KR200321053Y1 - 철선트러스 거푸집 - Google Patents

Abstract

철콘 구조물은 거푸집에 철근을 배근한 후 스페이서와 세퍼레이터를 끼우고 전선 배관을 한 다음에 폼타이를 끼워 조인 후 진동을 가하면서 콘크리트를 부어넣는 절차를 밟고 있다.

그런데 거푸집, 스페이서, 세퍼레이터 및 폼타이는 며칠간만 사용하는 가설재이므로 소홀히 다루며, 재활용 회수가 많지 않아 폐기물 처리비용도 크다.

재래식 철콘 공사는 시방서에서 요구하는 품질 확보에 실패하는 경우가 태반이어서 수명이 대폭 감소되는 추세에 있다.

철콘 공사비의 개략 구성비는 철근 : 콘크리트 : 거푸집이 1 : 1 : 1이다. 따라서 거푸집 자재의 물량도 줄이면서 재활용도가 높으며, 일반 노동자라도 고품질의 철콘 구조물을 생산할 수 있는 새로운 개념의 시공 방안이 요구되고 있다.

본 고안은 철콘 구조의 배력근 중 일부 또는 전부를 철선트러스로 공장 제작함으로 인하여 철근 배근상의 품질 저하 요인을 차단하고 거푸집 물량과 공사기간 및 공사비를 절감하여 철콘 구조물 품질의 고급화를 이루는 것을 목적으로 한다.

즉 철선 트러스를 일반 철근 또는 냉간신선으로 공장제작하여 철콘 슬래브나 내력벽의 배력근 중 일부 또는 전부의 기능을 담당하게 하면서 스페이서와 세퍼레이터, 슬래브 상단 피복 두께표지 및 폼타이 구실을 하며, 거푸집 골조의 역할 중 일부를 담당하게 하는 것이다.

철선트러스는 두가지로, 그중 하나는 w형 래티스(13)를 상, 하현재(11, 21)에 용접한 연속래티스 철선트러스(1)이다. 다른 하나는 ㄷ형 래티스(23)를 상, 하현재(21, 22)에 용접한 단속래티스 철선트러스(2)이다. 철선트러스에는 상, 하고리(14, 24, 15, 25)가 붙어 있으며 녹막이 조치를 하여 보호한다.

철선트러스를 슬래브(81)에 사용하면 철근의 상하좌우 거리 간격과 하단 피복 확보에 더하여 상고리(14, 24)를 활용하면 제물 마감 공사가 용이하다. 즉 상고리(14, 24)를 대형 쇠손 작업용 가이드로 이용하는 것이다.

철선트러스는 가설보(4) 구실을 하므로 가설보(4)와 가설기둥(5)의 수량이 줄어든다.

철선트러스를 벽체(82)에 적용할 때는 벽체(82) 내면에만 가설보w(45)와 가설기둥d(54)로 보강해도 된다.

철선트러스가 거푸집판(3)의 보강재 역할을 대신하므로 거푸집을 패널로 제작하지 않는다.

거푸집판(3)을 내화재로 제작하여 탈형하지 않으면 내화피복과 보온재 및 마감재로도 겸용할 수 있게 된다.

거푸집판(3)은 코팅합판(36)에다 ㄱ형보호띠(37)와, 평보호띠(38)를 붙여서 보호하고 탈형볼트구멍(39)을 마련해둔다.

후크볼트(7)는 갈고리(71)와 수나사축부(74)를 분리형으로 제작한다.

Description

철선트러스 거푸집{Reinforcing truss form system}

철콘(철근콘크리트) 구조물을 생산하기 위해서는 유동성인 콘크리트가 원하는 외형을 갖추도록 거푸집(그릇)을 마련한 다음 거기에 의지하여 상하 가로세로철근을 배근한 후 거푸집과 철근과의 사이 간격 (철근의 피복 두께)을 일정하게 유지시키는 수단으로 스페이서(Spacer)를, 또한 상하 철근 상호간의 간격을 확보하기 위하여는 세퍼레이터(Seperator)를 끼우고 전선 배관을 한 다음에 거푸집과 거푸집 사이 간격 유지용으로 폼타이(Form Tie)를 끼워 조이는 등의 작업을 마친 다음 진동을 가하면서 콘크리트를 거푸집 내에 부어넣는 절차를 밟고 있다.

위 거푸집과 스페이서, 세퍼레이터 및 폼타이는 모두 콘크리트가 경화되는 단 며칠간만 사용하는 가설재에 지나지 않으므로 소홀히 다루는 것이 상례로 되어 있는데, 거푸집의 재활용 회수가 많지 않아 폐기물 처리비용도 부담하여야 한다.

즉 재래식 철콘 공사 방법은 현장 작업자들이 특별히 노력해도 시방서에서 요구하는 품질 확보에 실패하는 경우가 태반이어서 이론상 수명이 적어도 50년 이상이라는 철콘 구조물을 20년도 지나기 전에 재건축할 수밖에 없을 정도로 내구성이 떨어지는 사례가 벌어지고 있다.

철콘 생산 공사비의 개략적인 구성비는 철근 : 콘크리트 : 거푸집을 1 : 1 : 1로 보고 있다. 따라서 거푸집 자재의 물량도 줄이면서 재활용도가 높으며, 특별한 기술자가 아닌 일반 노동자라도 고품질의 철콘 구조물을 생산할 수 있는 새로운 개념의 시공 방안이 절실히 요구되고 있다.

본 고안은 철콘 공사에 필수적인 배력근 중 일부 또는 전부를 철근 또는 냉간신선(Cold Drawn Wire)을 소재로 공장에서 철선트러스로 선조립 함으로 인하여 현장에서 일어나는 철근 배근상의 각종 품질 저하 요인을 사전 차단하고 아울러 거푸집 자재의 물량과 공사기간 및 공사비를 절감하여 철콘 구조물 품질의 고급화를이루는 것을 목적으로 한다.

철선 트러스는 슬래브나 벽체의 배력근 중 일부 또는 전부의 기능을 담당하게 하면서 아울러 위에 설명한 스페이서와 세퍼레이터, 슬래브 상단 피복 두께표지 및 폼타이 구실을 하며, 거기에 더하여 거푸집 골조의 역할 중 일부를 담당하게 하므로 일석삼조의 효과를 얻는 것이다.

본 고안에 적용하는 철선트러스는 두가지로 그중 하나는 w형 냉간신선 래티스(13) 하단 3각형 부분을 교대로 반대 방향 바깥쪽으로 구부려서 하고리(15)로 삼고 상단 3각형 부분을 상고리(14)로 삼아 상, 하현재(12, 12)를 상고리(14)와 하고리(15)에서 콘크리트 피복 두께만큼 안쪽에 배열하여 전기저항 용접한 연속래티스형 철선트러스(1)이다. 다른 하나는 ㄷ형 냉간신선 래티스(23)의 상, 하단 구부린 부분을 상고리(24)와 하고리(25)로 삼고 상, 하현재(21, 22)를 콘크리트 피복 두께만큼 안쪽에 배열하여 전기저항 용접한 단속래티스형 철선트러스(2)이다. 상고리와 하고리(14, 15, 24, 25)가 거푸집에 닿는 부분은 녹이 날 수 있으므로 도금, 칠 또는 플래스틱 카바 등으로 보호한다.

철선트러스는 반자동으로도 생산 가능하도록 하기 위하여 단속래티스형 철선트러스(2)으로 설계하였으나, 래티스를 연속 w형으로 자동 제작한 것이 연속 래티스형 철선트러스(1)이다.

이들 철선트러스를 슬래브(81)에 사용하면 철근의 상하좌우 거리 간격과 하단 피복 확보에 더하여 상고리(14, 24)를 슬래브(81)의 상단마감 두께를 일정하게 하는 기준으로 활용하면 제물 마감으로의 공사가 쉬워진다. 즉 상고리(14, 24)를대형 쇠손 작업을 위한 가이드로 이용하는 것이다.

철선트러스는 가설보(4) 구실을 하게 되므로 가설보(4)와 가설기둥(5)은 일반 철콘 공사일 경우보다 훨씬 적은 수량으로도 시공이 가능하여 경제적이다.

철선트러스를 벽체(82)에 적용할 때는 가설보w(45)와 가설기둥d(54)로 보강되는 거푸집판d(34)에 철선트러스w(17)의 하고리(15)를 대고 하현재(12)에 후크볼트(7)의 갈고리(71)를 걸어 고정한 후 상고리(14)에는 거푸집판e(35)를 대고 후크볼트(7)로 부착하기만 해도 철선트러스w(17)의 래티스(13)가 콘크리트의 측압을 받아 주므로 일반 거푸집의 폼타이 역할을 대신한다.

거푸집판d(34)의 보강재에 해당하는 가설보w(45)와 가설기둥d(54)는 벽체(82) 내면에만 설치한다. 철선트러스는 거푸집판(3)의 보강재 역할을 하여 콘크리트의 압력에 저항하기 때문에 거푸집패널로 제작하지 않는 것이다.

거푸집판(3)을 내화재로 제작하여 콘크리트가 양생된 후에도 탈형하지 않으면 그것이 내화피복과 보온재 및 마감재로도 겸용할 수 있게 된다.

거푸집판(3)의 단위 규격은 최대 600*2400mm로 하고 필요에 따라 작은 것들을 제작하여 사용할 수 있다. 거푸집판(3)은 코팅합판(36) 가장자리나 모서리가 충격에도 파손되지 않도록 ㄱ형보호띠(37)를, 중간 적당한 위치에는 평보호띠(38)를 붙이고 탈형볼트구멍(39)을 마련해 둔다. 그러나 거푸집의 재활용 회수를 늘릴 필요가 없거나 콘크리트 면에 영구 부착할 경우는 보호띠를 생략할 수 있다.

거푸집판(3)을 철선트러스에 고정하는 후크볼트(7)는 거푸집판(3)을 제거하는 과정에서 걸리지 않도록 갈고리(71)와 수나사축부(74)를 분리형으로 제작한다.

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도 1a는 연속래티스형 철선트러스의 평면도이다.

도 1b는 연속래티스형 철선트러스의 입면도이다.

도 1c는 연속래티스형 철선트러스의 단면도이다.

도 1d는 단속래티스형 철선트러스의 평면도이다.

도 1e는 단속래티스형 철선트러스의 입면도이다.

도 1f는 단속래티스형 철선트러스의 단면도이다.

도 2a는 슬래브거푸집 조립 평면도이다.

도 2b는 벽체거푸집 조립 전개도이다.

도 2c는 슬래브와 벽체거푸집 조립 단면도이다.

도 3a는 가설보a, b의 이음 측면도이다.

도 3b는 가설보a, b의 이음 단면도이다.

도 3c는 거푸집판을 가설보a, b에 고정하는 단면도이다.

도 3d는 거푸집판을 가설보c, d에 고정하는 단면도이다.

도 4는 후크볼트와 와셔로 거푸집판과 가설보에 철선트러스를 부착하는 단면도이다.

도 5는 거푸집판의 보호띠 부착 도면이다.

＜도면의 부호에 대한 간단한 설명＞

1 : 연속래티스형 철선트러스

2 : 단속래티스형 철선트러스

11, 21 : 상현재

12, 22 : 하현재

13, 23 : 래티스

14, 24 : 상고리

15, 25 : 하고리

26 : 철선트러스s

27 : 철선트러스w

3 : 거푸집판

31 : 거푸집판a

32 : 거푸집판b

33 : 거푸집판c

34 : 거푸집판d

35 : 거푸집판e

36 : 코팅합판

37 : ㄱ형보호띠

38 : 평보호띠

39 : 탈형볼트구멍

4 : 가설보

41 : 가설보a

42 : 가설보b

43 : 가설보c

44 : 가설보d

45 : 가설보w

46 : ㄷ형이음철물

47 : ㄱ형받침대

5 : 가설기둥

51 : 가설기둥a

52 : 가설기둥b

53 : 가설기둥c

54 : 가설기둥d

6 : 주근

61 : 상주근

62 : 하주근

63 : 내주근

64 : 외주근

7 : 후크볼트

71 : 갈고리

72 : 연결암나사

73 : 연결볼트

74 : 수나사축부

75 : 쐐기구멍

76 : 6각머리

77 : 너트

78 : ㅁ형와셔

79 : ㄷ형와셔

80 : w형와셔

81 : 슬래브

82 : 벽체

83 : 토대

84 : 필러

85 : 바퀴

86 : 쐐기

도 1a, b, c는 w형 냉간신선 래티스(13) 하단 3각형 부분을 교대로 반대 방향 바깥쪽으로 구부려서 하고리(15)로 삼고 상단 3각형 부분을 상고리(14) 삼아 상, 하 현재(11, 12)를 상고리(14)와 하고리(15)에서 콘크리트 피복 두께만큼 안쪽에 배열하여 전기저항 용접한 연속래티스형 철선트러스(1)이다. 또한 도 1d, e, f는 단속래티스형 철선트러스(2)가 연속래티스 철선트러스(1)의 w형 래티스(13) 대신 ㄷ형 래티스(23)를 사용하여, 연속래티스 철선트러스(1)와 같은 방법으로 제작한 철선트러스이다. 연속래티스형 철선트러스(1)는 제작 공정을 자동화하는 대량 생산 체제에 적합하나, 초기 시설 투자비가 많은 것이 단점이며, 단속래티스형 철선트러스(2)는 반자동 기계로도 생산이 가능하므로 소규모 업체에서도 생산할 수 있다.

상기 철선트러스는 철콘 구조 고급화 방안을 위한 기본 자재로 상, 하현재(11, 12, 21, 22)는 철콘 구조물중 슬래브(81)나 벽체(82)의 부근(배력근) 중 일부 또는 전부로 활용하며, 래티스(13, 23)재와 상고리(14, 24) 및 하고리(15, 25)는, 세퍼레이터, 스페이서, 폼타이 및 슬래브(81) 상단 피복 두께 표지로 활용한다.

도 2a, 2b, 2c에서 철선트러스를 활용하는 철콘 구조물의 시공 순서를 기재하면 아래와 같다.

1. 적당한 간격으로 선 조립한 철선트러스w(17)를 벽체(82) 배력근으로 세운다.

2. 내주근(63)을 가조립한 후 필요하면 배력근을 추가한다.

3. 필러(84)로 높이를 조절하여 토대(83)를 설치한다.

4. ㅁ형와셔(78)와 후크볼트(7)로 철선트러스w(17)의 하고리(15, 25)를 거푸집판d(34)에 대고 부착한다.

5. 가설보w(45)와 가설기둥d(54)를 조립하여 거푸집판d(34)를 수직 평면으로 조정한다.

6. 내주근(63)과 추가 배력근을 조립 완료한다.

7. 전선관을 배관하고 외주근(64)을 조립한다.

8. ㅁ형와셔(78)와 후크볼트(7)로 거푸집판e(35)를 철선 트러스w(17)의 상고리(14, 24)에 대고 부착한다.

9. 가설기둥a, b, c(51, 52, 53)와 가설보a, b, c(41, 42, 43) 및 ㄱ형받침대를 조립한다.

10. 거푸집판b, c(32, 33)를 조립한다. (거푸집판a(31)는 가설보a(41)에 사전 부착되어 있다.)

11. 일부 철선트러스s(16)의 하현재(12, 22) 밑에 슬래브(81) 하주근(62)을 가조립한다.

12. 후크볼트(7)와 ㅁ형와셔(78)로 철선트러스s(16)를 거푸집판c(33)에 고정시킨다.

13. 가설기둥c(53)와 가설보c(43)를 제거한다.(철선트러스가 거푸집판c(33)를 지지하여 콘크리트 무게를 지탱하므로 제거할 수 있다.)

14. 하주근(62) 조립을 완성한다.

15. 전선관을 배관하고 상주근(61)을 배근한다.

16. 콘크리트를 부어 넣는다.

17. 콘크리트가 벽체(82) 거푸집을 제거할 수 있을 정도로 양생되면 가설기둥d(54), 가설보d(44), 가설보w(45), 거푸집판c, d, e(33, 34, 35), 토대(83) 및 필러(84)를 제거한다.(벽체(82) 거푸집 탈형 가능 시기에 슬래브(81) 거푸집의 일부인 거푸집판c(33)를 동시에 제거할 수 있다.)

18. 일정 기간 후 가설기둥b(52), 가설보b(42), 거푸집판b(32)를 제거한다.

19. 일정 기간 후 마지막으로 남은 가설기둥a(51), 가설보a(41), 거푸집판a(31)를 제거한다.

도 3a, b에서 두 ㄷ형 가설보(4)를 이을 때는 가설보(4) 단면 안쪽에 가설보(4)보다 작은 규격의 ㄷ형 이음철물(46)을 끼우고 볼트로 조이는 것을 설명하고 있다. 이음볼트 중 한쪽 것은 고정으로 하고 남은 것은 쐐기(86)로 조이고 풀 수 있도록 한다. 가설보(4)의 이음매는 거푸집을 먼저 제거하는 작업이 쉽도록 각도를 두어 절단한다.

도 3c, d는 ㄷ형와셔(79)를 사용하여 거푸집판(3)을 가설보(4) 또는 ㄱ형받침대(47)에 고정하는 방법을 표시한다.

도 4는 후크볼트(7)의 갈고리(71)를 철선트러스의 하현재(12, 22)에 걸어 거푸집판(3)을 부착하는 방법을 설명한다. 후크볼트(7)는 갈고리(71)와 수나사축부(74)를 연결볼트(73)와 연결암나사(72)로 분리할 수 있도록 제작한 합성수지 또는 금속제이며, 수나사축부(74)에는 쐐기 구멍(75)이 뚫려 있어서 너트(77) 대신 쐐기(86)로도 ㅁ형와셔(78) 또는 ㄷ형와셔(79)를 고정할 수 있도록 한다. 수나사축부(74)는 너트(77)로 거푸집판(3)에 가설보(4)를 부착하는 수단으로 사용하며, 가설보c, d(43, 44)에는 ㄷ형와셔(79)를 사용하여 부착한다.

수나사축부(74) 끝에 조성된 6각 머리(76)를 돌려서 후크볼트(7) 중 수나사 축부(74)만을 분리하면 거푸집판(3)을 떼어낼 때 거푸집판(3)의 볼트 구멍 주위가 손상되지 않는다.

후크볼트(7)를 거푸집판a, b, c, d(31, 32, 33, 34) 부착에 사용할 때는 철선트러스 쪽에서 수나사축부(74)를 볼트구멍에 끼울 수 있으나 거푸집판e(35)에는 갈고리(71)부터 볼트구멍에 끼워야 하므로 갈고리(71)의 굵기와 각도를 조정하여 볼트구멍에 쉽게 들어가도록 제작한다.

갈고리(71)에 조성된 연결암나사(72)는 수나사축부(74)를 분리한 후 슬래브(81) 벽체(82)에 마감재 등을 부착할 때 볼트구멍으로 활용할 수 있다.

도 5는 귀퉁이나 모서리가 손상되는 것을 방지하는 ㄱ형보호띠(37) 및 평보호띠(38)를 부착하고 거푸집을 탈형할 때 손잡이를 끼워 당길수 있도록 탈형볼트구멍(39)을 마련해둔 거푸집판(3)이다.

본 철콘 구조물의 고급화 방안을 적용하면 철선트러스가 거푸집 프레임의 일부 기능을 담당하므로 벽체 거푸집에서도 거푸집 프레임(45, 54)을 벽체(82)의 내면에만 설치해도 된다. 또한 철선트러스의 상, 하현재(12, 22)에 용접한 래티스(13, 23)재가 철근의 좌우 거리 간격과, 철근 상하 간격(세퍼레이터 기능)을 정확하게 유지시켜주고, 거푸집의 폼타이 역할을 하게 된다.

래티스(13, 23)재의 상, 하단에 조성된 상고리(14, 24)와 하고리(15, 25)는 주근의 피복두께를 일정하게 확보하도록 도와주고 철선트러스를 거푸집판(3)에 부착할 때 옆으로 쓰러지지 않도록 잡아주는 역할을 한다.

철선트러스를 슬래브(81)에 사용할 경우 상고리(14, 24)는 바닥 마감을 수평으로 마감하는 가이드 역할을 하므로 제물치장을 쉽게 시행할 수 있다.

철선트러스는 가설보(4) 구실을 하게 되므로 가설보(4)와 가설기동(5)의 수량이 줄어든다.

후크볼트(7)는 갈고리(71)와 수나사축부(74)로 분리할 수 있어서 거푸집 탈형이 손쉽고 탈형볼트구멍(39)은 탈형 후 마감재등의 부착용 볼트 구멍으로 활용하여 효과적이다.

위와 같은 효과는 결과적으로 공기를 단축시켜서 공사비가 절감되며, 철콘 구조의 질을 향상시키게 되므로 구조 내력이 향상되고 내구성이 증진되는 효과가 있다.

Claims (9)

1. 외곽 면에 ㄱ형 보호 띠(37)와 4각형 강판 중간에 여러 개의 연결 볼트(73) 구멍이 뚫려 있는 코팅 합판(36);

   상기 코팅 합판(36) 내부에 설치된 연속 래티스형 철선트러스(1) 또는 단속 래티스형 철선트러스(2);

   상기 코팅 합판(36) 하부 ㅁ형 와셔(78)에 용접된 너트(77); 및

   너트(77)에 연결 되어 철선 트러스(1)를 고정 시키는 나사형 후크볼트(7a) 또는 절단형 후크볼트(7b);

   로 구성된 것을 특징으로 하는 철선트러스 거푸집
2. 제1항에 있어서, 연속 래티스형 철선트러스(1)는 w형 냉간신선 래티스(13)에 아연 도금 이나 플래스틱 카바로 녹이 나지 않도록 보호한 상고리(14)와 하고리(15)로 구성하고,

   상기 상고리(14)와 하고리(15)에 상, 하현재(11, 12)를 콘크리트 피복 두께만큼 안쪽에 배열하여 전기저항 용접한 것을 특징으로 하는 철선트러스 거푸집
3. 제1항에 있어서, 단속 래티스형 철선트러스(2)는 C형 냉간신선 래티스(23)에 아연 도금 이나 플래스틱 카바로 녹이 나지 않도록 보호한 상고리(24)와 하고리(25)로 구성하고,

   상기 상고리(24)와 하고리(25)에 상, 하현재(21, 22)를 콘크리트 피복 두께만큼 안쪽에 배열하여 전기저항 용접한 것을 특징으로 하는 철선트러스 거푸집
4. 제1항에 있어서, 나사형 후크볼트(7a)는 거푸집과 콘크리트의 접촉면에 합성수지 또는 금속제 후크볼트 축부를 절단한 작은 암나사와 수나사가 있는 것을 특징으로 하는 철선트러스 거푸집
5. 제1항에 있어서, 절단형 후크볼트(7b)는 거푸집과 콘크리트 접촉면의 후크볼트 축부가 360°돌아가며 V형으로 깎아서 단면을 줄인 것을 특징으로 하는 철선트러스 거푸집
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