KR20170117728A

KR20170117728A - 기둥부재와 pc빔 연결방법 및 이를 이용하여 시공된 pc구조물

Info

Publication number: KR20170117728A
Application number: KR1020160045499A
Authority: KR
Inventors: 안창일
Original assignee: (주)서현컨스텍; 안창일
Priority date: 2016-04-14
Filing date: 2016-04-14
Publication date: 2017-10-24
Also published as: KR101935460B1

Abstract

기둥부재에 PC빔을 간단하고 경제적으로 연결(프리캐스트 부재 연결)시킬 수 있는 기둥부재와 PC빔 연결방법 및 이를 이용하여 시공된 PC구조물에 관한 것으로서, 상기 기둥부재와 PC빔 연결방법은 (a) PC빔의 단부블록 저면이 지지되도록 걸림홀이 형성되며, 상기 걸림홀의 상방 및 하방으로 PC빔의 내부연결철근이 연결구로 연결되도록 강결관통홀이 형성된 기둥부재를 다수 설치하는 단계; (b) 단부면 중앙에 단부블록이 돌출 형성되어 단부블록 상,하로 노치부가 각각 형성되며 상기 노치부로 내부연결철근이 수평으로 연장 돌출된 PC빔을 인양하여 상기 단부블록이 기둥부재의 걸림홀에 삽입 설치된 걸림지지붕의 단부에 지지되도록 하강 설치하는 단계; 및 (c) 상기 기둥부재의 강결관통홀에 강결연결봉을 삽입하여 양 단부를 PC빔의 내부연결철근을 연결구로 연결되도록 하는 단계;를 포함한다.

Description

기둥부재와 PC빔 연결방법 및 이를 이용하여 시공된 PC구조물{CONNECTION METHOD FOR PC BEAM AND PC COLUMN AND PC STRUCTURE THEREWITH}

본 발명은 기둥부재와 PC빔 연결방법 및 이를 이용하여 시공된 PC구조물에 관한 것이다. 더욱 구체적으로 기둥부재에 PC빔을 간단하고 경제적으로 연결(프리캐스트 부재 연결)시킬 수 있는 기둥부재와 PC빔 연결방법 및 이를 이용하여 시공된 PC구조물에 관한 것이다.

도 1a는 종래 프리캐스트 콘트리트 부재의 접합구조, 구조물에 관한 것이다.(일본 특허공보 특허 제 5638878호)

즉, 주부재(14, 기둥부재)의 걸림턱(22a)에 빔 부재(16)의 재치부(28)가 걸려지도록 하고, 기둥부재(14)에 형성된 제1 관통공(20a)에 삽통 철근(34)이 삽입되도록 하고 빔 부재(16)에 형성된 제2 관통공(26)에 삽통 철근(34)이 삽입되도록 하게 된다.

이에 프리스트레스를 도입하지 않고 또한 콘크리트를 타설하는 일 없이 주부재(14)와 빔 부재(16)를 접합할 수 있도록 한 것임을 알 수 있다.

하지만 빔 부재의 양단부가 기둥부재에 단순 거치되는 방식으로 비교적 시공방법이 간단하지만 걸림턱(22a)을 기둥(14)에 형성시켜야 하며,

빔 부재(16)를 걸림턱(22a)의 정확한 위치에 놓지 않으면 수평의 삽통철근(34)을 제대로 삽입할 수 없어 작업성이 현저하게 떨어질 수 있다는 문제점이 있게 된다.

또한 상기 삽통 철근(34)이 걸림턱(22a)에 형성되도록 하여야 하는데 이럴 경우 걸림턱(22a)에 집중하중이 작용하므로 구조적인 안정성에 문제가 있을 수 있게 되면 작성성이 아무래도 저하될 수밖에 없게 된다.

도 1b는 종래 PC부재 연결방법의 구성도를 도시한 것이다.(대한민국 특허 제 10-1568194호)

즉, (a) 외주면에 길이방향수용홈(11)이 형성된 연결되는 기둥부재를 이격 설치한 후, 연결편(30)을 상기 길이방향수용홈(11)에 일측을 삽입하여 타측이 수평으로 길이방향수용홈(11)으로부터 돌출되도록 하고,

상기 연결편(30)에 하강 삽입될 수 있도록 하단이 개방된 길이방향삽입홀(21)이 형성된 PC빔(20)을 인양하여 상기 길이방향삽입홀(21)에 연결편(30)의 타측이 삽입되도록 하여 PC빔(20)을 기둥부재 사이에 연결시키고,

상기 PC빔(20)의 단부면 상단 과 하단 모두에 형성된 노치부(S1,S2)로 연장된 내부연결철근(22)이 합성정착블록(40)을 관통하도록 하여 체결구(44)로 정착시켜 합성정착블록(40)을 위치 고정시키고,

기둥부재(10)에 형성된 길이방향수용홈(11)의 상,하부에 형성된 인서트(12)에 인서트연결철근(45)의 일측을 체결시키고 타측이 합성정착블록(40)을 관통하도록 하여 체결구(44)로 정착시켜 합성정착블록(40)에 내부연결철근(22)과 인서트연결철근(45)이 서로 크로싱 어 정착되도록 한 것이다.

즉, 내부연결철근(22)과 인서트연결철근(45)이 동일축 선상에 위치하지 않는 시공오차를 합성정착블록(40)으로 보완하도록 한 것이나, 실제 현장에서 합성정착블록(40)을 이용할 경우 경제성이 떨어지는 문제점이 있고, 인서트연결철근(45)을 위한 인서트(12) 설치 작업에 과도한 노력과 비용이 요구된다는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 예컨대 PC빔(프리캐스트 빔부재)을 기둥부재에 서로 연결시킴에 있어 PC빔을 인양한 상태에서 하강시키면서 바로 지지시켜 연결시킬 수 있도록 하되, 시공공정에 따른 작용하중의 최적화가 가능하여 보다 경제적이고 효율적인 기둥부재와 PC빔 연결방법 및 이를 이용하여 시공된 PC구조물 제공을 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은

(a) PC빔의 단부블록 저면이 지지되도록 걸림관통홀이 형성되며, 상기 걸림관통홀의 상방 및 하방으로 PC빔의 내부연결철근이 연결구로 연결되도록 강결관통홀이 형성된 기둥부재를 다수 설치하는 단계; (b) 단부면 중앙에 단부블록이 돌출 형성되어 단부블록 상,하로 노치부가 각각 형성되며 상기 노치부로 내부연결철근이 수평으로 연장 돌출된 PC빔을 인양하여 상기 단부블록이 기둥부재의 걸림관통홀에 삽입 설치된 걸림지지붕의 단부에 지지되도록 하강 설치하는 단계; 및 (c) 상기 기둥부재의 강결관통홀에 강결연결봉을 삽입하여 양 단부를 PC빔의 내부연결철근을 연결구로 연결되도록 하는 단계; (c) 단계 이후에, 상기 PC빔의 단부블록 측방에 형성된 합성철근, 내부연결철근, 걸림지지봉, 강결연결봉이 매립되어 마감되도록 충진재를 더 형성시키는 기둥부재와 PC빔 연결방법 및 이를 이용한 PC구조물을 제공하게 된다.

본 발명에 의한 기둥부재와 PC빔 연결방법 및 이를 이용하여 시공된 PC구조물에 의하여 종래 브라켓을 이용하지 않고 기둥부재에 PC빔을 신속하고 효과적으로 강결시킬 수 있게 된다.

도 1a는 종래 프리캐스트 콘트리트 부재의 접합구조도,
도 1b는 종래 합성정착블록을 이용한 PC부재 연결구성도,
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 실시예 1에 의한 기둥부재와 PC빔의 결합구성도,
도 2c는 본 발명의 실시예 1에 의한 기둥부재와 PC빔의 강결결합도,
도 2d 및 도 2e는 본 발명의 실시예 2에 의한 기둥부재와 PC빔의 결합구성도,
도 2f는 본 발명의 실시예 2에 의한 기둥부재와 PC빔의 강결결합도,
도 3a, 도 3b 및 도 3c는 본 발명에 의한 기둥부재와 PC빔 연결방법을 이용하여 시공된 PC구조물의 시공순서도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

[ 기둥부재(100)와 PC빔(200) 연결방법]

[실시예 1]

도 2a, 도 2b 및 도 2c는 본 발명에 실시예 1에 의한 기둥부재(100)와 PC빔(200)의 연결구성도를 도시한 것이다.

이에 본 발명은 상기 PC빔(200)과 기둥부재(100)의 지지수단으로서 걸림지지봉(300)을 이용하게 된다.

이러한 걸림지지봉(300)은 강봉인 수평봉을 이용하게 된다.

이와 같은 수평봉을 이용하는 이유는 PC빔(200)의 단부블록(230) 저면에 간단하게 위치할 수 있기 때문이다.

이에 PC빔(200)이 기둥부재(100)에 초기 걸림지지봉(300)에 의하여 세팅될 때, 전단력 저항에 유리하고, 휨 모멘트에도 충분히 저항하기 위하여 본 발명은 상기 걸림지지봉(300)이 기둥부재(100)를 관통하여 양 단부가 노출되도록 형성시키게 된다.

이에 상기 기둥부재(100)에는 걸림지지봉(300)이 미리 관통되어 양 단부가 노출되도록 하게 되며,

미리 형성된 걸림홀(110)에 현장에서 걸림지지봉(300)을 삽입 시킨 후, 걸림홀(110)에 충진재(G)를 주입하여 고정 설치할 수 있다.

이때 상기 걸림홀(110)은 걸림지지봉(300)의 세팅위치를 조정할 수 있도록 걸림지지봉(300)의 직경보다는 크게 형성시키되 위치조절 간격을 감안하여 시공오차를 감안한 크기로 형성시키되 적어도 1개 이상 형성시켜 PC빔(200) 지지에 유리하도록 하게 된다.

또한 기둥부재(100)의 상기 걸림지지봉(300)이 설치된 위치를 기준으로 상방 및 하방으로 후술되는 강결연결봉(400)이 관통 설치될 수 있도록 역시 강결관통홀(120)을 미리 형성시키게 된다.

이에 현장에서 강결연결봉(400)을 삽입 시킨 후, 강결관통홀(120)에 충진재(G)를 주입하여 고정 설치할 수 있다.

이때 상기 강결관통홀(120)은 강결연결봉(400)의 위치를 조정할 수 있도록 강결연결봉(400)의 직경보다는 역시 크게 형성시키되 위치조절 간격을 감안하여 시공오차를 감안한 크기로 형성시키되 적어도 1개 이상 형성시켜 PC빔(200)과 기둥부재(100)의 연결에 유리하도록 하게 된다.

결국 상기 걸림지지봉(300)은 PC빔(200)을 인양하여 하향 설치함에 있어서 종래 PC빔 지지용 브라켓(도 1a의 걸림턱(22) 참조)을 사용하지 않고 지지될 수 있도록 하되,

PC빔(200)의 자중에 의한 휨 모멘트가 기둥부재(100)로 전달되지 않도록 하는 역할을 하고,

상기 강결연결봉(400)은 걸림지지봉(300)에 의하여 지지되도록 세팅된 PC빔(200)을 기둥부재(100)와 강결 시키기 위한 역할을 하게 됨에도, 기둥부재(100)에 미리 형성된 관통홀들(110,120)을 이용하여 설치하게 되고 경제성을 충분히 확보할 있게 된다.

상기 PC빔(200)은 그 연장길이에 따라 자중은 가지게 되므로 자중이 커질 경우 기둥부재(100)에 걸림턱 또는 헌치부를 형성시키는 것이 안전하게 되지만 이러한 걸림턱 또는 헌치부를 기둥과 빔의 연결부위에 형성시키는 것은 기둥 제작에 경제성을 떨어뜨리는 요인이 됨은 살펴본 바와 같다.

이에 본 발명은 종래 걸림턱 등을 이용하지 않고, 연결을 위한 빔 인양 후 바로 PC빔(200)의 단부를 기둥부재(100) 사이에 연결할 수 있도록 상기 걸림지지봉(300)을 설치함은 살펴본 바와 같다.

즉, 상기 걸림지지봉(300)은 기둥부재(100)를 관통하도록 설치하여 PC빔(200) 지지에 유리하도록 하되, PC빔(200) 단부블록(230) 저면이 간단하게 지지되도록 하여 작업성을 확보할 수 있도록 하게 된다.

이러한 걸림지지봉(300)에는 상당한 전단력이 발생하게 되는데 이에 효과적으로 저항하기 위하여 걸림지지봉(300)의 설치개수 및 직경을 조정하면 된다.

이에 상기 PC빔(200)의 단부블록(230) 상부 및 하부에 블럭아웃된 노치부(210)에 내부연결철근(220)이 수평으로 연장되어 있음을 알 수 있으며, 단부블록(230) 주위에도 합성철근(240)들이 돌출되어 연장되어 있음을 알 수 있다.

이로서 PC빔(200)의 단부블록(230)은 걸림지지봉(300)의 상면에 지지될 수 있도록 PC빔(200) 단부면 중앙부에 형성된 구체형태로서 PC빔의 초기 세팅에 유리한 구조로서 내부연결철근(220)과 강결연결봉(400)이 서로 연결구에 의하여 서로 강결되도록 하는 작업공간을 형성되도록 하되, 특히 합성철근(240)의 돌출이 가능하도록 하여 강결 효과를 증대시킬 수 있도록 함을 알 수 있다.

상기 강결연결봉(400)은 앞서 살펴본 기둥부재(100)에 형성시킨 상,하 걸림홀(110)에 기둥부재(100)를 관통하도록 삽입되어 단부가 노치부(210)에 노출된 내부연결철근(220)과 서로 커플러등과 같은 연결구에 의하여 연결되도록 함으로서 PC빔(200)이 기둥부재(100)에 강결 되도록 하는 역할을 하게 된다.

이에 강결연결봉(400)은 걸림지지봉(300)과 역할이 상이하며, PC빔(200)의 노치부에 의하여 걸림지지봉(300) 하강 시켜 지지되도록 한 이후에 설치될 수 있도록 하게 된다.

도 2c는 본 발명에 의한 기둥부재(100)와 PC빔(100)의 강결시공도를 도시한 것이다.

먼저, 도 2c는 기둥부재(100)로서 PC기둥을 기준으로 도시한 것인데 도 2a 및 도 2b와 같이 기둥부재(100)의 외주면에는 앞서 살펴본 것과 같이 걸림홀(110)을 기준으로 상,하방으로 강결관통홀(120)이 미리 형성되어 있음을 알 수 있다.

이에 상기 걸림홀(110)과 강결관통홀(120)에는 각각 걸림지지봉(300)과 강결연결봉(400)이 삽입시키고 있음을 알 수 있다.

나아가 PC빔(200)의 단부블록(230) 상단 및 하단에 형성된 각각 노치부(210)에 내부연결철근(220)이 수평으로 연장되어 있음을 알 수 있다.

이에 기둥부재(100)를 기준으로 양 측방으로 PC빔(200)의 단부블록(230) 걸림지지 및 강결되도록 하여 기둥부재(100)와 PC빔(200)을 강결시키고, 노치부(210)를 무수축 모르타르와 같은 충진재(G)로 마감시키게 된다.

이에 노치부(210) 내부에 충진된 충진재(G)는 내부연결철근(220)과 합성철근(240)이 매립되도록 하면서 걸림지지봉(300)과 강결연결봉(400) 직경보다 큰 걸림홀(110)과 강결관통홀(120)에도 충진되어 효과적인 강결 구조가 완성될 수 있게 된다.

[실시예 2]

도 2d, 도 2e 및 도 2f는 본 발명에 실시예 2에 의한 기둥부재(100)와 PC빔(200)의 연결구성도를 도시한 것이다.

즉, 실시예 1과 실시예 2는 걸림홀(110)에 형성방법에 차이가 있다. 즉 실시예 1은 걸림홀(110)을 기둥부재(100)를 관통하도록 형성시키고, 걸림지지봉(300)이 걸림홈(110)에 삽입되도록 한 것이라면, 이러한 실시예 2는 상기 기둥부재(100)에 인서트를 형성시키고, 걸림지지봉(300)이 상기 인서트에 삽입되어 설치되도록 한 것에 차이가 있을 뿐이다.

이에 역시 도 2f는 기둥부재(100)로서 PC기둥을 기준으로 도시한 것인데 도 2d 및 도 2e와 같이 기둥부재(100)의 외주면에는 앞서 살펴본 것과 같이 인서트에 삽입 설치된 걸림홀(110)을 기준으로 상,하방으로 강결관통홀(120)이 미리 형성되어 있음을 알 수 있다.

이에 노치부(210) 내부에 충진된 충진재(G)는 내부연결철근(220)과 합성철근(240)이 매립되도록 하면서 걸림지지봉(300)과 강결연결봉(400) 직경보다 큰 걸림홀(110)과 강결관통홀(120)에도 충진되어 효과적인 강결 구조가 완성될 수 있게 됨은 동일하다.

[ 기둥부재와 PC빔 연결방법를 이용하여 시공된 PC구조물(A)]

도 3a, 도 3b 및 도 3c는 본 발명에 의한 기둥부재와 PC빔 연결방법 및 이를 이용하여 시공된 PC구조물 시공순서도를 도시한 것이다.

먼저 상기 PC구조물(A)은 내부공간이 노출되는 구조물(예컨대 쿨링타워)을 기준으로 하고, 기초에 미리 안벽과 내벽을 설치하고 안벽과 내벽 내부에는 다수의 기둥부재(100)가 미리 설치되며 기둥부재(100) 사이에 PC빔(200)의 단부가 걸림지지봉(300)에 의하여 걸림지지되고, 강결연결봉(400)에 의하여 강결된다.

즉, 도 3a와 같이 PC구조물(A)이 시공될 부지를 정리한 후, 파일을 시공한 후 바닥슬래브(A2)를 시공하게 된다.

상기 바닥슬래브(A2)는 현장타설 콘크리트로 일정 두께를 가지도록 형성시키면 된다.

상기 시공된 바닥슬래브(A2) 상면에 기둥부재(100)를 다수 이격 설치하게 된다. 상기 기둥부재(100)는 PC부재로서 시공하게 되며 앞서 살펴본 바와 같이 걸림홀(110)과 강결관통홀(120)이 형성되어 있음을 알 수 있다.

다음으로는 도 2a 내지 도 2f와 같이, 앞서 살펴본 PC빔(200)을 기둥부재(100) 사이에 걸림지지봉(300)을 이용하여 인양과 동시에 위치 세팅하면서 하강 삽입시키는 방식으로 간단하게 걸림 지지 되도록 시키게 된다. 이에 보다 신속하고 경제적인 PC빔 설치가 가능하게 된다.

이때 기둥부재(100)를 기준으로 사방으로 PC빔(200)이 걸림 지지되도록 한 후에는 앞서 살펴본 강결연결봉(400)과 내부연결철근(220)을 연결구로 서로 연결하여 기둥부재(100)과 PC빔(200)을 강결시키고, 노치부(210)를 무수축 모르타르와 같은 충진재로 마감시키게 된다.

이로서 도 3b와 같이 PC빔과 기둥부재 연결방법을 이용하여 시공된 PC구조물(A)이 간단하게 완성될 수 있음을 알 수 있게 된다.

도 3c와 같이 필요한 경우에는 외벽(A1)과 상부슬래브(A3)를 연결된 PC빔과 기둥부재의 측방 및 상부에 더 시공하여 용도에 맞은 PC구조물(A)을 제공하면 된다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100: 기둥부재
110: 걸림홀 120: 강결관통홀
200: PC빔 210: 노치부
220: 내부연결철근 230: 단부블록
240: 합성철근 300: 걸림지지봉
400: 강결연결봉

Claims

(a) PC빔의 단부블록 저면이 지지되도록 걸림홀이 형성되며, 상기 걸림홀의 상방 및 하방으로 PC빔의 내부연결철근이 연결구로 연결되도록 강결관통홀이 형성된 기둥부재를 다수 설치하는 단계;
(b) 단부면 중앙에 단부블록이 돌출 형성되어 단부블록 상,하로 노치부가 각각 형성되며 상기 노치부로 내부연결철근이 수평으로 연장 돌출된 PC빔을 인양하여 상기 단부블록이 기둥부재의 걸림홀에 삽입 설치된 걸림지지붕의 단부에 지지되도록 하강 설치하는 단계; 및
(c) 상기 기둥부재의 강결관통홀에 강결연결봉을 삽입하여 양 단부를 PC빔의 내부연결철근을 연결구로 연결되도록 하는 단계;를 포함하여, 상기 걸림지지봉에 의하여 PC빔의 단부가 기둥부재에 힌지 지지되도록 하고, 상기 강결연결봉에 의하여 PC빔이 기둥부재에 강결되도록 하는 기둥부재와 PC빔 연결방법.
제 1항에 있어서,
상기 (c) 단계 이후에,
상기 PC빔의 단부블록 측방에 형성된 합성철근, 내부연결철근, 걸림지지봉 및 강결연결봉이 매립되어 마감되도록 충진재를 더 형성시키는 기둥부재와 PC빔 연결방법.
(a) PC빔의 단부블록 저면이 지지되도록 걸림홀이 형성되며, 상기 걸림홀의 상방 및 하방으로 PC빔의 내부연결철근이 연결구로 연결되도록 강결관통홀이 형성된 기둥부재를 다수 설치하는 단계;
(b) 상기 다수 설치된 기둥부재 사이사이에, 단부면 중앙에 단부블록이 돌출 형성되어 단부블록 상,하로 노치부가 각각 형성되며 상기 노치부로 내부연결철근이 수평으로 연장 돌출된 PC빔을 다수 인양하여 상기 단부블록이 기둥부재의 걸림홀에 삽입 설치된 걸림지지붕의 단부에 지지되도록 하강 설치하여 상기 걸림지지봉에 의하여 PC빔의 단부가 기둥부재에 힌지 지지되도록 하는 단계;
(c) 상기 기둥부재의 강결관통홀에 강결연결봉을 삽입하여 양 단부를 PC빔의 내부연결철근을 연결구로 연결되도록 하는 단계; 및
(d) 상기 PC빔의 단부블록 측방에 형성된 합성철근, 내부연결철근, 걸림지지봉, 강결연결봉이 매립되어 마감되도록 충진재를 형성시키는 단계;를 포함하며,
외벽(A1)과 상부슬래브(A3)를 연결된 PC빔과 기둥부재의 측방 및 상부에 더 시공하여 PC구조물(A)을 시공하는 기둥부재와 PC빔 연결방법 및 이를 이용하여 시공된 PC구조물.