KR20090109678A - Ｃｆｔ 기둥을 이용한 철골조 역타설 시스템 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 CFT 기둥을 이용한 철골조 역타설 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 흙막이벽 안쪽 지중의 각 기둥 위치에 골조용 기둥으로 CFT 기둥을 수직 시공한 상태에서, CFT 기둥과 지지거더 간의 접합 방식을 횡하중 부담이 필요한 층까지만 강 접합으로 하고, 나머지 지하층은 핀 접합으로 개선하여, 강 접합의 개소가 대폭 줄어들면서 시공성이 대폭 향상될 수 있는 CFT 기둥을 이용한 철골조 역타설 시스템 및 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명에서는 지상 1층의 바닥 골조를 구성하는 지지거더를 강 접합하기 위해 각 CFT 기둥의 상단에 소켓 기둥을 연장 시공하고, 상기 소켓 기둥에 4개 방향의 지지거더를 강접합하는 것에 주된 특징이 있다.

철골조, 역타설, CFT, 소켓 기둥, 시공성 향상

Description

ＣＦＴ 기둥을 이용한 철골조 역타설 시스템 및 방법{System and method for underground downward construction using concrete filled tube}

본 발명은 CFT 기둥을 이용한 철골조 역타설 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 지하구조물의 구축을 위해 흙막이벽 안쪽 지중의 각 기둥 위치에 골조용 기둥으로 설치된 CFT 기둥과, 지상 1층의 바닥 골조 및 지하층의 바닥 골조를 구성하면서 보 및 슬래브 구축용 거푸집 구조체를 지지하게 되는 지지거더를 포함하는 CFT 기둥을 이용한 철골조 역타설 시스템, 및 이를 이용한 지하구조물의 역타설 방법에 관한 것이다.

일반적으로 지하구조물을 구축하는 방법에는 두 가지가 있다. 즉, 지하구조물이 축조되는 지반에 흙막이공사를 한 다음 지반을 굴착하면서 흙막이를 지지할 수 있는 가시설물을 설치하고 토사를 전부 반출한 뒤 맨 아래층에서부터 구조물을 축조해 올라가는 순타설 공법과, 흙막이를 시공하고 1층 구조물을 축조한 뒤 그 구조물을 흙막이용 버팀대로 이용하여 상부에서 하부로 지반을 굴착하면서 구조물을 축조해 내려가는 역타설 공법이 그것이다.

최근 토지이용의 극대화 차원에서 지하공사가 점차 고심도화되고 있고, 특히 순타설 공법에 의한 시공시에는 흙막이 붕괴의 위험이나 주변건물들 침하 등으로 인한 균열발생과 함께 시각적으로도 불안할 뿐만 아니라 공사기간이 길어지는 등 여러 문제가 있어서, 근래에는 역타설 공법이 널리 적용되고 있다.

이 역타설 공법은 지하구조물 축조시에 지상 1층으로부터 지하층을 향하여 시공하여 나가는 방식이므로, 지하구조물과 지상구조물의 시공이 동시에 진행 가능하고, 지상 1층의 바닥을 작업장으로 활용할 수 있어 별도의 복공판이 불필요하며, 무지보 거푸집 작업이 가능하다는 장점이 있다.

이러한 역타설 공법으로는 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 선(先) 시공한 상층의 콘크리트 슬래브에 거푸집 지지를 위한 거푸집 지지거더를 현수시켜 콘크리트를 타설하는 방법(무지보 역타설 현수 거푸집 공법) 등이 있다.

최근 널리 사용되고 있는 방법으로는, 흙막이벽 시공 후 설치한 각 골조용 기둥에 해체 가능한 조립식 지지브라켓을 설치하고, 거푸집 지지거더(H-형강 철골보임, 이하 지지거더로 약칭함)를 상기 지지브라켓을 이용하여 골조용 기둥에 지지시킨 뒤, 상기 지지거더에 보 거푸집 및 슬래브 거푸집(일반 데크 플레이트나 딥데크, 트러스데크 등)을 지지시켜 설치하고, 이후 콘크리트를 타설하는 방식이 있다.

이때, 각 골조용 기둥의 해당 층 높이에 지지브라켓을 설치하고, 이웃한 두 골조용 기둥의 지지브라켓 위에 단부를 거치하는 형태로 지지거더를 지지시킨 다음, 지지거더에 보 거푸집 및 슬래브 거푸집을 지지시키게 된다.

상기 지지브라켓은 기둥상에 쉽게 장착 및 해체가 가능하므로, 해당 층에 대해 보 및 슬래브의 콘크리트 시공작업이 모두 완료되면, 각 지지브라켓을 해체 후 기둥 상의 아래층 높이로 내려 재설치한 뒤 동일 목적으로 사용하게 된다.

이와 같이 지지브라켓을 이용한 지하구축용 무지보 역타설 시스템은, 슬래브 및 보 시공을 위한 구조물을, 선시공한 상층 슬래브에 현수재를 이용하여 현수 및 지지시키는 방법이 아닌, 지지브라켓을 이용하여 골조용 기둥에 직접 지지시키는 방법으로서, 기존 동바리나 현수재 지지방식의 여러 문제점을 해결할 수 있다.

한편, 건물 시공시에 기초 작업을 위해서 H-형강 또는 콘크리트 충전강관기둥 등의 골조용 기둥을 우선 시공한다.

최근 우수한 구조적 안정성을 확보할 수 있는 콘크리트 충전강관기둥을 많이 사용하고 있는데, 상기 콘크리트 충전강관기둥은 원형 또는 각형의 강관에 콘크리트를 충전한 기둥을 의미하며, 이러한 콘크리트 충전강관기둥(Concrete Filed Tube, 이하 CFT 기둥이라 칭함)을 골조의 주요 구성 부재 중 기둥 부재로 사용하여 고축력에 저항하는 구조를 콘크리트 충전강관기둥 구조라 한다.

상기 콘크리트 충전강관기둥 구조는 기둥의 강관이 콘크리트를 구속함으로써 강성, 내력, 변형 등의 구조적인 측면뿐만 아니라 내화 및 시공 등 다방면에서 우수한 성능을 발휘하는 장점이 있으며, 이에 따라 도심의 빌딩, 고층복합시설 등과 같은 건축물에 많이 적용하고 있는 추세이다.

특히, 웹과 플랜지로 구성되어 단면상에서 강, 약축이 존재하는 H-형강을 사용하는 경우에 CFT 기둥에 비해 좌굴에 불리한 것으로 알려져 있고, 또한 H-형강을 사용한 SRC 기둥(철골철근 콘크리트 합성 기둥)에서는 합성 기둥 내 배근되는 철근의 양을 고려할 때 CFT 기둥에 비해 상대적으로 많은 양의 철근이 사용되며, 이에 CFT 기둥으로 시공하는 것이 공사비를 절감하는 데 유리한 것으로 알려져 있다.

또한 CFT 기둥을 사용하는 것이 H-형강을 사용한 SRC 기둥에 비해 중량을 줄일 수 있는 장점이 있게 된다.

그리고, 같은 CFT 기둥이라 하더라도 원형 강관을 사용하는 것이 사각형 강관을 사용하는 것보다 비용, 중량, 재료 사용량 측면에서 보다 유리한 장점이 있다.

이와 같이 CFT 기둥을 사용하는 경우에 여러 장점이 있음에도 불구하고 기둥에 지지브라켓을 설치하여 시공하는 무지보 역타설 공법에서 지지브라켓의 개발 등이 주로 H-형강 기둥을 사용하는 경우에 대해서만 이루어져 왔다.

예컨대, 실용신안등록번호 제398231호와 실용신안등록번호 제417438호에 1방향 보 및 슬래브 시공시에 사용하는 지지브라켓 및 이를 이용한 역타설 기술이 개시되어 있으나, 이는 골조용 기둥으로 H-형강을 사용하는 것을 전제로 하여 H-형강에 쉽게 설치 및 해체가 가능한 지지브라켓으로, H-형강 기둥이 아닌 CFT 기둥에는 사실상 적용이 불가능하다.

즉, 실용신안등록번호 제417438호의 지지브라켓에서는 브라켓 본체를 H-형강 기둥에 고정 설치하기 위해 H-형강 기둥에 브라켓 고정수단을 우선 설치한 뒤 상기 브라켓 고정수단에 의해 브라켓 본체를 지지시키도록 되어 있는 바, 상기 브라켓 고정수단은 그 설치 및 해체를 쉽게 하기 위해 볼트로 H-형강 기둥의 플랜지에 체결하도록 되어 있다.

이와 같이 지지브라켓은 브라켓 고정수단이 H-형강 기둥에만 체결될 수 있도록 고안되었기 때문에 원형 또는 각형의 CFT 기둥에는 설치가 불가능하였으며, 이에 따라 지지브라켓(실용신안등록번호 제417438호 등에 개시된 지지브라켓 등)을 원형 또는 각형의 CFT 기둥에 설치할 수 있도록 하는 방안이 필요하다.

이를 위해, 본 발명자는 브라켓을 이용한 지하구조물 구축용 무지보 역타설 시스템에서 골조용 기둥으로 시공된 CFT 기둥에 설치하여 브라켓을 지지시킬 수 있는 브라켓 고정 장치를 개발하여 실용신안으로 출원한 바 있다(실용신안 출원번호 제2008-823호(2008.1.18)).

상기 실용신안의 브라켓 고정 장치는 원형 또는 각형의 CFT 기둥에 볼트로 쉽게 체결/해체가 가능하도록 고안된 것으로, 이를 이용하면, 지하구조물의 역타 시공시에 기존의 브라켓을 CFT 기둥에 지지시킬 수 있고, 이에 브라켓을 이용하여 CFT 기둥에 지지거더 등을 포함한 철골조를 시공하여 지하구조물을 역타 시공하는 것이 가능해진다.

한편, CFT 기둥을 이용하여 지하구조물을 역타 시공하는 과정에서 CFT 기둥과 철골보인 지지거더의 접합이 관심사로 등장하고 있다. 원형 또는 각형 CFT 기둥의 경우, 일반 H-형강 기둥에 비해 좌굴에 유리하여 적은 단면적으로 더 큰 축하 중을 받을 수 있는 바, 경제적 설계가 가능해진다.

CFT 기둥과 철골 지지거더 간의 접합 방식으로서, 종래에는, 첨부한 도 1에 나타낸 바와 같이, 외측 다이아프램(11)(도 1의 (a) 참조) 또는 내측 다이아프램(12)(도 1의 (b) 참조)을 이용하여 접합하는 방식이 이용되었다.

그러나, 외측 또는 내측 다이아프램(11,12)을 이용한 접합의 경우에는 일반 H-형강 기둥에 비해 지지거더(20)의 접합방식이 복잡하고, 특히 외측 다이아프램(11)을 이용한 접합의 경우에는 기둥 거푸집(31) 안에 배근되는 철근(32)과의 간섭으로 인해서 시공성 저하뿐만 아니라 SRC 합성 기둥 설계가 곤란하다.

도 1의 (a)를 참조하면, 외측 다이아프램(11)을 이용하여 접합하는 경우, SRC 기둥 내 수직 철근(32)의 배근 작업시에 외측 다이아프램(11)과의 간섭으로 인해 철근 배근을 위한 공간이 협소하여 SRC 기둥 설계가 어렵다. 그리고, 외측 다이아프램의 가공 및 현장 용접 설치 작업이 어려워 시공성 및 경제성이 크게 저하된다.

또한 기본적으로 지상층의 기둥이 철근콘크리트 기둥이 아닌 철골조로 설계될 경우, 지하 기둥은 CFT 기둥이 사용되고, 지상층 기둥은 H-형강 기둥이 사용되므로, 이종 기둥 부재를 사용함에 따라 구조 형태가 상이하여 접합부 설계가 매우 복잡한 단점이 있다. 기존의 이종 기둥 간의 접합은 접합 상세가 매우 복잡하여 시공성 및 경제성이 결여된다.

이에 지하층에 시공된 CFT 기둥에 철골 지지거더의 접합방식을 용이한 접합이 가능하도록 개선하는 방안이 필요하며, CFT 기둥과 지지거더 간의 접합 구조 및 접합 방식의 개선을 통해 시공성 및 경제성을 향상시키는 방안이 필요한 실정이다.

또한 종래의 철골 구조 시스템에서는 골조용 기둥으로 H-형강 기둥을 시공한 뒤 H-형강 기둥과 지지거더가 만나는 지하 전층의 모든 개소에 대해 기둥과 거더를 강 접합하는 것이 일반적이다.

첨부한 도 2는 지하구조물의 특정 층에서 H-형강 기둥과 지지거더의 접합 상태를 보여주는 평면도이고, 도 3은 지하구조물의 역타 시공을 위한 종래의 철골조 시스템에서 H-형강 기둥과 지지거더의 접합 방식을 보여주는 단면도이며, 도 4 내지 도 6은 지하구조물의 역타 시공에 따른 종래의 철골조 시스템에서 H-형강 기둥과 지지거더의 접합 상세를 보여주는 도면이다. 도 2와 도 3에서 도면부호 1은 지중에 시공한 흙막이벽을 나타내며, 도 3에서 도면부호 13은 각 H-형강 기둥(19)에 대해 시공한 기둥 기초 콘크리트를, 도면부호 2는 최저층의 바닥 기초 콘크리트를 나타낸다. 또한 도 2에서 도면부호 21은 중간 지지거더를 나타낸다.

도 2에 도시한 바와 같이 하나의 H-형강 기둥(19)에 대해 4방향의 지지거더(20)가 모두 강 접합(또는 고정(Fix)접합 또는 모멘트 접합이라고도 함)되고 있으며, 도 3을 참조하면 지상 1층 바닥을 포함하여 지하 철골조의 전 층에서 H-형강 기둥(19)과 지지거더(20)가 모두 강 접합이 이루어지고 있다.

각 층의 기둥(19)과 거더(20a,20b) 간 강 접합 상세를 살펴보면, 도 4 내지 도 5에 나타낸 바와 같이, H-형강 기둥(19)의 좌우 플랜지 내측 공간의 상하 위치에 각각 수평으로 횡판(19a)을 용접 설치하고, 좌우측의 상하 횡판(19a) 사이에 각각 접합플레이트(19b)를 직각이 되게 수직으로 용접 설치하며, 이후 접합플레이 트(19b)와 좌우측 지지거더(20a) 단부의 웹부분을 상호 볼팅하여 체결하게 된다. 이때, 좌우측 지지거더(20a) 단부의 상하 플랜지부분 끝단은 횡판(19a)에 용접하여 고정한다.

또한 상기 지지거더(20a)에 대해 직각방향인 지지거더(20b)에 대해서는, 도 6에 나타낸 바와 같이, H-형강 기둥(19)의 플랜지부분 바깥면에 접합플레이트(19c)를 용접 설치하고, 이 접합플레이트(19c)와 직각방향 지지거더(20b) 단부의 웹부분을 상호 볼팅하여 체결한 뒤, 지지거더(20b) 단부의 상하 플랜지부분 끝단을 H-형강 기둥(19)의 플랜지부분 바깥면에 추가로 용접하여, 지지거더(20b)의 단부를 H-형강 기둥(19)에 강 접합한다.

결국, 역타 공법의 철골구조에서는 기둥(19)과 4방향으로 수평 설치되는 지지거더(20a,20b)의 단부를 용접에 의한 강 접합(고정 접합 또는 모멘트 접합) 방식으로 접합한다.

이러한 강 접합 구조에서는 슬래브 콘크리트의 단면은 무시되어 철골보인 지지거더만으로 하중을 지지하며, 이때 지지거더는 단순 철골 역할만을 수행한다.

즉, 지지거더(20a)의 양단부가 기둥에 강 접합으로 고정될 경우, 작용 모멘트는 줄일 수 있으나, 도 6에 나타낸 바와 같이, 단일 스팬 내에서 정, 부 모멘트의 응력이 변화함에 따라 합성보의 설계 및 시공이 곤란하며, 이에 슬래브 콘크리트의 단면이 무시되고 지지거더의 단면으로만 하중을 지지해야 하므로 과대 단면을 사용하는 것이 불가피하다.

또한 상기한 강 접합 구조는 지하층의 기둥으로 H-형강 기둥을 시공하였을 때 적용되는 것으로, CFT 기둥은 H-형강 기둥 대신 사용할 경우 철골 지지거더와 기둥과의 강 접합 상세가 복잡하여 잘 사용하지 않고 있는 실정이다. 이와 같이 H-형강 기둥에 비해 30 ~ 50 %의 철골 물량을 절감할 수 있는 CFT 기둥의 사용이 제한되어 경제성 있는 시공이 불가능하다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로서, 흙막이벽 안쪽 지중의 각 기둥 위치에 골조용 기둥으로 CFT 기둥을 수직 시공한 상태에서, CFT 기둥과 지지거더 간의 접합 방식을 횡하중 부담이 필요한 층까지만 강 접합으로 하고, 나머지 지하층은 핀 접합으로 개선하여, 강 접합의 개소가 대폭 줄어들면서 시공성이 대폭 향상될 수 있는 CFT 기둥을 이용한 철골조 역타설 시스템 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 지하구조물의 구축을 위해 흙막이벽 안쪽 지중의 각 기둥 위치에 골조용 기둥으로 설치된 CFT 기둥과, 지상 1층의 바닥 골조 및 지하층의 바닥 골조를 구성하면서 보 및 슬래브 구축용 거푸집 구조체를 지지하게 되는 지지거더를 포함하는 CFT 기둥을 이용한 철골조 역타설 시스템에 있어서,

상기 지하층의 바닥 골조를 구성하는 지지거더가 각 CFT 기둥에 용접 설치된 접합플레이트에 볼팅되어 고정되는 핀 접합으로 각 CFT 기둥에 접합되고, 상기 지상 1층의 바닥 골조를 구성하는 지지거더가 각 CFT 기둥의 상단에 연장 시공된 소켓 기둥에 볼팅 및 용접에 의해 고정되는 강 접합으로 각 CFT 기둥에 접합되는 것을 특징으로 한다.

바람직한 실시예에서, 상기 소켓 기둥은 CFT 기둥의 상단에서 하부가 CFT 기둥의 강관 내부로 삽입되어 CFT 기둥의 충전 콘크리트 내부에 매립됨으로써 고정되는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은, 지하구조물의 구축을 위해 흙막이벽 안쪽 지중의 각 기둥 위치에 골조용 기둥으로 CFT 기둥을 시공하고, 상기 CFT 기둥에 지지거더를 설치한 뒤 상기 지지거더에 보 및 슬래브 거푸집 구조체를 지지시켜 콘크리트를 타설하는 방식으로 지상 1층 및 지하 각층의 바닥 보 및 슬래브를 시공하는 CFT 기둥을 이용한 철골조 역타설 방법에 있어서,

상기 지하층의 바닥 골조를 구성하는 지지거더는 각 CFT 기둥에 용접 설치된 접합플레이트에 볼팅하여 고정되는 핀 접합으로 각 CFT 기둥에 접합하고, 상기 지상 1층의 바닥 골조를 구성하는 지지거더는 각 CFT 기둥의 상단에 연장 시공된 소켓 기둥에 볼팅 및 용접에 의해 고정하는 강 접합으로 각 CFT 기둥에 접합하는 것을 특징으로 한다.

바람직한 실시예에서, 상기 소켓 기둥으로 H-형강을 사용하되, 상기 H-형강의 하부를 CFT 기둥의 충전 콘크리트 타설 직후 CFT 기둥의 강관 내부로 삽입하여 CFT 기둥의 충전 콘크리트 내부에 매립함으로써 고정하는 것을 특징으로 한다.

이에 따라, 본 발명에 따른 철골조 역타설 시스템 및 방법에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.

1) 횡력에 대한 저항이 요구되는 지상 1층의 바닥 골조에 대해서는 강 접합을 적용하고, 나머지 지하층에 대해서는 핀 접합으로 시공하여, 지지거더 접합부의 단순화가 가능해지고, 이에 경제성 및 시공성을 향상시킬 수 있는 장점을 제공한다. 핀 접합이 적용되어 종래의 다이아프램 사용시에 비해 기둥 철근의 배근을 위한 공간에 여유가 있게 되므로 기둥 철근 배근 작업이 매우 용이해진다.

2) 지하층의 바닥 골조를 형성하는 지지거더와 CFT 기둥 간의 접합 방식으로 핀 접합 방식을 채택함으로써, 슬래브 콘크리트와 지지거더가 스터드에 의해 일체화되는 합성보를 형성할 수 있게 되고, 경제적 설계가 가능해진다.

3) H-형강으로 제작된 소켓 기둥을 사용하므로, 지상층의 H-형강 기둥과의 접합 구조가 단순해지며, 시공성 및 경제성이 향상될 수 있게 된다. 또한 소켓 기둥이 사전에 설치됨에 따라 상측의 H-형강 기둥과의 접합이 볼트 또는 용접 접합이 모두 가능하며, 접합성 양호로 인해 구조적으로 유리해진다. 상기와 같이 소켓 기둥은 지지거더와 CFT 기둥, H-형강 기둥과 CFT 기둥을 연결하는 중간부재로서, 강 접합이 필히 요구되는 지상 1층의 바닥 골조에서 지지거더의 접합이 용이해지고, 지지거더의 접합 구조가 단순화되며, 지상층이 철골조인 경우 이종 기둥 간의 접합 상세가 단순화되어 시공성 및 경제성이 향상된다.

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

첨부한 도 7은 본 발명에 따른 지하구조물의 철골조 역타설 시스템을 도시한 평면도이고, 도 8은 본 발명에 따른 지하구조물의 철골조 역타설 시스템의 단면도이다.

이에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 지하구조물의 철골조 역타설 시스템에서는 골조용 기둥으로 H-형강 기둥에 비해 구조 성능이 우수하면서도 철골 물량의 절감이 가능한 원형 또는 각형의 CFT 기둥(10)이 시공된다.

또한, 도 7에 나타낸 바와 같이, 각 지하층의 CFT 기둥(10)과 4방향의 지지거더(20)가 핀 접합(또는 힌지 접합 또는 전단 접합이라고 함) 방식으로 접합되며, 단 지상 1층의 바닥 골조의 경우에는 각 CFT 기둥(10)에 대해서 별도 시공된 소켓 기둥(40)을 사용하여 4방향의 지지거더(20)가 강 접합 방식으로 접합된다.

즉, 횡력에 대한 저항이 요구되는 지상 1층의 바닥 골조에 대해서는 강 접합을 적용하고, 나머지 지하층에 대해서는 핀 접합으로 시공하여 접합부의 단순화를 유도하는 것이다. 다만, 지하층이라 하더라도 횡력에 대한 저항이 요구되는 일부 지하층에 대해서는 강 접합을 적용하는 것이 가능하다.

상기한 핀 접합 방식은 기존의 강 접합 방식에 비해 CFT 기둥(10)과 철골 지지거더(20)의 접합부를 단순화시키며, 또한 경제성 및 시공성을 향상시킬 수 있는 장점을 제공한다.

첨부한 도 9 내지 도 11은 본 발명에 따른 철골조 역타설 시스템에서 지하층의 핀 접합 상세(H-형강 기둥과 지지거더 간의 접합 상세)를 보여주는 도면이며, 도 12와 도 13은 핀 접합 구조의 단면도이다.

도 12는 원형 강관을 사용한 CFT 기둥의 시공 예를, 도 13은 사각 강관을 사용한 CF 기둥의 시공 예를 나타낸 것으로, 하나의 CFT 기둥(10)에 4방의 지지거더(20)가 모두 핀 접합되어 고정된다. CFT 기둥(10)과 지지거더(H-형강의 철골보임)(20) 간의 핀 접합을 위해서, 원형 또는 사각 CFT 기둥(10)의 4방으로 각각 접합플레이트(14)를 용접 설치하고, 지지거더(20) 단부의 웹부분과 각 접합플레이트(14)를 상호 볼팅하여 체결하게 된다.

도 9를 참조하면, CFT 기둥(10)과 기둥 사이에 지지거더(20)가 연결 고정되는데, 이때 지지거더(20)의 양단부가 CFT 기둥(10)에 접합플레이트(14)에 의해 핀 접합됨을 볼 수 있다.

이와 같이 종래의 강 접합으로 고정되던 지지거더가 본 발명에서 핀 접합으로 변경될 경우, 단순보로 거동함에 따라 작용 모멘트는 커지나, 슬래브 콘크리트와 지지거더(20)가 전단연결재인 스터드(22)에 의해 일체화되어 거동하는 합성보를 형성하게 된다. 결국, 핀 접합시에 슬래브 콘크리트와 철골보인 지지거더(20)가 합성보를 형성하게 되면서 철골부재의 증감에는 차이가 없으면서 접합부가 개선되어 경제적인 시공이 가능해진다.

상기 스터드(22)는 지지거더(20)의 상측 플랜지부분의 상면에 거더 길이방향을 따라 일정 간격으로 설치되며, 이후 테크 플레이트(30)에 슬래브 콘크리트가 타설 및 양생되고 나면 스터드(22)가 슬래브 콘크리트 속에 매립된 상태에서 이종재질인 슬래브 콘크리트와 지지거더(20)가 완전 일체화된다. 지지거더(20)의 스터드(22)가 데크 슬래브 내에 매립되도록 하기 위해서 각 스터드(22)는 데크 플레이 트(3) 하판을 관통하여 그 상측의 콘크리트 타설 공간으로 돌출되게 설치된다.

통상 합성보는 스터드와 같은 전단연결재를 이용해서 이종재질을 일체화시킨 보를 말하며, 압축에 유리한 콘크리트(데크 슬래브 콘크리트)와 인장에 유리한 철재(지지거더)를 일체화시켜서 합성한다. 본 발명에서 지하층의 슬래브 콘크리트와 지지거더(20)가 스터드(22)에 의해 합성보로 일체화되어, 이종재질의 두 부재가 합성된 하나의 단면으로 하중 및 모멘트를 지지하게 된다. 이와 같이 지하층의 슬래브 콘크리트와 지지거더(20)가 합성보로 시공되면, 하나의 합성된 단면으로 작용하게 되며, 합성 단면에서 상측의 슬래브 콘크리트는 합성보 유효폭 내에서 주로 압축저항을 하고, 하측의 지지거더(20)는 주로 인장저항을 하게 된다.

요약컨대, 본 발명에서는 지하층의 바닥 골조를 형성하는 지지거더(20)와 CFT 기둥(10) 간의 접합 방식으로 핀 접합 방식을 채택함으로써, 종래와 비교하여 모멘트 값은 2배 정도 커지나, 슬래브 콘크리트와 지지거더(20)가 스터드(22)에 의해 일체화되어 합성보를 형성함에 따라 경제적 설계가 가능해진다. 종래 지지거더 단면만의 단면 성능(지지거더와 기둥 간 강 접합 방식임)과 비교할 때 합성보로 시공하는 경우에는 합성보 단면 성능이 크게 증가하면서, 지지거더 단면의 증가 없이도 양단 접합부를 강 접합에서 핀 접합으로 변경 가능하며, 시공성이 향상되는 효과가 있다.

본 발명에서 지지거더의 물량을 추가 절감하기 위해서는, 도 10과 도 11에 나타낸 바와 같이, 지지거더(20)의 보춤을 축소하여 슬래브 콘크리트와 합성보로 구성하되, 중앙부를 부분적으로 단면 보강하며, 이를 통해 경제적인 설계가 가능하 다.

단면 보강 방법으로는 철골보인 지지거더(20)의 부재, 즉 H-형강의 중앙부에서 플랜지부분의 하면에 보강용 T-바(bar)(H-형강을 웹부분 중심선을 따라 2등분한 부재) 형태의 철골 부재(23)(도 10 참조) 또는 보강용 플레이트(24)(도 11 참조)를 용접 보강하여 단면 성능을 향상시킨다.

한편, 종래의 철골조 역타설 시스템에서는 H-형강 기둥과 철골 지지거더가 만나는 모든 층, 모든 개소에서 강 접합으로 H-형강 기둥과 지지거더의 접합이 이루어지나, 본 발명에서는, 흙막이벽(1) 안쪽 지중의 각 기둥 위치에 골조용 기둥으로 CFT 기둥(10)을 수직 시공한 상태에서, 전술한 바와 같이, CFT 기둥(10)과 지지거더(20) 간의 접합 방식을 횡하중 부담이 필요한 층(지상 1층의 바닥 포함)까지만 강 접합으로 하고, 나머지 지하층은 핀 접합으로 개선하여, 강 접합의 개소가 대폭 줄어들면서 시공성이 대폭 향상된다.

첨부한 도 14는 대지 고저차가 있는 경우의 시공 예를 나타낸 단면도로서, 지상 1층의 바닥 골조와 지하 1층의 바닥 골조의 경우 지지거더(20)를 강 접합으로, 나머지 지하층은 지지거더(20)를 핀 접합으로 접합한 예를 보여주고 있다.

이때, 기둥은 모두 CFT 기둥(10)으로 시공하며, 지상 1층의 바닥 골조에서는 후술하는 소켓 기둥을 사용하여 지지거더(20)를 강 접합하고, 지하 1층의 바닥 골조에서는 종래와 같이 다이아프램을 사용하여 CFT 기둥(10)과 지지거더(20)를 강 접합한다.

지상 1층의 바닥 골조에서 소켓 기둥(도 14에는 미도시함)은 각 CFT 기 둥(10)의 상단에 일직선상으로 연장되도록 수직 시공되고, 각 소켓 기둥에 4방향으로 지지거더(20)를 강 접합하게 된다. 이와 같이 지상 1층의 바닥 골조에서 지지거더는 소켓 기둥을 매개로 CFT 기둥에 하중 전달이 가능하도록 연결되는 것이다.

대지 고저 차가 있어서 편토압이 작용하는 경우에 편토압 작용에 의한 횡하중에 저항할 수 있도록 기둥과 지지거더를 강 접합하여 골조 거동을 하게 할 필요가 있다. 이를 위해서, 도 14에 나타낸 바와 같이, 횡하중 부담이 필요한 지상 1층과 지하 1층의 바닥 골조에 대해서는 지지거더를 강 접합하며, 나머지 지하층에 대해서는 핀 접합을 적용하여 시공성을 향상시킨다. 이와 같이 강 접합 개소를 대폭 줄임으로써 시공성이 대폭 향상될 수 있다.

한편, 본 발명에서 강 접합이 필히 요구되는 지상 1층의 바닥 골조의 경우에는 소켓 기둥을 사용하여, 지지거더의 접합을 용이하게 하면서 CFT 기둥(10)으로의 하중 전달이 원활해지도록 한다.

이하, 본 발명의 소켓 기둥에 대해서 상세히 설명하기로 한다.

첨부한 도 15는 본 발명에 따른 소켓 기둥(40)을 사용한 역타 시공의 예를 도시한 단면도이고, 도 16과 도 17은 도 15의 선 'A-A'를 따라 취한 단면도로서, 소켓 기둥(40)과 지지거더(20a,20b)의 접합 상세를 보여주는 단면도이며, 도 16은 원형 강관을 사용한 CFT 기둥의 시공 예를, 도 17은 사각 강관을 사용한 CF 기둥의 시공 예를 나타낸 것이다. 도 15에서 선 'B-B'를 따라 취한 단면도는 앞서 설명한 도 12와 도 13이 된다.

또한 첨부한 도 18은 본 발명의 소켓 기둥을 사용한 지지거더의 강 접합에서 철근 배근 작업이 용이해짐을 보여주는 도면이고, 도 19는 본 발명의 소켓 기둥이 시공된 상태 및 소켓 기둥과 지지거더의 접합 상세를 보여주는 정면도이다.

또한 첨부한 도 20은 소켓 기둥의 시공 과정을 보여주는 공정도이다.

우선, 철골조 역타설 시스템의 시공 과정을 순서대로 설명하면, 도 15에 나타낸 바와 같이, 지중에 흙막이벽(1)을 시공한 뒤 흙막이벽(1) 안쪽 지중의 각 기둥 위치에 CFT 기둥(10)을 시공하고, 이후 CFT 기둥(10) 시공시에 설치한 소켓 기둥(40)을 사용하여 지상 1층의 바닥 골조를 시공한다. 그리고, 이후 굴토하여 지하 1층의 바닥 골조 시공하고, 이후 추가 굴토하여 지하 2층의 바닥 골조 시공하며, 이후 굴토 및 지하층의 바닥 골조 시공을 하층으로 내려가면서 반복한 뒤, 최저층 바닥에 대해서는 콘크리트를 타설하여 바닥 기초 콘크리트를 시공하게 된다.

이때, 지상 1층의 바닥 골조에 대해서는 소켓 기둥(40)과 지지거더(20)를 강 접합하여 시공하며, 나머지 지하층의 바닥 골조에 대해서는 CFT 기둥(10)과 지지거더(20)를 전술한 바와 같이 핀 접합하여 시공한다. 또한 각 층의 보 및 슬래브의 콘크리트 시공은, 종래와 마찬가지로 각 층의 바닥 골조(철골 구조) 시공이 완료될 때마다 보 및 슬래브 거푸집 구조체(데크 플레이트 등)를 설치한 뒤 콘크리트를 타설 및 양생하여 진행하며, 전 지하층의 보 및 슬래브(데크 슬래브)의 시공이 완료되면 기둥 거푸집 설치 및 기둥 철근 배근 후에 콘크리트를 타설하여 기둥 시공을 하게 된다. 통상 기둥에 대해서는 하층에서 상층으로 올라가면서 기둥 콘크리트 시공을 하는 순타 시공이 이루어진다. 도 15를 참조하면, CFT 기둥(10) 주변에 SRC 기둥의 외곽선(기둥 콘크리트 타설 라인)을 표시하였다.

이와 같이 본 발명의 소켓 기둥(40)은 강 접합이 반드시 필요한 지상 1층의 바닥 골조에서 지지거더(20)를 보다 쉽게 강 접합하기 위해 시공하는 것으로, 지상 1층의 바닥 골조를 구성하는 지지거더(20)의 시공 높이를 고려하여 CFT 기둥(10)의 최상단에 우선 설치하는 부재이다. 이러한 소켓 기둥(40)은 각각의 CFT 기둥(10) 시공시에 지상에서 CFT 기둥(10) 최상단을 통해 강관(10a) 내부로 삽입하여 충전 콘크리트(10b) 내부에 매립되도록 고정 설치한다.

또한 지하층의 기둥으로 CFT 기둥(10)을 시공한 상태에서 지상층을 철골조로 시공하는 경우, 즉 지상층의 기둥으로 H-형강 기둥(50)을 시공하는 경우, 이종 기둥 간의 접합이 요구되는데, 이때 소켓 기둥(40)은 지하층의 CFT 기둥(10)과 지상층의 H-형강 기둥(50)을 연결시켜 주는 중간부재로 사용된다. 즉, CFT 기둥(10)의 상단에 소켓 기둥(40)을 일직선상으로 연장되도록 수직 시공한 상태에서, 소켓 기둥(40)과 4방향의 지지거더(20)는 강 접합하여 지상 1층의 바닥 골조를 형성하고, 소켓 기둥(40)의 상단에는 지상층의 H-형강 기둥(50)을 접합하여 시공한다.

도 16과 도 17을 참조하면, 소켓 기둥(40)이 원형 CFT 기둥(10) 또는 사각 CFT 기둥의 충전 콘크리트(10b)에 삽입되어 일체화된 상태에서 소켓 기둥(40)의 4방으로 지지거더(20a,20b)가 강 접합됨을 볼 수 있다. 또한 도 18을 참조하면, 지상 1층의 바닥 골조를 구성하는 4방향의 지지거더(20a,20b)가 소켓 기둥(40)에 강 접합된 상태를 볼 수 있는데, 추후 SRC 기둥(철골 철근 콘크리트 기둥=합성기둥)의 시공시에, 지지거더의 강 접합을 위해서 CFT 기둥에 다이아프램을 사용한 종래와 비교할 때(도 1의 (a) 참조, 기둥 철근과 다이아프램과의 간섭 발생), 기둥 거푸집(31) 내에서 기둥 철근(32)의 배근을 위한 공간에 여유가 있으므로 기둥 철근 배근 작업이 매우 용이해짐을 볼 수 있다.

도 19와 도 20을 참조하여 소켓의 시공에 대해 좀더 상세히 설명하면, 소켓 기둥(40)으로는 H-형강을 사용하며, 소켓 기둥(40)의 하단에는 엔드 플레이트(41)를 용접 설치한다. 이와 같이 H-형강으로 제작된 소켓 기둥(40)을 지중에 수직 시공된 CFT 기둥(10)의 상단에 일직선상으로 연장되도록 수직 시공하는데, 이때 소켓 기둥(40)의 하부를 CFT 기둥(10)의 상단부에서 강관(10a) 내부의 충전 콘크리트(10b) 속에 삽입하여 일체화 시공한다.

소켓 기둥(40)의 시공을 위해, CFT 기둥(10)의 강관(10a)이 지중에 우선 수직 시공된 상태에서 강관(10a) 내부에 충전 콘크리트(10b)가 타설되면, 콘크리트가 양생되기 전에 CFT 기둥(10) 상단에서 소켓 기둥(40)을 강관(10a) 내부의 콘크리트 속에 길게 삽입하여 매립하며, 이후 충전 콘크리트(10b)가 양생되고 나면 소켓 기둥(40)과 CFT 기둥(10)이 일체화될 수 있도록 한다.

이때, CFT 기둥(10)의 충전 콘크리트(10b) 타설 직후 소켓 기둥(40)을 삽입하고 나면 수직도를 측정하여 소켓 기둥(40)의 수직도를 정확히 맞춰주고, 이후 가이드 앵글(49)을 사용하여 고정한다. 즉, 첨부한 도 21에 나타낸 바와 같이, 수직도 조정이 끝난 소켓 기둥(40)의 양측에 밀착되도록 CFT 기둥(10)의 강관(10a) 상단에 두 개의 가이드 앵글(L-형강)(49)을 나란히 설치하여, 가이드 앵글(49)에 의해 소켓 기둥(40)이 고정되도록 한다.

이후 CFT 기둥(10)의 충전 콘크리트(10b)가 완전히 양생되고 나면, 가이드 앵글(49)은 제거하고, 소켓 기둥(40)이 일체화된 상태에서 지상 1층 바닥 골조의 지지거더(20a,20b)를 4방으로 접합하여 시공한다. 소켓 기둥(40)과 지지거더(20a,20b)의 접합 구조는 종래 지하층 기둥으로 시공된 H-형강 기둥과 지지거더의 접합 구조와 동일하다.

즉, 도 16과 도 19에 나타낸 바와 같이, H-형강으로 된 소켓 기둥(40)의 좌우 플랜지 내측 공간의 상하 위치에 각각 수평으로 횡판(42)을 용접 설치하고, 좌우측의 상하 횡판(42) 사이에 각각 접합플레이트(43)를 직각이 되게 수직으로 용접 설치한다. 이후 접합플레이트(43)와 좌우측 지지거더(20a) 단부의 웹부분을 상호 볼팅하여 체결하며, 이때 좌우측 지지거더(20a) 단부의 상하 플랜지부분 끝단은 횡판(42)에 용접하여 고정한다.

또한 상기 지지거더(20a)의 직각방향인 지지거더(20b)에 대해서는, 소켓 기둥(40)의 플랜지부분 바깥면에 접합플레이트(44)를 수직으로 용접 설치하고, 이 접합플레이트(44)와 직각방향 지지거더(20b) 단부의 웹부분을 상호 볼팅하여 체결한 뒤, 지지거더(20b) 단부의 상하 플랜지부분 끝단을 소켓 기둥(40)의 플랜지부분 바깥면에 추가로 용접하여, 지지거더(20b)의 단부를 소켓 기둥(40)에 강 접합한다.

이와 같이 소켓 기둥(40)을 사용하여 지상 1층 바닥 골조의 지지거더(20a,20b)에 대해서는 소켓 기둥(40)에 용접에 의한 강 접합 방식으로 접합한다.

그리고, 상기와 같이 각 CFT 기둥(10)에 지지거더(20a,20b)를 접합하는 것과 별개로, 지상층에 대해서는 소켓 기둥(40)을 중간부재로 사용하여 지상층의 H-형강 기둥(50)을 각각의 CFT 기둥(10)에 대해 연장 시공한다. 이때, 지상층을 철골조 로 시공하기 위해 H-형강 기둥(50)을 소켓 기둥(40)의 상단에 일직선상으로 연결하여 수직 시공하는데, 지상층의 H-형강 기둥(50)을 소켓 기둥(40)의 상단에 연결한 뒤 상하 두 기둥의 플랜지부분 바깥면에 두 기둥 간 체결부재인 덧판(45)을 대어 볼팅함으로써 일체화한다.

이와 같이 소켓 기둥(40)과 H-형강 기둥(50)이 모두 H-형강으로 된 동종 기둥 간의 접합이므로, 접합 구조가 단순해지며, 시공성 및 경제성이 향상될 수 있게 된다. 또한 소켓 기둥(40)이 사전에 설치됨에 따라 상측의 H-형강 기둥(50)과의 접합이 볼트 또는 용접 접합이 모두 가능하며, 접합성 양호로 인해 구조적으로 유리해진다. 소켓 기둥(40)에 지상층의 H-형강 기둥(50)이 접합되고 나면, 소켓 기둥(40)을 중간부재로 하여 지하층의 각 CFT 기둥(10)과 지상층의 해당 H-형강 기둥(50)이 하중 전달이 가능하도록 서로 연결되는 구조가 된다.

상기와 같이 본 발명에서 소켓 기둥(40)은 지지거더(20a,20b,20)와 CFT 기둥(10), H-형강 기둥(50)과 CFT 기둥(10)을 연결하는 중간부재가 되는데, 소켓 기둥(40)을 사용하면, 강 접합이 필히 요구되는 지상 1층의 바닥 골조에서 지지거더(20a,20b,20)의 접합이 용이해지고, 지지거더(20a,20b,20)의 접합 구조가 단순화되며, 지상층이 철골조인 경우 이종 기둥 간의 접합 상세가 단순화되어 시공성 및 경제성이 향상된다.

위에서 CFT 기둥(10)의 강관(10a) 내부로 삽입될 수 있는 소켓 기둥(40)에 대해서 설명하였으나, 소켓 기둥(40)의 구조는 다양하게 변경 실시될 수 있다.

첨부한 도 22 및 도 23은 소켓 기둥이 CFT 기둥의 강관에 비해 더 큰 경우의 실시예를 나타낸 것으로, 도 23은 횡단면도이다.

도시한 바와 같이, 본 발명의 소켓 기둥(40)은 크기가 다른 두 개의 H-형강을 일직선상으로 일체 연결한 2단 구조가 될 수 있는데, 지상층의 H-형강 기둥(50)의 접합을 위해 상부는 크기가 큰 H-형강(40a)을, 하부는 CFT 기둥(10)의 강관(10a) 내에 삽입될 수 있는 작은 크기의 H-형강(40b)을 사용하여, 크기가 다른 두 H-형강(40a,40b)을 연결플레이트(40c)로 일체 연결하여 하나의 소켓 기둥(40)을 제작한다.

이렇게 제작된 소켓 기둥(40)을 상대적으로 크기가 작은 H-형강(40b) 부분이 CFT 기둥(10)의 강관(10a) 내 콘크리트(10b)에 매립되도록 하여 고정하며, 크기가 큰 H-형강 부분(40a)에 지지거더(20)를 접합한다. 도면부호 32는 SRC 기둥 내부에 매립되는 기둥 철근을 나타낸다. 이와 같이 CFT 기둥(10)의 강관(10a)에 비해 큰 H-형강으로 소켓 기둥(40)을 제작할 경우에는 CFT 기둥(10)의 강관(10a) 내로 삽입될 수 있는 작은 크기의 H-형강(40b)을 큰 크기의 H-형강(40a) 하부에 일체로 연결하여 소켓 기둥(40)을 제작한 뒤 사용한다.

첨부한 도 24는 보강 리브가 설치된 소켓 기둥의 실시예를 도시한 도면으로, CFT 기둥(10)의 강관(10a) 내부에 삽입되는 소켓 기둥(40) 하부를 강관의 크기에 맞게 적절히 절개하여 제작하고, 소켓 기둥(40)의 좌우 플랜지 내측 공간으로는 보강 리브(46)를 기둥 길이방향을 따라 길게 용접 설치한다. 이때, 각 보강 리브(46)는 소켓 기둥(40)의 웹부분과 엔드 플레이트(41)에 용접하여 고정한다. 이러한 보강 리브(46)는 도 22의 실시예에도 동일하게 설치가 가능하다.

첨부한 도 25는 전단연결재가 설치된 소켓 기둥의 실시예를 도시한 도면으로, CFT 기둥(10)의 충전 콘크리트(10b) 내에 매립되는 소켓 기둥(40) 하부의 길이를 최소화한 예를 보여주고 있다. 충전 콘크리트(10b) 내의 정착 깊이가 최소화되면서 소켓 기둥(40)의 엔드 플레이트(41)가 지상층의 철골 기둥인 H-형강 기둥(50)으로부터 전달되는 축 하중을 과도하게 부담하지 않도록, 소켓 기둥(40)의 플랜지부분과 웹부분에 스터드(47)를 용접 설치한 뒤 시공 후 스터드(47)가 CFT 기둥(10)의 충전 콘크리트(10b) 내에 결착되도록 한다. 이와 같이 스터드(47)를 충전 콘크리트(10b)에 결착시켜 보강함으로써, 소켓 기둥(40)의 일체성을 증대시킬 수 있고, 축 하중이 스터드(47)를 포함한 구조물 전체에서 분산될 수 있게 된다. 특히, 소켓 기둥(40)의 정착 깊이를 줄일 수 있게 되어 소켓 기둥(40)의 제작에 소요되는 철골(H-형강) 물량을 절감할 수 있고, 이에 비용 절감이 가능해진다.

도 1은 종래의 CFT 기둥과 철골 지지거더 간 접합 방식을 나타낸 횡단면도,

도 2는 지하구조물의 특정 층에서 종래의 H-형강 기둥과 지지거더 간 접합 상태를 보여주는 평면도,

도 3은 지하구조물의 역타 시공을 위한 종래의 철골조 시스템에서 H-형강 기둥과 지지거더의 접합 방식을 보여주는 단면도,

도 4 내지 도 6은 지하구조물의 역타 시공에 따른 종래의 철골조 시스템에서 H-형강 기둥과 지지거더의 접합 상세를 보여주는 도면,

도 7은 본 발명에 따른 지하구조물의 철골조 역타설 시스템을 도시한 평면도,

도 8은 본 발명에 따른 지하구조물의 철골조 역타설 시스템의 단면도,

도 9 내지 도 11은 본 발명에 따른 철골조 역타설 시스템에서 지하층의 핀 접합 상세(H-형강 기둥과 지지거더 간의 접합 상세)를 보여주는 도면,

도 12와 도 13은 본 발명에서 핀 접합 구조의 단면도,

도 14는 본 발명에서 대지 고저차가 있는 경우의 시공 예를 나타낸 단면도,

도 15는 본 발명에 따른 소켓 기둥을 사용한 역타 시공의 예를 도시한 단면도,

도 16과 도 17은 도 15의 선 'A-A'를 따라 취한 단면도,

도 18은 본 발명의 소켓 기둥을 사용한 지지거더의 강 접합에서 철근 배근 작업이 용이해짐을 보여주는 도면,

도 19는 본 발명의 소켓 기둥이 시공된 상태 및 소켓 기둥과 지지거더의 접합 상세를 보여주는 정면도,

도 20은 본 발명에서 소켓 기둥의 시공 과정을 보여주는 공정도,

도 21은 본 발명에서 가이드 앵글을 이용한 소켓 기둥의 고정상태를 횡단면도,

도 22 및 도 23은 본 발명에서 소켓 기둥이 CFT 기둥의 강관에 비해 더 큰 경우의 실시예를 나타낸 도면,

도 24는 본 발명에서 보강 리브가 설치된 소켓 기둥의 실시예를 도시한 도면,

도 25는 본 발명에서 전단연결재가 설치된 소켓 기둥의 실시예를 도시한 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : CFT 기둥 20, 20a, 20b : 지지거더

40 : 소켓 기둥 50 : H-형강 기둥

Claims (14)

1. 지하구조물의 구축을 위해 흙막이벽 안쪽 지중의 각 기둥 위치에 골조용 기둥으로 설치된 CFT 기둥과, 지상 1층의 바닥 골조 및 지하층의 바닥 골조를 구성하면서 보 및 슬래브 구축용 거푸집 구조체를 지지하게 되는 지지거더를 포함하는 CFT 기둥을 이용한 철골조 역타설 시스템에 있어서,

   상기 지하층의 바닥 골조를 구성하는 지지거더가 각 CFT 기둥에 용접 설치된 접합플레이트에 볼팅되어 고정되는 핀 접합으로 각 CFT 기둥에 접합되고, 상기 지상 1층의 바닥 골조를 구성하는 지지거더가 각 CFT 기둥의 상단에 연장 시공된 소켓 기둥에 볼팅 및 용접에 의해 고정되는 강 접합으로 각 CFT 기둥에 접합되는 것을 특징으로 하는 CFT 기둥을 이용한 철골조 역타설 시스템.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 소켓 기둥은 CFT 기둥의 상단에서 하부가 CFT 기둥의 강관 내부로 삽입되어 CFT 기둥의 충전 콘크리트 내부에 매립됨으로써 고정되는 것을 특징으로 하는 CFT 기둥을 이용한 철골조 역타설 시스템.
3. 청구항 2에 있어서,

   상기 소켓 기둥은 H-형강으로 제작되어 CFT 기둥의 충전 콘크리트 내부에 매립되는 하단부에 엔드 플레이트가 용접 설치된 것을 특징으로 하는 CFT 기둥을 이용한 철골조 역타설 시스템.
4. 청구항 3에 있어서,

   상기 소켓 기둥의 H-형강 플랜지 좌우 내측 공간 상하 위치에 각각 수평으로 횡판이 용접 설치되고, 좌우측의 상하 횡판 사이에 각각 접합플레이트가 수직으로 용접 설치되어, 상기 접합플레이트와 좌우측 지지거더 단부의 웹이 상호 볼팅되어 체결되는 동시에, 상기 좌우측 지지거더 단부의 상하 플랜지 끝단이 상기 횡판에 용접되어 고정되는 것을 특징으로 하는 CFT 기둥을 이용한 철골조 역타설 시스템.
5. 청구항 4에 있어서,

   상기 지지거더의 직각방향 지지거더의 접합을 위해, 상기 소켓 기둥의 H-형강 플랜지 바깥면에 접합플레이트가 수직으로 용접 설치되어, 이 접합플레이트와 상기 직각방향 지지거더 단부의 웹이 상호 볼팅되어 체결되는 동시에, 상기 직각방향 지지거더 단부의 상하 플랜지 끝단이 소켓 기둥의 플랜지 바깥면에 용접되는 것을 특징으로 하는 CFT 기둥을 이용한 철골조 역타설 시스템.
6. 청구항 3에 있어서,

   상기 소켓 기둥은, 상부는 크기가 큰 H-형강을, 하부는 CFT 기둥의 강관 내에 삽입될 수 있는 작은 크기의 H-형강을 사용하여, 크기가 다른 상기 두 H-형강을 연결플레이트로 일체 연결한 2단 구조로 제작되는 것을 특징으로 하는 CFT 기둥을 이용한 철골조 역타설 시스템.
7. 청구항 1에 있어서,

   상기 소켓 기둥의 상단에는 지상층 철골조 기둥으로 시공되는 H-형강 기둥이 체결부재에 의해 일체화되어 연장 시공되는 것을 특징으로 하는 CFT 기둥을 이용한 철골조 역타설 시스템.
8. 청구항 7에 있어서,

   상기 소켓 기둥이 H-형강이고, 상기 H-형강 기둥을 소켓 기둥의 상단에 일직선상으로 연결한 뒤 두 기둥 간 체결부재인 덧판을 상하 두 기둥의 플랜지 바깥면에 대어 볼팅함으로써 상기 소켓 기둥과 H-형강 기둥이 일체화된 것을 특징으로 하는 CFT 기둥을 이용한 철골조 역타설 시스템.
9. 지하구조물의 구축을 위해 흙막이벽 안쪽 지중의 각 기둥 위치에 골조용 기둥으로 CFT 기둥을 시공하고, 상기 CFT 기둥에 지지거더를 설치한 뒤 상기 지지거더에 보 및 슬래브 거푸집 구조체를 지지시켜 콘크리트를 타설하는 방식으로 지상 1층 및 지하 각층의 바닥 보 및 슬래브를 시공하는 CFT 기둥을 이용한 철골조 역타설 방법에 있어서,

   상기 지하층의 바닥 골조를 구성하는 지지거더는 각 CFT 기둥에 용접 설치된 접합플레이트에 볼팅하여 고정되는 핀 접합으로 각 CFT 기둥에 접합하고, 상기 지상 1층의 바닥 골조를 구성하는 지지거더는 각 CFT 기둥의 상단에 연장 시공된 소켓 기둥에 볼팅 및 용접에 의해 고정하는 강 접합으로 각 CFT 기둥에 접합하는 것을 특징으로 하는 CFT 기둥을 이용한 철골조 역타설 방법.
10. 청구항 9에 있어서,

    상기 소켓 기둥으로 H-형강을 사용하되, 상기 H-형강의 하부를 CFT 기둥의 충전 콘크리트 타설 직후 CFT 기둥의 강관 내부로 삽입하여 CFT 기둥의 충전 콘크리트 내부에 매립함으로써 고정하는 것을 특징으로 하는 CFT 기둥을 이용한 철골조 역타설 방법.
11. 청구항 10에 있어서,

    상기 소켓 기둥의 H-형강 플랜지 좌우 내측 공간 상하 위치에 각각 수평으로 횡판을 용접 설치하고, 좌우측의 상하 횡판 사이에 각각 접합플레이트를 수직으로 용접 설치하여, 상기 접합플레이트와 좌우측 지지거더 단부의 웹을 상호 볼팅하여 체결하는 동시에, 상기 좌우측 지지거더 단부의 상하 플랜지 끝단을 상기 횡판에 용접하여 고정하는 것을 특징으로 하는 CFT 기둥을 이용한 철골조 역타설 방법.
12. 청구항 11에 있어서,

    상기 지지거더의 직각방향 지지거더의 접합을 위해, 상기 소켓 기둥의 H-형강 플랜지 바깥면에 접합플레이트를 수직으로 용접 설치하여, 이 접합플레이트와 상기 직각방향 지지거더 단부의 웹을 상호 볼팅하여 체결하는 동시에, 상기 직각방향 지지거더 단부의 상하 플랜지 끝단을 소켓 기둥의 플랜지 바깥면에 용접하는 것을 특징으로 하는 CFT 기둥을 이용한 철골조 역타설 방법.
13. 청구항 9에 있어서,

    상기 소켓 기둥의 상단에는 지상층 철골조 기둥으로 시공되는 H-형강 기둥을 체결부재에 의해 일체화하여 연장 시공하는 것을 특징으로 하는 CFT 기둥을 이용한 철골조 역타설 방법.
14. 청구항 13에 있어서,

    상기 소켓 기둥으로 H-형강을 사용하고, 상기 H-형강 기둥을 소켓 기둥의 상단에 일직선상으로 연결한 뒤 두 기둥 간 체결부재인 덧판을 상하 두 기둥의 플랜지 바깥면에 대어 볼팅함으로써 상기 소켓 기둥과 H-형강 기둥을 일체화하는 것을 특징으로 하는 CFT 기둥을 이용한 철골조 역타설 방법.

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