KR200402363Y1 - 기둥 콘크리트 타설 구조 - Google Patents

Abstract

본 고안은 기둥 콘크리트 타설 구조에 관한 것으로서, 종래 충전 파이프와 비교하여 보 또는 슬래브를 관통하도록 설치하지 않는다는 점에서 구조적으로 유리하고, 설치작업이 간단하며, 별도 설치공간이 불필요한 기둥 콘크리트 타설 구조에 관한 것이다.

이러한 본 고안의 기둥 콘크리트 타설 구조는 H-형강 기둥의 양쪽 플랜지 내부공간을 폐단면 형태로 밀폐하는 동시에 그 상, 하단이 개구될 수 있게 H-형강 기둥을 따라 두 플랜지 양 끝단 사이에 충전 플레이트를 길게 용접 설치하되, 각 충전 플레이트의 상, 하단이 보 상측과 하측으로 각각 노출될 수 있게 설치하여 상기 폐단면 형태의 플랜지 내부공간을 통해 보 상측에서 보 하측 기둥 공간으로 콘크리트가 투입될 수 있게 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

기둥 콘크리트 타설 구조{Structure for concreting work of column}

본 고안은 기둥 콘크리트 타설 구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 종래 충전 파이프와 비교하여 보 또는 슬래브를 관통하도록 설치하지 않는다는 점에서 구조적으로 유리하고, 설치작업이 간단하며, 별도 설치공간이 불필요한 기둥 콘크리트 타설 구조에 관한 것이다.

일반적으로 지하구조물을 구축하는 방법에는 두 가지가 있다.

지하구조물이 축조되는 지반에 흙막이 공사를 한 다음 지반을 굴착하면서 흙막이를 지지할 수 있는 가시설물을 설치하고 토사를 전부 반출한 뒤 맨 아래층부터 구조물을 축조해 올라가는 순타설공법과, 흙막이를 시공하고 1층 구조물을 축조한 다음 그 구조물을 흙막이용 버팀부재로 이용하여 상부에서 하부로 지반을 굴착하면서 구조물을 축조해 내려가는 역타설공법이 그것이다.

최근 토지 이용의 극대화 차원에서 지하공사가 점차 고심도화되고 있고, 특히 순타설공법에 의한 시공시에는 흙막이 붕괴의 위험이나 주변 건물들 침하 등으로 인한 균열 발생은 물론, 시각적으로도 불안할 뿐만 아니라 공사기간이 길어지는 등 여러 문제가 있어서, 근래에는 역타설공법이 널리 적용되고 있다.

이 역타설공법은 흙막이벽 및 그 안쪽 지중의 골조용 기둥을 시공한 뒤 슬래브 및 보 등의 지하구조물을 지상 1층부터 지하층을 향하여 단계적으로 시공해 내려가는 방식이므로, 지하구조물과 지상구조물의 시공이 동시에 진행 가능하고, 지상 1층의 바닥을 작업장으로 활용할 수 있어 별도의 복공판이 필요하지 않으며, 무지보 거푸집 작업이 가능하다는 장점이 있다.

이러한 역타설공법으로는 지반을 정지한 상태에서 지반 위에 콘크리트 슬래브와 보를 타설하는 방법(Concrete on Grade)과, 지반을 어느 정도 굴착하고 지반을 고른 뒤 동바리를 세우고 거푸집을 설치하여 콘크리트를 타설하는 방법(Form on Supporting)과, 거푸집 지지를 위한 동바리를 세우지 않는 대신에 선시공한 상층의 콘크리트 슬래브에 거푸집을 현수시켜 콘크리트를 타설하는 방법(무지보 역타설 현수 거푸집 공법) 등이 있다.

이중에서 동바리를 이용하는 공법은 상대밀도가 비교적 높은 지층에 적용하는 공법으로서, 지반을 선 굴착한 후 굴착된 지반 위에 버림 콘크리트를 타설하고, 이 버림 콘크리트를 지지기반으로 하여 동바리와 보 거푸집 및 슬래브 거푸집을 설치한 뒤, 보 및 슬래브의 콘크리트를 타설하는 공법이다.

여기서, 보 거푸집 및 슬래브 거푸집은 굴착 지반 위의 버림 콘크리트상에서 동바리에 의해 지지되어진다.

그러나, 동바리의 이용시에는 연약지반상에서의 지지가 불안정하고, 또한 콘크리트 강도가 일정 한도 이상으로 보양되지 않으면 해체가 불가하기 때문에 콘크리트 양생 중 동바리의 존치로 인하여 아래층의 굴토공사가 진행될 수 없다.

더구나, 거푸집, 동바리 등 가설자재를 굴토작업장 외부로 반출한 뒤 굴토 후 다시 아래층으로 이동하여 재설치해야 하고, 이를 각 층의 시공시마다 반복해야 하는 바, 이러한 작업을 반복 수행하는데 있어서 번잡한 문제점이 있게 된다.

또한, 콘크리트를 부어 넣은 뒤 충분한 양생기간을 거쳐 구조체가 제강도를 발현할 때까지 기다려야 하므로 작업대기 시간이 불가피하게 발생하고, 동바리나 거푸집의 소운반 및 재조립에 소요되는 비용과 시간이 과다하여 비경제적일 뿐만 아니라 모든 작업이 인력에 의존하므로 노동집약적이어서 기능공의 인력 부족이 심화되는 현실에서 원가 절감이 어려워지는 등의 문제점이 있게 된다.

이러한 문제점들을 갖는 동바리의 사용을 줄이기 위하여, 최근 무지보 시공의 장점을 가진 데크 플레이트(Deck Plate)가 개발되어 그 사용이 점차 늘고 있는 바, 도 8은 지하구조물의 역타 시공시에 보 거푸집 및 데크 플레이트의 배치상태를 나타낸 평면도로서, 이를 설명하면 다음과 같다.

도 8은 가로, 세로 2방향 보 및 데크 슬래브의 시공을 위한 보 거푸집(2) 및 데크 플레이트(3)의 배치상태를 나타낸 것이다.

흙막이벽(도시하지 않음)과 그 안쪽 지중의 골조용 기둥(1)이 시공된 상태에서, 시공될 보를 따라 그 하측으로 보 거푸집(2)을 버림 콘크리트 위 동바리로 지지시켜 설치하고, 보 거푸집(2)과 보 거푸집(2) 사이에 데크 플레이트(3)를 지지시켜 설치한 다음, 보 거푸집(2)과 데크 플레이트(3)에 콘크리트를 동시 타설하여 보와 슬래브(데크 슬래브)를 완성한다.

이때, 역타설공법이 이용되므로, 우선 보 거푸집 및 데크 플레이트에 콘크리트를 타설하여 상층 슬래브 및 보를 선시공하고, 상층 시공시에 이용된 보 거푸집을 하층 높이에 맞게 하강시켜 재설치한 후 동일하게 콘크리트를 타설하여 하층 슬래브 및 보를 시공하게 된다.

이러한 방법으로 보 거푸집 하강 및 데크 플레이트 설치, 슬래브 및 보의 콘크리트 타설 작업을 각 층의 시공과정에서 반복하여, 지하구조물을 지하층을 향해 단계적으로 시공해 내려가게 된다.

그러나, 가로, 세로 2방향의 보를 시공해야 하는 경우에는 도 8에서와 같이 골조용 기둥(1)을 중심으로 총 4방향으로 보 거푸집(2)을 설치해야 하고, 또한 보 거푸집을 지지시키기 위해 기둥 중심 4방향의 보 거푸집 설치공간을 따라 버림 콘크리트 타설 및 동바리를 설치해야 한다.

이와 같이 기둥 중심 4방향의 보 거푸집을 따라 버림 콘크리트를 타설하는 경우, 콘크리트의 사용량이 과다할 수 밖에 없고, 폐기될 버림 콘크리트의 시공면적이 늘어나면서 폐기물의 발생량 및 처리량이 증가하는 문제점이 있게 된다.

특히, 골조용 기둥(1)을 중심으로 버림 콘크리트를 보 거푸집(2)의 설치공간을 따라 좁은 간격으로 시공하는 것이 매우 번거롭기 때문에, 실제 현장에서는 흙막이벽 안쪽 지반 전 영역에 버림 콘크리트를 타설하는 경우가 대부분이다.

한편, 동바리 사용시의 문제점을 해결하기 위하여, 지하구조물을 축조할 때 지상 1층부터 지하 최저층을 향해 구축해 나가는 무지보 역타설 거푸집 공법(Non Supporting Formwork System for Top Down Construction)으로서, 거푸집 지지용 동바리를 설치하지 않는 대신, 선시공한 상층 콘크리트 슬래브에 거푸집을 현수시키는 무지보 역타설 현수 거푸집 공법이 제시된 바 있다.

이 무지보 역타설 현수 거푸집 공법은 선시공한 상층의 슬래브에 현수재를 이용하여 거푸집을 현수시킨 상태에서 이 거푸집을 이용하여 하층의 슬래브를 시공하는 방법이다.

이 방법을 이용하여 각 층의 지하구조물을 축조하기 위해서는, 거푸집에 콘크리트를 타설하여 상층 슬래브를 시공하는 단계, 이 상층 슬래브의 시공시에 이용된 거푸집을 상층 슬래브 위의 유압 승강기를 이용하여 하강시키는 단계, 이 하강된 거푸집을 이용해 하층 슬래브를 시공하는 단계를 각 층마다 반복하게 된다.

이러한 현수식 공법은, 슬래브 거푸집 및 보 거푸집 하부에 동바리를 설치하지 않고 거푸집을 상층의 슬래브에 매달아 설치하기 때문에, 작업장 확보 및 작업자의 안전 보장 측면에서 보다 유리하고, 거푸집 작업과 상관없이 지하 터파기를 연속적으로 진행할 수 있으며, 충분한 양생기간 확보로 우수한 콘크리트 품질을 얻을 수 있는 동시에 공기 단축 및 원가 절감이 가능해지는 장점이 있다.

특히, 현수식 공법을 적용하는 경우에는 상층 슬래브에 현수된 거푸집을 연속적으로 달아내리는 지하 골조공사, 하부에서의 굴토공사, 그리고 지상부 구조물 축조공사의 3단계 공정을 동시에 진행할 수 있게 된다.

그러나, 무지보 공법으로 개발된 상기 현수식 공법에도 다음과 같은 문제점이 있다.

종래 현수재 지지방식의 공법에서는 유압 승강기 및 현수재가 모두 상층의 콘크리트 슬래브에 지지된 상태에서 하층 슬래브의 콘크리트 시공이 이루어진다.

즉, 하층 슬래브로 타설되는 콘크리트의 하중이 거푸집 및 현수재를 통해 전적으로 상층 슬래브에 지지되는 시스템으로 되어 있는 것이다.

이와 같이 거푸집에 타설되는 하층 콘크리트의 하중이 전적으로 상층 슬래브에 작용하면서 상층 슬래브에 무리한 하중이 가해질 수 있고, 구조적 안정성을 최대한 확보하기 위해서는 하층 슬래브의 콘크리트 시공이 필연적으로 상층 슬래브의 시공이 완료된 후라야 가능하다.

결국, 선시공 슬래브의 완전 양생을 위하여 시간이 필요한 만큼 공기 지연의 문제가 불가피하게 발생하게 된다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여, "역타설 시스템의 이동 조립식 지지 브라켓"이라는 명칭으로 출원되어 등록된 실용신안등록번호 제372315호에는 시공층의 보 거푸집 및 데크 플레이트에 콘크리트가 타설되는 동안 그 콘크리트 하중을 포함하여 보 거푸집, 데크 플레이트, 보 거푸집을 지지하는 철골보인 지지거더의 하중을 골조용 기둥상에서 지지하는 브라켓이 개시되어 있다.

상기 지지 브라켓을 이용한 역타설 시스템에서는 각 골조용 기둥의 해당 층 높이에 지지 브라켓이 장착되어, 이 지지 브라켓 위에 지지거더가 지지되고, 이 지지거더 위에 보 거푸집이 지지되며, 보 거푸집에 데크 플레이트가 지지된다.

그리고, 상기 지지 브라켓은 기둥상에 쉽게 장착 및 해체가 가능하므로, 해당 층에 대해 보 및 슬래브의 콘크리트 타설 작업이 완료되면, 각 지지 브라켓들을 기둥상의 아래층 높이로 내려 재설치한 뒤 동일 목적으로 사용하게 된다.

이와 같이 지지 브라켓을 이용한 방법은 종래와 같이 선시공한 상층 슬래브에 현수재를 이용하여 현수 및 지지시키는 방법이 아닌 골조용 기둥에 지지시키는 방법으로서, 위에서 언급한 현수재 지지방식의 여러 문제점들을 해결할 수 있다.

그러나, 개시된 바의 상기 지지 브라켓은 구성 및 구조가 복잡하고, 전체적인 중량이 클 뿐만 아니라 구성의 복잡성 때문에 제작단가가 높다는 단점을 가지고 있다.

특히, 상기 지지 브라켓은 도 8에 나타낸 가로, 세로 2방향 보 및 데크 슬래브의 시공시에는 각 골조용 기둥의 4방향으로 지지거더 및 보 거푸집을 지지해야 하므로 유용하게 사용할 수 있으나, 일방향 보 및 데크 슬래브의 시공시에 사용할 경우에는 각 지지 브라켓의 구성이 과다하여 제작비용 등을 고려할 때 적절하지 못하다.

또한, 상기 지지 브라켓은 조립시 링패널 내측에 필러 플레이트를 추가한다 하지만 골조용 기둥의 크기가 크거나 작음에 효과적으로 대응하기가 어려운 구조로 되어 있다.

한편, 지하층의 보 및 슬래브의 콘크리트 시공이 모두 완료되면, 골조용 기둥, 예컨대 골조용 기둥으로 시공된 H-형강 기둥의 주변으로는 기둥 거푸집을 설치한 뒤 그 내부에 콘크리트를 타설하는 작업을 실시한다.

상기 기둥 거푸집을 설치하는 과정에서 기둥 내부에 매입되는 상, 하부의 도우웰(dowel) 철근들은 커플러(coupler)를 이용하여 서로 연결하게 된다.

이러한 기둥 콘크리트 타설 작업은 맨 아래층부터 실시하되, 각 층에 대하여 H-형강 기둥 주변에 기둥 거푸집을 설치하고, 기둥 거푸집 내에 콘크리트를 타설할 수 있도록 충전 파이프를 설치한 다음, 이 충전 파이프를 통해 상기 기둥 거푸집 내부로 콘크리트를 타설하게 된다.

기둥 콘크리트의 타설을 위하여 충전 파이프를 설치하는 방법으로는 도 9a와 도 9b에 도시한 바와 같이 기둥 내부 매입 방식과 기둥 외부 매입 방식을 들 수 있다.

도 9a와 도 9b에서 도면부호 13은 도우웰 철근을 나타내며, 도면부호 14는 철근이음을 위한 커플러를 나타낸다.

그러나, 도 9a에 도시한 기둥 내부 매입 방식의 경우, 충전 파이프(15)를 H-형강 기둥(11) 주변으로 미리 매설시켜 보(S)를 시공해야 하므로, 보 시공시에 충전 파이프(15)를 매설하는 작업에 어려움이 있고, 충전 파이프(15)가 보(S)를 관통하는 형태가 되어 보가 구조적으로 취약해질 수 있는 문제가 있게 된다.

또한, 도 9b에 도시한 기둥 외부 매입 방식의 경우, 충전 파이프(15)를 경사방향으로 배치하여 기둥 외부에 설치하는 동시에 충전 파이프(15)의 하단 투입구가 기둥 거푸집(12) 내부로 연결되게 하는 구조이나, 이 또한 충전 파이프(15)가 슬래브(S)를 관통하는 형태로 설치되어야 하며, 기둥에서 콘크리트가 충전 파이프(15)의 하단 투입구 하측으로만 충전될 수 있으므로 하단 투입구 상측 기둥 부분(F 부분)은 별도로 콘크리트가 선타설되어야 하는 문제가 있게 된다.

따라서, 본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 고안한 것으로서, 종래 충전 파이프와 비교하여 보 또는 슬래브를 관통하도록 설치하지 않는다는 점에서 구조적으로 유리하고, 설치작업이 간단하며, 별도 설치공간 및 콘크리트 선타설 작업이 불필요한 기둥 콘크리트 타설 구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 고안을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 고안에 따른 기둥 콘크리트 타설 구조는, H-형강 기둥의 양쪽 플랜지 내부공간을 폐단면 형태로 밀폐하는 동시에 그 상, 하단이 개방될 수 있게 H-형강 기둥을 따라 두 플랜지 양 끝단 사이에 충전 플레이트를 길게 용접 설치하되, 각 충전 플레이트의 상, 하단이 보 상측과 하측으로 각각 노출될 수 있게 설치하여 상기 폐단면 형태의 플랜지 내부공간을 통해 보 상측에서 보 하측 기둥 공간으로 콘크리트가 투입될 수 있게 구성된 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 각 충전 플레이트의 바깥면에는 보와의 일체 연결을 위하여 복수개의 스터드가 용접 설치되는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 고안을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1a와 도 1b는 본 고안의 일방향 지지 브라켓이 H-형강 기둥에 설치된 상태를 도시한 평면사시도와 저면사시도이고, 도 2는 본 고안의 일방향 지지 브라켓에 의해 지지거더, 보 거푸집 및 딥 데크가 지지된 상태를 도시한 단면도이며, 도 3은 도 2의 선 'A-A'를 따라 취한 단면도이다.

또한, 도 4a와 도 4b는 본 고안의 일방향 지지 브라켓이 H-형강 기둥에 설치된 상태를 도시한 평면도와 저면도로서, 도 4a는 도 2의 선 'B-B'를 따라 취한 단면도이고, 도 4b는 도 2의 선 'C-C'를 따라 취한 단면도이다.

또한, 도 5a는 본 고안의 일방향 지지 브라켓에서 브라켓 본체와 연결 플레이트를 도시한 평면도이고, 도 5b는 본 고안의 일방향 지지 브라켓에서 브라켓 본체의 측면도이며, 도 6은 본 고안의 일방향 지지 브라켓에 의해 지지거더가 지지된 상태를 도시한 사시도이다.

본 고안의 지지 브라켓(101)은 가로, 세로 2방향이 아닌 일방향 연속 배치된 지지거더(103)들의 단부를 지지할 수 있는 새로운 지지 브라켓(이하, 일방향 지지 브라켓이라 칭함)으로서(도 6 참조), 골조용 기둥으로서 H-형강 기둥(100)이 시공된 경우에 사용 가능하도록 구성된 것이다.

이러한 본 고안의 일방향 지지 브라켓(101)은 일방향 연속 배치되는 지지거더(103)에만 사용 가능하도록 제작된 것이며, 공지된 이동 조립식 지지 브라켓에 비해 구성 및 구조를 훨씬 간단히 하였고, 이에 부품수 축소 및 제작비 절감, 설치 및 해체작업의 간소화, 다양한 기둥 크기에 쉽게 대응 가능한 점 등의 여러 분명한 장점들을 가진다.

우선, 본 고안의 일방향 지지 브라켓(101)은 수직 시공된 H-형강 기둥(100)을 중심으로 좌우 대칭되게 수평으로 길게 설치되는 소정 길이의 두 브라켓 본체(110a,110b)와, 상기 두 브라켓 본체(110a,110b)를 H-형강 기둥(100)으로부터 해체가 가능하면서 H-형강 기둥(100)의 정해진 높이에 고정하기 위한 브라켓 고정수단(130)으로 구성된다.

상기 두 브라켓 본체(110a,110b)는 H-형강 기둥(100)을 중심으로 기둥의 좌우 양 플랜지(100a)쪽에 양방향 설치되어 전체적으로는 직선 배치구조를 형성하게 되는데, 각 브라켓 본체의 구조를 설명하면 다음과 같다.

상기 각 브라켓 본체(110a,110b)는 길게 형성된 상부판(111)과, 브라켓 고정수단(130)에 의해 지지되는 하부판(113)과, 상부판(111) 및 하부판(113) 사이의 수직판(112)이 일체 형성된 구조로 되어 있으며, 이중에서 상부판(111)은 상면에 지지거더(103)가 실제 지지되는 부분으로서 수평판 구조로 되어 있다.

또한, 상기 각 상부판(111)에서 기둥(100)쪽 부분에는 기둥 일측을 둘러쌀 수 있도록 두 체결부(111a)가 양 측방에 나란히 연장 형성되어 있으며, 이 체결부(111a)에는 2열 또는 그 이상의 열로 복수개의 체결공(111b)이 형성 구비되어 있다.

상기 양측 상부판(111)의 각 체결부(111a)는 그 상측과 하측으로 상부 연결판(114)과 하부 연결판(115)이 각각 덧대어진 후 볼트 체결됨으로써 상호간 연결 고정되는데, 상기 상부 연결판(114)과 하부 연결판(115)에도 2열 또는 그 이상의 열로 복수개의 체결공(114a,115a)이 형성 구비되어 있다.

즉, 양측 두 브라켓 본체(110a,110b)의 상부판 체결부(111a) 상, 하면에 양측 체결부가 서로 연결되도록 상부 연결판(114)과 하부 연결판(115)을 덧대고, 이때 일치된 체결공에 볼트(116a)를 끼운 뒤 볼트 끝단에 너트(116b)를 체결하여 조여줌으로써, 두 브라켓 본체(110a,110b)의 상부판(111)이 상기 상부 연결판(114) 및 하부 연결판(115)에 의해 상호 연결 및 고정되도록 한 것이다.

이러한 체결구조에서 상기 각 체결부(111a)와 각 연결판(114,115)에 길이방향을 따라 배열된 복수개의 체결공(111b,114a,115b)이 형성되어 있는 바, 이에 의해 기둥(1000 양측에서 상호 연결 고정되는 두 브라켓 본체(110a,110b)의 간격이 기둥 크기에 따라 적절히 조정된 상태에서 연결판(114,115)에 의해 고정될 수 있게 된다.

한편, 두 브라켓 본체(110a,110b)의 하부판(113) 또한 상부판과 동일한 체결구조에 의해 상호 연결 고정되는데, 각 하부판(113)에서 기둥(100)쪽 부분에 기둥 일측을 둘러쌀 수 있도록 두 체결부(113a)가 양 측방에 나란히 연장 형성되며, 양측 하부판(113)의 각 체결부(113a)가 그 상측과 하측으로 상부 연결판(117)과 하부 연결판(118)이 각각 덧대어진 후 볼트(119a) 및 너트(119b)로 체결됨으로써 상호간 연결 고정된다.

여기서, 하부판(113)의 각 체결부(113a)와 각 상부 및 하부 연결판(117,118)에는 상부판(111)에서와 마찬가지로 2열 또는 그 이상의 열로 복수개의 체결공(미도시됨)이 형성 구비되며, 이와 같은 체결공 구조에 의해 두 브라켓 본체(110a,110b)의 간격이 기둥 크기에 따라 적절히 조정된 상태에서 연결판(117,118)에 의해 고정될 수 있게 된다.

상기 하부판(113)은 상부판(111)과 마찬가지로 전체가 수평판, 즉 상부판과 평행한 판 구조로 구성할 수도 있으나, 체결부(113a)를 포함한 기둥쪽 일부를 제외한 나머지 부분을 경사판 구조로 구성하는 것이 외관상 바람직하다.

또한, 상기 상부판(111)과 하부판(113)은 중량을 줄이기 위하여 기둥쪽에서 그 반대쪽 끝방향으로 가면서 점차 폭이 좁아지는 형상으로 제작하는 것이 바람직하며, 상부판(111)의 경우 지지거더(103)가 지지되는 부분이므로 하부판(113)에 비해 폭이 축소되는 정도를 작게 하여 끝부분의 폭을 상대적으로 넓게 제작하는 것이 바람직하다.

상기 각 브라켓 본체(110a,110b)에서, 상기 수직판(112)은 상부판(111)과 하부판(113) 사이를 중간위치에서 일체로 상하 연결하는 판이며, 각 수직판(112)의 양쪽면에는 앵글바(121a,121b)가 볼팅되어 고정된다.

그리고, 상기 상부판(111)과 하부판(113), 수직판(112)이 형성하는 양측 공간 내에는 각 판 사이에 수직판(112)에 대해 횡방향으로 보강 플레이트(123)와 엔드 플레이트(124)가 용접 설치되는데, 대략 지지거더(103)가 지지되는 위치에 보강 플레이트(123)가 용접 설치되고, 기둥(100)쪽 끝부분에 엔드 플레이트(124)가 용접 설치된다.

상기 각 브라켓 본체(110a,110b)에서 수직판(112)에 볼팅되어 고정되는 'ㄱ'자 단면의 앵글바(121a,121b)는 브라켓 해체 후 브라켓 본체(110a,110b)를 매달이하여 하강시키기 위한 현수재(102)가 연결되는 부분으로, 슬래브 시공시에 형성한 통공을 통과한 현수재(102)의 하단이 상부면의 연결고리(122)에 연결되도록 되어 있다.

상기 각 브라켓 본체(110a,110b)에서 2개의 앵글바(121a,121b)는 일단부가 수직판(112)이 개재된 상태에서 서로 볼팅되어 수직판(112)에 고정되고, 타단부에서는 앵글바(121a,121b)끼리 볼팅되어 서로 고정된다.

한편, 상기 브라켓 고정수단(130)은 양측의 두 브라켓 본체(110a,110b)를 기둥(100)상에 지지하면서 위치 고정하는 수단으로, 보(G) 및 슬래브(S)의 시공이 완료되면 두 브라켓 본체(110a,110b)를 기둥(100)으로부터 쉽게 해체할 수 있도록 구성된다.

상기 브라켓 고정수단(130)은 H-형강 기둥(100)의 양쪽 플랜지(100a)면을 압착하면서 조립되어 조립된 위치에서 각각 해당 브라켓 본체(110a,110b)의 하부판(113)을 지지하게 되는 한 쌍의 스톱 풀러(131)와, 상기 H-형강 기둥(100)의 각 플랜지(100a)면에 용접되어 각각 해당 스톱 풀러(131)를 하측에서 지지하게 되는 두 스톱 플레이트(134)를 포함하여 이루어진다.

여기서, 상기 한 쌍의 스톱 풀러(131)는 H-형강 기둥(100)의 각 플랜지(100a)면에 접합된 상태로 양단부에 관통 삽입되는 장볼트(132) 및 각 장볼트(132)의 양단부에 체결되는 너트(133)의 조임력에 의해 H-형강 기둥(100)의 플랜지(100a)면을 압착하면서 조립된다.

상기와 같이 두 스톱 풀러(131)가 서로 조립되어 H-형강 기둥(100)의 양 플랜지(100a)면을 압착한 상태에서는 각 스톱 풀러(131)가 하측의 스톱 플레이트(134)에 의해 하방향으로 걸리면서 지지되는 바, 기둥(100)상의 정해진 높이에 위치 고정될 수 있게 된다.

상기 두 스톱 풀러(131)는 장볼트(132)로부터 각 너트(133)를 풀어주는 경우 쉽게 탈거가 가능해야 하는 바, 스톱 풀러의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 2에 도시한 바와 같이, 본 고안의 각 스톱 풀러(131)는 상면과 하면이 경사면으로 되어 사다리꼴(쐐기형) 단면형상을 가지는 본체부(131a)와, 이 본체부(131a)의 상, 하 각 경사면에 접합된 상태로 각각 브라켓 본체(110a,110b) 및 스톱 플레이트(134)와의 사이에 개재되어지는 상부 및 하부 미끄럼판(131b,131c)으로 구성된다.

상기 본체부(131a)는 H-형강 기둥 플랜지(100a)에 접합되는 안쪽면 상하 길이가 반대쪽 바깥면 상하 길이에 비해 짧게 되어, 단면상으로 볼 때 도면상의 좌변이 우변보다 길이가 짧은 사다리꼴 구조로 되어 있다.

이에 장볼트(132)로부터 너트(133)를 어느 정도 풀어주면 본체부(131a)가 바깥쪽으로(도면상의 우측으로) 쉽게 빠질 수 있게 되어 있다.

상기 상부 미끄럼판(131b)은 하면이 본체부(131a)의 하면, 즉 하부 경사면과 접합이 가능한 경사면으로 되어 있고, 하면이 본체부(131a)의 경사면과 접합된 상태에서 상면은 브라켓 본체(110a,110b)를 지지할 수 있게 수평면을 이루도록 되어 있다.

또한, 상기 하부 미끄럼판(131c)은 상면이 본체부(131a)의 상면, 즉 상부 경사면과 접합이 가능한 경사면으로 되어 있고, 상면이 본체부(131a)의 경사면과 접합된 상태에서 하면은 스톱 플레이트(134) 상단에 지지될 수 있게 수평면을 이루도록 되어 있다.

이러한 스톱 풀러(131)의 구성에 있어서, 해체시에는 본체부(131a)가 바깥쪽으로 조금만 빠져준다면 상부 미끄럼판(131b)과 하부 미끄럼판(131c)은 쉽게 빼내어 분리가 가능하다.

결국, 한 쌍의 스톱 풀러(131)는, 너트(133)를 장볼트(132)로부터 완전히 풀어주지 않더라도, 즉 너트(133)를 장볼트(132)로부터 어느 정도 풀어주게 되면, 양쪽으로 당겨 간격을 벌릴 수 있는 바, H-형강 기둥(100)에서 헐거워진 상태로 장볼트(132) 및 너트(133)를 해체하지 않고도 스톱 플레이트(134) 아래로 내려 보다 간편하게 하층 높이에 재설치할 수가 있다.

상기 스톱 풀러(131)의 경량화를 위하여, 상기 본체부(131a)는 Al-Mg-Si계 합금인 6061 알루미늄 합금 소재로, 상기 상부 및 하부 미끄럼판(131b,131c)은 고강도 합금강인 SM490 합금강으로 제작하여 사용할 수 있다.

한편, 일방향 지지 브라켓(101)이 설치되는 부위, 특히 두 브라켓 본체(110a,110b)의 상부판(111) 및 하부판(113)이 각 체결부(111a,113a)를 통해 결합되는 H-형강 기둥(100) 상, 하 각 부위에는 기둥의 각 내측으로 보강 플레이트(135a,135b)가 설치된다.

상기 각 보강 플레이트(135a,135b)는 H-형강 기둥(100)의 플랜지(100a) 사이에 용접되어 고정된다.

또한, 상기 브라켓 본체(110a,110b)의 엔드 플레이트(124)와 H-형강 기둥(100)의 플랜지(100a) 사이, 그리고 각 체결부(11a,113a)의 측면 테두리와 H-형강 기둥(100)의 보강 플레이트(135a) 사이에 존재하는 간극을 메우기 위하여 우레탄 재질의 필러(filler)(136,137a,137b)가 끼워지며, 이때 각 필러(136,137a,137b)는 브라켓 본체(110a,110b)와 H-형강 기둥(100) 사이의 힘 전달이 이루어질 수 있도록 한다.

상기 각 필러를 설치함에 있어서, 브라켓 본체(110a,110b)의 상부판(111)쪽에서는 엔드 플레이트(124)와 H-형강 기둥(100)의 플랜지(100a) 사이 2개 및 체결부(111a) 측면 테두리와 H-형강 기둥(100)의 보강 플레이트(135a) 사이 2개로 총 4개의 필러(136)가 설치되며, 이때 'ㄱ'자 형상의 각 필러(136)를 간극 사이에 상측에서 하방으로 끼워 넣게 된다.

그리고, 브라켓 본체(110a,110b)의 하부판(113)쪽에서는 H-형강 기둥(100)의 네 모서리쪽으로 엔드 플레이트(124)와 H-형강 기둥(100)의 플랜지(100a) 사이에 필러(137a)를 끼워 넣게 되는데, 이때 'ㄱ'자 형상의 각 필러(137a)를 간극 사이에 측방으로 끼워 넣게 된다.

또한, 브라켓 본체(110a,110b)의 하부판(113)쪽에서 체결부(113a)의 측면 테두리와 H-형강 기둥(100)의 보강 플레이트(135b) 사이에 필러(137b)를 끼워 넣게 되며, 이때 'ㄱ'자 형상의 각 필러(137b)를 간극 사이에 상측에서 하방으로 끼워 넣게 된다.

이와 같이 브라켓 본체(110a,110b)의 하부판(113)쪽에는 총 6개의 필러(137a,137b)를 끼워 넣는다.

도 2와 도 6은 본 고안에 따른 일방향 지지 브라켓(101)의 사용상태를 도시한 도면으로서, 일방향 지지 브라켓(101)이 H-형강 기둥(100)의 정해진 높이에 고정 설치된 상태에서 각 기둥상의 두 브라켓 본체(110a,110b)는 지지거더(103)의 단부를 지지하게 된다.

상기 지지거더(103)는 보 거푸집(104)을 지지하기 위한 철골보로서 통상 H-형강이 사용되고 있으며, 일방향 보 및 슬래브 구축 시스템에서는 지지 브라켓(101) 위에 단부를 지지시키는 방법으로 지지거더(103)를 이웃한 두 기둥(100)간에 2개씩 나란히 설치하되, 가로 또는 세로 1방향으로만 길게 연속 배치하여 설치하게 된다.

도 6을 참조하면, 나란한 두 지지거더(103)의 단부가 브라켓 본체(110a,110b) 위에 클램프(109)로 고정되어 지지되고 있으며, 연속 배치된 두 지지거더(103)의 단부가 하나의 브라켓 본체에 동시 지지됨을 볼 수 있다.

보 거푸집(104)은 도 2에서와 같이 본 고안의 일방향 지지 브라켓(101)에 의해 지지되는 지지거더(103) 위에 고정되며, 보 거푸집(104)에는 슬래브 구축을 거푸집 구조체로서 데크 플레이트의 일종인 딥 데크(105)가 지지되어 설치된다.

상기와 같이 지지거더(103), 보 거푸집(104) 및 딥 데크(105)를 설치한 후에는 보 거푸집(104)과 딥 데크(105)가 형성하는 보 및 슬래브 공간 내부에 보강철근을 배근하고, 이후 콘크리트를 동시 타설하여 보(G) 및 슬래브(S)를 시공하게 된다.

보 및 슬래브의 시공이 완료되면 본 고안의 일방향 지지 브라켓(101)은 기둥으로부터 해체된 후 하층의 보 및 슬래브 시공을 위하여 기둥(100)상의 하층 높이에 재설치되는데, 각 브라켓 본체(110a,110b)를 하강시킬 때에는 브라켓 본체(110a,110b)의 앵글바(121a,121b)에 현수재(102)를 연결하여 현수 하강시키는 방법이 이용될 수 있다.

현수재(102)를 이용하여 해체한 브라켓을 하강시키는 방법은 공지의 방법이며, 본 고안에서 현수재(102)를 연결하여 브라켓 본체(110a,110b)를 하강시키기 위해서는 현수재(102)가 슬래브를 통과하여 브라켓 본체의 앵글바(121a,121b)에 연결되어야 하는 바, 슬래브 시공시에는 현수재(102)가 통과할 수 있는 통공(107a)을 시공해야 한다.

슬래브의 통공(107a)을 시공하기 위해서는 슬래브 구축용 거푸집 구조체, 즉 딥 데크(105)의 저면에 통공 위치의 홀을 미리 가공해야 하며, 이 홀에 원형 파이프(107)를 설치한 후 원형 파이프 외측으로 슬래브 콘크리트 시공을 하여 통공(107a)을 형성시킬 수 있다.

한편, 각 층의 보 및 슬래브를 역타 시공한 후에는 맨 아래층부터 SRC 합성기둥(P)을 순타 시공하는데, H-형강 기둥(100)의 주변으로 철근 배근 및 거푸집 설치, 콘크리트 처리를 거쳐 SRC 합성기둥(P)을 시공하며, 최종 시공된 SRC 합성기둥(P)은 건물의 본 구조물로 사용된다.

이러한 SRC 합성기둥 시공 작업, 즉 기둥 콘크리트 타설 작업을 위해서는 각 층의 보 및 슬래브 시공시에 기둥 콘크리트 타설을 위한 별도 구조물을 설치하여야 하는데, 이러한 기둥 콘크리트 타설 구조로서 종래와 같이 충전 파이프를 설치하는 대신 본 고안에서는 H-형강 기둥(100)의 양쪽 플랜지 내부공간을 폐단면 형태로 밀폐하는 동시에 그 상, 하단이 개방될 수 있게 H-형강 기둥(100)을 따라 두 플랜지(100a) 양 끝단 사이에 충전 플레이트(140)를 길게 용접 설치한다.

도 7a는 본 고안에 따른 기둥 콘크리트 타설 구조를 도시한 단면도이고, 도 7b는 본 고안에 따른 기둥 콘크리트 타설 구조의 평면도로서, 이들 도면은 보(G) 및 슬래브(S)의 콘크리트 시공 후 지지 브라켓을 해체한 상태에서 본 고안의 기둥 콘크리트 타설 구조를 도시한 것이다.

도 7a에서 보 내부의 사각형 점선은 SRC 기둥의 외곽라인을 나타내며, 도 7b에서 도면부호 106은 보 내부의 보강철근을, 도면부호 108은 기둥의 상, 하층을 연결하는 도우웰 철근을 나타낸다.

상기 충전 플레이트(140)는 보(G) 및 슬래브(S)의 콘크리트 타설 전에 H-형강 기둥(100)의 두 플랜지(100a) 끝단 사이에 설치되며, 이때 충전 플레이트(140)의 상단과 하단이 이후 콘크리트 시공되는 보(G)의 상측과 하측으로 각각 노출될 수 있게 설치된다.

특히, 2개의 충전 플레이트(140)가 H-형강 기둥(100)의 플랜지(100a) 양 끝단에 각각 용접되어 설치되는데, 각 충전 플레이트(140)가 H-형강 기둥(100)의 플랜지(100a) 끝단을 마감하는 형태로 설치되는 바, H-형강 기둥(100)의 단면상으로 볼 때 충전 플레이트(140)와 플랜지(100a)가 사각형을 이루면서 각 충전 플레이트(140)가 양측 두 플랜지 내부공간을 폐단면 형태로 밀폐하는 구조가 된다.

즉, 상기 각 충전 플레이트(140)가 설치됨으로써 H-형강 기둥(100)의 충전 플레이트(140) 설치구간에서는 H-형강 기둥(100)의 수직부(100b), 플랜지(100a) 및 두 충전 플레이트(140)가 형성하는 2개의 폐단면 공간이 만들어진다.

상기 각 플랜지 내부공간은 보 및 슬래브의 콘크리트 시공 후에 보(G)를 상하로 관통하면서 상층 및 하층의 기둥 공간을 연결하는 콘크리트 타설통로 역할을 하게 되며, 각 플랜지 내부공간의 상단 개구부는 곧 콘크리트 투입구가 되고, 이 플랜지 내부공간을 통해 보 상측에서 보 하측 기둥 공간으로 콘크리트가 투입되어진다.

도면부호 141은 H-형강 기둥(100)의 각 플랜지(100a)와 각 충전 플레이트(140) 바깥면에 용접 설치된 복수개의 스터드를 나타내며, 이들은 H-형강 기둥(100)과 보(G)를 일체로 연결하는 전단부재가 된다.

본 고안의 일방향 지지 브라켓 및 콘크리트 타설구조를 사용하여 보 및 슬래브, SRC 합성기둥을 시공하는 과정을 요약하면, 먼저 기둥(100)상의 상층 높이에 일방향 지지 브라켓(101), 지지거더(103), 보 거푸집(104) 및 딥 데크(105), 보강철근(106)을 설치하고, 보 거푸집(104) 내부의 H-형강 기둥(100)에는 충전 플레이트(140)를 설치하며, 이후 보 및 슬래브의 콘크리트 시공을 한 다음, 콘크리트가 어느 정도 경화되면 일방향 지지 브라켓(101)을 해체하여 하층 높이에 재설치하고, 이어 지지거더, 보 거푸집 및 딥 데크의 설치, 보강철근 설치, 충전 플레이트 설치, 콘크리트 시공을 동일하게 실시하여 하층의 보 및 슬래브 시공을 한다.

그리고, 전 지하층의 보 및 슬래브 시공이 완료되면 SRC 합성기둥의 순타 시공을 하며, 이때 각 층에서 H-형강 기둥(100) 주변으로 기둥 거푸집(142)을 설치한 후 충전 플레이트(140)가 형성하는 콘크리트 타설통로의 상단 투입구(140a)로 기둥 콘크리트를 타설하여 시공한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 고안에 따른 기둥 콘크리트 타설 구조에 의하면, 다음과 같은 효과가 있게 된다.

본 고안의 기둥 콘크리트 타설 구조는 콘크리트 타설통로로서 H-형강 기둥의 플랜지 내부공간을 이용하는 것으로, 종래의 충전 파이프와 비교하여 보 또는 슬래브를 관통하도록 설치하지 않는다는 점에서 구조적으로 보다 유리하고, 설치작업이 간단하며, 별도 설치공간이 불필요하다. 또한, 일부 기둥 콘크리트의 선타설작업이 불필요하다.

도 1a와 도 1b는 본 고안의 일방향 지지 브라켓이 H-형강 기둥에 설치된 상태를 도시한 평면사시도와 저면사시도,

도 2는 본 고안의 일방향 지지 브라켓에 의해 지지거더, 보 거푸집 및 딥 데크가 지지된 상태를 도시한 단면도,

도 3은 도 2의 선 'A-A'를 따라 취한 단면도,

도 4a와 도 4b는 본 고안의 일방향 지지 브라켓이 H-형강 기둥에 설치된 상태를 도시한 평면도와 저면도,

도 5a는 본 고안의 일방향 지지 브라켓에서 브라켓 본체와 연결 플레이트를 도시한 평면도,

도 5b는 본 고안의 일방향 지지 브라켓에서 브라켓 본체의 측면도,

도 6은 본 고안의 일방향 지지 브라켓에 의해 지지거더가 지지된 상태를 도시한 사시도,

도 7a는 본 고안에 따른 기둥 콘크리트 타설 구조를 도시한 단면도,

도 7b는 본 고안에 따른 기둥 콘크리트 타설 구조의 평면도,

도 8은 지하구조물의 역타 시공시에 보 거푸집 및 데크 플레이트의 배치상태를 나타낸 평면도,

도 9a와 도 9b는 종래의 기둥 콘크리트 타설 구조를 도시한 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : H-형강 기둥 101 : 일방향 지지 브라켓

103 : 지지거더 110a, 110b : 브라켓 본체

111 : 상부판 112 : 수직판

113 : 하부판 114, 117 : 상부 연결판

115, 118 : 하부 연결판 130 : 브라켓 고정수단

131 : 스톱 풀러 134 : 스톱 플레이트

140 : 충전 플레이트

Claims (2)

1. H-형강 기둥의 양쪽 플랜지 내부공간을 폐단면 형태로 밀폐하는 동시에 그 상, 하단이 개구될 수 있게 H-형강 기둥을 따라 두 플랜지 양 끝단 사이에 충전 플레이트를 길게 용접 설치하되, 각 충전 플레이트의 상, 하단이 보 상측과 하측으로 각각 노출될 수 있게 설치하여 상기 폐단면 형태의 플랜지 내부공간을 통해 보 상측에서 보 하측 기둥 공간으로 콘크리트가 투입될 수 있게 구성된 것을 특징으로 하는 기둥 콘크리트 타설 구조.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 각 충전 플레이트의 바깥면에는 보와의 일체 연결을 위하여 복수개의 스터드가 용접 설치되는 것을 특징으로 하는 기둥 콘크리트 타설 구조.