KR200317090Y1 - 테이퍼형 중공 프리캐스트 콘크리트 패널 - Google Patents

Abstract

본 고안은 테이퍼형 중공 프리캐스트 콘크리트 패널 및 이를 이용한 벽체구조물 시공방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 프리캐스트 콘크리트로 제작된 패널로서 그 내부에 테이퍼형상의 중공이 형성되어 있어 구조적 성능이 향상된 패널에 관한 것이다.

본 고안에서는 소정 두께의 판형 구조를 가지고 있으며, 내부에는 길이 방향으로 소정 간격을 두고 다수개의 수직홀이 형성되어 있고, 상기 수직홀은 그 상단 또는 하단으로 갈수록 크기가 줄어들도록 테이퍼진 형태로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 테이퍼형 중공 PC 패널이 제공된다.

Description

테이퍼형 중공 프리캐스트 콘크리트 패널{Tapered Hollow Precast Concrete Pannel}

본 고안은 테이퍼형 중공 프리캐스트 콘크리트 패널에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 프리캐스트 콘크리트로 제작된 패널로서 그 내부에 테이퍼형상의 중공이 형성되어 있어 구조적 성능이 향상된 패널에 관한 것이다.

건축물 등의 벽체구조물을 시공함에 있어서, 종래에는 일반 콘크리트로 이루어진 패널을 사용하여 왔다. 특히, 건축구조물에 있어서 전단내력벽으로서 기능하는 코어(Core) 벽체구조물의 경우 주로 현장 타설 콘크리트를 이용하여 패널을 현장에서 시공하는 방식을 사용하였다. 그런데, 이와 같이 현장 타설 콘크리트를 이용하여 패널을 시공하는 경우, 공기가 지연될 뿐만 아니라, 콘크리트 타설을 위한 철근의 설치와 결속, 그리고 거푸집 등의 부대설비 설치에 따른 비용이 상당히 소요되었다.

이를 극복하기 위한 방안으로서, 공장에서 미리 프리캐스트 콘크리트(Precast Concrete; 이하 "PC"라고 약칭한다) 패널을 제작하고, 이를 현장으로 이송하여 조립함으로써 벽체구조물을 시공하는 방법이 개발되었다. 기존의 PC패널 종류로는, 솔리드(Solid) PC 패널과 중공 PC 패널이 있는데, 기존의 중공 PC 패널은 제조방식으로 인해 제한된 크기(폭1.0m ~ 1.2m)를 가지며, 솔리드 PC 패널의 경우는 단위 PC 패널의 중량 과다로 인해 양중에 불리한 점이 있다. 또한, 이들 종래의 중공 PC 패널과 솔리드 PC 패널을 이용하여 전단내력벽체를 시공하는 경우에는, 일체식 현장타설 공법에는 없는 연결부가 발생하게 되는데, 이러한 연결부의 발생으로 인하여 시공할 수 있는 건축물의 층수 및 높이에 법률적 제한을 받게 되는 한계가 있다.

이에 본 고안은 상기와 같은 종래의 PC 패널과 이를 이용한 벽체구조물의 시공방법이 가지는 한계를 극복하기 위하여 개발된 것으로, 종래의 PC 패널에 비하여 경량이면서도 시공성이 우수할 뿐만 아니라 간편한 방법으로 서로 견고하게 연결하여 벽체구조물의 시공속도를 현저하게 증가시킬 수 있으며 시공에 소요되는 인력과 시공비를 절감할 수 있는 새로운 방식에 의한 PC 패널의 제공을 고안의 목적으로 한다.

도 1a는 본고안의 테이퍼형 중공 PC 패널의 개략적인 사시도이다.

도 1b는 도 1a에 도시된 본 고안의 테이퍼형 중공 PC 패널의 평면도이다.

도 1c는 본 고안의 테이퍼형 중공 PC 패널의 내부 구조를 볼 수 있도록 도 1a의 선A-A에 따른 단면도이다.

도 2는 본 고안의 테이퍼형 중공 PC 패널 변형실시예의 단면도이다.

도 3a는, 3개의 본 고안에 따른 테이퍼형 중공 PC 패널이 수직하게 연결되어 구성된 벽체구조물의 개략적인 단면도이다.

도 3b는 도 3a에 도시된 원B의 확대 상세도이다.

도 4a는 본 고안에 따른 테이퍼형 중공 PC 패널이 좌우측 패널과 연결한 상태에서의 일부 평면도이다.

도 4b는 도 4a에 도시된 원 C의 확대 상세도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호설명 *

10 수직홀 11 보강 철근

12 속채움 콘크리트 13 가이드 부재

20 벽체구조물 100 PC 패널

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 고안에서는, 소정 두께의 판형 구조를 가지고 있으며 내부에는 길이 방향으로 소정 간격을 두고 다수개의 수직홀이 형성되어 있고, 상기 수직홀은 그 상단 또는 하단으로 갈수록 크기가 줄어들도록 테이퍼진 형태로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 테이퍼형 중공 PC 패널이 제공된다.

본 고안에서는 상기한 테이펴형 중공 PC 패널의 변형예로서, 상기 수직홀이, 그 상단 및 하단으로부터 PC 패널 중간의 소정 위치로 갈수록 점점 크기가 줄어들도록 테이퍼진 형태로 구성되어 있는 테이퍼형 중공 PC 패널이 제공된다.

이하 첨부된 예시도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 1a 내지 도 1c는 본 고안에 의한 테이퍼형 중공 PC 패널(100)을 보여주는 도면으로서, 도 1a는 본 고안의 테이퍼형 중공 PC 패널(100)의 개략적인 사시도이고, 도 1b는 평면도이며, 도 1c는 테이퍼형 중공 PC 패널(100)의 내부 구조를 볼 수 있도록 도 1a의 선A-A에 따른 단면도이다.

도면에 도시된 바와 같이, 본 고안의 테이퍼형 중공 PC 패널(100)은 소정 두께의 판형 구조를 가지고 있다. 도 1b 및 도 1c에 도시된 바와 같이, 상기 패널(100)의 내부에는 길이 방향으로 소정 간격을 두고 다수개의 수직홀(10)이 형성되어 있다. 상기 수직홀(10)은 원형이 되도록 형성되는데, 상단 또는 하단으로 갈수록 수직홀(10)의 크기가 줄어들도록 테이퍼져 있다.

이와 같이, 본 고안에 따른 PC 패널(100)의 내부에 다수개의 수직홀(10), 즉 중공이 형성되어 있으므로, 무게가 종래의 솔리드 PC 패널에 비하여 줄어들게 된다. 특히, 수직홀(10)이 단순히 직선형태로 형성되는 것이 아니라 테이퍼지도록형성되므로써 독특한 상승효과를 발휘하게 되는데, 그 상승효과에 대해서는 다음에서 설명하는 상기 PC 패널(100)를 이용한 벽체구조물의 구체적인 시공방법과 관련하여 설명한다.

한편, 테이퍼지도록 형성된 상기 수직홀(10)은 그 테이퍼진 형상을 변화시킬 수 있는데, 본 고안에 따른 PC 패널(100)의 변형 실시예에 대한 단면도를 도시하고 있는 도 2에 도시된 바와 같이, PC 패널(100)의 상단 및 하단으로부터 중간의 소정 위치로 갈 수록 점점 수직홀(10)의 크기가 줄어드는 형태로 테이퍼지도록 상기 수직홀(10)을 형성할 수도 있다.

다음에서는 참고사항으로서, 도 3a, b 및 도 4a, b를 참조하여 상기한 본 고안에 따른 PC 패널(100)을 이용한 벽체구조물의 시공방법에 대하여 설명한다.

도 3a는, 본 고안에 따른 테이퍼형 중공 PC 패널(100)이 수직하게 연결되어 벽체구조물(20)을 이루는 형상을 설명하기 위하여 3개의 PC 패널(100) 중 중간 패널을 중심으로 한 벽체구조물(20)의 단면도이고, 도 3b는 도 3a에 도시된 원B의 확대 상세도이다. 도 4a는 본 고안에 따른 테이퍼형 중공 PC 패널(100)이 좌우측 패널과 연결한 상태에서의 일부 평면도이고, 도 4b는 도 4a에 도시된 원 C의 확대 상세도이다.

도면에 도시된 바와 같이, 본 고안에 따른 테이퍼형 중공 PC 패널(100)은 다수개가 수직하게 놓여져 적층되어 수직한 벽체구조물(20)을 이루게 되는데, 우선 수직하게 놓여진 하부 PC 패널(100')의 수직홀(10')에는 보강 철근(11')이 수직홀(10')의 대략 중앙에 위치하도록 삽입된 후 수직홀(10')에는 속채움 콘크리트(12)가 채워지게 된다. 이때, 처음에 타설되는 속채움 콘크리트(12)는 수직홀(10')을 다 채우지 않게 되고 PC 패널(100')의 상부면으로부터 소정 깊이까지만 채워진다. 즉, 도 3a 및 도 3b에서 화살표로 표시된 부분까지만 속채움 콘크리트(12)가 채워지는 것이다. 따라서, 속채움 콘크리트(12)가 채워지지 아니한 수직홀(10')의 상부 부분에서는 보강 철근(11')이 노출되어 있게 된다.

초기에 타설된 속채움 콘크리트(12)가 소정 강도 이상으로 양생되면, 상부에 다른 PC 패널(100)을 각각의 수직홀(10, 10')이 서로 일치하도록 상부에 적층한다. 이때, 상부와 하부 PC 패널(100, 100')의 위치를 고정하기 위하여 하부 PC 패널(100')의 상부면 가장자리에는 예를 들면 강재 바(bar)와 같은 가이드 부재(13)를 설치하고, 대응되는 상부 PC 패널(100)의 하부면 가장자리에는 가이드 홈을 형성하여, 상부와 하부 PC 패널(100, 100')이 적층될 때, 상기 가이드 부재(13)가 상기 가이드 홈에 삽입되도록 한다.

상기 가이드 부재(13)와 가이드 홈은 상기 강재 바와 홈에 한정되는 것이 아니며, 돌기와 홈, 지그와 삽입홈 등 다양한 형태로 변형될 수 있다. 또한, 상기 가이드 부재(13)가 상부 PC 패널(100)의 하부면 가장자리에 설치되고 상기 가이드 홈이 하부 PC 패널(100')의 상부면 가장자리에 설치될 수도 있으며, 설치 위치도 반드시 가장자리에 한정되지 아니하며 필요에 따라 그 위치를 적절히 선택할 수 있다.

이때, PC 패널(100)의 제작시 발생 가능한 부채치수의 오차 등을 감안하여, PC 패널(100)을 적층하여 벽체구조물을 시공함에 있어서, 층고 및 정밀한 수직도를갖도록 시공하기 위하여 상부 및 하부 PC 패널(100, 100')간의 연결부(30)에는 소정의 두께를 가진 우든 패드(WOODEN PAD)(도시되지 않음)로 고임을 하고, 콘크리트 속채움을 위해 연결부(30) 둘레를 막아놓는다.

이와 같이 상부와 하부의 PC 패널(100, 100')이 정해진 위치에서 서로 적층되면, 상부의 PC 패널(100)의 상부면을 통하여 상부의 PC 패널(100)의 수직홀(10)에 보강 철근(11)을 삽입한다. 이때, 하부 PC 패널(100')의 수직홀(10')은 속채움 콘크리트(12)로 완전히 채워져 있지 않기 때문에 상부의 PC 패널(100)의 수직홀(10)을 통하여 삽입된 보강 철근(11)의 하부 단부의 일부분은 하부 PC 패널(100')의 수직홀(10')의 일부분까지 자동적으로 삽입된다. 따라서, 하부 PC 패널(100')의 수직홀(10')에서 속채움 콘크리트(12)가 채워져 있지 아니한 부분에서는 하부 PC 패널(100')의 보강 철근(11')과 상부 PC 패널(100)의 보강 철근(11)이 소정 길이만큼 겹쳐져 위치하게 된다.

한편, 하부 PC 패널(100')의 수직홀(10')에 채워진 속채움 콘크리트(12)는 소정 강도로 양생되어 있기 때문에, 상부 PC 패널(100)의 보강 철근(11)을 그 수직홀(10)의 상단면 홀에서 단지 떨어뜨리기만 하여도 보강 철근(11)의 단부가 자동적으로 하부 PC 패널(100')내에 있는 상기 속채움 콘크리트(12) 상단면에 위치하게 된다. 따라서, 하부 PC 패널(100')의 각 수직홀(10')에서 속채움 콘크리트(12)의 채움 높이를 일정하게 맞추게 되면 상부 PC 패널(100)로부터 삽입된 보강 철근(11)이 하부 PC 패널(100')의 수직홀(10')에 위치하게 되는 길이는 각 수직홀(10')에 대하여 일정하게 될 수 있다.

이와 같이, 상부 PC 패널(100)을 통하여 삽입된 보강 철근(11)이 그 하부의 일정 길이가 하부 PC 패널(100')의 보강 철근(11')의 상부와 겹쳐지도록 위치하게 되면 상부 PC 패널(100)의 상부면을 통하여 콘크리트를 타설하여, 속채움 콘크리트(12)가 타설되어 있지 아니하던 하부 PC 패널(100')의 수직홀(10') 상부 부분, 상부 및 하부 PC 패널(100, 100')간의 연결부(30), 그리고 상부 PC 패널(100)의 수직홀(100)을 속채움하게 된다.

하부 PC 패널(100')의 수직홀(100')에 속채움 콘크리트(12)를 타설할 때와 마찬가지로 상부 PC 패널(100)의 수직홀(100)의 경우도 그 상부 부분의 소정 길이는 남겨둔 채로 속채움 콘크리트(12)를 타설하게 된다.

이후에는 앞서 설명한 과정을 반복하여 또다른 PC 패널(100")을 계속 적층하여 필요한 높이의 전체 벽체구조물(20)을 시공하게 된다.

위와 같은 연결구조와 벽체구조물 시공방법에 의하면, 속채움 콘크리트(12)는 상부와 하부가 연속되며, 상부와 하부 PC 패널(100, 100')에 각각 삽입된 보강 철근(11, 11')이 서로 겹침이음을 이루어 존재하게 되므로 연결부(30)에서의 연속성과 강도가 매우 우수하게 되고 PC 패널간의 견고한 연결이 이루어져 일체식 현장타설 공법과 같은 효과를 발휘하게 된다.

특히, PC 패널(100, 100')에 횡방향력이 작용하는 경우, 그에 의한 모멘트에 의하여 상부 PC 패널(100)의 보강 철근(11)에 대하여 하부 방향으로 인장력이 작용하게 되는데, 본 고안의 PC 패널(100)에서는 수직홀(10)이 테이퍼형상을 이루고 있어, 보강 철근(11)이 매립되어 있는 수직홀(10) 내의 속채움 콘크리트(12)가 테이퍼형상으로 인하여 쐐기 역할을 하게 되어 보강 철근(11)에 작용하는 인장력에 대하여 강한 저항력을 발휘하게 된다. 따라서, 본 고안에서는 횡방향력에 대한 PC 패널강도 및 연결부의 강도가 현저하게 증가되는 효과를 발휘하게 된다.

한편, PC 패널(100)의 좌우측 단부에서 수평방향으로 다른 패널을 연결하는 경우에는 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 연결부분에 전단키(33)를 형성하고 그 전단키(33) 내에 수직한 보강 철근(31)을 삽입한 후에 속채움 콘크리트(32)를 타설하는 구조를 이용하여 연결할 수 있다.

또한, 앞서 PC 패널(100)을 수직하게 적층하여 일체화시키기 위하여 보강 철근(11, 11')을 PC 패널(100, 100')의 상부면에서 수직홀(10, 10')로 삽입한 후 속채움 콘크리트(12)를 타설할 때, 보강 철근(11, 11')이 각각의 수직홀(10, 10')의 대략적인 중앙에 위치하는 것이 유지되도록 그리고 속채움 콘크리트(12)의 진동다짐을 위하여 보강 철근(11, 11')의 상단부를 수평 철근(34)와 연결시킨 후 속채움 콘크리트(12)를 타설할 수도 있다. 이와 같이 수평 철근(34)과 보강 철근(11, 11')의 상단부가 연결된 상태에서 속채움 콘크리트(12)를 타설한 후 수평 철근(34)에 진동을 가하면 보강 철근(11, 11')을 통하여 진동이 전달되어 수직홀(10, 10')에 부어진 콘크리트에 충분한 진동 다짐 효과가 발휘될 수 있다.

한편, 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 본 고안에 따른 PC 패널(100, 100')에는 그 전면과 배면 내부에 보강용 와이어 매쉬(36)를 매립하여 설치할 수도 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 고안에 따른 PC 패널(100)은 그 내부에 다수개의 수직홀(10), 즉 중공이 형성되어 있으므로, 무게가 종래의 솔리드 패널에 비하여 줄어들게 된다. 특히, 수직홀(10)이 단순히 직선형태로 형성되는 것이 아니라 테이퍼지도록 형성되므로써 PC 패널(100)이 연결되어 벽체구조물 등을 구성할 때, 테어퍼진 수직홀(10)에 채워진 속채움 콘크리트(12)가 쐐기 효과를 발휘하게 되어 우수한 횡방향 강도와 연결부 강도를 가지게 된다.

특히, PC 패널(100)이 연결되어 벽체구조물 등을 구성하는 경우, 견고한 연결부를 이룰 수 있어 우수한 구조적 일체성을 확보할 수 있으므로 일체식 현장타설 공법에 의하여 벽체구조물을 형성한 것과 같은 효과를 발휘하게 된다. 따라서, 종래의 중공 PC 패널과 솔리드 PC 패널을 이용하여 전단내력벽체를 시공하는 경우에 연결부의 발생으로 인하여 시공할 수 있는 건축물의 층수 및 높이에 법률적 제한을 받게 되나, 본 고안에서는 현장타설 공법에 의하여 벽체구조물을 형성한 것과 같은 견고한 연결부를 가지게 되므로, 층수 및 높이에 부가되었던 기존의 법률적 제한이 되는 근거를 해소할 수 있게 된다.

또한, 위와 같은 벽체구조물 시공방법에 의하면 PC 패널(100)을 간편한 방법으로 서로 견고하게 연결할 수 있어 시공속도를 현저하게 증가시킬 수 있으며, 시공에 소요되는 인력과 시공비를 절감할 수 있게 된다.

Claims (2)

1. 소정 두께의 판형 구조를 가지고 있으며, 내부에는 길이 방향으로 소정 간격을 두고 다수개의 수직홀(10)이 형성되어 있고, 상기 수직홀(10)은 그 상단 또는 하단으로 갈수록 크기가 줄어들도록 테이퍼진 형태로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 테이퍼형 중공 PC 패널.
2. 제1항에 있어서,

   상기 수직홀(10)은, 그 상단 및 하단으로부터 중간의 소정 위치로 갈수록 점점 크기가 줄어들도록 테이퍼진 형태로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 테이퍼형 중공 PC 패널.