KR102638590B1 - 고강도 콘크리트 조립식 계단 구조물 - Google Patents

고강도 콘크리트 조립식 계단 구조물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 등산로나 산책로 등과 같은 비포장 경사로에 계단을 간편하고 신속하게 설치할 수 있도록 한 고강도 콘크리트 조립식 계단구조물에 관한 것으로, 계단판(100)과; 상기 계단판(100)이 상하 일정 간격으로 안치되는 1쌍의 경사 지지판(200)과; 상기 경사 지지판(200)의 상,하부에 연결되는 계단참(300,300')과; 상기 상부 측 계단참(300')의 하부를 지지하는 복수의 기둥(400)과; 상기 기둥(400)의 하부에 결합되며 지면 위 또는 지중에 매립되는 하부 틀(500)과; 상기 계단참(300,300')에 세워지는 난간 기둥(600)과; 상기 난간 기둥(600) 사이에 연결되는 난간대(700);를 포함하며, 상기 구성요소 전부가 고강도 콘크리트로 성형되어 있고, 상호 요철결합 또는 볼트결합에 의해 조립된다.

Description

고강도 콘크리트 조립식 계단 구조물{HIGH STRENGTH CONCRETE STAIRWAY STRUCTURE}
본 발명은 등산로나 산책로 등과 같은 비포장 경사로에 내구성 및 내후성이 우수한 계단을 간편하고 신속하게 설치할 수 있도록 한 고강도 콘크리트 조립식 계단구조물에 관한 것이다.
산이나 해안 등에 설치된 등산로나 산책로는 포장공사에 따른 제반 여건상의 어려움으로 인한 이유뿐만 아니라 자연환경을 보존하기 위한 목적으로 대부분이 포장을 하지 않은 비포장 상태에서 이용하고 있다. 이러한 비포장 상태의 노면과 계단이 정비되지 않은 경사로의 경우는 사람의 통행량이 증가함에 비례하여 노면의 손상이 가중되었고, 특히 폭우로 인한 급류가 지나거나 해빙기 등의 계절에는 기후적인 원인에 의해 노면이 유실되는 문제점이 발생하고, 또한 노면의 경사도가 급격하거나 사질토와 같은 구간에서는 보행이 어려웠을 뿐만 아니라 추락사고의 위험이 있었다.
최근에는 콘크리트 및 골재를 이용하여 계단이나 시멘트 포장을 한 경우도 있으나, 이러한 구조물은 그 재료의 운반을 하기 위해 차량통행이 가능한 곳까지 제한될 수밖에 없으며, 운반이 여의치 못한 현장에서는 시공이 매우 어렵거나 불가능한 문제점이 있었다. 그리고 포장되지 않은 등산로나 산책로 등의 경사진 노면에 계단을 설치하기 위한 구성으로는 주로 목재나 목재와 같은 질감을 줄 수 있는 인조목을 이용하여 균일 내지 비슷한 크기의 사각형이나 원기둥 형태로 된 다수의 지지부재를 마련 준비하고, 각 지지부재의 원주방향에 그 지름부위를 관통하는 적어도 하나 이상의 통공을 적당 간격으로 형성하고, 상기 다수의 지지부재는 각기 횡방향으로 연속하여 접촉되게 배열하여 각 통공을 1열로 일치되게 한 후 조임쇠 등을 이용하여 일체로 관통시켜 너트로 체결 조립하는 구성으로 제공되어 왔다.
상기와 같은 목재나 인조목은 경사진 노면을 따라 설치할 경우에 계단의 수평작업이 어렵고 목재와 목재 또는 인조목과 인조목의 연결부분에 고정과 결합에 어려움이 있었고, 목재나 인조목으로 구성되는 계단구조물은 부식이나 파손시 일부의 교체작업이 어려워 작업효율과 비용이 증가하는 등의 문제점이 있었다.
본 발명과 관련된 종래기술로 특허문헌 1 내지 특허문헌 4 등이 개시되어 있는데, 특허문헌 1은 고강도 섬유보강 시멘트 복합체로 이루어진 프리캐스트 계단 단위 구조체가 개시되어 있는데, 이는 내부에 별도의 보강 바가 필요하고, 연결부위에 응력분산용 연결브라켓 등을 사용하는 방식으로 이루어져 있다.
특허문헌 2는 프리캐스트 콘크리트 삼각 디딤판 또는 박판 디딤판으로 이루어진 계단 구조체와 이를 지지하는 콘크리트 및 또는 측판으로 구성된 프리캐스트 계단을 계단참의 거푸집에 거치한 후 중간참 및 층참 및 벽체와 일체가 되도록 콘크리트를 타설하는 조립식 계단이 개시되어 있다.
특허문헌 3은 등산로나 산책로의 비포장 경사로 시설공사에서 간편하고 신속하게 결합할 수 있도록 한 합성목재발판을 이용한 계단구조물 및 이를 이용한 시공방법이 개시되어 있다.
특허문헌 4는 이동설치가 가능한 계단판이 형성된 조립식 계단으로, 건물의 계단실 내측에 일정 각도로 경사지는 스트링거 프레임에 계단 고임쇠를 설치하고 여기에 계단판을 설치한 구조로 이루어져 있다.
한편, 상술한 종래기술에서는 조립식 계단 구조물 자체의 구조가 복잡하고, 조립식 계단을 형성하는 부품 수 및 부품의 종류가 과도하게 많으며, 계단을 설치하고자 하는 지형에 알맞게 설계하는 것이 용이하지 않아 자연환경을 상당부분 훼손할 수밖에 없었으며, 계단을 설치하기 위한 기초적인 토목공사가 수반되어야 했었으므로 공사기간을 단축하는 데는 한계가 있었고, 조립식 계단 자체의 구조적 안정성 및 내구성이 그다지 우수하지 못하다는 단점이 있었다.
한국등록특허 제10-0707872호(2007.04.09. 등록) 한국등록특허 제10-0905806호(2009.06.25. 등록) 한국등록특허 제10-1026430호(2011.03.25. 등록) 한국등록특허 제10-1588418호(2016.01.19. 등록)
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 등산로나 산책로 등 계단을 설치하고자 하는 장소의 자연환경을 최소한으로 훼손하면서도 지형에 알맞은 계단 구조물을 구축할 수 있고, 계단 구조물의 구조적인 강도와 내구성이 우수하며, 신속한 시공이 가능한 고강도 콘크리트 조립식 계단 구조물을 제공하는 데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 계단판과, 상기 계단판이 상하 일정 간격으로 안치되는 경사 지지판과, 상기 경사 지지판의 상,하부에 연결되는 계단참과, 상기 상부 측 계단참의 하부를 지지하는 복수의 기둥과, 상기 기둥의 하부에 결합되며 지면 위 또는 지중에 매립되는 하부 틀과, 상기 계단참에 세워지는 난간 기둥과, 상기 기둥과 난간 기둥 사이에 연결되는 난간대를 포함하여 이루어지며, 상기 구성요소 모두가 고강도 콘크리트로 성형된 고강도 콘크리트 조립식 계단 구조물을 제공한다.
바람직한 실시 예에서, 상기 계단판은 경사 지지판에 볼트로 결합되고, 상기 경사 지지판은 계단참에 요철 결합 및 볼트로 결합되며, 상기 난간대는 기둥 및 난간 기둥에 볼트로 결합되는 고강도 콘크리트 조립식 계단 구조물을 제공한다.
본 발명에 의하면, 계단 구조물을 형성하는 계단판, 경사 지지판, 계단참, 기둥, 하부 틀 및 난간 기둥과 난간대가 모두 고강도 콘크리트로 성형되어 있으므로 내구성, 내후성 및 내부식성이 우수하여 비바람이나 염분, 곰팡이 등에 의한 손상을 방지할 수 있어서 수명이 길고, 별도의 터파기와 같은 기초공사를 필요로 하지 않으므로 자연환경의 훼손을 최소화할 수 있으며, 정형화된 몇 가지의 부품만으로 설치현장의 지형에 알맞은 다양한 형태의 계단 구조물을 제작할 수 있는 등의 유용한 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 의한 조립식 계단 구조물의 설치상태도,
도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 의한 조립식 계단 구조물의 설치상태도,
도 3은 본 발명에 의한 조립식 계단 구조물의 분해사시도,
도 4는 본 발명에 의한 조립식 계단 구조물의 정면도이다.
이하, 본 발명을 한정하지 않는 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1에는 본 발명의 일 실시 예에 의한 분기형 조립식 계단 구조물이 도시되어 있고, 도 2에는 본 발명의 다른 실시 예에 의한 지그재그형 조립식 계단 구조물이 도시되어 있다.
본 발명은 도 1 및 도 2에 도시된 실시 예의 계단 형태에 한정되지 않고, 지형조건이나 기타 설계목적에 따라서 다양한 형태의 계단 구조물을 제공할 수 있는바, 이하에서는 편의상 가장 단순한 직선형 계단 구조물의 형태에 대하여 설명하기로 한다.
도 3에는 본 발명에 의한 조립식 계단 구조물의 구성요소를 파악할 수 있도록 분해된 상태의 사시도가 도시되어 있고, 도 4에는 본 발명에 의한 조립식 계단 구조물의 구성요소 간 결합구조를 파악할 수 있는 결합상태 정면도가 도시되어 있다.
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 실시 예에 의한 조립식 계단 구조물은 계단판(100)과; 상기 계단판(100)이 상하 일정 간격으로 안치되는 1쌍의 경사 지지판(200)과; 상기 경사 지지판(200)의 상,하부에 연결되는 계단참(300,300')과; 상기 상부 측 계단참(300')의 하부를 지지하는 복수의 기둥(400)과; 상기 기둥(400)의 하부에 결합되며 지면 위 또는 지중에 매립되는 하부 틀(500)과; 상기 계단참(300,300')에 세워지는 난간 기둥(600)과; 상기 기둥(400)과 난간 기둥(600) 사이에 연결되는 난간대(700);를 포함하여 이루어지며, 상기 구성요소 전부가 고강도 콘크리트로 성형되어 설치현장에서 건식으로 조립 시공할 수 있도록 되어 있다.
본 실시 예에서, 상기 계단판(100)은 경사 지지판(200)에 볼트로 결합되고, 상기 경사 지지판(200)은 계단참(300,300')에 요철 결합 및 볼트로 결합되며, 상기 난간대(700)는 난간 기둥(600)에 볼트로 결합되는 것에 의해 현장에서 신속 간단하게 조립이 이루어지게 된다.
본 실시 예에서, 상기 계단판(100)은 성형과정에서 상면에 미끄럼방지를 위한 엠보싱 또는 길이방향으로의 홈을 형성할 수 있으며, 상면에 지자체의 로고나 심벌을 포함한 각종 문자나 도형 등을 음각으로 형성할 수 있다.
또, 상기 계단판(100)은 전후 300mm의 폭으로 하고, 좌우 폭은 일방통행인지 아니면 양방향 통행을 위한 계단인지 등에 따라서 다양한 폭으로 제작할 수 있으며, 그 두께는 좌우 폭의 치수 등을 고려하여 충분한 전단강도를 보유할 수 있는 치수로 제작하면 된다.
또, 상기 계단판(100)의 좌우 측에는 경사 지지판(200)과의 결합을 위한 볼트구멍이 형성되어 있어서 설치현장에서 볼트를 체결하는 것에 의해 간단하게 조립할 수 있으며, 마모나 파손 등 교체가 필요할 경우에는 해당 계단판 만을 해체한 후 다시 새 계단판으로 교체해주면 된다.
상기 경사 지지판(200)은 복수의 계단판(100)을 지지하는 역할을 하게 되는데, 이는 상부에 계단판(100)을 안치하기 위한 안치턱(210)이 다단으로 형성되어 있고, 상기 안치턱(210)에는 상기 계단판(100)을 고정하기 위한 볼트가 결합되는 너트가 삽입된 상태로 성형되어 있다.
첨부된 도면상에서 상기 볼트와 너트 및 볼트 구멍 등은 편의상 생략되어 있다.
또, 상기 경사지지판(200)의 하단부와 상단부에는 계단참(300) 및 기둥(400)과의 결합을 위한 결합부(220,230)가 형성되어 있는데, 상기 결합부(220,230)는 요철 결합 및 볼트 결합이 조합되어 견고한 결합상태를 유지할 수 있도록 되어 있다.
상기 계단참(300,300')은 계단이 시작되는 부분에는 비교적 작은 크기의 하부 측 계단참(300)과, 일정 구간의 계단과 또 다른 일정 구간의 계단 사이에 설치되는 중간 부분의 상대적으로 면적이 넓은 상부 측 계단참(300')으로 이루어져 있다.
상기 하부 측 계단참(300)은 지면을 편평하게 조성하여 다진 후 깔아주면 되며, 경사 지지판(200)의 하단 결합부(220)가 끼움 결합되는 결합구멍(310)이 형성되어 있고, 상부 측 계단참(300')은 기둥(400) 위에 끼움 결합되는 식으로 수평이 되도록 설치되는데, 이를 위하여 외곽 부분에 기둥이 삽입되는 기둥 구멍(320)이 형성되어 있다.
상기 기둥(400)은 하부 틀(500)의 외곽에 형성된 기둥 구멍(510)에 끼워진 상태로 수직으로 세워지게 되는데, 상부 측에는 하부 측보다 굵기가 가늘게 형성되어 있어 상,하부 측의 경계부위에 상부 측 계단참(300')이 걸리는 걸림턱(410)이 형성되어 있다.
상기 기둥(400)의 상부 측 즉, 하부 측보다 굵기가 가늘게 형성된 부분은 계단참(300') 위로 돌출되어 난간기둥의 역할을 하게 된다.
또, 상기 기둥(400)의 측부에는 경사 지지판(200)이 끼움 결합되는 홈(420)이 형성되어 있고, 이 홈(420)에 경사 지지판(200) 상단부의 상단 결합부(230)가 끼워진 상태로 측부에서 볼트가 체결되어 조립되게 된다.
또한, 상기 기둥(400)의 상부 외곽에는 방사상으로 장홈(430)이 상하방향으로 길에 형성되어 있고, 상기 난간 기둥(600)에도 방사상으로 장홈(630)이 상하방향으로 길에 형성되어 있어 난간대(700)의 상하단이 끼움 결합되고, 여기에도 볼트가 체결되어 난간대(700)가 고정될 수 있도록 되어 있다.
또, 도면상으로는 도시되어 있지 않으나, 상기 기둥(400) 및 난간 기둥(600)의 내부는 길이방향으로 구멍을 관통 형성하여 전선배관이 노출되지 않도록 설치할 수 있도록 함으로써 난간 기둥이나 기둥의 상부에 전등이나 스피커 등을 설치할 수 있도록 되어 있다.
상기 하부 틀(500)은 상술한 바와 같이 기둥 구멍(510)이 외곽에 형성되어 있으며, 이 기둥 구멍(510)에 기둥(400)의 하부가 끼워진 상태에서 기둥(400)이 움직이지 않도록 수직으로 세워진 상태를 유지할 수 있도록 지지하게 되는데, 상기 기둥(400) 사이에는 가새 역할을 하는 턴-버클(T)이 대각선 방향으로 연결되어 있는데, 상기 턴-버클(T)은 장력을 조절할 수 있는 구조로 이루어져 있다.
상기 하부 틀(500)도 지면을 평탄하게 다진 후 그 위에 올리면 되며, 필요한 경우에는 하부 틀(500)의 위에 흙을 덮어줌으로써 불필요한 노출을 방지함과 아울러 하부 틀(500)의 위에도 초목류가 자랄 수 있도록 함으로써 빗물 등에 의한 유실을 방지함과 아울러 경관조성이 가능하도록 하는 것이 바람직하다.
상기 난간 기둥(600)은 하부 측 계단참(300)에 형성된 기둥 구멍(330)에 끼움결합되어 수직상태를 유지할 수 있도록 되어 있다.
상기 난간대(700)는 상기 하부 측 계단참(300)에 세워진 난간 기둥(600)과 상부 측 계단참(300') 상부로 돌출된 기둥(400) 사이에 볼트로 결합되며, 상기 난간대(700)는 난간 기둥(600)과 기둥(400)의 하부 및 상부 측에 2개가 평행하게 계단의 경사와 평행하게 비스듬한 상태로 연결되게 되며, 상기 상,하부 측의 난간대(700) 사이에는 일정 간격으로 난간살(800)이 볼트로 결합될 수 있도록 볼트구멍이 형성되어 있다.
상기 난간대(700)는 상부 측 계단참(300')의 외곽에도 수평으로 설치되며, 상기 수평으로 설치된 난간대(700) 사이에도 안전을 위한 난간살(800)이 일정 간격으로 설치된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 조립식 계단 구조물을 구조물을 형성하는 계단판, 경사 지지판, 계단참, 기둥, 하부 틀 및 난간 기둥과 난간대 등 모든 구성요소가 고강도 콘크리트로 제작되어 있어서 구조적인 강도가 우수함은 물론 내후성이 우수하므로 한 번 설치하여 반영구적인 사용이 가능한 이점이 있고, 계단참 및 하부 틀도 단순히 설치 장소의 지면을 평탄하게 하여 다진 후 설치하면 되므로 별도의 터파기와 같은 기초공사가 필요하지 않아 자연환경의 훼손을 최소화할 수 있으며, 정형화된 몇 가지의 부품만으로 설치현장의 지형에 알맞은 다양한 형태의 계단 구조물을 제작할 수 있는 이점이 있다.
100 : 계단판
200 : 경사 지지판
210 : 안치턱
220,230 : 결합부
300,300' : 계단참
310 : 결합구멍
320 : 기둥구멍
400 : 기둥
410 : 걸림턱
420 : 홈
430 : 장홈
500 : 하부 틀
510 : 기둥구멍
600 : 난간 기둥
630 : 장홈
700 : 난간대
800 : 난간살
T : 턴-버클

Claims (5)

  1. 계단판(100)과; 상기 계단판(100)이 상하 일정 간격으로 안치되도록 상부에 안치턱(210)이 형성된 1쌍의 경사 지지판(200)과; 상기 경사 지지판(200)의 상,하부에 연결되는 계단참(300,300')과; 상기 상부 측 계단참(300')의 하부를 지지하는 복수의 기둥(400)과; 상기 기둥(400)의 하부에 결합되며 지면 위 또는 지중에 매립되는 하부 틀(500)과; 상기 계단참(300,300')에 세워지는 난간 기둥(600)과; 상기 기둥(400)과 난간 기둥(600) 사이에 연결되는 난간대(700);를 포함하고, 상기 계단참(300')은 기둥(400)이 삽입되는 기둥 구멍(320)이 형성되고, 상기 기둥(400)은 하부 틀(500)의 외곽에 형성된 기둥 구멍(510)에 끼워진 상태로 수직으로 세워지며, 상기 기둥(400)의 상부 측은 하부 측보다 굵기가 가늘게 형성되어 있어 상,하부 측의 경계부위에 상부 측 계단참(300')의 기둥 구멍(320)이 걸리는 걸림턱(410)이 형성되고, 상기 구성요소 전부가 고강도 콘크리트로 성형된 것을 특징으로 하는 고강도 콘크리트 조립식 계단 구조물.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 계단판(100)은 경사 지지판(200)에 볼트로 결합되고, 상기 경사 지지판(200)은 계단참(300,300')에 요철 결합 및 볼트로 결합되며, 상기 난간대(700)는 기둥(400)과 난간 기둥(600)에 볼트로 결합되는 것을 특징으로 하는 고강도 콘크리트 조립식 계단 구조물.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 경사지지판(200)의 하단부와 상단부에는 계단참(300) 및 기둥(400)과의 결합을 위한 결합부(220,230)가 형성되고, 상기 결합부(220,230)는 요철결합 및 볼트결합이 조합되어 견고한 결합상태를 유지할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 고강도 콘크리트 조립식 계단 구조물.
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 기둥(400)의 측부에는 경사 지지판(200)이 끼움결합되는 홈(420)이 형성되고, 상기 홈(420)에 경사 지지판(200) 상단부의 상단 결합부(230)가 끼워진 상태로 측부에서 볼트가 체결되어 조립되며, 상기 기둥(400) 및 난간 기둥(600)의 내부는 길이방향으로 구멍이 관통 형성되어 전선배관이 노출되지 않도록 설치되는 것을 특징으로 하는 고강도 콘크리트 조립식 계단 구조물.
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