KR200422887Y1 - 무지보 보 거푸집 시공을 위한 트러스 구조물 - Google Patents

Abstract

본 고안은 무지보 보 거푸집 시공을 위한 트러스 구조물에 관한 것으로서, 사각형 틀을 이루는 상현재 및 하현재에 일정 길이의 철근(사재)을 각각의 상현재 및 하현재의 상하 및 측면에 경사지게 연결하는 동시에, 상기 상,하현재에 수직 철근을 직교되도록 연결하여 그 트러스를 견고하게 고정하는 등의 입체 철근 트러스를 한개의 공정으로 일체화하여 제작한 다음 이를 현장으로 반입하여 축조공사에 바로 이용함으로써, 전체적으로 공기 단축 및 시공성 개선을 도모하며, 철근의 트러스화로 보의 연성이 증가하여 구조적 성능이 향상되는 동시에 콘크리트의 균열 제어에 유리할 뿐만 아니라 지하 역타설 공사시 지지하기가 용이하여 공사비가 절감되는 무지보 보 거푸집 시공을 위한 트러스 구조물에 관한 것이다.

트러스 구조물, 무지보 보 거푸집

Description

무지보 보 거푸집 시공을 위한 트러스 구조물{Truss structure for construction of girder forms}

도 1은 본 고안에 따른 무지보 보 거푸집 시공을 위한 트러스 구조물을 나타내는 사시도,

도 2는 본 고안에 따른 무지보 보 거푸집 시공을 위한 트러스 구조물을 나타내는 정면도,

도 3은 본 고안에 따른 무지보 보 거푸집 시공을 위한 트러스 구조물의 다른 구현예를 나타내는 정면도,

도 4는 본 고안에 따른 무지보 보 거푸집 시공을 위한 트러스 구조물을 나타내는 측면도,

도 5는 본 고안에 따른 무지보 보 거푸집 시공을 위한 트러스 구조물을 나타내는 평면도,

도 6 및 도 7은 도 2 및 도 3의 무지보 보 거푸집 시공을 위한 트러스 구조물의 설치 사용상태를 나타내는 정면도,

도 8은 본 고안에 따른 철판을 이용한 무지보 보 거푸집 시공을 위한 트러스 구조물의 설치 사용상태를 나타내는 정면도,

도 9는 본 고안에 따른 보강 철판을 이용한 무지보 보 거푸집 시공을 위한 트러스 구조물을 나타내는 측면도,

도 10은 도 9의 수직 단면도로서 상,하현재와 사재의 결합상태를 나타내는 도면,

도 11은 본 고안에 따른 앵글을 이용한 무지보 보 거푸집 시공을 위한 트러스 구조물을 나타내는 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 기둥 10 : 트러스 구조물

11 : 상현재 12 : 하현재

13 : 사재 14 : 수직 철근

15a~15c : 연결 보강철근 16 : 거푸집 연결용 철근

17 : 보강 철판 18 : 앵글(angle)

20 : 보 거푸집 21 : 측부 합판

22 : 하부 합판 23 : 철판

24 : 스페이서(spacer) 25 : 장선

26 : 멍에 27 : 폼 타이(form tie)

본 고안은 무지보 보 거푸집 시공을 위한 트러스 구조물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 철근 콘크리트 구조물에 사용되는 철근의 형태를 입체적으로 조립 가능한 트러스 구조물로 전환하되, 상기 구조물을 공장에서 제작하여 현장으로 반입한 후, 바로 설치할 수 있도록 한 무지보 보 거푸집 시공을 위한 트러스 구조물에 관한 것이다.

일반적으로 건축물의 주종을 이루는 철근 콘크리트 구조물은 압축재인 콘크리트와 인장재인 철근이 함께 사용되는 복합 구조물로서, 상기 콘크리트는 단위 체적당 단가가 저렴한 재료이나 인장 내력이 부족하여 단독으로는 모멘트나 인장 응력을 받을 수 없으므로 단면 내에 인장 응력이 발생하는 부위에만 값비싼 철근을 배열하여 전체적으로 경제적인 설계가 가능하도록 한다.

이러한 철근 콘크리트 구조물은 슬라브가 양생되도록 지지하는 거푸집을 가설한 후 철근을 배근한 다음 콘크리트를 타설하고, 이후 양생이 완료되면 상기 거푸집을 제거하는 과정을 통해 완성된다.

이와 같은 구조물은 합판 및 각재 등으로 거푸집을 가설하고 여기에 철근 등의 배근작업을 수행하는 축조공사와 콘크리트의 양생 후에 거푸집을 해체하는 해체공사가 요구되기 때문에 이로 인한 상당한 공기가 소요되는 문제점이 있다.

특히, 상기 배근작업을 수행하는 종래의 축조공사는 일정 길이를 갖는 철근들을 절단하는 철근 절단작업과, 그 철근들을 축조공사에 적합하도록 연결하는 철근 연결작업과, 그 연결된 철근들을 견고하게 고정하는 철근 고정작업과, 조립된 철근을 배근하는 철근 배근작업 등의 여러 작업을 수행하게 된다.

이와 같이 여러 작업이 병행되는 축조공사는, 각각의 작업을 수행하는데 상당한 시간이 소요되며, 그로 인하여 공사비용도 상승하게 되는 문제점이 있다.

또한, 가설재가 필요 이상으로 많아져 시공성이 저하되는 문제점도 발생하게 된다.

따라서, 본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 개발한 것으로서, 사각형 틀을 이루는 상현재 및 하현재에 일정 길이의 철근(사재)을 각각의 상현재 및 하현재의 상하 및 측면에 경사지게 연결하는 동시에, 상기 상,하현재에 수직 철근을 직교되도록 연결하여 그 트러스를 고정하는 등의 입체 철근 트러스를 한개의 공정으로 일체화하여 제작하는 프리패브(fre-fab) 공법을 이용함으로써, 전체적으로 공기 단축 및 시공성 개선을 도모하고, 특히 철근의 트러스화로 보의 연성이 증가하여 구조적 성능이 향상되는 동시에 콘크리트의 균열 제어에 유리할 뿐만 아니라 지하 역타설 공사시 지지하기가 용이하여 공사비가 절감되는 무지보 보 거푸집 시공을 위한 트러스 구조물을 제공하는데 그 목적이 있다.

이하, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안의 특징에 대해 설명하면 다음과 같다.

본 고안에 따른 무지보 보 거푸집 시공을 위한 트러스 구조물은, 좌우 수평 선상에 일정한 간격을 두고 대응하는 상,하부에 대칭되게 설치된 상현재 및 하현재와;

상기 상,하현재의 상하 및 측면에 경사지게 용접 고정되는 사재를 포함하는 박스형 트러스로 이루어진 것을 특징으로 한다.

특히, 상기 상,하현재에 직교되도록 연결하여 그 트러스를 고정하는 수직 철근과;

상기 상,하현재 내부에 설치되어 트러스와 트러스간의 하중을 전달하기 위해 설치되는 보강재를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 박스형 트러스는 지면에 설치되는 기둥에 지지되어지되, 그 박스형 트러스의 둘레에 보 거푸집이 체결수단을 통해 매달려 지지 고정되어 있는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 고안의 구성에 대해 상세하게 설명하면 다음과 같다.

첨부한 도 1은 본 고안에 따른 무지보 보 거푸집 시공을 위한 트러스 구조물을 나타내는 사시도이고, 도 2 및 도 3은 본 고안에 따른 무지보 보 거푸집 시공을 위한 트러스 구조물의 구현예들을 나타내는 정면도이며, 도 4는 본 고안에 따른 무지보 보 거푸집 시공을 위한 트러스 구조물을 나타내는 측면도이다.

또한, 도 5는 본 고안에 따른 무지보 보 거푸집 시공을 위한 트러스 구조물을 나타내는 평면도이고, 도 6 및 도 7은 도 2 및 도 3의 무지보 보 거푸집 시공을 위한 트러스 구조물의 설치 사용상태이며, 도 8은 철판을 이용한 무지보 보 거푸집 시공을 위한 트러스 구조물의 설치 사용상태를 나타내는 정면도이다.

본 고안은 공장에서 고정시설을 이용하여 기성 제작하고 이를 현장에서 조립하는 방식으로 콘크리트 보의 시공을 대폭 간소화하여 전체적인 공기 단축을 도모할 수 있는 프리패브(fre-fab) 공법으로 제작하게 된다.

이와 같은 프리패브 공법을 이용하여 콘크리트 보에 입체 보강 철근으로 매설되는 트러스 구조물(10)은 좌우 대칭의 상현재(11) 및 하현재(12)와, 그 상,하현재(11,12)의 상하 및 측면에 경사지게 용접 연결되는 사재(13)와, 상기 상,하현재(11,12)에 직교되도록 연결하여 그 트러스를 고정하는 수직 철근(14)을 기본 구성으로 한다.

여기서, 상기 상현재(11) 및 하현재(12)는 좌우 수평 선상에 일정한 간격을 두고 대응하는 상,하부에 대칭되게 설치되어 있다.

이와 같이 상기 상,하현재(11,12)는 박스 형상, 즉 사각 형태의 틀을 이루게 되며, 이러한 형태의 상,하현재(11,12)에서, 그 상하 및 측면에 삼각형 구조로 연속적으로 반복 배치되는 지그재그 형상의 사재(13)가 용접 연결 고정되어 있다(도 4 및 도 5참조).

즉, 상기 사재(13)는 상,하현재(11,12) 철근으로 이루어진 사각형 틀의 형상을 지속적으로 유지하도록 지지하여 주는 역할을 하게 된다.

이와 같이 기다란 철근으로 이루지는 상,하현재(11,12)와, 보강 구조물인 사재(13) 등의 기본 구성으로 구성되는 트러스 구조물(10)은, 그 트러스 구조물(10) 내부에서 트러스와 트러스간의 하중을 전달하기 위해 설치되는 동일 재질의 보강재 의 조립 형태에 따라 다양한 종류의 트러스 구조물(10)의 형상을 이루게 된다.

즉, 상기 보강재는 서로 양단이 고리 형상을 갖는 철근을 대각선 방향으로 마주보는 상,하현재(11,12)에 용접 연결 고정하되, 도 2에 도시된 바와 같이, 그 보강재의 연결 보강철근(15a,15b)이 'X'자 형상으로 각각의 상,하현재(11,12)에 연결된다.

이때, 상기 상,하현재(11,12)에 용접 고정되는 연결 보강철근(15a,15b)은 각각이 엇갈리게 직교되는 형태로 서로 일정 간격을 두고 배치되어 있다.

한편, 본 고안에 따른 바람직한 다른 구현예에 있어서, 도 3에 도시된 바와 같이, 수평선상에 각각 3개씩 설치된 상현재(11) 및 하현재(12)에서, 상기 연결 보강철근(15a~15c)은, 그 중앙에 위치한 상현재(11)와 양단에 위치한 한 쌍의 하현재(12)에 대각선 방향으로 연결 설치되는 동시에 중앙의 상,하현재(11,12)에 수직으로 연결 설치되어 있다.

이때, 상기 연결 보강철근(15a~15c)은 삼각형 구조를 이루도록 설치되어 있는 바, 서로 일체 연결된 구조이거나 상기한 구현예에서와 같이, 서로 일정 간격을 두고 엇갈리게 배치되어 있는 구조로 되어 있다.

상기와 같이 구성하여 제작된 트러스 구조물(10)은 공장에서 생산하여 현장으로 옮긴 뒤, 지면 위에 설치되는 기둥(1) 위에 견고하게 지지하게 된다.

이는 기존에 콘크리트 보를 양생한 후에 모두 해체 및 제거하는 가설재로서의 보 거푸집(20)을 먼저 제작한 다음, 여기에 철근을 배근하던 축조공사의 공정 순서를 약간 변경하여 실시하도록 하는 바, 상기한 트러스 구조물(10)을 미리 상기 기둥(1)에 설치 고정한 후, 그 트러스 구조물(10)의 둘레에 콘크리트가 타설되어 양생되도록 도 6 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 측부 및 하부 합판(21,22) 또는 철판(23)으로 이루어진 보 거푸집(20)을 설치하게 된다.

이때, 상기 보 거푸집(20)은 본 고안의 바람직한 구현예와 같이 목재(합판:21,22) 또는 철판(23)으로 구성될 수 있으며, 유리섬유 강화플라스틱인 FRP(Fiber glass Reinforced Plastic)로도 구성되는 것이 바람직하다.

이와 같은 상기 보 거푸집(20)을 지지하는 동바리 등의 지지물을 배제하는 무지보 공법이 가능하도록 상기 트러스 구조물(10)에 상기 보 거푸집(20)이 매달려 고정되도록 되어 있다.

즉, 상기 기둥(1)에 설치되어 있는 트러스 구조물(10)에 보 거푸집(20)을 체결수단을 통해 결합하여 그 구조물들이 견고하게 지지 고정되도록 하는 바, 상기 체결수단은 그 상단이 상기 하현재에 용이하게 용접 고정되도록 고리 형상으로 형성되고, 하단은 보 거푸집(20)과 그 외 지지수단을 고정하기 위하여 볼트 체결 가능하도록 그 둘레면에 나사산이 형성된 거푸집 연결용 철근(16)을 포함하게 된다.

상기 거푸집 연결용 철근(16)은 상기 보 거푸집(20)의 하부 합판(22) 또는 하부 철판(23)을 관통하여 볼트 조립되어 있는 바, 보 거푸집(20) 전체가 동바리와 같은 지지물의 지지없이, 상기 트러스 구조물(10)에 견고하게 매달려 있는 상태가 된다.

이때, 상기 거푸집 연결용 철근(16)은 도 4에 도시된 바와 같이, 일정 간격을 두고 연속하여 설치됨으로써, 상기 보 거푸집(20)의 가설로 인한 처짐 하중에 대한 저항력을 유지하게 되는 것이다.

한편, 도 9 및 도 10은 본 고안에 따른 보강 철판을 이용한 무지보 보 거푸집 시공을 위한 트러스 구조물을 나타내는 측면도 및 단면도로서, 본 고안의 바람직한 구현예에서 상,하현재(11,12), 사재(13), 수직 철근(14) 등의 기본 구성을, 일정한 두께를 갖는 보강 철판(17)으로 대체한 것으로서, 일정한 폭 및 길이를 갖는 통상의 철판을 일정 두께로 잘라 용접 또는 볼트 체결을 통해 상기 기본 구성으로 된 철근과 같은 기능을 수행하고 유지하도록 되어 있다.

또한, 도 11은 본 고안에 따른 앵글(angle)을 이용한 무지보 보 거푸집 시공을 위한 트러스 구조물을 나타내는 단면도로서, 상기 트러스 구조물의 상,하현재(11,12)는 앵글(angle)(18)로 구성하고, 사재(13)와 수직 철근(14)은 일정한 폭 및 길이를 갖는 철판을 일정 두께로 자른 보강 철판(17)으로 구성하여 용접 고정한 것으로 대체 가능하다.

또한, 상기와 같이 콘크리트 슬라브의 하중이 클 경우, 상기 사재(13)를 상기 상,하현재(11,12)의 내외측에 마주보도록 용접 고정하는 이중 보강 구조로 설치하여 상기 트러스 구조물(10)이 고강도를 유지하도록 함으로써, 궁극적으로 건축물의 구조적인 안정을 도모할 수 있도록 한다.

여기서, 도면 부호 24은 상기 트러스 구조물(10)과 보 거푸집(20)의 간격을 유지하기 위한 스페이서(spacer)를 나타내고, 25는 상기 보 거푸집(20)의 하부 합판(22) 및 하부 철판(23)에 직교되도록 연결하여 지지하여 주는 장선이며, 26는 상기 장선을 지지하여 주는 부재인 멍에를 나타내며, 27은 보 거푸집의 측부 합 판(21) 또는 철판(23)에 가해지는 측압에 견딜 수 있도록 양쪽 합판(21) 또는 철판(23) 양쪽에 연결하여 인장력으로 견디는 사(絲)형의 폼 타이(form tie)를 나타낸다.

이렇게 동바리의 지지없이 트러스 구조물(10)에 대달린 채 고정 지지되는 보 거푸집(20)을 트러스 구조물(10)과 함께 현장에 설치한 상태에서, 그 상부에 콘크리트를 타설할 경우, 상기 트러스 구조물(10)의 일부는 보의 콘크리트에 매설되고, 그 일부는 상부로 돌출되어 콘크리트 슬라브와 일체로 제작되는 것이다.

따라서, 본 고안에 따른 무지보 보 거푸집 시공을 위한 트러스 구조물는 입체적으로 조립 가능한 트러스 구조물(10) 형태로서, 그 하단부에 보 거푸집(20)을 동바리 없이 지지할 수 있도록 거푸집 연결용 철근(16)을 통해 고정하는 무지보 공법이 가능하고, 보의 연성이 증가하여 구조적 성능이 향상되며, 트러스에 구성되는 철근의 적절한 추가적 배근에 의하여 콘크리트 슬라브의 균열을 방지할 수 있게 된다.

이상에서와 같이, 본 고안에 따른 무지보 보 거푸집 시공을 위한 트러스 구조물에 의하면, 철근 콘크리트 구조물에 사용되는 철근의 형태를 입체적으로 조립 가능한 트러스 구조물로 전환하되, 상기 구조물을 공장에서 제작하여 현장으로 반입한 후, 바로 설치할 수 있도록 하므로 전체적으로 공기 단축 및 시공성 개선을 도모하며, 철근의 트러스화로 보의 연성이 증가하여 구조적 성능이 향상되는 동시 에 콘크리트의 균열 제어에 유리하며, 지하 역타설 공사시 지지하기가 용이하여 공사비가 절감되는 효과가 있다.

Claims (6)

1. 좌우 수평 선상에 일정한 간격을 두고 대응하는 상,하부에 대칭되게 설치된 상현재 및 하현재와;

   상기 상,하현재의 상하 및 측면에 경사지게 용접 고정되는 사재를 포함하는 박스형 트러스로 이루어진 것을 특징으로 하는 무지보 보 거푸집 시공을 위한 트러스 구조물.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 상,하현재에 직교되도록 연결하여 그 트러스를 고정하는 수직 철근과;

   상기 상,하현재 내부에 설치되어 트러스와 트러스간의 하중을 전달하기 위해 설치되는 보강재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무지보 보 거푸집 시공을 위한 트러스 구조물.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 박스형 트러스는 지면에 설치되는 기둥에 지지되어지되, 그 박스형 트러스의 둘레에 보 거푸집이 체결수단을 통해 매달려 지지 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 무지보 보 거푸집 시공을 위한 트러스 구조물.
4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

   상기 상,하현재와, 사재, 그리고 수직 철근은 일정한 폭 및 길이를 갖는 철판을 일정 두께로 자른 보강 철판으로 용접 고정된 것을 특징으로 하는 무지보 보 거푸집 시공을 위한 트러스 구조물.
5. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

   상기 상,하현재는 앵글(angle)로 구성하고, 사재와 수직 철근은 일정한 폭 및 길이를 갖는 철판을 일정 두께로 자른 보강 철판으로 구성하여 용접 고정한 것을 특징으로 하는 무지보 보 거푸집 시공을 위한 트러스 구조물.
6. 청구항 3에 있어서,

   상기 보 거푸집은 목재, 철판, FRP 중, 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 무지보 보 거푸집 시공을 위한 트러스 구조물.

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