KR20110030057A - Ｐｃ거더와 ｐｃ빔의 강접합구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 PC거더와 PC빔 사이의 틈새를 무수축몰탈으로 압밀 충전함으로써 강접합부로 완성한 PC거더와 PC빔의 접합구조에 관한 것이다.

본 발명에 따른 PC거더와 PC빔의 강접합구조는, PC빔과의 접합부에 안착홈을 구비한 PC거더; 단부에 상부턱을 구비한 것으로, 상부턱과 안착홈 사이에 수직틈새를 형성시키면서 상부턱을 상기 PC거더의 안착홈에 거치함으로써 설치되는 PC빔; 상기 PC거더와 PC빔 사이 수직틈새의 측면과 바닥에 채워지는 백업로드; 및, 상기 백업로드에 의해 보호받으며 상기 PC거더와 PC빔 사이 수직틈새 내부에 채워지는 무수축몰탈;을 포함하여 구성되되, 상기 PC거더와 PC빔 중 어느 하나에 안착홈과 주입구멍이 적절히 마련됨에 따라 무수축몰탈이 PC거더와 PC빔 사이 수직틈새에 압밀 충전되는 것을 특징으로 한다.

강접합, 모멘트접합, PC거더, PC빔

Description

ＰＣ거더와 ＰＣ빔의 강접합구조{Moment connection of the PC girder and PC beam}

본 발명은 PC거더와 PC빔의 접합부 처리 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 PC거더와 PC빔 사이의 틈새를 무수축몰탈으로 압밀 충전함으로써 강접합부로 완성한 PC거더와 PC빔의 강접합구조에 관한 것이다.

철근콘크리트구조(RC)는 대부분의 작업이 현장에서 이루어지기 때문에 작업성, 공기, 경제성, 시공품질 등에서 불리하며, 이를 개선한 것이 프리캐스트콘크리트(PC)구조이다.

PC구조는 건축물의 주요 구성 요소인 보, 기둥 등을 미리 제작하고 이를 현장에 반입하여 시공위치에서는 단순한 조립작업만으로 완성하는 구조로서, 현장작업을 최소화할 수 있는 장점을 가진다. 다만, PC구조는 미리 제작된 단위 유니트들을 상호 결합하여 조립식으로 구축하기 때문에, 각 부재들 간의 접합부 처리가 용이하지 않다. 특히, 접합부의 처리가 적절하지 못할 경우에는 부재 간의 일체성 이 확보되지 않아 구조적 안전성에 문제가 초래되고, 나아가 응력을 견디지 못하고 균열이 발생하거나 접합부 틈에서 누수가 일어나는 등 결함이 발생하므로, 접합부 처리에 특별한 주의가 요구된다.

도 1은 PC구조에서 종래 PC거더와 PC빔의 접합부를 도시한다. 보는 바와 같이 종래에는 PC거더와 PC빔을 턱맞춤하는 방식으로 접합부를 처리해 왔다. 즉, 접합부위에 무수축몰탈을 바른 후에 PC거더와 PC빔을 턱맞춤한 것이다. 하지만 이러한 접합부 처리에서 무수축몰탈은 그 자체가 접합부의 강성을 발휘하기에 충분할 정도로 밀실하게 처리되지 못하기 때문에, 도 1과 같은 접합부는 단순접합에 머물렀다. 단순접합은 PC거더와 PC빔의 단면 설계 과정에서 부재의 단면을 키우는 요인으로 작용하므로, 도 1과 같은 접합부 처리는 단순접합에 따라 PC거더와 PC빔의 효율적인 단면 설계를 곤란케 한다.

부재의 효율적인 단면 설계를 위해서는 강접합이 바람직하다. 지금까지 강접합 방식은 각종 접합철물이 매입된 PC거더와 PC빔을 이용하여 현장에서 용접 접합하는 방식이 일반적이다. 하지만, 이러한 강접합 방식은 PC거더와 PC빔의 제작과정이 복잡하고 제작비용이 증대되는 문제와 함께 용접 등의 현장 작업량이 증대되는 문제가 뒤따른다.

한편, 종래 PC구조에서 PC거더와 PC빔은 그 위로 시공되는 슬래브와의 일체화를 위해 내부에 매입되는 스트럽 철근이 상부로 돌출되도록 제작되었다. 다만, PC거더의 경우에는 PC빔과의 턱맞춤 접합을 위해 접합부 위치에서 단면이 축소될 수밖에 없었는데, 이러한 단면 형상에 대응하여 스트럽 철근은 균일하게 배근되다가 접합부 구간 위치에서 폭이 좁아지게 배근되면서 전체적으로 PC거더에 돌출 매입된다(도 1 참조). 하지만 이와 같은 스트럽 철근은 전체 구간에 걸쳐 배근 폭이 일정치 않기 때문에 그 위로 배근되는 보 상부철근과의 간섭 요인이 되어 보 상부철근의 배근을 어렵게 한다.

본 발명은 종래 무수축몰탈에 의한 PC거더와 PC빔의 단순접합에 따른 문제를 개선하고자 개발된 것으로서, 종래 무수축몰탈에 의한 단순접합 방식을 크게 변경하지 않고도 구조적으로 우수한 강접합을 구현할 수 있는 PC거더와 PC빔의 강접합구조를 제공하는데 기술적 과제가 있다.

또한, 본 발명을 PC거더에 매입되는 스트럽 철근과 PC거더 위로 배근되는 보 상부철근의 간섭문제를 최소화할 수 있는 PC거더와 PC빔의 강접합구조를 제공하는데 기술적 과제가 있다.

상기한 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명은, PC빔과의 접합부에 안착홈을 구비한 PC거더; 단부에 상부턱을 구비한 것으로 상부턱과 안착홈 사이에 수직틈 새를 형성시키면서 상부턱을 상기 PC거더의 안착홈에 거치함으로써 설치되는 PC빔; 상기 PC거더와 PC빔 사이 수직틈새의 측면과 바닥에 채워지는 백업로드; 및, 상기 백업로드에 의해 보호받으며 상기 PC거더와 PC빔 사이 수직틈새 내부에 채워지는 무수축몰탈;을 포함하여 구성되되, 상기 PC거더와 PC빔 중 어느 하나에 안착홈과 주입구멍이 적절히 마련됨에 따라 무수축몰탈이 PC거더와 PC빔 사이 수직틈새에 압밀 충전되는 것을 특징으로 하는 PC거더와 PC빔의 강접합구조를 제공한다.

본 발명에 따르면 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.

첫째, 별도의 접합철물을 이용하지 않고 단순한 무수축몰탈에 의한 처리로도 PC거더와 PC빔의 접합부를 강접합부로 완성할 수 있다. 이에 따라 PC거더와 PC빔을 효율적으로 단면 설계할 수 있으며, 결국 경제적으로 최적화한 부재를 이용하면서 용이하게 현장 적용할 수 있다.

둘째, 단순히 무수축몰탈을 주입하는 것만으로 강접합부를 완성할 수 있기 때문에 숙련된 작업 능력 없이도 간편하게 현장 적용할 수 있다.

셋째, 무수축몰탈의 충전상태를 육안으로 확인할 수 있기 때문에 우수한 시공품질을 확보할 수 있다.

넷째, PC거더에 매입되는 스트럽 철근과 PC거더 위로 배근되는 보 상부철근의 간섭문제를 최소화할 수 있기 때문에 전반적으로 PC거더 설치 후의 후속공정을 원활하게 진행하면서 관련 공사를 실시할 수 있다.

이하, 첨부한 도면 및 바람직한 실시예에 따라 본 발명을 상세히 설명한다.

도 2 내지 도 5는 본 발명에 따른 PC거더와 PC빔의 접합구조에 대한 실시예를 도시한다. 본 발명은 PC거더(100)와 PC빔(200)이 턱맞춤하여 접합되는 한편 턱맞춤 접합부에 무수축몰탈(320)이 압밀 충전됨에 따라 강접합된다는데 특징이 있다.

본 발명에서 턱맞춤 접합은 PC빔(200)과의 접합부에 안착홈(110)이 마련된 PC거더(100)와 단부에 상부턱(210)이 마련된 PC빔(200)을 이용함으로써 실현된다. 즉, PC빔의 상부턱(210)을 상기 PC거더의 안착홈(110)에 거치하면서 턱맞춤하는 것이다. 다만 턱맞춤함에 있어 PC거더의 안착홈(110)과 PC빔의 상부턱(210)은 수평부분(안착홈의 상부면과 상부턱의 하부면)에서만 서로 맞닿게 배치하고 수직부분(안착홈의 측면 및 정면과 상부턱의 측면 및 정단면)에서는 서로 이격하게 배치함으로써 PC빔의 상부턱(210)과 PC거더의 안착홈(110) 사이에 수직틈새를 형성시킨다. 수직틈새는 PC거더의 안착홈(110)과 PC빔의 상부턱(210)이 맞닿는 수평부분에 의해 상·하부 2단으로 구분된다.

PC거더(100)와 PC빔(200)의 턱맞춤에 의해 형성된 수직틈새는 곧 무수축몰탈(320)의 충전 공간이 되며, 수직틈새 둘레에는 백업로드(310)가 둘러싸게 된다. 백업로드(310)는 수직틈새에 무수축몰탈(320)을 충전시킬 때 무수축몰탈(320)이 새어 나가지 않게 차단하는 역할을 하며, 종래 몰탈을 채우는 과정에 사용되던 방식으로 설치하면 된다. 즉, 백업로드(310)는 수직틈새의 바닥(PC거더와 PC빔의 접합부 하부면)과 측면(PC거더와 PC빔의 접합부 측면)에서 둘러싸도록 처리하면 된다. 다만, 수직틈새의 상부(PC거더와 PC빔의 접합부 상부면)는 백업로드(310)를 처리하지 않고 그대로 개방시키도록 것이 바람직한데, 이는 개방된 수직틈새의 상부를 통해 무수축몰탈(320)의 충전상태를 육안으로 확인하기 위함이다.

본 발명에서 무수축몰탈(320)의 압밀 충전은 PC거더(100) 또는 PC빔(200)에 연결홈(111, 211)과 주입구멍(120, 220)을 마련함으로써 실현된다. 연결홈(111, 211)은 PC거더(100)의 경우 안착홈(110) 상부면에 PC빔(200) 설치방향으로 연속하게 이어지도록 형성되고, PC빔(200)의 경우 상부턱(210) 하부면에 PC빔(200) 설치방향으로 연속하게 이어지도록 형성되며, 이와 같은 연결홈(111, 211)에 의해 상·하부 2단으로 구분된 수직틈새가 서로 연결되면서 연속하게 이어진다. 주입구멍(120, 220)은 PC거더(100)의 경우 PC거더(100) 상부면에서 안착홈(110) 아래의 PC거더(100) 측면까지 연속하게 이어지도록 형성되고, PC빔(200)의 경우 PC빔(200) 상부면에서 상부턱(210) 아래의 PC빔(200) 정단면까지 연속하게 이어지도록 형성되며, 이와 같은 주입구멍(120, 220)은 하부의 수직틈새와 연결된다.

연결홈(111, 211)과 주입구멍(120, 220)이 마련됨에 따라, PC거더(100) 상부면 또는 PC빔(200) 상부면의 주입구멍(120, 220)을 통해 무수축몰탈(320)을 일정한 압력으로 주입하면 무수축몰탈(320)이 하부의 수직틈새에서부터 충전되기 시작하여 서서히 올라가면서 연결홈(111, 211)을 통해 상부의 수직틈새까지 충전된다. 이로써 빈틈이 없이 무수축몰탈(320)의 압밀 충전이 가능해지며, 그 결과 무수축몰탈(320)에 의한 충분한 접합강성 확보로 PC거더(100)와 PC빔(200)이 강접합된다.

도 2와 도 3은 본 발명에 따른 PC거더와 PC빔의 접합구조에 대한 제1실시예로, 연결홈(111)이 PC거더(100)에 형성되고 주입구멍(220)이 PC빔(200)에 형성되고 있다. PC빔의 주입구멍(220)을 통해 무수축몰탈(320)을 주입함에 따라 무수축몰탈(320)이 하부의 수직틈새에서부터 PC거더의 연결홈(111)을 통과하면서 상부의 수직틈새까지 압밀 충전된다.

한편 도 2와 도 3에서는 스트럽 철근이 돌출 제작된 PC거더(100)와 PC빔(200)을 확인할 수 있으며, 돌출된 철근은 PC거더(100)와 PC빔(200) 위로 시공되는 슬래브와의 일체화에 기여한다. 특히, 본 발명에서는 도 2에서와 같이 PC거더(100)의 경우 PC빔(200)과의 접합부 구간에 위치한 스트럽 철근은 PC거더(100) 내부에 완전히 매입되는 한편 PC빔(200)과의 접합부 외 구간에 위치한 스트럽 철근은 PC거더(100)의 상부면을 돌출하게 매입되도록 제작할 것을 제안하는데, 이는 PC거더(100)의 스트럽 철근과 PC거더(200) 위로 배근되는 보 상부철근(내지 슬래브 철근)의 간섭문제를 최소화하기 위함이다.

도 4와 도 5는 본 발명에 따른 PC거더와 PC빔의 접합구조에 대한 제실시예로 서, 연결홈(211)이 PC빔(200)에 형성되고 주입구멍(120)이 PC거더(100)에 형성되고 있다. PC거더의 주입구멍(120)을 통해 무수축몰탈(320)을 주입함에 따라 무수축몰탈(320)이 하부의 수직틈새에서부터 PC빔의 연결홈(211)을 통과하면서 상부의 수직틈새까지 압밀 충전된다. 나아가 도 4와 도 5에서는 PC거더의 안착홈(110) 단부 모서리에 플레이트 또는 앵글을 구비한 보강철물(130)이 매입된 상태를 확인할 수 있는데, 보강철물은 PC빔의 상부턱(210)을 거치할 때 안착홈(110) 단부 모서리의 파손(부분탈락 또는 붕괴)을 억제하기 위함이다. 보강철물은 PC거더(100) 제작단계에서 매입되도록 할 수 있으며, 도 5에서는 앵글(131)과 정착핀(132)으로 구성된 보강철물(130)을 확인할 수 있다.

이상에서 본 발명은 구체적인 실시예를 참조하여 상세히 설명되었으나, 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐이므로, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 치환, 부가 및 변형된 실시 형태들 역시 아래에 첨부한 특허청구범위에 의하여 정하여지는 본 발명의 보호범위에 속한다고 할 것이다.

도 1은 종래 PC거더와 PC빔의 접합구조를 도시한다.

도 2와 도 3은 본 발명에 따른 PC거더와 PC빔의 접합구조에 대한 제1실시예를 도시한다.

도 4와 도 5는 본 발명에 따른 PC거더와 PC빔의 접합구조에 대한 제2실시예를 도시한다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100: PC거더

110: 안착홈

200: PC빔

210: 상부턱

111, 211: 연결홈

120, 220: 주입구멍

310: 백업로드

320: 무수축몰탈

Claims (4)

1. PC거더(100)와 PC빔(200)의 접합구조로서,

   PC빔(200)과의 접합부에 안착홈(110)을 구비한 PC거더(100);

   단부에 상부턱(210)을 구비한 것으로, 상부턱(210)과 안착홈(110) 사이에 수직틈새를 형성시키면서 상부턱(210)을 상기 PC거더의 안착홈(110)에 거치함으로써 설치되는 PC빔(200);

   상기 PC거더(100)와 PC빔(200) 사이의 수직틈새 둘레를 둘러싸는 백업로드(310);

   상기 백업로드(310)에 의해 보호받으며 상기 PC거더(100)와 PC빔(200) 사이 수직틈새 내부에 채워지는 무수축몰탈(320);을 포함하여 구성되되,

   상기 PC거더의 안착홈(110) 상부면 또는 상기 PC빔의 상부턱(210)의 하부면에는 PC빔(200) 설치방향으로 연속하게 이어진 연결홈(111, 211)이 형성되고, 상기 PC거더(100)에는 PC거더(100) 상부면에서 안착홈(110) 아래의 PC거더(100) 측면까지 연속하게 이어진 주입구멍(120)이 형성됨에 따라, 상기 무수축몰탈(320)이 PC거더(100) 상부면의 주입구멍(120)을 통해 주입되어 PC거더(100)와 PC빔(200) 사이 수직틈새에 채워지는 것을 특징으로 하는 PC거더와 PC빔의 강접합구조.
2. PC거더(100)와 PC빔(200)의 접합구조로서,

   PC빔(200)과의 접합부에 안착홈(110)을 구비한 PC거더(100);

   단부에 상부턱(210)을 구비한 것으로, 상부턱(210)과 안착홈(110) 사이에 수직틈새를 형성시키면서 상부턱(210)을 상기 PC거더의 안착홈(110)에 거치함으로써 설치되는 PC빔(200);

   상기 PC거더(100)와 PC빔(200) 사이 수직틈새의 측면과 바닥에 채워지는 백업로드(310);

   상기 백업로드(310)에 의해 보호받으며 상기 PC거더(100)와 PC빔(200) 사이 수직틈새 내부에 채워지는 무수축몰탈(320);을 포함하여 구성되되,

   상기 PC거더의 안착홈(110) 상부면 또는 상기 PC빔의 상부턱(210)의 하부면에는 PC빔(200) 설치방향으로 연속하게 이어진 연결홈(111, 211)이 형성되고, 상기 PC빔(200)에는 PC빔(200) 상부면에서 상부턱(210) 아래의 PC빔(200) 정단면까지 연속하게 이어진 주입구멍(220)이 형성됨에 따라, 상기 무수축몰탈(320)이 PC빔(200) 상부면의 주입구멍(220)을 통해 주입되어 PC거더(100)와 PC빔(200) 사이 수직틈새에 채워지는 것을 특징으로 하는 PC거더와 PC빔의 강접합구조.
3. 제1항 또는 제2항에서,

   상기 PC빔의 상부턱(210) 하부면에 연결홈(211)이 형성된 경우에,

   상기 PC거더(100)는 안착홈(110) 단부 모서리에 플레이트 또는 앵글을 구비한 보강철물(130)이 매입되도록 제작된 것임을 특징으로 하는 PC거더와 PC빔의 강 접합구조.
4. 제1항 또는 제2항에서,

   상기 PC거더(100)는, 스트럽 철근이 매입되도록 제작된 것으로서 PC빔(200)과의 접합부 구간에 위치한 스트럽 철근은 PC거더(100) 내부에 완전히 매입되는 한편 PC빔(200)과의 접합부 외 구간에 위치한 스트럽 철근은 PC거더(100)의 상부면을 돌출하게 매입되도록 제작된 것임을 특징으로 하는 PC거더와 PC빔의 강접합구조.

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