KR20100090553A - 멀티 슬래브 및 이를 이용한 슬래브 시공방법 - Google Patents

Abstract

멀티 슬래브가 개시된다. 본 발명은 패널부, 패널부의 일측 면상에 대해 종방향으로 돌출 형성되는 복수개의 리브, 및 패널부의 양단부로부터 횡방향으로 연장 형성된 지지부를 구비한다. 본 발명에 따르면, 장스팬 시공 시 발생되는 슬래브의 자중, 휨 및 전단력 등 단순보 시공방식에 의한 수직하중에 대해 저항능력이 개선됨과 동시에 층고가 높아지는 문제점을 해소할 수 있고, 횡방향 지지부를 길게 돌출시킨 댑단부(Dapped End) 하부에 덕트구간을 포함할 경우 추가적인 층고절감이 가능하다.

멀티 슬래브, 댑단부, 층고, 정착 철근

Description

멀티 슬래브 및 이를 이용한 슬래브 시공방법{Multi-Slab and Construction Method Using the Proposed}

본 발명은 멀티 슬래브 및 이를 이용한 슬래브 시공방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 장스팬 시공 시 발생되는 단순보 에서의 슬래브 자중과 활하중 등에 의한 수직하중에 의한 휨 전단 저항능력이 개선됨과 동시에 층고절감을 고려한 멀티 슬래브 및 이를 이용한 슬래브 시공방법에 관한 것이다.

공장제작 공법(Precast Concrete Method)에서, 대형 매장이나 물류창고 등의 장경간이 요구되는 대공간 건물을 시공하기 위하여 더블티 슬래브(Double Tee Slab)공법이 주로 활용되고, 지하주차장과 같이 중경간과 단경간 건물을 위한 PC공법으로는 중공슬래브(Hollow core Slab)와 하프 슬래브(Half Slab) 등을 이용한 PRC 복합화 공법(Precast Reinforced Concrete Layer Construction Method) 등이 있다.

PRC 복합화 공법은 철근 콘크리트 보-기둥 구조의 건물을 PC화하는 공법으로 공장에서 제작한 PC기둥, PC보, 하프슬래브 (Half Slab)등 PC부재를 현장으로 운송, 양중하여 조립한 후 부재간 접합부와 하프슬래브의 상부에 덧침 콘크리 트(topping concrete)를 현장에서 타설하여 구조체를 일체화시키는 공법이다.

한편, 근래의 지하주차장 시공에서 넉넉한 주차공간 확보(기존 3대 직각주차에서 4-6대 주차)를 위한 필요성으로 인해 보다 긴 경간이 요구되는 반면, 이에 대한 PRC 복합화 공법은 슬래브가 길게 설계되어 1방향 슬래브 시공이 부적합하기 때문에 2방향으로 시공하고 있는 실정이다.

즉, 하프슬래브 공법에서 일정 경간(4m 초과) 이상일 경우 구조역학상, 안전상 문제로 추가적인 지지보를 설치해야 하므로 추가 단가 상승으로 인해 시공을 기피하는 문제점이 있었다. 반면, 추가 지지보를 제거하면 하프슬래브(20) 두께 및 철근량이 증가되어 공사비 증대를 초래하게 된다.

반면, 중공슬래브(hollow Core Slab, HCS) 공법은 콘크리트가 가지고 있는 취약점인 인장저항성능의 부족을 긴장력(Prestressing force)을 도입한 PS강선을 이용하여 콘크리트에 선압축력을 가함으로써 취약한 콘크리트의 인장저항 성능을 증진시킨 프리스트레스트 콘크리트 구조물(Prestressed Concrete Structure)로서 콘크리트 단면에 중공을 형성시켜 구조물의 자중을 줄인 중공슬래브를 이용하여 구조물에 주로 적용되고 있다.

그러나, HCS 공법은 PS강선 인장으로 인한 최소두께 확보 및 HCS 부재 생산을 위한 별도의 고가 장비가 필요하여 단가상승을 초래하며 부재에 균열 발생 시 보수가 곤란하고 10m이상의 장경간에서는 더블티보다 경제성이 떨어지는 문제점이 있다.

근래에 시공되는 상기의 더블티슬래브(Double Tee Slab) 공법은 일명, DTS 공법이라고도 하는데 더블티슬래브 하부에 깊은 보강리브가 있고, 상기 보강리브의 하단에 강선을 배치하여 긴장력을 가력하여 일체의 부재를 이루도록 구성된다. 이러한 더블티슬래브는 강선의 긴장력으로 인해 더블티슬래브 경간 중앙부에서 솟음(camber)이 발생하도록 형성되어 약 10m 이상의 장스팬 구조물에 주로 적용되고 있다.

그러나, 상술한 더블티슬래브 공법은 PC보에 걸침 시 단순보 형태로 정착됨으로써 연속적인 슬래브 형태(양단 고정보)를 이루기 어려우므로, 이는 휨 저항능력이 저하되고 동반된 과도 처짐에 대응하기 위하여 리브깊이가 보다 길어지거나 다수의 강선이 요구된다.

한편, 건축구조물에서 층고감축은 경제성을 위한 필수 과제이다. 동일한 천정고를 갖는 건물에서 슬래브의 시공깊이(construction Depth)를 줄일 수 있다면 관련된 기둥, 계단, 외벽 비용의 감소로 인한 추가 비용절감이 가능하다.

건축구조물에서 주된 하중은 등분포하중이다. 이 경우 슬래브 중앙에서 최대 휨모멘트가 발생하고, 슬래브 단부에서 최대 전단력이 발생하게 된다. 제안하는 멀티 슬래브는 중앙부에서 휨에 효율적인 티형단면을 활용하고, 단부에서 전단에 효율적인 직사각형 단면을 사용하므로 가장 작은 단면으로 가장 높은 하중저항능력을 갖출 수 있다. 아울러 단부를 연속화 할 수 있고 댑단부에 의한 층고절감이 가능하므로 보다 효율적인 단면이라 할 수 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 제안하는 멀티 슬래브는 중앙부에서 휨에 효율적인 티형단면을 활용하고, 단부에서 전단에 효율적인 직사각형 단면을 사용하므로, 가장 작은 단면으로 가장 높은 하중저항능력을 갖출 수 있다. 아울러 단부를 연속화 할 수 있으므로 중앙부 과도 휨과 처짐에 대응할 수 있고, 댑단부에 의한 층고절감이 가능하므로 보다 효율적인 단면을 제공함에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 멀티 슬래브는, 패널부(100); 상기 패널부(100)의 일측 면상에 대해 종방향으로 돌출형성되는 복수개의 리브(200); 및 상기 패널부(100)의 양단부로부터 횡방향으로 연장형성된 지지부(150)를 포함한다.

바람직하게는, 상기 지지부(150)의 단부에는 정착 철근(230)이 'ㄴ'자형으로 돌출 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 지지부(150)는 상기 지지부(150)의 하부에 덕트가 구비될 수 있도록 연장 형성된 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명에 따른 슬래브 시공 방법은 멀티 슬래브를 지지하는 PC 보를 설치하는 단계; 상기 멀티 슬래브를 상기 지지부(150)를 이용하여 상기 PC 보 상에 연속되게 설치하는 단계; 상기 연속되게 설치된 멀티 슬래브의 상기 정착 철 근(230)에 콘크리트를 타설하는 단계; 및 상기 타설된 콘크리트를 양생하는 단계를 포함한다.

본 발명에 따르면, 장스팬 시공 시 발생되는 슬래브의 자중, 휨 및 전단력 등 단순보 시공방식에 의한 수직하중에 대해 저항능력이 개선됨과 동시에 층고가 높아지는 문제점을 해소할 수 있고, 횡방향 지지부를 길게 돌출시킨 댑단부(Dapped End) 하부에 덕트구간을 포함할 경우 추가적인 층고절감이 가능하다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명에 따른 멀티 슬래브의 사시도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 멀티 슬래브는 패널부(100), 복수개의 리브(200), 지지부(150), 및 정착 철근(230)을 포함한다. 복수개의 리브(200)는 패널부(100)의 일측 면상에 대해 종방향으로 돌출형성되어 있으며, 지지부(150)는 패널부(100)의 양단부로부터 횡방향으로 연장형성됨으로써, PC보에 멀티 슬래브를 거치하는데 사용된다.

도 2는 도 1에서의 멀티 슬래브의 A-A 단면을 나타내는 도면이다. 도 2를 참조하면 본 발명에 따른 멀티 슬래브의 다양한 실시예를 확인할 수 있다. 즉, 도 2에서와 같이 본 발명에 따른 멀티 슬래브를 제작함에 있어서는, 리브(200)는 4개, 3개 또는 2개 등이 될 수 있을 것이다.

한편, 도 1 및 도 2에서와 같이, 복수개의 리브(200)의 횡방향 양단부에는 리브(200)의 내측으로 매입된 강선(300) 또는 철근이 더 형성된다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 멀티 슬래브가 PC보에 거치된 상태를 나타내는 도면이다. 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 멀티 슬래브의 패널부(100)의 양단부에는 지지부(150)가 횡방향으로 연장형성되어 있으며, 지지부(150)에 의해 PC보(400)에 거치됨으로써 건물의 층고를 낮출 수 있게 된다.

한편, 본 발명을 실시함에 있어서는, 지지부(150)를 1m ~ 2m 정도의 길이로 연장형성함으로써, 지지부(150)의 하부에 덕트(450)가 구비될 수 있도록 하는 것이 바람직할 것이며, 이러한 경우에는 건물의 층고를 더욱 낮출 수 있게 될 것이다.

아울러, 지지부(150)의 양단부에는 연속 슬래브(양단 고정보)를 구축하도록 정착 철근(230)이 'ㄴ'자형으로 돌출 형성되어 있다. 이 철근은 압축철근으로 연결부에서 회전변형에 저항력을 증가시켜 슬래브의 크리프 처짐감소에 기여한다.

정착 철근(230)이 지지부(150)의 양단부에서 'ㄴ'자형으로 돌출 형성되어 있음으로써, 후발 공정인 덧침콘크리트에 의해 양단보 방식으로 고정됨에 있어서, 견고하게 유효 정착길이를 확보하게 되어, 서로 나란한 타측 멀티 슬래브와 연속 슬래브를 형성하게 된다.

즉, 본 발명에 따른 멀티 슬래브는 양단고정보 방식을 갖도록 별도의 정착 철근(230)을 지지부(150) 양단부에 형성한 후 덧침 콘크리트에 의해 연속슬래브 형태를 이루도록 형성되어 수직하중에 대한 저항능력이 개선되는 것이다.

구체적으로, 본 발명에 따른 양단고정보 방식인 멀티 슬래브는 단순보 방식으로 형성된 종래의 더블티슬래브에 비해 휨과 처짐저항능력이 15% 이상 개선되는 장점이 있다.

즉, 덧침 콘크리트에 매입되는 멀티 슬래브의 정착 철근(230)은 양단고정보 역활을 하며 이로 인해 기존의 단순보 형태를 이루던 종래의 더블티슬래브 결합방식에 비해 개선된 저항능력을 갖게된다. 요컨대, 연속슬래브 형태를 이루게 되어 수직횡력에 대한 저항력이 개선되는 것이다.

아울러, 본 발명에 따른 멀티 슬래브는 양단보-연속슬래브 구조를 가짐으로써, 수직횡력에 대해 중량 대비구조강도가 개선되어 PC기둥의 사용이 절감되게 된다. 즉, 개선된 수직횡력에 의해 각 모서리 선단을 잇는 중앙부 PC기둥의 생략이 가능하게 되는 것이다.

한편, 본 발명을 실시함에 있어서는, 도 2에서와 같이 리브(200)는 패널부(100)의 일측 면상에 대해 2개 내지 4개 또는 그 이상의 개수가 등간격으로 돌출 형성되며, 리브(200)는 패널(100)의 폭방향(L) 길이가 증가될수록 리브(200)의 돌출된 높이(h) 또한 증가되고, 리브(200)의 구비 개수도 증가되도록 함이 바람직할 것이다.

다시 말해, 본 발명은 지하주차장의 스팬(경간) 넓이에 따라 슬래브 시공을 유동적으로 대처(폭방향 넓이를 증가)할 수 있는 것으로써, 스팬(경간)이 늘어남에 따라 멀티 슬래브의 패널부(100)의 폭방향(L)을 스팬의 넓이에 대해 대응시키며 넓게 설계하되, 넓어진 폭방향(L) 면적에 대해 수직횡력이 보강되도록 리브(200)의 높이(h)가 증가시키거나, 리브(200)의 구비 개수가 증가되도록 할 수 있을 것이다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 멀티 슬래브가 적용된 슬래브 시공방법을 설명하는 도면이다. 도 4를 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 멀티 슬래브가 적용된 슬래브 시공방법을 설명하면, 먼저, 작업자는 PC 보(400)를 설치한다. 이후에 작업자는 본 발명의 다른 실시예에 따른 멀티 슬래브를 지지부(150)를 통해 PC 보(400)위에 연속적으로 거치하게 된다.

한편, 멀티 슬래브의 리브(200)에는 프리 스트레스트 강선(300)이 삽입됨으 로써 긴장을 통해 리브(200)에 압축력을 부과하게 된다. 본 발명의 다른 실시예에 따른 멀티 슬래브에는 'ㄴ'자형의 정착철근(230)이 삽입되어 있으며, 작업자는 패널부(100)의 상부에 철근(500)을 배치한 상태에서 덧침 콘크리트를 타설 및 양생을 함으로써, 본 발명에 따른 멀티 슬래브를 시공하게 된다.

도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 멀티 슬래브가 적용된 슬래브 시공방법을 설명하는 도면이다. 도 5는 도 4에서의 슬래브 시공방법과 기본적으로 동일하나, 작업자가 PC 보(400)를 설치하면서 덕트(450)를 함게 설치하게 되고, 멀티 슬래브의 지지부(150)를 덕트(450)의 폭에 따라 1m ~ 2m 정도로 길게 연장형성함으로써, 지지부(150)의 하부에 덕트(450)가 설치될 수 있도록 하는 방법을 취하고 있음을 확인할 수 있다. 이와 같은 경우에는 덕트(450)를 위한 별도의 공간이 필요하지 않게 되어 건물의 층고를 더욱 낮출 수 있게 될 것이다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예 및 응용예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예 및 응용예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 멀티 슬래브의 사시도,

도 2는 도 1에서의 멀티 슬래브의 A-A 단면을 나타내는 도면, 및

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 멀티 슬래브가 PC보에 거치된 상태를 나타내는 도면,

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 멀티 슬래브가 적용된 슬래브 시공방법을 설명하는 도면, 및

도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 멀티 슬래브가 적용된 슬래브 시공방법을 설명하는 도면이다.

Claims (4)

1. 패널부(100);

   상기 패널부(100)의 일측 면상에 대해 종방향으로 돌출형성되는 복수개의 리브(200); 및

   상기 패널부(100)의 양단부로부터 횡방향으로 연장형성된 지지부(150)

   를 포함하는 멀티 슬래브.
2. 제1항에 있어서,

   상기 지지부(150)의 단부에는 정착 철근(230)이 'ㄴ'자형으로 돌출 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 멀티 슬래브.
3. 제1항에 있어서,

   상기 지지부(150)는 상기 지지부(150)의 하부에 덕트가 구비될 수 있도록 연장형성된 것을 특징으로 하는 멀티 슬래브.
4. 멀티 슬래브를 지지하는 PC 보를 설치하는 단계;

   제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에서의 상기 멀티 슬래브를 상기 지지부(150)를 이용하여 상기 PC 보 상에 연속되게 설치하는 단계;

   상기 연속되게 설치된 멀티 슬래브의 상기 정착 철근(230)에 콘크리트를 타설하는 단계; 및

   상기 타설된 콘크리트를 양생하는 단계

   를 포함하는 슬래브 시공 방법.

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