내부에 삽입되도록 결합되는 구조를 선택적으로 취할 수 있다.
또한, 밀봉부재(418)는 고무 또는 실리콘 재질로 이루어질 수 있고, 철근(R1, R2)의 다양한 사이즈에 대응하도록 다양한 관통공(418a)의 사이즈 별로 마련되어 철근(R1, R2) 크기에 따라서 이에 대응하는 사이즈로 선택적으로 결합될 수 있다.
캡(417)의 측방향에는 내주면에 나사산이 형성된 너트가 구비된다. 너트는 스트롱 커넥터(400)가 상부기둥(130)의 성형과정에서 내부에 설치되는 위치를 고정시키는 용도로 사용되며, 상술한 제1노즐(4151)과 제2노즐(4152)의 각 주입구(415a, 415b)의 내주면에 형성된 나사산도 이와 동일한 용도로 사용될 수 있다.
도 10은 도 1에 나타낸 피씨 구조물의 스트롱 커넥터에 삽입된 철근의 단부 형상을 예시적으로 도시하는 참고도이다. 여기서, 스트롱 커넥터에 삽입된 철근은 보 상부근 또는 보 하부근 중 하나 일 수 있다.
도 10(a)는 철근(R)의 단부가 “L”자 형상으로 절곡된 구조를 갖는다. 철근(R)의 단부가 절곡된 것은 마감층이 형성되면서 콘크리트 내부에서 접합력 내지 전단응력을 증대시키기 위함이다. 예컨대, 철근의 단부는 길이방향과 직교한 90°를 이루도록 절곡될 수 있다.
도 10(b)는 철근(R)의 단부가 길이방향에 대하여 예각을 이루도록 더 절곡된 형상을 갖는다. 도 10(b)의 철근(R)이 절곡된 구조 역시 마감층 내부에서 접합력을 증대시킬 수 있다.
도 10(c)는 철근(R)의 단부가 “o”자 형상으로 오므라들도록 절곡된 형상을 갖는다. 도 10(c)의 철근(R)이 절곡된 구조 역시 마감층 내부에서 접합력을 증대시킬 수 있다.
도 10(c)는 철근(R)의 단부에 너트 구조물이 결합된 구조로 적용된다. 철근(R)의 단부에 마련된 너트 역시 마감층 내부에서 접합력을 증대시킬 수 있다.
도 10(e)는 일반적인 철근(R)의 구조로써 절곡이나 추가 구조물의 결합 없이 마감층 내부에 배치되는 실시예를 나타낸다.
도면에 도시하지는 않았지만, 철근(R)의 단부는 콘크리트 내부에서 접촉 면적이 늘어나거나, 절곡 방향이 복수번 절곡된 형태로도 이루어질 수 있고, 또는 철근의 단부가 절곡되지 않고 나사산이 형성되면서 별도의 커플러와 체결되는 구조로 연결될 수도 있다.
도 11은 도 1에 나타낸 피씨 구조물의 기둥에 제3단위 커넥터가 설치된 구조를 도시하는 사시도이다. 이하에서 전기한 참조부호와 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 나타낸다.
본 발명에 따른 피씨 구조물(1)의 스트롱 커넥터(400)는 상부기둥(130) 내부에 x축 방향을 따라서 하부에 제1단위 커넥터(410)가 마련되고, 제1단위 커넥터(410) 상부에 제2단위 커넥터(420)가 배치되며, y축 방향을 따라서 제3단위 커넥터(430)가 마련된다. 제1단위 커넥터(410)와 제2단위 커넥터(420)는 전술한 내용과 동일하므로 중복 설명은 생략한다.
도 11에서, y축 방향을 따라서 배치된 하나의 기둥(100b)과 다른 하나의 기둥(100c) 사이에는 작은보(230)가 마련된다. 즉, 제3단위 커넥터(430)가 배치된 방향을 따라서 작은보(230)가 연결되도록 배치될 수 있다.
즉, 슬래브(300)는 보(100b)와 보(100c)를 연결하도록 y축 방향을 따라서 설치되나, 상부기둥(130)과 또 다른 상부기둥이 서로 y축 방향을 따라서 마주하는 위치에는 슬래브(300) 대신 작은보(230)가 설치되면서 기둥 간 x축과 y축 방향으로 모두 보가 연결될 수 있다. 물론, 제3단위 커넥터(430)는 상부기둥(130) 상에서 제1단위 커넥터(410) 또는 제2단위 커넥터(420)와 직교방향으로 서로 간섭되지 않도록 상하 방향에 있어서 제1단위 커넥터(410)와 제2단위 커넥터(420) 사이에 위치할 수 있다. 물론 도면에 도시하지는 않았지만, 제3단위 커넥터(430)는 제1단위 커넥터(410) 또는 제2단위 커넥터(420)와 다른 구조로 구비될 수 있으며, 예컨대 내부에 철근이 고정되고 그 단부에 커플러나 커넥터가 연결되어 작은보(230)로부터 고정된 철근을 연결하는 구조로 마련될 수도 있다.
그리고, 작은보(230)는 슬래브(300)와 동일한 두께를 같도록 성형될 수 있고, 또는 슬래브(300) 보다 적어도 두꺼운 두께를 같도록 성형될 수 있다. 예컨대, 제3단위 커넥터(430)는 제1단위 커넥터(410)나 제2단위 커넥터(420)와 서로 다른 방향으로 배치되기 때문에 이들과 상부기둥(130) 내부에서 서로 간섭되지 않도록 배치되기 위해서 제3단위 커넥터(430)의 높이가 소정 높이만큼 높게 배치될 수 있는데, 이러한 경우는 슬래브(300) 보다 높은 또는 두꺼운 두께를 같도록 성형될 수 있다.
따라서, 제1단위 커넥터(410)와 제2단위 커넥터(420)는 x축 방향으로 연결된 보 상부근(R1) 보 하부근(R2)을 통하여 각각의 보(200a, 200b)를 x축 방향으로 보강할 수 있고, 제3단위 커넥터(430)는 y축 방향으로 연결된 철근을 통하여 작은보(230)를 y축 방향으로 보강할 수 있는 이점이 있다.
도 12는 본 발명의 제2실시예에 따른 피씨 구조물을 도시하는 사시도이고, 도 13은 도 12에 나타낸 피씨 구조물을 분리하여 도시하는 분해 사시도이다.
도 12 및 도 13을 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 피씨 구조물(2)은 제1실시예와 비교하여 기둥(100)의 상부에 상부기둥(도 2의 130)이 없는 구조를 나타낸다.
즉, 상부기둥이 없는 경우 기둥(100)과 보(200) 사이에서 스트롱 커넥터를 이용하여 접합력을 증대시키는 구조를 적용할 수 없기 때문에 주두부(120)와 보(200)를 직결 방식으로 연결한다.
기둥(100)은 하부기둥(110)과 주두부(120)를 포함한다.
주두부(120)에는 상부 방향으로 돌출된 수직철근(30)이 마련된다. 예컨대, 도 13과 같이, 주두부(120) 상부에는 하나의 보(200c)와 연결되는 4개의 수직철근(30)이 마련된다. 따라서, 주두부(120) 상에는 두 개의 보(200a, 200c)가 서로 마주하도록 연결되기 위하여 8개의 수직철근(30)이 마련된다.
각 보(200a, 200c)의 단부에는 연결부재(217) 내부에 수직철근(30)이 삽입될 수 있도록 직결홈(218)이 형성된다. 예컨대, 직결홈(218)은 내측 지지부재(215)와 연결부재(217)의 내부에 형성되며, 수직철근(30)의 수와 위치에 대응하도록 마련된다.
도면에 도시하지는 않았지만, 수직철근(30)은 거치부(210)를 관통하도록 결합되면서 단부에 나사산이 형성되고 외측 지지부재(216)의 상면에서 볼트(미도시, 도 20의 30a 구조에 대응)에 의해 체결(도 20의 체결구조에 대응)될 수도 있다.
또한, 일 측 보(200a)의 상부 개구부(211a)와 타 측 보(200c)의 상부 개구부(211b) 내부에는 수평철근(20)이 복수개 배치될 수 있다.
도 14는 본 발명의 제3실시예에 따른 피씨 구조물을 도시하는 사시도이고, 도 15는 도 14에 나타낸 피씨 구조물을 분리하여 도시하는 분해 사시도이다.
도 14 및 도 15를 참조하면, 본 발명의 제3실시예에 따른 피씨 구조물(3)은 기둥(100)과, 보(200)와, 슬래브(도 2 참조, 300) 및 스트롱 커넥터(400)를 포함한다. 이러한 피씨 구조물(3)은 기둥(100), 보(200) 및 슬래브(300)가 각각 설정된 규격으로 제작된 후, 시공 현장으로 이송되어 조립되는 PC 공법을 통하여 제작될 수 있다.
기둥(100)은 설치면 상에 고정되는 하부기둥(110)과, 하부기둥(110)의 상부에서 하부기둥(110)의 단면적 보다 넓은 크기를 가지는 주두부(120)와, 주두부(120) 상부에서 하부기둥(110)의 형상처럼 돌출되는 상부기둥(130)을 포함한다. 기둥(100)의 구조는 상술한 제1실시예의 구조와 동일하므로 중복 설명은 생략한다.
다만, 상부기둥(130)에는 스트롱 커넥터(400)가 설치되는데, 상부기둥(130)의 상부 영역에 인접하여 상술한 제1단위 커넥터만(410)이 설치된다. 물론, 제1단위 커넥터(410)는 x축을 따라서 제1중공관(411)과 제2중공관(412)이 배치되고, 각 중공관 내부에 보 상부근(R1)이 관통하도록 배치된다. 이하, 스트롱 커넥터(400)의 제1단위 커넥터(410) 구조는 전기한 제1실시예의 구조에서 설명된 바와 동일하므로 중복 설명은 생략한다.
또한, 스트롱 커넥터(400)는 상부기둥(130)에서 y축 방향을 따라서 또 다른 단위 커넥터(450)가 마련될 수 있다. 또 다른 단위 커넥터(450)는 상술한 작은보(230, 도 11 참조)를 연결하는 구조에 적용될 수 있다. 예컨대, 또 다른 단위 커넥터(450)는 상하 방향으로 제5중공관(451)과 제6중공관(452)이 배치되고, 상부기둥(130) 내부에서 제1중공관(411)과 제2중공관(412)에 상하방향으로 간섭되지 않도록 배치될 수 있다. 물론, 제5중공관(451)과 제6중공관(452)은 상하방향(z축 방향)으로 나란하게 배치되는 것이 바람직하며, 서로 나란하지 않게 배치될 수도 있다.
또는, 상부기둥(130)에서 y축 방향을 따라서 철근이 고정되고, 철근의 단부에 커플러나 커넥터가 연결된 구조를 통하여 작은보를 연결하도록 선택적으로 마련될 수도 있다.
그리고, 보(200)는 길이방향(x축 방향)을 따라서 양 단부에 거치부(210)가 돌출되도록 마련되고, 거치부(210)는 내측에 상향 개구된 상부 개구부(211)가 마련되며, 상부 개구부(211)의 저면이 일부 개방되어 상부기둥(130)이 위치하는 연결홈(212)이 형성되고, 보(200)의 중심 영역에서 내부가 비어있는 중공부(220)를 포함한다.
여기서, 거치부(210)는 하단에서 연결홈(212)을 향하여 내측 방향으로 돌출되는 내측 지지부재(215)와, 내측 지지부재(215)의 외측에서 절곡되어 상부 방향으로 연장되는 연결부재(217) 및 상부 개구부(211) 내부에서 x축 방향을 따라서 연결부재(217)와 나란하게 돌출되는 돌출부(219)를 포함한다.
연결부재(217)의 상면에는 복수개의 슬래브(300)가 설치될 수 있다.
여기서, 보(200)는 길이방향과 직교한 방향(y축 방향)을 따라서 형성된 폭이 주두부의 y축 방향 폭에 비하여 더 넓게 형성될 수 있다. 물론, 여기서 보의 폭은 내측 지지부재(215) 또는 연결부재(217)의 폭에 따라서 설정될 수 있으며, 내측 지지부재(215)와 연결부재(217) 중 어느 하나의 폭이 크게 형성된 구조로 이루어질 수도 있다.
내측 지지부재(215)의 내부에 형성된 연결홈(212)은 상부기둥(130) 상에서 또 다른 보와 함께 마주하도록 결합될 수 있도록 상부기둥(130)의 단면적의 절반 크기로 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 내측 지지부재(215)는 상부기둥(130)의 외측면과 사이에서 조립 공차만을 허용하도록 설계되어, 보(200)가 기둥(100)과 인접한 다른 기둥 사이에서 슬래브가 설치된 방향으로 전도되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 내측 지지부재(215)는 상부기둥(130)의 외측면에 직접 접촉하는 영역으로써, 보와 기둥 간의 조립은 용이하되 상부기둥 상에서 보의 조립된 상태가 틀어지는 것을 방지하도록 조립된다.
그리고, 돌출부는(219)는 연결부재(217)와 평행하도록 돌출되되, 연결부재 보다 짧은 길이를 갖도록 상부 개구부(211) 내부에 배치된다.
도 16은 도 14에 나타낸 피씨 구조물의 수직 단면을 도시하는 단면도이고, 도 17은 도 16에 나타낸 피씨 구조물의 보의 단부를 도시하는 평면도이며, 도 18은 도 17에 나타낸 기둥과 보의 결합영역의 II-II' 단면을 도시하는 단면도이다.
도 16내지 도 18을 참조하면, 본 발명에 따른 피씨 구조물(3)은 상부기둥(130)에 설치된 스트롱 커넥터(400)를 따라서 보 상부근(R1)이 관통하도록 설치되어 기둥(100)과 보(200)의 접합 영역에서 강성을 보강할 수 있다.
상부기둥(130)에는 보 상부근(R1)이 수평 방향으로 한 쌍이 배치되고, 보 상부근(R1)의 하측에서 보 하부근(R2)이 수직 방향으로 한 쌍이 배치된다. 따라서, 보 상부근(R1)은 x축 방향으로 인접한 다른 상부기둥을 향하여 연장되고, 보 하부근(R2)은 일 측 보(200a)의 상부 개구부(211a)와 타 측 보(200c)의 상부 개구부(211b)) 사이에 배치된다.
이때, 보 하부근(R2)은 상부기둥(130)을 관통한 후에 마주하는 일 측의 보(200a)에 마련된 돌출부(219a)와 타 측의 보(200c)에 마련된 돌출부(219b)를 서로 연결한다. 예컨대, 보 하부근(R2)은 3개의 철근으로 구성되고, 제1철근(R2-1)은 일 측 보(200a)의 돌출부(219a)에 마련되며, 제2철근(R2-2)은 타 측 보(200c)의 돌출부(219b)에 마련되고, 제3철근(R2-3)은 상부기둥(130) 내부에 배치되어 제1철근(R2-1)과 제3철근(R2-3) 사이 및 제2철근(R2-2)과 제3철근(R2-3) 사이에 커플러(40)가 결합되면서 보 하부근(R2)을 구성할 수 있다. 물론, 제3철근(R2-3) 역시 복수개의 철근으로 이루어질 수도 있다. 그리고, 보 상부근(R1)과 보 하부근(R2)은 마감층(10)이 성형되는 과정에서 마감층(10) 내부에 위치하게 된다.
따라서, 마감층(10)이 형성되기 전에 기둥(100)과 보(200)가 결합되는 과정에서도 보다 견고하게 기둥과 보를 연결할 수 있는 장점이 있다.
기둥(100) 상에서 서로 마주하도록 배치되는 일 측 보(200a)와 타 측 보(200c) 사이에는 수평철근(20)이 더 구비된다.
수평철근(20)은 일 측 보(200a)의 상부 개구부(211a)로부터 타 측 보(200c)의 상부 개구부(211b) 방향으로 배치되며, 이때 상부기둥(130)과 연결부재(217) 사이를 통과하도록 배치된다. 수평철근(20)은 상부기둥(130)을 중심으로 양 측에서 적어도 상하방향으로 둘 이상이 배치되는 것이 바람직하다.
도면에 도시하지는 않았지만, 보 상부근, 보 하부근 및 수평철근의 개수는 이에 한정되지 않고, 기둥이나 보의 규모 또는 지지하중에 따라서 가감될 수 있다.
또한, 도면에 도시하지는 않았지만, 상술한 도 11의 구조와 같이, 피씨 구조물(3)의 기둥에 제3단위 커넥터(미도시)가 설치될 수 있다. 물론, 본 실시예에서는 제1단위 커넥터가 x축 방향을 따라서 상부기둥 상에 설치되고, 제1단위 커넥터와 직교하는 y축 방향을 따라서 상부기둥 상에 제3단위 커넥터가 설치될 수 있다. 이와 관련한 설명 및 효과는 도 11의 설명과 중복되므로 생략하기로 한다.
그리고, 중공부(220) 내부에는 보의 중량을 감소시킬 수 있도록 발포부재(EPS 블록 압축 스티로폼)가 채워질 수 있다.
도 19는 본 발명의 제4실시예에 따른 피씨 구조물을 도시하는 사시도이고, 도 20는 도 18에 나타낸 피씨 구조물을 분리하여 도시하는 분해 사시도이다.
도 19 및 도 20을 참조하면, 본 발명의 제4실시예에 따른 피씨 구조물(4)은 제3실시예와 비교하여 기둥의 상부에 상부기둥(도 15 참조, 130)이 없는 구조를 나타낸다.
즉, 상부기둥이 없는 경우 기둥과 보 사이에서 스트롱 커넥터를 이용하여 접합력을 증대시키는 구조를 적용할 수 없기 때문에 주두부(120)와 보(200a, 200c)를 직결 방식으로 연결한다.
기둥(100)은 하부기둥(110)과 주두부(120)를 포함한다.
주두부(120)에는 상부 방향으로 돌출된 수직철근(30)이 마련된다. 예컨대, 도 20과 같이, 주두부(120) 상부에는 하나의 보(200c)와 연결되는 4개의 수직철근(30)이 마련된다. 따라서, 주두부(120) 상에는 두 개의 보가 서로 마주하도록 연결되기 위하여 8개의 수직철근(30)이 마련된다.
보(200c)의 단부에는 연결부재(217) 내부에 수직철근(30)이 삽입될 수 있도록 직결홈(218)이 형성된다. 예컨대, 직결홈(218)은 내측 지지부재(215)와 연결부재(217)의 내부에 형성되며, 수직철근(30)의 수와 위치에 대응하도록 마련된다.
수직철근(30)은 거치부(210)를 관통하여 연결부재(217)의 상부에 노출되고, 연결부재(217)의 상면에서 볼트(30a)에 의해 체결되도록 수직철근(30)의 단부에는 나사탭이 형성된다. 그리고, 수직철근(30)의 단부에서 볼트(30a)가 결합되는 부분에는 와셔(미도시)가 추가적으로 구비될 수 있다. 물론 앞서 도 13의 구조와 같이 수직철근(30)의 일부만 거치부(210) 내부에 삽입되면서 결합되도록 할 수도 있다.
또한, 일 측 보(200a)의 상부 개구부(211a)와 타 측 보(200c)의 상부 개구부(211b) 내부에는 수평철근(20)이 복수개 배치될 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 피씨 구조물에 따르면, 보의 폭을 증대시키고 기둥의 폭을 그대로 유지하면서도 접합부를 보강할 수 있고, 스트롱 커넥터를 기둥에 설치하여 보와 기둥의 기계적 이음을 제공할 수 있으며, 상부기둥이 없는 경우에도 수직철근과 수평철근을 구비하여 접합부를 보강할 수 있고, 보에 돌출부가 있는 구조에서는 커플러를 이용하여 기둥과 기계적 이음을 용이하게 할 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 범위+에 속하는 것으로 간주해야 하며, 본 발명의 범위는 후술하는 청구범위에 의해 결정되어야 한다.
1, 2, 3, 4: 피씨 구조물
100: 기둥
200: 보
300: 슬래브
400: 스트롱 커넥터

Claims (13)

  1. 길이방향을 따라서 양 단부에 각각 상향 개구된 상부 개구부가 마련되고, 각 상기 상부 개구부를 중심으로 상기 길이방향을 따라 나란히 더 돌출되는 거치부와,
    상기 거치부 상에서 상기 상부 개구부를 관통하도록 형성된 연결홈과,
    양 측의 상기 거치부 사이에서 상부 및 하부가 폐쇄되고 내부가 비어있는 중공부를 포함하고,
    상기 거치부는 하단에서 상기 연결홈을 향하여 서로 마주하도록 내측으로 돌출되는 내측 지지부재와, 상기 내측 지지부재의 외측에서 절곡되어 수직 상방으로 연장되는 연결부재 및 상기 상부 개구부의 내측 중심에서 상기 연결부재와 나란하게 돌출되는 돌출부를 포함하고,
    상기 중공부는 내부에 발포부재가 채워지며,
    상기 돌출부는 단부에서 상기 길이방향을 따라서 돌출되는 하나 또는 복수개의 보 하부근을 포함하는 것을 특징으로 하는 피씨 구조물용 보.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 상부 개구부 내측에서 상기 길이방향을 따라서 배치되되, 상기 연결홈과 수직방향으로 중첩되지 않도록 배치되는 수평철근을 더 포함하고,
    상기 수평철근은 일 단부가 상기 길이방향에 대하여 절곡되도록 설치되거나, 또는 일 단부에 너트가 체결되도록 설치되는 것을 특징으로 하는 피씨 구조물용 보.
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 상부 개구부 내측에서 상기 연결홈의 수직방향으로 중첩되도록 배치되는 보 상부근을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 피씨 구조물용 보.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 보 상부근과 보 하부근 중 하나 또는 복수개는 상기 보 상부근과 보 하부근의 단부에 구비되는 커플러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 피씨 구조물용 보.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 거치부는,
    상기 연결부재 내부에 수직철근이 삽입될 수 있도록 직결홈이 형성되고,
    상기 직결홈은 상기 내측 지지부재와 연결부재의 내부에 배치되거나 또는 상기 내측 지지부재와 연결부재를 관통하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 피씨 구조물용 보.
  7. 적어도 둘 이상이 설치면 상에 상하방향으로 배치되고, 상부에 측방향으로 돌출된 주두부가 마련되는 기둥; 및
    서로 인접한 상기 기둥들의 주두부 상부를 연결하도록 설치되며, 양 단부 중심에서 길이방향을 따라서 돌출된 돌출부를 구비하는 보; 를 포함하고,
    상기 주두부 상에서 상부 방향으로 돌출된 수직철근이 상기 보의 단부를 관통하도록 삽입되면서 상기 기둥과 보가 결합되며,
    상기 보는 상기 길이방향의 양 단부 각 측면으로부터 나란히 돌출되는 거치부와, 상기 거치부의 내측에서 상향 개구된 상부 개구부와, 상기 상부 개구부의 내측 중심에서 상기 거치부와 나란히 돌출되는 상기 돌출부와, 양 측의 상기 거치부 사이에서 상부 및 하부가 폐쇄되고 내부가 비어있는 중공부를 포함하고,
    상기 중공부는 내부에 발포부재가 채워지며,
    상기 돌출부는 단부에서 상기 길이방향을 따라서 돌출되는 하나 또는 복수개의 보 하부근을 포함하는 것을 특징으로 하는 피씨 구조물.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 보는 상기 거치부 상에서 상기 상부 개구부를 관통하도록 형성된 연결홈을 포함하고,
    상기 거치부는 하단에서 상기 연결홈 방향으로 돌출된 내측 지지부재와, 상기 내측 지지부재의 외측에서 절곡되어 상기 돌출부와 나란히 배치되는 연결부재를 포함하며,
    상기 수직철근은 적어도 상기 내측 지지부재와 연결부재의 내부에 삽입되거나 또는 상기 내측 지지부재와 연결부재를 관통하도록 체결되는 것을 특징으로 하는 피씨 구조물.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 개구부 내부에서 콘크리트 타설하기 전에, 상기 연결부재의 내측면에 인접하게 배치되는 수평철근을 더 포함하고,
    상기 수평철근은 일 단부가 상기 길이방향에 대하여 절곡되도록 설치되거나, 또는 일 단부에 너트가 체결되도록 설치되는 것을 특징으로 하는 피씨 구조물.
  10. 적어도 둘 이상이 설치면 상에 상하방향으로 배치되고, 각 상부에 측방향으로 돌출된 주두부와, 상기 주두부 상부에 상부기둥이 마련되는 기둥;
    서로 인접한 상기 기둥들의 주두부 상부를 연결하도록 설치되며, 양 단부 각 중심에서 길이방향을 따라서 돌출된 돌출부와, 상기 돌출부를 중심으로 양 측에서 상기 길이방향을 따라서 상기 양 단부로부터 더 돌출되는 거치부와, 양 측의 상기 거치부 사이에서 상부 및 하부가 폐쇄되고 내부가 비어있는 중공부가 마련되고, 상기 중공부는 내부에 발포부재가 채워진 보; 를 포함하고,
    상기 기둥은 상기 돌출부와 마주하여 철근을 관통 고정시키도록 상기 상부기둥 내부에 마련되는 스트롱 커넥터를 포함하며,
    상기 스트롱 커넥터를 관통한 철근과, 상기 돌출부의 단부에서 상기 길이방향을 따라서 돌출되는 하나 또는 복수개의 보 하부근이 서로 연결되어 상기 보에 타설될 콘크리트 내부에 매설되는 것을 특징으로 하는 피씨 구조물.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 스트롱 커넥터는,
    상기 상부기둥 내부를 관통하도록 삽입되는 제1중공관과, 기둥 구조물 내부에서 상기 제1중공관과 나란히 배치되는 제2중공관과, 상기 제1중공관과 제2중공관의 적어도 일 측 단부를 연통시키는 제1연결관 및 상기 상부기둥의 외부에 적어도 주입구가 노출되고, 상기 제1중공관 또는 제2중공관과 연통하도록 연결되어 상기 제1중공관과 제2중공관 내부에 무수축 몰탈을 동시에 공급할 수 있는 적어도 하나 이상의 주입노즐을 포함하는 제1단위 커넥터를 포함하는 것을 특징으로 하는 피씨 구조물.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 보는 상기 거치부의 내측에서 상향 개구된 상부 개구부와, 상기 상부 개구부의 저면이 일부 개방된 연결홈을 포함하고,
    상기 거치부는 하단에서 상기 연결홈 방향으로 돌출된 내측 지지부재와, 상기 내측 지지부재의 외측에서 절곡되어 상기 돌출부와 나란히 배치되는 연결부재를 포함하며,
    상기 상부기둥은 상기 제1단위 커넥터와 직교하는 방향으로 배치된 양 측면을 관통하도록 마련된 제3단위 커넥터를 포함하는 것을 특징으로 하는 피씨 구조물.
  13. 청구항 10에 있어서,
    상기 보는 상기 상부기둥을 관통한 철근이 마주하는 상기 보 하부근과 커플러에 의해 결합되면서 상기 기둥에 기계적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 피씨 구조물.
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