KR20100033693A - 장스팬 피씨화에 따른 수직응력에 대해 프리 텐션과 포스트텐션을 이용하여 2방향 저항력을 갖도록 형성된 멀티2방향 슬래브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 장스팬 피씨화에 따른 수직응력에 대해 프리 텐션과 포스트 텐션을 이용하여 2방향 저항력을 갖도록 형성된 멀티 2방향 슬래브에 관한 것이다.

< 목 적 >

이에 본 발명의 기술적 요지는 장스팬 피씨화에 따른 슬래브 시공(피씨보에 걸침)시 발생되는 수직방향 휨력, 전단력 등 단순보 시공방식에 의한 수직응력에 대해 상기 슬래브의 저항력(응력분산)이 개선되도록 하기 위함으로, 이는 피씨 패널(슬래브)의 하부 면상에 지지리브 및 강선을 형성하여 일방향 프리 텐션(Pre-tension)을 조장하되, 상기 지지리브와 직교되는 방향으로 보조리브 및 보조강선을 형성하여 포스트 텐션(Post-tension)에 의한 2방향 응력 분산이 이루어지도록 함으로써, 피씨보에 걸침된 슬래브가 2-Way(2방향)응력분산 방식의 멀티슬래브 구조를 갖도록 형성되는 바, 이는 종전 대비 수직응력에 대한 저항력이 15% 이상 개선되어 구조가 견고해지고, 개선된 저항력은 기존의 장스팬 시공 면적 대비 PC기둥의 시공을 최소화하도록 형성되는 한편, 이로 인한 기타 구조부재의 파생을 방지하여 건설비용이 절감되고 구조 강성이 개선되는 특징이 있다.

< 구 성 >

상기 목적달성을 위한 본 발명은 피씨거더에 걸침되는 장스팬형 피씨 패널(100)과; 상기 패널의 하부 면상에 대해 수직으로 돌출되는 다수개의 지지리브(200)와; 상기 지지리브(200)의 내측에 매입되어 길이방향 양단부가 돌출되도록 형성되는 강선(300)과; 상기 지지리브와 직교되도록 형성되어 패널의 폭방향 강성을 증대하도록 형성되는 보조리브(400)와; 상기 보조리브의 내측에 형성되어 포스트 텐션을 유지하도록 형성되는 보조강선(500)이; 구성되어 이루어진다.

< 효 과 >

따라서, 본 발명은 장스팬 피씨화 공법에 따른 건축물(지하 주차장) 시공에 있어서, 피씨 패널의 하부 면상에 다수개의 일체형 지지리브를 형성하되 특히, 보조강선을 포함한 보조리브를 상기 지지리브와 직교되도록 더 형성함으로써, 지지리브의 강선(프리 텐션:Pre-tension)과 보조리브의 보조강선(포스트 텐션:Post-tension)으로 하여금 2-Way 방식의 멀티슬래브 구조를 갖도록 형성되는 바, 이러한 멀티슬래브는 종전 대비 수직 응력에 대한 저항력이 15% 이상 개선되어 균열에 따른 구조가 견고해지고, 개선된 저항능력은 기존의 장스팬 시공 면적 대비 PC기둥의 사용, 기타 구조부재 및 제조원가의 비용절감을 도모하여 공사에 따른 경제성과 작업 생산성이 향상되는 효과가 있다.

장스팬 피씨, 멀티 2방향 슬래브, 포스트 텐션(Post-tension), 프리 텐션(Pre-tension)

Description

장스팬 피씨화에 따른 수직응력에 대해 프리 텐션과 포스트 텐션을 이용하여 2방향 저항력을 갖도록 형성된 멀티 2방향 슬래브{2-way multi-slab with pre-tenshion and post-tenshion}

본 발명은 장스팬 피씨화에 따른 슬래브 시공(피씨보에 걸침)시 발생되는 수직방향 휨력, 전단력 등 단순보 시공방식에 의한 수직응력에 대해 상기 슬래브의 저항력(응력분산)이 개선되도록 하기 위함으로, 이는 피씨 패널(슬래브)의 하부 면상에 지지리브 및 강선을 형성하여 일방향 프리 텐션(Pre-tension)을 조장하되, 상기 지지리브와 직교되는 방향으로 보조리브 및 보조강선을 형성하여 포스트 텐션(Post-tension)에 의한 2방향 응력 분산이 이루어지도록 함으로써, 피씨보에 걸침된 슬래브가 2-Way(2방향)응력분산 방식의 멀티슬래브 구조를 갖도록 형성되는 바, 이는 종전 대비 수직응력에 대한 저항력이 15% 이상 개선되어 구조가 견고해지고, 개선된 저항력은 기존의 장스팬 시공 면적 대비 PC기둥의 시공을 최소화하도록 형성되는 한편, 이로 인한 기타 구조부재의 파생을 방지하여 건설비용이 절감되고 구조 강성이 개선되는 것을 특징으로 하는 장스팬 피씨화에 따른 수직응력에 대해 프리 텐션과 포스트 텐션을 이용하여 2방향 저항력을 갖도록 형성된 멀티 2방향 슬 래브에 관한 것이다.

일반적으로 대형 매장이나 공장 등의 긴 경간이 요구되는 대공간 건물을 시공하는 PC공법으로는 더블티슬래브(Double Tee Slab), HCS(Hollow core Slab) 등을 이용한 PRC 복합화 공법(Precast Reinforced Concrete Layer Construction Method)이 있고 지하주차장과 같이 하중이 많은 중규모 이하의 건물에 적용하는 PC공법으로는 하프슬래브(Half PC Slab)를 이용한 PRC 복합화 공법 등이 있다.

이러한 PRC 복합화 공법은 철근 콘크리트 라멘(Rahmen) 구조의 건물을 PC(Precast Concrete)화하는 공법으로 공장에서 제작한 PC기둥, PC보, 하프슬래브 등 PC부재를 현장으로 운송, 양중하여 조립한 후 부재간 접합부와 하프슬래브의 상부에 덧침콘크리트를 현장에서 타설하여 구조체를 일체화시키는 공법이다.

한편, 지하주차장 시공(건설)의 경우 최근에는 차량의 크기가 증가되어 넉넉한 주차공간 확보가 요구됨으로써 긴 경간(장스팬)이 요구되고, 이에 대공간 건물을 시공시에는 일반적으로 스팬이 7.5 X 7.8 m, 8.0 X 8.0 m, 8.0 X 10.0 m 또는 10.0 X 10.0 m가 요구되어, PRC 복합화 공법은 슬래브가 짧게 설계되어 1방향으로 시공이 부적합하기 때문에 2방향으로 시공하고 있는 실정이다.

즉, 2방향으로 시공하게 되면 소요되는 구조부재인 PC단순보 및 PC거더가 증가되어 전체 PC물량이 증가되어 타 공법 대비 경쟁력이 낮아지며, 억지로 1방향 시공을 하려하면 PC물량은 증가되나 슬래브의 두께 및 철근량이 증가되어 공사비 증 대를 초래되며, 장스팬(6m 초과)의 경우 구조역학상, 안전상 문제로 추가적인 지지보를 설치해야 하므로 추가 단가 상승 및 층고가 줄어들어 시공을 기피하는 문제점이 있었다.

또한, 상기 HCS 공법은 콘크리트가 가지고 있는 취약점인 인장저항성능의 부족을 프리스트레스(Prestress)를 도입한 PS강선을 이용하여 콘크리트에 선압축력을 가함으로써 인장저항 성능을 증진시킨 프리스트레스드 구조물(Prestressed Structure)로서 콘크리트 단면에 중공을 형성시켜 구조물의 자중을 줄인 속빈슬래브를 이용하여 10m 이상의 장스팬을 형성하여 지상층 구조물에만 주로 적용되고 있다.

그러나, HCS는 PS강선 인장으로 인한 최소두께 확보 및 HCS 부재 제작을 위한 별도의 고가 장비가 필요하여 단가상승을 초래하며 부재에 균열 발생시 보수가 곤란한 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 기술적 요지는 장스팬 피씨화에 따른 슬래브 시공(피씨보에 걸침)시 발생되는 수직방향 휨력, 전단력 등 단순보 시공방식에 의한 수직응력에 대해 상기 슬래브의 저항력(응력분산)이 개선되도록 하기 위함으로, 이는 피씨 패널(슬래브)의 하부 면상에 지지리브 및 강선을 형성하여 일방향 프리 텐션(Pre-tension)을 조장하되, 상기 지지리브와 직교되는 방향으로 보조리브 및 보조강선을 형성하여 포스트 텐션(Post-tension)에 의한 2방향 응력 분산이 이루어지도록 함으로써, 피씨보에 걸침된 슬래브가 2-Way(2방향)응력분산 방식의 멀티슬래브 구조를 갖도록 형성되는 바, 이는 종전 대비 수직응력에 대한 저항력이 15% 이상 개선되어 구조가 견고해지고, 개선된 저항력은 기존의 장스팬 시공 면적 대비 PC기둥의 시공을 최소화하도록 형성되는 한편, 이로 인한 기타 구조부재의 파생을 방지하여 건설비용이 절감되고 구조 강성이 개선되는 것을 특징으로 하는 장스팬 피씨화에 따른 수직응력에 대해 프리 텐션과 포스트 텐션을 이용하여 2방향 저항력을 갖도록 형성된 멀티 2방향 슬래브를 제공함에 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 피씨거더에 걸침되는 장스팬형 피씨 패널(100)과; 상기 패널의 하부 면상에 대해 수직으로 돌출되는 다수개의 지지리 브(200)와; 상기 지지리브(200)의 내측에 매입되어 길이방향 양단부가 돌출되도록 형성되는 강선(300)과; 상기 지지리브와 직교되도록 형성되어 패널의 폭방향 강성을 증대하도록 형성되는 보조리브(400)와; 상기 보조리브의 내측에 형성되어 포스트 텐션을 유지하도록 형성되는 보조강선(500)이; 구성되어 이루어진다.

이때, 상기 지지리브(200) 및 보조리브(400)는 패널(100)의 하부 면상에 2~5개가 등간격으로 각각 형성되는 것이 바람직하다.

이와 같이, 본 발명은 장스팬 피씨화 공법에 따른 건축물(지하 주차장) 시공에 있어서, 피씨 패널의 하부 면상에 다수개의 일체형 지지리브를 형성하되 특히, 보조강선을 포함한 보조리브를 상기 지지리브와 직교되도록 더 형성함으로써, 지지리브의 강선(프리 텐션:Pre-tension)과 보조리브의 보조강선(포스트 텐션:Post-tension)으로 하여금 2-Way 방식의 멀티슬래브 구조를 갖도록 형성되는 바, 이러한 멀티슬래브는 종전 대비 수직 응력에 대한 저항력이 15% 이상 개선되어 균열에 따른 구조가 견고해지고, 개선된 저항능력은 기존의 장스팬 시공 면적 대비 PC기둥의 사용, 기타 구조부재 및 제조원가의 비용절감을 도모하여 공사에 따른 경제성과 작업 생산성이 향상되는 효과가 있다.

다음은 첨부된 도면을 참조하며 본 발명을 보다 상세히 설명하겠다.

먼저, 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명은 대형지하주차장 건설에 있어서 장스팬 피씨 슬래브 시공시 발생되는 수직응력에 대해 개선된 저항력을 갖도록 2방향(2-Way) 텐션 고정보 방식의 멀티슬래브를 제공하도록 구성된다.

이에 본 발명의 멀티슬래브는 프리캐스트 콘크리트(PC)로써 이루어진 피씨 패널(100)의 하부 면상에 바둑판 형태로 직교되어 이루어지는 지지리브(200) 및 보조리브(400)가 형성되고, 상기 각 리브 내부에는 매입 또는 삽입되어 응력 집중을 보다 효과적으로 분산시키도록 형성되는 강선(300) 및 보조강선(400)이 구성되어 이루어진다.

이때, 상기 피씨 패널(100)은 피씨거더에 걸침되는 장스팬형으로 이루어진다. 즉, 지하주차장 및 백화점 등의 긴 경간(장스팬)에 사용되도록 이루어진다.

이때, 상기 지지리브(200)는 패널의 하부 면상에 대해 수직으로 돌출되도록 형성된다.

이때, 상기 멀티슬래브의 지지리브(200)는 종래의 슬래브처럼 별도의 결합턱을 형성하지 않고 PC보의 상단에 단순 걸침(안착)되도록 형성된다.

이는 장스팬 시공 후 천정 미관이 개선되도록 유도하기 위함으로, 종래의 더블티슬래브는 PC보에 걸침시 기 성형된 결합 단턱에 의해 PC보의 측벽과 맞물려 결합되었던 바, PC보 측벽으로부터 돌출되어 천정 미관이 저하되어 왔다.

이때, 상기 지지리브(200)는 피씨 패널(100)의 하부 면상에 2~5개가 등간격으로 각각 형성되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 강선(300)은 지지리브(200)의 내측에 매입되어 길이방향 양단부가 돌출되도록 형성된다.

이러한, 상기 강선은 지지리브(200)의 내측에 매입되어 형성되는 바, 상기 강선(300)은 일종의 철심으로써 지지리브(200)의 바깥으로 돌출된 단부는 상향 절곡되어 후발 공정인 덧침콘크리트에 의해 양단보 방식으로 고정되는 한편, 서로 나란한 타측 멀티슬래브와 연속슬래브를 형성하게 된다.

즉, 본 발명의 양단고정보 방식인 멀티슬래브는 단순보 방식으로 형성된 종래의 슬래브에 비해 수직응력이 15% 이상 개선되는 장점이 있다.(아래 대비 공식 참조)

양단보 방식인 본발명의 멀티슬래브 저항능력 수식	단순보 방식인 종래 더블티슬래브 저항능력 수식

즉, 덧침 콘크리트에 매입되는 멀티슬래브의 강선은 양단고정보 역활을 하며 기존의 단순보 형태를 이루던 종래의 슬래브 결합방식에 비해 개선된 저항능력을 갖게된다.(연속슬래브 형태를 이루게 되어 수직응력에 대한 저항력이 개선된다)

이때, 상기 보조리브(400)는 지지리브와 직교되도록 형성되어 패널의 폭방향 강성을 증대하도록 형성된다.

이에, 상기 보조리브(400)는 패널(100)의 하부 면상에 2~5개가 등간격으로 각각 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 보조강선(500)은 보조리브의 내측에 형성되어 포스트 텐션을 유지하도록 형성된다.

이러한 보조강선(500)은 상기 지지리브의 강선과 함께 피씨거더 상부에서 걸침된 수직응력에 대해 2방향(2-Way) 응력분산 방식으로 상기 수직응력에 대해 저항하도록 포스트 텐션 역할을 하게 된다.

즉, 폭방향으로 나란하게 이웃한 다수개의 멀티슬래브의 보조리브 마다에는 상기 보조강선이 하나의 연결선 형태로 삽입되어 피씨거더에 걸침 공정이 완료된 후, 상기 보조강선을 양측에서 당기면 강선의 프리텐션과 함께 수직응력에 대한 강성을 보강하도록 형성된다.

아울러, 본 발명의 멀티슬래브는 양단보-연속슬래브 구조를 갖음으로써, 수직응력에 대해 중량 대비 구조강도가 개선되어 PC기둥의 사용이 절감된다.(개선된 수직응력에 의해 천정 또는 바닥의 중앙부 PC기둥의 생략이 가능)

즉, 중간 지지체인 PC기둥의 시공 없이도 수직응력에 대한 균일한 강성이 보강되는 바, PC기둥 간격을 일정부분 넓힐 수 있게 형성되어 주차시 발생되었던 기둥과의 마찰을 피할 수 있도록 형성된다.

이에, 상기 강선(300)을 갖는 지지리브(200)와 보조강선(500)을 갖는 보조리브(400)는 패널(100)의 일측 면상에 대해 2~5개가 등간격으로 돌출 형성되는데, 상기 지지리브(200)와 보조리브(400)는 패널(100)의 폭방향 길이가 증가될수록 지지리브(200)의 돌출된 높이는 설정된 비례값에 따라 증가시키고, 상기 지지리브(200) 의 구비 갯수 또한 증가되도록 구성되는 것이 바람직하다.

다시 말해, 본 발명은 지하주차장의 스팬(경간) 넓이에 따라 슬래브 시공을 유동적으로 대처(폭방향 넓이를 증가)하기 위함으로, 이는 상기 스팬(경간)이 늘어남에 따라 멀티슬래브의 패널 폭방향을 스팬의 넓이에 대해 대응시키며 넓게 설계하되, 넓어진 폭방향 면적에 대해 구조의 수직응력이 보강되도록 지지리브의 높이가 증가시키거나, 지지리브(200)의 구비 갯수(2~5개 내외에서 설계 값에 따라 대응)가 증가하도록 구성된다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 멀티슬래브가 시공된 상태를 나타낸 일 실시예의 지하 주차장 평면도,

도 2는 본 발명에 따른 멀티슬래브의 사시도,

도 3은 도 2에 따른 지지리브측 일측면도,

도 4는 도 2에 따른 보조리브측 타측면도이다.

<도면의 주요부호에 대한 설명>

100 ... 패널 200 ... 지지리브

300 ... 강선 400 ... 보조리브

500 ... 보조강선

Claims (2)

1. 피씨거더에 걸침되는 장스팬형 피씨 패널(100)과;

   상기 패널의 하부 면상에 대해 수직으로 돌출되는 다수개의 지지리브(200)와;

   상기 지지리브(200)의 내측에 매입되어 길이방향 양단부가 돌출되도록 형성되는 강선(300)과;

   상기 지지리브와 직교되도록 형성되어 패널의 폭방향 강성을 증대하도록 형성되는 보조리브(400)와;

   상기 보조리브의 내측에 형성되어 포스트 텐션을 유지하도록 형성되는 보조강선(500)이;

   구성되는 것을 특징으로 하는 장스팬 피씨화에 따른 수직응력에 대해 프리 텐션과 포스트 텐션을 이용하여 2방향 저항력을 갖도록 형성된 멀티 2방향 슬래브.
2. 제 1항에서 있어서, 상기 지지리브(200) 및 보조리브(400)는

   패널(100)의 하부 면상에 2~5개가 등간격으로 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 장스팬 피씨화에 따른 수직응력에 대해 프리 텐션과 포스트 텐션을 이용하여 2방향 저항력을 갖도록 형성된 멀티 2방향 슬래브.

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