KR20140076817A

KR20140076817A - 기준층의 공기단축이 가능한 pc-sf공법

Info

Publication number: KR20140076817A
Application number: KR1020120145290A
Authority: KR
Inventors: 유현희; 김용남; 송형목; 박현일; 전병갑; 전진수; 서종해; 이주영; 조주희; 이창곤; 김명석; 최세원; 권세록; 장수연; 박형석
Original assignee: 삼성물산 주식회사
Priority date: 2012-12-13
Filing date: 2012-12-13
Publication date: 2014-06-23
Also published as: KR101445286B1

Abstract

본 발명은 고층건물에서 동일한 평면이 반복되는 기준층의 공기를 단축하기 위한 방법에 관한 것으로, 구조형식으로 벽식구조와 라멘구조를 복합화하는 한편, PC 등 공업화 부재를 이용하면서 타워크레인의 양중부하를 최소화하는 방향으로 시공계획을 수립한다는데 특징이다. 기둥, 보, 슬래브, 계단에 PC 등 공업화 부재를 적극 이용하여 기준층 골조 시공의 공기단축을 도모한다는 의미에서 본 발명은 PC-SF(precast concrete speedy frame)공법으로 명명한다.
본 발명에 따른 PC-SF공법은, 고층건물에서 동일한 평면이 반복되는 기준층을 코어, 라멘구조, 양측면의 내력벽, 전후면의 커튼월로 설계하는 기준층 설계단계; 코어 전단벽과 양측면의 내력벽은 오토클라이밍폼(auto climbing form)을 이용하면서 시공하는 한편, 라멘구조와 코어 내부의 계단은 각각 PC기둥, PC보 또는 철골보, HCS(hollow core slab), PC계단으로 시공하는 기준층 시공단계;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 한다.

Description

기준층의 공기단축이 가능한 PC-SF공법{PC-SF Method for Construction Duration Reduction of Typical Floor}

본 발명은 고층건물에서 동일한 평면이 반복되는 기준층을 코어, 라멘구조, 양측면의 내력벽, 전후면의 커튼월로 설계하여 코어 전단벽과 양측면의 내력벽은 오토클라이밍폼(auto climbing form)을 이용하면서 시공하는 한편 라멘구조와 코어 내부의 계단은 각각 PC기둥, PC보, HCS(hollow core slab), PC계단으로 시공하는 방법에 관한 것으로, 기둥, 보, 슬래브, 계단에 PC 등 공업화 부재를 적극 이용하여 기준층 골조 시공의 공기단축을 도모한다는 의미의 PC-SF(precast concrete speedy frame)공법에 관한 것이다.

벽식구조는 골조가 슬래브와 내력벽으로 이루어져 구조로서, 시공이 간편하기 때문에 공동주택 건축물 공사에 많이 적용된다. 종래 공동주택에서 벽식구조는 도 1에서와 같이 세대를 구분하는 세대경계벽은 물론 세대 내부의 칸막이벽 등 내부벽체 모두가 내력벽체로 되어 있다. 이와 같은 벽식구조의 공동주택은 골조를 얇게 할 수 있고, 갱폼과 같은 시스템 거푸집을 이용하여 외부 골조를 간편하게 시공할 수 있다는 이점이 있다.

그러나, 벽식구조의 공동주택은 가변성 및 융통성이 없어 입주자의 다양한 주거공간에 대한 요구를 만족시키고, 나아가 리모델링 공사시 내력벽체로 되어 있는 내부벽체의 해체 및 변경이 곤란하여 세대간 통합 등 대공간 설계에 제약이 있다. 또한 건물 내부의 내부벽체를 슬래브와 일체로 시공하여야 하기 때문에 그만큼 현장작업이 복잡해지고 작업량이 많아져 공기가 길어진다는 단점이 있다. 실제 한 층당 6일이 공기가 소요된다. 뿐만 아니라 지하층에도 벽식구조가 그대로 적용되기 때문에 지하층은 PIT공간 정도로만 활용할 수 있을 뿐 주차공간으로 활용하기 어려운 문제가 있었으며, 또한 로비층을 필로티구조로 마련하기 위해서는 하중전이를 위한 전이보의 춤만큼 추가적인 층고 확보가 필요하였다.

본 발명은 종래 벽식구조의 단점을 개선하고자 개발된 것으로서, 자유로운 공간설계가 가능하도록 벽식구조와 라멘구조의 복합구조로 설계하는 한편 오토클라이밍폼과 PC 등의 공업화 구조부재를 적극 이용하여 기준층 골조 시공의 공기단축을 도모할 수 있는 PC-SF공법을 제공하는데 기술적 과제가 있다.

또한 본 발명은 타워크레인의 효율적인 양중계획을 통해 공기단축을 실현할 수 있는 PC-SF공법을 제공하고자 한다.

상기한 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 고층건물에서 동일한 평면이 반복되는 기준층을 코어, 라멘구조, 양측면의 내력벽, 전후면의 커튼월로 설계하는 기준층 설계단계; 코어 전단벽과 양측면의 내력벽은 오토클라이밍폼(auto climbing form)을 이용하면서 시공하는 한편, 라멘구조와 코어 내부의 계단은 각각 PC기둥, PC보 또는 철골보, HCS(hollow core slab), PC계단으로 시공하는 기준층 시공단계;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 기준층의 공기단축이 가능한 PC-SF공법을 제공한다.

본 발명에 따르면 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.

첫째, 고층건물에서 동일한 평면이 반복되는 기준층을 벽식구조와 라멘구조의 복합구조로 설계하고 오토클라이밍폼과 PC 등의 공업화 구조부재를 적극 이용하면서 타워크레인의 효율적인 양중계획 하에 시공하기 때문에, 작업자의 업무를 효과적으로 분산시켜 최소한의 인력으로 업무 중단없이 지속적으로 수행할 수 있으며, 이로써 기준층 공사의 공기를 단축할 수 있다. 가령 기존 벽식구조에 따르면 기준층이 6일 시공단위이나 본 발명에 따르면 2~3일 시공단위로 단축할 수 있으며, 이는 최종적으로 30층 대비 4.1~5.4개월 공기 단축 효과로 이어진다. 더불어 공기 단축은 현장관리비, 이주비(금융비용) 등의 비용 절감으로 이어진다.

둘째, 기준층을 벽식구조와 라멘구조의 복합구조로 설계하기 때문에 리모델링이 용이한 주택 건설로 지속가능한 발전의 기반을 구축할 수 있다. 특히 내부의 라멘구조에 의해 기둥간격을 넓게 하면서 세대 내에 기둥이 없는 주택으로 완성할 수 있으며, 이로써 내부의 공간배치가 자유롭고 세대간 통합 및 분할이 가능하며 또한 저층 및 지하공간 활용이 쉬워진다.

도 1은 종래 벽식구조가 적용된 건물의 평면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 PC-SF공법에서 기준층 설계단계를 통해 완성된 기준층 평면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 PC-SF공법에서 기준층 시공단계에 대한 시공 공정표로서, 도 2의 기준층에 대한 시공 공정표의 제1실시예이다.
도 4a 내지 도 4j는 도 3의 공정표에 따른 시공 순서도이다.
도 5는 본 발명에 따른 PC-SF공법에서 기준층 시공단계에 대한 시공 공정표로서, 도 2의 기준층에 대한 시공 공정표의 제2실시예이다.
도 6a 내지 도 6i는 도 5의 공정표에 따른 시공 순서도이다.

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

본 발명은 고층건물에서 동일한 평면이 반복되는 기준층의 공기를 단축하기 위한 방법에 관한 것으로, 벽식구조와 라멘구조를 복합화하는 방향으로 구조계획을 수립하는 한편, PC 등 공업화 부재를 이용하면서 타워크레인의 양중부하를 최소화하는 방향으로 시공계획을 수립한다는데 특징이다. 기둥, 보, 슬래브, 계단에 PC 등 공업화 부재를 적극 이용하여 기준층 골조 시공의 공기단축을 도모한다는 의미에서 본 발명은 PC-SF(precast concrete speedy frame)공법으로 명명한다.

구체적으로 본 발명에 따른 PC-SF공법은, 고층건물에서 동일한 평면이 반복되는 기준층을 코어, 라멘구조, 양측면의 내력벽(20), 전후면의 커튼월(90)로 설계하는 기준층 설계단계;와, 코어 전단벽(10)과 양측면의 내력벽(20)은 오토클라이밍폼(auto climbing form, 11, 21)을 이용하면서 시공하는 한편 라멘구조와 코어 내부의 계단은 각각 PC기둥(30), PC보(40) 또는 철골보(비대칭 H형강, 델타빔 등), HCS(hollow core slab, 60), PC계단(70)으로 시공하는 기준층 시공단계;를 포함하여 구성된다.

도 2는 본 발명에 따른 PC-SF공법에서 기준층 설계단계를 통해 완성된 기준층의 평면도인데, 보는 바와 같이 기준층 설계단계는 기준층을 벽식구조와 라멘구조로 복합하여 설계하는 과정이 된다. 건물 중심의 코어와 건물 외측의 양측면은 각각 전단벽(10)과 내력벽(20)으로 구성하여 지진이나 바람과 같은 횡력에 유리하게 저항하는 벽식구조로 설계하는 한편, 건물 내부는 PC기둥(30), PC보(40) 또는 철골보, HCS(60), PC계단(70) 등으로 구성하여 시공성에 유리하면서 공간활용성과 리모델링에 유리하도록 공업화 부재에 의한 라멘구조로 설계하는 것이다. 더불어 건물 전후면은 외단열이 가능한 커튼월(90)로 설계한다.

도 3 내지 도 6i는 본 발명에 따른 PC-SF공법에서 기준층 시공단계에 대한 시공 공정표와 시공 순서도이다. 본 발명에서 기준층 시공단계는 벽식구조의 외측벽면은 오토클라이밍폼(11, 21)으로 시공하고 라멘구조 등 그 외 부분은 타워크레인으로 시공할 수 있게 시공계획을 수립하는 과정이 된다. 타워크레인의 양중부하를 최소화하는 방향으로 효율적인 양중계획을 수립하여 공기단축을 실현하도록 한 것이다. 한편 코어는 2~3개층을 선시공하는 것이 일반적이므로 본 발명에서도 기준층 시공단계는 코어와 그외 부분의 시공층이 다를 수 있으며, 가령 n층의 기준층을 시공한다면 코어는 n층이 아니라 n+2~3층을 시공하는 것이 될 수 있다.

도 3과 도 4a 내지 도 4j는 기준층 시공단계의 제1실시예이다. 제1실시예는 타워크레인의 양중계획에서 커튼월(90) 설치를 제외하여 기준층을 시공하는 방법으로, 커튼월(90)은 기준층의 골조공사가 끝난 후에 별도의 양중장치(원치 등)를 사용하여 공정계획을 수립한 방법이 된다. 이 방법은 기준층을 2일 시공단위(2day-cycle)로 시공할 수 있다.

제1실시예는 먼저 각종 시공위치를 먹매김하고(도 4a), 기준층 시공에 필요한 철근을 양중한다(제1단계). 제1단계는 형틀(50)을 이동 운반하는 과정을 더 포함하여 실시할 수 있는데, 형틀(50)은 타워크레인을 사용하지 않고 작업자에 의해 아래층 시공에 사용한 것을 자재인양구(62)를 통해 시공할 기준층으로 이동 운반하면 된다. 제1단계에서 철근과 형틀(50)은 아래 제3단계에서 필요한 코어 전단벽(10) 및 양측면의 내력벽(20)용 철근과 양측면의 내력벽(20)용 내측 형틀(50)을 포함한다. 상황에 따라서는 아래 제4단계에서 필요한 코어 전단벽(10)용 내측 형틀(50)과, HCS(60) 및 PC계단(70) 주변에 배근하기 위한 철근도 미리 이동 운반하거나 양중할 수 있다.

다음으로 코어 전단벽(10) 및 양측면 내력벽(20)의 외측벽면을 위해 설치한 오토클라이밍폼(11, 21)을 자동 인양하고(도 4b), PC기둥(30)과 PC보(40) 또는 철골보를 양중 설치하고(도 4d, 4e), 코어 전단벽(10) 및 양측면의 내력벽(20)을 위한 철근을 배근하고, 양측면의 내력벽(20)을 위한 형틀(50)을 설치한다(도 4f)(제2단계). 앞서 제1단계에서 형틀을 이동 운반하지 않은 경우라면 제2단계에서 필요한 형틀을 이동 운반하도록 한다. 제2단계에서 PC기둥(30)과 PC보(40) 또는 철골보의 양중 및 설치는 타워크레인으로 수행하고, PC기둥(30)과 PC보(40) 또는 철골보의 조립, 철근 배근, 형틀(50) 설치 등의 작업은 작업자에 의해 수행한다. 한편 제1실시예에서는 UBR((unit bath room, 100)을 PC기둥(30)과 PC보(40) 또는 철골보를 설치하기 전에 양중 설치하고 있는데(도 4c), UBR(100)은 아래 제3단계에서 HCS(60)를 설치하기 전에 설치하면 된다. PC보(40) 또는 철골보는 PC기둥(30) 위에 거치하며, 다만 이 경우 시공 중 발생하는 횡력에 저항하여 설치안정성을 확보하는 것이 바람직한데, 이를 위해 본 발명에서는 PC보(40) 또는 철골보를 PC기둥(30)에 연결 고정시킬 것을 제안한다. 즉 PC기둥(30)은 상부로 연결철물(31)이 돌출되게 제작된 PC기둥(30)으로 시공하고, PC보(40) 또는 철골보는 단부로 연결봉(41)이 돌출되게 제작된 PC보(40) 또는 철골보로 시공하되, PC보(40) 또는 철골보를 PC기둥(30) 위에 거치하고 연결봉(41)으로 PC기둥의 연결철물(31)에 관통시켜 체결너트로 고정하는 것이다. 이로써 PC기둥(30)과 PC보(40) 또는 철골보가 일체 거동하여 설치안정성을 확보할 수 있다.

다음으로 HCS(60)를 양중 설치한다(도 4g)(제3단계). PC기둥(30)에 PC보(40) 또는 철골보가 안정적으로 연결 고정된 상태이기 때문에 제4단계는 신속하게 진행할 수 있다. HCS(60)는 장경간 구현이 가능한 Pre-Tension된 부재가 바람직하며, 형틀(50) 이동 운반을 위한 자재인양구(62)를 마련하도록 한다. 한편 HCS(60)는 가장 무거운 PC보(40)에 비해 무게가 1/3 정도로 가벼우므로 한번에 2장씩 양중하면서 설치하는 것이 바람직하며, 이를 위해 춤이 높거나 폭이 넓은 ㄷ자형 양중용 지그(61)를 이용하도록 한다.

다음으로 PC계단(70)을 양중하여 조립하고, 코어 전단벽(10)을 위한 형틀(50)을 설치하고(도 4h), HCS(60)와 PC계단(70) 주변으로 철근을 배근한다(제4단계). 앞서 제1단계에서 제4단계에 필요한 철근을 양중하지 않은 경우라면 제4단계는 필요한 철근을 양중하면서 실시하도록 하며, 철근은 PC기둥(30)과 PC보(40) 또는 철골보의 접합부, HCS(60) 위, PC계단(70)의 접합부 등에 배근하면 된다.

마지막으로 조립상태를 검측하고 콘크리트(80)를 타설한다(도 4i)(제5단계). 콘크리트(80) 타설에 앞서 각종 설비를 위한 먹매김과 설치공정을 부가할 수 있다. 콘크리트(80)를 코어 전단벽(10), 양측면의 내력벽(20), PC기둥(30)과 PC보(40) 또는 철골보의 접합부, HCS(60) 위, PC계단(70)의 접합부에 타설한다. 콘크리트(80)를 타설한 후에는 별도 공정으로 커튼월(90)을 설치하는데, 커튼월(90)은 별도의 인양장비(윈치 등)를 이용하여 설치하면 된다.

이로써 기준층이 완성된다. 위와 같이 타워크레인 양중계획을 효율적으로 수립하고, 철근 및 형틀(50) 작업자의 업무를 분산시킨 결과 최소한의 인력으로 업무 중단없이 지속적으로 업무를 수행할 수 있으며, 이로써 기준층의 공기단축이 가능해진다. 특히 타워크레인의 이용을 하루에 집중할 수 있기 때문에 도 2와 같은 평면의 경우 타워크레인 1대로 최대 4세대까지 층당 2일 공정을 달성할 수 있다.

도 5와 도 6a 내지 도 6i는 기준층 시공단계의 제2실시예이다. 제1실시예는 타워크레인의 양중계획에서 커튼월(90) 설치를 포함하여 기준층을 시공하는 방법으로,이 방법은 기준층을 3일 시공단위(3day-cycle)로 시공할 수 있다. 제2실시예는 전반적으로 앞서 살펴본 제1실시예와 동일하며, 다만 커튼월(90) 설치과정을 제4단계에 포함하여 실시한다는 점에서 차이가 있다. 즉 커튼월(90)을 별도 공정으로 설치하는 것이 아니라 타워크레인으로 양중하면서 3일 시공단위에 포함시켜 설치하는 것이다. 제2실시예에서는 UBR(100)을 PC기둥(30)과 PC보(40) 또는 철골보를 설치한 후에 양중 설치하고 있는데(도 6f), UBR(100)은 앞서 살펴본 바와 같이 HCS(60)를 설치하기 전에만 설치하면 된다.

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.

10: 코어 전단벽
20: 내력벽
11, 21: 오토클라이밍폼
30: PC기둥
31: 연결철물
40: PC보
32: 연결봉
50: 형틀
60: HCS
61: 지그
62: 자재인양구
70: PC계단
80: 콘크리트
90: 커튼월
100: UBR

Claims

고층건물에서 동일한 평면이 반복되는 기준층을 코어, 라멘구조, 양측면의 내력벽(20), 전후면의 커튼월(90)로 설계하는 기준층 설계단계;
코어 전단벽(10)과 양측면의 내력벽(20)은 오토클라이밍폼(auto climbing form, 11, 21)을 이용하면서 시공하는 한편, 라멘구조와 코어 내부의 계단은 각각 PC기둥(30), PC보(40) 또는 철골보, HCS(hollow core slab, 60), PC계단(70)으로 시공하는 기준층 시공단계;
로 이루어지는 것을 특징으로 하는 기준층의 공기단축이 가능한 PC-SF공법.
제1항에서,
상기 기준층 시공단계는,
각종 시공위치를 먹매김하고, 현장시공에 필요한 철근을 양중하는 제1단계;
코어 전단벽(10) 및 양측면의 내력벽(20)을 위해 설치한 오토클라이밍폼(11, 21)을 자동 인양하고, PC기둥(30)과 PC보(40) 또는 철골보를 양중 설치하고, 코어 전단벽(10) 및 양측면의 내력벽(20)을 위한 철근을 배근하는 제2단계;
양측면의 내력벽(20)을 위한 형틀(50)을 설치하고, HCS(60)를 양중 설치하는 제3단계;
PC계단(70)을 양중 설치하고, 코어 전단벽(10)을 위한 형틀(50)을 설치하고, HCS(60)와 PC계단(70) 주변으로 철근을 배근하는 제4단계;
설치상태를 검측하고 콘크리트(80)를 타설하는 제5단계;
를 포함하여 이루어지되,
현장시공에 필요한 형틀(50)을 이동 운반하는 과정을 상기 제1단계 또는 제2단계에 포함하여 실시하고, 커튼월(90)을 양중 설치하는 과정을 상기 제4단계에 포함하여 실시하거나 상기 제5단계 후에 실시하는 것을 특징으로 하는 기준층의 공기단축이 가능한 PC-SF공법.
제2항에서,
상기 제2단계 또는 제3단계는, UBR(unit bath room, 100)을 양중 설치하는 과정을 더 포함하면서 실시하는 것을 특징으로 하는 기준층의 공기단축이 가능한 PC-SF공법.
제2항 또는 제3항에서,
상기 제5단계는, 콘크리트(80) 타설에 앞서 각종 설비를 설치하는 과정을 더 포함하면서 실시하는 것을 특징으로 하는 기준층의 공기단축이 가능한 PC-SF공법.
제2항 또는 제3항에서,
상기 제1단계는, 제3단계에서 필요한 철근을 양중하면서 실시하고,
상기 제4단계는, 제4단계에서 필요한 철근을 양중하면서 실시하는 것을 특징으로 하는 기준층의 공기단축이 가능한 PC-SF공법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에서,
상기 HCS(60)는, 춤이 높거나 폭이 넓은 ㄷ자형 양중용 지그(61) 내부에 2개의 HCS(60)를 동시에 넣어 양중하면서 시공하는 것을 특징으로 하는 기준층의 공기단축이 가능한 PC-SF공법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에서,
상기 PC기둥(30)은, 상부로 연결철물(31)이 돌출되게 제작된 PC기둥(30)으로 시공하고,
상기 PC보(40) 또는 철골보는, 단부로 연결봉(41)이 돌출되게 제작된 PC보(40) 또는 철골보를 상기 PC기둥(30) 위에 거치하고 연결봉(41)으로 PC기둥의 연결철물(31)에 관통 고정하면서 시공하는 것을 특징으로 하는 기준층의 공기단축이 가능한 PC-SF공법.