KR20120067402A

KR20120067402A - 프리캐스트 콘크리트 기둥과 현장타설 콘크리트 기초판의 접합구조

Info

Publication number: KR20120067402A
Application number: KR1020100128775A
Authority: KR
Inventors: 임주혁; 전병갑; 김준삼; 문정호; 오영훈; 이강철; 박현석
Original assignee: 삼성물산 주식회사
Priority date: 2010-12-16
Filing date: 2010-12-16
Publication date: 2012-06-26

Abstract

본 발명은 프리캐스트 콘크리트 기둥과 현장타설 콘크리트 기초판의 접합구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 하단에 확장형 주각이 일체로 형성된 프리캐스트 콘크리트 기둥을 이용하여 기둥 하단 주변의 기초판에 작용하는 뚫림 전단을 효과적으로 보강하면서 현장타설 콘크리트 기초판의 두께를 저감하고 기둥 설치 작업을 간편하게 할 수 있도록 하는 프리캐스트 콘크리트 기둥과 현장타설 콘크리트 기초판의 접합구조에 관한 것이다.
본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면, 하단에 확장형 주각이 일체로 형성된 프리캐스트 콘크리트 기둥; 현장타설 콘크리트 기초판; 기초판과 PC 기둥 사이에 높이를 조절하기 위해 설치된 다수 개의 심플레이트; 확장형 주각을 관통하고 끝단은 현장타설 콘크리트 기초판에 정착되어 기둥을 기초판에 일체로 결합시키는 다수 개의 앵커볼트; 및 기초판 상면과 확장형 주각의 바닥면 사이에 충전되는 무수축 몰탈을 포함하는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 콘크리트 기둥과 현장타설 콘크리트 기초판의 접합구조가 제시된다.

Description

프리캐스트 콘크리트 기둥과 현장타설 콘크리트 기초판의 접합구조{Connecting structure for precast concrete column to cast-in-place footing}

본 발명은 프리캐스트 콘크리트 기둥과 현장타설 콘크리트 기초판의 접합구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 하단에 확장형 주각이 일체로 형성된 프리캐스트 콘크리트 기둥을 이용하여 기둥 하단 주변의 기초판에 작용하는 뚫림 전단을 효과적으로 방지하면서 현장타설 콘크리트 기초판의 두께를 저감하고 기둥 설치 작업을 간편하게 할 수 있도록 하는 프리캐스트 콘크리트 기둥과 현장타설 콘크리트 기초판의 접합구조에 관한 것이다.

일반적으로 구조물에 있어서 기둥으로 전달되는 하중은 기초(Foundation)를 통해 지반으로 전달되게 된다. 만약에 지반에 지압강도와 강성이 적절한 흙이 분포되었다면, 기둥은 기초판(Footing)이라고 불리는 콘크리트 패드로 지지된다.

도 7은 프리캐스트 콘크리트(PC) 기둥과 현장타설 콘크리트 기초판의 접합부를 나타낸 종단면도이다.

도 7을 참조하면, 기존의 프리캐스트 콘크리트(PC) 기둥과 현장타설 콘크리트 기초판의 접합부는, 기둥(130)의 하면에 고정된 베이스플레이트(132)를 기초판(120)에 노출되게 매입된 앵커볼트(125)가 관통하도록 결합하고 너트(126)를 체결한 후 무수축 몰탈(127)를 충전하는 방식으로 구성된다. 이때, 기초판(120)의 상면과 베이스플레이트(132) 사이에는 높이조절을 위해 다수 개의 심 플레이트(133)가 설치될 수 있고, 기둥(130)의 하단은 일정한 형태로 블럭 아웃(Block out)시켜 너트 체결을 위한 공간을 확보하며, 기둥(130)의 블럭 아웃된 공간 및 기초판(120)과 베이스플레이트(132) 사이의 공간에 무수축 몰탈(127)을 충전하게 된다.

이와 같이 구성되는 종래의 PC 기둥- 현장타설 콘크리트 기초판 접합부의 경우, 베이스플레이트를 통한 볼트 접합으로 기둥의 고정이 간단하고 베이스플레이트가 블럭 아웃된 기둥 하면의 지압면적을 넓힌다는 장점이 있는 반면에, 기둥의 하면에 고가의 강재 베이스플레이트를 설치해야 하므로 비경제적이며 기초판에 발생할 수 있는 뚫림 전단에는 효과적이지 못하므로 기초판의 두께가 증가해야 한다는 단점이 있다.

이상과 같이 구성되는 기둥-기초판 접합부에 있어서, 기초판에는 기초판의 크기가 비록 작다고 하더라도 200kPa~450kPa 정도의 큰 하중이 작용하여 상당히 큰 전단력이 발생하지만 일반적으로 전단보강철근을 배치하지 않는다. 이에 비하여 대부분의 구조물에서 보통 단위 제곱 m당 수십 kN이 작용하는 보나 슬래브의 치수는 휨에 의해서거나 처짐을 고려하지 않는 최소두께에 의해 결정된다. 따라서 기초판의 두께는 가능한 모든 파괴면에서 계수하중에 의해서 발생하는 전단력보다 콘크리트 전단강도가 초과할 수 있도록 정해져야 한다. 그러므로 경우에 따라 기초판의 두께가 과도하게 되어 비경제적이 될 수 있다.

본 발명은 종래 PC 기둥- 현장타설 콘크리트 바닥판 접합부의 단점 및 기초판의 크기가 비경제적으로 두꺼워지는 문제점을 해결하기 위한 것으로 아래와 같은 목적을 가진다.

본 발명은 고가의 강재 베이스플레이트가 불필요하여 경제적이고, 뚫림 전단(2방향 전단)을 효과적으로 방지할 수 있으며, 기둥에 의해 축하중이 작용하는 기초판에서 고려하는 휨, 휨-전단 및 뚤림 전단에 대해 기초판의 두께를 크게 증가시키지 않고도 유효하게 대응할 수 있는 프리캐스트 콘크리트 기둥과 현장타설 콘크리트 기초판의 접합구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면, 하단에 확장형 주각이 일체로 형성된 프리캐스트 콘크리트 기둥; 현장타설 콘크리트 기초판; 기초판과 PC 기둥 사이에 높이를 조절하기 위해 설치된 다수 개의 심플레이트; 확장형 주각을 관통하고 끝단은 현장타설 콘크리트 기초판에 정착되어 기둥을 기초판에 일체로 결합시키는 다수 개의 앵커볼트; 및 기초판 상면과 확장형 주각의 바닥면 사이에 충전되는 무수축 몰탈을 포함하는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 콘크리트 기둥과 현장타설 콘크리트 기초판의 접합구조가 제시된다.

본 발명의 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 확장형 주각은 다른 부분에 비해 단면이 확대된 사각기둥 형상이 될 수 있다.

본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 확장형 주각의 바닥면에는 보강판이 전단연결재를 통해 일체로 합성될 수 있다.

본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 확장형 주각은 보강철근에 의해 보강되고 앵커볼트는 앵커고정근에 의해 고정될 수 있다.

본 발명에 따르면 고가의 강재 베이스플레이트를 설치해야 하는데 따른 비경제성을 극복하면서 뚫림전단에 대한 위험단면의 계산시 확장형 주각의 전체 바닥면적을 이용할 수 있어 결과적으로 현장타설 콘크리트 기초판의 두께를 줄일 수 있다는 장점이 있다.

또한 확장형 주각을 통해 지압면적이 확대되어 지압응력이 감소하므로 기초판에 별도로 전단보강을 할 필요가 없어진다.

또한 확장형 주각을 이용해 현장타설 콘크리트 기초판에 앵커볼트를 이용해 PC 기둥을 결합하고 무수축 몰탈을 충전하는 것으로 간단하게 기둥 조립을 완료할 수 있는 장점이 있다.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 첨부한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명에 적용되는 프리캐스트 콘크리트 기둥의 일 실시예를 나타낸 사시도이고 도 2는 단면도이며 도 3은 확장형 주각부 내부에 설치된 보강판을 나타낸 사시도이다.
도 4는 도 1에 제시된 확장형 주각이 일체로 형성된 PC 기둥과 현장타설 콘크리트 기초판의 접합부를 나타낸 시시도이고 도 5는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 프리캐스트 콘크리트 기둥과 현장타설 콘크리트 기초판의 접합부를 나타낸 단면도이다.
도 7은 프리캐스트 콘크리트(PC) 기둥과 현장타설 콘크리트 기초판의 접합부를 나타낸 종단면도이다.

아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 제시된 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 예시적인 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다.

도 1은 본 발명에 적용되는 프리캐스트 콘크리트 기둥의 일 실시예를 나타낸 사시도이고 도 2는 단면도이며 도 3은 확장형 주각부 내부에 설치된 보강판을 나타낸 사시도이다.

도 1, 2를 참조하면, 본 발명에 적용되는 프리캐스트 콘크리트 기둥(10, PC 기둥)은 하단에 확장형 주각(11)이 일체로 형성된 것이다. 앞서 살펴본 것처럼 종래 PC 기둥은 강재의 베이스플레이트를 통해 기둥 하면의 지압면적을 넓히는 것인 반면에 본 발명에서는 기둥을 공장에서 몰드를 이용해 제작할 때 확장형 주각(11)을 일체로 형성하게 된다.

확장형 주각(11)은 단면이 다른 부분에 비해 크게 증가된 PC 기둥(10)의 하단부를 말하며 전체적인 형상은 사각 기둥 형상이 될 수 있다. 이렇게 현장타설 콘크리트 기초판과 접하는 PC 기둥(10)의 하단에 확장형 주각(11)을 형성함으로써 지압면적을 넓히게 되므로 현장타설 콘크리트 기초판에 발생하는 지압응력을 감소시킬 수 있다. 따라서 고가의 강재 베이스플레이트를 설치해야 하는데 따른 비경제성을 극복하면서 뚫림전단에 대한 위험단면의 계산시 강재 베이스플레이트는 바닥면적의 1/2만을 보는 반면에 확장형 주각의 전체 바닥면적을 이용할 수 있어 결과적으로 현장타설 콘크리트 기초판의 두께를 줄일 수 있다는 장점이 있다. 더불어 확장형 주각을 통해 지압면적이 확대되어 지압응력이 감소하므로 기초판에 별도로 전단보강을 할 필요가 없어진다.

확장형 주각(11)에는 가장자리를 따라 PC 기둥(10)을 현장타설 콘크리트 기초판과 앵커볼트를 통해 서로 결합시키기 위해 앵커볼트를 삽입하기 위한 슬리브(111)가 설치될 수 있다. 슬리브(111)의 설치 개수는 PC 기둥(10)과 현장타설 콘크리트 기초판과의 확실한 결합을 위해 요구되는 앵커볼트의 개수에 의해 결정될 수 있다.

확장형 주각(11)의 바닥면에는 보강판(112)이 일체로 결합될 수 있다. 도 3에 나타낸 것처럼 보강판(112)의 상면에는 다수 개의 전단연결재(113)가 돌출되게 설치되며 전단연결재(113)를 통해 보강판(112)은 확장형 주각(11)의 바닥면에 일체로 합성될 수 있다. 보강판(112)과 전단연결재(113)를 통해 확장형 주각(11)이 보강될 수 있으며, 보강판(112)을 통해 확장형 주각(11) 바닥면의 평활도를 높일 수 있고 운반 및 양중시 확장형 주각(11) 바닥면의 파손을 방지할 수 있다. 전단연결재(113)로는 도시된 스터드 연결재 이외에 이 분야에서 공지된 임의의 전단연결재가 사용될 수 있다.

도 4는 도 1에 제시된 확장형 주각이 일체로 형성된 PC 기둥과 현장타설 콘크리트 기초판의 접합부를 나타낸 시시도이고 도 5는 단면도이다.

도 4, 5에 도시된 것처럼 현장타설 콘크리트 기초판(20)의 상면에는 도 1에 제시된 확장형 주각(11)이 일체로 형성된 PC 기둥(10)이 세워지는데, 이때 기초판(20)과 PC 기둥(10) 사이에는 높이를 조절하기 위해 다수 개의 심플레이트(30)가 설치되고 확장형 주각(11)에 설치된 슬리브(111) 내로 앵커볼트(40)가 삽입되고 끝단은 현장타설 콘크리트 기초판(20)에 형성된 앵커홀(21)에 정착된다. 이렇게 심플레이트(30)를 이용해 레벨링을 하고 앵커볼트(40)를 이용해 PC 기둥(10)을 세운 다음에는 기초판(20) 상면과 확장형 주각(11)의 바닥면 즉 보강판(112) 사이에 무수축 몰탈(50)을 충전한다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 프리캐스트 콘크리트 기둥과 현장타설 콘크리트 기초판의 접합부를 나타낸 단면도이다.

도 6에 제시된 것처럼 본 실시예에 따른 프리캐스트 콘크리트 기둥(10a)도 도 1에 제시된 기둥과 마찬가지로 하단에 확장형 주각(11)이 일체로 형성된 것이다. 다만, 도 1에 제시된 실시예에서는 전단연결재(113)에 의해 확장형 주각(11)의 바닥면에 일체로 합성된 보강판(112)에 의해 확장형 주각(11)이 보강된 것임에 비해 본 실시예에서는 보강철근(114)에 의해 보강되고 앵커볼트(40)를 고정하기 위해 별도로 앵커고정근(41)이 더 배근될 수 있다.

현장타설 콘크리트 기초판(20)의 상면에는 본 실시예에 따른 확장형 주각(11)이 일체로 형성된 PC 기둥(10a)이 세워지는데, 이때 기초판(20)과 PC 기둥(10) 사이에는 높이를 조절하기 위해 다수 개의 심플레이트(30)가 설치되고 확장형 주각(11)에 설치된 슬리브(111) 내로 앵커볼트(40)가 삽입되고 끝단은 현장타설 콘크리트 기초판(20)에 형성된 앵커홀(21)에 정착된다. 이렇게 심플레이트(30)를 이용해 레벨링을 하고 앵커볼트(40)를 이용해 PC 기둥(10)을 세운 다음에는 기초판(20) 상면과 확장형 주각(11)의 바닥면 즉 보강판 사이에 무수축 몰탈(50)을 충전한다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따르면 확장형 주각(11)을 이용해 현장타설 콘크리트 기초판(20)에 앵커볼트(40)를 이용해 PC 기둥(10,10a)을 결합하고 무수축 몰탈(50)을 충전하는 것으로 간단하게 기둥(10,10a) 조립을 완료할 수 있는 장점이 있다. 또한, 기둥(10,10a)에서 전달되는 하중은 확장형 주각(11)을 통해 기초판(20)에 전달되므로 뚫림 전단에 효과적으로 저항할 수 있고 기초판(20)의 두께를 최소화시킬 수 있다.

지금까지 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.

10: 프리캐스트 콘크리트 기둥
11: 확장형 주각
111: 슬리브
112: 보강판
113: 전단연결재
114: 보강철근
20: 현장타설 콘크리트 기초판
30: 심 플레이트
40: 앵커볼트
41: 앵커고정근
50: 무수축 몰탈

Claims

하단에 확장형 주각(11)이 일체로 형성된 프리캐스트 콘크리트 기둥(10);
현장타설 콘크리트 기초판(20);
기초판(20)과 PC 기둥(10) 사이에 높이를 조절하기 위해 설치된 다수 개의 심플레이트(30);
확장형 주각(11)을 관통하고 끝단은 현장타설 콘크리트 기초판(20)에 정착되어 기둥(10)을 기초판(20)에 일체로 결합시키는 다수 개의 앵커볼트(40); 및
기초판(20) 상면과 확장형 주각(11)의 바닥면 사이에 충전되는 무수축 몰탈(50)을 포함하는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 콘크리트 기둥과 현장타설 콘크리트 기초판의 접합구조.
청구항 1에 있어서,
확장형 주각(11)은 다른 부분에 비해 단면이 확대된 사각기둥 형상이 되는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 콘크리트 기둥과 현장타설 콘크리트 기초판의 접합구조.
청구항 1에 있어서,
확장형 주각(11)의 바닥면에는 보강판(112)이 전단연결재(113)를 통해 일체로 합성된 것을 특징으로 하는 프리캐스트 콘크리트 기둥과 현장타설 콘크리트 기초판의 접합구조.
청구항 1에 있어서,
확장형 주각(11)은 보강철근(114)에 의해 보강되고 앵커볼트(40)는 앵커고정근(41)에 의해 고정되는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 콘크리트 기둥과 현장타설 콘크리트 기초판의 접합구조.