KR20160050516A - 가설 브라켓과 장스팬용 데크를 이용한 하이브리드 구조 시스템의 역타 공사 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지하 골조 공사 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 흙막이벽을 시공하고 그 안쪽 지중의 골조용 기둥으로 철골 기둥(200)을 수직 시공한 뒤, 각층 슬래브의 시공을 위하여 철골 기둥에 가설 브라켓(100)을 설치하고, 그 브라켓(100)의 양측으로 일정 간격을 갖는 평행한 한쌍의 철골 형강보 보재와 이들 사이에 콘크리트 충전 타설된 합성보(300)에 장스팬용 데크(400)가 설치된, 작은 보가 필요 없는 지하 골조 공사 시공 방법에 관한 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해 철골 기둥(200) 및 가설 브라켓(100)을 설치한 단계;
상기 가설 브라켓(100)에 일정 간격 평행하게 철골보 한쌍을 설치한 단계;
상기 일정 간격으로 평행하게 설치된 철골보에 DECK 및 철근을 설치하는 단계;
상기 철골보와 수직방향으로 장스팬용 데크(400) 및 철근을 설치하는 단계;
상기 일정 간격으로 평행하게 설치된 철골보 중앙부에 콘크리트가 타설하여 합성보(300)로 시공하고, 슬래브에 콘크리트를 타설하는 단계;
상기 콘크리트가 양생 된 후 가설 브라켓(100)을 하강하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 가설 브라켓(100)과 장스팬용 데크(400)를 이용한 하이브리드 구조 시스템을 시공하는 방법이다.

Description

가설 브라켓과 장스팬용 데크를 이용한 하이브리드 구조 시스템의 역타 공사 방법 {Downward construction method for hybrid structure system using a temporary bracket and a long span deck}

본 발명은 지하 골조 공사 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 흙막이벽을 시공하고 그 안쪽 지중의 골조용 기둥으로 철골 기둥(200)을 수직 시공한 뒤, 각층 슬래브의 시공을 위하여 철골 기둥(200)에 가설 브라켓(100)을 설치하고, 그 가설 브라켓(100)의 양측으로 일정 간격을 갖는 평행한 한쌍의 철골 형강보 부재와 이들 사이에 콘크리트 충전 타설된 합성보(300)에 장스팬용 데크(400)가 설치된, 작은 보가 필요 없는 지하 골조 공사 시공 방법에 관한 것이다.

최근 토지 이용의 극대화 차원에서 지하공사가 점차 고심도화되고 있고, 특히 순타설공법에 의한 시공시에는 흙막이 붕괴의 위험이나 주변 건물들 침하 등으로 인한 피해와 공사 기간이 길어지는 등 여러 문제가 있어서, 근래에는 역타공법이 널리 적용되고 있다.

일반적으로, 현재 널리 사용 되고 있는 철골조 역타공법에서는 흙막이벽을 시공한 뒤 그 안쪽 지중에 골조용 기둥(H-형강 기둥)을 수직 시공하고, 굴토 후 각 골조용 기둥에 해당 층의 적정 높이로 지지거더(H-형강의 철골보이며, 데크 슬래브를 지지하는 영구구조체로 사용됨)를 가로 및 세로 방향으로 수평 설치하며, 이후 지지거더 위에 데크 플레이트를 지지시켜 고정한 뒤 콘크리트를 타설함으로써 슬래브(데크 슬래브)를 시공하게 된다. 터파기 후 1층 바닥 슬래브를 시공하고, 추가 굴토 후 지하 1층 바닥 슬래브를 시공하며, 이후 추가 굴토 및 바닥 슬래브를 시공하는 과정을 최하층까지 반복하여 골조를 완성하게 된다.

이때, 각 골조용 기둥을 중심으로 가로, 세로 사방으로 수평 설치되는 철골보는 격자형태의 배치를 이루도록 한다. 격자로 형태로 배치된 철골보 중 작은 보의 크기는 경간에 의해 부재 크기가 결정되고, 큰 보 크기는 경간과 작은보의 하중에 의해 결정된다. 일반적으로 이 경우 슬래브와 철골보의 크기의 합한 골조 두께가 650 ~ 850mm 정도가 된다.

여기에서 격자로 배치된 철골보 방식에서 철골보와 철골보가 만나는 지점이 많아져 시공성 및 경제성이 저하되는 문제점이 발생하고, 골조 두께로 인한 지하 굴착 깊이기 깊어지는 문제가 있어, 대안으로 철골철근콘크리트와 같은 합성보(300)를 사용하나, 철골보 외부에 설치되는 거푸집으로 인하여 시공성과 경제성 효과가 떨어지고 있다.

또한, 철골조 역타공법에서 철골 기둥의 수직도가 불량한 경우, 시공성 저하와 구조안전성에도 문제가 발생하고 있으며, 순수 철골로만 골조를 시공하는 경우 진동이 크게 발생하는 문제가 있다.

따라서, 골조 두께를 줄여 굴착 깊이를 줄이고, 철골보의 접합 개소를 최소화하여 시공성과 경제성이 향상되면서, 철골 기둥(200) 수직도와 무관하게 시공이 가능하며, 진동에 강한 방안이 필요한 실정이다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로서, 철골 부재 사용량, 접합 개소, 골조 두께를 최소화 할 수 있는 골조 시스템 과 그 시공방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

전술한 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 작은 보가 설치되는 방향의 순경간을 줄여, 작은 보 대신 장스팬용 데크(400)를 사용하여 작은 보를 삭제한다. 장스팬용 데크(400)는 춤이 깊기 때문에 슬래브의 두께에 비하여 우수한 단면 성능을 가지므로, 처짐에 대한 저항력이 강해진다. 그리고 장선 형태로 시공되므로 토압과 같은 횡력에 저항 할 수 있는 장점이 있다.

이때, 장스팬용 데크(400)는 일반적으로 8m 내외로 시공이 가능하므로, 시공성에 제약을 받는 경우가 발생하나, 본 발명의 합성보(300)는 폭이 넓은 보로 시공되므로 하이브리드 합성보(300)의 폭에 따라 장스팬 데크는 8 ~ 10m 까지 시공 할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 합성보(300)는 철골 기둥(200)에 설치된 가설 브라켓(100)의 양측으로 일정 간격을 갖는 평행한 한쌍의 철골 형강보재와 이를 사이에 콘크리트 충전 타설된 합성보(300)로, 양측으로 배치된 철골 형강 부재가 거푸집 역할을 함으로써 거푸집 설치, 해체 공정이 별도로 발생하지 않는다.

이 경우, 가설 브라켓(100)은 철골 기둥(200)을 중심으로 일정간격 돌출된 상태에서 합성보(300)를 시공하므로, 철골 기둥(200) 수직도와 무관하게 시공할 수 있는 장점이 있다.

철골 기둥(200)에 설치되는 가설 브라겟(100)은 철골 기둥(200)에 바로 용접하여 설치하는 경우와 볼트를 이용한 고정 형태도 가능하며, 이 경우 고정 볼트를 해체한 후 하부 층으로 현수하여 가설 브라켓(100)을 재사용 할 수 있어, 가설 브라켓(100)을 해체하거나 재설치 공정이 없어 시공성과 경제성을 향상 시킬 수 있다.

본 발명의 합성보(300)는 기존 철골조, 철근콘크리트구조, 철골철근콘크리트구조와 같은 구조 시스템이 갖는 문제점이 개선되고, 더욱 구체적으로 본 발명은 양측으로 쌍을 이루어 배치된 철골 형강 부재가 거푸집의 역할을 함으로써 거푸집 설치, 해체 공정이 없어 시공이 간편해지고, 공사비 절감 효과가 뛰어난다.

또한, 본 발명의 합성보(300)는 폭이 비교적 크게 시공되는 WIDE BEAM이 되므로, 기둥과 기둥 사이의 순경간을 줄일 수 있어, 작은 보 대신 장스팬용 데크(400)를 사용할 수 있다. 구조적인 면에서도 합성보(300)는 보 양측의 철골 부재들과 이들 사이에 충전 타설된 콘크리트의 합성 작용에 의하여 동일한 강성을 갖으므로 구조적으로 효과적으로 단면의 크기를 상당히 줄일 수 있고, 진동에 강한 특징이 있다.

장스팬용 데크(400)는 춤이 깊기 때문에 슬래브의 두께에 비하여 비해 우수한 단면 성능을 가지므로, 처짐에 대한 저항력이 강해지고, 이 경우 골조 두께는 일반적으로 400 ~ 600mm으로 줄어들어 기존 격자형 철골조 방식보다 약 150~200mm가 줄어들어 층고 사용성 증대와 굴착깊이 감소로 토목공사비 절감 효과도 나타난다.

또한, 철골 기둥(200)에 설치되는 가설 브라켓(100)은 철골 기둥(200)에 바로 용접하여 설치하는 경우와 볼트를 이용한 고정 형태도 가능하며, 이 경우 고정 볼트를 해체한 후 하부 층으로 현수하여 가설 브라켓(100)을 재사용 할 수 있어, 가설 브라켓(100)을 해체하거나 재설치 공정이 없어 시공성과 경제성을 향상 시킬 수 있다.

도 1은 가설용 브라켓과 장스팬용 데크(400)를 이용한 하이브리드 구조 방식을 시공하는 방법을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 발명의 철골 기둥(200) 배치 상태를 도시화한 것이다.
도 3은 철골 기둥(200)에 설치된 볼트고정형 가설 브라켓(100)이 설치된 상태를 도시화한 것이다.
도 4는 가설 브라켓(100)에 일정 간격으로 설치된 한쌍으로 이루어진 합성보(300) 시공을 위한 철골보 설치 상태를 도시화한 것이다.
도 5는 합성보(300) 하부에 DECK PLATE를 설치한 상태를 도시화한 것이다.
도 6는 철골보에 거치하여 장스팬용 데크(400)를 설치한 상태를 도시화한 것이다.
도 7는 합성보(300)에 필요한 철근 배근과 고정용 부재를 설치한 상태를 도시화한 것이다.
도 8은 콘크리트를 타설한 상태를 도시화한 것이다.
도 9은 도8 상태를 하부 사시도로 도시화한 것이다.
도 10는 가설 브라켓(100)을 해체한 상태를 도시화한 것이다.
도 11은 가설 브라켓(100)과 장스팬용 데크(400)가 설치된 상태의 측면도를 도시화한 것이다.
도 12는 가설 브라켓(100)과 장스팬용 데크(400)가 설치된 상태의 정면도를 도시화한 것이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서의 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 경간에 따라 여러가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 여기에서 대표적인 사항만 설명한다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하기로 한다

도 2는 철골 기둥(200)을 시공한 상태로, 기둥은 H형강, BOX, CFT, 원형 등으로 시공 계획에 따라 시공 할 수 있다.

도 3는 철골 기둥(200)에 설치된 볼트 고정형 가설 브라켓(100)이 설치된 상태로, 볼트를 해체하여 하부층으로 하강시켜 사용 할 수 있다. 또한, 철골 기둥(200)에 직접 용접하여 설치 할 수 있으나, 별도로 도시화 하지 않았다.

도 4은 가설 브라켓(100)에 H형강 2개를 일정 간격을 두어 평행 배치하여 설치한 상태로, 경간, 하중, 보 배치 계획에 따라 산정에 하중에 맞추어 간격을 선정하여 시공할 수 있다.

도 5, 6, 7는 슬래브, 합성보(300) 부위에 DECK PLATE 및 장스팬용 데크(400)를 설치한 상태로, 트러스데크, 목재 거푸집 등으로 변경하여 시공할 수 있으며, 구조계산에 맞도록 합성보(300)와 슬래브에 추가로 철근을 시공할 수 있다.

도 8은 슬래브와 합성보(300)에 콘크리트를 타설한 상태로, 철근콘크리트 기둥 시공을 콘크리트 타설구와 기둥 철근을 선 시공할 수 있다.

도 10은 가설 브라켓(100)을 해체한 상태로, 하부층으로 하강하여 바로 사용할 수 있다.

100 : 가설 브라켓
200 : 철골 기둥
300 : 합성보
400 : 장스팬용 데크

Claims (1)

1. 역타 공법 시공 과정에 있어
   철골 기둥(200) 및 가설 브라켓(100)을 설치한 단계;
   상기 가설 브라켓(100)에 일정 간격 평행하게 철골보 한쌍을 설치한 단계;
   상기 일정 간격으로 평행하게 설치된 철골보에 DECK 및 철근을 설치하는 단계;
   상기 철골보와 수직방향으로 장스팬용 데크(400) 및 철근을 설치하는 단계;
   상기 일정 간격으로 평행하게 설치된 철골보 중앙부에 콘크리트가 타설하여 합성보(300)로 시공하고, 슬래브에 콘크리트를 타설하는 단계;
   상기 콘크리트가 양생 된 후 가설 브라켓(100)을 하강하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 가설 브라켓(100)과 장스팬용 데크(400)를 이용한 하이브리드 구조 시스템을 시공하는 방법

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