KR102595104B1 - 영구거푸집 및 이를 이용한 프리캐스트 중공기둥의 제조방법 - Google Patents

영구거푸집 및 이를 이용한 프리캐스트 중공기둥의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 "ㄴ"자형 종단면을 갖는 4개의 절곡강판(110)이 각각 4개의 귀퉁이에 상호 이격하여 배치되고, 인접하여 배치되는 복수의 상기 절곡강판(110) 사이의 간격을 유지하도록, 간격유지부재(120)의 양단이 각각 복수의 상기 절곡강판(110)에 결합하고, 상기 4개의 절곡강판(110) 및 다수의 간격유지부재(120)의 조합에 의해 종단면이 방형구조를 형성하는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 중공기둥 제조용 영구거푸집(100) 및 이를 이용한 프리캐스트 중공기둥의 제조방법을 제시함으로써, 과보강 구조를 회피하면서도, 간편한 탈형작업이 가능하도록 한다.

Description

영구거푸집 및 이를 이용한 프리캐스트 중공기둥의 제조방법{PERMANENT FORM AND CONSTRUCTION METHOD FOR PRE-CAST HOLLOW COLUMN USING THE SAME}
본 발명은 건설 기술분야에 관한 것으로서, 상세하게는 영구거푸집 및 이를 이용한 프리캐스트 중공기둥의 제조방법에 관한 것이다.
단면이 큰 기둥이 필요한 경우, 이를 현장에서 철근조립, 거푸집설치 및 현장 콘크리트 타설에 의해 시공하는 것은 과도한 수고와 시간이 소요되고, 이를 프리캐스트 방식에 의해 제조하여 현장으로 운반하는 것 또한 과도한 수고가 필요하다.
따라서 프리캐스트 방식에 의해 사각 박스형 구조의 중공기둥을 제조하여 현장에 운반하여 거치하고, 그 내부에 철근조립체를 설치한 후, 콘크리트를 타설하는 기술이 개발되어 있다.
도 1 내지 5는 이에 관한 종래기술로서, 한국등록특허 제10-1178381호(각형강관을 이용한 프리캐스트 콘크리트 합성기둥 및 이의 제작방법)이고, 여기에는 위 중공기둥이 외부콘크리트(500)로 표현되어 있다.
위 도면은 종래기술에 의한 각형강관을 이용한 프리캐스트 콘크리트 합성기둥 제작방법의 제작순서도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 먼저 절곡강판(100a)(100b)으로 각형강관(100)을 형성한다.
강판을 절곡하여 2개의 절곡강판(100a)(100b)을 만들고, 2개의 절곡강판(100a)(100b)을 내부에 사각형의 중공(110)이 형성되도록 맞대어 위치시킨 후 측면의 양단부를 용접시킨다.
절곡강판(100a)(100b)의 결합시에는 서로 다른 두개의 절곡강판(100a)(100b)을 다소 어긋나게 위치시켜 측면의 단부가 완전히 맞물리지 않고 돌출되도록 위치시켜 용접 작업을 용이하게 하도록 한다.
이후 도 2에 도시된 바와 같이, 결합구(120)를 형성하고 스터드커넥터(130)를 결합한다.
결합구(120)는 상기 각형강관(100)의 길이방향의 일정한 간격으로 사면의 모서리를 길이방향에 대하여 직각으로 절단하여 형성한다.
즉, 결합구(120)는 각형강관(100)의 사면의 모서리의 꼭짓점에서 양측면이 절단된 형태이나 사면의 모서리에 형성된 각 결합구(120)의 단부가 서로 맞닿지 않아 각형강관(100)이 완전히 절단되지는 않고, 각형강관(100)의 4면의 중앙부만 연결되어 있는 형상이다.
스터드커넥터(130)는 각형강관(100)의 외측면에 일정한 간격으로 용접하여 결합한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 결합구(120)에 보강판(200)을 끼워 결합한다. 보강판(200)은 직각삼각형의 형상으로 상기 각형강관(100)의 4개의 결합구(120)에 최장변이 각각 끼워지며, 보강판(200)의 형상은 전체적으로 직각삼각형의 형상을 갖고, 보강판(200)은 각형강관(100)과 결합된 후, 각형강관(100)을 중심으로 내부에 위치하는 내부보강부(210)와 각형강관(100)을 중심으로 외부에 위치하는 외부보강부(220)로 나뉘어진다.
각형강관(100)의 보강홈(120)이 형성된 외측둘레에는 4개의 서로 다른 보강판(200)의 외부보강부(220)가 ㄱ자 형상으로 돌출된 형태로 단부가 서로 맞닿아 각형강관(100)의 보강홈(120)이 형성된 외측둘레서 돌출된 형상을 하게 된다.
4개의 서로다른 보강판(200)의 내부보강부(210)는 각형강관(100)의 중공부(110)에 위치하여 최장변으로 이루어지는 중공을 형성하게 된다.
상기와 같이 보강판(200)을 각형강판(100)의 결합구(120)에 끼운 후에 용접등의 방법으로 각형강관(100)과 완전히 결합한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 각형강관(100)에 보강판(200)을 결합한 후에는 각형강관(100)의 외부에 외부콘크리트(500)를 형성하기 위하여, 상기 각형강관(100)의 외부에 주근(20) 및 띠철근(30)을 배근하고 거푸집을 조립한다.
주근(20)은 각형강관(100)의 외부의 길이방향으로 배근하고, 보강판(200)의 절취면(221)의 외측부와 호형홈(222)을 관통하여 구성된다. 주근(20)의 배근과 동시에 주근(20)의 둘레로 일정한 간격으로 띠철근(30)을 배근한다.
이후에는 도 5에 도시된 바와 같이, 각형강관(100)의 외부에 외부콘크리트(500)를 형성하여 완성한다.
그런데, 위 종래기술은 다음과 같은 문제가 지적되었다.
첫째, 중공기둥(외부콘크리트(500))의 제조를 위한 영구거푸집 역할을 위 각형강판(100)의 조립체가 담당하는데, 철골구조가 필요한 초고층 빌딩과 같이 특별한 경우를 제외하고는, 기둥의 내부에 사각형 단면구조(완전폐쇄형)의 강판이 매설되는 것은 과보강 구조로서 낭비가 된다.
둘째, 위와 같은 과보강 구조를 회피하기 위해서는, 별도의 내부거푸집을 설치했다가 콘크리트 양생 후 탈형해야 하는데, 기둥은 길이가 긴 구조물이므로, 그 탈형작업이 어렵다는 문제가 있다.
위 종래기술의 도면부호는 당해 종래기술의 설명에 대하여만 한정되는 것으로 한다.
한국등록특허 제10-1178381호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 과보강 구조를 회피하면서도, 간편한 탈형작업이 가능하도록 하는 영구거푸집 및 이를 이용한 프리캐스트 중공기둥의 제조방법을 제시하는 것을 그 목적으로 한다.
상기 과제의 해결을 위하여, 본 발명은 "ㄴ"자형 종단면을 갖는 4개의 절곡강판(110)이 각각 4개의 귀퉁이에 상호 이격하여 배치되고, 인접하여 배치되는 복수의 상기 절곡강판(110) 사이의 간격을 유지하도록, 간격유지부재(120)의 양단이 각각 복수의 상기 절곡강판(110)에 결합하고, 상기 4개의 절곡강판(110) 및 다수의 간격유지부재(120)의 조합에 의해 종단면이 방형구조를 형성하는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 중공기둥 제조용 영구거푸집(100)을 제시한다.
상기 간격유지부재(120)는 상호 간격을 두고 열지어 설치된 다수의 간격유지철근(121)을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 간격유지철근(121)은 상기 절곡강판(110)의 내면 가장자리에 결합하는 것이 바람직하다.
본 발명은 상기 영구거푸집(100)을 이용한 프리캐스트 중공기둥의 제조방법으로서, 양측 벽체(210) 및 바닥판(220)을 구비하고, 상측 트임부(201)가 형성된 외부거푸집(200)을 준비하는 외부거푸집 준비단계; 상기 외부거푸집(200)의 내부에 상기 영구거푸집(100)을 삽입하되, 다수의 스페이서(202)에 의해 상기 외부거푸집(200)의 내면과 상기 영구거푸집(100)의 외면 사이에 콘크리트 타설공간(203)이 형성되도록 하는 영구거푸집 설치단계; 상기 영구거푸집(100)의 내부에 팽창부재(300)를 삽입하고 팽창시켜, 상기 영구거푸집(100)의 간격유지부재(120) 사이의 트임부를 폐쇄하는 팽창부재 설치단계; 상기 상측 트임부(201)를 통해 상기 콘크리트 타설공간(203)에 대하여 콘크리트를 타설하여 중공기둥(400)을 형성하는 콘크리트 타설단계; 콘크리트 양생 후, 상기 팽창부재(300)를 수축시켜 제거하는 팽창부재 제거단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 중공기둥의 제조방법을 제시한다.
상기 영구거푸집 설치단계는, 상기 영구거푸집(100)의 외면을 둘러 띠철근 또는 나선철근(130)을 설치하는 단계; 상기 외부거푸집(200)의 내부에 상기 띠철근 또는 나선철근(130)이 설치된 상기 영구거푸집(100)을 삽입하되, 다수의 스페이서(202)에 의해 상기 외부거푸집(200)의 내면과 상기 띠철근 또는 나선철근(130)의 외면 사이에 콘크리트 타설공간(203)이 형성되도록 하는 단계;를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 팽창부재(300)는, 중심에 길이방향을 따라 관통공(301)이 형성된 원통형 구조인 것이 바람직하다.
본 발명은 과보강 구조를 회피하면서도, 간편한 탈형작업이 가능하도록 하는 영구거푸집 및 이를 이용한 프리캐스트 중공기둥의 제조방법을 제시한다.
도 1 내지 5는 종래의 중공기둥의 제조방법에 관한 공정도.
도 6 이하는 본 발명의 실시예를 도시한 것으로서,
도 6은 영구거푸집의 사시도.
도 7은 영구거푸집의 측면도.
도 8은 영구거푸집의 정면도.
도 9는 외부거푸집의 단면도.
도 10은 나선철근의 측면도.
도 11은 나선철근의 정면도.
도 12는 나선철근이 설치된 상태의 영구거푸집의 측면도.
도 13은 나선철근이 설치된 상태의 영구거푸집의 정면도.
도 14 내지 16은 중공기둥의 제조방법의 공정도.
도 17 내지 20은 대단면 기둥의 시공방법의 공정도.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 관하여 상세히 설명한다.
도 6 이하에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 프리캐스트 중공기둥 제조용 영구거푸집(100)은 기본적으로, "ㄴ"자형 종단면을 갖는 4개의 절곡강판(110)이 각각 4개의 귀퉁이에 상호 이격하여 배치되고, 인접하여 배치되는 복수의 절곡강판(110) 사이의 간격을 유지하도록, 간격유지부재(120)의 양단이 각각 복수의 상기 절곡강판(110)에 결합하고, 4개의 절곡강판(110) 및 다수의 간격유지부재(120)의 조합에 의해 종단면이 방형구조를 형성한다.(도 6 내지 8)
간격유지부재(120)는 구체적으로, 상호 간격을 두고 열지어 설치된 다수의 간격유지철근(121)을 포함하여 구성될 수 있다.
이러한 간격유지철근(121)은 절곡강판(110)의 내면 가장자리에 용접결합하는 것이 후속작업의 용이성을 위하여 바람직하다.
위 영구거푸집(100)을 이용한 프리캐스트 중공기둥(400)의 제조방법은 다음 공정에 의해 이루어진다.
1) 외부거푸집 준비단계(도 9)
외부거푸집(200)은 양측 벽체(210) 및 바닥판(220)을 구비하고, 상측 트임부(201)가 형성되며, 양측 벽체(210)와 바닥판(220)은 별도의 지지부재(230)에 의해 지지될 수 있다.
이는 영구거푸집(100)이 상측 트임부(201)를 통해 누운 구조로 삽입되도록 형성된다.
2) 나선철근 설치단계(도 10 내지 13)
영구거푸집(100)의 외면을 둘러 띠철근 또는 나선철근(130)을 설치하는데, 이는 중공기둥(400) 내부의 배근을 형성하게 된다.
상술한 바와 같이, 영구거푸집(100)에서 간격유지철근(121)이 절곡강판(110)의 내면 가장자리에 용접결합하므로(절곡강판보다 내측에 위치하므로), 나선철근(130)의 설치작업을 방해하지 않게 된다.
3) 영구거푸집 설치단계(도 14)
외부거푸집(200)의 내부에 띠철근 또는 나선철근(130)이 설치된 영구거푸집(100)을 삽입한다.
다수의 스페이서(202)에 의해 외부거푸집(200)의 내면과 띠철근 또는 나선철근(130)의 외면 사이에 콘크리트 타설공간(203)이 형성되도록 한다.
4) 팽창부재 설치단계(도 15)
영구거푸집(100)의 내부에 팽창부재(300)를 삽입한다.
팽창부재(300)는 에어튜브 등과 같이 공기나 액체의 주입에 의해 팽창할 수 있는 부재를 의미한다.
팽창부재(300)가 중심에 길이방향을 따라 관통공(301)이 형성된 원통형 구조를 취하는 경우, 공기의 주입작업량을 줄일 수 있다.
한편, 이와 같은 팽창부재(300)만을 중공기둥(400)의 제조를 위한 내부거푸집으로 사용한다면, 중공기둥의 내부를 사각형 단면으로 제조하기가 곤란하다.
본 발명의 경우 상술한 구조의 영구거푸집(100)을 사용하는데, 이는 4개의 귀퉁이에 각각 "ㄴ"자형 종단면을 갖는 절곡강판(110)이 배치되므로, 팽창부재(300) 자체가 사각형 단면 구조로 팽창하지 않더라도, 중공기둥(400)의 내부를 사각형 구조로 형성할 수 있다.
팽창부재(300)를 팽창시켜, 영구거푸집(100)의 간격유지부재(120) 사이의 트임부를 폐쇄한다.
종래기술의 경우, 중공기둥의 제조를 위한 내부 영구거푸집으로서 사각형 단면구조(완전폐쇄형)의 강판을 사용하였는데, 이는 과보강 구조로서 낭비가 된다는 문제가 있었다.
본 발명의 경우, 영구거푸집으로서 절곡강판(110)과 간격유지부재(120)의 조합구조를 사용함과 아울러, 간격유지부재(120) 사이의 트임부는 팽창부재(300)에 의해 폐쇄하는 방식을 취하므로, 종래와 같은 과보강 구조의 낭비를 방지할 수 있다.
5) 콘크리트 타설단계 및 팽창부재 제거단계(도 16)
외부거푸집(200)의 상측 트임부(201)를 통해 콘크리트 타설공간(203)에 대하여 콘크리트를 타설하여 중공기둥(400)을 형성한다.
콘크리트 양생 후, 팽창부재(300)를 수축시켜 제거한다.
본 발명은 이와 같이, 절곡강판(110)과 간격유지부재(120)의 조합구조 및 팽창부재(300)를 사용하므로, 중공기둥의 내부거푸집의 탈형이 어렵다는 문제를 해소할 수 있도록 한다.
도 17 내지 20은 본 발명에 의한 제조방법에 의해 제조된 프리캐스트 중공기둥(400)을 이용한 대단면 기둥의 시공에 관한 공정도이다.
중공기둥(400)의 내부에 철근망(510)을 조립하여 삽입하고, 내부 콘크리트(500)를 타설하여 대단면 기둥을 시공한다.
이때, 중공기둥(400)의 내부에 타설되는 내부 콘크리트(500)에 대하여 영구거푸집(100)의 간격유지부재(120)가 전단키 역할을 하게 되므로, 중공기둥(400)과 내부 콘크리트(500)의 부착강도가 증대한다는 효과가 있다.
이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께 하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.
100 : 영구거푸집 110 : 절곡강판
120 : 간격유지부재 121 : 간격유지철근
130 : 나선철근 200 : 외부거푸집
201 : 상측 트임부 202 : 스페이서
203 : 콘크리트 타설공간 210 : 벽체
220 : 바닥판 300 : 팽창부재
301 : 관통공 400 : 중공기둥

Claims (6)

  1. 영구거푸집(100)을 이용한 프리캐스트 중공기둥의 제조방법으로서,
    상기 영구거푸집(100)은,
    "ㄴ"자형 종단면을 갖는 4개의 절곡강판(110)이 각각 4개의 귀퉁이에 상호 이격하여 배치되고,
    인접하여 배치되는 복수의 상기 절곡강판(110) 사이의 간격을 유지하도록, 간격유지부재(120)의 양단이 각각 복수의 상기 절곡강판(110)에 결합하고,
    상기 4개의 절곡강판(110) 및 다수의 간격유지부재(120)의 조합에 의해 종단면이 방형구조를 형성하고,
    상기 프리캐스트 중공기둥의 제조방법은,
    양측 벽체(210) 및 바닥판(220)을 구비하고, 상측 트임부(201)가 형성되며, 상기 영구거푸집(100)이 상기 상측 트임부(201)를 통해 누운 구조로 삽입되도록 형성된 외부거푸집(200)을 준비하는 외부거푸집 준비단계;
    상기 외부거푸집(200)의 내부에 상기 영구거푸집(100)을 삽입하되, 다수의 스페이서(202)에 의해 상기 외부거푸집(200)의 내면과 상기 영구거푸집(100)의 외면 사이에 콘크리트 타설공간(203)이 형성되도록 하는 영구거푸집 설치단계;
    상기 영구거푸집(100)의 내부에 팽창부재(300)를 삽입하고 팽창시켜, 상기 영구거푸집(100)의 간격유지부재(120) 사이의 트임부를 폐쇄하는 팽창부재 설치단계;
    상기 상측 트임부(201)를 통해 상기 콘크리트 타설공간(203)에 대하여 콘크리트를 타설하여 중공기둥(400)을 형성하는 콘크리트 타설단계;
    콘크리트 양생 후, 상기 팽창부재(300)를 수축시켜 제거하는 팽창부재 제거단계;를
    포함하는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 중공기둥의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 간격유지부재(120)는 상호 간격을 두고 열지어 설치된 다수의 간격유지철근(121)을 포함하는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 중공기둥의 제조방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 간격유지철근(121)은 상기 절곡강판(110)의 내면 가장자리에 결합하는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 중공기둥의 제조방법.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 영구거푸집 설치단계는,
    상기 영구거푸집(100)의 외면을 둘러 띠철근 또는 나선철근(130)을 설치하는 단계;
    상기 외부거푸집(200)의 내부에 상기 띠철근 또는 나선철근(130)이 설치된 상기 영구거푸집(100)을 삽입하되, 다수의 스페이서(202)에 의해 상기 외부거푸집(200)의 내면과 상기 띠철근 또는 나선철근(130)의 외면 사이에 콘크리트 타설공간(203)이 형성되도록 하는 단계;를
    포함하는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 중공기둥의 제조방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 팽창부재(300)는,
    중심에 길이방향을 따라 관통공(301)이 형성된 원통형 구조인 것을 특징으로 하는 프리캐스트 중공기둥의 제조방법.
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JPH11303389A (ja) * 1998-04-23 1999-11-02 Fujita Corp 中空状コンクリート構造体の施工方法
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