KR20060022322A

KR20060022322A - 합성바닥판 및 그 연결구조

Info

Publication number: KR20060022322A
Application number: KR1020040071062A
Authority: KR
Inventors: 김형열; 김정호; 정연주
Original assignee: 한국건설기술연구원
Priority date: 2004-09-07
Filing date: 2004-09-07
Publication date: 2006-03-10
Also published as: KR100634344B1

Abstract

본 발명은 합성바닥판의 연결구조에 관한 것으로써 상기 합성바닥판은 하부판에 콘크리트를 포함하는 바닥판재를 형성시켜 합성시킨 합성바닥판에서, 상기 하부판에 고정 설치되어 전단연결재 및 인장응력보강재로서 기능하는 유공수직보강재; 및 상기 유공수직보강재 위에 설치된 압축보강재;를 더 포함되도록 구성되어 바닥판의 자중을 최고 40%까지 감소시킬 수 있어 종국적으로 바닥판의 두께를 최고 30%까지 감소 가능하여 보다 장경간화된 합성바닥판을 설계할 수 있으며, 바닥판이 두께가 감소하는 만큼 경량화로 바닥판 상부 및 하부구조단면이 감소되어 경제적으로 합성바닥판을 제작할 수 있을 뿐만 아니라 합성바닥판의 고품질화로 인하여 사용수명을 증대시켜 유지관리비용을 절감할 수 있게 된다.

합성바닥판, 보강재

Description

합성바닥판 및 그 연결구조{Composite slab and the joint structure}

도 1a, 도 1b, 도 1c 및 도 1d는 종래의 합성바닥판들을 도시한 것이다.

도 2a, 도 2b, 도 2c 및 도 2d는 본 발명의 합성바닥판, 그 설치 구성도 , A-A단면도 및 유공수직보강재를 별도 도시한 것이다.

도 2e 및 도 2f는 상기 유공수직보강재의 다른 예 및 그 설치도이다.

도 3a 및 도 3b는 본 발명의 합성바닥판의 설치예를 도시한 것이다.

도 4는 본 발명의 합성바닥판의 종방향 연결부의 예를 도시한 것이다.

도 5a, 도 5b 및 도 5c는 주형 중 강박스와 본 발명의 교량용 합성바닥판의 횡방향 연결부의 예를 도시한 것이다.

도 5d, 도 5e 및 도 5f는 주형 중 PSC 거더와 본 발명의 교량용 합성바닥판의 횡방향 연결부의 다른 예를 도시한 것이다.

<주요 도면부호의 설명>

100:합성바닥판 110:하부판

120:바닥판재 130:유공수직보강재

140:압축보강재 150:강박스

160:PSC 거더 170:유공수직단부

200:종방향 연결부 300:횡방향 연결부

본 발명은 합성바닥판 및 그 연결구조에 관한 것이다. 더욱 구체적으로 하부판 및 콘크리트를 합성시킨 토목구조용 합성바닥판에 관한 것이다.

통상 종래의 교량용 바닥판은 RC 바닥판(Reinforced Concrete Slab)으로 시공되었다. 이러한 RC바닥판은 두께가 20CM 정도로 시공되는 것이 일반적인데, 자중이 크고, 강성이 낮아 공용하중(활하중)이 작용함에 따라 균열 및 처짐이 발생되어 결국 바닥판의 내하성능 및 내구성이 떨어지게 됨으로써, 바닥판 보수, 보강작업에 많은 인력과 비용이 소요되는 실정이었다. 또한 현장에서 동바리 등과 같은 가설재를 이용하여 거푸집을 설치하고 콘크리트를 타설하여 시공되므로 고소작업에 의하여 안전사고 및 시공성이 떨어졌을 뿐만 아니라, 거푸집 설치 및 철근배근 작업에 있어 많은 공임 및 공사비가 증대될 수 밖에 없다는 문제점이 지적되었다.

이러한 RC바닥판을 대체하기 위하여 개발된 것이 합성 슬래브 또는 합성바닥판(Composite Slab)이다.

상기 합성바닥판은 통상 강재판으로 제작된 하부판 상부에 소정의 두께를 가지도록 콘크리트를 타설시킴으로써 상기 하부판과 콘크리트가 서로 합성된 상태로 제작되며, 공용하중 및 자중에 의하여 발생하는 인장응력은 상기 하부판이 부담하게 하고, 압축응력은 상기 콘크리트가 부담하도록 하는 역학적 메커니즘을 이용하여 제작된다.

이러한 합성바닥판의 예를 도시한 것이 도 1a, 도 1b, 도 1c 및 도 1d이다.

도 1a에 도시된 합성바닥판(10a)은 주형(11a)에 의하여 지지되는 하부판(12a) 상부에 구멍이 형성된 I 형강(13a)을 횡방향으로 소정의 간격을 가지도록 설치하고, 상기 구멍을 관통하도록 하부배력철근(14a)을 설치함과 더불어 바닥판 상부에 상부배력철근(15a)을 설치한 뒤, 콘크리트(16a)를 타설 및 양생시켜 시공된다.

하지만 이러한 합성바닥판(10a)은 구조가 복잡하고, 다수의 I 형강이 필요하게 되어 경제성이 낮고, 하부판에 전단연결재를 별도로 설치하지 않는 방식으로 시공되어 하부판과 콘크리트의 합성작용이 성립되지 않아 비효율적이라는 문제점이 있었다.

도 1b에 도시된 합성바닥판(10b)은 주형(11b)에 의하여 지지되는 하부판(12b) 상부에 전단연결재(13b) 및 배력철근(14b)을 바닥판 상부에 격자형으로 설치한 뒤, 콘크리트(15b)를 타설 및 양생시켜 시공된다.

하지만 상기 합성바닥판(10b)도 시공시 가설하중을 지지하기 위해서는 하부판의 두께가 커질 수 밖에 없고, 많은 수의 전단연결재의 설치가 필요하여 시공성이 떨어진다는 문제점이 있었다.

도 1c에 도시된 합성바닥판(10c)은 주형(11c)에 의하여 지지되며 오목부와 볼록부를 가지는 요철부(A)를 가지는 하부판(12c) 상부에 전단연결재(13c) 및 배력철근(14c)을 격자형으로 설치한 뒤, 콘크리트를 타설 및 양생시켜 시공된다.

하지만 상기 합성바닥판(10c)도 많은 수의 전단연결재의 설치가 필요하여 시 공성이 떨어진다는 문제점이 있었다.

도 1d의 합성바닥판(10d)은 대한민국 특허출원 41239호로써, 역시 주형(11d)에 의하여 지지되며 오목부와 볼록부를 가지는 요철부(A) 가지며 전단연결재(13d)가 구비되어 있는 하부판(12d), 상기 오목부에 전단연결재(13d)가 구비된 I 형강(14d)을 설치한 뒤 콘크리트를 타설 및 양생시켜 시공된다.

이러한 합성바닥판(10d)의 경우 배력철근을 별도로 설치하지 않아 시공성이 향상된다는 장점은 있으나, 도 1a의 경우와 같이 다수의 I 형강이 필요하게 되어 경제성이 낮고, 많은 수의 전단연결재의 설치가 필요하여 역시 시공성이 떨어진다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기 종래의 합성바닥판의 문제점을 해결하기 위한 것으로써,

본 발명의 목적은 토목구조물 특히 교량의 주요부재로써, 기능을 발휘할 수 있도록 재료가 고강도이고 구조적으로 강성이 크며, 내구성이 우수하고 공용하중 상태에서 유지관리를 최소화 할 수 있으며, 시공성이 우수하여 시공기간을 단축할 수 있고, 바닥판 자중감소로 주형의 단면감소가 가능하면서도 경제성이 확보되는 합성바닥판을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 주형인 강박스 또는 PSC 거더에 있어 적합한 합성바닥판과 주형과의 연결부구조를 제공하는 것이다.

상기 기술적과제를 달성하기 위하여 본 발명은

첫째, 합성바닥판을 구성하는 하부판을 오목부가 절곡부로 구비된 요철부가 다수 연속하여 형성된 하부판을 이용하되, 상기 오목부에 인장응력보강재로써 종래의 I형강을 사용하는 대신 플레이트 형상의 보강재를 수직으로 소정의 높이를 가지도록 설치하였다.

둘째, 수직보강재에는 다수의 구멍이 형성된 유공수직보강재로 형성시켜 타설되는 콘크리트가 수직보강판 양쪽으로 연통되어 형성되도록 함으로써 수직보강재가 하부강재와 콘크리트의 합성을 위한 전단연결재의 기능을 동시에 가지도록 하였다.

셋째, 상기 유공수직보강재는 합성바닥판이 분절되어 서로 연결되는 연결부에 있어 합성바닥판의 하부판을 위로 절곡시켜 형성될 수 있는 형상을 가질 수 있기 때문에 별도의 합성바닥판 연결부를 위한 부가적인 연결부 설치작업을 생략할 수 있도록 하였다.

넷째, 합성바닥판과 주형과의 연결부에 있어 상기 유공수직보강재를 이용하거나 하부강재 및/또는 상부절곡강재를 조합하여 이용함으로써 보다 효과적으로 주형과 합성바닥판이 서로 연결되도록 하였다.

다섯째, 합성바닥판의 시공성을 증진시키기 위하여 상기 유공수직보강재의 상부면에 홈을 형성시키고 압축보강재를 상기 홈에 끼워 넣는 방식으로 설치할 수 있도록 하여 압축보강재의 배근작업 시공성을 증진시켰다.

본 발명을 보다 명확하고 용이하게 설명하기 위해서 이하 본 발명의 최선의 실시예를 첨부도면에 의하여 상세하게 설명하며, 본 발명에 따른 실시예는 여러 가 지 다른 형태로 변형될 수 있으므로, 본 발명의 범위가 아래에서 설명되는 실시예에 한정되지 않는다.

도 2a 및 도 2b는 본 발명의 합성바닥판(100) 및 그 조립 상태도를 도시한 것이며, 도 2c는 상기 합성바닥판(100)의 A-A단면도, 도 2d는 유공합성보강재(130)를 도시한 것이며, 도 2e 및 도 2f는 유공합성보강재의 다른 예 및 그 설치도이다.

상기 합성바닥판(100)은 하부판(110)에 콘크리트를 포함하는 바닥판재(120)를 형성시켜 합성시킨 합성바닥판(100)에서, 상기 하부판(110)에 고정 설치되어 전단연결재 및 인장응력보강재로서 기능하는 유공수직보강재(130); 및 상기 유공수직보강재 위에 설치된 압축보강재(140);가 더 포함되도록 구성된다.

상기 하부판(110)은 소정의 두께를 가지는 강판을 가공하여 요철부(A)가 연속하여 형성되도록 가공될 수 있으며 유사하게는 데크플레이트로 지칭될 수도 있으나 상기 재질 및 명칭에 의하여 한정되는 의미는 아니며, 상기 바닥판재(120)는 통상 콘크리트를 지칭하지만 콘크리트 이외의 재료로써 바닥판과 합성되어 작용하는 재질도 본 발명의 바닥판재에 포함된다. 이하 하부판은 강판, 바닥판재는 콘크리트를 이용하는 경우를 기준으로 설명한다.

하부판(110)은 콘크리트가 소정의 높이를 타설되는 거푸집의 역할을 할 뿐만 아니라 합성바닥판에 공용하중이 작용할 때 발생하는 하부 인장응력에 저항하는 구조부재로 기능하게 되어 통상의 RC 바닥판과 비교하여 상기 RC바닥판의 하부인장철근의 설치 및 바닥판 인장부의 콘크리트 단면감소가 가능하게 된다.

이로써 바닥판의 자중을 현저하게 줄일 수 있다는 장점이 있으며, 요철부(A) 가 연속적으로 형성되어 있어 휨강성 및 뒤틀림강성을 증진시킬 수 있다는 장점도 구비된다.

상기 요철부(A)의 형상은 사다리꼴 형상, 원형, 삼각형 등 그 형상에 관계없이 오목부와 볼록부로 구성된 것이라면 본 발명의 기술적 범위에 속한다고 할 것이다.

이러한 하부판은 예컨대 도 3a 및 도 3b와 같이 특히 교량시공에 있어 교각 위에 일정한 간격을 두고 설치되는 강형박스(150) 또는 PSC 거더(160)인 주형에 거치되는 방식으로 설치될 수 있으며, 주형이 설치된 길이방향 즉 종방향 및 직각방향인 횡방향으로 연결부에 의하여 연속적으로 연결되어 설치된다.

이와 같이 설치되는 하부판(110)은 외부에 노출되기 때문에 하부판의 부식이 발생할 우려가 있다. 이러한 부식은 하부판의 내구성을 저하시키므로 그 표면에 용융아연도금처리와 같이 부식방지재를 도포시켜 부식을 방지시키는 것이 바람직하다.

상기 유공수직보강재(130)는 본 발명에서 2가지 기능을 담당하게 된다.

첫째는 공용하중에 저항하는 인장응력보강재의 역할을 하게 된다. 공용하중에 의하여 바닥판 하부에는 인장응력이 발생하고, 상부에는 압축응력이 발생하게 된다. 이때 인장응력은 위에서 살펴본 것과 같이 하부판(110)이 대부분 부담하게 되는데, 이러한 부담이 커지는 경우 하부판의 두께를 증대시켜야 하는 문제가 발생한다. 하부판은 그 두께에 따라 경제성 및 제작 용이성이 결정되므로 최적의 두께로 구성시키되 이를 분담할 수 있는 대체 구성 즉, 인장응력보강재가 필요하게 된 다. 도 1a에서 같이 이러한 인장응력보강재로써 I형강을 사용할 수도 있지만, 본 발명에서는 시공성 및 경제성을 고려하여 직사각 형태의 강판재(STEEL PLATE) 형태의 수직보강재(130)를 이용하도록 하였다.

상기 수직보강재(130)는 분담해야 하는 인장응력의 크기를 고려하여 강판을 가공하여 제작하되, 바닥판 폭 또는 모듈화된 바닥판의 크기를 고려하여 소정의 길이로 제작하고, 높이는 바닥판 높이를 고려하여 제작하고, 두께는 설치간격, 요철부의 크기 등을 고려하여 직사각판 형태로 할수 있다.

이로써 경제적이며, 가공이 용이하고, 자중을 크게 고려하지 않을 수 있어 매우 효율적인 인장응력보강재로서 기능할 수 있게 된다.

이러한 수직보강재(130)는 하부판(110)의 오목부(110a)에 수직으로 고정 설치되는데 이는 볼록부(110b)에 설치하는 경우 불필요하게 바닥판의 두께를 증가시키는 요인이 될 뿐 만 아니라, 인장응력보강재로써 하부강판의 형성위치에 위치시키는 것이 구조적으로 효율적이기 때문이다. 하지만 오목부에 설치하되 볼록부에 추가로 높이를 바닥판의 최종 형성높이에 맞추어 추가시키는 것도 포함할 수 있다.

수직보강재의 상기 고정 설치는 용접에 의한 방법에 의할 수 있다. 이는 수직보강재로써 강판재를 이용하기 때문에 자중이 크지 않아 용접만에 의해서도 충분히 하부판에 고정 설치할 수 있기 때문이다.

수직보강재(130)의 상부는 I형강과 같이 상부플랜지가 형성되지 않으므로 바닥판의 상부에 발생하는 압축응력에 충분히 저항할 수 없을 수 있어 본 발명에서는 압축보강재(140)를 바닥판 상부에 설치할 수 있도록 한다.

바닥판 상부에 압축보강재(140)를 위치하도록 하기 위해서는 간격재(SPACER)를 이용해야 하는데, 본 발명에서는 수직보강재의 상부에 홈(132)을 형성시켜 압축보강재의 간격재 역할을 하도록 하였다.

상기 압축보강재(140)로서 격자형의 철근을 배근할 수 있는데 이러한 배근작업은 시공성이 저하될 수 있으므로, 미리 격자형상으로 소정의 크기로 압축보강재인 철근조립체를 제작하고 수직보강재의 홈에 철근조립체인 압축보강재를 삽입시키는 것이 바람직하다.

둘째, 콘크리트를 포함하는 바닥판재(120)와 하부판(110)의 합성을 가능하게 하는 전단연결재의 역할을 하게 된다.

종래에는 하부판에 도 1b 및 도 1c와 같이 다수의 스터드 또는 전단연결재를 용접방식으로 설치하는데 이러한 용접방식은 용접작업이 많아져 시공성이 매우 떨어진다는 문제점이 있었다. 이에 본 발명에서는 수직보강재(130)에 구멍(131)을 형성시키고 콘크리트를 수직보강재가 매립되도록 타설하여 구멍(131)을 통해 콘크리트가 서로 연통되도록 형성시켜 결국 수직보강판과 고정된 하부강판이 서로 합성될 수 있도록 한다. 수직보강재는 길이방향으로 연장되어 연속 형성되어 있어 다수의 스터드와 같은 전달연결재의 기능을 충분히 확보할 수 있게 된다.

이러한 전단연결재로써의 기능을 강화하기 위하여 본 발명에서는 도 2e와 같이 수직보강재의 상단을 수직방향으로 일부 절삭하여 양 옆으로 개략 직각보다 작게 구부린 상태로 형성시킴으로써, 전단연결기능을 강화시킴과 더불어 바닥판과 콘크리트가 수직방향으로 벌어지려는 힘에 효과적으로 저항할 수 있도록 함이 바람직 하다.

도 2f는 상기 벌어진 형태의 전단연결재를 바닥판에 설치한 사시도를 도시한 것이다. 나아가 수직보강재만으로는 전단연결기능이 부족할 수 있는 경우에는 바닥판 단부에 발생하는 바닥판과 콘크리트의 상태슬립을 억제하기 위하여 바닥판 단부에만 바닥판 볼록부에 다수의 스터드를 적용할 수도 있다.

도 4는 합성바닥판(100)의 종방향 연결부(200)를 도시한 것이다.

합성바닥판(100)은 1개의 부재로 제작될 수도 있지만 그 제작, 운반의 필요성에 의하여 다수의 분절된 합성바닥판으로 제작될 수 있다. 분절된 합성바닥판을 교축방향 즉, 종방향으로 서로 연결시켜주는 연결부 구성은 여러 가지 방법이 있을 수 있지만 본 발명에서는 연결부 구성을 하부판에 형성된 오목부의 연장된 하부판을 위로 절곡시켜 형성시킨 유공수직단부(170)가 서로 맞닿도록 한 상태에서 체결구로 서로 연결시켜 형성시키게 된다.

즉, 분절된 하부판(110)을 서로 연결시켜 줄 때도 그 연결부 형상이 유공수직보강재의 형상으로 형성되도록 함으로써, 하부판의 형상이 변경되지 않도록 할 수 있기 때문에 구조적 강성에 유리하다는 장점이 있다.

상기 유공수직단부(170)는 오목부의 하부판(110)인 강판을 소정의 길이만큼 연장시킨 상태에서 위로 절곡시키게 된다.

절곡된 수직단부는 오목부에 설치한 유공수직보강재와 같이 구멍을 형성시킨다. 연결되는 다른 하부판의 연장된 오목부도 함께 절곡시켜 형성시킨 유공수직단부(170)를 서로 맞닿도록 한 상태에서 볼트 및 너트를 포함하는 체결구를 이용하여 서로 체결시키게 된다.

이로써, 하부판은 기계적으로 서로 연결되고, 연결부의 형상도 오목부의 유공수단보강재와 동일한 형상으로 형성되어 강성의 변경에 의한 연결부 강성이 저하되는 현상을 방지할 수 있게 된다는 장점이 있다.

상기와 구성된 합성바닥판은 현장에서 직접 설치하거나 프리캐스트 부재로 공장에서 모듈화하여 현장에서는 단순 거치되는 방식으로 설치될 수 있다.

도 3a 및 도 3b를 참조하여 설명하면 먼저 현장에서 직접설치하는 경우에는 교각(200) 위에 주형(150,160)을 설치한 다음, 교축방향 즉, 종방향으로 본 발명의 유공수직보강재(130), 압축보강재(140)이 구비된 하부판(110)을 주형 위에 종방향으로 설치한다.

하부판(110)을 주형 사이에 설치한 이후에는 바닥판재(120)인 콘크리트를 주형 및 하부판 위에 타설시키게 된다. 타설 높이는 합성바닥판의 설계높이에 맞추게 된다. 이로써, 합성바닥판이 설치가 완성된다.

다음으로 미리 공장에서 상기 합성바닥판을 모듈화하여 제작한 상태에서 현장에서 주형 위에 상기 모듈화된 합성바닥판을 연결시켜 가면서 거치시킴으로써 설치가 가능하다.

통상 하부판에는 유공수직보강재, 압축철근, 배력철근 등이 구비되어 있으므로 본 발명의 모듈화는 결국 바닥판재를 미리 공장에서 타설, 양생시켜 합성바닥판을 분절된 상태로 제작한 다음 주형과 주형사이에 합성바닥판을 거치하는 방식으로 설치하게 된다. 이로써 현장에서 콘크리트를 타설, 양생하는 작업공정을 생략할 수 있게 된다.

이로써, 주형 위에 횡방향으로 합성바닥판(100)이 설치되게 되는데 설치된 합성바닥판(100)은 주형 위에 횡방향으로도 연결될 필요가 있다.

이에 주형에 종방향으로 설치되는 합성바닥판의 횡방향 연결구성이 필요하게 된다.

이러한 본 발명의 상기 횡방향 연결부(300)는 주형의 종류에 따라 구성이 다소 달라질 수 있어 본 발명에서는 대표적으로 주형이 강박스인 경우와 PSC 거더인 경우를 나누어 살펴본다.

첫 번째, 주형이 강박스인 경우에 합성바닥판과 주형과의 횡방향 연결부가 도 5a, 도 5b 및 도 5c에 도시되어 있다.

도 5a에 도시된 횡방향 연결부(300) 실시예 1은 상기 하부판(110)의 연결단부가 주형(150)의 측단상부에 얹어져 설치된 상태에서, 하부판(110)으로부터 주형측단 상부를 걸쳐 소정의 길이 만큼 횡방향으로 연장된 유공수직보강재(310); 및 상기 연장된 유공수직보강재(310)이 내부에 포함되도록 주형(150) 위에 타설되는 바닥판재(320);를 포함하도록 구성된다.

강박스인 주형과 합성바닥판의 최종 횡방향 연결은 주형의 측단상부에 합성바닥판의 하부판(110)의 연결단부가 얹어지도록 하부판을 위치시킨 상태에서 주형과 합성바닥판 위를 덮도록 타설된 콘크리트인 바닥판재(320)에 의하여 서로 연결되는 방식을 취하게 되는데, 하부판을 포함한 합성바닥판과 주형과의 보다 효과적인 콘크리트에 의한 연결을 위하여 하부판에 설치된 유공수직보강재를 주형측단 상 단까지 소정의 길이(L)만큼 연장시킨 상태에서 타설하게 되면, 상기 유공수직보강재가 일종의 횡방향 연결재로 기능할 수 있어 결국 주형위에 타설되는 바닥판재와 바닥판이 서로 합성 연결되는 효과가 발현될 수 있다.

이러한 연결부에 타설되는 바닥판재인 콘크리트는 주형 양 측에 설치된 바닥판의 상부에 타설되는 바닥판재(320)인 콘크리트와 함께 타설하여도 되고, 먼저 양 측의 바닥판에 콘크리트를 타설 한 후, 연결부위에 시간을 달리하여 바닥판재인 콘크리트를 타설하여도 된다. 바람직하게는 동시에 타설하는 것이 바람직하다.

주형의 상단에는 전단연결재(스터드,330)를 다수 형성시켜 상기 합성작용을 보강할 수 있도록 함이 바람직하다.

도 5b에 도시된 횡방향 연결부(300) 실시예 2는 상기 하부판(110)의 연결단부가 주형의 측단상부에 얹어져 설치된 상태에서, 하부판(110)의 연결단부까지만 연장된 유공수직보강재(160); 및 상기 주형의 상단과 하부판(110)의 연결단부를 거쳐 소정의 길이만큼 합성바닥판쪽으로 연장된 하부강재(340)가 내부에 포함되도록 주형 위에 타설되는 바닥판재(320);를 포함하도록 구성된다.

상기 실시예 1과는 달리 실시예 2에서는 횡방향 연결재로써 유공수직보강재를 이용하지 않고, 주형의 상단과 하부판의 아래쪽 연결단부를 거쳐 소정의 길이만큼 연장되어 설치되는 하부강재(340)를 연결재로써 이용하는 방법이다. 따라서 유공수직보강재는 주형위로 연장되지 않고 합성바닥판의 연결단부까지만 연장되어 형성되도록한다.

하부강재(340)로써 철근을 이용할 수 있으며, 하부판에 연장된 철근의 단부 는 절곡시켜 위치이동, 인발의 가능성을 방지할 수 있게 한다. 마찬가지로 주형의 상단에는 다수의 전단연결재(스터드)를 배치하게 되며, 하부판 및 주형(150)의 상단에 콘크리트를 타설함으로써 설치된 합성바닥판과 주형이 서로 합성되어 연결된다.

도 5c에 도시된 횡방향 연결부(300) 실시예 3은 실시예 2에 있어서, 주형(400)의 상부에 설치되어 하부판의 연결단부에서 하방 절곡되어 소정의 길이만큼 합성바닥판쪽으로 연장된 상부절곡강재(350)가 더 포함시키도록 구성된다.

상기 상부절곡강재(350)로써 역시 철근을 이용할 수 있으며, 주형 상부에 간격재 등을 이용하여 소정의 높이로 상부절곡강재를 수평으로 설치한 상태에서 합성바닥판의 연결단부 부위에서 하방으로 절곡시켜 하부강재와 같이 하부판 하부를 거쳐 안쪽으로 연장되어 설치하는 방식이다.

이러한 상부절곡강재(350)는 아울러 합성바닥판과 그 하부에 설치되는 주형의 연결부에 발생하는 사인장응력에도 저항하는 역할을 하게된다.

둘째, 주형이 PSC거더(160)인 경우에 합성바닥판과 주형과의 연결부가 도 5d, 도 5e 및 도 5f에 도시되어 있다.

도 5d에 도시된 횡방향 연결부(300) 실시예 4는 상기 하부판(110)의 연결단부가 주형(160)의 측단상부에 얹어져 설치된 상태에서, 하부판(110)으로부터 주형측단 상부를 걸쳐 소정의 길이 만큼 횡향향으로 연장된 유공수직보강재(310); 상기 연장된 유공수직보강재(210)가 내부에 포함되도록 주형 위에 타설되는 바닥판재(320); 및 상기 PSC 거더로부터 수직으로 연장되어 합성바닥판쪽으로 소정의 길이 만큼 절곡된 거더내부강재(360)를 포함하도록 구성된다.

PSC거더인 주형과 합성바닥판의 최종 연결을 실시예 1과 같이 주형의 측단상부에 합성바닥판의 하부판의 연결단부가 얹어지도록 하부판을 위치시킨 상태에서 주형과 합성바닥판 위를 덮도록 타설된 바닥판재인 콘크리트에 의하여 서로 연결되는 방식을 취하게 되며, 하부판을 포함한 합성바닥판과 주형과의 보다 효과적인 콘크리트에 의한 연결을 위하여 하부판에 설치된 유공수직보강재(310)를 주형측단 상단을 거쳐 소정의 길이만큼 연장시킨 상태에서, 상기 바닥판재를 형성하여 상기 유공수직보강재가 일종의 연결재로 기능할 수 있어 결국 주형위에 타설되는 바닥판재인 콘크리트와 합성바닥판과 서로 합성 연결되는 효과가 발현될 수 있도록 한 것이다.

상기 실시예 1과 다른 점은 도면에는 전단연결재를 도시하였으나 주형 상단에 다수의 전단연결재(스터드)를 설치하지 않을 수 있다는 점이다. 이러한 전단연결재의 기능은 통상 PSC 거더 내부에 매립된 배력철근인 거더내부강재(360)를 주형 상단으로 수직으로 돌출되도록 연장시켜 상부를 수평 절곡시키되, 합성바닥판쪽으로 연장되어 설치되도록 함으로써 가능하다. 즉, 상기 거더내부강재가 전단연결재의 기능을 담당하는 것이다.

나아가 이러한 거더내부강재는 상기 연장된 유공수직보강재의 기능을 일부 부담하게 된다. 왜냐하면 거더내부강재도 바닥판과 주형과의 합성작용을 할 수 있는 연결재의 기능 증 상기 연장된 유공수직보강재의 역할을 가질 수 있기 때문이다. 이러한 거더내부강재는 PSC 거더를 제작할 때 설치된다.

도 5e에 도시된 연결부(300) 실시예 5는 상기 하부판(110)의 연결단부가 주형의 측단상부에 얹어져 설치된 상태에서, 하부판(110)의 연결단부까지만 연장된 유공수직보강재(160); 상기 주형의 상단과 하부판(110)의 연결단부를 거쳐 소정의 길이만큼 합성바닥판쪽으로 연장된 하부강재(340)가 내부에 포함되도록 주형 위에 타설되는 바닥판재(320); 및 상기 PSC 거더로부터 수직으로 연장되어 합성바닥판쪽으로 소정의 길이만큼 절곡된 거더내부강재(360);를 포함되도록 구성된다.

상기 실시예 4와는 달리 실시예 5에서는 실시예 2와 같이 횡방향 연결재로써 유공수직보강재를 이용하지 않고, 주형의 상단과 하부판의 아래쪽 연결단부를 거쳐 소정의 길이만큼 연장되어 설치되는 하부강재(340)를 연결재로써 이용하는 방법이다.

따라서 유공수직보강재는 주형위로 연장되지 않고 합성바닥판의 연결단부까지만 연장되어 형성된다.

역시 하부강재(340)로써 철근을 이용할 수 있으며, 하부판에 연장된 철근의 단부는 절곡시켜 위치이동, 인발의 가능성을 방지할 수 있게 한다. PSC 거더 내부에 매립된 배력철근인 내부거더강재를 주형 상단으로 수직으로 돌출되도록 연장시켜 상부를 수평 절곡시키되 합성바닥판쪽으로 연장되어 설치되도록 하는 것은 상기 실시예 4와 동일하다.

도 5f에 도시된 연결부(300) 실시예 6은 상기 실시예 5의 구성을 그대로 유지한 상태에서 실시예 3과 같이 주형(400)의 상부에 설치되어 하부판의 연결단부에서 하방 절곡되어 소정의 길이만큼 합성바닥판쪽으로 연장된 상부절곡강재(350)가 더 포함되도록 구성된다.

상부절곡강재로써 역시 철근을 이용할 수 있으며, 주형 상부에 간격재 등을 이용하여 소정의 높이로 상부절곡강재를 수평으로 설치한 상태에서 합성바닥판의 연결단부 부위에서 하방으로 절곡시켜 하부강재와 같이 하부판 하부를 거쳐 안쪽으로 연장되어 설치하는 방식이다. 이러한 상부절곡강재(350)는 아울러 합성바닥판과 그 하부에 설치되는 주형의 연결부에 발생하는 사인장응력에도 저항하는 역할도 하게된다.

본 발명의 합성바닥판에 의하여, 구체적으로는 하부판을 고강도 강판을 이용하여 바닥판의 자중을 최고 40%까지 감소시킬 수 있어 종국적으로 바닥판의 두께를 최고 30%까지 감소가능한 것으로 실험결과가 도출되었으며, 강성이 커져 보다 장경간화된 합성바닥판을 설계할 수 잇으며, 프리캐스트부재로써 합성바닥판을 제작하는 경우 시공성이 매우 뛰어날 뿐만 아니라 품질관리가 용이하며, 현장에서 바닥판거푸집, 가설재설치, 철근조립공정이 생략될 수 있어 시공성의 향상으로 공기절감 및 고소작업에 있어 안정사고 위험성이 줄어들 수 있으며, 바닥판이 두께가 감소하는 만큼 경량화로 바닥판 상부 및 하부구조단면이 감소되어 경제적으로 합성바닥판을 제작할 수 있을 뿐만 아니라 합성바닥판의 고품질화로 인하여 사용수명을 증대시켜 유지관리비용을 절감할 수 있게 된다.

Claims

하부판(110)에 콘크리트를 포함하는 바닥판재(120)를 형성시켜 합성시킨 합성바닥판(100)에서, 상기 하부판(110)에 고정 설치되어 전단연결재 및 인장응력보강재로서 기능하는 유공수직보강재(130); 및 상기 유공수직보강재 위에 설치된 압축보강재(140);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 합성바닥판.
제 1항에 있어서, 상기 하부판(110)은 강판을 가공하여 오목부(110a)와 볼록부(110b)가 구비된 요철부(A)가 더 형성되며, 상기 유공수직보강재(130)는 강판재로써 상기 요철부(A)의 오목부(110a)에 수직으로 고정 설치되는 것을 특징으로 하는 합성바닥판.
제 1항에 있어서, 상기 유공수직보강재(130) 상부면에는 압축보강재 설치용 홈(132)이 추가로 더 설치되는 것을 특징으로 하는 합성바닥판.
제 3항에 있어서, 상기 압축보강재(140)는 미리 격자형으로 제작된 철근조립체를 상기 유공수직보강재(130)의 홈(132)에 얹어 설치하는 것을 특징으로 하는 합성바닥판.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 하부판(110)은 부식방지재가 도포되어 제작되는 것을 특징으로 하는 합성바닥판.
제 1항에 있어서, 상기 합성바닥판은 현장에서 적어도 하부바닥판, 유공수직보강재 및 압축보강재를 먼저 설치시킨 상태에서 콘크리트를 타설하여 현장에서 제작되거나, 미리 공장에서 상기 합성바닥판을 제작한 상태에서 현장에서는 주형 위에 상기 합성바닥판을 거치하면서 연결시켜 설치되는 것을 특징으로 하는 합성바닥판.
제 1항에 있어서, 상기 합성바닥판은 다수의 분절된 합성바닥판이 교축방향인 종방향으로 서로 연결되어 설치되는 합성바닥판으로써, 상기 합성바닥판의 종방향 연결부는, 오목부의 연장된 하부판을 위로 절곡시켜 형성시킨 유공수직단부(170)가 서로 맞닿도록 한 상태에서, 체결구에 의하여 서로 연결시켜 이루어지는 것을 특징으로 하는 합성바닥판.
하부판(110)에 콘크리트를 포함하는 바닥판재를 형성시켜 합성시킨 합성바닥판(100)에서, 상기 하부판(110)에 고정 설치되어 전단연결재 및 인장응력보강재로서 기능하는 유공수직보강재; 및 상기 유공수직보강재 위에 설치된 압축보강재(140);를 더 포함하는 합성바닥판(100)과 사각 박스형 주형의 횡방향 연결부에 있어서, 상기 횡방향 연결부는

상기 하부판(110)의 연결단부가 주형의 측단상부에 얹어져 설치된 상태에서, 하부판(110)으로부터 주형측단 상부를 걸쳐 소정의 길이 만큼 횡방향으로 연장된 유공수직보강재(310); 및 상기 연장된 유공수직보강재(310)가 내부에 포함되도록 주형 위에 형성된 바닥판재(320);를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 합성바닥판 연결구조.
하부판(110)에 콘크리트를 포함하는 바닥판재를 형성시켜 합성시킨 합성바닥판(100)에서, 상기 하부판(110)에 고정 설치되어 전단연결재 및 인장응력보강재로서 기능하는 유공수직보강재; 및 상기 유공수직보강재 위에 설치된 압축보강재(140);가 더 포함된 합성바닥판(100)과 사각 박스형 주형의 횡방향 연결부에 있어서, 상기 횡방향 연결부는

상기 하부판(110)의 연결단부가 주형의 측단상부에 얹어져 설치된 상태에서, 하부판(110)의 연결단부까지만 연장된 유공수직보강재(310); 및 상기 주형의 상단과 하부판(110)의 연결단부를 거쳐 소정의 길이만큼 합성바닥판쪽으로 연장된 하부강재(340)가 내부에 포함되도록 주형 위에 형성된 바닥판재(320);를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 합성바닥판 연결구조.
제 9항에 있어서, 상기 횡방향 연결부에, 주형의 상부에 설치되어 하부판의 연결단부에서 하방 절곡되어 소정의 길이만큼 합성바닥판쪽으로 연장된 상부절곡강재(350)가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 합성바닥판 연결구조.
하부판(110)에 콘크리트를 포함하는 바닥판재를 형성시켜 합성시킨 합성바닥판(100)에서, 상기 하부판(110)에 고정 설치되어 전단연결재 및 인장응력보강재로서 기능하는 유공수직보강재; 및 상기 유공수직보강재 위에 설치된 압축보강재(140);가 더 포함된 합성바닥판(100)과 PSC 거더인 주형의 횡방향 연결부에 있어서, 상기 횡방향 연결부는, 상기 하부판(110)의 연결단부가 주형의 측단상부에 얹어져 설치된 상태에서, 하부판(110)으로부터 주형측단 상부를 걸쳐 소정의 길이 만큼 연장된 유공수직보강재(310); 상기 연장된 유공수직보강재(310)이 내부에 포함되도록 주형 위에 타설되는 바닥판재(320); 및 상기 PSC 거더로부터 수직으로 연장되어 합성바닥판쪽으로 소정의 길이만큼 절곡된 거더내부강재(360);를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 합성바닥판 연결구조.
하부판(110)에 콘크리트를 포함하는 바닥판재를 형성시켜 합성시킨 합성바닥판(100)에서, 상기 하부판(110)에 고정 설치되어 전단연결재 및 인장응력보강재로서 기능하는 유공수직보강재; 및 상기 유공수직보강재 위에 설치된 압축보강재(140);가 더 포함된 합성바닥판(100)과 PSC 거더인 주형의 횡방향 연결부에 있어서, 상기 횡방향 연결부는, 상기 하부판(110)의 연결단부가 주형의 측단상부에 얹어져 설치된 상태에서, 하부판(110)의 연결단부까지만 연장된 유공수직보강재(310); 상기 주형의 상단과 하부판(110)의 연결단부를 거쳐 소정의 길이만큼 합성바닥판쪽으로 연장된 하부강재(340)가 내부에 포함되도록 주형 위에 타설되는 바닥판재(320); 및 상기 PSC 거더로부터 수직으로 연장되어 합성바닥판쪽으로 소정의 길이만큼 절곡된 거더내부강재(360);를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 합성바닥판 연결구조.
제 12항에 있어서, 상기 횡방향 연결부에, 주형의 상부에 설치되어 하부판의 연결단부에서 하방 절곡되어 소정의 길이만큼 합성바닥판쪽으로 연장된 상부절곡강재(350)가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 합성바닥판 연결구조.