KR20030063962A

KR20030063962A - 개량형 t형 pc 슬래브와 이를 이용한 시공방법

Info

Publication number: KR20030063962A
Application number: KR1020020004335A
Authority: KR
Inventors: 유승룡
Original assignee: 유승룡
Priority date: 2002-01-24
Filing date: 2002-01-24
Publication date: 2003-07-31

Abstract

본 발명은 고하중·장스팬 슬래브 구조시스템으로 주로 활용되고 있는 T형 PC(Precast Concrete) 슬래브에 관한 것으로서 구조적으로 우수하며 경제적이며, 고하중, 장스팬에 유리한 개량형 T형 PC 슬래브와 이를 이용한 시공방법에 관한 것이다.

바닥이나 지붕재료로서 T형 부재는 건축물의 층고를 줄이기 위하여 댑단부(dapped end)로 설계해야 할 경우가 있다. 도1 A에서 티 슬래브에 일반적으로 적용되는 PCI(Prestressed Concrete Institute)에서 제안한 T형 PC슬래브를 볼 수 있다. 아울러, 도2 A에서 상기의 PCI 슬래브의 단부를 변형한 T형 PC 슬래브를 볼 수 있다. 이 변형된 T형 PC 슬래브는 기존의 PCI 슬래브보다 다양한 장점을 보유하고 있으나, 단부에서 슬래브 두께를 증가시킴으로 PCI 슬래브보다 무겁고, 보다 많은 콘크리트와 철근이 요구된다. 본 발명의 개량 T형 슬래브는 도3 A또는 도3 B와 같이 함으로써, 도2 A, 도2 B의 PCI 슬래브와 동일한 장점을 보유하며 콘크리트와 철근량을 줄임으로서 경제성을 향상시킬 수 있고 자중을 줄임으로서 구조적 성능 향상을 도모할 수 있는 '개량형 슬래브'를 제안하였다. 이 슬래브는 높은 인구밀도로 인한 토지이용률이 매우 높은 국내에서 그 성능이 기대되어지는 단면이다.

본 발명의 개량형 T형 PC 슬래브(14, 20)는 도 3의 A와 같이 양 단부에서 두 웨브의 슬래브 두께가 양쪽 플랜지 슬래브 두께보다 더 두꺼운 T형상의 단부 플랜지및 일정두께의 플랜지가 다시 얇아지는 플랜지 및 웨브상기 플랜지 하부면에 직각으로 형성되고, 길이가 상기 플랜지보다 길게 형성된 웨브(19)로 구성된다.

본 발명의 개량 T형 PC 슬래브(14,20)를 이용하여 구조물을 구축하는 방법은 다수개의 PC 기둥을 세우는 단계, 이 PC 기둥의 상부면에 다수의 직사각형 또는 역티형 PC 보를 조립하는 단계, 이 PC 보에 PC 보와 동일평면상으로 본 발명의 T형 PC 슬래브 댑을 조립하는 단계 및 상기 PC 기둥, PC 보 및 T형 PC 슬래브의 상부에 용접철망을 배근한 후 현장타설 콘크리트를 적용하는 단계로 구성된다.

본 발명의 T형 PC 슬래브 단부 및 이를 이용하여 구조물을 구축하는 방법은 전단력에 의한 댑모서리 응력집중을 복잡한 철근배근으로 해결한 기존의 PCI댑과는 다르게 콘크리트 유효단면을 크게 함으로써 전단강도를 획기적으로 개선할 수 있으며, 기존의 역티형보(25) 보다 경제적인 직사각형보와 함께 그 접합부를 고정단으로 유도하기 편리한 대안으로 제안되었다.

Description

개량형 T형 PC 슬래브와 이를 이용한 시공방법{Improved T-shape PC Slab and Method for Constructing Structure Using the Same}

건설자재로써 PC재는 동일한 형틀에서 다수의 부재를 제작하므로, 기정해진 부재모양의 세밀한 요소까지 엄밀하게 검토되어야 한다. 기존의 변형된 T형 PC슬래브(도2A와 도2B)는 플랜지 전면적이 두꺼워지므로, 이 부위를 제외한 다른 부위에 비하여 너무 과도한 강성과 강도를 초래한다. 이 과도 부위는 자중증가로 인한 하위부재의 증가를 초래하여 구조적 효율성과 경재성을 저하시킨다. 두꺼운 넓은 플랜지는 최소 전단배근과 휨배근 그리고 각 배근의 정착길이가 요구되므로 상당량의 철근이 소요되며, 이에따를 결과는 경쟁이 되는 기존 PCI 슬래브 또는 중공슬래브와 비교한 경제성에서 문제가 있으므로 그 활용성이 저하된다.

따라서, 기존의 플랜지 전면적이 두꺼워진 변형된 T형 PC슬래브(도2A와 도2B)를 개량된 T형 PC슬래브(도3A와 도3B)와 같이 두꺼워진 플랜지를 일정량 축소시켜 T형화(19) 함으로써 여타 슬래브와 비교한 경제성을 갖으며, 구조적 효율성도 보유할 수 있다.

본 발명은 기존의 더블티 댑단부를 개선하여 기존 댑에서 장점을 그대로 유지하면서 콘크리트 물량과 철근량을 줄임으로서 경제성을 향상시킬 수 있는 개량형 T형 PC 슬래브와 이를 이용한 시공방법을 개발하는데 있다.

기존의 더블티 매장은 국내 PC업체에 의하여 이미 수십여개의 할인점이 완공내지 시공중에 있다. 기존에 시공된 PCI 슬래브(1)은 다음과 같은 문제점이 있다. 1) 슬래브 깊이가 일반 중공슬래브(hollow core slab) 또는 RC슬래브 보다 깊어 층고증가를 초래한다. 2) 댑단부에서의 과도한 철근배근으로 인한 생산의 난이성 3) 댑단부를 단순지지로만 시공할 수 있어 휨효율성 저하 4) 웨브 다리(4)의 국부 지압 응력의 과도로 매우 큰 하중이 적용될 경우 지압파괴가 우려되고, 철골조 보에 적용할 경우 이 지압하중은 특히 문제가 된다. 5) 댑단부 니브의 깊이(H2)가 전체 슬래브의 50%이상이 요구되므로, 불활용 공간(dead space)가 전체슬래브에 50% 깊이는 반드시 요구되므로 이에 따른 층고 증가를 초래한다. 6) 역티형보는 복잡한 모양으로 그 생산, 운송, 설치가 난해하다.

상기의 문제점을 보완하기 위하여 변형된 T형 PC슬래브(10)는 위의 문제점을 다음과 같이 만족시킨다. 1) 댑단부에서의 넓은 니브에 철근이 배근되므로 생산의 효율성을 기할 수 있다. 2) 댑단부를 연속화로 시공할 수 있어 휨효율성 증가 3) 받임점에서 등분포 하중으로 지지되므로 지압파괴가 없으며, 철골조 보에 적용할 경우 훨씬 우월한 거동을 보여준다. 4) 댑단부 니브의 깊이(H2')가 전체 슬래브의 30% 이상이 요구되므로, 불활용 공간(dead space)이 30%로 줄어든다. 이에 따른 층고 감소를 기대할 수 있다. 5) 직사각형보를 적용함으로써 그 생산, 운송, 설치에서 보다 경제적이다. 그러나 이장점에도 불구하고 과도한 콘크리트 및 철근 물량이 필요하고, 그로 인한 자중이 증가로 인하여 기존의 T형 PC슬래브(1) 보다 많이 활용되지 않았다.

본 발명의 개량된 T형 PC 슬래브는 단부의 두꺼운 부분이 변형된 T형 PC 슬래브(10)보다 반으로 줄어들게 되므로 콘크리트 와 철근 물량을 감소할 수 있고, 부가적인 자중의 감소 및 생산비 절감이 가능하다. 아울러, 변형된 T형 슬래브에서의 장점을 그대로 보유할 수 있다.

본 발명의 목적은 기존 T형 PC 슬래브를 토대로 변형된 T형 PC 슬래브에서 만족시킨 구조 성능을 그대로 유지하고 콘크리트 물량과 철근량을 줄임으로서 경제성을 향상시킬 수 있는 T형 슬래브를 제안하였다. 또한. 이 슬래브는 자중을 줄임으로서 구조적 성능 향상을 도모할 수 있으며, 댑단부의 보다 향상된 전단 성능을 확보하여 외부하중에 의한 전단강도를 개선할 수 있는 T형 PC 슬래브 및 시공방법을 제공하는 것이다.

도1A는 기존 T형 PC 슬래브의 사시도이다.

도1B는 기존 T형 PC 슬래브의 댑과 역티형 PC보와의 접합부 단면도이다.

도2A는 변형된 싱글 T형 PC 슬래브의 사시도이다.

도2B는 변형된 더블 T형 PC 슬래브의 사시도이다

도2C는 변형된 T형 PC 슬래브의 댑과 PC보와의 접합부 입면도이다.

도3A는 발명한 개량형 싱글 T형 PC 슬래브의 사시도이다.

도3B는 발명한 개량형 더블 T형 PC 슬래브의 사시도이다.

도3C는 발명한 개량형 T형 PC 슬래브의 댑과 PC보와의 접합부 입면도이다.

도4A 부터 도4D는 본 발명의 개량형 T형 PC 슬래브를 설치하여 지하 또는 지상 바닥판을 시공하는 방법의 구성도이다.

〈도면의 부호에 대한 간단한 설명〉

1: 기존 T형 PC 슬래브

2: 기존 T형 PC 슬래브의 플랜지

3: 기존 T형 PC 슬래브의 웨브

4: 기존 T형 PC 슬래브의 댑단부

5: 변형된 싱글 T형 PC 슬래브

6: 변형된 싱글 T형 PC 슬래브의 플랜지

7: 변형된 싱글 T형 PC 슬래브의 웨브

8: 변형된 싱글 T형 PC 슬래브의 댑단부

9: 변형된 T형 PC 슬래브의 댑단부 형상

10: 변형된 더블 T형 PC 슬래브

11: 변형된 더블 T형 PC 슬래브의 플랜지

12: 변형된 더블 T형 PC 슬래브의 웨브

13: 변형된 더블 T형 PC 슬래브의 댑단부

14: 발명한 개량형 싱글 T형 PC 슬래브

15: 발명한 개량형 싱글 T형 PC 슬래브의 플랜지

16: 발명한 개량형 싱글 T형 PC 슬래브의 웨브

17: 발명한 개량형 싱글 T형 PC 슬래브의 댑단부

18: 발명한 개량형 싱글 T형 PC 슬래브의 플랜지 하부 보강부

19: 발명한 개량형 T형 PC 슬래브의 댑단부 형상

20: 발명한 개량형 더블 T형 PC 슬래브

21: 발명한 개량형 더블 T형 PC 슬래브의 플랜지

22: 발명한 개량형 더블 T형 PC 슬래브의 웨브

23: 발명한 개량형 더블 T형 PC 슬래브의 댑단부

24: 연속화를 위한 접합부 휨철근

25: 역티형 보

26: 직사각형 보

27: PC 보

28: PC 기둥

29: 현장 타설 콘크리트

도면에 따라 본 발명을 설명한다.

본 발명의 T형 PC 슬래브는 하나 또는 복수개의 웨브(16)로 구성된다. 도3A는 웨브(16)가 하나인 슬래브(14)의 사시도이다. 도3 B는 웨브(22)가 두 개인 T형 PC 슬래브(20)의 구체의 사시도를 예로 나타낸 것으로서 이를 기준으로 본 발명의 T형 PC 슬래브(20)를 설명한다.

상기 플랜지(21)는 단면의 두께가 일정한 직사각형 형상의 콘크리트 판이며 양쪽 댑단부에서는 두 웨브사이를 연결시키는 직사각형 모양으로 만들었다. 본 발명의 T형 PC 슬래브(20)의 플랜지(21)의 양 단부가 외부 하중에 의한 전단력을 부담하게 되어 기존의 T형 PC 슬래브(1)와 변형된 T형 PC 슬래브(10)에 비해 콘크리트 물량과 철근량을 줄임으로서 경제성을 향상시킬 수 있고 자중을 줄임으로서 구조적 성능 향상을 도모할 수 있다. 그러므로, 상기 플랜지(21)의 양 단부의 형상은 구조적으로 취약한 부분이기 때문에 웨브사이를 보강한 직사각형 모양(19)을 하고 있다.

이 T형 슬래브의 웨브(22)는 웨브 하부 수평면에 직각으로 형성되거나 웨브하부면에서 일정각도로 경사진 부재이다. 본 발명의 T형 PC 슬래브(20)가 직사각형 PC 보(26)에 설치될 수 있도록, 웨브(22)의 양쪽 끝은 ㄱ자 모양(23)의 형상이다.

도3 C는 본 발명의 T형 PC 슬래브의 댑(23)과 직사각형 PC 보(26)의 결합부의 입면도이다. 본 발명은 PCI댑에서와 같이 웨브(22)에 별도로 'ㄱ' 자 형상의 댑을 형성시키는 것으로, 변형된 T형 PC 슬래브(10)에서와 같이 플랜지(11)의 양 단부와 웨브(12)의 전체적인 결합형상에 의해서 댑(13)이 형성된 것과는 다르다. 오히려 기존의 T형 PC 슬래브(1)의 웨브형상(4)과 비슷하다 할 수 있다. 상기 플랜지(21) 및 웨브(22)의 내부에는 웨브(22)가 형성되는 방향으로 주근, U형 철근 및 강선이 배근되며 상기 웨브(22)가 형성되는 방향과 직각으로 U형 스트럽 및 보조철근이 배근된다.

도4A에서 도4D는 본 발명의 T형 PC 슬래브(20)를 이용하여 구조물을 축조하는 방법의 구성도이다.

도4A는 지하 또는 지상의 기초 또는 바닥판 위에 공장에서 제작된 다수개의 PC 기둥(28)을 크레인을 이용하여 기초판 위에 볼트등을 이용하여 수직으로 세우는 단계이다.

도4B는 상기 다수개의 PC 기둥(28)의 상부 면 또는 기둥의 코오벨부에 PC 기둥(28)과 직각으로, 공장에서 제작된 다수개의 PC 보(27)를 격자형으로 설치하는 단계이다. 상기 PC 보(27) 상부에는 상부 콘크리트와의 결합을 위하여 전단연결재가 형성될 수 있다.

도4C는 상기 다수개의 PC 보(27)와 PC보(27) 사이에 본 발명의 다수개의 T형 PC 슬래브(20)를 크레인을 이용해서 연속하여 설치하는 단계이다. 상기 PC 보(27)의 모서리에 본 발명의 T형 PC 슬래브의 댑(23)이 결합된다.

도4D는 상기 다수개의 PC 기둥(28), PC 보(27) 및 본 발명의 T형 PC 슬래브(20)를 커플링 또는 철근에 의하여 연속화(24)시키고 슬래브 상부에 용접철망을 배근한 후 현장타설 콘크리트(29)에 의하여 일체화되는 단계이다.

본 발명에서 제안한 "개량형 T형 PC 슬래브와 이를 이용한 시공방법 "은 종래의 PCI슬래브(1)과 비교하여 다음과 같은 장점을 기대할 수 있다. 1) 종래의 변형된 T형 PC 슬래브보다 단면의 변형을 통해 콘크리트 및 철근의 물량을 감소할 수 있으므로 경제적이다. 2) 종래의 변형된 T형 PC 슬래브보다 자중을 감소할 수 있다. 3)보다 저렴한 생산비로 종래의 변형된 T형 PC 슬래브와 동일한 구조적 성능과장점을 보유할 수 있다. 4) 함께 사용되는 직사각형보는 종래의 역티형보 보다 제작 설치가 용이하며 경제적이다.

Claims

PC 보에 지지되는 플랜지(15)의 양 단부는 웨브가 ㄱ자 모양으로 형성된 부분에서 하나의 웨브 상부를 가운데가 두꺼워진 T형 모양(19)으로 만들었으며, 이 T형 모양의 플랜지 일부가 보 단부에서 보 내부로 보강(18)되어 형성된 댑단부:

로 구성되는 것을 특징으로 하는 T형 PC 슬래브.
PC 보에 지지되는 플랜지(21)의 양 단부는 웨브가 ㄱ자 모양으로 형성된 부분에서 두 웨브사이의 상부를 T형 모양(19)으로 만들었으며, 웨브사이로 T형 모양의 플랜지 일부가 보 단부에서 보 내부로 보강되어 형성된 댑단부:

로 구성되는 것을 특징으로 하는 T형 PC 슬래브.
제1항에서, 상기 댑의 니브(23)를 받쳐주는 직사각형보의 적용
수직으로 다수개의 PC 기둥(28)을 설치하는 단계;

상기 PC 기둥(28)의 상부면에 직각으로 다수개의 PC보(27)를 설치하는 단계;

상기 PC 보(27)와 PC 보(27)사이에 PC 보와 동일평면으로 다수 개의 제1항의 T형 PC 슬래브(14, 20)를 설치하는 단계; 및

상기 다수개의 PC 기둥(28), PC 보(27) 및 상기 T형 PC 슬래브(14, 20)의 상부에 상부철근을 배근하고 슬래브 콘크리트(29)를 타설하는 단계;

로 구성되는 것을 특징으로 하는 개량형 T형 PC 슬래브를 이용하여 구조물을 구축하는 방법.
연속화를 위해 부재간 접합부의 상부 토핑콘크리트 내부에 배근되는 휨철근(24)과 시공방법

로 구성되는 것을 특징으로 하는 개량형 T형 PC슬래브를 이용한 구조물 연속화방법