KR102658461B1 - 압착슬리브를 이용한 프리캐스트 중공기둥구조물 및 그 시공방법 - Google Patents

압착슬리브를 이용한 프리캐스트 중공기둥구조물 및 그 시공방법 Download PDF

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Abstract

프리캐스트 중공기둥구조물 제작을 위하여 내부거푸집으로 절곡판재를 이용하여 설치하되, 절곡판재에는 작용하는 콘크리트 타설압에 대한 중간 지지점이 다수 형성되도록 하여 프리캐스트 중공기둥구조물을 효과적으로 제작 및 시공할 수 있는 프리캐스트 중공기둥구조물 및 그 시공방법이 개시되며, 프리캐스트 중공기둥구조물은 지지점을 형성시키기 위한 고정단형성부로서 반원형 압착슬리브 및 소켓형 압착슬리브를 개시하게 된다.

Description

압착슬리브를 이용한 프리캐스트 중공기둥구조물 및 그 시공방법{PRECAST HOLLOW COLUMN STRUCTURE USING COMPRESSION-TYPE SLEEVE AND THE CONSTRUCTION METHOD THEREOF}
본 발명은 프리캐스트 중공기둥구조물 및 그 시공방법에 관한 것이다. 더욱 구체적으로, 프리캐스트 중공기둥구조물 제작을 위하여 내부거푸집으로 절곡판재를 이용하여 설치하되, 절곡판재에는 작용하는 콘크리트 타설압에 효과적으로 저항할수 있도록 고정단형성구(압착슬리브)를 이용하여 형성된 중간 지지점이 다수 형성되도록 하여 프리캐스트 중공기둥구조물을 보다 경제적으로 제작 및 시공할 수 있는 압착슬리브를 이용한 프리캐스트 중공기둥구조물 및 그 시공방법에 대한 것이다.
도 1a는 종래 합성 PHC말뚝의 제작예시도이다.
도 1a에 의하면, 합성 PHC말뚝은 말뚝용 거푸집(84) 내부에 철근망(82,83)을 세팅하고, 말뚝용 거푸집 내부에 콘크리트(81)를 타설한 후, 말뚝용 거푸집(84) 회전에 의한 원심력에 의하여 타설 된 콘크리트가 일정한 두께를 가진 중공말뚝으로 형성시켜 중공부(S)가 형성되도록 한 것이다.
이때 상기 철근망(83)은 중공부(S)에 노출 됨으로서 전단연결철근 역할을 하게 된다.
이에 상기 중공부(S)에는 전단연결철근인 철근망(83)이 매립되도록 속채움 콘크리트가 추가로 타설하여 결국, 전단연결철근이 중공부(S)에 노출되도록 제작된 중공말뚝에 속채움 콘크리트를 타설하는 방식으로 합성 PHC말뚝을 제작하고 있음을 알 수 있다.
이에 전단연결철근으로서 중공말뚝의 내부철근을 포함하는 철근망(83)을 그대로 이용하여 말뚝내부 콘크리트와의 합성성능을 증진 시킬 수 있다는 장점은 있으나, 회전이 가능한 PHC 말뚝용 거푸집 제작 설비가 필요하다는 한계가 있었다.
도 1b는 종래 매입형 내부거푸집을 이용한 하프프리캐스트 기둥의 제작예시도이다.
도 1b에 의하면, 하프프리캐스트 기둥은 역시 중공부(S)가 형성되어 있고, 중공부(S)로 노출되는 전단연결철근(40)이 역시 하프프리캐스트 기둥의 내부철근으로서 배근되도록 하고 있음을 알 수 있다.
이러한 하프프리캐스트 기둥의 제작방법을 살펴보면 다음과 같다.
즉, 도 1b와 같이, 다수 개의 주근(12) 및 양단이 주근에 결속되는 다수 개의 전단연결철근(40)을 설치하는 제1단계;
중앙부를 제외한 상기 다수 개의 전단연결철근(40)이 서로 교차되는 부분에 다수 개의 스터드볼트(60)가 장착된 다수 개의 경량형강(50)을 설치하는 제2단계;
상기 다수 개의 전단연결철근(40)과 다수개의 경량형강(50)으로 구성된 격자의 단면 외측에 접하도록 매입형 내부거푸집(20)을 설치하는 제3단계;
추가되는 주근(12) 및 대근(14)을 다수 개 설치하는 제4단계;
상기 대근(14)의 외측으로 소정 간격 이격되게 외부거푸집(OF)을 설치하고, 상기 외부거푸집(OF)과 상기 매입형 내부거푸집(20) 사이에 PC 콘크리트(16)를 타설하는 제5단계; 및
상기 중공부(S)에 속채움 콘크리트(70)를 타설하는 제6단계;를 포함하여 구성되며,
상기 매입형 내부거푸집(20)은 리브-라스로서 관통홀이 형성된 철판 형태로 달리 탈형 되지 않고 속채움 콘크리트(70)에 매립 설치되며, PC 콘크리트(16)를 타설 시 내부거푸집으로 이용하기 때문에, 도 1a와는 달리 말뚝용 거푸집 제작 설비가 필요없다는 장점이 있음을 알 수 있다.
하지만, 상기 리브-라스인 매입형 내부거푸집(20, 일종의 철근망)이 주근(12) 및 대근(14)에 지지되도록 설치하고 있을 뿐이어서, PC 콘크리트(16)와 심부 콘크리트(70) 타설 압에 의하여 변형이 발생할 수도 있기때문에 품질관리가 용이하지 않다는 한계가 있었다.
도 1c는 종래 전단철근헤드의 설치예시도이다.
즉, 전단철근(33)의 양 단부는 소켓부(36) 중앙부를 관통하도록 삽입 체결 되도록 하고, 소켓부(36)는 정착판(31)에 형성시킨 관통홀(32)에 삽입되도록 형성시키고 있음을 알 수 있으며, 소켓부(36) 외주면에는 나사부가 형성되어 있어 정착너트(35)에 의하여, 정착판(31)에 소켓부(36)가 고정되어 정착되도록 하고 있음을 알 수 있다.
하지만 이러한 소켓부(36)는 정착판(31)의 두께가 일정 두께 이상 확보되어야 정착판 기능을 가지면서 소켓부(36)를 안정적으로 지지할 수 있기 때문에, 정착판을 속채움콘크리트에 매립되는 내부거푸집으로 이용할 경우 다소 비효율적이라는 한계가 있었다.
대한민국 특허제10-0999020호(발명의 명칭: 합성 피에이취씨 말뚝 및 합성 피에이취씨 말뚝 시공방법, 공개일자: 2010년12월09일) 대한민국 특허제10-1570484호(발명의 명칭: 경량의 매입형 내부거푸집을 활용한 HPC기둥과 이의 제작방법 및, 이를 이용한 시공방법, 공개일자: 2015년11월20일) 대한민국 특허제10-2157864호(발명의 명칭: 전단보강용 조립식 철근헤드, 공개일자: 2019년12월19일)
이에 본 발명은 공장에서 내부거푸집으로 이용되는 절곡판재에 작용하는 PC콘크리트 타설압을 효과적으로 지지하기 위한 휨 모멘트 지지점 부재를 절곡판재에 전단연결철근과 고정단형성구를 이용하여 형성되도록 하면서, 전단연결철근을 이용하여 기둥구조물철근을 배근하고, PC콘크리트를 이용하여 중공부(S)가 형성된 프리캐스트 중공기둥구조물을 제작한 후, 현장에 반입하여 속채움 콘크리트 타설로 기둥구조물로 프리캐스트 방식으로 시공하여 신속하면서도 품질관리에 효과적인 압착슬리브를 이용한 프리캐스트 중공기둥구조물 및 그 시공방법 제공을 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.
상기 과제를 달성하기 위한 프리캐스트 중공기둥구조물은,
중공부(S)가 형성된 절곡판재를 관통하도록 관통홀이 형성되며, 고정단형성부가 관통홀 주위의 절곡판재 배면과 전면 모두에 형성되는 매입형 내부거푸집; 상기 내부중공부(S)를 가로질러 관통홀을 관통하여 단부가 절곡판재 외부로 연장되도록 배근된 전단연결철근을 포함하는 철근망; 및 상기 전단연결철근이 절곡판재 배면과 전면에 압착 고정시켜 형성되는 고정단형성부;를 포함하며,
상기 압착 고정되는 고정단형성부에 의하여 전단연결철근이 PC콘크리트 타설압에 의하여 발생하는 휨 모멘트 지지점 부재로 작용하도록 하며,
상기 고정단형성부는, 압착슬리브로서 소켓형 압착슬리브를 관통홀의 배면으로부터 전면쪽으로 삽입시키고, 반원형 압착슬리브를 관통홀을 관통하는 소켓형 압착슬리브의 소켓부 외주면을 감싸도록 세팅시키고, 압착기로 압착시켜 소켓형 압착슬리브는 압착되면서 절곡판재에 고정 설치되도록 하고, 상기 전단연결철근이 휨 모멘트에 대한 중간 지지점 역할을 함에 따라 절곡판재를 절곡하여 형성시킨 매입형 내부거푸집을 사용하더라도 기둥구조물철근과 전단연결철근으로 형성되는 철근망 제작을 위한 철근량도 절감할수 있도록 하며,
상기 압착슬리브는 소켓형 압착슬리브 2개를 관통홀의 배면으로부터 전면쪽으로 삽입시키고, 반원형 압착슬리브 2개를 관통홀을 관통하는 소켓형 압착슬리브의 소켓부 외주면을 감싸도록 세팅시키고, 압착기로 압착시켜 소켓형 압착슬리브는 압착되면서 절곡판재에 고정 설치되도록 하고, 상기 절곡판재는 벤딩에 의하여 중공부(S)에 따라 원하는 형태로 제작이 가능하며 고정단형성부가 형성되는 관통홀을 형성시킬 수 있는 박판인 강판을 이용하게 된다.
상기 과제를 달성하기 위한 프리캐스트 중공기둥구조물 시공방법은,
(a) 공장에서, 중공부(S)가 형성된 절곡판재를 관통하도록 관통홀이 형성되며, 고정단형성부가 관통홀 주위의 절곡판재 배면과 전면 모두에 형성되는 매입형 내부거푸집을 제작하는 단계; (b) 공장에서, 상기 절곡판재 배면과 전면에 형성된 고정단형성부를 전단연결철근이 절곡판재 배면과 전면에 압착 고정시키는 단계; (c) 공장에서, 중공부(S)를 가로질러 절곡판재의 관통홀을 관통하여 단부가 절곡판재 외부로 연장되도록 배근된 전단연결철근을 기둥구조물철근을 이용하여 매입형 내부거푸집에 철근망을 배근하는 단계; (d) 공장에서, 매입형 내부거푸집과 철근망이 내측에 위치하도록 외측거푸집을 설치하고, PC콘크리트를 외측거푸집과 매입형 내부거푸집 사이에 타설 및 양생시키는 단계; 및 (e) PC콘크리트가 양생되면 외측거푸집을 탈형하여 프리캐스트 중공기둥구조물을 현장에 운반하여 시공하는 단계;를 포함하도록 하게 되며, 상기 (b)단계의 고정단형성부는, 압착슬리브로서 소켓형 압착슬리브를 관통홀의 배면으로부터 전면쪽으로 삽입시키고, 반원형 압착슬리브를 관통홀을 관통하는 소켓형 압착슬리브의 소켓부 외주면을 감싸도록 세팅시키고, 압착기로 압착시켜 소켓형 압착슬리브는 압착되면서 절곡판재에 고정 설치되도록 하고, 상기 (b)단계의 상기 전단연결철근이 휨 모멘트에 대한 중간 지지점 역할을 함에 따라 절곡판재를 절곡하여 형성시킨 매입형 내부거푸집을 사용하더라도 기둥구조물철근과 전단연결철근으로 형성되는 철근망 제작을 위한 철근량도 절감할수 있도록 하며,
상기 압착슬리브는 소켓형 압착슬리브 2개를 관통홀의 배면으로부터 전면쪽으로 삽입시키고, 반원형 압착슬리브 2개를 관통홀을 관통하는 소켓형 압착슬리브의 소켓부 외주면을 감싸도록 세팅시키고, 압착기로 압착시켜 소켓형 압착슬리브는 압착되면서 절곡판재에 고정 설치되도록 하고, 상기 절곡판재는 벤딩에 의하여 중공부(S)에 따라 원하는 형태로 제작이 가능하며 고정단형성부가 형성되는 관통홀을 형성시킬 수 있는 박판인 강판을 이용하게 된다.
본 발명에 의한 프리캐스트 중공기둥구조물은 절곡판재에 기둥구조물철근과 전단연결철근을 함께 배근할 수 있도록 하되, 복잡한 내부거푸집 설비 없이도 PC콘크리트와 속채움콘크리트에 의한 프리캐스트 중공기둥구조물 제작이 가능하게 된다.
본 발명에 의한 프리캐스트 중공기둥구조물은 절곡판재의 배면과 전면에 철근망의 전단연결철근과 고정단형성구를 형성시킴으로서 PC콘크리트 타설압 저항에 효과적인 구조로 형성시킬 수 있어 기둥구조물용 철근망을 최적화시킬 수 있기때문에 중량을 줄일 수 있어 경제적인 시공이 가능하게 된다.
본 발명에 의한 프리캐스트 중공기둥구조물은 미리 제작한 후, 현장에 운반하여 조립 시공함에 있어 중량을 최소화시킬 수 있기 때문에 부재경량화에 따른 시공성과 작업성을 확보할 수 있게 된다.
도 1a는 종래 합성 PHC말뚝의 제작예시도,
도 1b는 종래 매입형 내부거푸집을 이용한 하프프리캐스트 기둥의 제작예시도,
도 1c는 종래 전단철근헤드의 설치예시도,
도 2a, 도 2b 및 도 2c는 본 발명의 프리캐스트 중공기둥구조물의 구성예시도 및 고정단형성부 예시도,
도 3a, 도 3b, 도 3c 및 도 3d는 본 발명의 프리캐스트 중공기둥구조물 시공방법예시도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
[ 본 발명의 프리캐스트 중공기둥구조물(100) ]
도 2a, 도 2b 및 도 2c는 본 발명의 프리캐스트 중공기둥구조물(100)의 구성예시도 및 고정단형성부(130) 예시도이다.
상기 프리캐스트 중공기둥구조물(100)은 도 2a 및 도 2b와 같이, 절곡판재(111)를 박스체형으로 벤딩하여 제작한 매입형 내부거푸집(110)에 기둥구조물철근(122)과 전단연결철근(121)인 철근망(120)을 다수 이격시켜 배근한 것을 이용하여 제작하게 되며,
상기 매입형 내부거푸집(110)은 중공부(S) 형성을 위한 내부거푸집으로 이용하도록 하되 절곡판재(111)를 이용하여 별도의 내구거푸집 설비가 필요 없도록 한 것이다.
이때 상기 전단연결철근(121)은 프리캐스트 중공기둥구조물(100)의 중공부(S)를 가로질러 양 단부가 매입형 내부거푸집(110)을 관통하여 중공부(S)로부터 외부로 연장되어 인출되도록 배근하게 된다.
또한, 상기 전단연결철근(121)은 도 2a 및 도 2c와 같이, 매입형 내부거푸집(110) 배면과 전면에 전단연결철근(121)을 압착 고정시킬 수 있는 고정단형성부(130)에 의하여 PC콘크리트(150) 타설압에 의하여 발생하는 휨 모멘트 지지점 부재로 작용함으로서 박판인 절곡판재(111)를 절곡하여 형성시킨 매입형 내부거푸집(110)를 이용하더라도 안전한 PC콘크리트(150) 타설 작업이 가능하도록 하게 된다.
또한, 상기 프리캐스트 중공기둥구조물(100)은 도 2b와 같이, 중공부(S)가 형성되는 매입형 내부거푸집(110)을 외측거푸집(140) 내측에 설치한 후, 외측거푸집(140)과 매입형 내부거푸집(110) 사이에 PC콘크리트(150)를 타설하여 미리 공장 제작하게 된다.
이에 상기 철근망(120)은 중공부(S)에 노출되면서 전단연결철근으로서 역할도 하여 현장에서 속채움콘크리트(160)가 중공부(S)에 타설되면서, 중공부(S)에 노출된 철근망(120)이 속채움콘크리트(160)와 프리캐스트 중공기둥구조물(100)이 서로 일체로 합성되도록 하는 역할을 하게 된다.
이에 상기 프리캐스트 중공기둥구조물(100)은 도 2a, 도 2b 및 도 2c와 같이, 매입형 내부거푸집(110), 철근망(120), 고정단형성부(130), 외측거푸집(140), PC콘크리트(150), 속채움 콘크리트(160)를 포함하게 된다.
상기 매입형 내부거푸집(110)은 도 2a 및 도 2b와 같이, 프리캐스트 중공기둥구조물(100)의 내부거푸집으로 기능하게 되며, 내부에 중공부(S)를 형성시킨 절곡판재(111)에 다수의 관통홀(112)이 형성된 것으로서 프리캐스트 중공기둥구조물(100)의 연장길이에 대응하여 연장 형성시킨 것이다.
상기 절곡판재(111)의 배면에 형성된 관통홀(112) 배면과 전면에는 고정단형성부(130)가 형성된다.
이때 중공부(S)를 형성시킨 절곡판재(111)는 박판인 강판을 이용하여 벤딩이 자유롭기 때문에 중공부(S)에 따라 원하는 형태로 제작이 가능하다는 장점이 있고, 고정단형성부(130)가 형성되는 관통홀(112)을 형성시키기에도 용이하게 된다.
이러한 관통홀(112) 배면과 전면에 형성된 고정단형성부(130)는 관통홀(112) 주위의 절곡판재(111)에 형성된 압착슬리브로 형성되어 자체로서도 타설되는 PC콘크리트(150)가 매입형 내부거푸집(110)을 통과하지 못하도록 하는 마감수단 역할을 하여 매입형 내부거푸집(110)이 내부거푸집으로서 기능하도록 하게 된다.
즉, PC콘크리트(150)가 타설된 쪽으로부터 매입형 내부거푸집(110)을 통과하여 반대쪽으로 누출되지 않도록 하는 역할을 하게 된다.
또한, 상기 고정단형성부(130)에 의하여 철근망(120)의 전단연결철근(121)이 매입형 내부거푸집(110)의 절곡판재(111) 전면과 배면 모두에 압착되어 고정되도록 하여 PC콘크리트(150) 타설에 의하여 발생하는 휨 모멘트에 대한 중간 지지점 역할을 하여,
이를 본 발명의 경우 PC콘크리트(150) 타설압에 의하여 발생하는 휨 모멘트 지지점 부재 역할이라고 지칭하게 된다.
이에 전단연결철근(121)이 위와 같이 휨 모멘트에 대한 중간 지지점 역할을 함에 따라 박판인 절곡판재(111)를 박스체등 다양한 형태로 절곡하여 형성시킨 매입형 내부거푸집(110)를 사용하더라도 안전한 PC콘크리트(150) 타설 작업이 가능하도록 하게 되며, 기둥구조물철근(122)과 전단연결철근(121)인 철근망(120) 제작을 위한 철근량도 절감할 수 있게 된다.
다음으로 상기 철근망(120)은 도 2a 및 도 2b와 같이, 프리캐스트 중공기둥구조물(100)의 내부철근들로서 매입형 내부거푸집(110)에 조립 설치하여,
일부는 PC콘크리트(150)에 매립되도록 배근되며, 중공부(S)에 노출되는 전단연결철근(121)은 속채움콘크리트(160)에 의하여 매립됨으로서, 프리캐스트 중공기둥구조물(100)의 전단연결철근 역할과 프리캐스트 중공기둥구조물(100)의 내부철근 역할을 하게된다.
이에, 도 2a 및 도 2b와 같이, 철근망(120)은 전단연결철근(121), 기둥구조물철근(122)을 포함하고 있음을 알 수 있다.
먼저 상기 전단연결철근(121)은 도 2a 및 도 2b와 같이, 절곡판재(111)에 형성된 다수의 관통홀(112)을 관통하여 중공부(S)를 가로질러 배치되도록 설치되는 철근이다. 이에 중공부(S)에 채워지는 속채움콘크리트(160)에 매립되며 프리캐스트 중공기둥구조물(100)의 전단철근 역할을 하게 된다.
또한 전단연결철근(121)이 삽입되는 관통홀(112)의 배면과 전면에 형성된 압착슬리브가 압착되면서 절곡판재(111)에 전단연결철근(121)이 고정되어 휨 모멘트에 대한 중간 지지점 부재 역할을 하게 된다.
다음으로 상기 기둥구조물철근(122)은 도 2a 및 도 2b와 같이, 전단연결철근(121)의 단부를 감싸도록 하는 다수의 이격된 스트럽철근과 절곡판재(111)를 따라 연장되며 스트럽철근을 서로 연결하는 종방향철근을 포함하며, PC콘크리트(150)에 매립되도록 배근된다.
전단연결철근(121)의 단부에 기둥구조물철근(122)을 배근하도록 하여 신속하면서도 간단하게 철근망(120)을 매입형 내부거푸집(110)에 배근 가능하여, 전단연결철근(121)은 기둥구조물철근(122)의 연결철근 역할도 하게 됨을 알 수 있다.
다음으로 상기 고정단형성부(130)는 도 2a, 도 2b 및 도 2c와 같이, 절곡판재(111)에 형형성시킨 관통홀(112)에 전단연결철근(121)이 절곡판재(111)에 고정되도록 하여 PC콘크리트(150) 타설압에 의하여 발생하는 휨 모멘트 지지점 부재 역할을 하도록 하기 위한 것이다.
즉, 절곡판재(111)를 관통하도록 형성시킨 관통홀(112)을 전단연결철근(121)이 관통하도록 하되, 압착슬리브에 의하여 전단연결철근(121)이 절곡판재(111)에 고정 설치되도록 하게 된다.
이에 고정단형성부(130)의 압착슬리브는 관통홀(112)을 관통하도록 배근된 전단연결철근(121)을 절곡판재(111) 전면과 배면 모두에 압착 고정시키는 방식으로 전단연결철근(121)이 절곡판재(111) 배면과 전면에 모두 고정설치 됨으로서 PC콘크리트(150) 타설에 의하여 발생하는 휨 모멘트에 대한 중간 지지점 부재 역할을 하도록 하게 된다.
이러한 압착슬리브는 2가지 실시예로서 개시하게 된다.
먼저 상기 압착슬리브는 도 2c와 같이 반원형 압착슬리브(132) 2개를 관통홀(112)을 관통하도록 배근된 전단연결철근(121)을 감싸도록 세팅시키고, 압착기(미도시)로 압착시키게 되면 반원형 압착슬리브(132)는 전단연결철근(121)의 외주면에 직접 압착되면서 절곡판재(111)에 고정 설치된다.
이러한 반원형 압착슬리브(132)는 관통홀(112)을 기준으로 절곡판재(111) 배면과 전면 모두에 설치하여 전단연결철근(121)이 절곡판재(111)에 보다 효과적으로 고정 설치되도록 할 수 있게 된다.
다음으로 상기 압착슬리브는 도 2c와 같이, 소켓형 압착슬리브(133) 2개를 관통홀(112)의 배면으로부터 전면쪽으로 삽입시키고, 반원형 압착슬리브(132) 2개를 관통홀(112)을 관통하는 소켓형 압착슬리브(133)의 소켓부 외주면을 감싸도록 세팅시키고, 압착기로 압착시키게 되면 소켓형 압착슬리브(133)는 압착되면서 절곡판재(111)에 고정 설치된다.
이와 같이 본 발명은 나사부 체결방식을 이용한 것이 아니라, 압착슬리브를 이용함으로서 박판인 절곡판재(111)를 이용하더라도 전단연결철근(121)을 절곡판재(111) 전면과 배면 모두에 고정설치 됨으로서 PC콘크리트(150) 타설에 의하여 발생하는 휨 모멘트에 대한 중간 지지점 부재 역할을 할 수 있게 된다.
다음으로 상기 외측거푸집(140)은 도 2a 및 도 2b와 같이, 매입형 내부거푸집(110)에 일체로 배근된 철근망(120)과 매입형 내부거푸집(110)이 내측에 위치하도록 하여 PC콘크리트(150)가 타설되도록 하는 거푸집으로서, 매입형 내부거푸집(110)과 외측거푸집(140) 사이에 위치한 철근망(120)의 기둥구조물철근(122)과 전단연결철근(121) 단북 매립되도록 타설되며, 양생된 이후 탈형되어 공장에서 프리캐스트 중공기둥구조물(100) 제작이 가능하게 된다.
다음으로 PC콘크리트(150)는 도 2a 및 도 2b와 같이, 외측거푸집(140)과 매입형 내부거푸집(110) 사이의 공간에 공장 또는 현장부근에서 타설되는 콘크리트로서 철근망(120)의 기둥구조물철근(122)과 전단연결철근(121) 단부와 일체화된다.
다음으로 상기 속채움콘크리트(160)는 도 2a 및 도 2b와 같이, 중공부(S)가 형성된 프리캐스트 중공기둥구조물(100)의 상기 중공부(S) 내부로 충진되어 철근망(120)의 전단연결철근(121)이 매립되도록 타설되는 콘크리트로서, 공장에서 제작된 프리캐스트 중공기둥구조물(100)을 현장에 반입하여 세팅한 후, 타설되는 콘크리트이다.
[ 본 발명의 프리캐스트 중공기둥구조물 시공방법 ]
도 3a, 도 3b, 도 3c 및 도 3d는 본 발명의 프리캐스트 중공기둥구조물(100) 시공방법 예시도를 도시한 것이다.
상기 프리캐스트 중공기둥구조물(100)은 공장(현장 주변에서도 제작가능)에서 매입형 내부거푸집(110)에 철근망(120)을 배근하고, 고정단형성부(130)로 철근망(120)을 매입형 내부거푸집(110)에 압착 고정시켜 일체화시키고, 외측거푸집(140)을 이용하여 PC콘크리트(150)를 타설 및 양생시켜, 중공부(S)에 철근망(120)의 전단연결철근(121)이 노출되도록 프리캐스트 중공기둥구조물(100)을 제작한 후,
현장에 프리캐스트 중공기둥구조물(100)을 반입하여 기초판등에 시공한 후,
속채움콘크리트(160)를 전단연결철근(121)이 매립되도록 중공부(S)에 타설하는 시공방법이라 할 수 있다.
이에 프리캐스트 중공기둥구조물(100)는 중공부(S)를 형성시키기 위하여 별도의 내부거푸집 시스템을 이용하지 않을 수 있게 되고,
박판인 걸곡판재(111)로서 매입형 내부거푸집(110)을 제작하더라도 매입형 내부거푸집(110) 배면과 전면에 형성된 고정단형성부(130)를 이용하여 PC콘크리트(150) 타설압에 효과적으로 저항할 수 있도록 함으로서 철근망(120) 설치량도 최적화시킬 수 있게 되며 경제적이고 신속한 시공이 가능하게 된다.
이에 도 3a와 같이, 앞서 살펴본 매입형 내부거푸집(110)을 공장에서 미리 제작하게 되는데 절곡판재(111)에 관통홀(112)을 형성시켜 제작하게 된다.
도 3a를 참조하면, 절곡판재(111)는 벤딩이 자유롭기 때문에 예컨대 사각단면 형태의 폐합된 사각박스체로 일정한 길이로 연장시켜 형성시키게 되며 관통홀(112)을 형성시킨 절곡판재(111)를 이용하여 자연스럽게 고정단형성부(130)로서 절곡판재(111) 전면과 배면에 특히, 소켓형 압착형슬리브가 형성되도록 함을 알 수 있다.
이에 철근망(120)을 구성하는 전단연결철근(121)을 대향하는 2개의 관통홀(112)에 삽입되도록 하는 방식으로 중공부(S)를 가로질러 배근되도록 하게 된다.
도 3a의 경우에는 2개의 전단연결철근(121)이 서로 십자형으로 수평으로 배치되도록 하고 있으나 배치형태는 달리 한정되지 않는다.
이에 상기 전단연결철근(121)은 단부가 갈고리 형태로 형성되도록 하여 기둥구조물철근(122)의 종방향철근 배근이 용이하게 연결 배근되도록 하고 있음을 알 수 있다.
다음은 도 3b와 같이, 공장에서 미리 철근망(120)중 전단연결철근(121)을 기둥구조물철근(122)을 이용하여 매입형 내부거푸집(110)에 배근하게 된다.
상기 기둥구조물철근(122)은 전단연결철근(121)의 단부를 감싸도록 하는 다수의 이격된 스트럽철근과 절곡판재(111)를 따라 연장되며 스트럽철근을 서로 연결하는 종방향철근에 전단연결철근(121)의 갈고리 단부가 감싸지도록 형성시키고 있음을 알 수 있으며, 전단연결철근(121)을 이용하여 배근합으로서 신속하게 배근할 수 있게 된다.
다음은 도 3c와 같이, 공장에서 미리 매입형 내부거푸집(110)과 철근망(120)이 내측에 위치하도록 외측거푸집(140)을 설치하고, PC콘크리트(150)를 외측거푸집(140)과 매입형 내부거푸집(110) 사이에 타설 및 양생시키게 된다.
상기 외측거푸집(140)은 매입형 내부거푸집(110)이 내측에 위치하도록 하되 프리캐스트 중공기둥구조물(100) 단면 형태에 따라 제작한 것을 이용하면 되고 통상은 강재거푸집을 이용하면 된다.
이에 매입형 내부거푸집(110)은 관통홀(112)이 형성되어 있지만 고정단형성부(130)는 압착형슬리브(131)는 관통홀(112)을 폐색하는 역할도 하기 때문에, 달리 타설된 PC콘크리트(150)가 중공부(S)로 누출되지 않으며, 누출되더라도 소량 흐르는 정도이므로 달리 문제는 없게 된다.
상기 PC콘크리트(150)는 무근콘크리트로 타설하면 된다.
다음은 도 3d와 같이, PC콘크리트(150)가 양생되면 외측거푸집(140)을 탈형하여 프리캐스트 중공기둥구조물(100)을 제작하고, 현장에 운반하여 시공하게 된다.
프리캐스트 중공기둥구조물(100)은 중공부(S)에 전단연결철근(121)이 노출되도록 형성되어 있으므로,
현장에 기초판 상면에 수직으로 전단연결철근(121)이 중공부(S)에 노출된 프리캐스트 중공기둥구조물(100)을 세워 세팅한 후, 전단연결철근(121)이 매립되도록 속채움콘크리트(160)가 중공부(S)에 타설되면서,
중공부(S)에 노출된 철근망(120)이 속채움콘크리트(160)와 프리캐스트 중공기둥구조물(100)이 서로 일체로 합성되도록 하여 기둥구조물 시공이 가능하게 된다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능 하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 프리캐스트 중공기둥구조물
110: 매입형 내부거푸집
111: 절곡판재 112: 관통홀
120: 철근망
121: 전단연결철근 122: 기둥구조물철근
130: 고정단형성부
131: 압착형슬리브
132: 반원형 압착슬리브 133: 소켓형 압착슬리브
140: 외측거푸집 150: PC콘크리트
160: 속채움콘크리트

Claims (10)

  1. 중공부(S)가 형성된 절곡판재(111)를 관통하도록 관통홀(112)이 형성되며, 고정단형성부(130)가 관통홀(112) 주위의 절곡판재(111) 배면과 전면 모두에 형성되는 매입형 내부거푸집(110);
    상기 내부중공부(S)를 가로질러 관통홀(112)을 관통하여 단부가 절곡판재(111) 외부로 연장되도록 배근된 전단연결철근(121)을 포함하는 철근망(120); 및
    상기 전단연결철근(121)이 절곡판재(111) 배면과 전면에 압착 고정시켜 형성되는 고정단형성부(130);를 포함하며,
    상기 압착 고정되는 고정단형성부(130)에 의하여 전단연결철근(121)이 PC콘크리트(150) 타설압에 의하여 발생하는 휨 모멘트 지지점 부재로 작용하도록 하며, 상기 고정단형성부(130)는, 압착슬리브로서 소켓형 압착슬리브(133)를 관통홀(112)의 배면으로부터 전면쪽으로 삽입시키고, 반원형 압착슬리브를 관통홀(112)을 관통하는 소켓형 압착슬리브의 소켓부 외주면을 감싸도록 세팅시키고 압착기로 압착시켜 소켓형 압착슬리브(133)는 압착되면서 절곡판재(111)에 고정 설치되도록 하고, 상기 전단연결철근(121)이 휨 모멘트에 대한 중간 지지점 역할을 함에 따라 절곡판재(111)를 절곡하여 형성시킨 매입형 내부거푸집(110)을 사용하더라도 기둥구조물철근(122)과 전단연결철근(121)으로 형성되는 철근망(120) 제작을 위한 철근량도 절감할수 있도록 하며,
    상기 압착슬리브는 소켓형 압착슬리브(133) 2개를 관통홀(112)의 배면으로부터 전면쪽으로 삽입시키고, 반원형 압착슬리브(132) 2개를 관통홀(112)을 관통하는 소켓형 압착슬리브(133)의 소켓부 외주면을 감싸도록 세팅시키고, 압착기로 압착시켜 소켓형 압착슬리브(133)는 압착되면서 절곡판재(111)에 고정 설치되도록 하고, 상기 절곡판재(111)는 벤딩에 의하여 중공부(S)에 따라 원하는 형태로 제작이 가능하며 고정단형성부(130)가 형성되는 관통홀(112)을 형성시킬 수 있는 박판인 강판을 이용하는 압착슬리브를 이용한 프리캐스트 중공기둥구조물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 매입형 내부거푸집(110)은,
    절곡판재(111)를 벤딩하여 중공부(S)가 형성되도록 한 것으로서, 절곡판재(111)의 배면에 관통홀(112)을 형성시키면서 함께 형성시킨 압착슬리브 자체로서 타설되는 PC콘크리트(150)가 매입형 내부거푸집(110)을 통과하지 못하도록 하는 압착슬리브를 이용한 프리캐스트 중공기둥구조물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 철근망(120)은,
    프리캐스트 중공기둥구조물(100)의 전단연결철근(121) 및 기둥구조물철근(122)을 포함하는 내부철근들로서 매입형 내부거푸집(110)에 조립 설치되며, 상기 중공부(S)에 노출되는 전단연결철근(121)은 속채움콘크리트(160)에 의하여 매립되도록 하는 압착슬리브를 이용한 프리캐스트 중공기둥구조물.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 전단연결철근(121)은,
    절곡판재(111)에 형성된 다수의 관통홀(112)을 관통하여 중공부(S)를 가로질러 배치되도록 설치되는 철근으로서 중공부(S)에 채워지는 속채움콘크리트(160)에 매립되어 프리캐스트 중공기둥구조물(100)의 전단철근 역할을 하는 압착슬리브를 이용한 프리캐스트 중공기둥구조물.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 기둥구조물철근(122)은,
    전단연결철근(121)의 단부를 감싸도록 하는 다수의 이격된 스트럽철근과 절곡판재(111)를 따라 연장되며 스트럽철근을 서로 연결하는 종방향철근을 포함하며, PC콘크리트(150)에 매립되도록 배근되도록 하는 압착슬리브를 이용한 프리캐스트 중공기둥구조물.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 PC콘크리트(150)는,
    외측거푸집(140)을 이용하여 타설 및 양생되도록 하되,
    상기 외측거푸집(140)은, 매입형 내부거푸집(110)에 일체로 배근된 철근망(120)과 매입형 내부거푸집(110)이 내측에 위치하도록 하여 PC콘크리트(150)가 타설되도록 하는 거푸집으로서, 양생 이후 탈형되어 공장에서 프리캐스트 중공기둥구조물(100) 제작이 가능하도록 하며,
    상기 중공부(S)에는 속채움콘크리트(160)가 더 타설되며,
    상기 속채움콘크리트(160)는 프리캐스트 중공기둥구조물(100)의 중공부(S) 내부로 충진되어 철근망(120)의 전단연결철근(121)이 매립되도록 타설되는 콘크리트로서, 공장에서 제작된 프리캐스트 중공기둥구조물(100)을 현장에 반입하여 세팅한 후, 타설되도록 하는 압착슬리브를 이용한 프리캐스트 중공기둥구조물.
  9. (a) 공장에서, 중공부(S)가 형성된 절곡판재(111)를 관통하도록 관통홀(112)이 형성되며, 고정단형성부(130)가 관통홀(112) 주위의 절곡판재(111) 배면과 전면 모두에 형성되는 매입형 내부거푸집(110)을 제작하는 단계;
    (b) 공장에서, 상기 절곡판재(111) 배면과 전면에 형성된 고정단형성부(130)를 전단연결철근(121)이 절곡판재(111) 배면과 전면에 압착 고정시키는 단계;
    (c) 공장에서, 중공부(S)를 가로질러 절곡판재(111)의 관통홀(112)을 관통하여 단부가 절곡판재(111) 외부로 연장되도록 배근된 전단연결철근(121)을 기둥구조물철근(122)을 이용하여 매입형 내부거푸집(110)에 철근망(120)을 배근하는 단계;
    (d) 공장에서, 매입형 내부거푸집(110)과 철근망(120)이 내측에 위치하도록 외측거푸집(140)을 설치하고, PC콘크리트(150)를 외측거푸집(140)과 매입형 내부거푸집(110) 사이에 타설 및 양생시키는 단계; 및
    (e) PC콘크리트(150)가 양생되면 외측거푸집(140)을 탈형하여 프리캐스트 중공기둥구조물(100)을 현장에 운반하여 시공하는 단계;를 포함하며, 상기 (b)단계의 고정단형성부(130)는, 압착슬리브로서 소켓형 압착슬리브(133)를 관통홀(112)의 배면으로부터 전면쪽으로 삽입시키고, 반원형 압착슬리브를 관통홀(112)을 관통하는 소켓형 압착슬리브의 소켓부 외주면을 감싸도록 세팅시키고, 압착기로 압착시켜 소켓형 압착슬리브(133)는 압착되면서 절곡판재(111)에 고정 설치되도록 하고,
    상기 (b)단계의 상기 전단연결철근(121)이 휨 모멘트에 대한 중간 지지점 역할을 함에 따라 절곡판재(111)를 절곡하여 형성시킨 매입형 내부거푸집(110)을 사용하더라도 기둥구조물철근(122)과 전단연결철근(121)으로 형성되는 철근망(120) 제작을 위한 철근량도 절감할수 있도록 하며,
    상기 압착슬리브는 소켓형 압착슬리브(133) 2개를 관통홀(112)의 배면으로부터 전면쪽으로 삽입시키고, 반원형 압착슬리브(132) 2개를 관통홀(112)을 관통하는 소켓형 압착슬리브(133)의 소켓부 외주면을 감싸도록 세팅시키고, 압착기로 압착시켜 소켓형 압착슬리브(133)는 압착되면서 절곡판재(111)에 고정 설치되도록 하고, 상기 절곡판재(111)는 벤딩에 의하여 중공부(S)에 따라 원하는 형태로 제작이 가능하며 고정단형성부(130)가 형성되는 관통홀(112)을 형성시킬 수 있는 박판인 강판을 이용하는 압착슬리브를 이용한 프리캐스트 중공기둥구조물 시공방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 (e)단계는,
    현장에 기초판 상면에 수직으로 전단연결철근(121)이 중공부(S)에 노출된 프리캐스트 중공기둥구조물(100)을 세워 세팅하고,
    전단연결철근(121)이 매립되도록 속채움콘크리트(160)가 중공부(S)에 타설되면서, 중공부(S)에 노출된 철근망(120)이 속채움콘크리트(160)와 프리캐스트 중공기둥구조물(100)이 서로 일체로 합성되도록 하여 기둥구조물로 시공되도록 하는 압착슬리브를 이용한 프리캐스트 중공기둥구조물 시공방법.
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