KR102646851B1 - 현장시공을 최소화할 수 있는 기둥구조물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 현장시공을 최소화할 수 있는 기둥구조물에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 현장시공을 최소화하여 기둥을 구성하는 구조체의 강재들을 모두 공장에서 생산할 수 있어 공사비 절감할 수 있고, 공사기간을 단축시킬 수 있으며, 시공성 향상시킬 수 있는 현장시공을 최소화할 수 있는 기둥구조물에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은 내부에 사각 형태의 공간이 형성될 수 있도록 상호 소정거리 이격되어 위치하는 다수 개의 메인앵글; 메인앵글의 외면에 용접으로 결합되어 메인앵글을 연결할 수 있는 메인앵글연결부재; 메인앵글 및 메인앵글연결부재가 형성하는 사각 형태의 공간에 수직방향으로 위치하는 다수 개의 메인철근; 보프레임과 결합할 수 있는 보프레임연결부; 기둥구조물을 설치할 바닥면과 결합시킬 수 있는 베이스플레이트; 및 베이스플레이트와 수직으로 결합할 수 있으며, 베이스플레이트와 메인앵글을 결합할 수 있는 립플레이트를 포함하는, 현장시공을 최소화할 수 있는 기둥구조물을 제공한다.

Description

현장시공을 최소화할 수 있는 기둥구조물 {Column structure that can minimize on-site construction}
본 발명은 현장시공을 최소화할 수 있는 기둥구조물에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 현장시공을 최소화하여 기둥을 구성하는 구조체의 강재들을 모두 공장에서 생산할 수 있어 공사비 절감할 수 있고, 공사기간을 단축시킬 수 있으며, 시공성 향상시킬 수 있는 현장시공을 최소화할 수 있는 기둥구조물에 관한 것이다.
일반적으로 거푸집은 콘크리트 구조물을 일정한 형태나 크기로 만들기 위하여 굳지않은 콘크리트를 부어넣어 원하는 강도에 도달할 때까지 양생 및 지지하는 가설구조물이다.
기둥, 보, 교각 등의 구조물을 시공하기 위한 철근 콘크리트 공사는 철근 공정 후 거푸집을 설치하여 콘크리트를 타설한 후 콘크리트가 양성 과정을 거쳐 굳어지면, 거푸집을 해체하여 분리하는 공정으로 이루어진다.
현재 작업현장에서 사용되고 있는 철근콘크리트(RC) 공법은 철근배근 공정을 모두 현장에서 시공하고 있으며, 철근배근 공정을 현장에서 시공하는 경우 많은 인력과 시간을 투입해야 한다는 문제점이 있다. 또한, 정형화 되지 못하여 품질을 확보하지 못할 우려가 있으며, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 합성보(SRC)공법들이 개발되고 있다.
하지만 현재 개발된 합성보(SRC)공법들은 철근배근 공정에 있어서 하부근은 공장시공이 가능하지만 상부단부근 및 상부 중앙근은 보 설치의 어려움으로 인하여 개선되지 못하고 있으며, 상기의 전통적인 철근콘크리트(RC)공법과 동일하게 현장에서 시공되고 있다.
또한, 보의 단부배근의 경우, 많은 양의 철근이 배치되는 경우가 많아 시공시 철근배근을 위한 기둥에서의 공간확보가 되지 않아 배근공정의 어려움이 있으며, 이로 인하여 공사감독관 및 감리들과의 마찰이 비일비재 하게 일어나는 문제점이 있다.
이러한 현장의 어려움을 해소하고, 현장에서의 인력투입을 최소화하고 철근배근공정 일체를 공장에서 상품화하여 현장 남품함으로써 시공성의 향상, 공기의 절감, 경제적인 공사를 위한 수단이 필요한 실정이다.
선행기술문헌 : KR등록특허공보 제10-1420203호(2014.07.17. 공고)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 현장에서의 인력투입을 최소화하고, 철근배근공정 일체를 공장에서 성품화하여 생산할 수 있는 현장시공을 최소화할 수 있는 기둥구조물을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 안출된 본 발명에 따른 현장시공을 최소화할 수 있는 기둥구조물은 내부에 사각 형태의 공간이 형성될 수 있도록 상호 소정거리 이격되어 위치하는 다수 개의 메인앵글; 메인앵글의 외면에 용접으로 결합되어 메인앵글을 연결할 수 있는 메인앵글연결부재; 메인앵글 및 메인앵글연결부재가 형성하는 사각 형태의 공간에 수직방향으로 위치하는 다수 개의 메인철근; 보프레임과 결합할 수 있는 보프레임연결부; 기둥구조물을 설치할 바닥면과 결합시킬 수 있는 베이스플레이트; 및 베이스플레이트와 수직으로 결합할 수 있으며, 베이스플레이트와 메인앵글을 결합할 수 있는 립플레이트를 포함한다.
또한, 보프레임연결부는 메인앵글 및 메인앵글연결부재가 형성하는 사각 형태의 공간에 메인철근과 수직방향으로 배치되는 보강부재, 보프레임의 하부면과 결합할 수 있는 보하부연결부재, 보프레임의 양측면과 결합할 수 있는 보측면연결부재, 메인앵글 외면에 결합될 수 있으며, 보하부연결부재 및 보측면연결부재가 결합되는 기둥패널을 포함한다.
또한, 보프레임연결부는
'T'형상으로 형성되며, 기둥패널과 결합될 수 있는 T바, T바의 상면 및 하면에 용접되어 접합될 수 있는 다수 개의 단부철근을 포함한다.
본 발명에 의하면 상대적으로 시공성이 불리한 철근의 사용을 최소화하여, 시공성을 향상시킬 수 있고, 기둥프레임를 구성하는 구조체의 강재들을 공장에서 생산함으로 시공현장의 인력투입을 최소화할 수 있으며, 현장에서의 작업이 줄어들어 공사기간이 단축될 수 있고, 철근사용 감소로 인한 원자재 비용절감 및 인건비 절감을 통한 공사비를 절감시킬수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 현장시공을 최소화할 수 있는 기둥구조물에서 보프레임과 기둥프레임이 결합된 것을 도시한 사시도,
도 2는 기둥프레임과 결합될 수 있는 보프레임을 도시한 사시도,
도 3은 보프레임에 강재거푸집이 결합된 것을 도시한 사시도
도 4는 보프레임의 정면도,
도 5는 도 4의 A-A 단면을 도시한 도면,
도 6은 도 4의 B-B 단면을 도시한 도면,
도 7은 도 4의 C-C 단면을 도시한 도면,
도 8은 기둥프레임의 정면도,
도 9는 도 8의 A-A 단면을 도시한 도면,
도 10은 도 8의 B-B 단면을 도시한 도면,
도 11은 도 8의 C-C 단면을 도시한 도면,
도 12는 도 8의 D-D 단면을 도시한 도면,
도 13은 도 8의 E-E 단면을 도시한 도면,
도 14는 도 8의 F-F 단면을 도시한 도면,
도 15는 도 8의 G-G 단면을 도시한 도면.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 현장시공을 최소화할 수 있는 보구조물에서 보프레임과 기둥프레임이 결합된 것을 도시한 사시도, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 현장시공을 최소화할 수 있는 보구조물을 도시한 사시도, 도 3은 보프레임에 강재거푸집이 결합된 것을 도시한 사시도, 도 4는 보프레임의 정면도, 도 5는 도 4의 A-A 단면을 도시한 도면, 도 6은 도 4의 B-B 단면을 도시한 도면, 도 7은 도 4의 C-C 단면을 도시한 도면, 도 8은 기둥프레임의 정면도, 도 9는 도 8의 A-A 단면을 도시한 도면, 도 10은 도 8의 B-B 단면을 도시한 도면, 도 11은 도 8의 C-C 단면을 도시한 도면, 도 12는 도 8의 D-D 단면을 도시한 도면, 도 13은 도 8의 E-E 단면을 도시한 도면, 도 14는 도 8의 F-F 단면을 도시한 도면, 도 15는 도 8의 G-G 단면을 도시한 도면이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 철근대체용강재를 포함한 기둥구조물은, 도 8 내지 도 15을 참조하면, 메인앵글(1100), 후프앵글(1200), 하부철근(1400), 후프평철(1300), 후프앵글보강플레이트(1500), 단부철근(1600), 단부철근가이드(1700), 기둥프레임연결부(1800)를 포함하여 이루어진다.
먼저, 본 발명에 따른 현장시공을 최소화할 수 있는 기둥구조물은 보구조물과 결합에 의하여 전체 구조물을 형성할 수 있다.
또한, 기둥을 구성하는 구조체의 강재들을 현장시공을 최소화하고, 공장에서 생산하여 현장에 납품할 수 있는 구조이므로, 종래 건축현장에서 시공하는 것에 비하여 작업시간이 단축되고, 작업비용이 절감되며, 인력투입을 최소화할 수 있는 효과가 있으며, 이를 통하여 작업효율을 향상시킬 수 있는 특징이 있다.
종래의 일체형 기둥의 시공시 보의 단부에 철근이 필히 시공되며 이러한 단부의 철근은 보의 1/4 지점에서 시작해서 건물이 끝나는 부분에서는 구조법령에 의해 철근에 표준갈고리를 적용하여 기둥에 안착시키고 건물이 연결되는 부분은 요구 지점까지 기둥을 가운데로 두고 패싱시켜서 시공을 했다.
이와같이 단부철근의 배근시 크레인 및 인력의 소요가 발생되며 공사금액의 증가로 이어지는 문제점이 있었다.
본 발명은 이러한 현장시공의 어려움을 개선하고자 공장에서 미리 시공하여 현장에 납품함으로 같단한 볼팅 조립만 거쳐 시공을 마무리 함으로 공사원가절감을 할 수 있다.
또한, 기존 티바(T-BAR)만 사용하는 경우 강재의 양이 비경제적으로 많이 소요됨으로 티바는 철근을 부착시키는 가이드 역할만 하고 티바에 철근을 부착시켜 보에서 나오는 단부철근과 연결시켜주는데 특징이 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 현장시공을 최소화할 수 있는 기둥구조물의 구성 요소에 대해 상세하게 설명한다.
기둥프레임은 보프레임의 양 끝단에 세로방향으로 설치되는 구조물로써, 메인앵글(2100), 메인앵글연결부재(2300), 메인철근(2200), 보프레임연결부(2400), 베이스플레이트(2500), 립플레이트(2600)를 포함하여 이루어진다.
메인앵글(2100)은 내부에 사각 형태의 공간이 형성될 수 있도록 상호 소정거리 이격되어 위치할 수 있으며, 'ㄱ' 형태의 단면으로 형성되어 있다.
보다 상세하게는 메인앵글은 전방 좌측에 위치할 수 있는 전좌메인앵글, 전방 우측에 위치할 수 있는 전우메인앵글, 후방 좌측에 위치할 수 있는 후좌메인앵글, 후방 우측에 위치할 수 있는 후우메인앵글으로 구성될 수 있다.
메인앵글연결부재(2300)는 메인앵글(2100)의 수직방향으로 메인앵글(2100)의 외면에 용접으로 결함되어 메인앵글(2100)을 상호연결할 수 있다.
보다 상세하게는 메인앵글연결부재(2300)는 전좌메인앵글 및 전우메인앵글을 연결할 수 있는 전면메인앵글연결부재, 전좌메인앵글 및 후좌메인앵글을 연결할 수 있는 좌면메인앵글연결부재, 전우메인앵글 및 후우메인앵글을 연결할 수 있는 우면메인앵글연결부재, 후좌메인앵글 및 후우메인앵글을 연결할 수 있는 후면메인앵글연결부재로 이루어져 있다.
메인철근(2200)은 메인앵글(2100) 및 메인앵글연결부재(2300)가 형성하는 사각 형태의 공간에 수직방향으로 다수 개가 위치할 수 있다.
보다 상세하게는 메인철근(2200)은 'ㄱ'자형태의 단면을 가진 메인앵글(2100)이 형성하는 사각 형태의 공간에 각 면에 한쌍씩 8개가 위치할 수 있다.
보프레임연결부는 기둥프레임과 보프레임이 연결될 수 있도록 할 수 있고, 보프레임연결부는 보프레임과 기둥프레임이 연결되는 부분에 형성될 수 있으며, 보강부재(2410), 기둥패널(2420), 보측면연결부재(2430), 보하부연결부재(2440), T바(2450), 단부철근연결용플레이트(2460)를 포함하여 이루어진다.
기둥프레임에는 보프레임연결부가 형성되어 있으며, 보프레임연결부는 보프레임과 기둥프레임이 연결되는 부분에 형성될 수 있으며, 보강부재(2410), 기둥패널(2420), 보측면연결부재(2430), 보하부연결부재(2440), T바(2450), 단부철근연결용플레이트(2460)를 포함하여 이루어진다.
기둥프레임연결부의 보강부재(2410)는 기둥프레임의 내부에 메인앵글(2100)이 형성하는 사각 형태의 공간 내부에서 수평방향으로 위치할 수 있으며, 다수개의 보강철물이 교차하여 위치할 수 있고, 메인앵글(2100) 및 메인철근(2200)과 수직방향으로 배치된다.
기둥패널(2420)은 기둥프레임의 메인앵글(2100) 외면에 결합될 수 있으며, 사각형태의 플레이트 형상으로 내부에 사각통공이 형성되어 있고, 메인앵글(2100) 및 메인앵글연결부재(2300)가 형성하는 사각 형태의 공간 외면에 각각 위치할 수 있다.
기둥패널(2420)의 상면에는 T바의 돌출부와 대응되는 함입부가 형성되어 있어, T바(2450)가 함입부에 내삽되어 결합될 수 있다.
기둥패널(2430)에 형성되어 있는 사각통공의 양 측방에는 보측면연결철판(2430)이 결합되어 있어 보프레임의 양측면과 결합될 수 있으며, 사각통공의 하방에는 보하부연결철판(2440)이 형성되어 있어 보프레임의 하면과 결합될 수 있다.
T바(2450)는 'T'자가 연장되어 있는 형태로 형성되어 있으며, 수평방향으로 평평한 평면부 및 하방으로 돌출되어 있는 돌출부로 이루어져 있다.
T바(2450)는 인장력이나 압축력에 대응하는 능력이 일반적인 철근보다 뛰어나므로, 철근의 사용을 줄일 수 있고, 구조물에 들어가는 강재의 양을 줄일 수 있는 효과가 있다. 기둥프레임과 보프레임이 결합되는 지점에서 가장 큰 (-)방향의 모멘트가 작용하므로 가장 큰 (-)방향의 모멘트가 작용되는 지점에 T바를 이용하여 철근의 인장력 및 압축력을 보강할 수 있다.
T바(2450)는 상부의 평평한 평면부 및 평면부의 하면에서 하방으로 돌출되어 있는 돌출부로 구성되고, 평면부에는 단부철근이 결합될 수 있으며, 평면부의 상면에는 3개의 단부철근, 하면에는 4개의 단부철근이 용접의 형태로 결합될 수 있다.
돌출부는 평면부의 하방으로 돌출되어 있으며, 기둥패널의 상면에 형성되어 있는 함입부와 대응되는 형상으로 형성되어 기둥패널 상면의 함입부에 내삽되어 결합될 수 있다.
T바의 돌출부는 단부철근의 높이를 고정시킬 수 있으며, 평면부는 단부철근의 위치를 고정시킬 수 있다.
단부철근연결용플레이트(2460)는 단부철근의 위치에 맞도록 상부에 3개, 하부에 4개의 통공이 형성되어 있다.
단부철근연결용플레이트(2460)에 형성되어 있는 통공에 단부철근이 내삽될 수 있으며, 단부철근의 위치가 고정될 수 있다.
기둥프레임연결부의 단부철근연결용플레이트는 보프레임에 형성되어 있는 기둥프레임연결부의 단부철근연결용플레이트와 대응되는 형태로 형성되어 볼팅방식으로 결합될 수 있다.
보프레임에 형성되어 있는 기둥프레임연결부(1800)는 기둥프레임에 형성되어 있는 보프레임연결부와 결합되어 보프레임과 기둥프레임이 연결되도록 할 수 있으며, 단부철근연결용플레이트(1810), 기둥측면연결철판(1820)을 포함하여 이루어진다.
단부철근연결용플레이트(1810)는 단부철근(1600)의 위치에 맞도록 상부에 3개, 하부에 4개의 통공이 형성되어 있다.
단부철근연결용플레이트(1810)에 형성되어 있는 통공에 단부철근이 내삽될 수 있으며, 단부철근의 위치가 고정될 수 있다.
기둥프레임연결부(1800)의 단부철근연결용플레이트는 기둥프레임에 형성되어 있는 보프레임연결부의 단부철근연결용플레이트와 대응되는 형태로 형성되어 볼팅방식으로 결합될 수 있다.
기둥측면연결철판(1820)은 기둥프레임연결부의 양측면에 형성될 수 있으며, 연결스플라이스철판에 의하여 기둥프레임에 형성되어 있는 보프레임연결부의 보측면연결철판과 연결될 수 있다.
기둥하부연결철판(1830)은 기둥프레임연결부의 하면에 형성될 수 있으며, 기둥프레임에 형성되어 있는 보하부연결철판과 결합되어 보프레임의 하면과 기둥프레임을 결합시킬 수 있다.
베이스플레이트(2500)는 기둥프레임의 최하단에 결합되어 있으며, 메인앵글(2100) 및 메인철근(2200)과 수직방향으로 결합되어 있다.
베이스플레이트(2500)는 평평한 사각패널로 이루어질 수 있으며, 지면과 결합하여 기둥프레임이 지면에 고정될 수 있도록 한다.
립플레이트(2600)는 베이스플레이트(2500)에 수직방향으로 결합할 수 있으며, 전방립플레이트, 후방립플레이트, 좌방립플레이트, 우방립플레이트로 전후좌우 4면에 결합될 수 있다.
도 9를 참조하면, 각각의 립플레이트의 내면에 한쌍의 메인앵글(2100) 및 메인철근(2200)이 접할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
2100 - 메인앵글 2200 - 메인철근
2300 - 메인앵글연결부재 2400 - 보프레임연결부
2500 - 베이스플레이트 2600 - 립플레이트

Claims (3)

  1. 내부에 사각 형태의 공간이 형성될 수 있도록 상호 소정거리 이격되어 위치하는 다수 개의 메인앵글;
    메인앵글의 외면에 용접으로 결합되어 메인앵글을 연결할 수 있는 메인앵글연결부재;
    메인앵글 및 메인앵글연결부재가 형성하는 사각 형태의 공간에 수직방향으로 위치하는 다수 개의 메인철근;
    보프레임과 결합할 수 있는 보프레임연결부;
    기둥구조물을 설치할 바닥면과 결합시킬 수 있는 베이스플레이트; 및
    베이스플레이트와 수직으로 결합할 수 있으며, 베이스플레이트와 메인앵글을 결합할 수 있는 립플레이트
    를 포함하고,
    보프레임연결부는
    'T'형상으로 형성되며, 기둥패널과 결합될 수 있는 T바,
    T바의 상면 및 하면에 용접되어 접합될 수 있는 다수 개의 단부철근
    을 포함하는, 현장시공을 최소화할 수 있는 기둥구조물.
  2. 제1항에 있어서,
    보프레임연결부는
    메인앵글 및 메인앵글연결부재가 형성하는 사각 형태의 공간에 메인철근과 수직방향으로 배치되는 보강부재,
    보프레임의 하부면과 결합할 수 있는 보하부연결부재,
    보프레임의 양측면과 결합할 수 있는 보측면연결부재,
    메인앵글 외면에 결합될 수 있으며, 보하부연결부재 및 보측면연결부재가 결합되는 기둥패널
    를 포함하는, 현장시공을 최소화할 수 있는 기둥구조물.
  3. 삭제
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140018451A (ko) * 2012-07-19 2014-02-13 (주)센벡스 ㄱ형강을 이용한 선조립 철골철근콘크리트 구조
KR102298544B1 (ko) * 2021-02-18 2021-09-06 주식회사 엔알씨구조연구소 선조립 기둥 구조물
KR20220142848A (ko) * 2021-04-15 2022-10-24 염경수 자립형 링거더
KR102504627B1 (ko) * 2022-09-28 2023-03-03 에코엔텍주식회사 콘크리트 구조체의 사후 균열을 모니터링할 수 있는 h빔을 이용한 조립기둥구조물

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