KR20010090294A - 공동주택에 적용되어 가변형 평면을 가능하게 하는 피시구조 - Google Patents

공동주택에 적용되어 가변형 평면을 가능하게 하는 피시구조 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기둥, 보 및 슬래브를 공장제작하고 현장에서 조립하고 접합하여 완성함으로써 공사기간을 단축하고 공사비를 절감할 수 있으며, 가변적인 공간을 연출할 수 있는 PC 구조시스템을 일자형 또는 타워형 APT 적용에 관한 것이다.
본 발명은 좌우 일정간격으로 바둑판상으로 설치되는 다수개의 PC 기둥(2), 길이방향으로 한쪽 또는 양쪽에 턱이 형성되어 단면이 L자형 또는 역T자형으로 형성되며, 상기 PC 기둥 상단 사이사이에 설치되는 다수개의 PC 보(4), 상기 PC 보의 턱에 얹혀져 상기 보와 보 사이에 설치되거나 또는 상기 PC 보(4)와 상기 전단벽 사이에 설치되는 할로우 코아 슬래브(6) 및 상기 PC 보 및 할로우 코아 슬래브 위로 타설되는 현장타설 콘크리트(10)로 구성되며, 횡력에 저항하는 전단벽이 더 첨가될 수 있다.
따라서 PC 기둥, PC 보 및 할로우 코아 슬래브가 이루는 PC 구조는 중력하중에 저항하고 현장타설하는 철근콘크리트 전단벽은 횡력에 저항할 수 있어 구조적으로 안전하고 효율적이며, 또한 공동주택에 적용되면 가변형 평면을 가능하게 한다.

Description

공동주택에 적용되어 가변형 평면을 가능하게 하는 피시 구조{Precast concrete structure for variable plan of apartment house}
본 발명은 공동주택에 적용되어 가변형 평면을 가능하게 하는 PC 구조에 관한 것이다. 보다 구체적으로 기둥, 보 및 슬래브를 공장제작하고 현장에서 조립하고 접합하여 완성함으로써 공사기간을 단축하고 공사비를 절감할 수 있으며 또한 가변적인 공간을 연출할 수 있는 공동주택에 적용되어 가변형 평면을 가능하게 하는 PC 구조에 관한 것이다.
PC구조는 공장생산된 부재를 현장에서 조립, 접합하여 건물을 구축하는 공업화 건축구조의 일례로, 공사기일의 단축, 생산성의 향상, 공장관리에 의한 품질의 향상 및 현장작업의 감소로 노동력 절감등 다양한 이점이 있는 구조이다. 이러한 이점 때문에 공동주택공사에서도 이러한 PC 구조를 채택하는 사례들이 많이 있다.
하지만 현재 대부분의 공동주택공사에서는 벽식구조의 특성상 대형의 벽판과 바닥판을 PC로 제작하여 시공하고 있으나, 벽판과 바닥판의 중량이 과다하여 운반과 양중상의 문제가 많으며, 슬래브의 두께에 제약이 있어 장스팬 구조에는 적합치않은 문제가 있다.
따라서 본 발명자는 벽식구조의 PC화의 문제점을 해결하기 위하여 할로우 코아 슬래브, 보 및 기둥의 골조시스템으로 PC구조의 적용이 가능하게 만든 시스템을 개발하게 되었다.
본 발명의 목적은 기둥, 보 및 슬래브를 프리캐스트화하여 공사기간을 단축하고 공사비를 절감할 수 있는 공동주택에 적용되어 가변형 평면을 가능하게 하는 PC구조를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 프리캐스트화한 기둥, 보 및 슬래브가 강접골조 또는 핀 접합구조를 이루어 가변적인 내부공간을 확보할 수 있는 공동주택에 적용되어 가변형 평면을 가능하게 하는 PC구조를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 PC 슬래브로 할로우 코아 슬래브를 사용함으로써 장스팬이 가능한 공동주택에 적용되어 가변형 평면을 가능하게 하는 PC구조를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 PC 기둥, PC 보 및 할로우 코아 슬래브가 이루는 PC 구조는 중력하중에 저항하고 현장타설하는 철근콘크리트 전단벽은 횡력에 저항하여 구조적으로 안전하고 효율적인 공동주택에 적용되어 가변형 평면을 가능하게 하는 PC 구조를 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명의 PC 구조로 계획된 예의 일자형 APT의 평면도이다.
도 2는 본 발명의 PC 구조로 계획된 다른 예의 타워형 APT의 평면도이다.
도 3는 PC 기둥과 PC 보의 접합부의 단면상세도이다.
도 4는 강재코벨형 PC 기둥과 PC 보의 접합부의 단면상세도이다.
도 5는 일반적으로 사용되는 할로우 코아 슬래브의 단면도이다.
도 6은 PC 보와 할로우 코아 슬래브의 접합부의 단면상세도이다.
도 7은 전단벽과 PC 보의 접합부의 단면상세도이다.
도 8은 전단벽과 할로우 코아 슬래브의 접합부의 단면상세도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
2, 3: PC 기둥 4, 5: PC 보
6: 할로우 코아 슬래브 8: 전단벽
10; 현장타설 콘크리트 21, 31: 기둥철근
22, 32: 슬리브 25: 무수축 몰탈
35, 55, 85: 연결부 37: 강재코벨
41: 보철근 44, 64: 전단키
56, 56′: 앵글 82: 연결철근
86, 86′: 지지부 87, 87′: 받침부재
88, 88′: 플레이트 83, 89, 89′: 앵커
도면에 따라 본 발명의 PC 구조의 각 부재간의 접합부를 설명한다.
본 발명의 PC 구조는 PC 기둥(2), PC 보(4), 할로우 코아 슬래브(6) 및 현장타설 콘크리트(10)로 구성되며, 각 부재간의 접합으로 구조체를 형성하게 된다. 본 발명은 도 1과 같은 일자형의 아파트 구조나 도 2와 같은 타워형의 구조물에 적용한다.
PC 기둥(2)은 통상의 PC 기둥과 동일하며, 도 1과 같은 일자형 아파트 구조에서는 2줄로 평행하게 배열되고, 도 2의 타워형 구조물에서는 격자형으로 배치된다. 기둥 하부에는 기둥정착수단이 설치되어 기초 또는 하부기둥과 접합된다. 상기 기둥정착수단으로는 PC 기둥의 정착을 위해 통상적으로 사용되는 어떠한 방법을 사용하더라도 무방하나, 도 3 및 도 4에는 슬리브(22)형의 기둥정착수단을 사용한 예에 대하여 도시되어 있다. PC 기둥(2)의 하단부에는 기둥철근과 같은 축으로 다수개의 슬리브(22)가 매설되며, 기둥철근은 상기 슬리브(22) 속으로 연장되어 돌출된다. 상기 슬리브(22) 하부와 상부에는 기둥 측면으로 관통되는 두개의 구멍(24. 25)이 형성된다. PC 기둥(2)의 슬리브(22)에 기초 상부 또는 하부기둥 상부에 돌출된 주철근(21)이 삽입되도록 기둥을 설치하고, 하부구멍(23)을 통해 상부구멍(24)으로 무수축몰탈(25)이 빠져나올 때까지 슬리브 내부에 충진하고 양생한다.
PC 보(4)는 길이방향으로 한쪽 또는 양쪽에 턱이 형성되어 단면이 L자형 또는 역T자형을 이루는 것으로, 상부 및 하부 주철근(41)은 보의 양측 단부에서 정착을 위해 일정길이 이상 돌출되고 상기 주철근을 감싸는 늑근은 늑근의 상부가 보 상부로 돌출되도록 형성된다. 상기 PC 보는 PC 기둥(2) 상단 사이에 설치되며 현장타설 콘크리트에 의해 상기 PC 기둥과 일체화된다. 상기의 PC 보(4)의 양단부 측면에는 전단키(44)가 형성되어 현장타설 콘크리트와 PC 보 사이에 작용하는 전단력에 저항한다. 또한 PC 보를 제작할 때 압축강도가 큰 콘크리트와 고강도철선 또는 강봉으로 된 PS 강재를 사용하여 형성된 프리스트레스트 PC 보를 설치할 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이 PC 기둥 상단에서 일정 길이 아래쪽으로 기둥 측면을 관통하면서 양측면으로 돌출되도록 강재코벨(37)을 설치하여 상기 강재코벨(37)위에 PC 보를 얹어놓을 수도 있다. PC 기둥에 매설되는 강재코벨의 웨브에는 구멍이 형성되고, 양쪽으로 ∩자형의 굽힘철근(39)으로 강재코벨의 플랜지를 감싸 강재코벨(37)을 보강한다.
상기 강재코벨(37) 위로 연결부(35)가 형성되며, 상기 연결부(35) 전면이 강재코벨형 PC 기둥(3)의 측면에 노출되도록 기둥의 내부에 설치되는 플레이트와 상기 플레이트의 배면에 설치되어 기둥 내부로 매설되는 앵커로 구성된다. 상기 강재코벨형 PC 기둥(3)과 접합하는 PC 보(5)는 정착을 위해 양단부에서 주철근을 돌출시키지 않고 상기 PC 보(5)의 단부 상면에 상기 강재코벨형 PC 기둥에 매설된 연결부(35)와 동일한 연결부(55)가 형성된다. 강재코벨형 PC 기둥(3)의 연결부(35)와 PC 보의 연결부(55) 사이에 앵글(56)을 접합한 후 용접하여 PC 보와 PC 기둥을 접합한다. 상기 강재코벨(37) 위에 설치되는 PC 보(5)는 PC 보 단부 하부에 상기강재코벨(37)과 맞물리는 홈을 형성하여 상기 홈이 강재코벨(37) 위에 걸쳐지도록 할 수 있다.
할로우 코아 슬래브(6)는 도 5에서 도시된 바와 같이 통상 사용되는 중공형 PC 슬래브로 상기 L자형 또는 역T자형 PC 보(4)의 턱에 얹혀져 보와 보사이에 설치된다. 상기 할로우 코아 슬래브(6)와 PC 보(4)의 접합은 도 6을 참고한다. PC 보(4)의 턱 위로 어느 정도 여유간격을 두고 상기 할로우 코아 슬래브를 설치한 후 할로우 코아 슬래브 위로 철근을 배근하고 콘크리트를 타설한다. 이때 할로우 코아 슬래브(6)의 양단부 측면에는 전단키(64)가 형성되어 현장타설 콘크리트와 PC 보 사이에 작용하는 전단력에 저항한다. 또한 할로우 코아 슬래브의 제작시에 슬래브 철근을 PS 강재로 대신한 프리스트레스트 할로우 코아 슬래브를 사용하면 휨에 대해 보다 효과적으로 저항한다.
현장타설 콘크리트(10)는 전술한 바와 같이 상기 PC 기둥(2, 3), 보(4, 5) 및 할로우 코아 슬래브(6)를 설치한 후 상기 부재간의 접합부 또는 상기 PC 보와 할로우 코아 슬래브 위로 타설되는 콘크리트로, 각각의 구조부재를 일체화한다.
PC 기둥(2, 3), PC 보(4, 5), 할로우 코아 슬래브(6) 및 현장타설 콘크리트(10)로 구성된 PC 구조에 전단벽(8)이 추가되는 구조가 이루어질 수 있다. 상기 전단벽(8)은 횡력(풍하중과 지진하중)을 저항하기 위해서 현장에서 시공되며, 건물에서 계단실, 엘리베이터, 코어 또는 양측벽이 이에 해당된다. 상기 전단벽(8)에는 전단벽과 PC 보(4) 및 전단벽과 할로우 코아 슬래브(6)간의 접합을 위한 정착수단(83, 85, 85', 86, 86')이 매설되며, 이는 도 7 및 도 8을 참고하여설명한다.
도 7은 전단벽과 PC 보의 접합부의 단면상세도로, 전단벽에 매설되는 정착수단은 지지부(86)와 연결부(85)로 구성된다. 지지부(86)는 전면이 전단벽(8) 벽면과 일치하도록 전단벽 내에 설치되는 플레이트(88)와 상기 플레이트(88)의 배면과 일체로 용접되어 전단벽 내로 매립되는 앵커(89)와 상기 플레이트의 전면에 용접되는 받침부재(87)로 구성된다. 앵커(89)로 굽힘철근을 사용할 수 있으며, 상기 플레이트(88)에 용접된 상태에서 벽면 거푸집 내부에 설치되고 전단벽 콘크리트 타설후에 거푸집을 제거하면 전단벽의 벽면에 플레이트(88)가 노출되게 된다. 상기 플레이트에 받침부재를 용접해서 고정하고 상기 받침부재 위에 PC 보(5)를 올려놓는다. 상기 받침부재는 앵글을 이용할 수도 있고, H형강(87)을 이용할 수도 있다.
연결부(85)는 상기 지지부(86) 위로 형성되며, 전면이 전단벽(8)의 벽면에 노출되도록 전단벽의 내부에 설치되는 플레이트(84)와 상기 플레이트의 배면에 설치되어 전단벽 내부로 매설되는 앵커(83)로 구성되며 상기앵커로 스터드 볼트를 사용할 수 있으며, PC 보의 단부 상면에도 동일한 연결부(55)를 형성하여 전단벽의 연결부와 PC 보의 연결부 사이에 앵글(56')을 대고 용접하여 결속한다.
도 8은 전단벽과 할로우 코아 슬래브의 접합부의 단면상세도로써, 전단벽에 매설되는 정착수단은 지지부(86')와 연결부(83)로 구성된다. 지지부(86')는 전면이 전단벽(8) 벽면과 일치하도록 전단벽 내에 설치되는 플레이트(88')와 상기 플레이트(88')의 배면과 일체로 용접되어 전단벽 내로 매립되는 앵커(89')와 상기 플레이트의 전면에 용접되는 받침부재로 구성된다. 앵커(89')는 플레이트(88')에 용접된 상태에서 벽면 거푸집 내부에 설치되며, 전단벽 콘크리트 타설후에 거푸집을 제거하면 전단벽의 벽면에 플레이트(88')가 노출되게 된다. 상기 플레이트에 받침부재를 용접해서 고정하고 상기 받침부재 위에 할로우 코아 슬래브(6)를 올려놓는다. 상기 받침부재는 앵글(87')을 이용할 수도 있고, H형강을 이용할 수도 있다.
연결부는 일반적인 철근(82)을 이용하여 구성한다. 전단벽 콘크리트 타설 전에 거푸집면에 채널을 설치하고 상기 채널 내부로 철근을 L자 형으로 구부려 넣고 콘크리트를 타설하고 거푸집을 해체한 후 상기 철근을 다시 펴서 현장타설 콘크리트(10)에 정착되도록 한다.
본 발명은 기둥, 보 및 슬래브 등 건축물의 주요부재를 공장에서 제작하는 프리캐스트화함으로써 현장 작업을 줄일수 있어 공사기간을 단축하고 공사비를 절감할 수 있다. 본 발명의 PC구조를 아파트와 같은 공동주택의 시공에 적용할 경우, 기둥, 보 및 슬래브가 강접구조 및 핀 접합구조를 형성하고 상기 슬래브로 할로우 코아 슬래브를 사용함으로써 가변성을 갖는 내부공간을 확보할 수 있어 기존 벽식구조의 철근콘크리트구조가 갖는 획일화된 내부공간을 탈피할 수 있다.
또한 PC 기둥, PC 보 및 할로우 코아 슬래브가 이루는 PC 구조는 중력하중에 저항하고 현장타설하는 철근콘크리트 전단벽은 횡력에 저항할 수 있어 구조적으로 안전하고 효율적이다

Claims (5)

  1. 좌우 일정간격으로 바둑판상으로 설치되는 다수개의 PC 기둥(2);
    길이방향으로 한쪽 또는 양쪽에 턱이 형성되어 단면이 L자형 또는 역T자형으로 형성되며, 상기 PC 기둥상단 사이사이에 설치되는 다수개의 PC 보(4);
    상기 PC 보(4)의 턱에 얹혀져 상기 보와 보 사이에 설치되는 할로우 코아 슬래브(6); 및,
    상기 프리캐스트 철근 콘크리트 보 및 할로우 코아 슬래브 위로 타설되는 현장타설 콘크리트(10);
    로 구성되는 것을 특징으로 하는 공동주택에 적용되어 가변형 평면을 가능하게 하는 PC 구조.
  2. 제1항에서, 상기 PC 기둥(3)의 상부에 양측면으로 돌출되는 강재코벨(37)을 설치하고, 상기 강재코벨(37) 위로 PC 보(5)를 설치하는 것을 특징으로 하는 공동주택에 적용되어 가변형 평면을 가능하게 하는 PC 구조.
  3. 제1항 또는 제2항에서, 현장에서 콘크리트를 타설하여 시공되며, 상기 PC 보(5) 및 할로우 코아 슬래브(6)와 접합되는 위치에 상기 PC 보 및 할로우 코아 슬래브를 정착하기 위한 정착수단이 설치되며 중력하중을 포함하여 횡력에 저항하는 현장타설 철근콘크리트 전단벽(8)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공동주택에 적용되어 가변형 평면을 가능하게 하는 PC 구조.
  4. 제3항에서, 상기 PC 보를 상기 전단벽(8)에 설치하기 위한 정착수단은 지지부(86)와 연결부(85)로 구성되며, 상기 지지부(86)는 전면이 상기 전단벽의 벽면과 일치하도록 전단벽 내에 설치되는 플레이트(88)와 상기 플레이트(88)의 배면에 설치되어 전단벽 내부로 매립되는 앵커(89) 및 상기 플레이트의 전면에 부착되는 받침부재(87)로 구성되고, 상기 연결부(85)는 상기 지지부(86)의 윗쪽으로 설치되며, 전면이 상기 전단벽의 벽면과 일치하도록 전단벽(8) 내에 설치되는 플레이트(84)와 상기 플레이트의 배면에 설치되어 전단벽 내부로 매립되는 앵커(83)로 구성되는 것을 특징으로 하는 공동주택에 적용되어 가변형 평면을 가능하게 하는 PC 구조.
  5. 제3항에서, 상기 할로우 코아 슬래브(6)를 상기 전단벽(8)에 정착하기 위한 정착수단은 지지부(86')와 연결부로 구성되며, 상기 지지부는 전면이 상기 전단벽의 벽면과 일치하도록 전단벽 내에 설치되는 플레이트(88')와 상기 플레이트(88')의 배면에 설치되어 전단벽 내부로 매립되는 앵커(89') 및 상기 플레이트의 전면에 부착되는 받침부재(87')로 구성되고, 상기 연결부는 상기 전단벽의 내부로 매립된연결철근(82)인 것을 특징으로 하는 공동주택에 적용되어 가변형 평면을 가능하게 하는 PC 구조.
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