KR20000014270A

KR20000014270A - 입체 트러스 바닥 구조체 및 그 축조 방법

Info

Publication number: KR20000014270A
Application number: KR1019980033602A
Authority: KR
Inventors: 이창남
Original assignee: 이창남; 김인수; 주식회사 신화엔지니어링종합건축사사무소
Priority date: 1998-08-19
Filing date: 1998-08-19
Publication date: 2000-03-06
Also published as: KR100277608B1

Abstract

본 발명의 목적은 장, 단변 양방향으로 트러스를 배치함으로써 구조 부재의 두께를 줄일 수 있고, 인장부재에 프리스트레스를 도입함으로써 부재 단면을 효율적으로 이용할 수 있는 입체 트러스 바닥 구조체 및 그 축조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 입체 트러스 바닥 구조체는 트러스 상현재(2), 트러스 하현재(3), 포스트(20, 30) 및 인장부재(7)로 구성된다. 트러스 상현재(2)는 네 개의 기둥 사이에 격자형으로 설치되며, 상기 격자의 교차점 하부에는 수직으로 포스트(20, 30)가 설치된다. 포스트의 하단부 사이에는 트러스 하현재(3)가 설치된다. 포스트(20, 30)의 하단부에는 포스트를 관통하는 관통구멍과 정착구(25, 35)가 형성된다. 트러스 상현재(2)와 기둥(1)이 만나는 부분에는 고정단(10)이 설치되며, 고정단(10)에는 걸이쇠(12, 15, 16)가 형성되어 인장부재(7)를 한바퀴 감아서 고정할 수 있다. 고정단의 걸이쇠(12, 15, 16)와 포스트 하단의 정착구(25, 35) 사이에 인장부재(7)를 설치하고 긴장하여 정착하면 포스트(20, 30)의 단부는 기둥 쪽으로 회전하려 하나 포스트의 하부가 트러스 하현재(3)에 의해 구속되어 있으므로 결과적으로 상방향의 합성력을 받게되며, 일종의 프리스트레스를 도입한 효과를 얻을 수 있다. 인장부재(7)의 긴장과 정착이 완료되면 상현재(2) 위에 데크플레이트(8)와 같은 거푸집을 설치하고 철근이나 와이어 메쉬를 배근한 다음 콘크리트를 타설한다.

Description

입체 트러스 바닥 구조체 및 그 축조 방법(Trussed floor structure)

본 발명은 입체 트러스 바닥 구조체 및 그 축조 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 기둥과 기둥 사이에 트러스 상현재를 설치하고, 상기 상현재의 격자형 교점의 하부에 포스트를 설치하고, 상기 포스트의 하부를 연결하는 트러스 하현재를 설치하고 기둥의 코너에 설치된 고정단과 포스트의 하단을 인장부재로 연결하고 긴장한 다음 정착하여 상기 포스트가 상기 상현재에 상향력을 가하도록 함으로써 상현재가 부담하는 하중을 경감시킬 수 있도록 한 구조체 및 그 축조 방법에 관한 것이다.

구조물의 바닥 구조에 사용하는 트러스 구조는 통상 평면 1방향 트러스이다. 따라서 기둥과 기둥 사이 한 방향에 주 트러스를 배열하고 그 직각 방향으로 보조 빔이나 보조 트러스를 설치하는 것이 보통이다. 장, 단변의 길이가 같다고 하더라도 양방향 모두 트러스를 설치하면 상하현재를 격자로 배열하여야 하는데 접합부의 상세가 복잡하여 효율이 떨어지기 때문이다. 이는 철근 콘크리트 보에서 격자보의 활용이 많지 않은 것과 같은 맥락이다.

따라서, 본 발명에서는 상기와 같은 불편함을 해소하여 시공성이 우수하고 공사비와 공기를 대폭 줄일 수 있는 양방향 트러스 시스템을 개발하게 되었다.

본 발명의 목적은 접합부의 상세가 간단하여 시공성이 양호한 양방향 트러스 구조체 및 그 축조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 양방향 트러스 구조를 이용하고, 인장부재에 프리스트레스를 도입함으로써 구조 부재의 두께를 줄일 수 있어 구조적인 효율이 높은 구조체 및 그 축조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 인장부재를 이용하여 트러스를 형성함으로써 천장 속의 공간을 설비 배관을 위한 공간으로 충분히 활용할 수 있어 층고의 감소에 유리한 구조체 및 그 축조 방법을 제공하는 것이다.

제1도는 트러스 상현재의 평면도이다.

제2도는 트러스 하현재의 평면도이다.

제3도는 제1도의 A-A 단면의 단면도이다.

제4도는 데크플레이트가 설치된 상태의 평면도이다.

제5도는 제1도의 "A" 부분의 평면 상세도이다.

제6도는 제1도의 "A" 부분의 입면 상세도이다.

제7도는 제5도의 고정단의 변형예이다.

제8도는 거더의 하부에 부착된 고정단의 입면도이다.

제9도는 제2도의 "B" 부분의 평면 상세도이다.

제10도는 제2도의 "B" 부분의 입면 상세도이다.

제11도는 제2도의 "C" 부분의 평면 상세도이다.

제12도는 제2도의 "C" 부분의 입면 상세도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

1: 기둥 2: 트러스 상현재

3a, 3b, 3c: 트러스 하현재 4: 거더

5: 빔 6: 보조 빔

7: 인장부재 8: 데크플레이트

10: 고정단 11, 14: 수평철판

12, 15, 16: 걸이쇠 13: 보강철판

20, 30: 포스트 21, 31: 수직부재

22, 32: 상부철판 23, 33: 하부철판

24, 34: 정착철판 25, 35: 정착구

본 발명을 도면에 나타낸 구체예에 의해 설명한다.

본 발명의 입체 트러스 바닥 구조체는 바닥 구조를 트러스 상현재(2), 트러스 하현재(3), 포스트(20, 30) 및 인장부재(7)를 이용하여 트러스 구조로 구축할 수 있는 시스템으로써, 제1도는 트러스 상현재(2)의 평면도이고, 제2도는 트러스 하현재(3)의 평면도이며, 제3도는 그 단면도이다.

트러스 상현재(2)는 거더(4)와 빔(5) 또는 보조 빔(6)으로 구성된다. 기둥과 기둥 사이에는 거더(4)가 설치되고, 장변 방향의 거더(4)와 거더(4) 사이에는 빔(Beam, 5)이 설치된다. 제1도 및 제2도에 도시된 바와 같이 기둥 부재로써는 H 형강은 물론 각형 및 원형 강관을 사용할 수 있으며, 제1도에는 거더(4)와 빔(5)의 사이에 보조 빔(Sub-Beam, 6)이 설치된 상태가 도시되어 있으나, 경우에 따라서 상기 보조 빔(6)은 생략될 수도 있다. 트러스 상현재(2)로써는 H형강, I형강, T형강 또는 강관 등을 사용할 수 있다. 거더(4)와 빔(5)은 치수가 동일한 부재를 사용하나, 상기 보조 빔(6)은 하중이 크지 않으므로 작은 부재를 사용할 수 있다. 도면에 도시된 바와 같이 거더(4) 또는 빔(5)을 3등분하는 것이 가장 바람직하나, 이는 구조 계산의 결과에 따라 2등분 또는 4등분 이상 분할할 수도 있다. 트러스 상현재(2)와 기둥(1)과의 연결은 통상 철골공사에서 사용하는 방법으로 설치하며 이는 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

제1도 내지 제3도에 도시된 바와 같이 빔(5) 또는 거더(4)의 하부면에는 수직으로 다수개의 포스트(20, 30)를 설치하며, 상기 포스트는 거더와 빔 또는 보조 빔의 교차점에 설치하는 것이 바람직하다. 포스트의 하단부 사이에는 격자형의 트러스 하현재(3)가 설치된다. 트러스 하현재(3)로써는 H형강, I형강, T형강, 강관 또는 강판 등이 사용될 수 있다. 트러스 하현재(3)는 포스트의 하부철판과 리벳, 볼트, 고장력 볼트 또는 용접과 같은 수단을 이용하여 결속한다. 트러스 하현재 중 중앙의 빔 하부에 설치되는 포스트(20) 사이를 연결하는 하현재(3a)와 거더(4) 하부에 설치되는 포스트(30) 사이를 연결하는 하현재(3b)가 아닌 거더(4) 하부에 설치된 포스트(30)와 빔(5) 하부에 설치된 포스트(20)를 연결하는 하현재(3c)는 하중이 그다지 크지 않으므로 크기가 작은 부재를 사용할 수 있다.

제1도 및 제2도에는 포스트가 빔 하부 및 거더의 하부에 각각 설치되고 각 포스트의 하부를 트러스 하현재로 격자형으로 연결하는 것으로 도시되어 있으나, 거더의 하부에 설치되는 포스트(30)를 생략하고 슬래브의 중앙 부분에 해당하는 빔 하부의 포스트(20)와 상기 빔 하부 포스트를 연결하는 트러스 하현재(3a)만을 설치하여 구조체를 축조할 수도 있다.

제5도 내지 제8도는 고정단(10)의 상세도이다. 트러스 상현재(2)와 기둥(1)이 만나는 부분 또는 트러스 상현재(2)의 하부면에는 고정단이 설치된다. 고정단(10)은 인장부재(7)를 걸어서 포스트 하단부의 정착구(25, 35)에 정착하기 위한 것으로 대각선 방향과 기둥의 주열 방향으로 설치된다.

제5도 및 제6도는 대각선 방향의 고정단(10)의 평면 및 입면 상세도이다. 대각선 방향의 고정단은 빔 하부에 설치된 포스트(20)와의 사이에 인장부재(7)를 설치하기 위한 것으로써, 상현재(2)의 상부 플랜지면과 같은 평면상에서 기둥과의 사이에 수평철판(11)을 수평으로 용접하여 설치하고, 상기 수평철판(11)의 아래쪽에 걸이쇠(12)를 부착한다. 걸이쇠(12)는 원형 강관을 경사지게 절단하여 상기 강관이 기둥 쪽으로 경사지도록 설치한 것이다. 걸이쇠(12)가 기둥 쪽으로 경사져 있으므로 상기 걸이쇠(12)에 인장부재(7)를 한바퀴 감아 돌려서 포스트 하단부의 관통구멍에 인장부재의 양단부를 삽입하고 정착구(25)에 정착하면 인장부재가 이탈되지 않는다. 상기 인장부재(7)를 유압잭을 이용하여 긴장시킨 다음에 정착구(25)에 정착하면 인장부재(7)의 인장력에 의해 포스트의 단부는 기둥 쪽으로 회전하려 하나 포스트의 하부가 트러스 하현재에 의해 구속되어 있으므로 결과적으로 상방향의 합성력이 발생된다. 인장부재(7)에 의해 수평철판(11)에 가해지는 인장력에 저항할 수 있도록 수평철판의 상부에는 인장부재의 방향과 동일한 방향으로 보강철판(13)을 기둥과의 사이에 수직으로 용접하여 설치한다.

제7도는 상기 고정단(제5도 및 제6도)의 변형예로써, 팔각형과 같은 형상의 수평철판(14)에 기둥이 끼워질 수 있도록 기둥의 수평단면 형상과 같은 구멍을 형성하고 상기 수평철판(14)을 기둥에 끼우고 기둥(1)에 각각 용접하여 설치한다. 기둥 단면의 형상이 H형일 경우 복잡한 구멍 뚫기 작업이 부담이 될 수 있으므로 제1도 및 제2도에 도시된 바와 같이 사각형 또는 원형 기둥 단면을 사용하고 빈 공간에는 콘크리트를 채울 수도 있다. 다음 상기 수평철판(14)의 아래쪽 면에 대각선 방향으로 상술한 걸이쇠(15)를 용접하여 설치한다.

제8도는 주열 방향의 고정단이 설치된 입면도로써, 주열 방향의 고정단은 거더의 하부에 설치된 포스트와의 사이에 인장부재를 설치하기 위한 것으로써, 별도의 부재 없이 걸이쇠(16)를 직접 트러스 상현재(2)의 하부면에 상기 걸이쇠(16)의 하단부가 기둥 쪽으로 경사지도록 용접하여 설치한다. 걸이쇠(16)는 상술한 바와 같이 원형 강관을 경사지게 절단하여 상기 강관이 기둥 쪽으로 경사지도록 설치한 것으로써, 상기 걸이쇠에 인장부재를 한바퀴 감아 돌려서 포스트 하단부의 관통구멍에 인장부재의 양단부를 삽입하고 정착구(35)에 정착할 수 있도록 되어 있다.

제9도 및 제10도는 빔(5)의 하부-보조 빔(6)과의 교차점에 설치된 포스트(20)의 상세도이다. 포스트(20)는 수직부재(21), 상부철판(22), 하부철판(23), 정착철판(24) 및 정착구(25)로 구성된다. 수직부재(21)는 원형 또는 각형의 강관 또는 강봉을 사용하며, 상기 수직부재(21)의 상부에는 원형, 사각 또는 팔각과 같은 형상의 상부철판(22)을 수평으로 부착한다. 상기 상부철판(22)은 트러스 상현재(2)와 리벳, 볼트, 고장력 볼트 또는 용접과 같은 수단에 의해 결합된다. 상기 수직부재(21)의 중간에는 하부철판(23)이 부착된다. 상기 하부철판(23)에는 수직부재(21)가 삽입될 수 있도록 수직부재(21)의 외경과 동일한 직경의 구멍이 형성되어, 상기 하부철판(23)을 수직부재(21)에 끼우고 용접하여 고정한다. 상기 하부철판(23)은 트러스 하현재(3)와 리벳, 볼트, 고장력 볼트 또는 용접과 같은 수단에 의해 결합된다. 상기 하부철판(23)과 빔(5) 및 보조 빔(6)의 사이에 정착철판(24)이 경사지게 설치되며, 상기 정착철판(24)에는 인장부재(7)를 삽입할 수 있는 구멍이 형성되고 외부면에는 정착구(25)가 설치된다. 수직부재(21)의 하부 쪽에는 상기 정착철판(24)에 형성된 구멍과 통하며 상기 정착철판(24)에 수직방향의 관통구멍이 형성된다. 따라서, 인장부재(7)를 상기 수직부재(21)에 형성된 관통구멍과 정착철판(24)에 형성된 구멍에 끼워 정착구(25)에 정착할 수 있다.

제11도 및 제12도는 거더(4)의 하부-빔(5) 또는 보조 빔(6)과의 교차점에 설치된 포스트(30)의 상세도이다. 거더(4)의 하부에 설치된 포스트(30) 역시 상술한 빔 하부에 설치된 포스트(20)와 같이 수직부재(31), 상부철판(32), 하부철판(33), 정착철판(34) 및 정착구(35)로 구성됨은 동일하나, 정착철판(34)의 형상과 인장부재(7)의 설치 방향에 약간의 차이가 있다. 수직부재(31)의 상단에는 상부철판(32)이 부착되어 트러스 상현재(2)와 결속되고, 수직부재(31)의 중간에는 하부철판(33)이 설치되어 트러스 하현재(3)와 결속된다. 수직부재(31)의 하단부는 경사지게 절단되고 상기 경사진 절단부에 정착철판(34)이 부착된다. 수직부재(31)와 정착철판(34)에는 정착철판(34)에 수직 방향으로 관통하는 구멍이 형성되며, 정착철판(34)에는 정착구(35)가 형성된다. 따라서, 인장부재(7)를 상기 정착구멍에 삽입하여 정착구(35)에 정착할 수 있다.

인장부재(7)의 한쪽 단부는 포스트(20, 30)의 하단부 관통구멍에 삽입되고, 다른 쪽 단부는 고정단(10)의 걸이쇠를 한바퀴 돌아서 다시 포스트(20, 30)의 하단부 관통구멍에 삽입되고 정착구(25, 35)에 정착된다. 인장부재(7)로서는 PC 강선을 이용하는 것이 보통이나 강봉과 같은 부재를 사용할 수도 있다. 인장부재(7)의 정착은 프리스트레스 콘크리트의 PC 강선이나 락 앙카(Rock Anchor)를 정착하기 위한 정착구를 이용한다. 인장부재(7)의 긴장은 유압잭을 이용하여 주열 방향과 대각선 방향의 인장부재를 각각 짝을 지어 긴장하여야 하며, 대각선 방향으로는 4개의 유압잭으로 동시에 긴장하는 것이 바람직하다.

고정단(10)의 걸이쇠(12, 16)와 포스트(20, 30) 하단의 정착구(25, 35) 사이에 인장부재(7)를 설치하고, 상기 인장부재(7)를 긴장하여 정착하면 포스트의 하단부는 기둥 쪽으로 회전하려 하나 포스트의 하부가 트러스 하현재(3)에 의해 구속되어 있으므로 결과적으로 상방향의 합성력이 발생된다. 이는 일종의 프리스트레스를 도입하는 것과 같으며, 상현재(2)에는 상방향의 치켜올림이 발생하는 바, 추후 고정하중과 적재하중이 가해짐으로써 상현재에 발생하는 처짐이나 균열을 사전에 보상할 수 있어 구조적으로 훨씬 유리하다.

제4도는 트러스 상현재(2) 위로 데크플레이트(8)를 설치한 상태의 평면도로써, 인장부재의 긴장과 정착이 완료되면 트러스 상현재(2) 위에 데크플레이트(8)와 같은 거푸집을 설치하고 철근이나 와이어 메쉬를 배근한 다음 콘크리트를 타설하여 구조체를 완성한다.

제1도 및 제2도에는 횡방향 거더(4)와 이에 대향하는 다른 횡방향 거더(4)를 연결하는 빔(5)이 2개일 경우를 도시하고 있지만 빔의 수는 구조물에 특성(지간의 크기, 하중의 크기 등)에 따라 달라질 수 있다. 비교적 경하중인 구조에는 빔이 한 개만 배치되거나 아예 없을 수 있다. 빔이 한 개만 배치되는 경우에는 하부철판에는 인장부재를 정착하기 위한 정착철판이 2개가 설치되어야 한다. 그리고 빔(5)이 전혀 없는 구조도 가능하다.

본 발명의 입체 트러스 바닥 구조체 및 그 축조 방법을 이용함으로써 양방향 트러스를 이용한 바닥 구조물을 축조할 수 있어 구조적인 효율성을 증대시킬 수 있다. 또한, 인장부재에 프리스트레스를 도입함으로써 구조물에 발생하는 처짐이나 균열을 사전에 보상할 수 있으므로 구조 부재의 치수를 줄일 수 있는 바, 매우 경제적이다.

종래에는 천장 속으로 설치되는 설비 배관을 위한 공간을 별도로 슬래브 구조부재 하부에 확보해야 했으나, 본 발명에서는 인장부재와 상, 하현재 사이에 형성되는 공간을 통해 설비 배관이 충분하여 층고를 그만큼 낮출 수 있다.

또한, 시공 후의 천장의 외관이 미려하여 경우에 따라서는 천장을 시공하지 않을 수 있는 장점도 있다.

Claims

기둥(1)과 기둥(1) 사이를 연결하는 다수개의 거더(4) 및 상기 거더(4)와 거더(4) 사이를 연결하는 다수개의 빔(5)으로 구성되는 트러스 상현재(2);

상기 기둥(1)과 상기 거더(4)가 교차하는 부분에 설치된 고정단(10);

상기 빔(5)의 중앙부 아래쪽으로 수직으로 설치된 다수개의 포스트(20);

상기 다수개의 포스트(20)의 하단부를 연결하는 트러스 하현재(3a);

상기 고정단(10)에서 대각선 방향으로 인접한 포스트(20)의 하단부를 연결하는 다수개의 인장부재(7);

상기 인장부재(7)를 긴장시켜 정착하기 위한 정착수단; 및,

상기 트러스 상현재(2) 위로 설치되는 슬래브 구조체;

로 구성되는 것을 특징으로 하는 입체 트러스 바닥 구조체.
제1항에서, 상기 거더(4)와 상기 빔(5)이 교차하는 상기 거더(4)의 하부면에 설치되는 다수개의 포스트(30);

상기 포스트(30)의 하단부를 연결하는 트러스 하현재(3b);

상기 거더(4)의 기둥 쪽 하부면에 설치되는 걸이쇠(16);

상기 걸이쇠(16)와 상기 포스트(30)의 하단부를 연결하는 인장부재(7); 및,

상기 인장부재(7)를 긴장시켜 정착하기 위한 정착수단;

을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 입체 트러스 바닥 구조체.
제1항에서, 상기 트러스 상현재(2) 또는 상기 트러스 하현재(3)는 H형강, T형강, I형강, 강관 또는 강판 중의 하나인 것을 특징으로 하는 입체 트러스 바닥 구조체.
제1항에서, 상기 빔(5)은 상기 거더(4)의 3등분점을 각각 연결하는 것을 특징으로 하는 입체 트러스 바닥 구조체.
제1항에서, 상기 고정단(10)은

상기 거더(4)와 상기 기둥(1)과의 사이에 수평으로 부착된 수평철판(11);

상기 수평철판(11)의 하부에 설치되며, 아래쪽이 기둥 쪽으로 경사지게 설치되어 상기 인장부재(7)를 걸어서 고정할 수 있는 걸이쇠(12); 및,

상기 수평철판(11)의 상부에 설치되어 상기 기둥(1)과 상기 수평철판(11)을 연결하는 보강철판(13);

으로 구성되는 것을 특징으로 하는 입체 트러스 바닥 구조체.
제1항에서, 상기 고정단(10)은

상기 기둥(1)에 삽입되어질 수 있도록 상기 기둥의 수평단면의 형상과 같은 구멍이 형성되며, 상기 기둥에 삽입된 후 상기 기둥(1) 및 거더(4)에 고정되는 수평철판(14); 및,

상기 수평철판(14)의 하부에 대각선 방향으로 설치되며 아래쪽이 기둥 쪽으로 경사지게 설치되어 상기 인장부재(7)를 걸어서 고정할 수 있는 걸이쇠(15);

로 구성되는 것을 특징으로 하는 입체 트러스 바닥 구조체.
제1항에서, 상기 포스트(20)는

수직부재(21);

상기 수직부재(21)의 상부에 수평으로 부착되어 상기 트러스 상현재(2)와 결속되는 상부철판(22);

상기 수직부재(21)의 중간에 수평으로 부착되어 상기 트러스 하현재(3)와 결속되는 하부철판(23);

상기 수직부재(21)의 하부 쪽에 설치되며 상기 인장부재(7)를 삽입할 수 있는 구멍이 형성된 정착철판(24); 및,

상기 정착철판(24)에 부착된 정착구(25);

로 구성되며, 상기 수직부재(21)의 하부 쪽에는 상기 인장부재(7)를 삽입할 수 있도록 상기 정착구(25)와 연결되는 관통구멍이 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 입체 트러스 바닥 구조체.
제1항에서, 상기 다수개의 빔(5)은 0, 1, 2, 3, 또는 4개인 것을 특징으로 하는 입체 트러스 바닥 구조체.
기둥(1)과 기둥(1) 사이를 연결하는 다수개의 거더(4) 및 상기 거더(4)와 거더(4) 사이를 연결하는 다수개의 빔(5)으로 구성되는 트러스 상현재(2)를 설치하고;

상기 기둥(1)과 상기 거더(4)가 교차하는 부분에 고정단(10)을 설치하고;

상기 빔(5)의 중앙부 아래쪽으로 다수개의 포스트(20)를 수직으로 설치하고;

상기 다수개의 포스트(20)의 하단부를 연결하는 트러스 하현재(3a)를 설치하고;

상기 고정단(10)에서 대각선 방향으로 인접한 포스트(20)의 하단부를 다수개의 인장부재(7)로 연결하고;

상기 인장부재(7)를 긴장시켜 치올림(camber)을 두고 정착하고; 그리고,

상기 트러스 상현재(2) 위로 슬래브 구조체를 축조하는;

단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 입체 트러스 바닥 구조체의 축조 방법.